JP2018058421A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり抵抗の低減のために溝下ゲージを薄くした空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、溝下ゲージが薄くてもグルーブクラックの発生を防止することができ、且つ、操縦安定性を良好に維持することができる空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire in which a sub-groove gauge is thinned to reduce rolling resistance. More specifically, even if the sub-groove gauge is thin, the occurrence of groove cracks can be prevented, and steering stability can be improved. The present invention relates to a pneumatic tire that can be well maintained.
近年、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減して低燃費化を図るために、トレッド部においてタイヤ周方向に延びる主溝の下部を構成するゴム層のゲージ(溝下ゲージ)を薄くすることが行われている。しかしながら、溝下ゲージが極端に薄くなると、ベルト層やベルト補強層のような補強コードを含んだ補強層に対して主溝の下部を構成するゴム層の剛性が著しく小さくなり、主溝の底部に応力が集中し易くなり、タイヤが長期に亘って使用されて経時的に劣化した際に、グルーブクラックが生じ易くなるという問題がある。 In recent years, in order to reduce the rolling resistance of pneumatic tires and reduce fuel consumption, the gauge of the rubber layer (under-groove gauge) constituting the lower part of the main groove extending in the tire circumferential direction in the tread portion has been reduced. It has been broken. However, when the sub-groove gauge becomes extremely thin, the rigidity of the rubber layer constituting the lower part of the main groove with respect to the reinforcing layer including the reinforcing cord such as the belt layer or the belt reinforcing layer is remarkably reduced, and the bottom of the main groove There is a problem that when the tire is used over a long period of time and deteriorates with time, groove cracks are likely to occur.
一方で、トレッド部を構成するゴム層(トレッドゴム層)は、一般的に、トレッド表面に露出するキャップトレッドと、その内周側に配置されるアンダートレッドとで構成される。この場合、キャップトレッドは、タイヤの操縦安定性を高めるために高い硬度物性が必要となり、その一方で伸び難い特性を有する傾向にある。一方、アンダートレッドは、タイヤの発熱低減を目的とし、キャップトレッドに比べて柔軟なゴム組成物で構成されるため、例えば特許文献1に示されるようにアンダートレッドの厚みを増してアンダートレッドが溝底に露出するようにすれば上記グルーブクラックへの対策になると考えられる。しかしながら、アンダートレッドの使用量が増加すると必然的に操縦安定性に寄与するキャップトレッドが減少して操縦安定性が悪化してしまうと言う問題がある。 On the other hand, the rubber layer (tread rubber layer) constituting the tread portion is generally composed of a cap tread exposed on the tread surface and an under tread disposed on the inner peripheral side thereof. In this case, the cap tread needs to have high hardness physical properties in order to improve the steering stability of the tire, and on the other hand, tends to have a characteristic that it is difficult to stretch. On the other hand, the under tread is intended to reduce the heat generation of the tire and is composed of a rubber composition that is more flexible than the cap tread. For example, as shown in Patent Document 1, the thickness of the under tread is increased so that the under tread has a groove. If it is exposed to the bottom, it is considered to be a countermeasure for the groove crack. However, there is a problem that when the amount of undertread used increases, the cap tread that inevitably contributes to steering stability decreases and steering stability deteriorates.
本発明の目的は、転がり抵抗の低減のために溝下ゲージを薄くした場合であっても、グルーブクラックの発生を防止することができ、且つ、操縦安定性を良好に維持することができる空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is an air that can prevent the occurrence of groove cracks and maintain good steering stability even when the under-groove gauge is thinned to reduce rolling resistance. The purpose is to provide tires.
