WO2018100960A1 - 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

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 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a rubber-cord composite (hereinafter also simply referred to as “composite”), a tire reinforcing member (hereinafter also simply referred to as “reinforcing member”), and a tire improvement using the same.
  • composite rubber-cord composite
  • reinforcing member tire reinforcing member
  • the upper and lower belt layers are arranged so that the organic fiber cords that are reinforcing cords cross each other, and the organic fiber cords are folded at the end of the belt layer so that the belt from one to the other
  • a structure in which a steel belt layer in which reinforcing cords made of steel cords are arranged is arranged between the belt layers having organic fiber cords, which are configured in a spiral wound structure extending in layers.
  • Patent Documents 1 and 2 each provide an edge separation resistance of a belt layer of a pneumatic tire for a passenger car by defining an orientation angle of the reinforcing cord of the steel belt layer with respect to the tire circumferential direction.
  • a pneumatic radial tire that improves the other performance of the tire while improving.
  • the belts proposed in Patent Documents 1 and 2 have a structure composed of a three-layer belt in which a reinforcing member made of an organic fiber cord is spirally wound around a steel belt layer. It is thought that durability can be secured. However, since a reinforcing cord other than a metal cord such as a steel cord is used for the helical cord layer, the strength and modulus of the entire belt layer are reduced as compared to the case where an intersecting layer of two steel belt layers is used. Thus, it is insufficient in terms of suppression of tire diameter growth and distortion during running.
  • an object of the present invention is to improve the strength and modulus of the entire belt layer without causing problems due to the reinforcing cord, and to further improve the durability of the tire as compared with the conventional rubber-cord composite, tire reinforcing member, and The object is to provide a tire using this.
  • the present inventor has determined the modulus of the rubber-cord composite itself, the cord spacing in the rubber-cord composite, and the twist coefficient of the reinforcing cord used in the rubber-cord composite. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by defining each in a specific range.
  • the rubber-cord composite of the present invention has at least one core cord layer and a spiral cord layer including a reinforcing cord spirally wound around the core cord layer.
  • a rubber-cord composite used for the helical cord layer, The reinforcing cord is arranged in parallel with one or more cords and covered with rubber, The reinforcing cord includes non-metallic fibers;
  • the modulus per cord of the reinforcing cord is A (GPa), the number of cords driven per 50 mm width of the rubber-cord composite is B (lines / 50 mm), the thickness of the reinforcing cord is C (mm),
  • the specific gravity of the reinforcing cord is D (g / cm 3 )
  • the number of twists of the reinforcing cord is E (times / 10 cm)
  • the total fineness of the reinforcing cord is F (dtex)
  • the total fineness F of the reinforcing cord is preferably 1,000 dtex or more and 30,000 dtex or less, more preferably 5,000 dtex or more and 30,000 dtex or less, and further preferably 9,000 dtex or more. 30,000 dtex or less.
  • the non-metallic fiber is any one or more selected from aramid fiber, polyketone fiber, polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, polyarylate fiber, basalt fiber, carbon fiber and glass fiber. It is preferable that it is, and among these, it is more preferable that it is either one or both of carbon fiber and glass fiber.
  • the modulus X is preferably 2,000 GPa or more and 6,000 GPa or less.
  • the bending stress per 50 mm width of the unvulcanized rubber-cord composite measured by a three-point bending test according to JIS K7074 is 0.1 N or more and 80 N or less. Is preferred.
  • the tire reinforcing member of the present invention is a tire reinforcing member having at least one core material cord layer and a helical cord layer including a reinforcing cord spirally wound around the core material cord layer.
  • the spiral cord layer is formed using the rubber-cord composite.
  • the core material cord of the core material cord layer is made of a metal cord, and the core material cord has an inclination angle of 40 to 90 ° with respect to the longitudinal direction of the core material cord layer. It is preferable to have.
  • the core cord layer preferably has a thickness of 1 to 3 mm.
  • the tire of the present invention is characterized by using the tire reinforcing member.
  • a rubber-cord composite, a tire reinforcing member, and a rubber-cord composite that can improve the strength and modulus of the entire belt layer without causing problems caused by the reinforcing cord and further improve the durability of the tire compared to the conventional one.
  • a tire using can be realized.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of a rubber-cord composite in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cord.
  • It is a tire width direction sectional view showing an example of 1 composition of a tire for passenger cars.
  • It is a tire width direction fragmentary sectional view of the tread part of the tire for passenger cars of the present invention.
  • It is a tire width direction sectional view showing an example of 1 composition of a tire for trucks and buses.
  • 1 is a partial cross-sectional view in the tire width direction of a tread portion of a truck / bus tire of the present invention. It is a tire width direction sectional view showing an example of 1 composition of a tire for construction vehicles. It is a tire width direction fragmentary sectional view of the tread part of the tire for construction vehicles of the present invention. It is explanatory drawing which shows the measuring method of the bending stress of the rubber-code composite in an Example.
  • the tire reinforcing member 1 of the present invention includes at least one core material cord layer 2 and a spiral cord layer 3 including a reinforcement cord 3a wound around the core material cord layer 2 in a spiral manner.
  • the core material cord layer 2 is manufactured by arranging a large number of core material cords 2a in parallel, disposing unvulcanized rubber above and below, and covering the core material cord with rubber.
  • the core cord layer 2 is one layer in the illustrated reinforcing member of the present invention, but may be laminated in a plurality of layers, for example, 2 to 10 layers.
  • the rubber-cord composite of the present invention is used for the helical cord layer 3, and the reinforcing cord 3a is arranged in parallel with one or a plurality of reinforcing cords 3a, for example, 2 to 100, and is covered with rubber. It becomes.
  • the helical cord layer 3 is formed by spirally winding the rubber-cord composite of the present invention around the core cord layer 2.
  • non-metallic fibers include organic fibers, carbon fibers (carbon fibers, CF), glass fibers (glass fibers), rock fibers (rock wool), and the like.
  • organic fiber an aramid fiber (aromatic polyamide fiber), a polyketone (PK) fiber, a polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) fiber, a polyarylate fiber, or the like can be suitably used.
  • the carbon fiber include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, and rayon-based carbon fiber.
  • rock fibers include basalt fibers and andesite fibers.
