【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり抵抗を悪化させることなしに操縦安定性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りラジアルタイヤでは、操縦安定性を高めるために、貯蔵弾性率（Ｅ１）の大きな材料を例えばトレッド部などに用いるようにしていた。これは、貯蔵弾性率（Ｅ１）の大きな材料を使用することによりタイヤ剛性を高めて走行中におけるタイヤ変形（歪）を低減させ、操縦安定性の向上につなげるためである。
【０００３】
しかしながら、このように貯蔵弾性率（Ｅ１）の大きな材料を用いるとタイヤ変形（歪）が生じた場合に発生する応力が増加したり、損失係数（ｔａｎ δ）が増加したりして、結果として転がり抵抗が悪化するという問題があった。一方、転がり抵抗を低減するために例えばタイヤ体積を低減するとタイヤ剛性が低下し、操縦安定性が悪化してしまう。
【０００４】
このように、操縦安定性と転がり抵抗とは二律背反の関係にあり、これらの特性を同時に両立させることは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、転がり抵抗を悪化させることなしに操縦安定性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、左右一対のビード部にカーカス層を装架し、トレッドにおける前記カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ビード部の構成部材のうち少なくともリムクッションに、６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）と損失係数（ｔａｎ δ）との比Ｅ１／ｔａｎ δが５０〜５００であると共に６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）が８ＭＰａ以上の材料を使用したことを特徴とする。
【０００７】
このように少なくともリムクッションに、Ｅ１／ｔａｎ δが５０〜５００であると共にＥ１が８ＭＰａ以上の材料を使用したため、転がり抵抗を悪化させることなしに操縦安定性を向上させることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の空気入りラジアルタイヤの一例のタイヤ子午線方向半断面図である。図１において、左右一対のビード部１、１にカーカス層２が装架されており（ビード部１においてカーカス層２の端部がビードワイヤ３の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている）、トレッド４におけるカーカス層２の外周に２枚のベルト層５，５がタイヤ周方向にタイヤ１周に亘って配置されている。
【０００９】
ビード部１は、タイヤ周方向にタイヤ１周に亘って配置されるビードワイヤ３、タイヤ外側に配置されてリム組みしたときにリムフランジ付近に接触するリムクッション６、ビードワイヤ３のタイヤ径方向外側に配置されるビードフィラー７、ビード部表面に配置されるビードカバーやガムフィニッシングなどからなる。本発明では、これらの構成部材のうち少なくともリムクッション６に（ビードワイヤ３は除く）、６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）と損失係数（ｔａｎ δ）との比Ｅ１／ｔａｎ δが５０〜５００であると共に６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）が８ＭＰａ以上の材料を使用する。
【００１０】
ところで、転がり抵抗と操縦安定性とを両立させるためには、貯蔵弾性率（Ｅ１）を大きくすることによりタイヤ剛性は増加するが転がり抵抗に影響する歪エネルギーの変化のほとんどない部位（定歪エネルギー変形領域）に、貯蔵弾性率（Ｅ１）のできるだけ大きな材料を配置することが重要となる。定歪エネルギー変形領域は、ビード部１であって主要な個所を領域Ａで示す。定歪エネルギー変形領域に貯蔵弾性率（Ｅ１）のできるだけ大きな材料を配置すると、操縦安定性は向上し、かつ転がり抵抗の悪化は殆どないことになる。リムクッション６は、領域Ａにあってリム組みしたときにリムフランジ付近に接触してリムを固定する役割を果たす部材であるので、転がり抵抗と操縦安定性にとって特に重要である。リムクッション６に貯蔵弾性率（Ｅ１）のできるだけ大きな材料を用いると、転がり抵抗は悪化させずに操縦安定性の向上につながる。さらに好ましくは、ｔａｎ δの低減も同時に実現できれば転がり抵抗と操縦安定性との両立に対して、より大きな効果が得られる。
【００１１】
リムクッション６の貯蔵弾性率（Ｅ１）およびｔａｎ δを変化させたときの操縦安定性と転がり抵抗の変化を図２、図３に示す。図２、図３では、Ｅ１およびｔａｎ δはそれぞれ独立に変化させるものと仮定する。なお、図２、図３中、ａは操縦安定性を、ｂは転がり抵抗を示す。図２からわかるように、Ｅ１を高くしても、転がり抵抗の変化は殆どなしに操縦安定性を向上させることができる（定歪エネルギー変形領域外の場合には、Ｅ１が変化すると転がり抵抗もどちらかに変化する）。一方、図３に示すように、ｔａｎ δが低いと転がり抵抗は向上し、なおかつ伝達損失も減少傾向のため、操縦安定性も向上する。
【００１２】
したがって、通常、Ｅ１とｔａｎ δは二律背反に関係ある可能性があるが、リムクッション６のような部位では、Ｅ１とｔａｎ δのタイヤ特性への影響をほぼ独立に制御できるようになり、操縦安定性と転がり抵抗の両立を可能とすることができる。このため、操縦安定性と転がり抵抗を両立させるための評価指数としてＥ１／ｔａｎ δを用い、リムクッション６にこの値ができるだけ大きい材料を使用すると両特性を同時に向上できる。
【００１３】
