(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルトプライからなるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
前記ベルトプライは、金属製のベルトコードを引き揃えたコード配列体の両面をトッピングゴムによって被覆してなり、かつ前記ベルトプライの側縁を含む外側領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｓは、前記外側領域の間の中央領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８〜２．４倍とし、
前記外側領域の間に中央領域が配された両側の各該外側領域のタイヤ軸方向の領域巾を、ベルトプライのプライ巾の１０〜２５％とするとともに、
前記ベルトプライは、外側領域Ｙｓのトッピングゴムを、半径方向内側ゴム（１２ｓｉ）と外側ゴム（１２ｓｏ）との二層構造とし、各ゴムの複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏを互いに相違させ、
しかも、前記複素弾性率Ｅ＊ｓは、各ゴム（１２ｓｉ）、（１２ｓｏ）のゴム厚さをｔｉ、ｔｏとしたとき、次式で求まる複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏの平均値とすることを特徴とする空気入りタイヤ。
（ｔｉ×Ｅ＊ｓｉ＋ｔｏ×Ｅ＊ｓｏ）／（ｔｉ＋ｔｏ）
【請求項２】
前記外側領域に配されるトッピングゴムは、ゴム基材中にレゾルシン又はレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとを含有させたゴム組成物からなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトプライのトッピングゴムの複素弾性率を、タイヤ軸方向の外側領域と中央領域とで相違せしめ、外側領域でのベルト剛性を相対的に高めることによって重量増加を抑えながら耐久性を向上した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
空気入りタイヤに配されるベルト層は、一般に、スチール製のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜４０度の角度で配列したベルトプライの複数枚を、各コードがプライ間相互で交差するように重置することによって形成される。
【０００３】
しかし、ベルトプライの両端部では、ベルトコードが切断されて途切れているためタイヤへの拘束力が弱く、高速走行時、ショルダー部がリフィティングしやすくなる。その結果、このショルダー部において変形量が増し、かつ接地圧の上昇に伴い内部温度が高まるため、ベルト外端を起点とした剥離損傷が発生しやすく高速耐久性を損ねる傾向にある。
【０００４】
従って、従来においては、この高速耐久性を高めるため、ベルト層の半径方向外側に、ナイロン等のバンドコードを周方向に螺旋巻きしたバンド層を形成し、ベルト外端部での拘束力を補うことによって、前記リフィティングを抑制することが行われている。
【０００５】
しかしこのような、バンド層の形成は、タイヤコスト及び重量の上昇を招くという不利がある。
【０００６】
そこで本発明者は、ベルトプライを構成するトッピングゴムに着目して研究した。その結果、このトッピングゴムの複素弾性率をタイヤ軸方向の外側領域と中央領域とで相違せしめ、外側領域でのベルト剛性を相対的に高めることにより、ショルダー部における変形を抑制でき、バンド層等の他部材を使用することなく、かつ乗り心地性を損ねることなく高速耐久性を向上させうることを見出し得た。
【０００７】
即ち本発明は、ベルトプライの外側領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｓを中央領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８〜２．４倍とすることを基本として、コスト及び重量の上昇を招くことなく、かつ乗り心地性を損ねることなく高速耐久性を向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルトプライからなるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
前記ベルトプライは、金属製のベルトコードを引き揃えたコード配列体の両面をトッピングゴムによって被覆してなり、かつ前記ベルトプライの側縁を含む外側領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｓは、前記外側領域の間の中央領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８〜２．４倍としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項１の発明では、前記外側領域の間に中央領域が配された両側の各該外側領域のタイヤ軸方向の領域巾を、ベルトプライのプライ巾の１０〜２５％とするとともに、