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部と、該一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された補強層と、前記トレッド部における前記カーカス層および前記補強層の外周側に配置されたトレッドゴム層とを備え、前記トレッド部の外表面にタイヤ周方向に延びる主溝と該主溝によって区画された陸部とが形成された空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴム層が前記トレッド部の表面に露出するキャップトレッドと該キャップトレッドの内周側に配置されたアンダートレッドとで構成され、子午線断面において前記主溝の溝下領域に占める前記アンダートレッドの割合が95%以上であり、前記補強層の外周面から前記陸部の表面までの高さHtが30mm以下であり、前記補強層の外周面から前記主溝の底面までの高さHgが5mm以下であり、前記陸部の幅方向中心位置における前記補強層の外周面から前記キャップトレッドと前記アンダートレッドとの境界までの高さhが0.5mm以上かつ前記高さHgに対してh<Hgの関係を満たし、前記アンダートレッドを構成するゴム組成物がゴム成分中に少なくともブタジエン構造を含み、且つ、前記ゴム成分100重量部に対して20重量部〜80重量部の充填剤を含み、前記アンダートレッドを構成するゴム組成物の弾性率Euが12MPa以下であり、且つ、前記キャップトレッドを構成するゴム組成物の弾性率Ecが前記弾性率Euに対してEc/Eu≦5.0の関係を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a pneumatic tire according to the present invention includes a tread portion that extends in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions disposed on both sides of the tread portion, and the sidewall portions. A pair of bead portions disposed on the inner side in the tire radial direction, a carcass layer mounted between the pair of bead portions, a reinforcing layer disposed on an outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion, and the tread. A tread rubber layer disposed on the outer peripheral side of the carcass layer and the reinforcing layer in a portion, and a main groove extending in a tire circumferential direction and a land portion partitioned by the main groove are formed on an outer surface of the tread portion A cap tread in which the tread rubber layer is exposed on the surface of the tread portion, and an under tread disposed on an inner peripheral side of the cap tread In the meridian cross section, the ratio of the under tread in the region below the main groove is 95% or more, and the height Ht from the outer peripheral surface of the reinforcing layer to the surface of the land portion is 30 mm or less. The height Hg from the outer peripheral surface of the reinforcing layer to the bottom surface of the main groove is 5 mm or less, and the boundary between the cap tread and the under tread from the outer peripheral surface of the reinforcing layer at the center position in the width direction of the land portion. The rubber composition constituting the undertread contains at least a butadiene structure in the rubber component, and has a height h of 0.5 mm or more and satisfies the relationship of h <Hg with respect to the height Hg. Containing 20 to 80 parts by weight of filler with respect to 100 parts by weight of the component, and the elastic modulus Eu of the rubber composition constituting the undertread is 12 MPa or less; and , Wherein the elastic modulus Ec of the rubber composition constituting the cap tread satisfies the relationship Ec / Eu ≦ 5.0 with respect to the elastic modulus Eu.
本発明の空気入りタイヤでは、溝下領域の大半が上述の配合からなるアンダートレッドで構成されるので、溝底を柔軟で歪みに対して柔軟に追従可能にすることができ、グルーブクラックの発生を抑制することができる。このとき、高さHgと高さHtを上記範囲に設定したうえで、高さhを上記範囲に限定して、陸部下に占めるアンダートレッドの割合を抑えているので、トレッド部全体の剛性(特に陸部の剛性)を低下させることがなく、操縦安定性については良好に維持することができる。また、高さHg(即ち、溝下のゴムゲージ)を上記範囲に抑えられているので、転がり抵抗も低減することができる。尚、本発明において、「溝下領域」とは子午線断面における主溝の底面の下方の領域であり、具体的には、主溝の壁面と底面との連結点から補強層に向かって下ろした各垂線の間の領域である。主溝の壁面と底面との連結部が滑らかな円弧を成す場合は、この円弧の壁面側の開始点を前述の連結点と見做す。この溝下領域に占めるアンダートレッドの割合とは、子午線断面における溝下領域全体の断面積に対する溝下領域に含まれるアンダートレッドの断面積の割合である。また、本発明において、弾性率とは、JIS K6394に準拠して、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を用い、周波数20Hz、初期歪み10%、動歪み±2%、温度20℃の条件にて測定された貯蔵弾性率(E’)を意味する。 In the pneumatic tire of the present invention, most of the region below the groove is composed of the undertread composed of the above-mentioned composition, so that the groove bottom can be made flexible and able to flexibly follow strain, and the occurrence of groove cracks. Can be suppressed. At this time, after setting the height Hg and the height Ht to the above ranges, the height h is limited to the above range, and the ratio of the under tread occupying the land portion is suppressed. In particular, it is possible to maintain good steering stability without lowering the rigidity of the land portion. Further, since the height Hg (that is, the rubber gauge under the groove) is suppressed within the above range, the rolling resistance can also be reduced. In the present invention, the “under-groove region” is a region below the bottom surface of the main groove in the meridian section. Specifically, the region is lowered from the connection point between the wall surface and the bottom surface of the main groove toward the reinforcing layer. It is the area between each perpendicular. When the connecting portion between the wall surface and the bottom surface of the main groove forms a smooth arc, the starting point on the wall surface side of this arc is regarded as the aforementioned connecting point. The ratio of the under tread to the under-groove area is the ratio of the cross-sectional area of the under tread included in the under-groove area to the cross-sectional area of the entire under-groove area in the meridian section. In the present invention, the elastic modulus is a condition of a frequency of 20 Hz, an initial strain of 10%, a dynamic strain of ± 2%, and a temperature of 20 ° C. using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) in accordance with JIS K6394. The storage elastic modulus (E ′) measured at
本発明においては、アンダートレッドを構成するゴム組成物が、ゴム成分中に天然ゴムまたはポリイソプレンゴムを15重量%〜80重量%、ポリブタジエンゴムを10重量%〜60重量%含み、充填剤としてカーボンブラックを単独もしくはシリカと共に含み、硫黄をゴム成分100重量部に対して2.0重量部〜6.0重量部を含むことが好ましい。このようにアンダートレッドを構成するゴム組成物の組成を限定することで、アンダートレッドの発熱性および疲労性が良好になり、転がり抵抗の低減と、グルーブクラックの防止と、操縦安定性の維持とをバランスよく両立するには有利になる。 In the present invention, the rubber composition constituting the undertread contains 15% to 80% by weight of natural rubber or polyisoprene rubber and 10% to 60% by weight of polybutadiene rubber in the rubber component, and carbon as a filler. It is preferable that black is contained alone or together with silica and sulfur is contained in an amount of 2.0 to 6.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. By limiting the composition of the rubber composition constituting the undertread in this way, the heat generation and fatigue properties of the undertread are improved, rolling resistance is reduced, groove cracks are prevented, and steering stability is maintained. It is advantageous to achieve both in a balanced manner.