そこで、本発明では、転がり抵抗と操縦安定性とを両立させるための性能係数として「６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）と損失係数（ｔａｎ δ）との比Ｅ１／ｔａｎ δが５０〜５００であると共に６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）が８ＭＰａ以上」とし、このような性能係数を有する材料を、ビード部１の構成部材のうち少なくともリムクッション６に用いるようにしたのである（ビードワイヤ３は除く）。
【００１４】
６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）と損失係数（ｔａｎ δ）との比Ｅ１／ｔａｎ δが５０よりも小さいとＥ１の増加に伴いｔａｎ δも増加したり、又はｔａｎ δの減少がほとんどないため、転がり抵抗が逆に悪化する恐れがある。更に、ｔａｎ δを大きく下げた場合はＥ１も小さくなってしまい操縦安定性が悪化する。一方、比Ｅ１／ｔａｎ δが５００よりも大きいとｔａｎ δを限りなく下げるのは限界があり、また仮にｔａｎ δを０．０５とするとＥ１は２５ＭＰａ以上となり、隣接する他の部材との物性差が非常に大きくなり、耐久性が大幅に悪化する恐れがある。また、６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）が８ＭＰａ未満では、操縦安定性を改善させる効果がほとんど得られない。
【００１５】
貯蔵弾性率（Ｅ１）は、１０ＭＰａ〜１７ＭＰａであるのが好ましい。ここで、６０℃としたのは、一般路における通常走行時のタイヤの転がり抵抗と６０℃におけるｔａｎ δの相関が高いという理由からである。ｔａｎ δは、０．０７９〜０．２２０であることが好ましい。
【００１６】
ところで、通常のビード廻りの構造としては図１に示すようにリムクッション６がサイドゴム８の内側に入り込むように配置されている。しかし、貯蔵弾性率（Ｅ１）の高い材料を効果的に使うビード部構造とするには、図４に示すようにリムクッション６をサイドゴム８の外側に配置するのがよい。これは、一般にタイヤ用ゴム材料としては剛性の低いサイドゴム８をそれより剛性の高いカーカス層２およびリムクッション６で挟み込むことでサンドイッチ構造となり、リムクッション６に同じ材料を使用した場合でも、より高い効果（転がり抵抗、操縦安定性）が得られるからである。このため、ビードフィラー７の体積を大幅に低減又はビードフィラー７を完全に除去することが可能となる。そこで、ビードワイヤ３のタイヤ子午線方向断面形状がタイヤ径方向外側に先細りになるようにすると共にビードフィラー７を除去した図５に示すビード部構造とすることもできる。
【００１７】
【実施例】
▲１▼ リムクッションの材料（配合内容）および物性（６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）、損失係数（ｔａｎ δ）、Ｅ１／ｔａｎ δ）を異にすることを除いて異なるところのないタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを作製し（ビード廻り構造は図１）、常法により操縦安定性および転がり抵抗（ＲＲ）を測定した（従来例、比較例１〜２、実施例１〜７）。測定条件は、空気圧２００ｋＰａ、負荷荷重４ｋＮとした。この結果を指数で表１に示す。操縦安定性は指数値の大きい方が優れており、転がり抵抗は小さい方が優れている。
【００１８】
Ｅ１および ｔａｎ δの測定条件
粘弾性スペクトロメーターを使用して、温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪２％の条件で測定。
【００１９】
操縦安定性の評価（フィーリング評価）
各タイヤを空気圧２００ｋＰａとして、排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、一定間隔でパイロンが立てられたスラローム試験路を走行し、その平均速度により評価した。評価結果は、基準タイヤの測定値の逆数を１００とする指数値で示し、この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
表１から明らかなように、６０℃におけるＥ１＞８ＭＰａ、Ｅ１／ｔａｎ δ＝５０〜５００を満足する実施例１〜７では転がり抵抗を悪化させることなく操縦安定性が向上していることがわかる。
【００２２】
▲２▼ 実施例４と同じ材料および物性のリムクッションを有し、ビード廻り構造だけを異にするタイヤを作製し（実施例８）、上記▲１▼におけると同様に操縦安定性および転がり抵抗を測定した。この結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】
表２から明らかなように、リムクッションをサイドゴムの外側に配置した図４に示すビード廻り構造とした場合（実施例８）、リムクッションをサイドゴムの内側に配置した場合に比して操縦安定性がさらに高まることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気入りラジアルタイヤでは、ビード部の構成部材のうち少なくともリムクッションに、６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）と損失係数（ｔａｎ δ）との比Ｅ１／ｔａｎ δが５０〜５００であると共に６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ１）が８ＭＰａ以上の材料を使用したため、転がり抵抗を悪化させることなしに操縦安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
【図２】リムクッションの貯蔵弾性率（Ｅ１）と転がり抵抗および操縦安定性との関係図である。
【図３】リムクッションの損失係数（ｔａｎ δ）と転がり抵抗および操縦安定性との関係図である。
【図４】ビード部構造の一例を示す拡大図である。
【図５】ビード部構造の他例を示す拡大図である。
【符号の説明】
１ ビード部
２ カーカス層
３ ビードワイヤ
４ トレッド
５ ベルト層
６ リムクッション
７ ビードフィラー
