空気入りタイヤ
【課題】従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ１００は、プライ本体部５ａとプライ折返し部５ｂとからなり、プライコードをゴム被覆してなるプライ５をもつカーカス６と、ビードフィラー７と、を有する。さらに、プライ折返し部５ｂとビードフィラー７との間に、タイヤ幅方向Ｗ内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる第１補強層８および第２のコードをゴム被覆してなる第２補強層９と、プライ折返し部５ｂのタイヤ幅方向Ｗ外側に配設された、ゴムからなる第３補強層１０と、を有する。そして、第１のコード、第２のコード、およびプライコードは、この順に大きい引張弾性率をもち、第３補強層を構成するゴムは、ビードフィラーを構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつ。
【解決手段】空気入りタイヤ１００は、プライ本体部５ａとプライ折返し部５ｂとからなり、プライコードをゴム被覆してなるプライ５をもつカーカス６と、ビードフィラー７と、を有する。さらに、プライ折返し部５ｂとビードフィラー７との間に、タイヤ幅方向Ｗ内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる第１補強層８および第２のコードをゴム被覆してなる第２補強層９と、プライ折返し部５ｂのタイヤ幅方向Ｗ外側に配設された、ゴムからなる第３補強層１０と、を有する。そして、第１のコード、第２のコード、およびプライコードは、この順に大きい引張弾性率をもち、第３補強層を構成するゴムは、ビードフィラーを構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビード部に補強層を有する空気入りタイヤに関する。本発明は特に、高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能な空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に高速走行用の空気入りタイヤでは、高速走行時にサイドウォール部からビード部にかけてのタイヤの変形を抑えて、操縦安定性を向上させる目的で、ビード部にスチールコードや有機繊維コードのゴム被覆層からなる補強層を挿入することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、複数本の有機繊維コードからなる内側補強層および複数本のスチールコードからなる外側補強層を有する空気入りラジアルタイヤが記載されている。このタイヤは、２プライからなるカーカス構造であり、内側カーカス層は、本体部を一対のビードコア間に延在させ、両端部をビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げ、そのターンナップ部でビードフィラーを包み込む一方、外側カーカス層は、内側カーカス層のターンナップ部の外側に配置する１−１ハイターンナップ構造を採っている。有機繊維コードからなる内側補強層は、ビートフィラーおよびビードコアと内側カーカス層との間に配置し、スチールコードからなる外側補強層は、内側カーカス層のターンナップ部と外側カーカス層との間に配置している。
【０００４】
特許文献２には、スチールコードからなる内側補強層および芳香族ポリアミド繊維コードからなる外側補強層を有する空気入りラジアルタイヤが記載されている。このタイヤも、特許文献１と同様の２プライからなるカーカス構造をとり、カーカスコードはナイロンやレーヨンなどの有機繊維からなる。内側補強層および外側補強層は、内側カーカス層のターンナップ部と外側カーカス層との間に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４３５１７号公報
【特許文献２】特開２０００−６２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビード部にスチールコードや有機繊維コードのゴム被覆層からなる補強層を挿入すると、操縦安定性を向上させる一方で、補強層を構成するコードと補強層周囲のゴムとの剛性の差によって、補強層と周囲のゴムとの間にセパレーションが生じ、高速走行時の耐久性が損なわれるという問題があることを本発明者は見出した。この現象は、ビード部に剛性の段差が大きな箇所があるほど顕著に生じる。ここで、ビードフィラーには硬いゴムを用いるのが一般的である。また、スチールコードなどの金属コードは、有機繊維コードより引張弾性率が大きいため、スチールコードをゴム被覆してなる補強層は、有機繊維コードをゴム被覆してなる補強層よりも、補強層全体としての剛性は高い。そのため、上述の特許文献１および特許文献２に記載のタイヤでは、ビード部に剛性段差が大きな箇所が生じることが避けられなかった。
【０００７】
すなわち、特許文献１のタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに最も近接して、スチールコードより引張弾性率の小さい有機繊維コードからなる内側補強層を配置している。このため、ビードフィラーと内側補強層との間に、比較的大きな剛性段差が生じることが懸念される。
【０００８】
また、特許文献２のタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに最も近接して、ナイロンなどの低弾性繊維からなるカーカスコードをゴム被覆してなるカーカス層を配置している。このため、ビードフィラーとこのカーカス層との間に大きな剛性段差が生じる。また、内側カーカス層のターンナップ部が、スチールコードからなる内側補強層と隣接しており、ナイロンコードとスチールコードとは引張弾性率が大きく異なることから、このターンナップ部と内側補強層との間にも大きな剛性段差が生じる。
【０００９】
このように、ビード部に補強層を有する従来の空気入りタイヤでは、ビード部に生じる剛性段差を小さくすることでより高速耐久性を向上させるという課題認識や、そのためにカーカスや補強層の配置関係を工夫するという考え方は存在しない。一方で、近年の高速走行用車両の性能向上に伴い、空気入りタイヤには、より高い高速耐久性と操縦安定性が求められており、上述のような従来の空気入りタイヤでは、この要求を満たすことができなかった。
【００１０】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述のように、ビード部に補強層を有する空気入りタイヤの高速耐久性をより高めるべく本発明者が鋭意検討したところ、ビードフィラー、カーカスおよび補強層といったビード部を構成する部材間の剛性段差に起因して、ビード部に生じるセパレーションが高速耐久性を損ねる原因であるとの認識に至った。そこで、ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置される補強層やカーカス折返し部について、硬いゴムからなるビードフィラーに近接するほうから順に、剛性の高い部材を配置することにより、ビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限とし、ビード部に生じるセパレーションを抑制することを着想し、以下の構成の空気入りタイヤとすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、上記課題に鑑み、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延び前記ビードコアのそれぞれの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部と、からなり、プライコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライをもつカーカスと、
前記プライ本体部と前記プライ折返し部との間で前記ビードコア上からタイヤ径方向外側に向けて先細りに延びるビードフィラーと、
前記プライ折返し部と少なくとも前記ビードフィラーとの間に、タイヤ幅方向内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる第１補強層および第２のコードをゴム被覆してなる第２補強層と、
前記プライ折返し部のタイヤ幅方向外側に配設された、ゴムからなる第３補強層と、を有し、
前記第１のコード、前記第２のコード、および前記プライコードは、この順に大きい引張弾性率をもち、
前記第３補強層を構成する前記ゴムは、前記ビードフィラーを構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつことを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１３】
（２）前記第１のコードは金属コードであり、前記第２のコードおよびプライコードは有機繊維コードである上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
【００１４】
（３）前記カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層をさらに有し、
前記カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、プライ折返し部の折返し端が前記ベルト層と前記カーカスのクラウン部との間に位置する構造を有する上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
