JP3960381B2

JP3960381B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3960381B2
Application number: JP2003171961A
Authority: JP
Inventors: 直也網野; 克則田中; 篤丹野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: US7546863B2; US20070000591A1; CN100548724C; CN1805862A; EP1637359A4; WO2004113099A1; DE602004023391D1; EP1637359B1; EP1637359A1; JP2005007960A

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高硬度の補強ゴム層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、転がり抵抗を低減しながら、操縦安定性と耐久性の改善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、ケーシング剛性を高めて優れた操縦安定性を発揮するために、通常、ビード部からサイドウォール部に沿って延在する高硬度の補強ゴム層をサイドウォール部の内部に埋設することが行われている。ところが、タイヤを軽量化するためにサイドウォール部を薄くすると、補強ゴム層も薄くせざるを得ず、その結果としてタイヤの剛性が低下することになる。それを補うために、補強ゴム層をより高い位置まで配置することが必要であり、その関連技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
【０００３】
しかしながら、タイヤ最大幅位置からショルダー部までの部位は、タイヤ走行時の変形量が大きいので、補強ゴム層に従来から使用されている高硬度ゴムをそのまま使用すると、破断伸びが小さいためにタイヤの耐久性が低下したり、ヒステリシスロスが大きいために転がり抵抗が悪化するという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３１８７１３号公報
【特許文献２】
特開平８−３１８７１４号公報
【特許文献３】
特開平９−３００９２３号公報
【特許文献４】
特開平１１−２８９１６号公報
【特許文献５】
特開２００１−７１７１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、転がり抵抗を低減しながら、操縦安定性と耐久性を向上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。
【０００６】
【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、ビード部からサイドウォール部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する補強ゴム層をサイドウォール部の内部に備えた空気入りタイヤにおいて、前記補強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％〜３５０％であることを特徴とするものである。
【０００７】
このようにビード部からサイドウォール部に沿って延在する補強ゴム層の物性を規定することにより、軽量化のためにサイドウォール部を薄くした場合であっても、転がり抵抗を低減しながら、操縦安定性と耐久性を向上することが可能になる。
【０００８】
本発明において、タイヤのケーシング剛性を十分に確保するために、補強ゴム層はビード部からサイドウォール部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するものとする。また、上記物性を呈するために、補強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、任意成分として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。
【０００９】
【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。
【００１０】
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。
【００１１】
サイドウォール部２の内部には、ビード部３からサイドウォール部２に沿って延在する高硬度の補強ゴム層７が埋設されている。この補強ゴム層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。タイヤ子午線断面において、補強ゴム層７のビード寄りの下端部分は略三角形をなし、補強ゴム層７のショルダー寄りの上端部分は略三角形の下端部分よりも薄く均一な厚さを有している。つまり、補強ゴム層７はサイドウォール部２を補強しつつ薄肉化を可能にするものである。
【００１２】
上記補強ゴム層７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。
【００１３】
こ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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
上述のように構成される空気入りタイヤは、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する高硬度の補強ゴム層７をサイドウォール部２の内部に備えているので、軽量化のためにサイドウォール部２を薄くした場合であっても、タイヤのケーシング剛性が高く、操縦安定性が優れている。
【００１７】
また、補強ゴム層７がタイヤ最大幅位置を越えてタイヤショルダー側へ延在する構造であっても、その補強ゴム層７に損失正接が低いゴム組成物を用いているため、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。更に、補強ゴム層７を構成するゴム組成物は破断伸びが大きいため、タイヤの耐久性も十分に満足することが可能である。
【００１８】
ここで、補強ゴム層７を構成するゴム組成物について、６０℃での損失正接(tanδ) は０．０１〜０．２５とするが、これは損失正接を０．０１未満にすることは技術的に困難であり、また損失正接が０．２５を超えると転がり抵抗が増加するからである。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。
【００１９】
また、補強ゴム層７を構成するゴム組成物について、２３℃でのJIS-A 硬度は７０〜９５とするが、これはJIS-A 硬度が７０未満であるとタイヤのケーシング剛性の不足により操縦安定性の向上効果が不十分になり、逆に９５を超えると乗心地や耐久性を悪化させるからである。
【００２０】
更に、補強ゴム層７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は２００％以上とするが、これは破断伸びが２００％未満であるとタイヤの耐久性が不十分になるからである。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。
【００２１】
上述した実施形態において、サイドウォール部に埋設される補強ゴム層はビード寄りの部分が略三角形をなし、ショルダー寄りの部分がシート状をなし、これらが連続的に延在する構造になっているが、本発明では補強ゴム層の断面形状が特に限定されるものではない。また、補強ゴム層のビード寄りの部分とショルダー寄りの部分とを分離し、ビード寄りの部分をカーカス層の巻き上げ部の内側に包み込む一方で、ショルダー寄りの部分をカーカス層の巻き上げ部の外側に配置することも可能である。
【００２２】
【実施例】
ビードフィラー用のゴム組成物として、下記表１の配合からなるゴム組成物Ａ〜Ｉを用意した。但し、これらゴム組成物Ａ〜Ｉは、密閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム及びカーボンブラック等の配合剤を５分間混合した後、オープンロールにて加硫促進剤及び硫黄を混合したものである。
【００２３】
【表１】