８ サイドゴム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic radial tire having improved steering stability without deteriorating rolling resistance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a pneumatic radial tire, a material having a large storage elastic modulus (E1) has been used for, for example, a tread portion in order to enhance steering stability. This is because the use of a material having a large storage elastic modulus (E1) increases tire rigidity, reduces tire deformation (strain) during running, and leads to improvement in steering stability.
[0003]
However, when a material having a large storage elastic modulus (E1) is used, stress generated when tire deformation (strain) occurs increases, and a loss coefficient (tan δ) increases. There was a problem that the rolling resistance deteriorated. On the other hand, if, for example, the volume of the tire is reduced in order to reduce the rolling resistance, the rigidity of the tire is reduced, and the steering stability is deteriorated.
[0004]
As described above, the steering stability and the rolling resistance are in a trade-off relationship, and it has been difficult to make these characteristics compatible at the same time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire with improved steering stability without deteriorating rolling resistance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention relates to a pneumatic radial tire in which a carcass layer is mounted on a pair of left and right bead portions and a belt layer is arranged on the outer periphery of the carcass layer in a tread, wherein the constituent members of the bead portion are provided. Among them, at least the rim cushion has a ratio E1 / tan δ between the storage elastic modulus (E1) at 60 ° C. and the loss coefficient (tan δ) of 50 to 500 and the storage elastic modulus (E1) at 60 ° C. of 8 MPa or more. It is characterized by using a material.
[0007]
As described above, since at least the rim cushion uses a material having an E1 / tan δ of 50 to 500 and an E1 of 8 MPa or more, it is possible to improve the steering stability without deteriorating the rolling resistance.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a half sectional view in the tire meridian direction of an example of the pneumatic radial tire of the present invention. In FIG. 1, a carcass layer 2 is mounted on a pair of left and right bead portions 1 and 1 (in the bead portion 1, the end of the carcass layer 2 is turned around the bead wire 3 from the inside of the tire to the outside and wound up. 2), two belt layers 5 and 5 are arranged on the outer periphery of the carcass layer 2 of the tread 4 over one circumference of the tire in the tire circumferential direction.