  • any reinforcing cord may be used as long as it contains these non-metallic fibers. Therefore, a cord made of any one of these non-metallic fibers or a hybrid cord made of any two or more of them should be used.
  • a cord made of a hybrid fiber of a non-metal fiber and a metal fiber, such as an organic fiber partially containing a metal fiber, can also be used.
  • the non-metallic fiber is preferably contained in the reinforcing cord in an amount of 50% by volume or more, particularly 80% by volume or more, and most preferably a reinforcing cord made of only the non-metallic fiber is used.
  • any one or more selected from aramid fiber, polyketone fiber, PBO fiber, polyarylate fiber, basalt fiber, carbon fiber and glass fiber can be preferably used as the non-metallic fiber.
  • a cord composed of any one of the above or a hybrid cord composed of any two or more types can be used as the reinforcing cord.
  • carbon fiber and glass fiber it is preferable to use one or both of carbon fiber and glass fiber as the non-metallic fiber, and use a cord made of either of these or a hybrid cord made of both as the reinforcing cord.
  • carbon fiber is preferable because it has a small specific gravity and high rigidity, and thus can achieve weight reduction and high rigidity at the same time.
  • These reinforcing cords 3a are preferably subjected to an adhesive treatment to improve the adhesion to rubber. This adhesive treatment can be performed according to a conventional method using a general-purpose adhesive such as an RFL adhesive.
  • the modulus per cord of the reinforcing cord 3a is A (GPa), the number of cords driven per 50 mm width of the rubber-cord composite is B (pieces / 50 mm), and the thickness of the reinforcing cord 3a Is C (mm), the specific gravity of the reinforcing cord 3a is D (g / cm 3 ), the upper twist number of the reinforcing cord 3a is E (times / 10 cm), and the total fineness of the reinforcing cord 3a is F (dtex), It is important to satisfy the following relationship.
  • the thickness C of the reinforcing cord 3a in the present invention is a thickness (cord diameter) as a dip cord after the adhesive treatment.
  • the thickness C and the total fineness F of the reinforcing cord 3a can be measured in accordance with JIS L1017.
  • the reinforcing member 1 can be made to have a higher modulus than before, and sufficient tensile rigidity can be secured as an alternative to a steel belt, while filling with internal pressure.
  • the tire shape retention effect in can be improved, and it can contribute to the improvement of tire durability performance and low loss.
  • the modulus X (GPa) is preferably 2,000 GPa or more and 6,000 GPa or less, and more preferably 2,500 GPa or more and 3,500 GPa or less.
  • the modulus is calculated based on the “initial tensile resistance” test method described in JIS L1013 or JIS L1017.
  • the cord interval Y (mm) in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the cord between the reinforcing cords 3a adjacent to each other in the rubber-cord composite represented by Y (50 ⁇ B ⁇ C) / B. ) Is 0.1 mm or more and 5 mm or less.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the rubber-cord composite in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cord.
  • the cord interval Y (mm) is preferably 0.2 mm or more and 5 mm or less, and more preferably 0.3 mm or more and 5 mm or less.
  • the modulus X and the cord interval Y satisfy the above ranges, respectively, so that the rubber-cord composite having the desired modulus and the spiral cord layer 3 can be realized while ensuring the necessary and sufficient durability performance. It becomes possible to do.
  • the upper twist number E of 3a is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied, and can be selected as desired.
  • the total fineness F of the reinforcing cord 3a is preferably 1,000 dtex or more and 30,000 dtex or less, more preferably 5,000 dtex or more and 30,000 dtex or less, and further preferably 9,000 dtex or more and 30,000 dtex or less.
  • the total fineness F of the reinforcing cord 3a is preferably high from the viewpoint of securing the tire rigidity. However, if the cord is too high, the thickness of the member increases as the cord diameter increases, making it difficult to bend. The above-mentioned range is preferable because the winding workability of the body is deteriorated and the rolling resistance is deteriorated.
  • the bending stress (stiffness) per 50 mm width of an unvulcanized rubber-cord composite measured by a three-point bending test in accordance with JIS K7074 is 0.1 N or more and 80 N or less. It is preferable that it is 0.1N or more and 30N or less.
  • the helical cord layer 3 is formed using the rubber-cord composite, so that when applied to a tire, the entire belt layer does not cause a problem caused by the reinforcing cord. It is possible to improve the strength and modulus of the tire and further increase the durability of the tire. In the reinforcing member 1 of the present invention, it is only important to use the rubber-cord composite with respect to the helical cord layer 3 spirally wound around the core cord layer 2. There are no particular restrictions.
  • the core material cord 2a of the core material cord layer 2 may have an inclination angle of 40 to 90 ° with respect to the longitudinal direction of the core material cord layer 2.
  • the inclination angle of the core material cord 2a of the core material cord layer 2 is more preferably 50 to 90 ° with respect to the longitudinal direction of the core material cord layer 2.
  • the plurality of core material cord layers 2 may constitute a crossing belt layer.
  • the reinforcing member 1 of the present invention since the rigidity in the longitudinal direction of the core cord layer 2 is not high, the reinforcing member 1 tends to extend in the longitudinal direction.
  • the core material cord 2a of the core material cord layer 2 has an angle of 40 to 90 ° with respect to the longitudinal direction, considering the reinforcing member 1 as a whole, Poisson deformation (longitudinal direction) of the helical cord layer 3 The deformation due to the symmetrical crossing layer shrinking by 7 in the width direction is suppressed by the core material cord layer 2.
  • the core material cord 2a of the core material cord layer 2 when the core material cord 2a of the core material cord layer 2 has an angle of 40 to 90 ° with respect to the longitudinal direction, the core material cord layer 2 extends in the width direction due to Poisson deformation. It functions as a refilling stick against shrinking deformation. As a result, elongation of the reinforcing member 1 in the longitudinal direction is suppressed, and rigidity in the longitudinal direction is improved. Moreover, since the Poisson deformation is suppressed, the rigidity in the longitudinal direction is improved, and at the same time, the shrinkage deformation in the width direction is also suppressed, so the rigidity in the width direction is also improved.
  • one or more sets of reinforcing layers intersecting at a low angle with respect to the tire circumferential direction are stretched in the circumferential direction by internal pressure filling, and the same layer shrinks in the tire width direction along with this.