前記ベルトプライは、外側領域Ｙｓのトッピングゴムを、半径方向内側ゴム（１２ｓｉ）と外側ゴム（１２ｓｏ）との二層構造とし、各ゴムの複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏを互いに相違させ、
しかも、前記複素弾性率Ｅ＊ｓは、各ゴム（１２ｓｉ）、（１２ｓｏ）のゴム厚さをｔｉ、ｔｏとしたとき、次式で求まる複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏの平均値とすることを特徴としている。
（ｔｉ×Ｅ＊ｓｉ＋ｔｏ×Ｅ＊ｓｏ）／（ｔｉ＋ｔｏ）
【００１０】
又請求項２の発明では、前記外側領域に配されるトッピングゴムは、ゴム基材中にレゾルシン又はレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとを含有させたゴム組成物からなることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤ１が、乗用車用ラジアルタイヤである場合の断面図を例示している。
【００１２】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具えている。
【００１３】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。カーカスコードとしては、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に使用できるが、要求により、スチール等の金属コードも採用しうる。
【００１４】
又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで内側から外側に折り返される折返し部６ｂを一連に具え、このプライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。
【００１５】
次に、前記ベルト層７は、図２に示すように、金属製のベルトコード（本例ではスチールコード）１０をタイヤ周方向に対して例えば１５〜４０゜の角度で引き揃えてなるコード配列体１１の両面を、トッピングゴム１２によって被覆した複数枚、本例では２枚のベルトプライ９Ａ、９Ｂ（総称するときベルトプライ９という場合がある）から形成される。このベルトプライ９は、前記ベルトコード１０がプライ間相互で交差するように傾斜の向きを違えて重置される（なお図２は、半径方向内側ゴム（１２ｓｉ）と外側ゴム（１２ｓｏ）との二層構造である、タイヤ軸方向外側の外側領域Ｙｓに配されるトッピングゴム１２ｓを二層に区分することなく図示している）。
【００１６】
そして本実施態様では、各ベルトプライ９は、その側縁を含む外側領域Ｙｓに配されるトッピングゴム１２ｓの複素弾性率Ｅ＊ｓを、前記外側領域Ｙｓ、Ｙｓの間の中央領域Ｙｃに配されるトッピングゴム１２ｃの複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８〜２．４倍の範囲に高めている。
【００１７】
このようにゴム複素弾性率に変化を付けることにより、外側領域Ｙｓにおいて、ベルト剛性及び弾性が相対的に高まり拘束力が補われるため、高速走行時のリフィティングが抑制される。そのため、ショルダー部での温度上昇及びベルト外端に作用する応力が低く抑えられ、ベルト外端を起点とした剥離損傷を抑制しうる。
【００１８】
又このものは、中央領域Ｙｃにおけるベルト剛性を低く維持できるため、乗り心地を損ねることがなく、しかも他部材の使用がないため、コストダウン及びタイヤの軽量化に有利となる。
【００１９】
ここで、前記外側領域Ｙｓのタイヤ軸方向の領域巾Ｗｓは、ベルトプライ９のプライ巾Ｗ０の１０〜２５％であり、この領域巾Ｗｓは各ベルトプライ毎に設定される。即ち、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように（便宜上ベルトコードは省略している。及び図２と同じく、半径方向内側ゴム（１２ｓｉ）と外側ゴム（１２ｓｏ）との二層構造である、タイヤ軸方向外側の外側領域Ｙｓに配されるトッピングゴム１２ｓを二層に区分することなく図示している）半径方向内側のベルトプライ９Ａにおいて、外側領域Ｙｓの領域巾ＷｓＡは、そのプライ巾Ｗ０Ａの１０〜２５％であり、又半径方向外側のベルトプライ９Ｂにおいて、外側領域Ｙｓの領域巾ＷｓＢは、そのプライ巾Ｗ０Ｂの１０〜２５％である。このとき、領域巾ＷｓＡと領域巾ＷｓＢとは相違していても、又等しくても良いが、剥離損傷抑制の観点からは、各中央領域Ｙｃにおいて領域巾ＷｃＡと領域巾ＷｃＢとを等しく設定するのが好ましい。