【００１５】
（４）前記カーカスが１枚のプライで構成される上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【００１６】
（５）タイヤ幅方向断面で見て、前記第３補強層、前記第２補強層、前記第１補強層、および前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部は、この順にタイヤ径方向外側に位置する上記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【００１７】
（６）前記第２の補強層は、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向外側から内側に折り返された折返し部を有する上記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【００１８】
（７）前記第１のコードはスチールコードであり、前記第２のコードは芳香族ポリアミド繊維コードであり、前記プライコードはレーヨンコードである上記（２）乃至（６）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の空気入りタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに近接するほうから順に、剛性の高い部材を配置することにより、ビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限とし、ビード部に生じるセパレーションを抑制することができるため、従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従う空気入りタイヤ１００を適用リムに装着し所定空気圧を充填した無負荷状態における、タイヤ幅方向の半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付し、説明は省略する。
【００２２】
本発明に従う代表的な空気入りタイヤ１００について、図１を参照して説明する。なお、図１は、図をわかりやすくするため、適用リムを不図示としているが、図１はいずれも空気入りタイヤ１００を適用リムに装着し所定空気圧を充填した無負荷状態におけるタイヤ装着姿勢の、タイヤ幅方向半断面を示している。以下に説明する本発明のタイヤの配置関係および寸法関係は、このタイヤ装着姿勢におけるものとする。この実施形態において、空気入りタイヤ１００は、ビードコア４を埋設した一対のビード部１（片側のみ図示）と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部２（片側のみ図示）と、各サイドウォール部の間をまたがって延びるトレッド部３（半部のみ図示）と、を備える。ビードコアは典型的にはスチールコードからなる。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤは、プライコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライをもつカーカスを有する。本実施形態の空気入りタイヤ１００は、カーカス６が１枚のプライ５で構成される。プライ５は、一対のビードコア４間にトロイド状に延在するプライ本体部５ａと、該プライ本体部５ａから延び前記ビードコア４のそれぞれの周りにタイヤ幅方向Ｗ内側から外側に折り返された（一対の）プライ折返し部５ｂと、からなる。本発明において、カーカスが複数枚のプライから構成される場合は、各プライが本体部および折返し部を有する。カーカス６はラジアルカーカスであり、この場合、互いに平行に配列された複数本のプライコードはタイヤ赤道ＣＬ面に対し７０°〜９０°の角度で配列される。プライコードおよび被覆ゴムに関しては後述する。
【００２４】
本明細書において「所定空気圧」とは、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことを意味する。また「所定負荷条件」とは、同規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）の荷重をかけることを意味する。「適用リム」とは、同規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または“Approved Rim”、“Recommended Rim”）のことである。かかる産業規格については、タイヤが生産又は使用される地域に有効な規格が定められている。例えば、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 Tire and Rim Technical Organization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。
【００２５】
空気入りタイヤ１００は、プライ本体部５ａとプライ折返し部５ｂとの間で、ビードコア４上からタイヤ径方向外側に向けて先細りに延びる一対のビードフィラー７（片側のみ図示）を有する。ビードフィラー７は、断面略三角形状となっており、１００％モジュラスが８０〜１８０ＭＰａの硬質ゴムからなる。また、ビードフィラー７のタイヤ径方向外側端部７ａのリム径ラインＲＬからの高さＨ７ａは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの２０〜５０％に位置していることが好ましい。ここで「リム径ライン」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）、ＴＲＡ（米国タイヤ・リム協会）およびＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術機関）のリム規格で定められるリム径を決めるタイヤ軸方向線として定義される。
【００２６】
空気入りタイヤ１００は、プライ折返し部５ｂと少なくともビードフィラー７との間に、タイヤ幅方向Ｗ内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる一対の第１補強層８および第２のコードをゴム被覆してなる一対の第２補強層９を有する（それぞれ片側のみ図示）。また、空気入りタイヤ１００は、プライ折返し部５ｂのタイヤ幅方向Ｗ外側に配設された、ゴムからなる一対の第３補強層１０（片側のみ図示）を有する。
【００２７】
本発明の特徴的構成は、第１補強層８に用いる第１のコード、第２補強層９に用いる第２のコード、およびプライ５に用いるプライコードが、この順に大きい引張弾性率をもち、かつ、第３補強層１０を構成するゴムが、ビードフィラー７を構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつ構成である。
【００２８】
本発明の上記特徴的構成を採用することの技術的意義を作用効果とともに説明する。既述のとおり、本発明はビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限にするという技術思想に基づくものである。ここで、ビードフィラー７のタイヤ幅方向外側に着目する。
コードゴム被覆層である第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂについては、コードの引張弾性率が層全体としての剛性に大きく寄与する。空気入りタイヤ１００では、第１補強層８に用いる第１のコード、第２補強層９に用いる第２のコード、およびプライ５に用いるプライコードが、この順に大きい引張弾性率をもつため、層全体としての剛性も、第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂの順番に高くなる。
本発明では、硬質ゴムからなるビードフィラー７に最も近接する部材を、第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂのうち最も層全体としての剛性の高い第１補強層８とし、その外側に順次第２補強層９、プライ折返し部５ａを配置した。このため、ビードフィラー７のタイヤ幅方向外側では、内側から外側にかけて順次剛性の高い部材を配置することになり、部材間の剛性段差を最小限とすることができる。その結果、ビード部に生じるセパレーションを抑制することができるため、従来にない高い高速耐久性を実現することができる。また、タイヤ幅方向外側ほど剛性の低い層を配置する本発明の構成によれば、横方向の剛性があがり、横バネ性向上とともにセンター接地性も向上するため、操縦安定性をより向上させることも可能となる。
【００２９】
また、第３補強層１０は補強素子としてのコードを有しないゴムからなる補強層である。よって、第３補強層１０を構成するゴムが、ビードフィラー７を構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつものであれば、（補強層８，９やプライ折返し５ａ）コードを含む補強層８，９やプライ折返し５ａより層全体としての剛性が低くなることは明らかである。
ここで、第３補強層１０は、プライ折返し部５ａのタイヤ幅方向外側に配設されている。よって、第３補強層１０と隣接するのは、第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂのうち最も層全体としての剛性の低いプライ折返し部５ａとなる。そのため、隣接するプライ折返し部５ａと第３補強層１０との間にも、大きな剛性段差は生じることはなく、この点も高い高速耐久性の実現に寄与する。また、カーカス５のタイヤ幅方向外側にさらに補強層を配置する本発明の構成によれば、より操縦安定性を向上させることにもなる。