本発明においては、主溝の内面のうち少なくとも底面の一部にアンダートレッドが露出していることが好ましい。このようにアンダートレッドが露出することで、より効果的にグルーブクラックを防止することが可能になる。 In the present invention, it is preferable that the undertread is exposed on at least a part of the bottom surface of the inner surface of the main groove. Thus, it becomes possible to prevent a groove crack more effectively by exposing an under tread.
尚、本発明において「高さh」を測定する陸部の幅方向中心位置とは、一対の主溝間に区画された陸部の場合は、各陸部の踏面における端部間のタイヤ幅方向の中心位置であり、陸部の端部から幅方向中心位置までの距離が各陸部の幅Wの1/2になっている。一方で、タイヤ幅方向最外側の主溝のタイヤ幅方向外側に区画された陸部(所謂、ショルダー陸部)の場合は、陸部の踏面における主溝側の端部と接地端との間のタイヤ幅方向の中心位置であり、主溝側の端部から幅方向中心位置までの距離または接地端から幅方向中心位置までの距離が陸部の幅Wの1/2になっている。接地端とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときのタイヤ軸方向の端部である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design Rim”、或いはETRTOであれば“Measuring Rim”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”であるが、タイヤが乗用車である場合には180kPaとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”である。 In the present invention, the center position in the width direction of the land portion for measuring the “height h” is the tire width between the end portions on the tread surface of each land portion in the case of a land portion partitioned between a pair of main grooves. The distance from the end of the land portion to the center position in the width direction is ½ of the width W of each land portion. On the other hand, in the case of a land portion (a so-called shoulder land portion) partitioned on the outer side in the tire width direction of the outermost main groove in the tire width direction, between the end portion on the main groove side on the tread surface of the land portion and the ground contact end The distance from the end on the main groove side to the center position in the width direction or the distance from the ground contact end to the center position in the width direction is ½ of the width W of the land portion. The ground contact end is an end portion in the tire axial direction when a normal load is applied by placing the tire on a normal rim and filling the normal internal pressure in a vertical state on a plane. The “regular rim” is a rim determined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based, for example, a standard rim for JATMA, “Design Rim” for TRA, or ETRTO. Then, “Measuring Rim” is set. “Regular internal pressure” is the air pressure that each standard defines for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. The maximum air pressure is JATMA, and the table “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS” is TRA. The maximum value described in “COLD INFRATION PRESURES”, “INFLATION PRESURE” for ETRTO, but 180 kPa when the tire is a passenger car. “Regular load” is a load determined by each standard for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. The maximum load capacity is JATMA, and the table “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS” is TRA. In the case of ETRTO, the maximum value described in “COLD INFORATION PRESSURES” is “LOAD CAPACITY”.
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、このトレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2と、サイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3とを備えている。尚、図1において、CLはタイヤ赤道を示す。