【００２０】
前記トッピングゴム１２ｓの複素弾性率Ｅ＊ｓがトッピングゴム１２ｃの複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８倍未満では、剥離損傷の抑制効果、即ち高速耐久性の向上効果が充分に発揮されず、逆に２．４倍を越えると高速耐久性の向上効果は高まるものの、乗り心地性が低下する。
【００２１】
同様に、前記領域巾Ｗｓがプライ巾Ｗ０の１０％未満では、高速耐久性の向上効果が充分に発揮されず、逆に２５％を越えると乗り心地性が低下する。
【００２２】
なお複素弾性率は、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±１％として測定した値としている。
【００２３】
次に、前記トッピングゴム１２ｓの複素弾性率Ｅ＊ｓを高める手段として、本例では、ゴム基材中にレゾルシン又はレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとを含有させている。
【００２４】
なお複素弾性率を高める手段として、他に、例えばカーボンブラックを増量する、及び加硫剤である硫黄又は加硫促進剤を増量し、ゴム分子の網目密度を高くすることが挙げられる。しかし、かかる場合には、破断強度の低下、発熱性の低下、未加硫ゴムの粘度上昇に伴う加工性の低下などが懸念され、従って、前記レゾルシン等の使用が好ましい。
【００２５】
前記ゴム基材としては、例えば天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどのジエン系ゴムが好適に使用でき、これらを単独でまたは組合わせて用いうる。なおゴム強度や耐久性の観点から天然ゴムを用いるのが好ましい。
【００２６】
又前記レゾルシンおよびレゾルシン縮合物は、フェノール系化合物として知られ、加硫に際して前記メチレンドナーと重合反応し、トッピングゴム１２ｓを高弾性化させる。
【００２７】
なお前記レゾルシン縮合物として、例えばレゾルシンとアルデヒド類との縮合物（所謂レゾルシン樹脂）があり、市販のレゾルシン樹脂としては、例えばインドスペック社製のペナコライト（商標）樹脂Ｂ−１８−Ｓ，Ｂ−２０，住友化学工業（株）製スミカノール（商標）６２０、ユニロイヤル社製Ｒ−６、スケネクタディー化学社製ＳＲＦ１５０１、アッシュランド化学社製Ａｒｏｆｅｎｅ（商標）７２０９等があげられる。またレゾルシンとして、住友化学工業（株）製レゾルシノール等があげられる。
【００２８】
又前記メチレンドナーとして、例えばヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン及びそれらの誘導体、アザーディオキサービシクロオクタン、パラホルムアルデヒド等があり、市販品としては、例えばバイエル社製Ｃｏｈｅｄｕｒ（商標）Ａ、アメリカンサイアナミッド社製サイレッツ（商標）９６６、９６４、住友化学工業（株）製スミカノール（商標）５０７、ユニロイヤル社製Ｍ−３等があげられる。
【００２９】
ここで、前記レゾルシン又はレゾルシン縮合物の含有量は、ゴム基材１００重量部に対し、１．０〜５．０重量部の範囲が好ましく、又前記メチレンドナーの含有量は、前記レゾルシン又はレゾルシン縮合物の含有量の０．５〜２．０倍とするのが良い。
【００３０】
なお前記レゾルシン又はレゾルシン縮合物の含有量が１．０重量部未満では、トッピングゴム１２ｓの弾性を充分に高めることができず、逆に５．０重量部をこえると、混練りの加工性が悪化したり、又接着性が低下してしまうなどトッピングゴム１２ｓ本来の性能が確保できなくなる。従って、２．０〜４．０重量部の範囲がさらに望ましい。
【００３１】
また前記メチレンドナーの含有量が、レゾルシン等の含有量の０．５倍未満では、反応しない余分なレゾルシン等がゴム中に過剰に残留し、これがゴムとベルトコードとの接着を阻害する。又２．０倍をこえると、逆に反応しない余分なメチレンドナーがゴム中に過剰に残留し、同様にゴムとベルトコードとの接着を阻害する。
【００３２】
またトッピングゴム１２ｓでは、充填剤（補強剤）としてカーボンブラックを配合することもでき、このときゴム基材１００重量部に対して３０〜６０重量部配合するのが好ましい。もしカーボンブラックの配合量が３０重量部未満では、前記レゾルシン等とメチレンドナーとを適量配合した場合にも高弾性化を充分に達成することが難しくなり、又６０重量部をこえると混練り加工性の著しい悪化を招く。
【００３３】
充填剤として、カーボンブラックに加え、シリカや水酸化アルミニウムなどの他の無機質充填剤を配合することができが、係る場合にもカーボンブラックとの合計の配合量を３０〜６０重量部の範囲とするのが好ましい。また加硫剤、加硫促進剤、オイル、ワックス等の従来的な添加剤も適宜配合しうる。