【００３０】
なお、空気入りタイヤ１００では、少なくとも３つの補強層である第１〜第３補強層８，９，１０を配置した例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、ビードフィラー７のタイヤ幅方向外側に関して上記の剛性の関係を崩さない限りは、さらなる補強層を配置してもよい。
【００３１】
第１補強層８、第２補強層９、第３補強層１０およびプライ５については、上記本発明の特徴的構成を満たすものであれば、特に限定されないが、以下のとおり例示することができる。
【００３２】
（第１補強層８）
第１補強層８に用いる第１のコードは、引張弾性率が３２００Ｎ／ｍｍ２以上４０００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。コード材料は特に限定されず、金属コード、有機繊維コードなどを用いることができるが、第２のコードおよびプライコードよりも引張弾性率が大きいことから、第１のコードはスチールコードなどの金属コードとすることが好ましい。また、第１補強層８（ワイヤーインサート）は、複数本の第１のコードを互いに平行に配列したゴム被覆層とすることが好ましい。この場合、第１のコードのタイヤ径方向に対する角度θ１は、３０°〜６０°の範囲内とすることが好ましい。
【００３３】
（第２補強層９）
第２補強層９に用いる第２のコードは、引張弾性率が１７０〜３００ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。コード材料は特に限定されず、金属コード、有機繊維コードなどを用いることができるが、引張弾性率が第１のコードより小さく、プライコードよりも大きいことから、第２のコードは比較的高弾性の有機繊維コードとすることが好ましい。具体的には例えば、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリアリレート繊維等の全芳香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、リヨセル繊維等を挙げることができる。なお、リヨセル繊維は、原料のセルロースから溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維であり、例えば、特公昭６０−２８８４８号公報、特表平１１−５０４９９５号公報に記載されているように、有機溶剤中に溶解されたセルロースと水等の非溶媒を含む溶液を、空気中または非沈殿性媒体中に紡糸し、その際、紡糸口金から出た繊維形成溶液を送り出す速度より早い速度で引張って、３倍以上の延伸倍率で延伸した後に、非溶媒で処理することによって得ることができる。第２のコードには、弾性率の異なる複数種の有機繊維を撚り合わせてなる複合コードを用いてもよい。この場合、組み合せる有機繊維としては、高弾性繊維に限らず、ナイロン繊維、ポリエステル繊維（但し、全芳香族ポリエステル繊維を除く）、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維等、ポリビニルアルコール繊維、脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維等の比較的低弾性の有機繊維を含んでもよい。また、第２補強層９は、複数本の第２のコードを互いに平行に配列したゴム被覆層とすることが好ましい。この場合、第２のコードのタイヤ径方向に対する角度θ２は、０°〜４５°の範囲内とすることが好ましい。
【００３４】
（プライ５）
プライ５に用いるプライコードは、引張弾性率が４．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。コード材料は特に限定されず、金属コード、有機繊維コードなどを用いることができるが、第１のコードおよび第２のコードおよびよりも引張弾性率が小さいことから、比較的低弾性の有機繊維コードとすることが好ましい。具体的な材料としては上述の低弾性繊維を用いることができ、弾性率の異なる複数種の有機繊維を撚り合わせてなる複合コードを用いてもよい点も同様である。
【００３５】
第１補強層８、第２補強層９およびプライ５を構成する被覆ゴムは特に限定されないが、１００％モジュラスが３０〜１５０ＭＰａのゴムから構成することが好ましく、いずれの被覆ゴムも同素材で同じ１００％モジュラスの値を有するゴムとすることが好ましい。
【００３６】
（第３補強層１０）
第３補強層１０を構成するゴムは、ビードフィラー７を構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつものであれば特に限定されないが、例えば、１００％モジュラスが５０〜１５０ＭＰａのゴムから構成することが好ましい。
【００３７】
第１補強層８、第２補強層９およびプライ５に含まれるコードの最も典型的な例として、本実施形態の空気入りタイヤ１００では、第１のコードはスチールコードとし、第２のコードは芳香族ポリアミド繊維コード（ケブラー：登録商標）とし、プライコードはレーヨンとする。
【００３８】
本明細書における「引張弾性率」および「１００％モジュラス」は、以下の方法により測定されるものとする。まず、引張弾性率は、未走行で新品状態の空気入りタイヤからコードを傷つけることなくベルト補強層を取り出す。この際、ベルト補強層のコードに付着している余分なゴムをはさみ等によって注意深く除去する。さらに、ＪＩＳ（Ｌ１０１７）に従ってオートグラフ（島津製作所）にて室温（２５℃±２℃）で引張荷重−伸度曲線を描く。この荷重−伸度曲線の荷重軸を引張前のコードの総デテックス（ｄｔｅｘ）数で除した値に換算し、応力−伸度曲線に書き直す。続いて、この曲線図の７．９４ｍＮ／ｄｔｅｘ（０．９ｇ／ｄ）の荷重点に接線を引き、その接線の傾きを求める。この値（前記傾き）に（０．９８１×有機繊維の比重）を乗じた値がここでいう引張弾性率（ＧＰａ）である。次に、１００％モジュラスは、東洋精機社製スぺクトロメータを用い、初期荷重１００ｇ、歪み１％、測定周波数５０Ｈｚ、測定温度２５℃にて動的弾性率Ｅ'を測定した。
【００３９】
本発明の空気入りタイヤは、カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層をさらに有することが好ましい。本実施形態の空気入りタイヤ１００は、カーカス６のクラウン部６ａの外周上に、コードがタイヤ赤道ＣＬを挟んで互いに交差するように順次積層してなる２層のコードゴム被覆層であるベルト層１１ａ，１１ｂから構成される交差ベルト１１を有する。コードとしては、スチールコードや有機繊維コードが例示できる。また、空気入りタイヤ１００は、交差ベルト１１のタイヤ径方向外側に、交差ベルト１１の全幅を覆うように配設され、タイヤ赤道ＣＬと略平行に配列された複数本のコードをゴム被覆してなるベルト補強層であるキャップ層１２を有する。図１ではキャップ層として１層の幅広のベルト補強層を示したが、これに限らず複数層を配置しても良い。
【００４０】
（カーカス構造）
空気入りタイヤ１００は、カーカス６を構成するプライ５のプライ折返し部５ａの折返し端５ｃが、このベルト層１１とカーカス６のクラウン部６ａとの間に位置する、いわゆるエンベロープ構造を有する。エンベロープ構造によれば、２プライからなる１−１ハイターンナップ構造と同程度の操縦安定性を得ることができる。さらに、カーカスを１枚のプライで構成すれば、２プライの場合に比べて軽量化できる点で好ましい。
【００４１】
（第１〜第３補強層８，９，１０の配設範囲および配設位置関係）
以下、補強層の好ましい配設範囲と配設位置関係について述べる。図１に示すように、第３補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ａ、第２補強層９のタイヤ径方向外側端部９ａ、第１補強層８のタイヤ径方向外側端部８ａ、およびビードフィラー７のタイヤ径方向外側端部７ａは、タイヤ幅方向断面で見て、この順にタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。補強層の上端部は、高速走行時の負荷転動によるタイヤのくり返し変形によって、歪みが集中する箇所であるが、このように、３つの補強層の上端部の高さを分散させることによって、ひずみの集中を抑制することができ、高速耐久性をより高めることができる。また、３つの補強層の上端部がタイヤ幅方向外側ほど高くなるように配置することによって、剛性の高い部材がタイヤの上端に集まり、実車性能を更に向上することが可能である。
【００４２】
図１に示すように、第３補強層１０、第２補強層９、および第１補強層８のタイヤ径方向外側端部のリム径ラインＲＬからの高さをそれぞれＨ１０ａ，Ｈ９ａ，Ｈ８ａとする。歪みの集中を抑制するために端部を分散させるという観点から、Ｈ１０ａ−Ｈ９ａ，Ｈ９ａ−Ｈ８ａ，Ｈ８ａ−Ｈ７ａはそれぞれ５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４３】
