JP2009255856A

JP2009255856A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2009255856A
Application number: JP2008109960A
Authority: JP
Inventors: Takao Morii; 貴朗森井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2009-11-05

Abstract

【課題】グリップ性能及び剛性感を両立しつつ、高速耐久性に優れる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、該トレッド部３のタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部を構成するセンター部トレッドゴム７ＡのＥ_A'の値が、該トレッドセンター部のタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部を構成するショルダー部トレッドゴム７ＢのＥ_B'の値より低い空気入りタイヤにおいて、前記センター部トレッドゴム７Ａのtanδ/Ｅ_A'及びＥ_A'の値をそれぞれ0.30〜0.38及び5.0〜8.0とし、前記ショルダー部トレッドゴム７Ｂのtanδ/Ｅ_B'及びＥ_B'の値をそれぞれ0.33〜0.42及び8.0〜13.0とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特には、グリップ性能及び剛性感を両立させた空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤの運動性能に関し、特にグリップ性能を向上させるため、タイヤのトレッド部に特定の形状のトレッドパターンを採用したり、特定の物性を有するトレッドゴムを適用する等、様々な工夫がなされている。例えば、特開平９−１５５８４号公報（特許文献１）には、高度なレベルのグリップ性能と剛性感（ハンドリング性能）とを実現する空気入りタイヤの製造方法として、加硫機の金型に収容した未加硫タイヤをその内側と外側の両側から異なる設定温度で加熱して加硫成形する手法が開示されており、この方法によって、トレッド部を構成するトレッドゴムに、その厚さ方向に向けモジュラス勾配を付した空気入りタイヤが製造される。

特開平９−１５５８８４号公報

しかしながら、サーキット走行等のタイヤへの入力が厳しい走行モードでは、タイヤの路面に直接接するトレッド部において、トレッド部のタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部と、該トレッドセンター部のタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部とで異なる性能が要求される。具体的には、トレッドセンター部でグリップ性能を十分に確保しながら、同時にコーナリング時（限界時）の剛性感をトレッドショルダー部に付与することが要求されている。また、この場合、高速耐久性を高度に維持する必要もある。

これに対し、特開平９−１５５８８４号公報に開示の製造方法により得られる空気入りタイヤは、通常走行時のグリップ性能と剛性感を向上できるものの、サーキット走行等のタイヤへの入力が厳しい走行モードに関しては、依然として改良の余地があった。

そこで、本発明の目的は、従来と異なる手法により、グリップ性能及び剛性感を両立しつつ、高速耐久性に優れる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、センター部トレッドゴム及びショルダー部トレッドゴムの損失正接（tanδ）/貯蔵弾性率（Ｅ'）及び貯蔵弾性率（Ｅ'）の値をそれぞれ特定の範囲に調整し、さらにセンター部トレッドゴムの貯蔵弾性率（Ｅ_A'）の値をショルダー部トレッドゴムの貯蔵弾性率（Ｅ_B'）の値より小さくすることで、空気入りタイヤのグリップ性能及び剛性感を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、該トレッド部のタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部を構成するセンター部トレッドゴムのＥ_A'の値が、該トレッドセンター部トレッドゴムのタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部を構成するショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値より低い空気入りタイヤにおいて、
前記センター部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_A'及びＥ_A'の値が、それぞれ0.30〜0.38及び5.0〜8.0であり、前記ショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_B'及びＥ_B'の値が、それぞれ0.33〜0.42及び8.0〜13.0であることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの好適例においては、前記センター部トレッドゴムのＥ_A'の値が6.0〜7.0であり、前記ショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値が10.0〜12.0である。

本発明によれば、センター部トレッドゴム及びショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ'及びＥ'の値がそれぞれ特定の範囲内にあり、さらにショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値がセンター部トレッドゴムのＥ_A'の値より大きいため、グリップ性能及び剛性感を両立させながら、優れた高速耐久性を有する空気入りタイヤを提供することができる。

以下に、図を参照しながら、本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施態様の断面図である。図１に示すタイヤは、左右一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、前記一対のビード部１間にトロイド状に延在して、これら各部１，２，３を補強するカーカス４と、該カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト５とを具える。

図１に示すタイヤのカーカス４は、一枚のカーカスプライから構成されており、また、上記ビード部１内に夫々埋設した一対のビードコア６間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア６の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明のタイヤにおいて、カーカス４のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。

また、図１に示すタイヤのベルト５は、二枚のベルト層から構成されており、各ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、二枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト５を構成している。なお、図中のベルト５は、二枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいて、ベルト５を構成するベルト層の枚数は、これに限られるものではない。

