JP2002079807A

JP2002079807A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2002079807A
Application number: JP2001189888A
Authority: JP
Inventors: Akira Minakoshi; 亮皆越
Original assignee: Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2002-03-19
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP4827326B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粗悪路面を走行する際、操縦安定性を損なう
ことなくタイヤ振動に起因するロードノイズを軽減した
空気入りタイヤを提供する【解決手段】トレッド部が接地面側のキャップゴム
と、ベルト層に隣接する側のベースゴムの少なくとも２
層で構成され、前記ベースゴムには平均粒子径が５００
μｍ以下の中空粒子を体積比率が２％〜４０％になるよ
うに混合し、その厚さを１．０ｍｍ以上とする。そして
前記中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃｍ2での破壊率
が４０％以下の強度を有することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は操縦安定性を損なう
ことなく、ロードノイズ、特に粗悪路面を走行する際に
タイヤ振動に起因して発生する車内騒音を軽減した空気
入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粗悪路面を走行する際にタイヤ振
動に起因して発生する車内騒音、すなわちロードノイズ
を軽減する方法が試みられている。

【０００３】たとえば、トレッド部をキャップゴムとベ
ースゴムの２層構造とするとともに、キャップゴムにヒ
ステリシスロスの大きいゴム組成物、あるいは弾性率の
低いゴムを用いてトレッド部の剛性を低くすることによ
り、走行時のタイヤ振動を軽減する方法、あるいは、ト
レッド部の厚さを大きく、かつビード部の剛性を低くす
ることで、タイヤ全体のバネ定数を減少させ、走行時の
タイヤ振動を軽減する方法等が提案されている。しか
し、これらの方法ではタイヤの剛性の低下による操縦安
定性を損なうことになり実用的な解決手段とはいえな
い。

【０００４】一方、特開平２−６０８０３号公報には、
カーボンブラック含有量が２０重量部以下の低硬度加硫
ゴムを平均粒径１００〜１０００μｍの粒子にして、キ
ャップゴムとベースゴムよりなる二層のトレッド部のキ
ャップゴムに均一分散させる方法が提案されている。し
かし、かかる方法においては、タイヤの摩耗が進み粒子
がタイヤ表面に露出してくると、粒子はゴムに固定され
ていないため、ゴムから容易に脱落してくる。さらに走
行すると粒子が脱落した跡からゴムに亀裂が入るなどの
悪影響が起こるため、耐摩耗性や耐久性が低下する。ま
た粒子が表面に露出すると接地面が平坦でなくなり、ロ
ードノイズと操縦安定性を同時に満足するタイヤを得る
ことはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、操縦安定性
を損なうことなく粗悪路面を走行する際、タイヤ振動に
起因するロードノイズを軽減した空気入りタイヤを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はトレッド部が接
地面側のキャップゴムと、ベルト層に隣接する側のベー
スゴムの少なくとも２層で構成され、前記ベースゴムに
は平均粒子径が５００μｍ以下の中空粒子を体積比率が
２％〜４０％になるように混合し、その厚さを１．０ｍ
ｍ以上としたことを特徴とする空気入りタイヤである。

【０００７】そして前記中空粒子は静水圧力５００ｋｇ
／ｃｍ²での破壊率が４０％以下の強度を有することが
望ましい。また前記ベースゴムの厚さは１．０ｍｍ〜
５．０ｍｍの範囲であることが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に本発明の空気入りタイヤの
断面図の右半分を示す。また図２はそのトレッド部の拡
大断面図を示す。

【０００９】図において空気入りタイヤ１は、トレッド
部２とサイドウォール部３とビード部４を有している。
さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設され、一方
のビード部４から他方のビード部にわたり、ビードコア
５のまわりを両端を折り返して係止されるカーカス６
と、該カーカスのクラウン部外側には２枚のプライより
なるベルト層７が配置されている。そしてトレッド部２
は接地面側のキャップゴム２Ａと、ベルト層に隣接する
側のベースゴム２Ｂの２層で構成されている。

