JP2691432B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP2691432B2 JP63316272A JP31627288A JP2691432B2 JP 2691432 B2 JP2691432 B2 JP 2691432B2 JP 63316272 A JP63316272 A JP 63316272A JP 31627288 A JP31627288 A JP 31627288A JP 2691432 B2 JP2691432 B2 JP 2691432B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C13/00Tyre sidewalls; Protecting, decorating, marking, or the like, thereof
    • B60C2013/005Physical properties of the sidewall rubber
    • B60C2013/006Modulus; Hardness; Loss modulus or "tangens delta"
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C13/04Tyre sidewalls; Protecting, decorating, marking, or the like, thereof having annular inlays or covers, e.g. white sidewalls
    • B60C2013/045Tyre sidewalls; Protecting, decorating, marking, or the like, thereof having annular inlays or covers, e.g. white sidewalls comprising different sidewall rubber layers

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐クラック性および乗り心地性を損なうこ
となく、操縦安定性を向上した空気入りタイヤに関す
る。
〔従来の技術〕
従来の空気入りタイヤのサイドウォール部には、圧力
容器としてのタイヤの骨格を形成するカーカス層をカッ
ト等の外傷から保護し、また、走行中の屈曲に伴う応力
集中により外壁付近にクラックが発生するのを防止する
ため、動的弾性率の低いゴム材料からなるゴム層が設け
られているのが普通である。
一方、タイヤに要求される重要な特性として操縦安定
性があり、この操縦安定性にはサイドウォールの剛性が
大きな要因の一つになっている。しかし、上述した従来
のタイヤでは耐クラック性や耐カット性を重視して動的
弾性率の低いゴムがサイドウォールに使用されているた
め、サイドウォールゴム層を剛性メンバーとして機能さ
せることは考えられていなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、サイドウォール部の耐クラック性や
耐カットを損なうことなく、また乗り心地性の悪化を招
くことなく、操縦安定性を向上した空気入りタイヤを提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明タイヤは、サイドウォール部を内外二つのゴム
層から構成し、内側ゴム層はゴム100重量部当たり短繊
維が2〜30重量部配合され、該短繊維がタイヤ周方向に
対して45±20度の角度で配向しているゴム層からなり、
外側ゴム層はその動的弾性率が前記内側ゴム層の径方向
動的弾性率より低いゴム層から形成することを要旨とす
る。
図は、このような本発明のタイヤの1実施例を示すタ
イヤの半断面図である。
図において、4u,4dはタイヤの骨格を構成するカーカ
ス層であり、その両端部がビード部のビードワイヤ7の
周りに内側から外側に折り返されている。トレッド部に
はカーカス層4u,4dの外側に2層のベルト補強層2u,2dか
らなるベルト層2が設けられ、また環状のビードワイヤ
7の上にビードフィラー8が設けられている。また、タ
イヤサイド部は、カーカス層4u,4dを保護するように、
内側ゴム層5と外側ゴム層6との2層からなるサイドウ
ォールゴム層が設けられ、その下端はリムクッション部
1に達している。
本発明タイヤにおいて、サイドウォール部とは、JATM
