JP6701060B2 - ゴム−コード複合体、タイヤ用補強部材およびこれを用いたタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ゴム−コード複合体（以下、単に「複合体」とも称する）、タイヤ用補強部材（以下、単に「補強部材」とも称する）およびこれを用いたタイヤの改良に関する。

従来より、タイヤの補強部材に関しては、種々検討がなされてきている。例えば、乗用車用タイヤの補強部材であるベルトの構造としては、骨格部材となるカーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、補強コードのコード方向が互いに交錯する２層以上のベルト交錯層を配設した構造が一般的である。これ以外にも、ベルトの構造として、上下２層のベルト層を補強コードである有機繊維コードを互いに交差するように配置するとともに、有機繊維コードをベルト層端部で折り返して一方から他方のベルト層に延在する螺旋巻き構造に構成し、これらの有機繊維コードを有するベルト層の間に、スチールコードからなる補強コードを配列したスチールベルト層を配置する構造が知られている。

このような構造として、例えば、特許文献１，２には、スチールベルト層の補強コードのタイヤ周方向に対する配向角度をそれぞれ規定することで、乗用車用空気入りタイヤのベルト層の耐エッジセパレーション性を改善しつつ、タイヤの他性能の向上を図った空気入りラジアルタイヤが提案されている。

特開平１０−１０９５０２号公報 特開平１０−１０９５０３号公報

特許文献１，２で提案されているベルトは、スチールベルト層に有機繊維コードからなる補強部材を螺旋状に巻き付けてなる３層のベルトからなる構造であるため、軽量化を図りつつ、ある程度の耐久性を確保できると考えられる。しかしながら、螺旋状コード層にスチールコードなどの金属コード以外の補強コードを用いているために、２層のスチールベルト層の交錯層を用いた場合と比較すると、ベルト層全体の強度やモジュラスが低下して、走行時のタイヤの径成長や歪の抑制の点で不十分となっていた。

これに対し、さらなる耐久性の向上のために、螺旋状コード層の補強コードとして、コード径が比較的大きいものを用いることが考えられるが、一方で、ベルト層の形状維持のためにはある程度の打込み数が必要であり、コード径を大きくしつつ打込み数を高めると、螺旋状コード層内でコード間隔が密に狭まりすぎて、歪の集中による局所的な発熱や、コード同士が擦れ合うことによるフレッティングが生じ、耐久性を低下させる場合がある。よって、フレッティング等の補強コードに起因する問題を生ずることなく、ベルト層全体の強度やモジュラスを向上して、従来よりさらにタイヤの耐久性を向上できる技術の確立が求められていた。

そこで本発明の目的は、補強コードに起因する問題を生ずることなくベルト層全体の強度やモジュラスを向上して、従来よりさらにタイヤの耐久性を向上できるゴム−コード複合体、タイヤ用補強部材およびこれを用いたタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、ゴム−コード複合体自体のモジュラス、ゴム−コード複合体内におけるコード間隔、および、ゴム−コード複合体に用いる補強コードの撚り係数をそれぞれ特定の範囲に規定することで、上記課題を解決できることを見出した。

すなわち、本発明のゴム−コード複合体は、少なくとも１層の芯材コード層と、該芯材コード層に螺旋状に巻き付けられた補強コードを含む螺旋状コード層と、を有するタイヤ用補強部材における、該螺旋状コード層に用いられるゴム−コード複合体であって、
前記補強コードが１本または複数本で並列に引き揃えられてゴムにより被覆されてなり、
前記補強コードが非金属繊維を含み、
前記補強コードのコード１本当たりのモジュラスをＡ（ＧＰａ）、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのコード打込み本数をＢ（本／５０ｍｍ）、該補強コードの太さをＣ（ｍｍ）、該補強コードの比重をＤ（ｇ／ｃｍ^３）、該補強コードの上撚り数をＥ（回／１０ｃｍ）、該補強コードの総繊度をＦ（ｄｔｅｘ）としたとき、
Ｘ＝Ａ×Ｂで表される、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのモジュラスＸが１，０００ＧＰａ以上であり、
Ｙ＝（５０−Ｂ×Ｃ）／Ｂで表される、ゴム−コード複合体内で隣り合う前記補強コード間の、コード長手方向に直交する方向におけるコード間隔Ｙが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、かつ、
Ｚ＝ｔａｎθ＝Ｅ×√（０．１２５×Ｆ／Ｄ）／１０００で表される、前記補強コードの撚り係数Ｚが０．３以下であることを特徴とするものである。

本発明において、前記補強コードの総繊度Ｆは、好適には１，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下であり、より好適には５，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下であり、さらに好適には９，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下である。

また、本発明においては、前記非金属繊維が、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、玄武岩繊維、炭素繊維およびガラス繊維のうちから選ばれるいずれか１種以上であることが好ましく、中でも、炭素繊維およびガラス繊維のうちのいずれか一方または双方であることがより好ましい。

さらに、本発明において、前記モジュラスＸは、好適には２，０００ＧＰａ以上６，０００ＧＰａ以下である。さらにまた、本発明においては、ＪＩＳ Ｋ７０７４に準拠する３点曲げ試験により測定された、未加硫状態のゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりの曲げ応力が、０．１Ｎ以上８０Ｎ以下であることが好ましい。

本発明のタイヤ用補強材は、少なくとも１層の芯材コード層と、該芯材コード層に螺旋状に巻き付けられた補強コードを含む螺旋状コード層と、を有するタイヤ用補強部材であって、
前記螺旋状コード層が、上記ゴム−コード複合体を用いて形成されていることを特徴とするものである。

本発明の補強部材においては、前記芯材コード層の芯材コードが金属コードからなり、かつ、該芯材コードが、該芯材コード層の長手方向に対して４０〜９０°の傾斜角度を有することが好ましい。

本発明においては、前記芯材コード層の厚みが１〜３ｍｍであることが好ましい。

本発明のタイヤは、上記タイヤ用補強部材を用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、補強コードに起因する問題を生ずることなくベルト層全体の強度やモジュラスを向上して、従来よりさらにタイヤの耐久性を向上できるゴム−コード複合体、タイヤ用補強部材およびこれを用いたタイヤを実現することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤ用補強部材の幅方向断面図である。 本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤ用補強部材の補強コード角度を示す概略平面図である。 ゴム−コード複合体の、コード長手方向に直交する方向における断面を示す断面図である。 乗用車用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。 本発明の乗用車用タイヤのトレッド部のタイヤ幅方向部分断面図である。 トラック・バス用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。 本発明のトラック・バス用タイヤのトレッド部のタイヤ幅方向部分断面図である。 建設車両用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。 本発明の建設車両用タイヤのトレッド部のタイヤ幅方向部分断面図である。 実施例におけるゴム−コード複合体の曲げ応力の測定方法を示す説明図である。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
図１，２は、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤ用補強部材の幅方向断面図および概略平面図である。本発明のタイヤ用補強部材１は、少なくとも１層の芯材コード層２と、この芯材コード層２に螺旋状に巻き付けられた補強コード３ａを含む螺旋状コード層３と、を有する。ここで、芯材コード層２は、芯材コード２ａを多数本並行に引き揃え、この上下に未加硫ゴムを配置して、芯材コードをゴム被覆することにより製造される。芯材コード層２は、図示する本発明の補強部材においては１層であるが、複数層、例えば、２〜１０層で積層されていてもよい。

