WO2015022720A1 - 乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents

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栄星 清水
正俊 桑島
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Yokohama Rubber Co Ltd
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire suitable as a tire that is normally mounted on a passenger car. More specifically, the present invention makes it possible to significantly reduce tire weight and rolling resistance without impairing necessary tire performance.
  • the present invention relates to a pneumatic tire for a passenger car.
  • a pneumatic tire for a passenger car is usually a tread portion that extends in the tire circumferential direction and has a ring shape, a pair of sidewall portions that are arranged on both sides of the tread portion, and the tire portion on the inner side in the tire radial direction of these sidewall portions.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire for a passenger car that can significantly reduce tire weight and rolling resistance without impairing necessary tire performance.
  • a pneumatic tire for a passenger car includes a tread portion that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, a pair of sidewall portions that are disposed on both sides of the tread portion, and these side portions.
  • a pair of bead portions disposed on the inner side in the tire radial direction of the wall portion, and at least one carcass layer is mounted between the pair of bead portions, and a bead core is embedded in each bead portion.
  • the tread profile that forms the outline of the tread portion in the tire meridian cross section includes a side arc located on the outermost side in the tire width direction of the tread portion, and a shoulder arc located on the inner side in the tire width direction of the side arc, A pair of first boundary lines that pass through the intersection of the side arc extension line and the shoulder arc extension line and are orthogonal to the tire inner surface are defined, and rim check lines in which each sidewall portion extends in the tire circumferential direction are defined.
  • the pneumatic tire is divided into the first region to the third region by the first boundary line and the second boundary line defined as described above, and the cross-sectional areas SA, SB, SC of the first region to the third region are divided. Is divided by the peripheral lengths a, b, and c along the tire inner surface in the first region to the third region, the ratios SA / a and SB / b are 7.5 ⁇ SA / a ⁇ 11. 5.
  • the volume of the first region and the second region of the pneumatic tire is suppressed to the minimum necessary, so that wear resistance and cut resistance are reduced. Without impairing the tire performance such as, the tire weight can be greatly reduced, and the rolling resistance can be greatly reduced accordingly. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle, greatly contribute to resource and energy savings, and reduce the carbon dioxide emission from the vehicle.
  • the ratio SC / c preferably satisfies the relationship 4.0 ⁇ SC / c ⁇ 8.0.
  • the ratio STr / a satisfies the relationship STr / a ⁇ 7.5.
  • the volume in the first region of the tread rubber layer is suppressed to the minimum necessary, so that the tire weight and rolling resistance can be greatly reduced without impairing the wear resistance.
  • an air permeation preventive layer having an air permeability coefficient of 50 ⁇ 10 ⁇ 12 cc ⁇ cm / cm 2 ⁇ sec ⁇ cmHg or less along the carcass layer in the tire and / or the tire inner surface.
  • the air permeation preventive layer is preferably composed of a thermoplastic elastomer composition obtained by blending a thermoplastic resin or a thermoplastic resin and an elastomer.
  • the air permeability coefficient is a value measured under a temperature condition of 30 ° C. in accordance with JIS K7126 “Plastic Film and Sheet Gas Permeability Test Method”.
  • the reinforcing layer is preferably composed of a ply in which a plurality of organic fiber cords are arranged. Further weight reduction can be achieved by using an organic fiber cord for the reinforcing layer disposed in the tread portion.
  • the ratio S BFL / SC is 0.10 ⁇ S BFL /SC ⁇ 0.30. It is preferable to satisfy this relationship. Thus, further weight reduction can be achieved by making the cross-sectional area SBFL of the bead filler relatively small in the third region.
  • a pneumatic tire for passenger cars means a pneumatic tire for standard mounting of passenger cars except for emergency use, and excludes emergency tires and racing tires.
  • the tread profile is specified in a state in which the tire is assembled on the regular rim and the regular internal pressure is filled.
  • 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 is “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS” for TRA. The maximum value described in “COLD INFRATION PRESSURES”, “INFLATION PRESSURE” for ETRTO, but 180 kPa when the tire is a passenger car.
  • the cross-sectional area of the first region to the third region is a projected area of the tire meridian cross section in the tire circumferential direction. Therefore, when there is a circumferential groove extending in the tire circumferential direction or a lug groove extending in the tire width direction in the tread portion, the lug groove portion is included in the cross-sectional area, but the circumferential groove portion is excluded from the cross-sectional area. Is done.