As shown in FIG. 1, the pneumatic tire of the present invention includes a tread portion 1 that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, a pair of
左右一対のビード部3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア5の外周上にはビードフィラー6が配置され、このビードフィラー6がカーカス層4の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。
A
トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にはベルト層7a(図1の例では2層のベルト層7a)が埋設されている。各ベルト層7aは、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層7aにおいて、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°〜40°の範囲に設定されている。更に、ベルト層7aの外周側にはベルト補強層7b(図1の例では2層のベルト補強層7b)が設けられている。ベルト補強層7bは、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層7bにおいて、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば0°〜5°に設定されている。尚、本発明では、これらベルト層7aおよびベルト補強層7bを「補強層7」と総称する。本発明において、ベルト層7aは必須の要素であるが、ベルト補強層7bは任意の要素であるので、図示のようにベルト層7aおよびベルト補強層7bが設けられる場合の他に、補強層7としてベルト層7aのみが設けられることもあり得る。
A
トレッド部1の外表面には、タイヤ周方向に延びる主溝8(図1では4本の主溝8)が設けられ、この主溝8によって陸部9(図1では5列の陸部9)が区画されている。陸部9は、タイヤ全周に亘って連続して延在するリブまたはタイヤ幅方向に延びるラグ溝(不図示)によって区画されたブロックのいずれであってもよい。このとき、補強層7の外周面から主溝8の底面までの高さHg(以下、溝下ゲージHgという場合もある)は5mm以下に設定されている。また、補強層7の外周面から陸部9の表面(踏面)までの高さHtが30mm以下に設定されている。これら高さHg,Htは、補強層7としてベルト層7aのみが設けられた場合にはベルト層7aの外周面を基準とした高さであり、ベルト層7aおよびベルト補強層7bが設けられた場合にはベルト補強層7bの外周面を基準と下高さである。補強層7(ベルト層7a、ベルト補強層7b)の外周面とは、補強層7を構成する補強コード(ベルト層7aの場合はベルトコード、ベルト補強層7bの場合は有機繊維コード)を被覆するコートゴムのタイヤ径方向外側の面である。
A main groove 8 (four
トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にはトレッドゴム層10が配され、サイドウォール部2におけるカーカス層4の外周側(タイヤ幅方向外側)にはサイドゴム層20が配され、ビード部3におけるカーカス層4の外周側(タイヤ幅方向外側)にはリムクッションゴム層30が配されている。トレッドゴム層10は、物性の異なる2種類のゴム層(キャップトレッド11、アンダートレッド12)をタイヤ径方向に積層した構造を有する。
A
本発明は、このような一般的な空気入りタイヤにおいて、後述のように主としてアンダートレッドゴム層12の構造や物性を規定したものである。そのため、アンダートレッド12(およびアンダートレッド12に応じて構造が変わり得るキャップトレッド11)を除く空気入りタイヤの基本的な断面構造は上述の構造に限定されるものではない。
The present invention mainly defines the structure and physical properties of the
本発明では、図2に示すように、子午線断面において主溝8の溝下領域に占めるアンダートレッド12の割合が95%以上であり、溝下領域の大半がアンダートレッド12で構成されている。これに対して、陸部9の幅方向中心位置における補強層7の外周面からキャップトレッド11とアンダートレッド12との境界までの高さhが0.5mm以上であり、且つ、この高さhが高さHg(溝下ゲージHg)に対してh<Hg、好ましくはh≦0.95Hgの関係を満たしている。アンダートレッド12は、前述のようにキャップトレッド11とは異なるゴム組成物で構成されるが、アンダートレッド12を構成するゴム組成物は、ゴム成分中にブタジエン構造を必ず含み、且つ、ゴム成分100重量部に対して20重量部〜80重量部の充填剤を必ず含む。
In the present invention, as shown in FIG. 2, the ratio of the
上述の配合のゴム組成物からなるアンダートレッド12はキャップトレッド11に比べて柔軟で歪みに対して柔軟に追従可能な特性を有するので、上記のようにアンダートレッド12で溝下領域の大半を占めるようにトレッド部1を構成することで、グルーブクラックの発生を抑制することができる。このとき、陸部9の下方については、高さhを上記範囲に限定してアンダートレッド11が占める割合を抑えているので、トレッド部1全体の剛性(特に陸部9の剛性)が低下することはなく、操縦安定性については良好に維持することができる。また、トレッド部1全体の構造として、高さHgと高さHtが上記範囲に設定されているので、転がり抵抗も低減することができる。
The
子午線断面において主溝8の溝下領域に占めるアンダートレッド12の割合が95%よりも小さいと、アンダートレッド12によって主溝8の底面を柔軟にする効果が充分に得られず、グルーブクラックの発生を抑制する効果が得られない。理想的には、主溝8の溝下領域に占めるアンダートレッド12の割合が100%に近くアンダートレッド12が主溝8の底面に露出していることが好ましいが、製造上、図3に示すように、主溝8の底面にキャップトレッド11が存在することもある。このようにキャップトレッド11が主溝8の溝底に露出していても、アンダートレッド12が上述の割合を満たしていれば(即ち、溝底に露出するキャップトレッド11が溝下領域に占める割合が5%未満であれば)、グルーブクラックの発生を抑制する本発明の効果を充分に発揮することができる。尚、図3では、キャップトレッド11が主溝8の溝底の全面に露出しているが、このように溝下領域においてキャップトレッド11がアンダートレッド12よりも溝底側に存在する場合であっても、アンダートレッド12が溝底の一部に露出していれば、溝底の一部に露出したアンダートレッド12によって効果的なグルーブクラック抑制効果が得られる。即ち、溝下領域の95%以上を占めたアンダートレッド12は、溝底に露出しなくてもグルーブクラックを抑制することができるが、グルーブクラックを抑制する効果を高めるには、主溝8の内面のうち少なくとも底面の一部に露出していることが好ましく、より好ましくは主溝の8の内面に露出するアンダートレッド12が多いとよく、最も好ましくは主溝8の底面の全面にアンダートレッド12が露出しているとよい。
