JP2005007961A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズを低減することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ビードフィラー７はビードコア５に隣接しつつ略三角形の断面形状を有する三角部と該三角部の頂点からタイヤ径方向外側に延在しつつ略一定の厚さを有する等厚み部とを含み、等厚み部の上端位置Ａは三角部の高さＨの１．６倍の位置よりタイヤ径方向外側で且つベルト層６からの距離が５ｍｍ以上であり、等厚み部の厚さＴは０．１ｍｍよりも厚く且つ三角部下端の厚さＧの０．５倍よりも薄く、ビードフィラー７は互いに異なるゴム組成物から構成される複数のゴム層７ａ，７ｂを有し、これらゴム層を構成するゴム組成物は、損失正接が内周側のゴム層から外周側のゴム層に向かって徐々に低くなり、ビードフィラー７に隣接する他のゴム組成物よりも硬く、破断伸びの相互差が５０％ポイント以内である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部からサイドウォール部に沿って延在するビードフィラーを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズの低減を図るようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤにおいて、操縦安定性を確保するために、通常、ビード部からサイドウォール部にかけて硬質のゴム組成物からなるビードフィラーを埋設することが行われている。更に、ビードフィラーの断面形状を工夫することで、各種のタイヤ性能を改善することが提案されている。
【０００３】
例えば、ビードフィラーの断面形状を長細くすることで、空気入りタイヤにおける周剛性の増加と縦剛性の低減を両立し、その結果として、４０Ｈｚ及び１００Ｈｚ付近のロードノイズを低減することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、近年の騒音規制の強化に伴い、ビードフィラーを更に薄く、更に高くすることが必要になっている。
【０００４】
しかしながら、ビード部からサイドウォール部にかけて硬質のゴム組成物からなるビードフィラーを埋設し、該ビードフィラーを高くしてショルダー部付近まで延在させると、転動抵抗や耐久性が悪化するという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７６７１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズを低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、各ビード部のビードコアの外周側にカーカス層に沿ってビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーはビードコアに隣接しつつ略三角形の断面形状を有する三角部と該三角部の頂点からタイヤ径方向外側に延在しつつ略一定の厚さを有する等厚み部とを含み、前記等厚み部の上端位置は三角部の高さの１．６倍の位置よりタイヤ径方向外側で且つベルト層からの距離が５ｍｍ以上であり、前記等厚み部の厚さは０．１ｍｍよりも厚く且つ三角部下端の厚さの０．５倍よりも薄く、前記ビードフィラーは互いに異なるゴム組成物から構成される複数のゴム層を有し、これらゴム層を構成する複数種類のゴム組成物は、損失正接（ｔａｎδ） が内周側のゴム層から外周側のゴム層に向かって徐々に低くなり、前記ビードフィラーに隣接する他のゴム組成物よりも硬く、破断伸びの相互差が５０％ポイント以内であることを特徴とするものである。
【０００８】
このようにビードフィラーの断面形状を規定すると共に、ビードフィラーにおいて互いに異なるゴム組成物からなる複数のゴム層を設け、これらゴム層を構成する複数種類のゴム組成物の物性を規定することにより、耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズを低減することが可能になる。
【０００９】
本発明において、上記性能について良好な改善効果を得るために、ビードフィラーに含まれる複数のゴム層のうち、最内周側のゴム層を除く少なくとも１つのゴム層（特に、最外周側のゴム層）を構成するゴム組成物は、６０℃で測定した損失正接（ｔａｎδ） が０．０１〜０．２５であり、２３℃で測定したＪＩＳ−Ａ 硬度が７０〜９５であり、２３℃で測定した引張試験の破断伸びが２００％以上であることが好ましい。
【００１０】