  • FIG. 1 is a meridian cross-sectional view showing a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is an enlarged cross-sectional view of the tread portion of the pneumatic tire of FIG.
  • FIG. 1 and 2 show a pneumatic tire for a passenger car according to an embodiment of the present invention.
  • the pneumatic tire of the present embodiment includes a tread portion 1 that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, a pair of sidewall portions 2 that are disposed on both sides of the tread portion 1, And a pair of bead portions 3 disposed inside the wall portion 2 in the tire radial direction.
  • At least one carcass layer 4 including a plurality of carcass cords extending in the tire radial direction is mounted.
  • an organic fiber cord such as nylon or polyester is preferably used.
  • An annular bead core 5 is embedded in each bead portion 3, and a bead filler 6 made of a rubber composition is disposed on the outer periphery of the bead core 5.
  • the bead filler 6 is disposed on the outer peripheral side of the bead core 5 as necessary to fill the gap between the bead core 5 and the carcass layer 4.
  • Such a bead filler 6 may or may not be arranged, but is preferably arranged in order to suppress a failure at the time of manufacture.
  • An air permeation preventive layer 7 is provided on the inner surface of the tire along the carcass layer 4. Such an air permeation preventive layer 7 may be embedded inside the tire along the carcass layer 4 or may be provided both on the inner surface of the tire and inside the tire.
  • At least one reinforcing layer 8 including a plurality of aligned reinforcing cords is embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1.
  • a steel cord can be used, but an organic fiber cord such as aramid, polyolefin ketone (POK), polyethylene terephthalate (PET) is preferably used.
  • POK polyolefin ketone
  • PET polyethylene terephthalate
  • a composite cord (hybrid cord) obtained by combining and twisting different types of organic fibers may be used.
  • a tread rubber layer 9 is laminated on the outer peripheral side of the reinforcing layer 8.
  • the tread rubber layer 9 may have a single layer structure, but may have a laminated structure of an under tread and a cap tread.
  • the tread portion 1 having such a tread rubber layer 9 is formed with a plurality of circumferential grooves 11 extending in the tire circumferential direction and a plurality of lug grooves 12 extending in the tire width direction.
  • the tread profile 10 that forms the contour of the tread portion 1 in the tire meridian cross section is located at the center of the tread portion 1 in the tire width direction and has a center arc having a curvature radius Rc, and the tread portion 1.
  • a plurality of arcs including a side arc having a curvature radius Rs located on the outermost side in the tire width direction and a shoulder arc having a curvature radius Rsh located on the inner side in the tire width direction of the side arc.
  • the shoulder arc is an arc that defines the contour of the tread surface of the land portion located on the outermost side in the tire width direction of the tread portion 1, and the side arc is the side wall surface of the land portion located on the outermost side in the tire width direction of the tread portion 1. It is a circular arc that defines the contour of.
  • the center arc and the shoulder arc may be a common arc or may be different arcs.
  • Another arc may be interposed between the center arc and the shoulder arc.
  • the shoulder arc and the side arc may be connected so as to contact each other, or may be connected so as to cross each other. Another arc may be interposed between the shoulder arc and the side arc in order to smoothly connect the both.
  • each sidewall portion 2 has a rim check line 21 extending in the tire circumferential direction on the outer surface of the tire.
  • the rim check line 21 is formed to confirm the fitting state of the tire to the rim, and usually has a ridge protruding from the outer surface of the tire.
  • the first region A is partitioned between the pair of first boundary lines L1 and L1
  • the second region B is partitioned between the first boundary line L1 and the second boundary line L2
  • the second boundary line L2 The third region C is also divided on the bead toe 31 side, and the first region A, the second region B, and the third region C have sectional areas (mm 2 ) of SA, SB, and SC, respectively.
  • the peripheral lengths (mm) along the tire inner surface of the region B and the third region C are a, b, and c, respectively
  • the pneumatic tire has a ratio SA / a, SB / b of 7.5 ⁇ SA / It is configured to satisfy the relationship of a ⁇ 11.5 and 2.0 ⁇ SB / b ⁇ 6.0.