  • the suppression by arranging the reinforcing layer at a high angle is hereinafter referred to as a refilling stick effect.
  • the reinforcing cord 3a of the helical cord layer 3 preferably has an inclination angle of 10 to 45 ° with respect to the longitudinal direction of the core cord layer 2.
  • This angle is preferably 15 to 30 °.
  • a metal cord can be used as the core material cord 2a used for the core material cord layer 2.
  • a metal cord it is preferable to use a steel filament or a steel cord obtained by twisting a plurality of steel filaments in terms of cost and strength.
  • the compression rigidity in the width direction is large in order to obtain the refilling rod effect satisfactorily. Therefore, it is preferable to use a twisted cord rather than a monofilament cord.
  • Various designs are possible for the twisted structure of the steel cord, and various cross-sectional structures, twisted pitches, twisted directions, and distances between adjacent filaments can be used.
  • the cross-sectional structure various twist structures such as single twist, layer twist, and double twist can be adopted, and a cord having a flat cross-sectional shape can also be used. It is also possible to employ a cord in which filaments of different materials are twisted together.
  • the steel filament which comprises a steel cord has iron as a main component, and may contain various trace components, such as carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, copper, and chromium.
  • the surface of the steel filament may be subjected to brass plating in order to improve adhesion with rubber.
  • the thickness of the core material cord layer 2 is preferably 1 to 3 mm, more preferably 1 to 2 mm.
  • a core material cord layer having sufficient compression rigidity can be applied, and the core material cord layer when the strip is wound around the core material cord layer
  • the winding radius R of the strip at the end in the width direction can be secured to a certain extent, and the winding performance of the strip material can be sufficiently secured.
  • the number of core material cords 2a driven in the core material cord layer is preferably in the range of 10 to 60 pieces / 50 mm. By making the number of drivings within this range, the refill rod effect can be obtained satisfactorily, but the reinforcing member 1 of the present invention is not limited to this range.
  • a known rubber composition used for the coating rubber of the core material cord layer 2 and the spiral cord layer 2 can be used and is not particularly limited.
  • a rubber component of a rubber composition used for coating rubber in addition to natural rubber; vinyl aromatic hydrocarbon / conjugated diene copolymer, polyisoprene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene-propylene rubber All known rubber components such as synthetic rubber can be used.
  • a rubber component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the rubber component is composed of at least one of natural rubber and polyisoprene rubber, or contains 50% by mass or more of natural rubber and the balance is made of synthetic rubber. Is preferred.
  • the rubber composition used for the coating rubber includes fillers such as carbon black and silica, softeners such as aroma oil, hexamethylenetetramine, pentamethoxymethylmelamine, hexamethylenemethylmelamine and the like.
  • a compounding agent usually used in the rubber industry such as a methylene donor such as methoxymethylated melamine, a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, and an anti-aging agent can be appropriately mixed in a normal compounding amount.
  • the distance L between the core material cord 2a at the end portion in the width direction of the core cord layer 2 and the reinforcement cord 3a at the end portion in the width direction of the spiral cord layer 3 is set.
  • the diameter of the core material cord 2a of the core material cord layer 2 is preferably 0.2 to 20 times.
  • the distance L in the width direction between the reinforcing members of the cut end of the core material cord 2a constituting the core material cord layer 2 and the reinforcing cord 3a constituting the helical cord layer 3 wound in a spiral shape By making the diameter of the core cord 2a forming the core cord layer 2 0.2 to 20 times, the crack from the cut end of the core cord 2a is maintained while maintaining the effect of the core cord layer 2 as a replacement rod. It is possible to suppress a decrease in durability performance due to the occurrence of the above. Moreover, since rubber is sufficiently present between the core material cord 2a and the reinforcing cord 3a, the rigidity of the reinforcing member 1 in the width direction can be further improved.
  • the reinforcing member 1 of the present invention can be suitably used as a reinforcing member for tires for passenger cars, trucks and buses, construction vehicles, motorcycles, aircrafts, and agriculture.
  • a tire it is not limited to a pneumatic tire, It can be used also as a reinforcement member of a solid tire or a non-pneumatic tire.
  • a belt that covers most of the tread portion is preferable.
  • the reinforcing member 1 of the present invention has improved rigidity in the width direction as well as rigidity in the longitudinal direction.
  • the reinforcing member 1 of the present invention as a belt, in addition to suppressing separation between belt layers due to repeated input and suppressing cord breakage due to stepping on obstacles on the road, Cracks generated at the groove bottom due to strain reduction and changes with time can be suppressed, and the wear rate and uneven wear of the tire can be suppressed.
  • the reinforcing member 1 of the present invention may be used not only for the belt but also for local reinforcement of a part of the tread, for example.
  • it can be used only for local reinforcement such as near the tread edge, near the equator plane, and near the groove bottom.
  • a plurality of reinforcing members may be used side by side in the tire width direction, and the tread portion is covered by spirally winding in the circumferential direction while shifting in the tire width direction. Also good.
  • the tire of the present invention is formed by using the reinforcing member 1 of the present invention, and examples thereof include tires for passenger cars, trucks and buses, construction vehicles, motorcycles, aircraft, and agriculture. Preferred are tires for passenger cars, trucks / buses and construction vehicles.
  • the tire of the present invention is not limited to a pneumatic tire, and may be a solid tire or a non-pneumatic tire.
  • the application site of the reinforcing member 1 of the present invention is not particularly limited, and as described above, for example, it is suitable as a belt that covers most of the tread portion.
  • the reinforcing member of the present invention as a belt, it is possible to suppress cracks occurring in the groove bottom due to reduction in distortion at the groove bottom during internal pressure, and change with time, and to suppress tire wear speed and uneven wear.
  • the reinforcing member 1 of the present invention may be used only for local reinforcement of a part of the tread. For example, local reinforcement such as near the tread edge, near the equatorial plane, and near the groove bottom. It is also possible to use it for only.
  • a plurality of reinforcing members 1 may be arranged in the tire width direction, or the tread portion may be covered by spirally winding in the circumferential direction while shifting in the tire width direction.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in the tire width direction showing a structural example of a tire for a passenger car.
  • a tread portion 11 that forms a ground contact portion
  • a pair of sidewall portions 12 that extend inward in the tire radial direction continuously to both side portions of the tread portion 11, and each sidewall portion 12.