[0009]
The bead portion 1 includes a bead wire 3 disposed over the circumference of the tire in the tire circumferential direction, a rim cushion 6 disposed outside the tire and in contact with a rim flange when the rim is assembled, and a bead wire 3 disposed radially outward of the bead wire 3. The bead filler 7 is disposed, and a bead cover or gum finishing is disposed on the surface of the bead portion. In the present invention, at least the rim cushion 6 (excluding the bead wire 3) among these components has a ratio E1 / tan δ of storage elastic modulus (E1) and loss coefficient (tan δ) at 60 ° C. of 50 to 500. A material having a storage elastic modulus (E1) at 60 ° C. of 8 MPa or more is used.
[0010]
By the way, in order to achieve both the rolling resistance and the steering stability, by increasing the storage elastic modulus (E1), the tire rigidity is increased, but there is almost no change in the strain energy that affects the rolling resistance (constant strain energy). It is important to arrange a material having a storage modulus (E1) as large as possible in the deformation region). The constant strain energy deformation region is a bead portion 1 and a main portion is indicated by a region A. When a material having a storage elastic modulus (E1) as large as possible is arranged in the constant strain energy deformation region, the steering stability is improved and the rolling resistance is hardly deteriorated. The rim cushion 6 is a member that plays a role of fixing the rim by contacting the vicinity of the rim flange when the rim is assembled in the area A, and therefore is particularly important for rolling resistance and steering stability. When a material having a storage elastic modulus (E1) as large as possible is used for the rim cushion 6, the steering stability is improved without deteriorating the rolling resistance. More preferably, if reduction of tan δ can also be realized at the same time, a greater effect can be obtained on compatibility between rolling resistance and steering stability.
[0011]
FIGS. 2 and 3 show changes in steering stability and rolling resistance when the storage elastic modulus (E1) and tan δ of the rim cushion 6 are changed. In FIGS. 2 and 3, it is assumed that E1 and tan δ are independently changed. In FIGS. 2 and 3, a indicates the steering stability and b indicates the rolling resistance. As can be seen from FIG. 2, even when E1 is increased, the steering stability can be improved with almost no change in the rolling resistance (when the E1 changes outside the constant strain energy deformation region, the rolling resistance also increases. Change to either). On the other hand, as shown in FIG. 3, when tan δ is low, the rolling resistance is improved, and the transmission loss tends to decrease, so that the steering stability is also improved.
[0012]
Therefore, normally, E1 and tan δ may be in conflict with each other. However, in a portion such as the rim cushion 6, the influence of E1 and tan δ on the tire characteristics can be controlled almost independently, and the steering stability is improved. Thus, it is possible to achieve both the characteristics and the rolling resistance. For this reason, if E1 / tan δ is used as an evaluation index for achieving both steering stability and rolling resistance, and a material having this value as large as possible is used for the rim cushion 6, both characteristics can be simultaneously improved.
[0013]
Therefore, in the present invention, as a performance coefficient for satisfying both the rolling resistance and the steering stability, a ratio E1 / tan δ between the storage elastic modulus (E1) and the loss coefficient (tan δ) at 60 ° C. is 50 to 500. And the storage elastic modulus (E1) at 60 ° C. is 8 MPa or more ”, and a material having such a coefficient of performance is used for at least the rim cushion 6 among the constituent members of the bead portion 1 (bead wire 3 has except).
[0014]
When the ratio E1 / tan δ between the storage elastic modulus (E1) and the loss coefficient (tan δ) at 60 ° C. is smaller than 50, tan δ increases with increase in E1 or tan δ hardly decreases. However, the rolling resistance may be adversely affected. Further, when tan δ is greatly reduced, E1 also becomes small and steering stability is deteriorated. On the other hand, if the ratio E1 / tan δ is larger than 500, there is a limit to lowering tan δ infinitely, and if tan δ is set to 0.05, E1 becomes 25 MPa or more, and the difference in physical properties between adjacent members is Becomes very large, and the durability may be significantly deteriorated. If the storage elastic modulus (E1) at 60 ° C. is less than 8 MPa, the effect of improving the steering stability is hardly obtained.