本発明のゴム−コード複合体は、螺旋状コード層３に用いられるものであり、上記補強コード３ａが１本または複数本、例えば、２〜１００本で並列に引き揃えられてゴムにより被覆されてなる。本発明において螺旋状コード層３は、本発明のゴム−コード複合体を芯材コード層２の周囲に螺旋状に巻き付けることにより形成される。

本発明においては、ゴム−コード複合体の補強コード３ａとして、非金属繊維を含むものを用いる。非金属繊維としては、具体的には例えば、有機繊維、炭素繊維（カーボンファイバー，ＣＦ）、ガラス繊維（グラスファイバー）、岩石繊維（ロックウール）などを挙げることができる。有機繊維としては、アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）、ポリケトン（ＰＫ）繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアリレート繊維等を好適に用いることができる。また、炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等を挙げることができる。さらに、岩石繊維としては、玄武岩繊維、安山岩繊維等を挙げることができる。本発明において補強コードとしては、これら非金属繊維を含むものであればよいので、これら非金属繊維のうちのいずれか１種からなるコード、または、いずれか２種以上からなるハイブリッドコードを用いることができる他、金属繊維を部分的に含む有機繊維など、非金属繊維と金属繊維とのハイブリッド繊維からなるコードについても用いることができる。非金属繊維は、補強コード中に、５０体積％以上、特には８０体積％以上含まれていることが好ましく、非金属繊維のみからなる補強コードを用いることが最も好ましい。中でも、非金属繊維としては、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアリレート繊維、玄武岩繊維、炭素繊維およびガラス繊維のうちから選ばれるいずれか１種以上を好適に用いることができ、これらのうちのいずれか１種からなるコード、または、いずれか２種以上からなるハイブリッドコードを補強コードとして用いることができる。特には、非金属繊維として炭素繊維およびガラス繊維のうちのいずれか一方または双方を用いて、これらのうちのいずれか一方からなるコード、または、双方からなるハイブリッドコードを補強コードとして用いることが好適である。特に炭素繊維は、比重が小さく、かつ高い剛性を示すので、軽量化および高剛性化を同時に達成できるため、好ましい。なお、これらの補強コード３ａには、接着剤処理を施してゴムとの接着性を向上させることが好ましい。この接着剤処理は、ＲＦＬ系接着剤等の汎用の接着剤を用いて、常法に従って行うことができる。

また、本発明においては、補強コード３ａのコード１本当たりのモジュラスをＡ（ＧＰａ）、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのコード打込み本数をＢ（本／５０ｍｍ）、補強コード３ａの太さをＣ（ｍｍ）、補強コード３ａの比重をＤ（ｇ／ｃｍ^３）、補強コード３ａの上撚り数をＥ（回／１０ｃｍ）、補強コード３ａの総繊度をＦ（ｄｔｅｘ）としたとき、以下の関係を満足する点が重要である。ここで、本発明において補強コード３ａの太さＣとは、接着剤処理後のディップコードとしての太さ（コード径）である。また、本発明において補強コード３ａの太さＣおよび総繊度Ｆは、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定することができる。

まず、本発明においては、Ｘ＝Ａ×Ｂで表される、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのモジュラスＸが、１，０００ＧＰａ以上である。ゴム−コード複合体としてのモジュラスＸを上記範囲に規定することで、従来よりも高いモジュラスを有する補強部材１とすることができ、スチールベルト代替として十分な引張り剛性を確保できるとともに、内圧充填時におけるタイヤの形状保持効果を向上して、タイヤの耐久性能向上や低ロス化に寄与することができる。モジュラスＸ（ＧＰａ）は、好適には２，０００ＧＰａ以上６，０００ＧＰａ以下であり、より好適には２，５００ＧＰａ以上３，５００ＧＰａ以下である。

ここで、本発明においてモジュラスとは、ＪＩＳ Ｌ１０１３またはＪＩＳ Ｌ１０１７に記載の「初期引張抵抗度」試験法に準拠して算出される。

また、本発明においては、Ｙ＝（５０−Ｂ×Ｃ）／Ｂで表される、ゴム−コード複合体内で隣り合う補強コード３ａ間の、コード長手方向に直交する方向におけるコード間隔Ｙ（ｍｍ）が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。図３に、ゴム−コード複合体の、コード長手方向に直交する方向における断面を示す断面図を示す。

前述したように、層内における補強コード３ａ間の間隔が小さくなりすぎると、局所的な発熱やフレッティング等の発生により耐久性が低下するおそれがあるが、本発明においては、打込み本数とコード径との関係で特定されるコード間隔を上記範囲に規定したことで、いかなるタイヤサイズのタイヤにおいてコード径を大きくしても、これに起因して耐久性を損なうことがない。コード間隔Ｙ（ｍｍ）は、好適には０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、より好適には０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

本発明においては、モジュラスＸおよびコード間隔Ｙがそれぞれ上記範囲を満足することで、必要十分な耐久性能を確保しつつ、目的のモジュラスを有するゴム−コード複合体、ひいては螺旋状コード層３を実現することが可能となる。

さらに、本発明においては、Ｚ＝ｔａｎθ＝Ｅ×√（０．１２５×Ｆ／Ｄ）／１０００で表される、補強コード３ａの撚り係数Ｚが０．３以下である。撚り係数Ｚを上記範囲程度に低くしたことで、折り返し時の作業性を悪化させることなく補強コード３ａのコード剛性を高く確保することが可能となり、上記効果と併せて、高性能のゴム−コード複合体、それを用いたタイヤ用補強部材およびタイヤを得ることができる。

本発明において、補強コード３ａのコード１本当たりのモジュラスＡ、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのコード打込み本数Ｂ、補強コード３ａの太さＣ、補強コード３ａの比重Ｄ、および、補強コード３ａの上撚り数Ｅについては、上記条件を満足する範囲であれば特に制限されず、所望に応じ選定することが可能である。

補強コード３ａの総繊度Ｆは、好適には１，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下、より好適には５，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下、さらに好適には９，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下である。補強コード３ａの総繊度Ｆは、タイヤ剛性の確保の観点からは高い方が好ましいが、高すぎるとコード径の増大に伴い部材の厚みが増して曲げにくくなり、タイヤ成型時におけるストリップ（ゴムーコード複合体）の巻付け作業性が悪化するとともに、転がり抵抗の悪化を引き起こすため、上記範囲とすることが好ましい。

さらに、本発明においては、ＪＩＳ Ｋ７０７４に準拠する３点曲げ試験により測定された、未加硫状態のゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりの曲げ応力（スティフネス）が、０．１Ｎ以上８０Ｎ以下であることが好ましく、０．１Ｎ以上３０Ｎ以下であることがより好ましい。ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのスティフネスを上記範囲とすることで、ストリップの芯材コード層への巻き付け性を十分に確保することができる。

