JP2011073464A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高品質で、かつリムフランジの損傷を防止しうる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ１６は、トレッド１８、ビード２２、カーカス２４、支持層２６、ベルト２８、バンド３０及びサイド部３６を備えている。サイド部３６は、サイドウォール５６、クリンチ部５８及び挿入体６０を有している。挿入体６０は、カーカス２４、サイドウォール５６及びクリンチ部５８に囲まれている。挿入体６０は、サイド部３６の表面に露出していない。サイド部３６の表面と挿入体６０との距離の最小値は、１．０ｍｍ以上である。挿入体６０は、軟質ゴムからなる。挿入体６０のＪＩＳ−Ａ硬度は、７０以下である。クリンチ部５８の硬度Ｈ１と、挿入体６０の硬度Ｈ２との差（Ｈ１−Ｈ２）は、２以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、リムプロテクターを備えたタイヤに関する。

タイヤは、リムに装着されて用いられる。リムは、フランジを備えている。歩道を有する道路では、車道と歩道との間に縁石が敷設されている。車両が路肩に寄せられたとき、リムフランジが縁石に接触することがある。接触により、リムが損傷しうる。路面にキャッツアイが敷設された道路がある。タイヤがこのキャッツアイを乗り越えるとき、タイヤが過剰に変形してリムフランジがキャッツアイに衝突することがある。この衝突により、リムが損傷しうる。偏平率が小さなタイヤでは、路面とリムフランジとの距離が短い。偏平率が小さなタイヤが装着されたリムにおいて、フランジと縁石とが接触しやすい。偏平率が小さなタイヤが装着されたリムにおいて、フランジとキャッツアイとが衝突しやすい。

図３に、従来のタイヤ２が示されている。このタイヤ２のサイド部４は、サイドウォール６とクリンチ部８とを備えている。このサイド部４は、軸方向外側に向かってテーパー状に突出している。この突出により、リムプロテクター１０が形成されている。車両が路肩に寄せられたとき、リムフランジ１２に優先して、リムプロテクター１０が縁石に接触する。タイヤ２がキャッツアイを乗り越えるとき、キャッツアイとリムフランジ１２との間に、リムプロテクター１０が介在する。リムプロテクター１０は、リムフランジ１２の損傷を防止する。リムプロテクターを備えたタイヤが、特開２００３−３２６９２１公報に開示されている。

特開２００３−３２６９２１公報

図３に示されたタイヤ２では、リムプロテクター１０は、サイドウォール６の一部とクリンチ部８の一部とから構成されている。リムプロテクター１０の大半は、クリンチ部８である。一般に、クリンチ部８は高硬度なゴムからなる。従って、リムプロテクター１０の剛性は大きい。このリムプロテクター１０を備えたタイヤ２の転がり抵抗は、大きい。従ってこのタイヤ２は、車両の低燃費性能を阻害する。リムプロテクター１０は、タイヤ２の過大な縦剛性を招来する。従ってこのタイヤ２は、乗り心地に劣る。リムプロテクター１０は、タイヤ２のサイド部４の不均一な変形を招来する。従ってこのタイヤ２は、操縦安定性に劣る。

本発明の目的は、高品質で、かつリムフランジの損傷を防止しうる空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれがこのトレッドの端よりも半径方向略内側に位置する一対のビードと、一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されており半径方向において上記トレッドの内側に位置するカーカスと、それぞれが軸方向において上記カーカスの外側に位置するサイド部とを備える。それぞれのサイド部は、軸方向外側に向かってテーパー状に突出するリムプロテクターを有している。サイド部は、リムプロテクターの近傍において、軟質ゴムからなる挿入体を含んでいる。

サイド部がサイドウォール及びクリンチ部を有してもよい。好ましくは、挿入体は、このサイドウォール又はクリンチ部に覆われている。

好ましくは、挿入体のＪＩＳ−Ａ硬度Ｈ２は、クリンチ部のＪＩＳ−Ａ硬度Ｈ１よりも小さい。好ましくは、硬度Ｈ１と硬度Ｈ２との差（Ｈ１−Ｈ２）は、２以上である。好ましくは、サイド部の表面と挿入体との距離の最小値は、１．０ｍｍ以上である。