また、上記物性を呈するために、ビードフィラーに含まれる複数のゴム層のうち、最内周側のゴム層を除く少なくとも１つのゴム層（特に、最外周側のゴム層）を構成するゴム組成物は、ゴム１００重量部に対して２０〜１２０重量部のシリカと０〜６０重量部のカーボンブラックとを配合したゴム組成物であることが好ましい。特に、ビードフィラーは互いに異なるゴム組成物から構成される２つのゴム層から構成されることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数のベルト層６，６が埋設されている。これらベルト層６，６はコードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間でコードが互いに交差するように配置されている。
【００１３】
各ビードコア５の外周側には、カーカス層４に沿って硬質のゴム組成物からなるビードフィラー７が埋設されている。このビードフィラー７は、ビード部３からサイドウォール部２に沿ってタイヤ最大幅位置を越えてタイヤショルダー側へ延在している。
【００１４】
ビードフィラー７は、タイヤ子午線断面において、ビードコア５に隣接しつつ略三角形の断面形状を有する三角部と、該三角部の頂点からタイヤ径方向外側に延在しつつ略一定の厚さを有する等厚み部とを含んでいる。ここで、ビードフィラー７はビードフィラー５の上端を基準としてタイヤ径方向に測定される高さＬを有し、ビードフィラー７の三角部はビードフィラー５の上端を基準としてタイヤ径方向に測定される高さＨを有する。
【００１５】
ビードフィラー７の等厚み部の上端位置Ａは、三角部の高さＨの１．６倍の位置よりタイヤ径方向外側であり、且つ、ベルト層６のエッジＢからタイヤ内面に沿って測定される距離Ｘが５ｍｍ以上になっている。ビードフィラー７の等厚み部の上端位置Ａが三角部の高さＨの１．６倍の位置よりもタイヤ径方向内側にあると４０Ｈｚ付近のロードノイズが悪化し、逆に上端位置ＡがエッジＢに近づき過ぎて距離Ｘが５ｍｍ未満になると１００Ｈｚ付近のロードノイズが悪化すると共に転動抵抗が悪化する。
【００１６】
ビードフィラー７の等厚み部の厚さＴは、０．１ｍｍよりも厚く、且つ、三角部下端の厚さＧの０．５倍よりも薄くなっている。ビードフィラー７の等厚み部の厚さＴを０．１ｍｍ以下にすることは製造上困難であり、逆に等厚み部の厚さＴが三角部下端の厚さＧの０．５倍よりも厚いと１００Ｈｚ付近のロードノイズが悪化する。
【００１７】
ビードフィラー７は互いに異なるゴム組成物から構成される複数のゴム層を有している。これらゴム層を構成する複数種類のゴム組成物は、損失正接（ｔａｎδ） が内周側のゴム層から外周側のゴム層に向かって徐々に低くなり、ビードフィラー７に隣接する他のゴム組成物よりも硬く、破断伸びの相互差が５０％ポイント以内である。つまり、最外周側のゴム層７ａを構成するゴム組成物の損失正接は、最内周側のゴム層７ｂを構成するゴム組成物の損失正接よりも低くなっている。この関係が逆であると転動抵抗が悪化する。また、最外周側のゴム層７ａを構成するゴム組成物の破断伸び（％）と、最内周側のゴム層７ｂを構成するゴム組成物の破断伸び（％）との差は、５０％ポイント以下である。破断伸びの相互差が５０％ポイントを超えると耐久性が悪化する。
【００１８】
上記ビードフィラー７に含まれる複数のゴム層のうち、最内周側のゴム層を除く少なくとも１つのゴム層（本実施形態では、最外周側のゴム層７ａ）を構成するゴム組成物は、６０℃で測定した損失正接（ｔａｎδ） が０．０１〜０．２５であり、２３℃で測定したＪＩＳ−Ａ 硬度が７０〜９５であり、２３℃で測定した引張試験の破断伸びが２００％以上であることが好ましい。
【００１９】
最外周側のゴム層７ａを構成するゴム組成物について、６０℃での損失正接を０．０１未満にすることは技術的に困難であり、逆に損失正接が０．２５を超えると転動抵抗が悪化する。より好ましい範囲は、０．０７〜０．２５である。なお、損失正接（ｔａｎδ） は粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所製）を使用して、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定したものである。
【００２０】
また、最外周側のゴム層７ａを構成するゴム組成物について、ＪＩＳ−Ａ 硬度が７０未満であると４０Ｈｚ付近のロードノイズが悪化し、逆に９５を超えると１００Ｈｚ付近のロードノイズが悪化すると共に転動抵抗が悪化する。
【００２１】
更に、最外周側のゴム層７ａを構成するゴム組成物について、２３℃での引張試験による破断伸びが２００％未満であると耐久性が悪化する。この破断伸びの上限値は特に限定されるものではないが、現実的には３５０％程度である。なお、破断伸びはＪＩＳ Ｋ６２５１ に準拠して測定したものである。
【００２２】