本発明の補強部材１においては、螺旋状コード層３を、上記ゴム−コード複合体を用いて形成したことで、タイヤに適用した際に、補強コードに起因する問題を生ずることなくベルト層全体の強度やモジュラスを向上して、従来よりさらにタイヤの耐久性を高めることが可能である。本発明の補強部材１においては、芯材コード層２に螺旋状に巻き付けられた螺旋状コード層３に対して上記ゴム−コード複合体を使用することのみが重要であり、それ以外の構成については特に制限はない。

本発明において、芯材コード層２の芯材コード２ａは、芯材コード層２の長手方向に対して４０〜９０°の傾斜角度を有するものとすることができる。芯材コード２ａの角度を上記範囲とすることで、芯材コード２ａの張力が低下して、芯材コード２ａの破断に至るまでの余剰が多くなる。その結果、障害物の入力を受けても芯材コード２ａは破断しにくくなる。このような効果を良好に得るためには、芯材コード層２の芯材コード２ａの傾斜角度は、芯材コード層２の長手方向に対し５０〜９０°であることがより好ましい。なお、芯材コード層２を複数層設ける場合には、複数層の芯材コード層２が交錯ベルト層を構成してもよい。

ここで、本発明の補強部材１においては、芯材コード層２の長手方向の剛性が高くないため、長手方向に伸びやすい。しかし、芯材コード層２の芯材コード２ａを長手方向に対して４０〜９０°の角度を有するものとした場合、補強部材１全体で考えると、螺旋状コード層３のポワソン変形（長手方向に１伸びるのに対して、幅方向に７縮む対称交錯層起因の変形）は、芯材コード層２により抑制されることとなる。すなわち、本発明の補強部材１において、芯材コード層２の芯材コード２ａを長手方向に対して４０〜９０°の角度を有するものとすると、芯材コード層２がポワソン変形による幅方向に縮む変形に対して、つっかえ棒として機能する。その結果、補強部材１の長手方向への伸びが抑制され、長手方向における剛性が向上する。また、ポワソン変形が抑制されることで、長手方向の剛性が向上するのと同時に、幅方向に対する縮み変形も抑制されることになるため、幅方向の剛性も向上する。このように、タイヤ周方向に対し低角度に交錯している１組以上の補強層は、内圧充填で周方向に伸ばされ、これに伴い同層はタイヤ幅方向に縮むが、この縮む変形を高角度に補強層を配することで抑制することを、以下、つっかえ棒効果と称する。

また、本発明の補強部材１において、螺旋状コード層３の補強コード３ａは、芯材コード層２の長手方向に対して１０〜４５°の傾斜角度を有することが好ましい。かかる構成とすることにより、さらに、補強部材１の長手方向に対する伸びを抑制することができる。この角度は、好適には１５〜３０°である。

本発明の補強部材１において、芯材コード層２に用いる芯材コード２ａとしては、金属コードを用いることができる。金属コードとしては、スチールフィラメントや、スチールフィラメントを複数本撚り合わせたスチールコードを用いることが、コストや強度の面から好ましい。特に、つっかえ棒効果を良好に得るためには、幅方向の圧縮剛性が大きいことが好ましい。そのため、モノフィラメントコードよりも撚りコードを用いることが好ましい。スチールコードの撚り構造についても種々の設計が可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものが使用できる。断面構造としては、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を採用することができ、また、断面形状が偏平のコードを使用することもできる。さらに、異なる材質のフィラメントを撚り合わせたコードを採用することも可能である。なお、スチールコードを構成するスチールフィラメントは、鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量成分を含んでいてもよい。また、スチールフィラメントの表面には、ゴムとの接着性を改善するため、ブラスめっきが施されていてもよい。

本発明の補強部材１において、芯材コード層２の厚みは、好適には１〜３ｍｍ、より好適には１〜２ｍｍである。芯材コード層２の厚みを上記範囲とすることにより、十分な圧縮剛性を持つ芯材コード層を適用することが可能となるとともに、芯材コード層にストリップを巻き付ける際の、芯材コード層の幅方向端部におけるストリップの巻き付け半径Ｒをある程度大きく確保することができ、ストリップ材の巻き付け性能を十分に確保することができる。また、芯材コード層における芯材コード２ａの打ち込み数は、一般的には１０〜６０本／５０ｍｍの範囲が好ましい。打ち込み数をこの範囲とすることで、つっかえ棒効果を良好に得ることができるが、本発明の補強部材１においては、この範囲に限定されるものではない。

本発明の補強部材１において、芯材コード層２や螺旋状コード層２のコーティングゴムに用いるゴム組成物としては、既知のものを用いることができ、特に制限されない。例えば、コーティングゴムに用いられるゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴムの他；ビニル芳香族炭化水素／共役ジエン共重合体、ポリイソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム等の合成ゴム等の公知のゴム成分の全てを用いることができる。ゴム成分は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。金属コードとの接着特性およびゴム組成物の破壊特性の観点からは、ゴム成分としては、天然ゴムおよびポリイソプレンゴムの少なくとも一方よりなるか、５０質量％以上の天然ゴムを含み残部が合成ゴムからなるものが好ましい。

本発明の補強部材１において、コーティングゴムに用いられるゴム組成物には、カーボンブラックやシリカ等の充填剤、アロマオイル等の軟化剤、ヘキサメチレンテトラミン、ペンタメトキシメチルメラミン、ヘキサメチレンメチルメラミン等のメトキシメチル化メラミン等のメチレン供与体、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を通常の配合量で適宜配合することができる。また、本発明の補強部材１においてコーティングゴムとして用いられるゴム組成物の調製方法に特に制限はなく、常法に従い、例えば、バンバリーミキサーやロール等を用いて、ゴム成分に、硫黄、有機酸コバルト塩および各種配合剤等を練り込んで調製すればよい。

また、本発明の補強部材１においては、芯材コード層２の幅方向端部における芯材コード２ａと、螺旋状コード層３の幅方向端部における補強コード３ａと、の間の距離Ｌが、芯材コード層２の芯材コード２ａの径の０．２〜２０倍であることが好ましい。芯材コード層２を構成する芯材コード２ａの切断端と、螺旋状に巻かれている螺旋状コード層３を構成する補強コード３ａと、の補強部材間の幅方向の距離Ｌを、芯材コード層２をなす芯材コード２ａの径の０．２〜２０倍にすることで、芯材コード層２のつっかえ棒としての効果を保持しつつ、芯材コード２ａの切断端からの亀裂の発生に起因する耐久性能の低下を抑制することができる。また、芯材コード２ａと補強コード３ａとの間に十分にゴムが存在するため、補強部材１の幅方向における剛性をさらに向上させることができる。

本発明の補強部材１は、乗用車用、トラック・バス用、建設車両用、二輪車用、航空機用、農業用のタイヤの補強部材として好適に用いることができる。また、タイヤとしては、空気入りタイヤ以外に限定されず、ソリッドタイヤや非空気入りタイヤの補強部材としても用いることができる。なお、本発明の補強部材１の適用部位については特に制限はない。例えば、好適には、トレッド部の大半を覆うベルトである。本発明の補強部材１は、上述のとおり、長手方向の剛性が向上するのと同時に、幅方向の剛性も向上している。そのため、本発明の補強部材１をベルトとして用いることで、繰り返し入力によるベルトの層間の剥離の抑制や、路上の障害物を踏むことによるコードの破断の抑制以外にも、内圧時の溝底の歪低減による溝底に生じるクラック、および経時変化を抑制することができ、タイヤの摩耗速度、偏摩耗を抑制することができる。