A自動車用タイヤ安全基準編に規定されている「トレッ
ドとビードとの間の部分」を意味し、サイドウォールゴ
ムはこのサイドウォール部を構成しているゴム材料を言
い、図に示すリムクッション部1のゴムは含まれない。
本発明において、サイドウォールゴム層を構成する内
外2層のゴム層のうち、内側ゴム層5は、ゴム100重量
部当たり短繊維が2〜30重量部配合され、その短繊維が
タイヤ周方向に対して45±20度、すなわち、25〜65度の
範囲内の角度で配向した異方性を示すゴム層であること
が重要である。
すなわち、ゴム中に配合された短繊維が一定の方向に
配向している場合、短繊維の配向方向に対して45゜の曲
げ剛性はそれほど高くはないのに対し、短繊維の配向方
向に対し45度の方向における剪断剛性は著しく増大する
ことが知られている。
他方、本発明者らは、操縦安定性を向上させるため
にサイドウォール部の動的弾性率を大きくすると乗り心
地性が悪化し、操縦安定性と乗り心地性とは背反性であ
ること、操縦安定性に対してはタイヤの周剛性と横剛
性が大きな影響を与えているが、乗り心地性に対しては
タイヤの縦方向の剛性が大きな影響を与えていること並
びにタイヤの周剛性にはサイドウォール部の剪断剛性
が大きく影響し、サイドウォール部の剪断剛性を大きく
することによって操縦安定性が向上し、他方、タイヤの
縦剛性にはサイドウォール部の半径方向の曲げ剛性が大
きく影響し、この半径方向の曲げ剛性が増大すると乗り
心地性が低下することを見出した。
これらの知見から、上記内側ゴム層5中の短繊維の配
列がランダムで、異方性を有していない(等方性)場合
は、操縦安定性は向上しても乗り心地性は損なわれるの
に対し、内側ゴム層5中の短繊維をタイヤ周方向に対し
て45±20度の角度で配向させて、剛性に方向性(異方
性)のあるサイドウォール部を設けた場合は、乗り心地
性を損なわずに操縦安定性を向上させることができるの
である。
しかしながら、タイヤが接地回転して曲げ変形や剪断
変形を受けると、タイヤの曲げの中心軸は弾性率の高い
カーカス層の中心付近となる。したがって、サイドウォ
ール部の曲げによる歪みはその外側に行くほど増大する
のが普通であり、このサイドウォール部が短繊維が配向
した異方性のゴム層ような弾性率の大きいゴム層から形
成される場合は、歪みの集中によってクラックが発生し
易くなる。
本発明は、上記内側ゴム層にその優れた操縦安定性向
上効果を発揮させると同時に、サイドウォール部の耐ク
ラック性を維持、向上させるため、外側ゴム層として内
側ゴム層の径方向動的弾性率よりも小さい動的弾性率を
有するゴムからなるゴム層を形成することを特徴として
いる。
本発明において、上述した内側ゴム層は、ゴム100重
量部当たり2〜30重量部の短繊維を含有していることが
必要である。この短繊維の含有量が2重量部未満では、
短繊維の配向方向と、それに直角な方向の弾性率(した
がって、タイヤの径方向と周方向との弾性率)の差が小
さくなり、内側ゴム層の異方性が不十分となるし、他
方、30重量部を超えると、加工性の低下が著しくなるた
めタイヤの工業的製造上好ましくない。
本発明の内側ゴム層に配合される短繊維は、その平均
直径(d)が15μ以下であることが好ましい。この平均
直径(d)が15μを超えると耐クラック性が悪化し、耐
久性が低下する。ここで平均直径とは、ゴムに配合され
る短繊維を20本ランダムにサンプリングし、その直径を
計測して統計学的に算出した値をいう。
また、短繊維の形状は、内側ゴム層に対する補強効果
並びにタイヤの性能向上の上から、その平均直径(d)
に対する短繊維長(l)の比(l/d)が15以上であるも
のが好ましい。
さらに内側ゴム層の厚さは、操縦安定性を有効に向上
させるためには、タイヤ最大幅位置で測定した値で1mm
以上であるのがよく、かつ耐クラック性、耐カット性を
損なわないためには、同じくタイヤ最大幅位置で測定し
た値でサイドウォール部の全ゴム層の厚さの70%以下で
あることが望ましい。
本発明に使用される短繊維は、有機繊維、無機繊維の
いずれであってもよい。有機繊維としては、タイヤ走行
中並びにゴム組成物をミキサー等で混合する際の熱(数
百度に達することがある)により、融解したり、熱劣化
して補強効果が低減するのを防止するため、その融点が
160℃以上であることが望ましい。本発明に使用される
短繊維の例としては、たとえば、ビニロン、ナイロン、
ポリエステル、芳香族ポリアミド(アラミド)全芳香族
ポリエステル等の合成繊維、レーヨン、炭素繊維、ガラ