また、第３補強層１０のタイヤ径方向内側端部１０ｂは、第１補強層８のタイヤ径方向内側端部８ｂよりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。ビードから離す事で、応力の局所的な集中を抑えるとともに、ビード周りの構造を簡素化してなるべくリムへのフィット性を向上させるためである。そして、各端部１０ｂ，８ｂのリム径ラインＲＬからの高さをそれぞれＨ１０ｂ，Ｈ８ｂとすると、歪みの集中を抑制するために端部を分散させるという観点から、Ｈ１０ｂ−Ｈ８ａも５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４４】
第２補強層９は、ビードコア７の周りにタイヤ幅方向Ｗの外側から内側に折り返された折返し部９ｃを有することが好ましい。第２補強層９をビードコア７の周りで折り返すことにより、タイヤの負荷転動時の抜けを抑制し、かつ、ビード部１の剛性を向上させることができる。一方で、第１の補強層８はビードコア７の周りに巻き上げない構成とすることが好ましい。第１の補強層８は、第２の補強層９よりも剛性が高いため、これを巻き上げる構成とすると、ビード部１の剛性が高くなりすぎ、リムとのフィット性を損なうおそれがあるためである。
【００４５】
本発明の空気入りタイヤ１００は、乗用車用（ＰＳＲ）タイヤとして用いることにより、本発明の効果をより顕著に得ることができる。また、２９０ｋｍ／ｈ以上の高速走行用に用いる場合に、耐久性向上の効果をより顕著に得ることができる。
【００４６】
本発明は、ビード部の内部構造に特徴を有する空気入りタイヤの発明であり、他のタイヤ構造およびトレッド部３のトレッドパターンには改変を要しないため、任意のものを用いることができる。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例にかかる空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。
【００４８】
（実施例タイヤ）
図１に示すタイヤを実施例タイヤとした。タイヤサイズは２６５／５０Ｒ１９とした。タイヤの内部構造は、以下のとおりとした。
ビードフィラー：１００％モジュラスが１２０ＭＰａの硬質ゴムとした。端部７ａのリム径ラインＲＬからの高さＨ７ａは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの３４％に位置する。
第１補強層８：第１のコードとしてスチールコードを互いに平行に配列し、軟ゴムで被覆し、コードがタイヤ径方向に対し０°の角度となるように配置した。端部８ａ，８ｂのリム径ラインＲＬからの高さＨ８ａ，Ｈ８ｂは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの４０％，２％にそれぞれ位置する。
第２補強層９：第２のコードとして、ケブラー（登録商標）繊維コードを互いに平行に配列し、上記軟ゴムで被覆し、コードがタイヤ径方向に対し４５°の角度となるように配置した。端部９ａのリム径ラインＲＬからの高さＨ９ａは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの４５％に位置し、第２補強層９の下部はビードコアの周りにタイヤ幅方向の外側から内側に折り返し、端部９ｂはビードフィラー７の下部周辺まで延在させた。
カーカス６：プライコードとして、レーヨンコードをラジアル配列し、上記軟ゴムで被覆し、１プライからなるエンベロープ構造のカーカスとした。
第３補強層１０：１００％モジュラスが１００ＭＰａの硬質ゴムとした。端部１０ａ，１０ｂのリム径ラインＲＬからの高さＨ１０ａ，Ｈ１０ｂは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの５０％，１２％にそれぞれ位置する。
【００４９】
この実施例タイヤに対し、第１〜第３補強層の配置順序または配置の有無のみを変更し、それぞれ以下に示す比較例タイヤとした。
（比較例タイヤ１）
第１〜第３補強層を配置しない以外は実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ１とした。
【００５０】
（比較例タイヤ２）
第３補強層を配置しない以外は実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ２とした。
【００５１】
（比較例タイヤ３）
第１補強層と第２補強層の配置順序を入れ替えた以外は、実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ３とした。
【００５２】
（比較例タイヤ４）
第２補強層とプライ折返し部の配置順序を入れ替えた以外は、実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ４とした。
【００５３】
（比較例タイヤ５）
プライ折返し部と第３補強層の配置順序を入れ替えた以外は、実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ５とした。
【００５４】
＜高速耐久性＞
各タイヤを適用リムにリム組みし、内圧２９０ｋＰａに調整してから速度２２０ｋｍ／ｈ走行を始め、２０分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈずつ段階的に加速し、故障が発生した際の速度を測定し、比較例１の故障発生速度を１００として指数表示した。指数値が大きい程、耐久限界速度が高く、高速耐久性に優れることを示す。結果を表１に示す。
【００５５】
＜操縦安定性＞
各タイヤを車両に装着し、テストコースを走行した際の旋回性やレーンチェンジ性などの操縦安定性をプロドライバーにて評価した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて表示した。指数が大きいほど、操縦安定性に優れている。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１より、実施例では比較例１〜５に比べて、高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることができた。具体的にには、比較例３〜５では第１〜第３補強層およびプライ折返し部の配置順序がビードフィラーに近接するほうから剛性の高い順番となっていないため、高い剛性段差が生じる箇所がある。このため、実施例よりも高速耐久性に劣る。また、比較例２は、第３補強層を配置しておらず、操縦安定性の面で実施例に劣る。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の空気入りタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに近接するほうから順に、剛性の高い部材を配置することにより、ビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限とし、ビード部に生じるセパレーションを抑制することができるため、従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能となった。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 空気入りタイヤ
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ プライ
５ａ プライ本体部
５ｂ プライ折返し部
５ｃ プライ折返し端
６ カーカス
６ａ カーカスのクラウン部
７ ビードフィラー
８ 第１補強層
９ 第２補強層
１０ 第３補強層
１１ 交差ベルト（１１ａ，１１ｂ ベルト層）
１２ キャップ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビード部に補強層を有する空気入りタイヤに関する。本発明は特に、高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能な空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に高速走行用の空気入りタイヤでは、高速走行時にサイドウォール部からビード部にかけてのタイヤの変形を抑えて、操縦安定性を向上させる目的で、ビード部にスチールコードや有機繊維コードのゴム被覆層からなる補強層を挿入することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、複数本の有機繊維コードからなる内側補強層および複数本のスチールコードからなる外側補強層を有する空気入りラジアルタイヤが記載されている。このタイヤは、２プライからなるカーカス構造であり、内側カーカス層は、本体部を一対のビードコア間に延在させ、両端部をビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げ、そのターンナップ部でビードフィラーを包み込む一方、外側カーカス層は、内側カーカス層のターンナップ部の外側に配置する１−１ハイターンナップ構造を採っている。有機繊維コードからなる内側補強層は、ビートフィラーおよびビードコアと内側カーカス層との間に配置し、スチールコードからなる外側補強層は、内側カーカス層のターンナップ部と外側カーカス層との間に配置している。
【０００４】
特許文献２には、スチールコードからなる内側補強層および芳香族ポリアミド繊維コードからなる外側補強層を有する空気入りラジアルタイヤが記載されている。このタイヤも、特許文献１と同様の２プライからなるカーカス構造をとり、カーカスコードはナイロンやレーヨンなどの有機繊維からなる。内側補強層および外側補強層は、内側カーカス層のターンナップ部と外側カーカス層との間に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４３５１７号公報