If the ratio of the
尚、図3のように主溝8の底面の全面をキャップトレッド11が覆っている場合、主溝8の底面の下側におけるアンダートレッド12の厚さ(高さHgを測定した位置における補強層7の外周面からキャップトレッド11とアンダートレッド12との境界までの高さ)をh’とすると、高さhと高さh’とはh<h’の関係を満たしているとよく、より好ましくはh≦0.95h’の関係を満たしているとよい。尚、主溝8の溝下領域に占めるアンダートレッド12の割合が100%である場合には、高さh’は高さHgと一致するので前述の高さhと高さHgの関係(h<Hg、好ましくはh≦0.95Hg)となる。
When the
補強層7の外周面から陸部9の表面までの高さHtが30mmを超えるか、補強層7の外周面から主溝8の底面までの高さHgが5mmを超えると、トレッド部1全体の厚さが増すため、操縦安定性の悪化に加えて、転がり抵抗を充分に低減することができない。陸部9の幅方向中心位置における補強層7の外周面からキャップトレッド11とアンダートレッド12との境界までの高さhが0.5mmよりも小さいと、陸部9の下方にアンダートレッド12が実質的に存在しなくなるためタイヤ本来の性能が損なわれ、発熱性が著しく悪化する。高さhがHg以上であると、陸部9の下方においてアンダートレッド12の量が増加するため、トレッド部1全体の剛性(陸部9の剛性)を維持することが難しくなり、操縦安定性が低下する。尚、本発明では、陸部9の幅方向中心位置における高さhが高さHgよりも小さければ充分に陸部9の剛性を保つことができる。つまり、例えば図4に示すように、主溝8の底面および壁面を覆うようにアンダートレッド12が配される一方で、陸部9の幅方向中心に向かってアンダートレッドの厚さが減少して、子午線断面においてキャップトレッド11とアンダートレッド12の境界が略V字状を成して、陸部9の幅方向中心位置の近傍のみで高さhがh<Hgの関係を満たすような構造であってもよい。
When the height Ht from the outer peripheral surface of the reinforcing
上述のように、キャップトレッド11とアンダートレッド12とは物性の異なるゴム組成物で構成されるが、具体的には、アンダートレッド12を構成するゴム組成物の弾性率Euが12MPa以下であり、且つ、キャップトレッド11を構成するゴム組成物の弾性率Ecがアンダートレッド12を構成するゴム組成物の弾性率Euに対してEc/Eu≦5.0の関係を満たすことが好ましい。このように弾性率Euを設定することで、アンダートレッド12を充分に柔軟にすることができグルーブクラックの発生を抑制するには有利になる。また、弾性率Euと弾性率Ecとが上記関係を満たすことで、両者の物性のバランスが良好になり、転がり抵抗の低減と、グルーブクラックの防止と、操縦安定性の維持とをバランスよく両立するには有利になる。尚、キャップトレッド11を構成するゴム組成物の弾性率Ecは、上記関係を満たしていれば特に限定されないが、例えば4MPa〜20MPaに設定することができる。
As described above, the
アンダートレッド12を構成するゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、上記のようにブタジエン構造を必ず含む。このようなジエン系ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、分子末端が変性された変性ブタジエンゴム、変性スチレンブタジエンゴム等のタイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができる。特に、ゴム成分中に天然ゴムまたはポリイソプレンゴムを15重量%〜80重量%、ポリブタジエンゴムを10重量%〜60重量%含むとよい。尚、ブタジエンゴムは変性剤により変性されていてもよく、重合時に使用される触媒についても限定はされず、ニッケル、チタン、クロム、ネオジオム、リチウム等の触媒によって製造されたブタジエンゴムを用いてよい。これらジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。このようなゴム成分を用いることで、溝下ゴム層40の疲労性と発熱性が良好になり、転がり抵抗の低減と、グルーブクラックの防止と、操縦安定性の維持とをバランスよく両立するには有利になる。
In the rubber composition constituting the
アンダートレッドを構成するゴム組成物は、前述のゴム成分100重量部に対して20重量部〜80重量部の充填剤を必ず含むが、充填剤の配合量がゴム成分100重量部に対して20重量部よりも少ないと、ゴムの硬さを維持できず操縦安定性が悪化する。充填剤の配合量がゴム成分100重量部に対して80重量部よりも多いと転がり抵抗を充分に低減することができない。充填剤としては、カーボンブラックを単独もしくはシリカと共に含んでもよい。 The rubber composition constituting the undertread necessarily includes 20 to 80 parts by weight of the filler with respect to 100 parts by weight of the rubber component described above, but the amount of filler is 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When the amount is less than the weight part, the hardness of the rubber cannot be maintained and the steering stability is deteriorated. When the blending amount of the filler is more than 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, the rolling resistance cannot be sufficiently reduced. As the filler, carbon black may be contained alone or together with silica.