  • a bead portion 13 continuous on the inner peripheral side.
  • the tread portion 11, the sidewall portion 12, and the bead portion 13 are reinforced by a carcass 14 including a single carcass ply extending in a toroidal shape from one bead portion 13 to the other bead portion 13.
  • a bead core 15 is embedded in each of the pair of bead portions 13, and the carcass 14 is folded and locked around the bead core 15 from the inside to the outside of the tire.
  • the carcass 14 can adopt various configurations including a conventional structure, and may be either a radial structure or a bias structure.
  • the carcass 14 is preferably composed of one or two carcass plies made of an organic fiber cord layer.
  • the maximum width position of the carcass 14 in the tire radial direction may be close to the bead portion 13 side or may be close to the tread portion 11 side, for example.
  • the maximum width position of the carcass 14 can be provided in the range of 50% to 90% relative to the tire height, on the outer side in the tire radial direction from the bead base portion.
  • the carcass 14 generally has a structure that extends between the pair of bead cores 15 without interruption, but is preferably formed by using a pair of carcass ply pieces that extend from the bead core 15 and are interrupted near the tread portion 11. It can also be done (not shown).
  • the folded end of the carcass 14 can be positioned on the inner side in the tire radial direction with respect to the upper end of the bead filler 16, and the folded end of the carcass 14 is located on the outer side in the tire radial direction with respect to the upper end of the bead filler 16 and the tire maximum width position.
  • the belt 17 can be extended to the inner side in the tire width direction than the end of the belt 17 in the tire width direction.
  • the carcass ply has a plurality of layers, the position of the folded end of the carcass 14 in the tire radial direction can be varied.
  • the number of driving carcass 14 is generally in the range of 10 to 60 pieces / 50 mm, but is not limited thereto.
  • a belt 17 including two belt layers 17 a and 17 b is disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown region of the carcass 14.
  • the reinforcing member 1 can be disposed in place of the belt 17 including the two belt layers 17a and 17b.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view in the tire width direction of the tread portion of the passenger car tire of the present invention.
  • the three reinforcing layers in the reinforcing member 1 of the present invention are arranged instead of the two belt layers 17a and 17b.
  • the helical cord layer 3 of the reinforcing member 1 of the present invention becomes a cross belt layer in which cord layers forming a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction cross each other. Moreover, the core material cord layer 2 becomes a second belt layer.
  • the passenger car tire 10 of the present invention may further include another belt layer (not shown) in addition to the belt layer made of the reinforcing member 1 of the present invention.
  • the other belt layer is formed of a rubberized layer of a reinforcing cord, and can be an inclined belt having a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction.
  • the other belt layer may be disposed outside or inside the reinforcing member 1 in the tire radial direction.
  • a metal cord particularly a steel cord is most commonly used, but an organic fiber cord may be used.
  • the steel cord may be composed of steel filaments containing iron as a main component and containing various trace contents such as carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, copper, and chromium.
  • a steel monofilament cord may be used in addition to a cord obtained by twisting a plurality of filaments.
  • Various designs can be used for the twisted structure of the steel cord, and various cross-sectional structures, twisted pitches, twisted directions, and distances between adjacent steel cords can be used.
  • the cord which twisted the filament of a different material can also be employ
  • the inclination angle of the reinforcing cords of the other belt layers is preferably 10 ° or more with respect to the tire circumferential direction.
  • the width of the maximum width inclined belt layer having the largest width is preferably 90% to 115% of the tread width, and particularly preferably 100% to 105%.
  • a belt reinforcing layer 18 may be provided on the outer side in the tire radial direction of the reinforcing member 1 of the present invention.
  • the belt reinforcing layer 18 include a cap layer 18 a disposed over the entire width of the reinforcing member 1 and a layer layer 18 b disposed in a region covering both ends of the reinforcing member 1.
  • the cap layer 18a and the layer layer 18b may be provided alone or in combination. Alternatively, it may be a combination of two or more cap layers or two or more layer layers.
  • the reinforcing cords for the cap layer 18a and the layer layer 18b.
  • Typical examples include rayon, nylon, polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), aramid, and glass fiber. , Carbon fiber, steel and the like. From the viewpoint of weight reduction, an organic fiber cord is particularly preferable.
  • the reinforcing cord may be a monofilament cord, a cord obtained by twisting a plurality of filaments, or a hybrid cord obtained by twisting filaments of different materials. Further, a wavy cord may be used for the reinforcing cord in order to increase the breaking strength. Similarly, in order to increase the breaking strength, for example, a high elongation cord having an elongation at break of 4.5 to 5.5% may be used.
  • the width of the cap layer 18a may be wider or narrower than the inclined belt layer.
  • the width can be 90% to 110% of the maximum width inclined belt layer having the largest width among the inclined belt layers.
  • the number of implantation of the cap layer and the layer layer is generally in the range of 20 to 60 pieces / 50 mm, but is not limited to this range.
  • the cap layer 18a can also have a distribution of rigidity, material, number of layers, driving density, etc. in the tire width direction.
  • the number of layers can be increased only at the end in the tire width direction, The number of layers can be increased only in the center portion.
  • the cap layer 18a and the layer layer 18b are configured as spiral layers.
  • a plurality of core wires arranged in parallel with each other in a plane may be formed by a strip-like cord bundled with a wrapping wire while maintaining the parallel arrangement.
  • the shape of the tread portion 11 is a point P on the tread surface at the tire equatorial plane CL in the tire width direction cross section in the case of a passenger car tire of narrow width and large diameter size.
  • a straight line parallel to the tire width direction through m is defined as m1, a straight line parallel to the tire width direction through the ground contact E and m2, and the distance in the tire radial direction between the straight line m1 and the straight line m2 is decreased as the high LCR, and the tire tread
  • the ratio LCR / TW is preferably 0.045 or less.
  • the crown portion of the tire is flattened (flattened), the ground contact area increases, the input (pressure) from the road surface is relaxed, and the tire is deflected in the radial direction.
  • the rate can be reduced, and the durability and wear resistance of the tire can be improved.
  • it is preferable that a tread edge part is smooth.
  • the tread pattern may be a full lag pattern, a rib-shaped land-based pattern, a block pattern, an asymmetric pattern, or a rotational direction designation.