本発明の補強部材１は、ベルト以外にも、例えば、トレッドの一部の局所的な補強にのみに使用してもよい。例えば、トレッド端部近傍、赤道面近傍、溝底近傍といった局所的な補強にのみ使用することも可能である。なお、本発明の補強部材を単独で使用する他に、複数の補強部材をタイヤ幅方向に並べて用いてもよく、タイヤ幅方向にずらしながら螺旋状に周方向に巻き付けてトレッド部を覆う構成としてもよい。

次に、本発明のタイヤについて説明する。
本発明のタイヤは、本発明の補強部材１が用いられてなるものであり、乗用車用、トラック・バス用、建設車両用、二輪車用、航空機用、農業用のタイヤが挙げられる。好適には、乗用車用、トラック・バス用および建設車両用のタイヤである。また、本発明のタイヤは、空気入りタイヤ以外に限定されず、ソリッドタイヤや非空気入りタイヤの補強部材としても用いることができる。

本発明の補強部材１の適用部位については特に制限はなく、上述のとおり、例えば、トレッド部の大半を覆うベルトとして好適である。本発明の補強部材をベルトとして用いることで、内圧時の溝底の歪低減による溝底に生じるクラック、および経時変化を抑制することができ、タイヤの摩耗速度、偏摩耗を抑制することができる。これ以外にも、例えば、トレッドの一部の局所的な補強にのみ本発明の補強部材１を使用してもよく、例えば、トレッド端部近傍、赤道面近傍、溝底近傍といった局所的な補強にのみ使用することも可能である。なお、補強部材１を単独で使用する他に、複数の補強部材１をタイヤ幅方向に並べてもよく、タイヤ幅方向にずらしながら螺旋状に周方向に巻き付けてトレッド部を覆う構成としてもよい。

図４は、乗用車用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示する乗用車用タイヤ１０においては、接地部を形成するトレッド部１１と、このトレッド部１１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２の内周側に連続するビード部１３と、を備えている。トレッド部１１、サイドウォール部１２およびビード部１３は、一方のビード部１３から他方のビード部１３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス１４により補強されている。なお、図示する乗用車用タイヤ１０においては、一対のビード部１３にはそれぞれビードコア１５が埋設され、カーカス１４は、このビードコア１５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。

本発明の乗用車用タイヤ１０においては、カーカス１４は従来構造を含めて種々の構成を採用することができ、ラジアル構造、バイアス構造のいずれであってもよい。カーカス１４としては、有機繊維コード層からなるカーカスプライを１〜２層とすることが好ましい。また、タイヤ径方向におけるカーカス１４の最大幅位置は、例えば、ビード部１３側に近づけてもよく、トレッド部１１側に近づけてもよい。例えば、カーカス１４の最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、カーカス１４は、図示するように、１対のビードコア１５間を途切れずに延びる構造が一般的であり好ましいが、ビードコア１５から延びてトレッド部１１付近で途切れるカーカスプライ片を一対用いて形成することもできる（図示せず）。

また、カーカス１４の折り返し部は、さまざまな構造を採用することができる。例えば、カーカス１４の折り返し端をビードフィラー１６の上端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができ、また、カーカス１４の折り返し端をビードフィラー１６の上端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側まで延ばしてもよく、この場合、ベルト１７のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで伸ばすこともできる。さらに、カーカスプライが複数層の場合には、カーカス１４の折り返し端のタイヤ径方向位置を異ならせることもできる。また、カーカス１４の折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟み込んだ構造としてもよく、ビードコア１５に巻きつけた構造を採用することもできる。なお、カーカス１４の打ち込み数としては、一般的には１０〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、これに限定されるものではない。

図示する乗用車用タイヤ１０においては、カーカス１４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に、２層のベルト層１７ａ、１７ｂからなるベルト１７が配設されている。本発明においては、２層のベルト層１７ａ、１７ｂからなるベルト１７に代えて、補強部材１を配設することができる。図５に、本発明の乗用車用タイヤのトレッド部のタイヤ幅方向部分断面図を示す。図示するタイヤにおいては、２層のベルト層１７ａ、１７ｂに代えて、本発明の補強部材１における３層の補強層が配置されている。すなわち、本発明の補強部材１の螺旋状コード層３が、タイヤ周方向に対し所定の角度をなすコード層が層間で互いに交錯する交錯ベルト層となる。また、芯材コード層２が、第２ベルト層となる。

本発明の乗用車用タイヤ１０においては、本発明の補強部材１からなるベルト層以外にも、さらに、他のベルト層（図示せず）を備えていてもよい。他のベルト層は、補強コードのゴム引き層からなり、タイヤ周方向に対し所定の角度をなす傾斜ベルトとすることができる。他のベルト層は、ベルト層１のタイヤ径方向外側に配置しても内側に配置してもよい。傾斜ベルト層の補強コードとしては、例えば、金属コード、特にスチールコードを用いるのが最も一般的であるが、有機繊維コードを用いてもよい。スチールコードは鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むスチールフィラメントからなるものを用いることができる。

スチールコードとしては、複数のフィラメントを撚り合せたコード以外にも、スチールモノフィラメントコードを用いてもよい。なお、スチールコードの撚り構造も種々の設計が可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するスチールコード同士の距離も様々なものが使用できる。また、異なる材質のフィラメントを撚り合せたコードを採用することもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。なお、他のベルト層の補強コードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して１０°以上とすることが好ましい。また、他のベルト層を設ける場合、最も幅の大きい最大幅傾斜ベルト層の幅は、トレッド幅の９０％〜１１５％とするのが好ましく、特に１００％〜１０５％が好ましい。

また、本発明の乗用車用タイヤにおいては、本発明の補強部材１のタイヤ径方向外側にベルト補強層１８を設けてもよい。ベルト補強層１８としては、補強部材１の全幅以上にわたって配置されるキャップ層１８ａや、補強部材１の両端部を覆う領域に配置されるレイヤー層１８ｂが挙げられる。キャップ層１８ａおよびレイヤー層１８ｂはそれぞれ単独で設けてもよく、併用してもよい。または、２層以上のキャップ層や２層以上のレイヤー層の組み合わせであってもよい。

キャップ層１８ａおよびレイヤー層１８ｂの補強コードとしては、種々の材質が採用可能であり、代表的な例としては、レーヨン、ナイロン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アラミド、ガラス繊維、炭素繊維、スチール等が挙げられる。軽量化の点から、有機繊維コードが特に好ましい。補強コードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを撚り合せたコード、さらには異なる材質のフィラメントを撚り合せたハイブリットコードを採用することもできる。また、補強コードには、破断強度を高めるために波状のコードを用いてもよい。同様に破断強度を高めるために、例えば、破断時の伸びが４．５〜５．５％のハイエロンゲーションコードを用いてもよい。