アンダートレッド12を構成するゴム組成物は、硫黄をゴム成分100重量部に対して2.0重量部〜6.0重量部を含むことが好ましい。このように所定量の硫黄が配合されることで、アンダートレッド12を構成するゴム組成物の強靭性が向上し、グルーブクラック防止に有利であり、更に操縦安定性に影響する硬度と発熱性のバランスを良好に両立できる。硫黄の配合量がゴム成分100重量部に対して2.0重量部よりも少ないと、架橋密度が低下して、弾性率が著しく低下し、操縦安定性が悪化する。硫黄の配合量がゴム成分100重量部に対して6.0重量部よりも多いと、加硫密度が増大して、弾性率が過剰となり、グルーブクラックを防止する効果が充分に得られなくなる。
The rubber composition constituting the
アンダートレッド12を構成するゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、加硫促進剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、一般的に空気入りタイヤに使用される各種配合剤を例示することができる。これら配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量にすることができる。
To the rubber composition constituting the
尚、本発明では、グルーブクラックの抑制に直接的に寄与するアンダートレッド12の物性が重要であり、アンダートレッド12については上記のように組成が限定されているが、キャップトレッド11を構成するゴム組成物の配合については特に限定されない。例えば、キャップトレッド11を構成するゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、もしくは分子末端が変性された変性ブタジエンゴム、変性スチレンブタジエンゴム等のタイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができ、充填剤としては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるカーボンブラック、シリカとしては、沈降シリカなどの湿式法又は乾式法で製造されたものを使うことができ、また市販品としては、Ultrasil 7000GR(Evonik社製)、Ultrasil 9100GR(Evonik社製)、Zeosil 1165MP(Solvay社製)、Zeosil Premium 200MP(Solvay社製)、Zeosil 115GR(Solvay社製)、Ultrasil 5000GR(Evonik社製)、またはUltrasil VN3GR(Evonik社製)などを使うことができる。
In the present invention, the physical properties of the
まず、表1に示す配合からなる8種類のタイヤ用ゴム組成物(ゴム1〜8)を調整した。これらゴム組成物の調製に当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、1.8Lの密閉型ミキサーで160℃、5分間混練した後、そのマスターバッチを放出した。このマスターバッチをオープンロールで混練し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合することで、各ゴム組成物を得た。尚、表1には、JIS K6394に準拠して、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を用い、周波数20Hz、初期歪み10%、動歪み±2%、温度20℃の条件にて測定した各ゴム組成物の弾性率を併せて示した。
First, eight types of tire rubber compositions (rubbers 1 to 8) having the composition shown in Table 1 were prepared. In preparing these rubber compositions, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator were weighed and kneaded in a 1.8 L closed mixer at 160 ° C. for 5 minutes, and then the master batch was discharged. Each rubber composition was obtained by kneading this master batch with an open roll, adding sulfur and a vulcanization accelerator, and mixing them. In Table 1, in accordance with JIS K6394, a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) was used, and the measurement was performed under the conditions of
表1において使用した原材料の種類を下記に示す。
・SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Nipol 1502
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Nipol BR 1220
・NR:天然ゴム、STR20
・CB:THAI CARBON BLACK PUBLICK社製 THAIBLACK N550
・シリカ:Evonik社製 Ultrasil VN3GR
・オイル:昭和シェル石油社製 エキストラクト4号S
・カップリング剤:Evonik社製 Si69
・ステアリン酸:日油社製 ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛:正同化学工業社製 酸化亜鉛3種
・老化防止剤:NICOL LIMITED社製 PILFLEX 13
・硫黄:鶴見化学工業社製 金華印油入 微粉硫黄
・加硫促進剤:FLEXSYS社製 SANTOCURE CBS
The types of raw materials used in Table 1 are shown below.
SBR: styrene butadiene rubber, Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon
-BR: Butadiene rubber, Nippon Zeon Corporation Nipol BR 1220
・ NR: Natural rubber, STR20
-CB: THAIBLACK N550 made by THAI CARBON BLACK PUBLICK
-Silica: Ultrasil VN3GR manufactured by Evonik
・ Oil: Showa Shell Sekiyu Extract 4 S
Coupling agent: Si69 manufactured by Evonik
-Stearic acid: manufactured by NOF Co., Ltd. Beads stearic acid- Zinc oxide: Zinc oxide, 3 types manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.-Anti-aging agent: PILFLEX 13 manufactured by NICOL LIMITED
・ Sulfur: Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. Jinhua Oil-filled fine powder sulfur ・ Vulcanization accelerator: FLEXSYS SANTOCURE CBS
次いで、上述のタイヤ用ゴム組成物(ゴム1〜8)をアンダートレッドに用いて、タイヤサイズが245/50R18であり、図1に示す基本構造を有し、アンダートレッドを構成するゴム組成物の種類、キャップトレッドを構成するゴム組成物の弾性率Ecとアンダートレッドを構成するゴム組成物の弾性率Euとの比Ec/Eu、主溝の底面の補強層の外周面からの高さHg、陸部の表面の補強層の外周面からの高さHt、陸部の幅方向中心位置におけるキャップトレッドとアンダートレッドとの境界の補強層の外周面からの高さh、溝下領域に占めるアンダートレッドの割合を表2のように設定した従来例1、比較例1〜10、実施例1〜6の17種類の空気入りタイヤを作製した。 Next, the tire rubber composition (rubbers 1 to 8) described above is used for an under tread, the tire size is 245 / 50R18, the basic structure shown in FIG. The ratio Ec / Eu between the elastic modulus Ec of the rubber composition constituting the cap tread and the elastic modulus Eu of the rubber composition constituting the under tread, the height Hg from the outer peripheral surface of the reinforcing layer at the bottom surface of the main groove, The height Ht from the outer peripheral surface of the reinforcing layer on the surface of the land portion, the height h from the outer peripheral surface of the reinforcing layer at the boundary between the cap tread and the under tread at the center position in the width direction of the land portion, the under occupying in the region below the groove Seventeen types of pneumatic tires of Conventional Example 1, Comparative Examples 1 to 10, and Examples 1 to 6 in which the tread ratio was set as shown in Table 2 were produced.