表中、＊１：RSS ＃３
＊２：Nipol 1502, 日本ゼオン（株）製
＊３：DIA-HA, 三菱化学（株）製
＊４：Nipsil AQ,日本シリカ工業製
＊５：Si-69,デグッサ製
＊６：酸化亜鉛３号，正同化学工業（株）製
＊７：日本油脂（株）製
＊８：SANTOFLEX 6PPD, FLEXSIS 製
＊９：ノクセラーCZ, 大内新興化学（株）製
＊10：（株）軽井沢精錬所製
【００２４】
そして、タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５であって、サイドウォール部に埋設する補強ゴム層として種々異なるビードフィラーを用いたこと以外は同一構造を有する空気入りタイヤを製作した。従来例は、フィラー高さを通常の高さ（ビードコアの上端からタイヤ径方向に４５ｍｍ）としたものである。比較例１〜４及び実施例１〜５は、フィラー高さを通常より高く（ビードコアの上端からタイヤ径方向に８０ｍｍ）とし、フィラーゴムを種々異ならせたものである。
【００２５】
これら試験タイヤについて、下記の方法により、転がり抵抗、耐久性及びケーシング剛性を評価し、その結果を表２に示した。
【００２６】
転がり抵抗：
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の条件で転がり抵抗を測定した。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がり抵抗が大きいことを意味する。
【００２７】
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、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。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、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耐久性が優れていることを意味する。
【００２８】
ケーシング剛性：
各試験タイヤの横バネ定数を測定した。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ケーシング剛性が高く、操縦安定性が優れていることを意味する。
【００２９】
【表２】

【００３０】
この表２から明らかなように、比較例１は従来例よりもビードフィラーを高くすることでケーシング剛性が増大しているものの、転がり抵抗が増大し、耐久性が低下していた。比較例２はビードフィラーを構成するゴム組成物の硬さが不十分であるため、ケーシング剛性の増大効果が不十分であった。比較例３はビードフィラーを構成するゴム組成物の破断伸びが不十分であるため、耐久性が低下していた。比較例４はビードフィラーを構成するゴム組成物の損失正接が高いため、転がり抵抗が増大していた。
【００３１】
これに対して、実施例１〜５はいずれもビードフィラーを構成するゴム組成物が所定の物性を有しているため、転がり抵抗を低減しながら、ケーシング剛性を増大し、耐久性を向上することが可能であった。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ビード部からサイドウォール部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する補強ゴム層をサイドウォール部の内部に備えた空気入りタイヤにおいて、その補強ゴム層を構成するゴム組成物の物性を規定したから、転がり抵抗を低減しながら、操縦安定性と耐久性を向上することができる。
【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子午線半断面図である。
【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補強ゴム層

Claims

ビード部からサイドウォール部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する補強ゴム層をサイドウォール部の内部に備えた空気入りタイヤにおいて、前記補強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％〜３５０％である空気入りタイヤ。
前記補強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に記載の空気入りタイヤ。