  • the full lug pattern may be a pattern having a width direction groove extending in the tire width direction from the vicinity of the equator plane to the ground contact end.
  • the circumferential groove may not be included.
  • Such a pattern mainly composed of lateral grooves can effectively exhibit performance on snow.
  • the rib-like land portion main pattern is a pattern mainly composed of a rib-like land portion that is partitioned in the tire width direction by one or more circumferential grooves or circumferential grooves and tread ends.
  • the rib-like land portion refers to a land portion extending in the tire circumferential direction without having a transverse groove that traverses in the tire width direction, but the rib-like land portion has a transverse groove that terminates in the sipe or the rib-like land portion. May be. Since radial tires have a high contact pressure particularly when high internal pressure is used, it is considered that increasing the circumferential shear rigidity improves the contact performance on wet road surfaces.
  • a tread pattern consisting of only rib-shaped land portions in a region of 80% of the tread width centering on the equator plane, that is, a pattern having no lateral grooves. it can.
  • drainage performance in this region contributes particularly to wet performance.
  • the block pattern is a pattern having a block land portion divided by a circumferential groove and a width groove, and the tire of the block pattern is excellent in basic performance on ice and snow.
  • An asymmetric pattern is a pattern in which the left and right tread patterns are asymmetric with respect to the equator plane.
  • a negative rate difference may be provided between the tire half on the inner side of the vehicle mounting direction and the outer side of the vehicle mounting direction with respect to the equator plane.
  • the tire halves on the inner side in the mounting direction and on the outer side in the vehicle mounting direction may have different configurations in the number of circumferential grooves.
  • the tread rubber is not particularly limited, and conventionally used rubber can be used, and foamed rubber may be used. Further, the tread rubber may be formed of a plurality of rubber layers different in the tire radial direction, and may have a so-called cap-base structure, for example. As the plurality of rubber layers, those having different tangent loss, modulus, hardness, glass transition temperature, material and the like can be used. Moreover, the ratio of the thickness of the plurality of rubber layers in the tire radial direction may be changed in the tire width direction, and only the circumferential groove bottom or the like may be a rubber layer different from the periphery thereof.
  • the tread rubber may be formed of a plurality of rubber layers different in the tire width direction, and may have a so-called divided tread structure.
  • the plurality of rubber layers those having different tangent loss, modulus, hardness, glass transition temperature, material and the like can be used.
  • the ratio of the length of the plurality of rubber layers in the tire width direction may be changed in the tire radial direction, and only in the vicinity of the circumferential groove, only in the vicinity of the tread, only in the shoulder land portion, only in the center land portion, etc. Only a limited part of the area may be a rubber layer different from the surrounding area.
  • the tire maximum width position can be provided in the range of 50% to 90% in comparison with the tire height on the outer side in the tire radial direction from the bead base portion. Moreover, it is good also as a structure which has a rim guard. In the passenger car tire 10 of the present invention, it is preferable that a recess 13a that contacts the rim flange is formed.
  • the bead core 15 can adopt various structures such as a circular shape and a polygonal shape.
  • the bead portion 13 may have a structure in which the carcass 14 is sandwiched between a plurality of bead core members in addition to the structure in which the carcass 14 is wound around the bead core 15.
  • the bead filler 16 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the bead core 15.
  • the bead filler 16 may not be provided.
  • an inner liner may be usually disposed in the innermost layer of the tire.
  • the inner liner can be formed of a film layer mainly composed of a resin in addition to a rubber layer mainly composed of butyl rubber.
  • a porous member can be disposed on the tire inner surface or electrostatic flocking can be performed in order to reduce cavity resonance noise.
  • a sealant member for preventing air leakage at the time of puncture can be provided on the tire inner surface.
  • the use of the passenger car tire 10 is not particularly limited. It can be applied to tires for summer, all-season, and winter use. Further, it can also be used for a side-reinforced run-flat tire having a crescent-shaped reinforcing rubber layer on the sidewall portion 12 and a passenger car tire having a special structure such as a stud tire.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in the tire width direction showing a structural example of a truck / bus tire.
  • a tread portion 21 that forms a ground contact portion
  • a pair of sidewall portions 22 that extend inward in the tire radial direction continuously to both sides of the tread portion 21, and each sidewall.
  • a bead portion 23 continuous with the inner peripheral side of the portion 22.
  • the tread portion 21, the sidewall portion 22, and the bead portion 23 are reinforced by a carcass 24 including a single carcass ply that extends in a toroidal shape from one bead portion 23 to the other bead portion 23.
  • a bead core 25 is embedded in each of the pair of bead portions 23, and the carcass 24 is folded around the bead core 25 from the inside of the tire to the outside and locked.
  • the carcass 24 can adopt various configurations including a conventional structure, and may have either a radial structure or a bias structure.
  • the carcass 24 is preferably composed of one or two carcass plies made of a steel cord layer.
  • the carcass maximum width position in the tire radial direction may be close to the bead portion 23 side or may be close to the tread portion 21 side.
  • the maximum width position of the carcass 24 can be provided on the outer side in the tire radial direction from the bead base portion in a range of 50% to 90% relative to the tire height.
  • the carcass 24 generally has a structure that extends between the pair of bead cores 25 without interruption, but is preferably formed by using a pair of carcass pieces that extend from the bead core 25 and are interrupted near the tread portion 21. You can also
  • the folded portion of the carcass 24 can employ various structures.
  • the folded end of the carcass 24 can be positioned on the inner side in the tire radial direction from the upper end of the bead filler 26, and the carcass folded end is extended to the outer side in the tire radial direction from the upper end of the bead filler 26 and the tire maximum width position.
  • the belt 27 may extend from the end in the tire width direction to the inner side in the tire width direction.
  • the position of the folded end of the carcass 24 in the tire radial direction can be varied.
  • the carcass 24 is not folded back and is sandwiched between a plurality of bead core members may be employed, or a structure wound around the bead core 25 may be employed.
  • the number of driving of the carcass 24 is generally in the range of 10 to 60 pieces / 50 mm, but is not limited thereto.
  • a belt 27 including four belt layers 27 a to 27 d is disposed outside the crown region of the carcass 24 in the tire radial direction.
  • the reinforcing member 1 is provided in place of the first belt layer 27a to the third belt layer 27c located on the inner side in the tire radial direction among the four belt layers 27a to 27d. can do.