本発明の乗用車用タイヤ１０にキャップ層１８ａを設ける場合、キャップ層１８ａの幅は、傾斜ベルト層よりも幅広であってもよく、幅狭であってもよい。例えば、傾斜ベルト層のうち幅の最も大きい最大幅傾斜ベルト層の９０％〜１１０％の幅とすることができる。キャップ層およびレイヤー層の打ち込み数は、一般的には２０〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、この範囲に限定されるのもではない。例えば、キャップ層１８ａにおいては、また、タイヤ幅方向に剛性・材質・層数・打ち込み密度等の分布を持たせることもでき、例えばタイヤ幅方向端部のみ層数を増やすこともでき、一方でセンター部のみ層数を増やすこともできる。

キャップ層１８ａおよびレイヤー層１８ｂは、スパイラル層として構成することが製造の観点から特に有利である。この場合、平面内において互いに平行に配列された複数本のコアワイヤを、上記平行配列を維持したままラッピングワイヤによって束ねた、ストリップ状のコードによって形成してもよい。

本発明の乗用車用タイヤ１０においては、トレッド部１１の形状としては、狭幅大径サイズの乗用車用タイヤの場合には、タイヤ幅方向断面にて、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッド表面上の点Ｐを通りタイヤ幅方向に平行な直線をｍ１とし、接地端Ｅを通りタイヤ幅方向に平行な直線をｍ２として、直線ｍ１と直線ｍ２とのタイヤ径方向の距離を落ち高ＬＣＲとし、タイヤのトレッド幅をＴＷとするとき、比ＬＣＲ／ＴＷを０．０４５以下とすることが好ましい。比ＬＣＲ／ＴＷを上記の範囲とすることにより、タイヤのクラウン部がフラット化（平坦化）し、接地面積が増大して、路面からの入力（圧力）を緩和して、タイヤ径方向の撓み率を低減し、タイヤの耐久性および耐摩耗性を向上させることができる。また、トレッド端部がなめらかであることが好ましい。

また、トレッドパターンとしては、フルラグパターン、リブ状陸部主体のパターン、ブロックパターン、非対称パターンでもよく、回転方向指定であってもよい。

フルラグパターンとしては、赤道面近傍から接地端までタイヤ幅方向に延びる幅方向溝を有するパターンとしてもよく、この場合に周方向溝を含まなくてもよい。このような横溝が主体のパターンは、特に雪上性能を効果的に発揮することができる。

リブ状陸部主体パターンは、一本以上の周方向溝もしくは周方向溝とトレッド端部によりタイヤ幅方向を区画された、リブ状陸部を主体とするパターンである。ここでリブ状陸部とはタイヤ幅方向に横断する横溝を有さずにタイヤ周方向に延びる陸部をいうが、リブ状陸部はサイプやリブ状陸部内で終端する横溝を有していてもよい。ラジアルタイヤは特に高内圧使用下において高接地圧となるため、周方向剪断剛性を増加させることによりウェット路面上での接地性が向上するためと考えられる。リブ状陸部を主体とするパターンの例としては、赤道面を中心とするトレッド幅の８０％の領域においてリブ状陸部のみからなるトレッドパターン、すなわち、横溝を有さないパターンとすることができる。このようなパターンは、この領域における排水性能が特にウェット性能への寄与が大きい。

ブロックパターンは、周方向溝と幅方向溝によって区画されたブロック陸部を有するパターンであり、ブロックパターンのタイヤは、基本的な氷上性能および雪上性能に優れている。

非対称パターンは、赤道面を境として左右のトレッドパターンが非対称のパターンである。例えば、装着方向指定のタイヤの場合には、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部においてネガティブ率に差を設けたものでもよく、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部において、周方向溝の数が異なる構成のものであってもよい。

トレッドゴムとしては、特に制限はなく、従来から用いられているゴムを用いることができ、発泡ゴムを用いてもよい。また、トレッドゴムはタイヤ径方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、例えば、いわゆるキャップ・ベース構造であってもよい。複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚みの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。

さらに、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、いわゆる、分割トレッド構造でもよい。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の長さの比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また周方向溝近傍のみ、トレッド端近傍のみ、ショルダー陸部のみ、センター陸部のみといった限定された一部の領域のみをその周囲とは異なるゴム層とすることもできる。

本発明の乗用車用タイヤ１０においては、サイドウォール部１２の構成についても既知の構造を採用することができる。例えば、タイヤ最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、リムガードを有する構造としてもよい。本発明の乗用車用タイヤ１０においては、リムフランジと接触する凹部１３ａが形成されていることが好ましい。

また、ビードコア１５は、円形や多角形状など、さまざまな構造を採用することができる。なお、上述のとおり、ビード部１３としては、カーカス１４をビードコア１５に巻きつける構造のほか、カーカス１４を複数のビードコア部材で挟みこむ構造としてもよい。図示する乗用車用タイヤ１０においては、ビードコア１５のタイヤ半径方向外側に、ビードフィラー１６が配置されているが、本発明の乗用車用タイヤ１０においては、ビードフィラー１６は設けなくてもよい。

本発明の乗用車用タイヤは、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置されていてもよい。インナーライナーは、ブチルゴムを主体としたゴム層のほか、樹脂を主成分とするフィルム層によって形成することができる。また、図示はしないが、タイヤ内面には、空洞共鳴音を低減するために、多孔質部材を配置したり、静電植毛加工を行うこともできる。さらに、タイヤ内面には、パンク時の空気の漏れを防ぐためのシーラント部材を備えることもできる。

乗用車用タイヤ１０は、特に用途は限定されない。サマー用、オールシーズン用、冬用といった用途のタイヤに適用することができる。また、サイドウォール部１２に三日月型の補強ゴム層を有するサイド補強型ランフラットタイヤや、スタッドタイヤといった特殊な構造の乗用車用タイヤに使用することも可能である。

次に、本発明のトラック・バス用タイヤについて説明する。
図６は、トラック・バス用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示するトラック・バス用タイヤ２０においては、接地部を形成するトレッド部２１と、このトレッド部２１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２２と、各サイドウォール部２２の内周側に連続するビード部２３と、を備えている。トレッド部２１、サイドウォール部２２およびビード部２３は、一方のビード部２３から他方のビード部２３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス２４により補強されている。なお、図示するトラック・バス用タイヤ２０においては、一対のビード部２３にはそれぞれビードコア２５が埋設され、カーカス２４は、このビードコア２５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。

本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、カーカス２４は従来構造を含めて種々の構成を採用することができ、ラジアル構造、バイアス構造のいずれであってもよい。カーカス２４としては、スチールコード層からなるカーカスプライを１〜２層とすることが好ましい。また、例えば、タイヤ径方向におけるカーカス最大幅位置は、ビード部２３側に近づけてもよく、トレッド部２１側に近づけてもよい。例えば、カーカス２４の最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、カーカス２４は、図示するように、１対のビードコア２５間を途切れずに延びる構造が一般的であり好ましいが、ビードコア２５から延びてトレッド部２１付近で途切れるカーカス片を一対用いて形成することもできる。

また、カーカス２４の折り返し部は、さまざまな構造を採用することができる。例えば、カーカス２４の折り返し端をビードフィラー２６の上端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができ、また、カーカス折り返し端をビードフィラー２６の上端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側まで延ばしてもよく、この場合、ベルト２７のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで延ばすこともできる。さらに、カーカスプライが複数層の場合には、カーカス２４の折り返し端のタイヤ径方向位置を異ならせることもできる。また、カーカス２４の折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟み込んだ構造としてもよく、ビードコア２５に巻きつけた構造を採用することもできる。なお、カーカス２４の打ち込み数としては、一般的には１０〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、これに限定されるものではない。