【００１０】そして前記ベースゴム２Ｂには中空粒子が
混合されている。中空粒子は平均粒子径が５００μｍ以
下のものが使用される。平均粒子径が５００μｍを超え
るとベースゴムの強度が低下し、またゴムに混練する
際、中空粒子が破壊してしまう。平均粒子径は好ましく
は２０μｍ〜４００μｍ、特に４０μｍ〜２００μｍの
範囲が好ましい。平均粒子径が小さくなると、タイヤ走
行時の振動発生の抑制を十分できずロードノイズの軽減
効果が少なくなる。中空粒子は粒子径が種々の大きさの
ものが混在し得る。

【００１１】また、中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃ
ｍ²での破壊率が４０％以下の強度を有することが好ま
しい。中空粒子はベースゴム組成物を製造する際、ロー
ルあるいはニーダでゴムに混練されるが、その際の圧
力、剪断力等で中空粒子の大部分が破壊することがあ
り、この場合、中空粒子による振動軽減効果は期待でき
ない。

【００１２】ここで破壊率の測定は次の方法で行なう。
図３において、中空粒子とグリセリンを容積比で５０：
５０に混合し、パッケージ１１に詰める。パッケージ１
１を圧力容器１０に入れ、所定の静水圧力（５００ｋｇ
／ｃｍ²）にて保持する。破壊率は中空粒子の体積減少
率で表わされる。その計算式を次に示す。

【００１３】破壊率（体積減少率）＝（１−Ａ１／Ａ２）×１００Ａ１：圧力処理前の中空粒子の真密度Ａ２：圧力処理後の中空粒子の真密度次に、ベースゴム中に中空粒子が体積比率で２％〜４０
％となるように混合される。体積比率は好ましくは５％
〜２５％の範囲である。ここで体積比率は中空粒子をゴ
ムに混練する前に、中空粒子の体積を算出し、加硫後の
ベースゴムとの体積比率（％）として算出する。体積比
率が２％未満の場合、ロードノイズの軽減効果は少な
い。一方体積比率が４０％を超えるとベースゴムの耐久
性が悪くなるとともに、中空粒子のコストが高くなる。

【００１４】本発明で用いられる中空粒子の種類として
ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、フ
ェノールバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナ
バルーン、ジルコニアバルーン等が挙げられるが、その
種類は限定されない。中空粒子は１種のみ、または複数
種混合して用いることができる。

【００１５】次に、前記ベースゴムの厚さ（Ｇ）は１．
０〜５．０ｍｍの範囲、特に１．５〜４．０ｍｍの範囲
であることが望ましい。ベースゴムの厚さ（Ｇ）が１．
０ｍｍ未満になると、ロードノイズ軽減の効果は期待で
きず、一方、５．０ｍｍを超えると空気入りタイヤのサ
イズによってはキャップゴムの厚さ（Ｌ）が極端に小さ
くなり、トレッド部がある程度摩耗するとベースゴムが
トレッド表面に露出してしまい、耐摩耗性あるいはグリ
ップ性等の性能を損なうこととなる。ベースゴムとキャ
ップゴムの境界は、タイヤトレッド部のウェアインジケ
ータの内側に位置するように構成される。

【００１６】ベースゴムの厚さ（Ｇ）は、図２の如くタ
イヤ中央部から端部方向に厚さが変化する場合、その平
均の厚さを意味する。

【００１７】なお、本発明においてベースゴムは１層ま
たは複数層で構成することができ、ベルト層の上側に配
置されるアンダートレッドを包含する概念である。ベー
スゴムを複数層で構成する場合には、中空粒子はその１
層にのみ混合することも可能である。

【００１８】次にベースゴムは中空粒子を除いたゴム配
合におけるＪＩＳ−Ａ硬度が４５〜６０の範囲、好まし
くは４５〜５５の範囲と比較的柔らかいゴムを使用する
ことにより、中空粒子によるタイヤの振動抑制効果と相
俟ってロードノイズを低減することができる。