  • FIG. 7 shows a partial cross-sectional view in the tire width direction of the tread portion of the truck / bus tire of the present invention.
  • the helical cord layer 3 of the reinforcing member 1 of the present invention becomes the first belt layer 27a and the third belt layer 27c, and these are the crossing in which the cord layers forming a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction cross each other. It becomes a belt. Further, the core material cord layer 2 becomes the second belt layer 27b.
  • the truck / bus tire 20 according to the present invention further includes another belt layer (in the illustrated example, the fourth belt layer 27d) as shown in addition to the belt layer formed of the reinforcing member according to the present invention. Also good.
  • the other belt layer is formed of a rubberized layer of a reinforcing cord, and can be an inclined belt having a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction.
  • a metal cord, particularly a steel cord is most commonly used, but an organic fiber cord may be used.
  • the steel cord may be composed of steel filaments containing iron as a main component and containing various trace contents such as carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, copper, and chromium.
  • a steel monofilament cord may be used in addition to a cord obtained by twisting a plurality of filaments.
  • Various designs can be used for the twisted structure of the steel cord, and various cross-sectional structures, twisted pitches, twisted directions, and distances between adjacent steel cords can be used.
  • the cord which twisted the filament of a different material can also be employ
  • the inclination angle of the reinforcement cords of the other belt layers is preferably 0 ° or more with respect to the tire circumferential direction.
  • the width of the maximum width inclined belt layer having the largest width is preferably 40% to 115% of the tread width, and particularly preferably 50% to 70%.
  • a belt undercushion rubber 29 is preferably provided on the inner side in the tire radial direction of the belt 27 end. Thereby, the strain and temperature at the end of the belt 27 can be reduced, and the tire durability can be improved.
  • a circumferential cord layer (not shown) may be provided on the outer side in the tire radial direction of the reinforcing member 1 and the other belt layer 27d of the present invention.
  • the structure of the sidewall portion 22 can be a known structure.
  • the tire maximum width position can be provided in the range of 50% to 90% in comparison with the tire height on the outer side in the tire radial direction from the bead base portion.
  • the truck / bus tire 20 of the present invention is preferably formed as a smooth curve that is convex in the tire width direction, without being formed with a concave portion in contact with the rim flange, unlike a tire for a passenger car.
  • the bead core 25 can adopt various structures such as a circular shape and a polygonal shape.
  • the bead portion 23 may have a structure in which the carcass 24 is sandwiched between a plurality of bead core members in addition to the structure in which the carcass 24 is wound around the bead core 25.
  • a bead filler 26 is disposed outside the bead core 25 in the tire radial direction.
  • the bead filler 26 is composed of a plurality of rubber members separated in the tire radial direction. Also good.
  • the tread pattern may be a rib-shaped land-based pattern, a block pattern, an asymmetric pattern, or a rotational direction designation.
  • the rib-like land portion main pattern is a pattern mainly composed of a rib-like land portion that is partitioned in the tire width direction by one or more circumferential grooves or circumferential grooves and tread ends.
  • the rib-like land portion refers to a land portion extending in the tire circumferential direction without having a transverse groove that traverses in the tire width direction, but the rib-like land portion has a transverse groove that terminates in the sipe or the rib-like land portion. May be. Since radial tires have a high contact pressure particularly when high internal pressure is used, it is considered that increasing the circumferential shear rigidity improves the contact performance on wet road surfaces.
  • a tread pattern consisting of only rib-shaped land portions in a region of 80% of the tread width centering on the equator plane, that is, a pattern having no lateral grooves. it can.
  • drainage performance in this region contributes particularly to wet performance.
  • the block pattern is a pattern having a block land portion divided by a circumferential groove and a width groove, and the tire of the block pattern is excellent in basic performance on ice and snow.
  • An asymmetric pattern is a pattern in which the left and right tread patterns are asymmetric with respect to the equator plane.
  • a negative rate difference may be provided between the tire half on the inner side of the vehicle mounting direction and the outer side of the vehicle mounting direction with respect to the equator plane.
  • the tire halves on the inner side in the mounting direction and on the outer side in the vehicle mounting direction may have different configurations in the number of circumferential grooves.
  • the tread rubber is not particularly limited, and conventionally used rubber can be used. Further, the tread rubber may be formed of a plurality of rubber layers different in the tire radial direction, and may have a so-called cap-base structure, for example. As the plurality of rubber layers, those having different tangent loss, modulus, hardness, glass transition temperature, material and the like can be used. Moreover, the ratio of the thickness of the plurality of rubber layers in the tire radial direction may be changed in the tire width direction, and only the circumferential groove bottom or the like may be a rubber layer different from the periphery thereof.
  • the tread rubber may be formed of a plurality of rubber layers different in the tire width direction, and may have a so-called divided tread structure.
  • the plurality of rubber layers those having different tangent loss, modulus, hardness, glass transition temperature, material and the like can be used.
  • the ratio of the length of the plurality of rubber layers in the tire width direction may be changed in the tire radial direction, and only in the vicinity of the circumferential groove, only in the vicinity of the tread, only in the shoulder land portion, only in the center land portion, etc. Only a limited part of the area may be a rubber layer different from the surrounding area.
  • the corner part 21a is formed in the tread part at the edge part of a tire width direction.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view in the tire width direction showing a configuration example of a tire for a construction vehicle.
  • a tread portion 31 that forms a contact portion
  • a pair of sidewall portions 32 that extend inward in the tire radial direction continuously to both side portions of the tread portion 31, and each sidewall portion.
  • a bead portion 33 continuous to the inner peripheral side of 32.
  • the tread portion 31, the sidewall portion 32, and the bead portion 33 are reinforced by a carcass 34 including a single carcass ply that extends in a toroidal shape from one bead portion 33 to the other bead portion 33.
  • a bead core 35 is embedded in each of the pair of bead portions 33, and the carcass 34 is folded around the bead core 35 from the inside to the outside and locked.
  • the carcass 34 can adopt various configurations including a conventional structure, and may be either a radial structure or a bias structure.
  • the carcass 34 it is preferable that the carcass ply made of a steel cord layer has one or two layers.
  • the carcass maximum width position in the tire radial direction may be close to the bead portion 33 side or may be close to the tread portion 31 side.