上記のような物性を呈するゴム組成物として、ゴム１００重量部に対して２０〜１２０重量部のシリカと、０〜６０重量部のカーボンブラックとを配合したものを使用することができる。シリカの配合量が上記範囲から外れると、上記物性を得ることが困難になる。カーボンブラックを併用する場合、その配合量が６０重量部を超えると、上記物性を得ることが困難になる。
【００２３】
シリカとしては、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ及び沈降シリカなどが挙げられる。これらシリカは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２４】
ベースゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）やスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）などを挙げることができる。これらゴムは単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。そして、そのゴム組成物には、シリカやカーボンブラックの他に、通常使用される配合剤を添加することができる。配合剤としては、例えば、プロセスオイル、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤などを挙げることができる。
【００２５】
上述のように構成される空気入りタイヤは、ビードフィラー７の断面形状を規定すると共に、ビードフィラー７において互いに異なるゴム組成物からなる２つのゴム層７ａ，７ｂを設け、これらゴム層７ａ，７ｂを構成する２種類のゴム組成物の物性を規定しているので、耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズを低減することができる。
【００２６】
図２〜図７はそれぞれ本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。特に、図２〜図４はビードフィラーの高さを相対的に低くしたものであり、図５〜図７はビードフィラーの高さを相対的に高くしたものである。
【００２７】
図２に示すように、外周側のゴム層７ａは内周側のゴム層７ｂよりもカーカス層４の本体側に配置しても良い。図３に示すように、外周側のゴム層７ａは内周側のゴム層７ｂよりもカーカス層４の巻き上げ部側に配置しても良い。図３に示すように、外周側のゴム層７ａは内周側のゴム層７ｂに割り込ませても良い。
【００２８】
図５に示すように、ビードフィラー７は互いに異なるゴム組成物からなる多数のゴム層７ａ〜７ｇを含んでいても良い。また、図６に示すように、複数のゴム層７ｆ〜７ｈがビードフィラー７の三角部に存在していても良い。逆に、図７に示すように、単一のゴム層７ｂだけがビードフィラー７の三角部に存在していても良い。このように本発明では規定された条件を満足する限り、ビードフィラーに含まれるゴム層の分布を種々変更することが可能である。
【００２９】
【実施例】
タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、ビードフィラーの構造だけを種々異ならせた従来例、実施例１〜９及び比較例１〜６をそれぞれ製作した。従来例ではビードフィラーが単一のゴム層を含み、実施例１〜９及び比較例１〜６ではビードフィラーが２種類のゴム層を含む。そして、ビードフィラーの各ゴム層を構成するゴム組成物の物性を表１のように種々異ならせた。
【００３０】
ビードフィラーの等厚み部の上端位置Ａについては、ビードコアの上端から等厚み部の上端までタイヤ内面に沿って測定されるペリフェリー長さを記載した。ビードフィラーの三角部の高さＨを３５ｍｍとした場合、高さＨの１．６倍は５６ｍｍであり、これをペリフェリー長さに換算すると６０ｍｍである。一方、ビードコアの上端からベルト層のエッジまでタイヤ内面に沿って測定されるペリフェリー長さは１３０ｍｍである。また、三角部下端の厚さＧは、７．０ｍｍである。
【００３１】
これら試験タイヤについて、下記の方法により、ロードノイズ、転動抵抗及び耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３２】
ロードノイズ：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ １／２ＪＪのホイールに組付け、排気量３０００ｃｃクラスの乗用車の４輪に装着し、空気圧１９０ｋＰａ、速度６０ｋｍ／ｈの条件で舗装路面を走行し、後部座席中央に設置したマイクで、４０Ｈｚ及び１００Ｈｚの音圧〔ｄＢ〕を計測した。評価結果は、基準値（従来例）に対する差にて示した。マイナス値はロードノイズが基準値よりも小さいことを意味し、プラス値はロードノイズが基準値よりも大きいことを意味する。