ここで、本発明のタイヤは、上記トレッド部３がタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部３Ａと、該トレッドセンター部３Ａのタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部３Ｂとからなり、該トレッドセンター部３Ａを構成するセンター部トレッドゴムのＥ_A'の値がトレッドショルダー部３Ｂを構成するショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値より低いことを特徴とする。なお、本発明において、トレッドセンター部３Ａとは、トレッド部３のタイヤ幅方向中央部に位置し、タイヤ幅の中央60％の部分を指し、また、トレッドショルダー部３Ｂとは、トレッド部３の端部からタイヤ幅の20％の部分を指す。なお、トレッド部３の端部とは、タイヤを正規内圧とし正規荷重を掛けた際に、タイヤの路面に接する部分のタイヤ幅方向の端部を指す。

上記センター部トレッドゴムのＥ_A'の値を上記ショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値より小さくすることで、トレッドセンター部３Ａでのグリップ性能を確保しながら、トレッドショルダー部３Ｂでの剛性感を向上させることができる。更に、同様の観点から、センター部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_A'の値をショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_B'の値より小さくすることが好ましい。そして、サーキット走行等のタイヤへの入力の厳しい走行モードにおいて、トレッドセンター部３Ａで十分なグリップ性能を確保しつつ、トレッドショルダー部３Ｂに優れた剛性感を付与し、さらに優れた高速耐久性を得るためには、センター部トレッドゴム及びショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ'及びＥ'の最適化を行うことで、クリップ性能、剛性感及び高速耐久性を高度にバランスさせることが可能となる。

上記センター部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_A'の値は、0.30〜0.38であることを要する。一般に、tanδ/Ｅ'の値が高くなるにつれてグリップ性能が向上するため、tanδ/Ｅ_A'の値が0.30〜0.38であれば、トレッドセンター部３Ａに十分なグリップ性能を確保できる。また、センター部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_A'が0.30未満では、トレッドセンター部３Ａに十分なグリップ性能が得られず、一方、0.38を超えると、トレッドセンター部３Ａの発熱性が高まり、高速耐久性が低下する。更に、センター部トレッドゴムのＥ_A'の値は、5.0〜8.0であることを要し、6.0〜7.0であることが好ましい。センター部トレッドゴムのＥ_A'が5.0未満では、ゴムが柔らか過ぎてトレッドゴムとしての性能を十分に発揮できず、一方、8.0を超えると、ゴムが硬くなり過ぎてグリップ力が得られない。

上記ショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_B'の値は、0.33〜0.42であることを要する。ショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_B'が0.33未満では、十分なグリップ性能が得られず、操縦安定性が低下し、一方、0.42を超えると、耐熱性が低下する。また、ショルダー部トレッドのＥ_B'の値は、8.0〜13.0であることを要し、10.0〜12.0であることが好ましい。一般に、Ｅ'の値は高い方が剛性感を付与できるため、Ｅ_B'の値が8.0〜13.0であれば、コーナリング時（限界時）に十分な剛性感を得ることができ、コーナリング時での車輌安定性に優れることになる。また、ショルダー部トレッドゴムのＥ_B'が8.0未満では、ゴムが柔らか過ぎて十分な剛性感が得られず、一方、13.0を超えると、ゴムが硬くなり過ぎてゴムの追従性が悪化し、剛性感が低下する。

上記センター部トレッドゴム及び上記ショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ'及びＥ'の値を上記した特定の範囲に制御しつつ、該センター部トレッドゴムのＥ_A'の値を該ショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値より小さくする方法としては、トレッド部３においてベルト５のタイヤ半径方向外側に配設されるトレッドゴム７を、図２に示すように、トレッドセンター部３Ａに位置するセンター部トレッドゴム７Ａと、トレッドショルダー部３Ｂに位置するショルダー部トレッドゴム７Ｂとに分割し、即ち、トレッド部３を分割トレッドとし、センター部トレッドゴム７Ａとショルダー部トレッドゴム７Ｂとに異なる配合のゴム組成物を使用する手法が挙げられる。なお、各トレッドゴムに使用するゴム組成物の配合は、使用するゴム成分の種類及びブレンド比、使用する充填剤の種類及び量、他の配合剤の種類及び量等を適宜変更して調整すればよい。

なお、上記トレッドゴム７用ゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムが挙げられ、これらゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。

上記トレッドゴム７用ゴム組成物は、ゴム成分に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック及びシリカ等の充填剤、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合し、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。また、これらゴム成分及び配合剤としては、市販品を利用することができる。

以上に説明した本発明の空気入りタイヤは、トレッド部３に適当なゴム組成物を適用して生タイヤを成形し、常法に従って生タイヤを加硫することで製造できる。なお、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