  • the maximum width position of the carcass 34 can be provided on the outer side in the tire radial direction from the bead base portion in a range of 50% to 90% relative to the tire height.
  • the carcass 34 generally has a structure that extends between the pair of bead cores 35 without interruption.
  • the carcass 34 is formed by using a pair of carcass pieces that extend from the bead core 35 and are interrupted in the vicinity of the tread portion 31. You can also
  • the folded end of the carcass 34 can be positioned on the inner side in the tire radial direction from the upper end of the bead filler 36, and the folded end of the carcass 34 can be positioned on the outer side in the tire radial direction from the upper end of the bead filler 36 or the tire maximum width position.
  • the belt 37 can be extended further inward in the tire width direction than the end of the belt 37 in the tire width direction.
  • the position of the folded end of the carcass 34 in the tire radial direction can be varied.
  • the number of driving carcass 34 is generally in the range of 10 to 60 pieces / 50 mm, but is not limited thereto.
  • a belt 37 including seven belt layers 37a to 37g is disposed outside the crown region of the carcass 34 in the tire radial direction.
  • construction vehicle tires are composed of four or six belt layers, and in the case of six belt layers, the first belt layer and the second belt layer form the inner cross belt group, and the third belt.
  • the layer and the fourth belt layer form an intermediate crossing belt layer group, and the fifth belt layer and the sixth belt layer form an outer crossing belt layer group.
  • the tire for construction vehicles of the present invention has a structure in which at least one of the inner crossing belt layer group, the intermediate crossing belt layer group, and the outer crossing belt layer group is replaced with the reinforcing member of the present invention.
  • the width of the inner crossing belt layer group is 25% or more and 70% or less of the width of the tread surface, and the width of the intermediate crossing belt layer group is 55% or more and 90% or less of the width of the tread surface.
  • the width of the intersecting belt layer group can be 60% or more and 110% or less of the width of the tread surface.
  • the inclination angle of the belt cord of the inner crossing belt layer group with respect to the carcass cord is 70 ° or more and 85 ° or less
  • the inclination angle of the belt cord of the intermediate crossing belt layer group with respect to the carcass cord is 50 ° or more and 75 ° or less.
  • the inclination angle of the belt cord of the outer crossing belt layer group with respect to the carcass cord can be set to 70 ° to 85 °.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view in the tire width direction of the tread portion of the tire for construction vehicles of the present invention.
  • the reinforcing member 1 of the present invention is disposed in place of the first belt layer 37a to the third belt layer 37c constituting the inner crossing belt layer group. That is, the helical cord layer 3 of the reinforcing member 1 of the present invention becomes the first belt layer 37a and the third belt layer 37c, and these are crossing in which the cord layers forming a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction cross each other. It becomes a belt. Further, the core material cord layer 2 becomes the second belt layer 37b.
  • the inner crossing belt layer group is replaced with the reinforcing member 1 of the present invention, but the construction vehicle tire of the present invention is not limited to this.
  • the intermediate crossing belt layer group may be replaced with the reinforcing member 1 of the present invention, and the outer crossing belt layer group may be replaced with the reinforcing member 1 of the present invention.
  • the first belt layer and the second belt layer may be replaced with the reinforcing member of the present invention, or the third belt layer and the fourth belt layer may be reinforced according to the present invention. What is necessary is just to replace with a member.
  • the construction vehicle tire 30 of the present invention may further include other belt layers (fourth to seventh belt layers) as shown in addition to the belt layer formed of the reinforcing member 1 of the present invention.
  • the other belt layer is formed of a rubberized layer of a reinforcing cord, and can be an inclined belt having a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction.
  • a metal cord particularly a steel cord is most commonly used, but an organic fiber cord may be used.
  • the steel cord may be composed of steel filaments containing iron as a main component and containing various trace contents such as carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, copper, and chromium.
  • a steel monofilament cord may be used in addition to a cord obtained by twisting a plurality of filaments.
  • Various designs can be used for the twisted structure of the steel cord, and various cross-sectional structures, twisted pitches, twisted directions, and distances between adjacent steel cords can be used.
  • the cord which twisted the filament of a different material can also be employ
  • the inclination angle of the reinforcing cords of the other belt layers is preferably 10 ° or more with respect to the tire circumferential direction.
  • the width of the maximum width inclined belt layer having the largest width is preferably 90% to 115% of the tread width, and particularly preferably 100% to 105%.
  • a belt undercushion rubber 39 is preferably provided on the inner side in the tire radial direction of the belt 37 end. Thereby, the strain and temperature at the end of the belt 37 can be reduced, and the tire durability can be improved.
  • the tire maximum width position can be provided in the range of 50% to 90% in comparison with the tire height on the outer side in the tire radial direction from the bead base portion.
  • the bead core 35 can adopt various structures such as a circular shape and a polygonal shape.
  • the bead portion 33 may have a structure in which the carcass 34 is sandwiched between a plurality of bead core members in addition to a structure in which the carcass 34 is wound around the bead core 35.
  • a bead filler 36 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the bead core 35.
  • the bead filler 36 may be composed of a plurality of rubber members separated in the tire radial direction. Good.
  • the tread pattern may be a lag pattern, a block pattern, an asymmetric pattern, or a rotational direction designation.
  • the lug pattern may be a pattern having a width direction groove extending in the tire width direction from the vicinity of the equator plane to the contact edge, and in this case, the circumferential groove may not be included.
  • the block pattern is a pattern having a block land portion partitioned by a circumferential groove and a width groove. Particularly in the case of tires for construction vehicles, it is preferable to enlarge the block from the viewpoint of durability.
  • the width measured in the tire width direction of the block is preferably 25% to 50% of the tread width.
  • An asymmetric pattern is a pattern in which the left and right tread patterns are asymmetric with respect to the equator plane.
  • a negative rate difference may be provided between the tire half on the inner side of the vehicle mounting direction and the outer side of the vehicle mounting direction with respect to the equator plane.
  • the tire halves on the inner side in the mounting direction and on the outer side in the vehicle mounting direction may have different configurations in the number of circumferential grooves.