図示するトラック・バス用タイヤ２０においては、カーカス２４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に、４層のベルト層２７ａ〜２７ｄからなるベルト２７が配設されている。本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、４層のベルト層２７ａ〜２７ｄのうちタイヤ径方向内側に位置する第１ベルト層２７ａ〜第３ベルト層２７ｃに代えて、補強部材１を配設することができる。図７に、本発明のトラック・バス用タイヤのトレッド部のタイヤ幅方向部分断面図を示す。すなわち、本発明の補強部材１の螺旋状コード層３が第１ベルト層２７ａおよび第３ベルト層２７ｃとなり、これらが、タイヤ周方向に対し所定の角度をなすコード層が層間で互いに交錯する交錯ベルトとなる。また、芯材コード層２が、第２ベルト層２７ｂとなる。

本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、本発明の補強部材からなるベルト層以外にも、図示するように、さらに、他のベルト層（図示例では第４ベルト層２７ｄ）を備えていてもよい。他のベルト層は、補強コードのゴム引き層からなり、タイヤ周方向に対し所定の角度をなす傾斜ベルトとすることができる。傾斜ベルト層の補強コードとしては、例えば、金属コード、特にスチールコードを用いるのが最も一般的であるが、有機繊維コードを用いてもよい。スチールコードは鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むスチールフィラメントからなるものを用いることができる。

スチールコードとしては、複数のフィラメントを撚り合せたコード以外にも、スチールモノフィラメントコードを用いてもよい。なお、スチールコードの撚り構造も種々の設計が可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するスチールコード同士の距離も様々なものが使用できる。また、異なる材質のフィラメントを撚り合せたコードを採用することもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。なお、他のベルト層の補強コードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して０°以上とすることが好ましい。また、他のベルト層を設ける場合、最も幅の大きい最大幅傾斜ベルト層の幅は、トレッド幅の４０％〜１１５％とすることが好ましく、特に５０％〜７０％が好ましい。なお、ベルト２７端部のタイヤ径方向内側には、ベルトアンダークッションゴム２９を設けることが好ましい。これにより、ベルト２７端部の歪・温度を低減して、タイヤ耐久性を向上させることができる。

また、本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、本発明の補強部材１および他のベルト層２７ｄのタイヤ径方向外側に、周方向コード層（図示せず）を設けてもよい。

本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、サイドウォール部２２の構成についても既知の構造を採用することができる。例えば、タイヤ最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、乗用車用タイヤとは異なり、リムフランジと接触する凹部が形成されずに、タイヤ幅方向に凸となる滑らかな曲線として形成されていることが好ましい。

また、ビードコア２５は、円形や多角形状など、さまざまな構造を採用することができる。なお、上述のとおり、ビード部２２としては、カーカス２４をビードコア２５に巻きつける構造のほか、カーカス２４を複数のビードコア部材で挟みこむ構造としてもよい。図示するトラック・バス用タイヤ２０においては、ビードコア２５のタイヤ半径方向外側にビードフィラー２６が配置されているが、このビードフィラー２６は、タイヤ径方向に分かれた複数のゴム部材から構成されていてもよい。

本発明のトラック・バス用タイヤ２０においては、トレッドパターンとしては、リブ状陸部主体のパターン、ブロックパターン、非対称パターンでもよく、回転方向指定であってもよい。

リブ状陸部主体パターンは、一本以上の周方向溝もしくは周方向溝とトレッド端部によりタイヤ幅方向を区画された、リブ状陸部を主体とするパターンである。ここでリブ状陸部とはタイヤ幅方向に横断する横溝を有さずにタイヤ周方向に延びる陸部をいうが、リブ状陸部はサイプやリブ状陸部内で終端する横溝を有していてもよい。ラジアルタイヤは特に高内圧使用下において高接地圧となるため、周方向剪断剛性を増加させることによりウェット路面上での接地性が向上するためと考えられる。リブ状陸部を主体とするパターンの例としては、赤道面を中心とするトレッド幅の８０％の領域においてリブ状陸部のみからなるトレッドパターン、すなわち、横溝を有さないパターンとすることができる。このようなパターンは、この領域における排水性能が特にウェット性能への寄与が大きい。

ブロックパターンは、周方向溝と幅方向溝によって区画されたブロック陸部を有するパターンであり、ブロックパターンのタイヤは、基本的な氷上性能および雪上性能に優れている。

非対称パターンは、赤道面を境として左右のトレッドパターンが非対称のパターンである。例えば、装着方向指定のタイヤの場合には、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部においてネガティブ率に差を設けたものでもよく、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部において、周方向溝の数が異なる構成のものであってもよい。

トレッドゴムとしては、特に制限はなく、従来から用いられているゴムを用いることができる。また、トレッドゴムはタイヤ径方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、例えば、いわゆるキャップ・ベース構造であってもよい。複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚みの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。

さらに、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、いわゆる、分割トレッド構造でもよい。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の長さの比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また周方向溝近傍のみ、トレッド端近傍のみ、ショルダー陸部のみ、センター陸部のみといった限定された一部の領域のみをその周囲とは異なるゴム層とすることもできる。また、トレッド部は、タイヤ幅方向の端部に角部２１ａが形成されていることが好ましい。

次に、本発明の建設車両用タイヤについて説明する。
図８は、建設車両用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示する建設車両用タイヤ３０においては、接地部を形成するトレッド部３１と、このトレッド部３１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部３２と、各サイドウォール部３２の内周側に連続するビード部３３と、を備えている。トレッド部３１、サイドウォール部３２およびビード部３３は、一方のビード部３３から他方のビード部３３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス３４により補強されている。なお、図示する建設車両タイヤ３０においては、一対のビード部３３にはそれぞれビードコア３５が埋設され、カーカス３４は、このビードコア３５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。

本発明の建設車両用タイヤにおいては、カーカス３４は従来構造を含めて種々の構成を採用することができ、ラジアル構造、バイアス構造のいずれであってもよい。カーカス３４としては、スチールコード層からなるカーカスプライを１〜２層とすることが好ましい。また、例えば、タイヤ径方向におけるカーカス最大幅位置は、ビード部３３側に近づけてもよく、トレッド部３１側に近づけてもよい。例えば、カーカス３４の最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、カーカス３４は、図示するように、１対のビードコア３５間を途切れずに延びる構造が一般的であり好ましいが、ビードコア３５から延びてトレッド部３１付近で途切れるカーカス片を一対用いて形成することもできる。

また、カーカス３４の折り返し部は、さまざまな構造を採用することができる。例えば、カーカス３４の折り返し端をビードフィラー３６の上端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができ、また、カーカス３４の折り返し端をビードフィラー３６の上端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側まで伸ばしてもよく、この場合、ベルト３７のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで伸ばすこともできる。さらに、カーカスプライが複数層の場合には、カーカス３４の折り返し端のタイヤ径方向位置を異ならせることもできる。また、カーカス３４の折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟み込んだ構造としてもよく、ビードコア３５に巻きつけた構造を採用することもできる。なお、カーカス３４の打ち込み数としては、一般的には１０〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、これに限定されるものではない。