【特許文献２】特開２０００−６２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビード部にスチールコードや有機繊維コードのゴム被覆層からなる補強層を挿入すると、操縦安定性を向上させる一方で、補強層を構成するコードと補強層周囲のゴムとの剛性の差によって、補強層と周囲のゴムとの間にセパレーションが生じ、高速走行時の耐久性が損なわれるという問題があることを本発明者は見出した。この現象は、ビード部に剛性の段差が大きな箇所があるほど顕著に生じる。ここで、ビードフィラーには硬いゴムを用いるのが一般的である。また、スチールコードなどの金属コードは、有機繊維コードより引張弾性率が大きいため、スチールコードをゴム被覆してなる補強層は、有機繊維コードをゴム被覆してなる補強層よりも、補強層全体としての剛性は高い。そのため、上述の特許文献１および特許文献２に記載のタイヤでは、ビード部に剛性段差が大きな箇所が生じることが避けられなかった。
【０００７】
すなわち、特許文献１のタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに最も近接して、スチールコードより引張弾性率の小さい有機繊維コードからなる内側補強層を配置している。このため、ビードフィラーと内側補強層との間に、比較的大きな剛性段差が生じることが懸念される。
【０００８】
また、特許文献２のタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに最も近接して、ナイロンなどの低弾性繊維からなるカーカスコードをゴム被覆してなるカーカス層を配置している。このため、ビードフィラーとこのカーカス層との間に大きな剛性段差が生じる。また、内側カーカス層のターンナップ部が、スチールコードからなる内側補強層と隣接しており、ナイロンコードとスチールコードとは引張弾性率が大きく異なることから、このターンナップ部と内側補強層との間にも大きな剛性段差が生じる。
【０００９】
このように、ビード部に補強層を有する従来の空気入りタイヤでは、ビード部に生じる剛性段差を小さくすることでより高速耐久性を向上させるという課題認識や、そのためにカーカスや補強層の配置関係を工夫するという考え方は存在しない。一方で、近年の高速走行用車両の性能向上に伴い、空気入りタイヤには、より高い高速耐久性と操縦安定性が求められており、上述のような従来の空気入りタイヤでは、この要求を満たすことができなかった。
【００１０】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述のように、ビード部に補強層を有する空気入りタイヤの高速耐久性をより高めるべく本発明者が鋭意検討したところ、ビードフィラー、カーカスおよび補強層といったビード部を構成する部材間の剛性段差に起因して、ビード部に生じるセパレーションが高速耐久性を損ねる原因であるとの認識に至った。そこで、ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置される補強層やカーカス折返し部について、硬いゴムからなるビードフィラーに近接するほうから順に、剛性の高い部材を配置することにより、ビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限とし、ビード部に生じるセパレーションを抑制することを着想し、以下の構成の空気入りタイヤとすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、上記課題に鑑み、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延び前記ビードコアのそれぞれの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部と、からなり、プライコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライをもつカーカスと、
前記プライ本体部と前記プライ折返し部との間で前記ビードコア上からタイヤ径方向外側に向けて先細りに延びるビードフィラーと、
前記プライ折返し部と少なくとも前記ビードフィラーとの間に、タイヤ幅方向内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる第１補強層および第２のコードをゴム被覆してなる第２補強層と、
前記プライ折返し部のタイヤ幅方向外側に配設された、ゴムからなる第３補強層と、を有し、
前記第１のコード、前記第２のコード、および前記プライコードは、この順に大きい引張弾性率をもち、
前記第３補強層を構成する前記ゴムは、前記ビードフィラーを構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつことを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１３】
（２）前記第１のコードは金属コードであり、前記第２のコードおよびプライコードは有機繊維コードである上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
【００１４】
（３）前記カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層をさらに有し、
前記カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、プライ折返し部の折返し端が前記ベルト層と前記カーカスのクラウン部との間に位置する構造を有する上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
【００１５】
（４）前記カーカスが１枚のプライで構成される上記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【００１６】
（５）タイヤ幅方向断面で見て、前記第３補強層、前記第２補強層、前記第１補強層、および前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部は、この順にタイヤ径方向外側に位置する上記（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【００１７】
（６）前記第２の補強層は、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向外側から内側に折り返された折返し部を有する上記（１）乃至（５）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【００１８】
（７）前記第１のコードはスチールコードであり、前記第２のコードは芳香族ポリアミド繊維コードであり、前記プライコードはレーヨンコードである上記（２）乃至（６）のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の空気入りタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに近接するほうから順に、剛性の高い部材を配置することにより、ビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限とし、ビード部に生じるセパレーションを抑制することができるため、従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従う空気入りタイヤ１００を適用リムに装着し所定空気圧を充填した無負荷状態における、タイヤ幅方向の半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付し、説明は省略する。
【００２２】
本発明に従う代表的な空気入りタイヤ１００について、図１を参照して説明する。なお、図１は、図をわかりやすくするため、適用リムを不図示としているが、図１はいずれも空気入りタイヤ１００を適用リムに装着し所定空気圧を充填した無負荷状態におけるタイヤ装着姿勢の、タイヤ幅方向半断面を示している。以下に説明する本発明のタイヤの配置関係および寸法関係は、このタイヤ装着姿勢におけるものとする。この実施形態において、空気入りタイヤ１００は、ビードコア４を埋設した一対のビード部１（片側のみ図示）と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部２（片側のみ図示）と、各サイドウォール部の間をまたがって延びるトレッド部３（半部のみ図示）と、を備える。ビードコアは典型的にはスチールコードからなる。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤは、プライコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライをもつカーカスを有する。本実施形態の空気入りタイヤ１００は、カーカス６が１枚のプライ５で構成される。プライ５は、一対のビードコア４間にトロイド状に延在するプライ本体部５ａと、該プライ本体部５ａから延び前記ビードコア４のそれぞれの周りにタイヤ幅方向Ｗ内側から外側に折り返された（一対の）プライ折返し部５ｂと、からなる。本発明において、カーカスが複数枚のプライから構成される場合は、各プライが本体部および折返し部を有する。カーカス６はラジアルカーカスであり、この場合、互いに平行に配列された複数本のプライコードはタイヤ赤道ＣＬ面に対し７０°〜９０°の角度で配列される。プライコードおよび被覆ゴムに関しては後述する。