本発明に係る空気入りタイヤでは、リムプロテクターがリムフランジの損傷を防止する。このタイヤは軟質ゴムからなる挿入体を含んでいるので、転がり抵抗が小さく、乗り心地及び操縦安定性に優れる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤの一部が示された拡大断面図である。 図３は、従来のタイヤの一部が示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１及び２に示されたタイヤ１６は、トレッド１８、ウイング２０、ビード２２、カーカス２４、支持層２６、ベルト２８、バンド３０、インナーライナー３２、チェーファー３４及びサイド部３６を備えている。このタイヤ１６は、チューブレスタイプである。図１に示された中心線ＣＬは、タイヤ１６の赤道を表す。このタイヤ１６は、赤道ＣＬに対してほぼ左右対称の形状を有する。図２には、このタイヤ１６が装着されるリムのフランジ３８も示されている。

トレッド１８は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド１８は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド１８は、トレッド面を備えている。このトレッド面は、路面と接地する。

ビード２２は、トレッド１８の端よりも半径方向略内側に位置している。ビード２２は、コア４０と、このコア４０から半径方向外向きに延びるエイペックス４２とを備えている。コア４０は、リング状である。コア４０は、非伸縮性ワイヤーが巻かれてなる。典型的には、コア４０にスチール製ワイヤーが用いられる。エイペックス４２は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス４２は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス２４は、半径方向においてトレッド１８の内側に位置している。カーカス２４は、カーカスプライ４４からなる。カーカスプライ４４は、両側のビード２２の間に架け渡されている。カーカスプライ４４は、コア４０の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。図示されていないが、カーカスプライ４４は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス２４はラジアル構造を有する。

支持層２６は、カーカス２４の軸方向内側に位置している。支持層２６は、カーカス２４とインナーライナー３２とに挟まれてる。図２に示されるように、支持層２６は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。この支持層２６は、三日月に類似の形状である。支持層２６は、高硬度な架橋ゴムからなる。タイヤ１６がパンクしたとき、この支持層２６が荷重を支える。支持層２６は、必須ではない。

ベルト２８は、カーカス２４の半径方向外側に位置している。ベルト２８は、カーカス２４と積層されている。ベルト２８は、カーカス２４を補強する。ベルト２８は、内側層４６及び外側層４８からなる。図示されていないが、内側層４６及び外側層４８のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側層４６のコードの傾斜方向は、外側層４８のコードの傾斜方向とは逆である。

バンド３０は、ベルト２８を覆っている。図示されていないが、このバンド３０は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。バンド３０は、いわゆるジョイントレス構造を有する。このコードによりベルト２８が拘束されるので、ベルト２８のリフティングが抑制される。

サイド部３６は、軸方向においてカーカス２４の外側に位置している。サイド部３６は、軸方向外側に向かってテーパー状に突出している。この突出により、サイド部３６にリムプロテクター５０が形成されている。リムプロテクター５０の端面５２は、軸方向において、フランジ３８の端５４よりも外側に位置している。

車両のハンドルをドライバーが回して車両が路肩に寄せられたとき、リムプロテクター５０が縁石に接触する。この接触により、ハンドルに反力が生じる。この反力により、ドライバーは、縁石とタイヤ１６との接触を検知する。ドライバーがハンドルを逆に回すことにより、リムフランジ３８と縁石との接触が回避される。リムプロテクター５０は、フランジ３８の損傷を防止する。

タイヤ１６が、キャッツアイを乗り越えて大幅に変形するとき、キャッツアイとフランジ３８との間にリムプロテクター５０が介在する。リムプロテクター５０により、フランジ３８とキャッツアイとの衝突が防がれる。リムプロテクター５０は、フランジ３８の損傷を防止する。