【００１９】本発明ではベースゴムのゴム組成物には、
ゴム成分として天然ゴム、ポリイソプレンゴム、乳化重
合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、溶液重合スチレン
−ブタジエン共重合ゴム（スチレン含量１０〜５０ｗｔ
％、１，２結合量１０〜７０％）、高トランス，スチレ
ン−ブタジエン共重合ゴム、低シスポリブタジエンゴ
ム、高シスポリブタジエンゴム、スチレン−イソプレン
共重合ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、溶液
重合スチレン−ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、乳
化重合スチレン−アクリルニトリル−ブタジエン共重合
ゴムなどが挙げられる。特に天然ゴム、ポリイソプレン
ゴム、ポリブタジエンゴムあるいはスチレン−ブタジエ
ン共重合ゴム等、一般にタイヤトレッドゴムに用いられ
るゴム成分が好ましい。

【００２０】また、本発明ではベースゴム組成物にカー
ボンブラック、たとえばＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｓ
ＡＦ等各種のグレードのものが用いられ、その配合量は
通常１０〜１２０重量部の範囲である。

【００２１】ベースゴム組成物にはその他の配合剤とし
て、たとえば硫黄、パーオキサイドなどの加硫剤、チア
ゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系およびグァ
ニジン系などの加硫促進剤、ステアリン酸および亜鉛華
などの加硫助剤、ジエチレングリコールおよびポリエチ
レングリコールなどの活性剤、充填剤、可塑剤、老化防
止剤、プロセス油等が配合される。

【００２２】次に本発明においてキャップゴム２Ａは、
汎用されているゴム組成物が用いられ、耐摩耗性、グリ
ップ性および耐チッピング性等に優れたゴム配合設計が
される。一方、中空粒子を含むベースゴムのＪＩＳ−Ａ
硬度は５５〜７０の範囲、特に５５〜６６の範囲が好適
である。ベースゴムの硬度より高くすることにより操縦
安定性を一層向上することができる。

【００２３】空気入りタイヤは走行時に外部から振動音
が入力される。ここでタイヤを構成するゴム成分を柔軟
にすることにより振動の吸収効率は高くなり、ノイズの
低減を図ることができる。しかしゴム成分を軟らかくす
ることによりハンドリングに対するタイヤの応答性が悪
くなり、いわゆる操縦安定性が低下する。そこで比較的
柔軟なベースゴム成分に中空粒子を所定量配合すること
により、ベースゴム全体の硬度を維持しすることができ
る。そしてタイヤとしての剛性を維持することにより、
操縦安定性を犠牲にすることなく、同時にノイズの低減
を達成することができる。つまりベースゴムに中空粒子
を配合することで、ゴム成分を介して伝達される振動
を、この中空粒子がゴム成分内部で振動して吸収する効
果を有する。さらに粒子が中空であるため、粒子の内部
は振動音を伝達せず効果的なノイズ低減が図れる。一
方、多孔性の粒子の場合は粒子表面の凹凸にゴム成分が
入り込むことにより多少なりとも粒子がゴム成分により
固定され粒子が振動しにくくなり、本発明の如くノイズ
低減は充分達成できない。

【００２４】本発明ではベースゴムおよびキャップゴム
は公知のタイヤ製造方法、たとえば未加硫ゴム組成物か
らシート状物を別個に押出成形し、両者を重ね合わせて
タイヤトレッド部材とし、他のタイヤ構成材料と積層し
てグリーンタイヤを作製し、成形加硫する方法を採用す
ることができる。

【００２５】なお、本発明の空気入りタイヤは図１に示
される如く、ベルト層７は、スチールコードまたはアラ
ミド繊維等のコードよりなるプライの２枚をタイヤ周方
向に対して、コードが通常５〜３０°の角度になるよう
にプライ間で相互に交差するように配置される。またカ
ーカスはポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊
維コードがタイヤ周方向にほぼ９０°に配列されてお
り、カーカスとその折り返し部に囲まれる領域には、ビ
ードコア５の上端からサイドウォール方向に延びる、Ｊ
ＩＳ−Ａ硬度が７０〜９５の硬質ゴムのビードエーペッ
クス８が配置されることが好ましい。