【００２４】
本明細書において「所定空気圧」とは、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことを意味する。また「所定負荷条件」とは、同規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）の荷重をかけることを意味する。「適用リム」とは、同規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または“Approved Rim”、“Recommended Rim”）のことである。かかる産業規格については、タイヤが生産又は使用される地域に有効な規格が定められている。例えば、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 Tire and Rim Technical Organization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。
【００２５】
空気入りタイヤ１００は、プライ本体部５ａとプライ折返し部５ｂとの間で、ビードコア４上からタイヤ径方向外側に向けて先細りに延びる一対のビードフィラー７（片側のみ図示）を有する。ビードフィラー７は、断面略三角形状となっており、１００％モジュラスが８０〜１８０ＭＰａの硬質ゴムからなる。また、ビードフィラー７のタイヤ径方向外側端部７ａのリム径ラインＲＬからの高さＨ７ａは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの２０〜５０％に位置していることが好ましい。ここで「リム径ライン」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）、ＴＲＡ（米国タイヤ・リム協会）およびＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術機関）のリム規格で定められるリム径を決めるタイヤ軸方向線として定義される。
【００２６】
空気入りタイヤ１００は、プライ折返し部５ｂと少なくともビードフィラー７との間に、タイヤ幅方向Ｗ内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる一対の第１補強層８および第２のコードをゴム被覆してなる一対の第２補強層９を有する（それぞれ片側のみ図示）。また、空気入りタイヤ１００は、プライ折返し部５ｂのタイヤ幅方向Ｗ外側に配設された、ゴムからなる一対の第３補強層１０（片側のみ図示）を有する。
【００２７】
本発明の特徴的構成は、第１補強層８に用いる第１のコード、第２補強層９に用いる第２のコード、およびプライ５に用いるプライコードが、この順に大きい引張弾性率をもち、かつ、第３補強層１０を構成するゴムが、ビードフィラー７を構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつ構成である。
【００２８】
本発明の上記特徴的構成を採用することの技術的意義を作用効果とともに説明する。既述のとおり、本発明はビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限にするという技術思想に基づくものである。ここで、ビードフィラー７のタイヤ幅方向外側に着目する。
コードゴム被覆層である第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂについては、コードの引張弾性率が層全体としての剛性に大きく寄与する。空気入りタイヤ１００では、第１補強層８に用いる第１のコード、第２補強層９に用いる第２のコード、およびプライ５に用いるプライコードが、この順に大きい引張弾性率をもつため、層全体としての剛性も、第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂの順番に高くなる。
本発明では、硬質ゴムからなるビードフィラー７に最も近接する部材を、第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂのうち最も層全体としての剛性の高い第１補強層８とし、その外側に順次第２補強層９、プライ折返し部５ａを配置した。このため、ビードフィラー７のタイヤ幅方向外側では、内側から外側にかけて順次剛性の高い部材を配置することになり、部材間の剛性段差を最小限とすることができる。その結果、ビード部に生じるセパレーションを抑制することができるため、従来にない高い高速耐久性を実現することができる。また、タイヤ幅方向外側ほど剛性の低い層を配置する本発明の構成によれば、横方向の剛性があがり、横バネ性向上とともにセンター接地性も向上するため、操縦安定性をより向上させることも可能となる。
【００２９】
また、第３補強層１０は補強素子としてのコードを有しないゴムからなる補強層である。よって、第３補強層１０を構成するゴムが、ビードフィラー７を構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつものであれば、（補強層８，９やプライ折返し５ａ）コードを含む補強層８，９やプライ折返し５ａより層全体としての剛性が低くなることは明らかである。
ここで、第３補強層１０は、プライ折返し部５ａのタイヤ幅方向外側に配設されている。よって、第３補強層１０と隣接するのは、第１補強層８、第２補強層９、およびプライ折返し部５ｂのうち最も層全体としての剛性の低いプライ折返し部５ａとなる。そのため、隣接するプライ折返し部５ａと第３補強層１０との間にも、大きな剛性段差は生じることはなく、この点も高い高速耐久性の実現に寄与する。また、カーカス５のタイヤ幅方向外側にさらに補強層を配置する本発明の構成によれば、より操縦安定性を向上させることにもなる。
【００３０】
なお、空気入りタイヤ１００では、少なくとも３つの補強層である第１〜第３補強層８，９，１０を配置した例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、ビードフィラー７のタイヤ幅方向外側に関して上記の剛性の関係を崩さない限りは、さらなる補強層を配置してもよい。
【００３１】
第１補強層８、第２補強層９、第３補強層１０およびプライ５については、上記本発明の特徴的構成を満たすものであれば、特に限定されないが、以下のとおり例示することができる。
【００３２】
（第１補強層８）
第１補強層８に用いる第１のコードは、引張弾性率が３２００Ｎ／ｍｍ２以上４０００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。コード材料は特に限定されず、金属コード、有機繊維コードなどを用いることができるが、第２のコードおよびプライコードよりも引張弾性率が大きいことから、第１のコードはスチールコードなどの金属コードとすることが好ましい。また、第１補強層８（ワイヤーインサート）は、複数本の第１のコードを互いに平行に配列したゴム被覆層とすることが好ましい。この場合、第１のコードのタイヤ径方向に対する角度θ１は、３０°〜６０°の範囲内とすることが好ましい。
【００３３】
（第２補強層９）
第２補強層９に用いる第２のコードは、引張弾性率が１７０〜３００ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。コード材料は特に限定されず、金属コード、有機繊維コードなどを用いることができるが、引張弾性率が第１のコードより小さく、プライコードよりも大きいことから、第２のコードは比較的高弾性の有機繊維コードとすることが好ましい。具体的には例えば、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリアリレート繊維等の全芳香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、リヨセル繊維等を挙げることができる。なお、リヨセル繊維は、原料のセルロースから溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維であり、例えば、特公昭６０−２８８４８号公報、特表平１１−５０４９９５号公報に記載されているように、有機溶剤中に溶解されたセルロースと水等の非溶媒を含む溶液を、空気中または非沈殿性媒体中に紡糸し、その際、紡糸口金から出た繊維形成溶液を送り出す速度より早い速度で引張って、３倍以上の延伸倍率で延伸した後に、非溶媒で処理することによって得ることができる。第２のコードには、弾性率の異なる複数種の有機繊維を撚り合わせてなる複合コードを用いてもよい。この場合、組み合せる有機繊維としては、高弾性繊維に限らず、ナイロン繊維、ポリエステル繊維（但し、全芳香族ポリエステル繊維を除く）、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維等、ポリビニルアルコール繊維、脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維等の比較的低弾性の有機繊維を含んでもよい。また、第２補強層９は、複数本の第２のコードを互いに平行に配列したゴム被覆層とすることが好ましい。この場合、第２のコードのタイヤ径方向に対する角度θ２は、０°〜４５°の範囲内とすることが好ましい。
【００３４】
（プライ５）