尚、表2,3の「アンダートレッドの種類」の欄には、各ゴム組成物の弾性率(表1に記載)を併せて示した。また、キャップトレッドとしては、空気入りタイヤにおいてキャップトレッドトして一般的に用いられるゴム組成物を用いたが、その弾性率Ecは8.0MPaであった。 In addition, in the column of “type of under tread” in Tables 2 and 3, the elastic modulus (described in Table 1) of each rubber composition is also shown. As the cap tread, a rubber composition generally used for cap treads in pneumatic tires was used, and its elastic modulus Ec was 8.0 MPa.
これら17種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、耐グルーブクラック性、操縦安定性、発熱性を評価し、その結果を表2,3に併せて示した。 About these 17 types of pneumatic tires, the groove crack resistance, steering stability, and heat generation were evaluated by the following evaluation methods, and the results are shown in Tables 2 and 3.
耐グルーブクラック性
各試験タイヤをリムサイズ18×8JJのホイールに組み付けて、空気圧230kPaを充填し、温度50℃の条件で100ppmhのオゾンを照射する容器内に1日放置した後、主溝の底面のクラック発生状況を目視で確認し、従来例1の結果を2点(基準)とする5段階で評価した。
Groove crack resistance Each test tire was assembled on a wheel with a rim size of 18 × 8 JJ, filled with air pressure of 230 kPa, left in a container irradiated with 100 ppmh of ozone at a temperature of 50 ° C., and then left on the bottom surface of the main groove. The crack generation state was visually confirmed, and the result of Conventional Example 1 was evaluated in five stages with 2 points (reference).
操縦安定性
各試験タイヤをリムサイズ18×8JJのホイールに組み付けて、空気圧を230kPaとして排気量2.5Lクラスの試験車両に装着し、乾燥路面からなる周回コースにて、テストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、比較例1を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性に優れることを意味する。尚、この指数値が「97」以上であれば、従来レベルを維持して充分に良好な操縦安定性を維持したことを意味する。
Steering stability Each test tire is mounted on a wheel with a rim size of 18 x 8 JJ, mounted on a 2.5 L class test vehicle with an air pressure of 230 kPa, and a sensory evaluation is performed by a test driver on a circuit course consisting of a dry road surface. It was. The evaluation results are shown as an index with Comparative Example 1 as 100. It means that it is excellent in steering stability, so that this index value is large. When the index value is “97” or more, it means that the conventional level is maintained and sufficiently good steering stability is maintained.
発熱性
各試験タイヤにおいて溝下ゴム層に用いられたゴム組成物を、所定の金型中で160℃で30分間プレス加硫して試験片を作製し、この試験片の60℃におけるtanδを、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所社製)を用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hz、雰囲気温度60℃の条件で測定した。評価結果は、比較例1の測定値の逆数を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど60℃におけるtanδが小さく、低発熱性であることを意味する。尚、この指数値が「95」以上であれば、従来レベルを維持して充分に良好な発熱性を維持したことを意味する。
Exothermic property The rubber composition used for the under-groove rubber layer in each test tire was press vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes in a predetermined mold to produce a test piece. , Using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) under the conditions of
表2,3から明らかなように、実施例1〜6はいずれも、従来例1に対して、操縦安定性および発熱性を維持または低減しながら、耐グルーブクラック性を向上した。 As is clear from Tables 2 and 3, all of Examples 1 to 6 improved the groove crack resistance while maintaining or reducing steering stability and heat generation compared to Conventional Example 1.