  • the pneumatic tire is satisfied by satisfying the relationships of 7.5 ⁇ SA / a ⁇ 11.5 and 2.0 ⁇ SB / b ⁇ 6.0 with respect to the ratios SA / a and SB / b. Since the volume (substantial average thickness) of the first region A and the second region B is minimized, the tire weight is greatly reduced without impairing the tire performance such as wear resistance and cut resistance. Accordingly, the rolling resistance can be greatly reduced.
  • the first region A corresponding to the tread portion 1 if the ratio SA / a is smaller than 7.5, the wear resistance is lowered, and conversely if it is larger than 11.5, the lightening effect is insufficient. Become.
  • the ratio SC / c should satisfy the relationship of 4.0 ⁇ SC / c ⁇ 8.0. That is, the ratio SC / c may be made as small as possible by reducing the number of wire turns of the bead core 5, reducing the cross-sectional area of the bead filler 6, or reducing the thickness of the rim cushion rubber layer. As a result, the volume of the third region C of the pneumatic tire is suppressed to a necessary minimum, so that the tire weight and rolling resistance can be greatly reduced without impairing the fitting characteristics, particularly the rim detachment resistance.
  • the third region C corresponding to the bead portion 3 when the ratio SC / c is smaller than 4.0, the fitting characteristic is deteriorated.
  • the cross-sectional area SA of the first region A, the cross-sectional area SB of the second region B, and the cross-sectional area SC of the third region C vary greatly depending on the tire size, but these cross-sectional areas SA, SB, SC are By defining the ratios SA / a, SB / b, and SC / c that are values divided by the peripheral lengths a, b, and c of the respective regions, the above-described effects can be expected regardless of the tire size. it can.
  • the ratio STr / a has a relationship of STr / a ⁇ 7.5, more preferably 5.0 ⁇ STr. It is preferable to satisfy the relationship of /a ⁇ 7.0. As a result, the volume (substantial average thickness) in the first region A of the tread rubber layer 9 is suppressed to the minimum necessary, so that the tire weight and rolling resistance are greatly reduced without impairing the wear resistance. can do.
  • an air permeation preventive layer 7 is disposed along the carcass layer 4 and / or on the tire inner surface.
  • the air permeation coefficient of the air permeation preventive layer 7 is 50 ⁇ 10 ⁇ 12 cc. It is good that it is below cm / cm 2 ⁇ sec ⁇ cmHg.
  • the air permeation preventive layer 7 is preferably composed of a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer composition obtained by blending a thermoplastic resin and an elastomer.
  • the air permeation preventive layer 7 having a lower air permeation coefficient than the conventional air permeation preventive layer mainly composed of butyl rubber, the air permeation preventive layer 7 can be made thinner and further weight reduction can be achieved.
  • the air permeation coefficient of the air permeation preventive layer 7 is larger than 50 ⁇ 10 ⁇ 12 cc ⁇ cm / cm 2 ⁇ sec ⁇ cmHg, it is difficult to further reduce the weight.
  • the reinforcing layer 8 is preferably composed of a ply in which a plurality of organic fiber cords are arranged. By using an organic fiber cord for the reinforcing layer 8 disposed in the tread portion 1, further weight reduction can be achieved.
  • a circumferential reinforcing layer in which a plurality of reinforcing cords are arranged substantially in parallel along the tire circumferential direction, or a plurality of reinforcing cords are arranged so as to be inclined with respect to the tire circumferential direction.
  • An inclined reinforcing layer can be employed, and the two can be used in combination.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction may be set to 5 ° or less, whereby the tagging effect based on the reinforcing layer 8 can be enhanced.
  • the circumferential reinforcing layer has a jointless structure in which at least one reinforcing cord is aligned and rubber-coated strip material is continuously wound in the tire circumferential direction.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction may be in the range of 20 ° to 50 °, thereby increasing the cornering power without increasing the rolling resistance.
  • the cornering power is not increased sufficiently.
  • the reinforcing cord is larger than 50 °, the out-of-plane bending rigidity of the reinforcing layer 8 is lowered and rolled. Resistance may increase.
  • the ratio S BFL / SC should satisfy the relationship of 0.10 ⁇ S BFL /SC ⁇ 0.30. .
  • the cross-sectional area SBFL of the bead filler 5 relatively small in the third region C, further weight reduction can be achieved.