プライ５に用いるプライコードは、引張弾性率が４．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。コード材料は特に限定されず、金属コード、有機繊維コードなどを用いることができるが、第１のコードおよび第２のコードおよびよりも引張弾性率が小さいことから、比較的低弾性の有機繊維コードとすることが好ましい。具体的な材料としては上述の低弾性繊維を用いることができ、弾性率の異なる複数種の有機繊維を撚り合わせてなる複合コードを用いてもよい点も同様である。
【００３５】
第１補強層８、第２補強層９およびプライ５を構成する被覆ゴムは特に限定されないが、１００％モジュラスが３０〜１５０ＭＰａのゴムから構成することが好ましく、いずれの被覆ゴムも同素材で同じ１００％モジュラスの値を有するゴムとすることが好ましい。
【００３６】
（第３補強層１０）
第３補強層１０を構成するゴムは、ビードフィラー７を構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつものであれば特に限定されないが、例えば、１００％モジュラスが５０〜１５０ＭＰａのゴムから構成することが好ましい。
【００３７】
第１補強層８、第２補強層９およびプライ５に含まれるコードの最も典型的な例として、本実施形態の空気入りタイヤ１００では、第１のコードはスチールコードとし、第２のコードは芳香族ポリアミド繊維コード（ケブラー：登録商標）とし、プライコードはレーヨンとする。
【００３８】
本明細書における「引張弾性率」および「１００％モジュラス」は、以下の方法により測定されるものとする。まず、引張弾性率は、未走行で新品状態の空気入りタイヤからコードを傷つけることなくベルト補強層を取り出す。この際、ベルト補強層のコードに付着している余分なゴムをはさみ等によって注意深く除去する。さらに、ＪＩＳ（Ｌ１０１７）に従ってオートグラフ（島津製作所）にて室温（２５℃±２℃）で引張荷重−伸度曲線を描く。この荷重−伸度曲線の荷重軸を引張前のコードの総デテックス（ｄｔｅｘ）数で除した値に換算し、応力−伸度曲線に書き直す。続いて、この曲線図の７．９４ｍＮ／ｄｔｅｘ（０．９ｇ／ｄ）の荷重点に接線を引き、その接線の傾きを求める。この値（前記傾き）に（０．９８１×有機繊維の比重）を乗じた値がここでいう引張弾性率（ＧＰａ）である。次に、１００％モジュラスは、東洋精機社製スぺクトロメータを用い、初期荷重１００ｇ、歪み１％、測定周波数５０Ｈｚ、測定温度２５℃にて動的弾性率Ｅ'を測定した。
【００３９】
本発明の空気入りタイヤは、カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層をさらに有することが好ましい。本実施形態の空気入りタイヤ１００は、カーカス６のクラウン部６ａの外周上に、コードがタイヤ赤道ＣＬを挟んで互いに交差するように順次積層してなる２層のコードゴム被覆層であるベルト層１１ａ，１１ｂから構成される交差ベルト１１を有する。コードとしては、スチールコードや有機繊維コードが例示できる。また、空気入りタイヤ１００は、交差ベルト１１のタイヤ径方向外側に、交差ベルト１１の全幅を覆うように配設され、タイヤ赤道ＣＬと略平行に配列された複数本のコードをゴム被覆してなるベルト補強層であるキャップ層１２を有する。図１ではキャップ層として１層の幅広のベルト補強層を示したが、これに限らず複数層を配置しても良い。
【００４０】
（カーカス構造）
空気入りタイヤ１００は、カーカス６を構成するプライ５のプライ折返し部５ａの折返し端５ｃが、このベルト層１１とカーカス６のクラウン部６ａとの間に位置する、いわゆるエンベロープ構造を有する。エンベロープ構造によれば、２プライからなる１−１ハイターンナップ構造と同程度の操縦安定性を得ることができる。さらに、カーカスを１枚のプライで構成すれば、２プライの場合に比べて軽量化できる点で好ましい。
【００４１】
（第１〜第３補強層８，９，１０の配設範囲および配設位置関係）
以下、補強層の好ましい配設範囲と配設位置関係について述べる。図１に示すように、第３補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ａ、第２補強層９のタイヤ径方向外側端部９ａ、第１補強層８のタイヤ径方向外側端部８ａ、およびビードフィラー７のタイヤ径方向外側端部７ａは、タイヤ幅方向断面で見て、この順にタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。補強層の上端部は、高速走行時の負荷転動によるタイヤのくり返し変形によって、歪みが集中する箇所であるが、このように、３つの補強層の上端部の高さを分散させることによって、ひずみの集中を抑制することができ、高速耐久性をより高めることができる。また、３つの補強層の上端部がタイヤ幅方向外側ほど高くなるように配置することによって、剛性の高い部材がタイヤの上端に集まり、実車性能を更に向上することが可能である。
【００４２】
図１に示すように、第３補強層１０、第２補強層９、および第１補強層８のタイヤ径方向外側端部のリム径ラインＲＬからの高さをそれぞれＨ１０ａ，Ｈ９ａ，Ｈ８ａとする。歪みの集中を抑制するために端部を分散させるという観点から、Ｈ１０ａ−Ｈ９ａ，Ｈ９ａ−Ｈ８ａ，Ｈ８ａ−Ｈ７ａはそれぞれ５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４３】
また、第３補強層１０のタイヤ径方向内側端部１０ｂは、第１補強層８のタイヤ径方向内側端部８ｂよりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。ビードから離す事で、応力の局所的な集中を抑えるとともに、ビード周りの構造を簡素化してなるべくリムへのフィット性を向上させるためである。そして、各端部１０ｂ，８ｂのリム径ラインＲＬからの高さをそれぞれＨ１０ｂ，Ｈ８ｂとすると、歪みの集中を抑制するために端部を分散させるという観点から、Ｈ１０ｂ−Ｈ８ａも５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４４】
第２補強層９は、ビードコア７の周りにタイヤ幅方向Ｗの外側から内側に折り返された折返し部９ｃを有することが好ましい。第２補強層９をビードコア７の周りで折り返すことにより、タイヤの負荷転動時の抜けを抑制し、かつ、ビード部１の剛性を向上させることができる。一方で、第１の補強層８はビードコア７の周りに巻き上げない構成とすることが好ましい。第１の補強層８は、第２の補強層９よりも剛性が高いため、これを巻き上げる構成とすると、ビード部１の剛性が高くなりすぎ、リムとのフィット性を損なうおそれがあるためである。
【００４５】
本発明の空気入りタイヤ１００は、乗用車用（ＰＳＲ）タイヤとして用いることにより、本発明の効果をより顕著に得ることができる。また、２９０ｋｍ／ｈ以上の高速走行用に用いる場合に、耐久性向上の効果をより顕著に得ることができる。
【００４６】
本発明は、ビード部の内部構造に特徴を有する空気入りタイヤの発明であり、他のタイヤ構造およびトレッド部３のトレッドパターンには改変を要しないため、任意のものを用いることができる。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例にかかる空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。
【００４８】
（実施例タイヤ）
図１に示すタイヤを実施例タイヤとした。タイヤサイズは２６５／５０Ｒ１９とした。タイヤの内部構造は、以下のとおりとした。
ビードフィラー：１００％モジュラスが１２０ＭＰａの硬質ゴムとした。端部７ａのリム径ラインＲＬからの高さＨ７ａは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの３４％に位置する。
第１補強層８：第１のコードとしてスチールコードを互いに平行に配列し、軟ゴムで被覆し、コードがタイヤ径方向に対し０°の角度となるように配置した。端部８ａ，８ｂのリム径ラインＲＬからの高さＨ８ａ，Ｈ８ｂは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの４０％，２％にそれぞれ位置する。
第２補強層９：第２のコードとして、ケブラー（登録商標）繊維コードを互いに平行に配列し、上記軟ゴムで被覆し、コードがタイヤ径方向に対し４５°の角度となるように配置した。端部９ａのリム径ラインＲＬからの高さＨ９ａは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの４５％に位置し、第２補強層９の下部はビードコアの周りにタイヤ幅方向の外側から内側に折り返し、端部９ｂはビードフィラー７の下部周辺まで延在させた。
カーカス６：プライコードとして、レーヨンコードをラジアル配列し、上記軟ゴムで被覆し、１プライからなるエンベロープ構造のカーカスとした。
第３補強層１０：１００％モジュラスが１００ＭＰａの硬質ゴムとした。端部１０ａ，１０ｂのリム径ラインＲＬからの高さＨ１０ａ，Ｈ１０ｂは、リム径ラインからのタイヤ断面高さの５０％，１２％にそれぞれ位置する。
【００４９】
この実施例タイヤに対し、第１〜第３補強層の配置順序または配置の有無のみを変更し、それぞれ以下に示す比較例タイヤとした。
（比較例タイヤ１）
第１〜第３補強層を配置しない以外は実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ１とした。
【００５０】
（比較例タイヤ２）