【００２６】なお、空気入りタイヤの断面形状、補強材
等による構造および材質はタイヤのカテゴリ、たとえば
乗用車用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、トラックバ
ス用タイヤによって適宜変更し得る。さらに本発明は空
気入りラジアルタイヤに限定されず、バイアスタイヤ、
ベルテッドバイアスタイヤにも適用し得る。

【００２７】

【実施例】図１、図２に示す構造でタイヤサイズがＴＬ
２２５／５５Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤを試作し
た。タイヤカーカスにはポリエステルコード層を用い、
コード角度をタイヤ周方向に９０°に配列し、さらにベ
ルト層にはスチールコードをタイヤ周方向に２２°でプ
ライ間で交差した２枚のプライを用いた。

【００２８】ベースゴム配合は表１に示す。さらにベー
スゴム中での中空粒子の混合仕様を表２に示す。試作タ
イヤの操縦安定性およびロードノイズは次の方法で測定
した。なお、キャップゴムの平均厚さ（Ｌ）は８ｍｍで
あり、キャップゴムのＪＩＳ−Ａ硬度は６７である。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】（１）操縦安定性ドライ路面で５０〜８０ｋｍ／ｈで実車走行し、直進走
行およびコーナリング時の操縦安定性をドライバーのフ
ィーリングで評価した。比較例１を５点として１０段階
で評価し、数字が大きいほど良好であることを示す。

【００３２】（２）ロードノイズ粗悪路面を５０〜８０ｋｍ／ｈで走行した際の車内での
ドライバーのフィーリングで評価した。比較例１を５点
として１０段階で評価した。数字が大きいほど良好であ
ることを示す。

【００３３】表２において比較例１はベースゴムに中空
粒子を混合していないものである。比較例２は中空粒子
の体積比率が１％と小さいため、ロードノイズの低減の
効果は少ない。

【００３４】比較例３は強度の低いシラスバルーンを使
用しているため、中空粒子の体積比率は５％であっても
破壊率が大きく、ロードノイズの低減効果はない。

【００３５】比較例４は中空でないガラスビーズを使用
したため、ロードノイズ低減の効果はない。

【００３６】比較例５は中空粒子を混合したベースゴム
の厚さが０．５ｍｍで１．０ｍｍより小さいので、ロー
ドノイズ低減効果はない。

【００３７】比較例６はベースゴムに低硬度ゴム粒子を
混合しているためロードノイズの低減は認められるが、
トレッド部は剛性不足となり操縦安定性が低下してい
る。

【００３８】本発明の実施例１、実施例２は、ロードノ
イズおよび操縦安定性のいずれも比較例１よりも大幅に
向上していることが認められる。

【００３９】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明は中空粒子をベースゴ
ムに所定量混合したため、硬度の低い加硫ゴム粒子をト
レッドゴムに混入する場合や、トレッド部に発泡ゴムを
用いる場合のようなトレッド部の剛性低下を招来するこ
となく、操縦安定性を維持しさらにロードノイズを低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤの断面図の右半分を
示す。

【図２】図１のトレッド部の拡大図を示す。

【図３】破壊率の測定方法の概略図を示す。

【符号の説明】

１空気入りタイヤ、２トレッド部、２Ａキャップ
ゴム、２Ｂベースゴム、３サイドウォール部、４
ビード部、５ビードコア、６カーカス、７ベルト
層、８ビードエーペックス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド部が接地面側のキャップゴム
と、ベルト層に隣接する側のベースゴムの少なくとも２
層で構成され、前記ベースゴムには平均粒子径が５００
μｍ以下の中空粒子を体積比率が２％〜４０％になるよ
うに混合し、その厚さを１．０ｍｍ以上としたことを特
徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃｍ²
での破壊率が４０％以下の強度を有することを特徴とす
る請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】ベースゴムの厚さは１．０ｍｍ〜５．０
ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２記
載の空気入りタイヤ。