  • the ratio S BFL / SC is smaller than 0.10, the rigidity of the bead portion 3 becomes insufficient, and conversely if it is larger than 0.30, the lightening effect is obtained. descend.
  • the fineness of the carcass cord of the carcass layer 4 can be selected from the range of, for example, 900 dtex / 2 to 2000 dtex / 2, and the number of drivings per 50 mm width is, for example, in the range of 30 to 70. You can choose from.
  • the fineness of the carcass cord of the carcass layer 4 is 900 dtex / 2 to 1400 dtex / 2, and the number of drivings per 50 mm width is preferably 45 to 70. That is, by adopting a thinner carcass cord, the carcass layer 4 can be made thinner and contribute to weight reduction, while the required pressure resistance can be ensured by increasing the number of driven carcass cords.
  • the fineness of the carcass cord is smaller than 900 dtex / 2, it is difficult to ensure the pressure resistance, and conversely if it is larger than 1400 dtex / 2, the lightening effect is lowered.
  • thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer composition obtained by blending an elastomer and a thermoplastic resin constituting the air permeation preventive layer of the pneumatic tire of the present invention will be described.
  • thermoplastic resin used in the present invention examples include polyamide resins [for example, nylon 6 (N6), nylon 66 (N66), nylon 46 (N46), nylon 11 (N11), nylon 12 (N12), Nylon 610 (N610), Nylon 612 (N612), Nylon 6/66 copolymer (N6 / 66), Nylon 6/66/610 copolymer (N6 / 66/610), Nylon MXD6 (MXD6), Nylon 6T , Nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP copolymer, nylon 66 / PPS copolymer] and their N-alkoxyalkylated products (for example, methoxymethylated product of nylon 6, nylon 6/610 copolymer) Methoxymethylated product, nylon 612 methoxymethylated product], polyester resin [for example, Ribbylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene isophthalate (PEI), PET / PE
  • Examples of the elastomer used in the present invention include diene rubber and hydrogenated products thereof [for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), epoxidized natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR, high cis BR and low cis BR), nitrile rubber (NBR), hydrogenated NBR, hydrogenated SBR], olefin rubber [for example, ethylene propylene rubber (EPDM, EPM), maleic acid modified ethylene propylene rubber (M- EPM), butyl rubber (IIR), isobutylene and aromatic vinyl or diene monomer copolymer, acrylic rubber (ACM), ionomer], halogen-containing rubber [for example, Br-IIR, CI-IIR, isobutylene paramethylstyrene copolymer Combined bromide (Br-IPMS), chloroprene rubber (C ), Hydrin rubber (CHR), chlorosulf
  • compatibility between the specific thermoplastic resin and the elastomer described above is different, they can be made compatible by using an appropriate compatibilizing agent as the third component.
  • an appropriate compatibilizing agent By mixing the compatibilizer with the blend system, the interfacial tension between the thermoplastic resin and the elastomer decreases, and as a result, the diameter of the rubber particles forming the dispersed phase becomes finer. It will be expressed effectively.
  • a compatibilizing agent generally includes a copolymer having a structure of both or one of a thermoplastic resin and an elastomer, or an epoxy group, a carbonyl group, a halogen group, and an amino group that can react with the thermoplastic resin or elastomer.
  • a copolymer having a oxazoline group, a hydroxyl group and the like can be taken.
  • These may be selected according to the type of thermoplastic resin and elastomer to be mixed, but those commonly used include styrene / ethylene butylene block copolymer (SEBS) and its maleic acid modified product, EPDM, EPM, EPDM / styrene or EPDM / acrylonitrile graft copolymer and its modified maleic acid, styrene / maleic acid copolymer, reactive phenoxin and the like can be mentioned.
  • SEBS styrene / ethylene butylene block copolymer
  • the amount of the compatibilizing agent is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component (the total of the thermoplastic resin and the elastomer). *
  • the composition ratio between the specific thermoplastic resin and the elastomer is not particularly limited, and is appropriately determined so as to have a structure in which the elastomer is dispersed as a discontinuous phase in the thermoplastic resin matrix.
  • the preferred range is 90/10 to 15/85 by weight.
  • the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer composition can be mixed with other polymers such as the above-mentioned compatibilizing agent as long as they do not impair the necessary characteristics as the air permeation preventive layer.