サイド部３６は、サイドウォール５６、クリンチ部５８及び挿入体６０を有している。サイドウォール５６は、トレッド１８の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール５６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール５６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール５６は、カーカス２４の外傷を防止する。クリンチ部５８は、高硬度な架橋ゴムからなる。図２に示されるように、クリンチ部５８はフランジ３８と当接する。

挿入体６０は、概して三角形である。挿入体６０は、軸方向外側に向かってテーパー状である。挿入体６０は、カーカス２４、サイドウォール５６及びクリンチ部５８に囲まれている。挿入体６０が、カーカス２４と離間してもよい。

挿入体６０は、軟質ゴムからなる。サイド部３６が挿入体６０を有しているので、リムプロテクター５０が存在するにもかかわらず、サイド部３６の剛性は過大でない。サイド部３６がリムプロテクター５０を有しているにもかかわらず、このタイヤ１６の転がり抵抗は小さい。従ってこのタイヤ１６は、車両の低燃費に寄与しうる。サイド部３６がリムプロテクター５０を有しているにもかかわらず、このタイヤ１６の縦剛性は小さい。従ってこのタイヤ１６は、乗り心地に優れる。サイド部３６がリムプロテクター５０を有しているにもかかわらず、このサイド部３６の変形は均一である。従ってこのタイヤ１６は、操縦安定性に優れる。

挿入体６０は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。このゴム組成物の基材ゴムとして、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、イソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体（ＳＩＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体及びイソプレン−ブタジエン共重合体が例示される。２種以上のゴムが併用されてもよい。耐クラック性及び加工性の観点から、ジエン系ゴムが好ましい。基材ゴムの全量に対するジエン系ゴムの量の比率は４０質量％以上が好ましく、６０質量％以上が特に好ましい。

このゴム組成物は、硫黄を含む。硫黄により、ゴム分子同士が架橋される。硫黄と共に、又は硫黄に代えて、他の架橋剤が用いられてもよい。電子線によって架橋がなされてもよい。

好ましくは、このゴム組成物は、硫黄と共に加硫促進剤を含む。スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤等が、用いられうる。好ましい加硫促進剤は、スルフェンアミド系加硫促進剤である。スルフェンアミド系加硫促進剤の具体例としては、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド及びＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが挙げられる。

このゴム組成物は、補強材を含む。典型的な補強材は、カーボンブラックである。ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等が用いられうる。挿入体６０の強度の観点から、カーボンブラックの量は、基材ゴム１００質量部に対して５質量部以上が好ましく、１０質量部以上が特に好ましい。挿入体６０の軟質の観点から、カーボンブラックの量は５０質量部以下が好ましく、４０質量部以下が特に好ましい。カーボンブラックと共に、又はカーボンブラックに代えて、シリカが用いられてもよい。乾式シリカ及び湿式シリカが用いられうる。

このゴム組成物は、軟化剤を含む。好ましい軟化剤として、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル及び芳香族系プロセスオイルが例示される。挿入体６０の軟質の観点から、軟化剤の量は、基材ゴム１００質量部に対して１０質量部以上が好ましく、２０質量部以上が特に好ましい。挿入体６０の強度の観点から、軟化剤の量は４０質量部以下が好ましく、３０質量部以下が特に好ましい。

ゴム組成物には、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、架橋助剤等が、必要に応じ添加される。

前述の通り、挿入体６０は軟質である。カーボンブラックの量が少なく設定されることにより、挿入体６０の軟質が達成されうる。軟化剤の量が多く設定されることにより、挿入体６０の軟質が達成されうる。

ＪＩＳ−Ａ型硬度計で測定された挿入体６０の硬度Ｈ２は、７０以下が好ましい。硬度Ｈ２が７０以下である挿入体６０により、サイド部３６の低剛性が達成されうる。この観点から、硬度Ｈ２は６５以下が特に好ましい。硬度Ｈ２は、５０以上が好ましい。硬度Ｈ２は、図２に示された断面にＪＩＳ−Ａ硬度計が押し付けられることで測定される。測定時の温度は、２３℃である。