【００３４】
なお中央領域Ｙｃにおけるトッピングゴム１２ｃとしては、ゴム基材中に、前記レゾルシン等及びそのメチレンドナーを含有させない従来的なトッピングゴムが採用できる。
【００３５】
又本発明においては、前記ベルトプライ９としては、図４に示す如く、外側領域Ｙｓのトッピングゴム１２ｓを、半径方向内側ゴム１２ｓｉと外側ゴム１２ｓｏとの二層構造とし、各ゴム１２ｓｉ、１２ｓｏの複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏを互いに相違させる。かかる場合には、ゴム１２ｓｉ、１２ｓｏのゴム厚さをｔｉ、ｔｏとしたとき、次式で求まる複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏの平均値をもって複素弾性率Ｅ＊ｓとする。
（ｔｉ×Ｅ＊ｓｉ＋ｔｏ×Ｅ＊ｓｏ）／（ｔｉ＋ｔｏ）
【００３６】
従って、複素弾性率Ｅ＊ｓｉ、Ｅ＊ｓｏの平均値（複素弾性率Ｅ＊ｓ）が、前記複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８〜２．４倍の範囲であるならば、ゴム１２ｓｉ、１２ｓｏの一方を、トッピングゴム１２ｃと同一のゴム組成物で形成することもできる。
【００３７】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３８】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズ１７５／７０Ｒ１４のタイヤを、表１の仕様により試作し、各試供タイヤの乗り心地性、高速耐久性をテストし、その結果を表１に示している。なおベルト層以外は各タイヤとも同仕様である。なお試供タイヤのベルトプライに用いるトッピングゴムの仕様は、表２に示している。
【００３９】
（１）乗り心地性：
試供タイヤを、リム（１４×５ＪＪ）、内圧（２００Ｋｐａ）で乗用車（２０００ｃｃ；ＦＦ車）の全輪に装着し、タイヤテストコースのドライアスファルト路を走行し、乗り心地性をドライバーの官能評価により１０点法（比較例１を５点とした）で評価した。数値が大きいほど乗り心地性に優れている。
【００４０】
（２）高速耐久性：
ドラム試験機を用い、試供タイヤを、リム（１４×５ＪＪ）、内圧（２００Ｋｐａ）、荷重（６．０ｋＮ）の下で速度１５０ｋｍ／ｈで８０時間走行させるとともに、走行後のタイヤを解体してベルト外端での剥離損傷の有無を確認した。
【００４１】
【表１】
0004291537.tif 000002
【００４２】
【表２】
0004291537.tif 000003
【００４３】
表１の如く、各参考例に示すタイヤにおいても、乗り心地性を過度に減じることなく、高速耐久性を向上しうるのが確認できる。
【００４４】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、ベルトプライの外側領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｓを中央領域に配されるトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊ｃの１．８〜２．４倍に高めているため、コスト及び重量の上昇を招くことなく高速耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】  ベルトプライを説明する断面図である（但し、半径方向内側ゴム（１２ｓｉ）と外側ゴム（１２ｓｏ）との二層構造である、タイヤ軸方向外側の外側領域Ｙｓに配されるトッピングゴム１２ｓを二層に区分することなく図示している）。
【図３】  （Ａ）、（Ｂ）外側領域の区分状態を説明する断面図（但し、半径方向内側ゴム（１２ｓｉ）と外側ゴム（１２ｓｏ）との二層構造である、タイヤ軸方向外側の外側領域Ｙｓに配されるトッピングゴム１２ｓを二層に区分することなく図示している）。
【図４】  本発明のベルトプライの１実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
２      トレッド部
３      サイドウォール部
４      ビード部
５      ビードコア
６      カーカス
７      ベルト層
９、９Ａ、９Ｂ  ベルトプライ
１０    ベルトコード
１１    コード配列体
１２、１２ｃ、１２ｓ    トッピングゴム
Ｓ      ベルトプライの側縁
Ｙｓ    外側領域
Ｙｃ    中央領域
【図１】
0004291537.tif 000004
【図２】
0004291537.tif 000005
【図３】
0004291537.tif 000006
【図４】
0004291537.tif 000007