第３補強層を配置しない以外は実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ２とした。
【００５１】
（比較例タイヤ３）
第１補強層と第２補強層の配置順序を入れ替えた以外は、実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ３とした。
【００５２】
（比較例タイヤ４）
第２補強層とプライ折返し部の配置順序を入れ替えた以外は、実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ４とした。
【００５３】
（比較例タイヤ５）
プライ折返し部と第３補強層の配置順序を入れ替えた以外は、実施例タイヤと同様のタイヤを比較例タイヤ５とした。
【００５４】
＜高速耐久性＞
各タイヤを適用リムにリム組みし、内圧２９０ｋＰａに調整してから速度２２０ｋｍ／ｈ走行を始め、２０分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈずつ段階的に加速し、故障が発生した際の速度を測定し、比較例１の故障発生速度を１００として指数表示した。指数値が大きい程、耐久限界速度が高く、高速耐久性に優れることを示す。結果を表１に示す。
【００５５】
＜操縦安定性＞
各タイヤを車両に装着し、テストコースを走行した際の旋回性やレーンチェンジ性などの操縦安定性をプロドライバーにて評価した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて表示した。指数が大きいほど、操縦安定性に優れている。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１より、実施例では比較例１〜５に比べて、高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることができた。具体的にには、比較例３〜５では第１〜第３補強層およびプライ折返し部の配置順序がビードフィラーに近接するほうから剛性の高い順番となっていないため、高い剛性段差が生じる箇所がある。このため、実施例よりも高速耐久性に劣る。また、比較例２は、第３補強層を配置しておらず、操縦安定性の面で実施例に劣る。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の空気入りタイヤでは、硬いゴムからなるビードフィラーに近接するほうから順に、剛性の高い部材を配置することにより、ビード部を構成する部材間の剛性段差を最小限とし、ビード部に生じるセパレーションを抑制することができるため、従来にない高い高速耐久性と操縦安定性とを両立させることが可能となった。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 空気入りタイヤ
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ プライ
５ａ プライ本体部
５ｂ プライ折返し部
５ｃ プライ折返し端
６ カーカス
６ａ カーカスのクラウン部
７ ビードフィラー
８ 第１補強層
９ 第２補強層
１０ 第３補強層
１１ 交差ベルト（１１ａ，１１ｂ ベルト層）
１２ キャップ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延び前記ビードコアのそれぞれの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部と、からなり、プライコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライをもつカーカスと、
前記プライ本体部と前記プライ折返し部との間で前記ビードコア上からタイヤ径方向外側に向けて先細りに延びるビードフィラーと、
前記プライ折返し部と少なくとも前記ビードフィラーとの間に、タイヤ幅方向内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる第１補強層および第２のコードをゴム被覆してなる第２補強層と、
前記プライ折返し部のタイヤ幅方向外側に配設された、ゴムからなる第３補強層と、を有し、
前記第１のコード、前記第２のコード、および前記プライコードは、この順に大きい引張弾性率をもち、
前記第３補強層を構成する前記ゴムは、前記ビードフィラーを構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１のコードは金属コードであり、前記第２のコードおよびプライコードは有機繊維コードである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層をさらに有し、
前記カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、プライ折返し部の折返し端が前記ベルト層と前記カーカスのクラウン部との間に位置する構造を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記カーカスが１枚のプライで構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
タイヤ幅方向断面で見て、前記第３補強層、前記第２補強層、前記第１補強層、および前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部は、この順にタイヤ径方向外側に位置する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記第２の補強層は、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向外側から内側に折り返された折返し部を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記第１のコードはスチールコードであり、前記第２のコードは芳香族ポリアミド繊維コードであり、前記プライコードはレーヨンコードである請求項２乃至６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１】
一対のビードコア間にトロイド状に延在するプライ本体部と、該プライ本体部から延び前記ビードコアのそれぞれの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部と、からなり、プライコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライをもつカーカスと、
前記プライ本体部と前記プライ折返し部との間で前記ビードコア上からタイヤ径方向外側に向けて先細りに延びるビードフィラーと、
前記プライ折返し部と少なくとも前記ビードフィラーとの間に、タイヤ幅方向内側から順に配設された、第１のコードをゴム被覆してなる第１補強層および第２のコードをゴム被覆してなる第２補強層と、
前記プライ折返し部のタイヤ幅方向外側に配設された、ゴムからなる第３補強層と、を有し、
前記第１のコード、前記第２のコード、および前記プライコードは、この順に大きい引張弾性率をもち、
前記第３補強層を構成する前記ゴムは、前記ビードフィラーを構成するゴムよりも小さい１００％モジュラスをもつことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１のコードは金属コードであり、前記第２のコードおよびプライコードは有機繊維コードである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも１層のベルト層をさらに有し、
前記カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、プライ折返し部の折返し端が前記ベルト層と前記カーカスのクラウン部との間に位置する構造を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記カーカスが１枚のプライで構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
タイヤ幅方向断面で見て、前記第３補強層、前記第２補強層、前記第１補強層、および前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部は、この順にタイヤ径方向外側に位置する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記第２の補強層は、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向外側から内側に折り返された折返し部を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記第１のコードはスチールコードであり、前記第２のコードは芳香族ポリアミド繊維コードであり、前記プライコードはレーヨンコードである請求項２乃至６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１４８６８２（Ｐ２０１２−１４８６８２Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１３９（Ｐ２０１１−９１３９）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
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