挿入体６０の軟質とクリンチ部５８の高剛性の両立の観点から、クリンチ部５８の硬度Ｈ１と、挿入体６０の硬度Ｈ２との差（Ｈ１−Ｈ２）は２以上が好ましく、５以上が特に好ましい。差（Ｈ１−Ｈ２）は、２５以下が好ましい。硬度Ｈ１は、図２に示された断面にＪＩＳ−Ａ型硬度計が押し付けられることで測定される。測定時の温度は、２３℃である。

低燃費の観点から、挿入体６０の損失正接（ｔａｎδ）は０．１０以上が好ましく、０．１３以上が特に好ましい。損失正接は、０．２０以下が好ましい。損失正接は、「ＪＩＳ Ｋ ６３９４」の規定に準拠して測定される。測定の条件は、以下の通りである。
粘弾性スペクトロメーター：岩本製作所の「ＶＥＳＦ−３」
初期歪み：１０％
動歪み：±１％
周波数：５Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：１００℃

図２から明らかなように、挿入体６０の半径方向内側面６２は、クリンチ部５８に覆われている。挿入体６０の半径方向外側面６４は、サイドウォール５６に覆われている。挿入体６０は、サイド部３６の表面に露出していない。挿入体６０は、クリンチ部５８及びサイドウォール５６によって保護される。内側面６２と外側面６４とが、クリンチ部５８に覆われてもよい。内側面６２と外側面６４とが、サイドウォール５６に覆われてもよい。

サイド部３６の表面と挿入体６０との距離（図１において符号ｔで示される）の最小値は、１．０ｍｍ以上が好ましい。この距離が１．０ｍｍ以上であるタイヤ１６では、挿入体６０が損傷しにくい。この観点から、この距離は１．５ｍｍ以上がより好ましく、２．０ｍｍ以上が特に好ましい。挿入体６０が十分なボリュームを有しうるとの観点から、この距離は５．０ｍｍ以下が好ましい。

挿入体６０が十分なボリュームを有するタイヤ１６では、サイド部３６の低剛性が達成される。この観点から、挿入体６０の断面積は５０ｍｍ^３以上が好ましく、７０ｍｍ^３以上が特に好ましい。断面積は、２００ｍｍ^３以下が好ましい。断面積は、図２に示された断面において測定される。

図１において符号ＢＬで示されているのは、基準線である。基準線ＢＬは、コア４０の半径方向内端を通過し、軸方向に延在する。符号Ｈａで示されているのは基準線からのタイヤ１６の高さであり、符号Ｈｂで示されているのは基準線からの挿入体６０の高さである。低燃費、操縦安定性及び乗り心地の観点から、高さＨａに対する高さＨｂの比率は５０％以下が好ましく、４５％以下が特に好ましい。この比率は、２０％以上が好ましい。

上記サイズを有する挿入体６０は、種々のサイズのタイヤ１６においてその効果を発揮する。特に、偏平率が小さな乗用車タイヤ１６において、挿入体６０はその効果を発揮する。偏平率は、５０％が好ましく、４０％以下が特に好ましい。

このタイヤ１６の製造では、サイドウォール５６のためのゴム組成物、クリンチ部５８のためのゴム組成物及び挿入体６０のためのゴム組成物が同時に押し出される。これらゴム組成物が一体化され、ゴムシートが得られる。このゴムシートが他のゴム部材とアッセンブリーされて、ローカバー（未加硫タイヤ）が得られる。このローカバーが、モールドに投入される。ローカバーの外面は、モールドのキャビティ面と当接する。ローカバーの内面は、ブラダー又は中子に当接する。ローカバーは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ１６が得られる。ゴムシートにより、サイド部３６が形成される。押出に代えて、ストリップワインド工法により、サイド部３６が成形されてもよい。