＜トレッド用ゴム組成物の調製及びtanδとＥ'の評価＞
表１〜２に示す配合処方のトレッド用ゴム組成物を常法に従って調製し、以下の方法で該ゴム組成物の損失正接（tanδ）及び貯蔵弾性率（Ｅ'）を測定した。なお、表１〜２には、tanδ/Ｅ'及びＥ'の値を示す。

（１）損失正接（tanδ）及び貯蔵弾性率（Ｅ'）
上記ゴム組成物を160℃、12分間の条件で加硫して得られた厚さ2mmのスブラシートから、幅5mm、長さ40mmのシートを切り出し、試料とした。この試料について、上島製作所（株）製スペクトロメーターを用い、チャック間距離10mm、初期歪み200μm、動的歪1％、周波数52Hz、測定温度25℃の条件で、損失正接（tanδ）及び貯蔵弾性率（Ｅ'）（MPa）を測定した。

*1 ＳＢＲ＃１７１２，ＪＳＲ社製．
*2 Ｎ２３４，昭和キャボット(株)製．
*3 Ａ／ＯＭＩＸ，三共油化工業(株)製．
*4 ノクラック６Ｃ，大内新興化学工業(株)製．
*5 ＲＤ，大内新興化学工業(株)製．
*6 マイクロクリスタリンワックス，精工化学製，サンタイトＡ．
*7 ノクセラーＮＳ（ＴＢＢＳ），大内新興化学工業(株)製．

（実施例１〜８及び比較例１〜４）
上記ゴム組成物をトレッドゴム７Ａ及びトレッドゴム７Ｂに用いて、図２に示す構造を有し、サイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを製造した。

＜評価＞
上記のようにして作製したタイヤに対して、下記の方法で、グリップ性能、剛性感、耐熱性を評価した。結果を表３に示す。

（２）グリップ性能及びコーナリング時の剛性感
供試タイヤを実車に装着し、速度80〜150km/hで実車試験を行い、グリップ性能及びコーナリング時の剛性感について10点法で評価した。また、評価は専門のドライバーによって行われるが、各項目の評価において0.5以上の差があれば、一般の人でもその差が分かる。なお、表２中、グリップ性能及び剛性感はその評点が高い程良好である。

（３）耐熱性（チャンク性）
ＨＳＰドラムでのチャンクの有無を評価した。詳細には、最初のドラム速度を80km/hに設定し、30分毎にドラム速度を8km/h上げていき、ドラム速度が200km/hに達した際のチャンクの有無を確認した。なお、チャンクが発生しなかったものを「○」、チャンクが発生したものを「△」として、評価した。

表３から、実施例のタイヤは、センター部トレッドゴム及びショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ'及びＥ'の値がそれぞれ特定の範囲内にあり、さらにセンター部トレッドゴムのＥ_A'の値がショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値より小さいため、グリップ性能及び剛性感を両立させながら、優れた高速耐久性を有することが分かる。

しかしながら、比較例１のタイヤは、tanδ/Ｅ_A'の値が高すぎるため耐熱性が低く、高速耐久性を十分に確保できず、また、比較例２のタイヤは、Ｅ_B'が高すぎるため追従性が悪化し、コーナリング時での剛性感を十分に確保できないことが分かる。一方、比較例３のタイヤは、tanδ/Ｅ_A'の値が低すぎるためグリップ性能を十分に確保できず、また、比較例４のタイヤは、tanδ/Ｅ_B'の値が低すぎるため、コーナリング時での剛性感を十分に確保できないことが分かる。

本発明のタイヤの一実施態様の断面図である。本発明のタイヤの好適実施態様の断面図である。

符号の説明

１ビード部
２サイドウォール部
３トレッド部
３Ａトレッドセンター部
３Ｂトレッドショルダー部
４カーカス
５ベルト
６ビードコア
７トレッドゴム
７Ａセンター部トレッドゴム
７Ｂショルダー部トレッドゴム

Claims

一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、該トレッド部のタイヤ幅方向中央部に位置するトレッドセンター部を構成するセンター部トレッドゴムのＥ_A'の値が、該トレッドセンター部のタイヤ幅方向両外側に位置するトレッドショルダー部を構成するショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値より低い空気入りタイヤにおいて、
前記センター部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_A'及びＥ_A'の値が、それぞれ0.30〜0.38及び5.0〜8.0であり、前記ショルダー部トレッドゴムのtanδ/Ｅ_B'及びＥ_B'の値が、それぞれ0.33〜0.42及び8.0〜13.0であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記センター部トレッドゴムのＥ_A'の値が6.0〜7.0であり、前記ショルダー部トレッドゴムのＥ_B'の値が10.0〜12.0であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。