図示する建設車両用タイヤ３０においては、カーカス３４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に、７層のベルト層３７ａ〜３７ｇからなるベルト３７が配設されている。一般に、建設車両用タイヤは、４層または６層のベルト層からなり、６層のベルト層からなる場合は、第１ベルト層と第２ベルト層とが内側交錯ベルト層群を、第３ベルト層と第４ベルト層とが中間交錯ベルト層群を、第５ベルト層と第６ベルト層とが外側交錯ベルト層群を、それぞれ形成している。本発明の建設車両用タイヤにおいては、内側交錯ベルト層群、中間交錯ベルト層群および外側交錯ベルト層群のうち少なくとも１つが、本発明の補強部材で置き換えられた構造を有している。

なお、トレッド幅方向において、内側交錯ベルト層群の幅は、トレッド踏面の幅の２５％以上７０％以下、中間交錯ベルト層群の幅は、トレッド踏面の幅の５５％以上９０％以下、外側交錯ベルト層群の幅は、トレッド踏面の幅の６０％以上１１０％以下とすることができる。また、トレッド面視において、カーカスコードに対する内側交錯ベルト層群のベルトコードの傾斜角度は７０°以上８５°以下、カーカスコードに対する中間交錯ベルト層群のベルトコードの傾斜角度は５０°以上７５°以下、カーカスコードに対する外側交錯ベルト層群のベルトコードの傾斜角度は７０°以上８５°以下とすることができる。

図９に、本発明の建設車両用タイヤのトレッド部のタイヤ幅方向部分断面図を示す。図示する建設車両用タイヤ３０においては、内側交錯ベルト層群を構成する第１ベルト層３７ａ〜第３ベルト層３７ｃに代えて、本発明の補強部材１が配設されている。すなわち、本発明の補強部材１の螺旋状コード層３が第１ベルト層３７ａおよび第３ベルト層３７ｃとなり、これらが、タイヤ周方向に対し所定の角度をなすコード層が層間で互いに交錯する交錯ベルトとなる。また、芯材コード層２が、第２ベルト層３７ｂとなる。図示例においては、内側交錯ベルト層群を本発明の補強材１と置き換えているが、本発明の建設車両用タイヤはこれに限られるものではない。中間交錯ベルト層群を本発明の補強部材１に替えてもよく、外側交錯ベルト層群を本発明の補強部材１に替えてもよい。なお、４層のベルト層からなる建設車両用タイヤの場合は、第１ベルト層および第２ベルト層を本発明の補強部材と置き換えるか、第３ベルト層および第４ベルト層を本発明の補強部材と置き換えればよい。

本発明の建設車両用タイヤ３０においては、本発明の補強部材１からなるベルト層以外にも、図示するように、さらに、他のベルト層（第４〜７ベルト層）を備えていてもよい。他のベルト層は、補強コードのゴム引き層からなり、タイヤ周方向に対し所定の角度をなす傾斜ベルトとすることができる。傾斜ベルト層の補強コードとしては、例えば、金属コード、特にスチールコードを用いるのが最も一般的であるが、有機繊維コードを用いてもよい。スチールコードは鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むスチールフィラメントからなるものを用いることができる。

スチールコードとしては、複数のフィラメントを撚り合せたコード以外にも、スチールモノフィラメントコードを用いてもよい。なお、スチールコードの撚り構造も種々の設計が可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するスチールコード同士の距離も様々なものが使用できる。また、異なる材質のフィラメントを撚り合せたコードを採用することもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。なお、他のベルト層の補強コードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して１０°以上とすることが好ましい。また、他のベルト層を設ける場合、最も幅の大きい最大幅傾斜ベルト層の幅は、トレッド幅の９０％〜１１５％とするのが好ましく、特に１００％〜１０５％が好ましい。なお、ベルト３７端部のタイヤ径方向内側には、ベルトアンダークッションゴム３９を設けることが好ましい。これにより、ベルト３７端部の歪・温度を低減して、タイヤ耐久性を向上させることができる。

本発明の建設車両用タイヤ３０においては、サイドウォール部３２の構成についても既知の構造を採用することができる。例えば、タイヤ最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。本発明の建設車両用タイヤ３０においては、リムフランジと接触する凹部が形成されていることが好ましい。

また、ビードコア３５は、円形や多角形状など、さまざまな構造を採用することができる。なお、上述のとおり、ビード部３３としては、カーカス３４をビードコア３５に巻きつける構造のほか、カーカス３４を複数のビードコア部材で挟みこむ構造としてもよい。図示する建設車両用タイヤ３０においては、ビードコア３５のタイヤ半径方向外側にビードフィラー３６が配置されているが、このビードフィラー３６は、タイヤ径方向に分かれた複数のゴム部材から構成されていてもよい。

本発明の建設車両用タイヤ３０においては、トレッドパターンとしては、ラグパターン、ブロックパターン、非対称パターンでもよく、回転方向指定であってもよい。

ラグパターンとしては、赤道面近傍から接地端までタイヤ幅方向に延びる幅方向溝を有するパターンとしてもよく、この場合に周方向溝を含まなくてもよい。

ブロックパターンは、周方向溝と幅方向溝によって区画されたブロック陸部を有するパターンである。特に建設車両用タイヤの場合には、耐久性の観点からブロックを大きくすることが好ましく、例えば、ブロックのタイヤ幅方向に測った幅はトレッド幅の２５％以上５０％以下とすることが好ましい。

非対称パターンは、赤道面を境として左右のトレッドパターンが非対称のパターンである。例えば、装着方向指定のタイヤの場合には、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部においてネガティブ率に差を設けたものでもよく、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部において、周方向溝の数が異なる構成のものであってもよい。

トレッドゴムとしては、特に制限はなく、従来から用いられているゴムを用いることができる。また、トレッドゴムはタイヤ径方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、例えば、いわゆるキャップ・ベース構造であってもよい。複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚みの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。

さらに、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、いわゆる、分割トレッド構造でもよい。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の長さの比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また周方向溝近傍のみ、トレッド端近傍のみ、ショルダー陸部のみ、センター陸部のみといった限定された一部の領域のみをその周囲とは異なるゴム層とすることもできる。

建設車両においては、トレッド部３１のゴムゲージは耐久性の観点から厚い方が好ましく、タイヤ外径の１．５％以上４％以下が好ましく、より好ましくは２％以上３％以下である。また、トレッド部３１の接地面に対する溝面積の割合（ネガティブ率）は、２０％以下が好ましい。これは、建設車両用タイヤ３０は、低速かつ乾燥地域での使用が主体であるため、排水性のためネガティブ率を大きくする必要が無いためである。建設車両用タイヤのタイヤサイズとしては、例えばリム径が２０インチ以上、特に大型とされるものはリム径が４０インチ以上のものである。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記表中に示す条件に従い、炭素繊維コード（ＰＡＮ系炭素繊維，比重１．７４）からなる補強コードを６本で並列に引き揃えてゴムにより被覆することにより、各実施例および比較例のゴム−コード複合体を作製した。