【００３３】
転動抵抗：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ １／２ＪＪのホイールに組付け、ドラム式タイヤ試験機を用いて、空気圧１９０ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈ、荷重４．６ｋＮの条件で転動抵抗を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転動抵抗が大きいことを意味する。
【００３４】
耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ １／２ＪＪのホイールに組付け、ドラム式タイヤ試験機を用いて、空気圧１９０ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で、荷重を最大荷重の８８％からステップ毎に１３％づつの増加させ、２７０％荷重で試験を終了した。但し、最大荷重の１４０％までは２時間で１ステップとし、最大荷重の１４０％以降は４時間で１ステップとした。評価結果は、完走した場合を「ＯＫ」で示し、途中で破壊された場合を「ＮＧ」で示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
この表１から明らかなように、実施例１〜９はいずれも従来例に比べて耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズを低減することができた。一方、比較例１〜６は本発明で規定される条件の一部を満たしていないため、耐久性、転動抵抗、ロードノイズの少なくとも１つが従来例に比べて悪化していた。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ビードフィラーの断面形状を規定すると共に、ビードフィラーにおいて互いに異なるゴム組成物からなる複数のゴム層を設け、これらゴム層を構成する複数種類のゴム組成物の物性を規定することにより、耐久性や転動抵抗を悪化させることなく、ロードノイズを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す半断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ビードフィラー
７ａ〜７ｈ ゴム層

Claims (4)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、各ビード部のビードコアの外周側にカーカス層に沿ってビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーはビードコアに隣接しつつ略三角形の断面形状を有する三角部と該三角部の頂点からタイヤ径方向外側に延在しつつ略一定の厚さを有する等厚み部とを含み、前記等厚み部の上端位置は三角部の高さの１．６倍の位置よりタイヤ径方向外側で且つベルト層からの距離が５ｍｍ以上であり、前記等厚み部の厚さは０．１ｍｍよりも厚く且つ三角部下端の厚さの０．５倍よりも薄く、前記ビードフィラーは互いに異なるゴム組成物から構成される複数のゴム層を有し、これらゴム層を構成する複数種類のゴム組成物は、損失正接（ｔａｎδ） が内周側のゴム層から外周側のゴム層に向かって徐々に低くなり、前記ビードフィラーに隣接する他のゴム組成物よりも硬く、破断伸びの相互差が５０％ポイント以内である空気入りタイヤ。
2. 前記ビードフィラーに含まれる複数のゴム層のうち、最内周側のゴム層を除く少なくとも１つのゴム層を構成するゴム組成物は、６０℃で測定した損失正接（ｔａｎδ） が０．０１〜０．２５であり、２３℃で測定したＪＩＳ−Ａ 硬度が７０〜９５であり、２３℃で測定した引張試験の破断伸びが２００％以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードフィラーに含まれる複数のゴム層のうち、最内周側のゴム層を除く少なくとも１つのゴム層を構成するゴム組成物が、ゴム１００重量部に対して２０〜１２０重量部のシリカと０〜６０重量部のカーボンブラックとを配合したゴム組成物である請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードフィラーが互いに異なるゴム組成物から構成される２つのゴム層からなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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