  • the purpose of mixing other polymers is to improve the compatibility between the thermoplastic resin and the elastomer, to improve the molding processability of the material, to improve the heat resistance, to reduce the cost, etc.
  • the material that can be used include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), ABS, SBS, and polycarbonate (PC).
  • fillers (calcium carbonate, titanium oxide, alumina, etc.) generally incorporated into polymer blends, reinforcing agents such as carbon black and white carbon, softeners, plasticizers, processing aids, pigments, dyes, and aging
  • reinforcing agents such as carbon black and white carbon, softeners, plasticizers, processing aids, pigments, dyes, and aging
  • An inhibitor or the like can be arbitrarily blended as long as necessary characteristics as an air permeation preventive layer are not impaired.
  • the elastomer can be dynamically vulcanized when mixed with the thermoplastic resin.
  • the vulcanizing agent, vulcanization aid, vulcanization conditions (temperature, time), and the like in the case of dynamic vulcanization may be appropriately determined according to the composition of the elastomer to be added, and are not particularly limited.
  • a general rubber vulcanizing agent (crosslinking agent) can be used as the vulcanizing agent.
  • sulfur vulcanizing agents include powdered sulfur, precipitated sulfur, highly dispersible sulfur, surface-treated sulfur, insoluble sulfur, dimorpholine disulfide, alkylphenol disulfide, and the like. 4 phr [In the present specification, “phr” refers to parts by weight per 100 parts by weight of the elastomer component. same as below. ] Can be used.
  • Organic peroxide vulcanizing agents include benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butyl peroxide). Examples thereof include oxy) hexane, 2,5-dimethylhexane-2,5-di (peroxylbenzoate), and about 1 to 20 phr can be used.
  • examples of the phenol resin vulcanizing agent include bromides of alkyl phenol resins, mixed crosslinking systems containing halogen donors such as tin chloride and chloroprene, and alkyl phenol resins. For example, about 1 to 20 phr is used. Can do.
  • zinc white about 5 phr
  • magnesium oxide about 4 phr
  • risurge about 10 to 20 phr
  • p-quinonedioxime p-dibenzoylquinonedioxime
  • tetrachloro-p-benzoquinone poly-p- Examples include dinitrosobenzene (about 2 to 10 phr) and methylenedianiline (about 0.2 to 10 phr).
  • a vulcanization accelerator as needed.
  • the vulcanization accelerator include general vulcanization accelerators such as aldehyde / ammonia, guanidine, thiazole, sulfenamide, thiuram, dithioate, and thiourea, such as 0.5 to About 2 phr can be used.
  • aldehyde / ammonia vulcanization accelerator hexamethylenetetramine and the like
  • guanidinium vulcanization accelerator diphenyl guanidine, etc.
  • thiazole vulcanization accelerator dibenzothiazyl disulfide (DM), 2-mercaptobenzothiazole and its Zn salt, cyclohexylamine salt, etc.
  • sulfenamide vulcanization accelerators include cyclohexylbenzothiazylsulfenamide (CBS), N-oxydiethylenebenzothiazyl-2-
  • thiuram vulcanization accelerators such as sulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, and 2- (thymolpolynyldithio) benzothiazole include tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetraethyl Thiuram disulfide (TMTD), te
  • a vulcanization accelerating aid general rubber auxiliaries can be used together.
  • zinc white (about 5 phr) stearic acid, oleic acid and Zn salts thereof (about 2 to 4 phr) Etc. can be used.
  • a method for producing a thermoplastic elastomer composition includes a thermoplastic resin in which a thermoplastic resin and an elastomer (unvulcanized in the case of rubber) are melt-kneaded in advance using a twin-screw kneading extruder or the like to form a continuous phase (matrix). By dispersing the elastomer as a dispersed phase (domain) in it. When the elastomer is vulcanized, a vulcanizing agent may be added under kneading to dynamically vulcanize the elastomer.
  • various compounding agents for the thermoplastic resin or elastomer may be added during the kneading, but it is preferable to mix them in advance before kneading.
  • the kneading machine used for kneading the thermoplastic resin and the elastomer is not particularly limited, and a screw extruder, a kneader, a Banbury mixer, a biaxial kneading extruder, or the like can be used.