一方、比較例1は高さHtが高く、また比較例2はアンダートレッドの割合が高いが高さHgが高いために、耐グルーブクラック性には優れるが、操縦安定性および発熱性が悪化した。比較例3は、溝下領域に置けるアンダートレッドの割合が少ないため耐グルーブクラック性を向上する効果が得られなかった。比較例4は、高さhが過小であるため走行時にゴムが大きく変形・発熱する陸部中央にアンダートレッドが実質的に存在しなくなり、発熱性が悪化した。比較例5は、高さhが過大であるため陸部剛性が低下し、操縦安定性が悪化した。比較例6は、アンダートレッドとして充填剤の配合量が過剰であるゴム組成物(ゴム4)が用いられたため、発熱性が悪化した。比較例7は、アンダートレッドとして充填剤の配合量が過少であるゴム組成物(ゴム5)が用いられたため、弾性率と発熱のバランスが悪化し、操縦安定性および発熱性が悪化した。比較例8は、アンダートレッドの弾性率Euが過剰となったため、耐グルーブクラック性が悪化した。比較例9は、キャップトレッドの弾性率Ecとアンダートレッドの弾性率Euの比が過剰に大きくなったため、操縦安定性、発熱性が悪化した。比較例10はアンダートレッドとしてブタジエン構造を含むブタジエンゴムを用いられていないゴム組成物(ゴム8)が用いられたため発熱性が悪化した。
On the other hand, Comparative Example 1 has a high height Ht, and Comparative Example 2 has a high proportion of undertread but a high height Hg, which is excellent in groove crack resistance but deteriorated in handling stability and heat generation. . In Comparative Example 3, the effect of improving the groove crack resistance was not obtained because the ratio of the undertread that can be placed in the region below the groove was small. In Comparative Example 4, since the height h was too small, the under-tread substantially disappeared at the center of the land where the rubber greatly deformed and generated heat during running, and the heat generation deteriorated. In Comparative Example 5, since the height h was excessive, the rigidity of the land portion was lowered and the steering stability was deteriorated. In Comparative Example 6, since a rubber composition (rubber 4) with an excessive amount of filler was used as an under tread, the exothermic property deteriorated. In Comparative Example 7, since a rubber composition (rubber 5) with an excessive amount of filler as an undertread was used, the balance between elastic modulus and heat generation was deteriorated, and steering stability and heat generation were deteriorated. In Comparative Example 8, since the elastic modulus Eu of the undertread was excessive, the groove crack resistance was deteriorated. In Comparative Example 9, since the ratio of the elastic modulus Ec of the cap tread and the elastic modulus Eu of the undertread was excessively increased, the steering stability and the heat generation were deteriorated. Since the rubber composition (rubber 8) which does not use the butadiene rubber which contains a butadiene structure as an under tread was used for the comparative example 10, exothermic property deteriorated.
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 ビードフィラー
7 補強層
7a ベルト層
7b ベルト補強層
8 主溝
9 陸部
10 トレッドゴム層
11 キャップトレッド
12 アンダートレッド
20 サイドゴム層
30 リムクッションゴム層
40 溝下ゴム層
CL タイヤ赤道
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記トレッドゴム層が前記トレッド部の表面に露出するキャップトレッドと該キャップトレッドの内周側に配置されたアンダートレッドとで構成され、子午線断面において前記主溝の溝下領域に占める前記アンダートレッドの割合が95%以上であり、前記補強層の外周面から前記陸部の表面までの高さHtが30mm以下であり、前記補強層の外周面から前記主溝の底面までの高さHgが5mm以下であり、前記陸部の幅方向中心位置における前記補強層の外周面から前記キャップトレッドと前記アンダートレッドとの境界までの高さhが0.5mm以上かつ前記高さHgに対してh<Hgの関係を満たし、前記アンダートレッドを構成するゴム組成物がゴム成分中に少なくともブタジエン構造を含み、且つ、前記ゴム成分100重量部に対して20重量部〜80重量部の充填剤を含み、前記アンダートレッドを構成するゴム組成物の弾性率Euが12MPa以下であり、且つ、前記キャップトレッドを構成するゴム組成物の弾性率Ecが前記弾性率Euに対してEc/Eu≦5.0の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。 An annular tread portion extending in the tire circumferential direction, a pair of sidewall portions disposed on both sides of the tread portion, a pair of bead portions disposed on the tire radial direction inside of the sidewall portions, A carcass layer mounted between the pair of bead portions; a reinforcing layer disposed on an outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion; and an outer peripheral side of the carcass layer and the reinforcing layer in the tread portion. A pneumatic tire in which a main groove extending in the tire circumferential direction and a land portion defined by the main groove are formed on an outer surface of the tread portion.
The tread rubber layer is composed of a cap tread exposed on the surface of the tread portion, and an under tread disposed on the inner peripheral side of the cap tread, and the under tread occupies a sub-groove region of the main groove in a meridian section. The ratio is 95% or more, the height Ht from the outer peripheral surface of the reinforcing layer to the surface of the land portion is 30 mm or less, and the height Hg from the outer peripheral surface of the reinforcing layer to the bottom surface of the main groove is 5 mm. The height h from the outer peripheral surface of the reinforcing layer at the center position in the width direction of the land portion to the boundary between the cap tread and the under tread is 0.5 mm or more and h <with respect to the height Hg The rubber composition satisfying the relationship of Hg and constituting the undertread includes at least a butadiene structure in the rubber component, and 100 parts by weight of the rubber component The rubber composition constituting the undertread has an elastic modulus Eu of 12 MPa or less, and the elastic modulus Ec of the rubber composition constituting the cap tread is 20 parts by weight to 80 parts by weight. A pneumatic tire characterized by satisfying a relationship of Ec / Eu ≦ 5.0 with respect to the elastic modulus Eu.
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