また、１層の芯材コード層の周囲に上記ゴム−コード複合体を螺旋状に巻き付けて、螺旋状コード層を形成することにより、各実施例および比較例の補強部材を作製した。芯材コード層の芯材コードとしては、線径０．３３ｍｍのスチールフィラメントからなる１×３構造のスチールコードを用いた。また、芯材コード層における芯材コードの、打ち込み数は２５本／５０ｍｍであり、芯材コード層の長手方向に対する傾斜角度は５０°であり、芯材コード層の厚みは２ｍｍであった。さらに、螺旋状コード層の補強コードの、芯材コード層の長手方向に対する傾斜角度は１６°とした。

得られた各補強部材について、長手方向における引張剛性、耐久性能およびコード巻き付け作業性を、下記手順で評価した。その結果を、下記表中に併せて示す。

＜引張剛性＞
引張剛性の測定は、作製した補強部材を長手方向が引張軸方向になるように引張試験機にチャッキングし、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、上下のチャック間の中央の標点間距離５０ｍｍで変位を測定することにより行った。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にて表した。この値が大きいほど、引張剛性が大きいことを示す。

＜耐久性能＞
耐久性能の評価は、以下のようにして行った。
各実施例および比較例の補強部材を、２層のベルト層からなるベルトに代えて配置して、図４に示すような乗用車用タイヤをタイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５にて作製した。得られた各供試タイヤを適用リムに組み、規定内圧、規定荷重下で８０ｋｍ／ｈの速度で５万ｋｍ走行させた後に、タイヤから補強コードを取り出し、強力保持率を測定した。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にて表した。この値が大きい程、耐久性能が高いことを示す。
ここで、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいう。また、「規定内圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「規定荷重」とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。さらに、規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国では、“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“ＴＨＥ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。

＜コード巻き付け作業性＞
コード巻き付け作業性の評価は、以下のようにして行った。
芯材コード層に対してストリップを巻き付け、端部をステッチャーで圧着して、芯材コード層とストリップとの間でのゴムの密着と空隙を確認した。問題なく巻き付けが可能であれば○、そうでなければ×とした。

また、未加硫状態のゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりの曲げ応力（スティフネス）は、以下に従い、ＪＩＳ Ｋ７０７４に準拠する３点曲げ試験により測定した。
すなわち、まず、図１０に示すように、未加硫状態の各ゴム−コード複合体サンプル１００を、Ｌ＝６０ｍｍ間隔で配置された２点の治具Ａ，Ｂの上に、端を固定しない状態で載置した。コード方向は、２点の治具Ａ，Ｂ間と並行となる方向とした。次に、ゴム−コード複合体サンプル１００の長手方向の中心部に１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で錘Ｃを下ろしていくことにより、曲げ入力を加えた。サンプルが応力を発揮し始めてから計測して、錘Ｃを１５ｃｍ下ろした時点での最大発揮応力を曲げ応力の値とした。

上記表中に示すように、本発明によれば、補強コードに起因する問題を生ずることなくベルト層全体の強度やモジュラスを向上して、従来よりさらにタイヤの耐久性を向上できるゴム−コード複合体、タイヤ用補強部材およびこれを用いたタイヤを提供できることが確かめられた。

１ タイヤ用補強部材（補強部材）
２ 芯材コード層
２ａ 芯材コード
３ 螺旋状コード層
３ａ 補強コード
１０ 乗用車用タイヤ
１１，２１，３１ トレッド部
１２，２２，３２ サイドウォール部
１３，２３，３３ ビード部
１３ａ 凹部
１４，２４，３４ カーカス
１５，２５，３５ ビードコア
１６，２６，３６ ビードフィラー
１７，２７，３７ ベルト
１７ａ，１７ｂ，２７ａ〜２７ｄ，３７ａ〜３７ｇ ベルト層
１８ ベルト補強層
１８ａ キャップ層
１８ｂ レイヤー層
２０ トラック・バス用タイヤ
２１ａ 角部
２９，３９ ベルトアンダークッションゴム
３０ 建設車両用タイヤ
１００ ゴム−コード複合体サンプル

Claims (12)

1. 少なくとも１層の芯材コード層と、該芯材コード層に螺旋状に巻き付けられた補強コードを含む螺旋状コード層と、を有するタイヤ用補強部材における、該螺旋状コード層に用いられるゴム−コード複合体であって、
   前記補強コードが１本または複数本で並列に引き揃えられてゴムにより被覆されてなり、
   前記補強コードが非金属繊維を含み、
   前記補強コードのコード１本当たりのモジュラスをＡ（ＧＰａ）、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのコード打込み本数をＢ（本／５０ｍｍ）、該補強コードの太さをＣ（ｍｍ）、該補強コードの比重をＤ（ｇ／ｃｍ^３）、該補強コードの上撚り数をＥ（回／１０ｃｍ）、該補強コードの総繊度をＦ（ｄｔｅｘ）としたとき、
   Ｘ＝Ａ×Ｂで表される、ゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりのモジュラスＸが１，０００ＧＰａ以上であり、
   Ｙ＝（５０−Ｂ×Ｃ）／Ｂで表される、ゴム−コード複合体内で隣り合う前記補強コード間の、コード長手方向に直交する方向におけるコード間隔Ｙが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、かつ、
   Ｚ＝ｔａｎθ＝Ｅ×√（０．１２５×Ｆ／Ｄ）／１０００で表される、前記補強コードの撚り係数Ｚが０．３以下であることを特徴とするゴム−コード複合体。
2. 前記補強コードの総繊度Ｆが、１，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下である請求項１記載のゴム−コード複合体。
3. 前記補強コードの総繊度Ｆが、５，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下である請求項２記載のゴム−コード複合体。
4. 前記補強コードの総繊度Ｆが、９，０００ｄｔｅｘ以上３０，０００ｄｔｅｘ以下である請求項３記載のゴム−コード複合体。
5. 前記非金属繊維が、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、玄武岩繊維、炭素繊維およびガラス繊維のうちから選ばれるいずれか１種以上である請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体。
6. 前記非金属繊維が、炭素繊維およびガラス繊維のうちのいずれか一方または双方である請求項５記載のゴム−コード複合体。
7. 前記モジュラスＸが、２，０００ＧＰａ以上６，０００ＧＰａ以下である請求項１〜６のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体。
8. ＪＩＳ Ｋ７０７４に準拠する３点曲げ試験により測定された、未加硫状態のゴム−コード複合体の５０ｍｍ幅あたりの曲げ応力が、０．１Ｎ以上８０Ｎ以下である請求項１〜７のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体。
9. 少なくとも１層の芯材コード層と、該芯材コード層に螺旋状に巻き付けられた補強コードを含む螺旋状コード層と、を有するタイヤ用補強部材であって、
   前記螺旋状コード層が、請求項１〜８のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体を用いて形成されていることを特徴とするタイヤ用補強部材。
10. 前記芯材コード層の芯材コードが金属コードからなり、かつ、該芯材コードが、該芯材コード層の長手方向に対して４０〜９０°の傾斜角度を有する請求項９記載のタイヤ用補強部材。
11. 前記芯材コード層の厚みが１〜３ｍｍである請求項９または１０記載のタイヤ用補強部材。
12. 請求項９〜１１のうちいずれか一項記載のタイヤ用補強部材を用いたことを特徴とするタイヤ。
    

Images