  • the tread rubber is not particularly limited, and conventionally used rubber can be used. Further, the tread rubber may be formed of a plurality of rubber layers different in the tire radial direction, and may have a so-called cap-base structure, for example. As the plurality of rubber layers, those having different tangent loss, modulus, hardness, glass transition temperature, material and the like can be used. Moreover, the ratio of the thickness of the plurality of rubber layers in the tire radial direction may be changed in the tire width direction, and only the circumferential groove bottom or the like may be a rubber layer different from the periphery thereof.
  • the tread rubber may be formed of a plurality of rubber layers different in the tire width direction, and may have a so-called divided tread structure.
  • the plurality of rubber layers those having different tangent loss, modulus, hardness, glass transition temperature, material and the like can be used.
  • the ratio of the length of the plurality of rubber layers in the tire width direction may be changed in the tire radial direction, and only in the vicinity of the circumferential groove, only in the vicinity of the tread, only in the shoulder land portion, only in the center land portion, etc. Only a limited part of the area may be a rubber layer different from the surrounding area.
  • the rubber gauge of the tread portion 31 is preferably thicker from the viewpoint of durability, and is preferably 1.5% to 4%, more preferably 2% to 3% of the tire outer diameter. . Further, the ratio (negative rate) of the groove area to the ground contact surface of the tread portion 31 is preferably 20% or less. This is because the construction vehicle tire 30 is mainly used in a low-speed and dry area, and therefore it is not necessary to increase the negative rate because of drainage.
  • a tire size of a construction vehicle tire for example, a rim having a rim diameter of 20 inches or more, particularly a large rim having a rim diameter of 40 inches or more.
  • the rubber-cord composite was spirally wound around one core material cord layer to form a spiral cord layer, thereby producing reinforcing members of the respective examples and comparative examples.
  • the core material cord of the core material cord layer a steel cord having a 1 ⁇ 3 structure made of a steel filament having a wire diameter of 0.33 mm was used.
  • the number of core material cords to be driven in the core material cord layer was 25/50 mm
  • the inclination angle of the core material cord layer with respect to the longitudinal direction was 50 °
  • the thickness of the core material cord layer was 2 mm.
  • the inclination angle of the reinforcing cord of the spiral cord layer with respect to the longitudinal direction of the core cord layer was 16 °.
  • ⁇ Tensile rigidity> The tensile rigidity is measured by chucking the prepared reinforcing member on a tensile tester so that the longitudinal direction is in the direction of the tensile axis, pulling at a speed of 10 mm / min, and at a distance of 50 mm between the center marks between the upper and lower chucks. This was done by measuring the displacement. The obtained results were expressed as an index with Comparative Example 1 as 100. It shows that tensile rigidity is so large that this value is large.
  • the durability performance was evaluated as follows.
  • the reinforcing member of each example and comparative example was arranged in place of the belt composed of two belt layers, and a passenger car tire as shown in FIG. 4 was produced with a tire size of 275 / 80R22.5.
  • Each obtained test tire was assembled on an applied rim and allowed to run at 50,000 km at a speed of 80 km / h under a specified internal pressure and a specified load, and then the reinforcing cord was taken out of the tire and the strength retention rate was measured.
  • the obtained results were expressed as an index with Comparative Example 1 as 100. It shows that durability performance is so high that this value is large.
  • the “applicable rim” refers to a rim defined in the following standards according to the tire size.
  • “specified internal pressure” refers to the air pressure specified in accordance with the maximum load capacity in the following standards
  • “specified load” refers to the maximum allowable load on the tire in the following standards.
  • the standard refers to an industrial standard effective in the region where the tire is produced or used. For example, in the United States, “THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC. YEAR BOOK” is used. In Europe, “THE European Tire and RIM Technical Organization's STANDARDDS MANUAL ”, and in Japan it is“ JATMA YEAR BOOK ”of the Japan Automobile Tire Association.
  • the cord direction was a direction parallel to between the two jigs A and B.
  • bending input was applied by lowering the weight C at a speed of 10 mm / min at the center in the longitudinal direction of the rubber-cord composite sample 100. Measurement was performed after the sample started to exert stress, and the maximum exerted stress when the weight C was lowered by 15 cm was defined as the value of bending stress.
  • the rubber-cord composite can improve the strength and modulus of the entire belt layer without causing problems due to the reinforcing cord, and can further improve the durability of the tire compared to the conventional one. It was confirmed that a body, a reinforcing member for a tire, and a tire using the same can be provided.
  • Reinforcing member for tire (reinforcing member) 2 Core material cord layer 2a Core material cord 3 Spiral cord layer 3a Reinforcement cord 10 Passenger car tires 11, 21, 31 Tread portions 12, 22, 32 Side wall portions 13, 23, 33 Bead portions 13a Recess portions 14, 24, 34 Carcass 15, 25, 35 Bead cores 16, 26, 36 Bead fillers 17, 27, 37 Belts 17a, 17b, 27a to 27d, 37a to 37g Belt layer 18 Belt reinforcing layer 18a Cap layer 18b Layer layer 20 Truck / bus tire 21a Corner parts 29, 39 Belt under cushion rubber 30 Construction vehicle tire 100 Rubber-cord composite sample

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Abstract

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。　芯材コード層２と螺旋状コード層３とを有するタイヤ用補強部材における螺旋状コード層に用いられるゴム－コード複合体である。補強コード３ａ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る。補強コードが非金属繊維を含む。補強コードのモジュラスＡ、コード打込み本数Ｂ、補強コードの太さＣ、補強コードの比重Ｄ、補強コードの上撚り数Ｅ、補強コードの総繊度Ｆとして、Ｘ＝Ａ×ＢであるモジュラスＸが１０００ＧＰａ以上、Ｙ＝（５０－Ｂ×Ｃ）／Ｂであるコード間隔Ｙが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、Ｚ＝ｔａｎθ＝Ｅ×√（０．１２５×Ｆ／Ｄ）／１０００である補強コードの撚り係数Ｚが０．３以下である。

Description

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
　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／ｃｍ３）、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部材は、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／ｃｍ３）、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り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、空気入りタイヤに限定されず、ソリッドタイヤや非空気入りタイヤであってもよい。
　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り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、補強部材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ものではない。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、この場合には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２３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部材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。
　建設車両用タイヤ３０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。空隙なく巻き付けが可能であれば○、１ｍｍ程度の空隙が生じるものは△、それを超える隙間が生じるものは×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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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／ｃｍ３）、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。
     
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