[0015]
The storage modulus (E1) is preferably from 10 MPa to 17 MPa. Here, the reason why the temperature is set to 60 ° C. is that the correlation between the rolling resistance of the tire during normal running on a general road and tan δ at 60 ° C. is high. tan δ is preferably from 0.079 to 0.220.
[0016]
By the way, as a structure around a normal bead, the rim cushion 6 is arranged so as to enter the inside of the side rubber 8 as shown in FIG. However, in order to effectively use a material having a high storage modulus (E1), it is preferable to arrange the rim cushion 6 outside the side rubber 8 as shown in FIG. This is because, as a rubber material for a tire, generally, a side structure 8 having low rigidity is sandwiched between the carcass layer 2 and the rim cushion 6 having higher rigidity to form a sandwich structure. This is because effects (rolling resistance, steering stability) can be obtained. Therefore, the volume of the bead filler 7 can be significantly reduced or the bead filler 7 can be completely removed. Therefore, the bead portion structure shown in FIG. 5 in which the cross section of the bead wire 3 in the tire meridian direction is tapered outward in the tire radial direction and the bead filler 7 is removed may be employed.
[0017]
【Example】
{Circle around (1)} Tire size that does not differ except that the material (contents of formulation) and physical properties (storage elastic modulus (E1), loss coefficient (tan δ), E1 / tan δ at 60 ° C.) of the rim cushion are different. A 195 / 65R15 tire was manufactured (the bead turning structure is shown in FIG. 1), and steering stability and rolling resistance (RR) were measured by a conventional method (conventional examples, comparative examples 1 and 2, and examples 1 to 7). The measurement conditions were an air pressure of 200 kPa and a load of 4 kN. The results are shown in Table 1 as indices. The larger the index value, the better the steering stability, and the smaller the rolling resistance, the better.
[0018]
Measurement conditions of E1 and tan δ Measured using a viscoelastic spectrometer at a temperature of 60 ° C., a frequency of 20 Hz, an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%.
[0019]
Evaluation of driving stability (feeling evaluation)
Each tire was mounted on a passenger car with a displacement of 2000 cc under an air pressure of 200 kPa, and was run on a slalom test road on which pylons were erected at regular intervals, and the average speed was evaluated. The evaluation result is indicated by an index value with the reciprocal of the measured value of the reference tire being 100, and the larger the index value, the better the steering stability.
[0020]
[Table 1]
[0021]
As is clear from Table 1, in Examples 1 to 7 satisfying E1> 8 MPa at 60 ° C. and E1 / tan δ = 50 to 500, the steering stability is improved without deteriorating the rolling resistance. .
[0022]
{Circle around (2)} A tire having a rim cushion of the same material and physical properties as in Example 4 and having only a bead turning structure is manufactured (Example 8), and the steering stability and the rolling resistance are the same as in the above [1]. Was measured. Table 2 shows the results.
[0023]
[Table 2]
[0024]
As is clear from Table 2, when the rim cushion is arranged outside the side rubber and the bead-around structure shown in FIG. 4 is used (Example 8), the steering stability is higher than when the rim cushion is arranged inside the side rubber. It can be seen that is further increased.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the pneumatic radial tire of the present invention, the ratio E1 / tan δ between the storage elastic modulus (E1) and the loss coefficient (tan δ) at 60 ° C. is provided on at least the rim cushion among the constituent members of the bead portion. Since a material having a storage modulus (E1) of 8 MPa or more at 60 ° C. and a storage modulus of 50 to 500 is used, it is possible to improve the steering stability without deteriorating the rolling resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view in the tire meridian direction showing an example of a pneumatic radial tire of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the storage elastic modulus (E1) of a rim cushion, rolling resistance, and steering stability.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a loss coefficient (tan δ) of a rim cushion, rolling resistance, and steering stability.
FIG. 4 is an enlarged view showing an example of a bead portion structure.
FIG. 5 is an enlarged view showing another example of a bead portion structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bead part 2 Carcass layer 3 Bead wire 4 Tread 5 Belt layer 6 Rim cushion 7 Bead filler 8 Side rubber