本発明では、特にことわりのない限り、タイヤ１６の各部材の寸法及び角度は、タイヤ１６が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ１６に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ１６には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ１６が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ１６が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。乗用車用タイヤの場合は、内圧が１８０ｋＰａの状態で、寸法及び角度が測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１及び２に示された構造を備えた乗用車用タイヤを製作した。このタイヤのサイズは、「２４５／４０Ｒ１８」である。このタイヤの、サイドウォールのＪＩＳ−Ａ硬度は５８であり、クリンチ部の硬度Ｈ１は７５であり、挿入体の硬度Ｈ２は６０である。距離ｔの最小値は、２．０ｍｍである。クリンチ部及び挿入体のゴム組成物の詳細が、下記の表１に示されている。

天然ゴム
ＲＳＳ＃３
ポリブタジエン
日本ゼオン社の商品名「ニッポール１２２０」、（シス含有率：９６．５％）
カーボンブラック
キャボットジャパン社の商品名「ショウワブラックＮ２２０」
オイル
出光興産社の商品名「ダイナプロセスオイルＡＨ２４」
ワックス
大内新興化学工業社の商品名「サンノックワックス」
老化防止剤
Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
大内新興化学工業社の商品名「ノクラック６Ｃ」
ステアリン酸
日油社のステアリン酸
酸化亜鉛
三井金属鉱物社の商品名「亜鉛華１号」
硫黄
鶴見化学社の粉末硫黄
加硫促進剤
Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＮＳ」

［実施例４から６］
距離ｔの最小値を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例４から６タイヤを得た。

［実施例３］
カーボンブラック及びオイルの量を変更して挿入体の損失正接を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例３のタイヤを得た。

［実施例２、７及び８並びに比較例］
カーボンブラック及びオイルの量を変更して挿入体の硬度Ｈ２を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２、６及び７並びに比較例のタイヤを得た。

［走行試験］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに内圧が２３０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が４３００ｃｃである乗用車に装着した。ドライバーに、この乗用車をレーシングサーキットで運転させて、操縦安定性及び乗り心地を評価させた。この結果が、指数として下記の表２に示されている。数値が大きいほど好ましい。

［転がり抵抗］
転がり抵抗試験機を用い、以下の測定条件で転がり抵抗を測定した。
使用リム：１８×８．５−Ｊ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：４．６ｋＮ
速度：８０ｋｍ／ｈ
この結果が、指数として下記の表２に示されている。数値が小さいほど好ましい。

［ビードの耐久性］
ドラム試験機を用い、以下の測定条件でタイヤを転動させた。
使用リム：１８×８．５−Ｊ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：６．９ｋＮ
速度：６０ｋｍ／ｈ
ビードに損傷が発生するまでの時間を測定した。この結果が、指数として下記の表２に示されている。

表２に示されるように、実施例のタイヤは諸性能に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、種々の車両に装着されうる。

１６・・・空気入りタイヤ
１８・・・トレッド
２２・・・ビード
２４・・・カーカス
２６・・・支持層
２８・・・ベルト
３０・・・バンド
３６・・・サイド部
５０・・・リムプロテクター
５６・・・サイドウォール
５８・・・クリンチ部
６０・・・挿入体

Claims (5)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれがこのトレッドの端よりも半径方向略内側に位置する一対のビードと、一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されており半径方向において上記トレッドの内側に位置するカーカスと、それぞれが軸方向において上記カーカスの外側に位置する一対のサイド部とを備えており、
   それぞれのサイド部が、軸方向外側に向かってテーパー状に突出するリムプロテクターを有しており、
   上記サイド部が、上記リムプロテクターの近傍において、軟質ゴムからなる挿入体を含んでいる空気入りタイヤ。
2. 上記サイド部がサイドウォール及びクリンチ部を有しており、上記挿入体がこのサイドウォール又はクリンチ部に覆われている請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記挿入体のＪＩＳ−Ａ硬度Ｈ２が上記クリンチ部のＪＩＳ−Ａ硬度Ｈ１よりも小さい請求項２に記載のタイヤ。
4. 上記硬度Ｈ１と、上記硬度Ｈ２との差（Ｈ１−Ｈ２）が２以上である請求項３に記載のタイヤ。
5. 上記サイド部の表面と上記挿入体との距離の最小値が１．０ｍｍ以上である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。

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