ス繊維、チタン酸カリウム、炭化珪素、フォスフェート
等のウイスカー等を挙げることができる。これらの繊維
には、ゴムとの接着性を向上させるための各種の接着剤
処理を施すことができるし、これらの繊維は単独、また
は繊維の種類,繊維長、繊維直径の異なるものを少なく
とも2種以上混合して使用することができる。
本発明の上記サイドウォール部内、外側ゴム層を形成
するゴム成分としては、たとえば、天然ゴム、イソプレ
ンゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム(SBR)などを例示することができ、これ
らのゴム成分には公知のカーボンブラック、加硫促進剤
等の各種配合剤が適宜配合されることは言うまでもな
い。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
なお、実施例において、タイヤのサイドメスカット試
験、操縦安定性、乗心地性は、次の測定法により評価し
た。
サイドメスカット試験: タイヤ最大幅位置にタイヤ断面方向に対して45゜の角
度で、幅5mm、深さ1.0mmのメスカットを入れて、ドラム
径が1707mmのドラム上で5,000Km走行し、走行終了後の
前記メスカットの成長長さを測定し、耐クラック性とし
て評価した。
なお、試験条件は次の通り。
リム:15×6 1/2・JJ、荷重:505Kg:、空気圧:1.90Kg/c
m2、速度:81Km/hr。
操縦安定性: 各タイヤを15×6 1/2JJのリムに組み、空気圧を2.2kg
/cm2とし、国産FR車の4輪に装着し、アスファルト舗装
の直線路に30m間隔でパイロンを5本設置してスラロー
ム走行を行い、その平均速度を計測した。そして、従来
タイヤのタイムを100とした指数で操縦安定性を評価し
た。
乗り心地性: 直径2500mmのドラムの周上1ケ所に直径20mmの半円形
状突起物を取付けた突起乗越し試験機により、供試タイ
ヤが突起上を乗り越したときの前後方向の軸力(前後方
向衝撃力)を検出し、その大小により乗心地性を評価し
た。
リムは15×6 1/2JJ、空気圧は2.2kg/cm2、荷重は450k
g、速度は80Km/hrの条件で試験した。
実施例1〜2、従来例、比較例1〜2 表1に示す3種類の配合組成(重量部)のゴム組成物
を調製し、これらゴム組成物を用いて、図に示した断面
構造を有する表2に示す7種類のタイヤを製造し、サイ
ドメスカット試験、操縦安定性、乗り心地性を評価し
た。
なお、前記7種類のタイヤは、サイズが195/60R15
で、1500d/2のポリエステル繊維コードをタイヤ周方向
に対し実質的に90度の角度で配置したカーカス層と、1
×5(0.25)のスチールコードを24度で互いに交差させ
たベルト補強層を有する。
また、サイドウォール部の短繊維を含有する内側ゴム
層は、ゴム組成物を通常のゴム加工用ロールを使用して
所定の厚さにシートにし、これをロール通過方向が周方
向に対して所定の角度となるように裁断することにより
作成した。
〔発明の効果〕 本発明によれば、サイドウォール部を内外二つのゴム
層から構成し、内側ゴム層を短繊維がタイヤ周方向に対
して45±20度の角度で配向している異方性ゴム層とする
ことによって、乗り心地性を損なうことなく、操縦安定
性を向上し、外側ゴム層をその動的弾性率が前記内側ゴ
ム層の径方向動的弾性率より低いゴム形成することによ
り、サイドウォール部の耐クラック性を維持、向上し、
併せて耐カット性を付与したものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明のタイヤの1実施例を示すタイヤの半断面図
である。 2u,2d:ベルト補強層、2:ベルト層、4u,4d:カーカス層、
5:内側ゴム層、6:外側ゴム層、7:ビードワイヤ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サイドウォール部を内外二つのゴム層から
    構成し、内側ゴム層はゴム100重量部当たり短繊維が2
    〜30重量部配合され、該短繊維がタイヤ周方向に対して
    45±20度の角度で配向しているゴム層からなり、外側ゴ
    ム層はその動的弾性率が前記内側ゴム層の径方向動的弾
    性率より低いゴム層からなることを特徴とする空気入り
    タイヤ。
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