  • a twin-screw kneading extruder for kneading the thermoplastic resin and the elastomer and for dynamic vulcanization of the elastomer.
  • two or more types of kneaders may be used and kneaded sequentially.
  • the temperature may be higher than the temperature at which the thermoplastic resin melts.
  • the shear rate during kneading is preferably 1000 to 7500 sec ⁇ 1 .
  • the entire kneading time is from 30 seconds to 10 minutes, and when a vulcanizing agent is added, the vulcanization time after addition is preferably from 15 seconds to 5 minutes.
  • the polymer composition produced by the above method may be formed into a desired shape by a general thermoplastic resin molding method such as injection molding or extrusion molding.
  • thermoplastic elastomer composition thus obtained has a structure in which an elastomer is dispersed as a discontinuous phase in a matrix of a thermoplastic resin.
  • the inner liner layer can be provided with sufficient flexibility and sufficient rigidity due to the effect of the resin layer as a continuous phase, and the thermoplastic resin can be molded regardless of the amount of elastomer. The same moldability as can be obtained.
  • the Young's modulus in the standard atmosphere of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer composition as defined by JIS K7100 is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 MPa, more preferably 50 to 500 MPa.
  • thermoplastic resin or thermoplastic elastomer composition can be formed into a sheet or film and used alone, but an adhesive layer may be laminated in order to enhance the adhesion to the adjacent rubber.
  • adhesive polymer constituting the adhesive layer include ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), ethylene ethyl acrylate copolymer (EEA), ethylene methyl acrylate resin (EMA) having a molecular weight of 1 million or more, preferably 3 million or more.
  • EAA ethylene acrylic acid copolymer
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • a carcass layer is mounted between a pair of bead portions, a bead core is embedded in each bead portion, a bead filler is disposed on the outer peripheral side of each bead core, and on the outer peripheral side of the carcass layer
  • a tread rubber layer is laminated on the outer peripheral side of the reinforcing layer, and an air permeation preventing layer is provided on the inner surface of the tire, the pneumatic tire is divided by a first boundary line and a second boundary line.
  • Table 2 Various different conventional example were as shown in Table 2, it was manufactured tires of Comparative Examples 1-4 and Examples 1-9.
  • Tire weight The weight of each test tire was measured. The evaluation results are shown as an index with the conventional example being 100, using the reciprocal of the measured value. A larger index value means lighter weight.
  • Rolling resistance Each test tire is mounted on a wheel with a rim size of 15 ⁇ 6J and mounted on a rolling resistance tester equipped with a drum having a radius of 854 mm, and pre-run for 30 minutes under conditions of air pressure 210 kPa, load 4.82 kN, and speed 80 km / h. Then, rolling resistance was measured under the same conditions. The evaluation results are shown as an index with the conventional example being 100, using the reciprocal of the measured value. It means that rolling resistance is so small that this index value is large.
  • Abrasion resistance Each test tire was assembled on a wheel with a rim size of 15 ⁇ 6 J and mounted on a test vehicle. After running on a dry road surface of 10,000 km under the conditions of an air pressure of 210 kPa and one passenger, the amount of wear of each tire was measured. The evaluation results are shown as an index with the conventional example being 100, using the reciprocal of the measured value. A larger numerical value means better wear resistance. In addition, if the index value of abrasion resistance is 95 or more, it is a level which is practically satisfactory.
  • Cut resistance Each test tire is assembled to a wheel with a rim size of 15 ⁇ 6J and mounted on a test vehicle. The tire is mounted on a curb with a height of 15 cm and an angle of 30 ° at a speed of 10 km / h under conditions of air pressure of 210 kPa, and this is repeated five times. The damage of the sidewall portion was measured. The evaluation results are indicated by “ ⁇ ” when there is no side cut that affects the running, and by “x” when there is a side cut that affects the running.
  • Rim detachment resistance Each test tire is mounted on a wheel with a rim size of 15 ⁇ 6J and mounted on a test vehicle.
  • the initial air pressure is 210 kPa
  • a load of 80% of the JIS normal load is applied
  • a circle with a radius of 25 m is applied at a speed of 60 km / h.
  • Traveling, the air pressure was lowered by 10 kPa, and the air pressure when the rim was removed was measured.
  • the evaluation results are indicated by “ ⁇ ” when there is no rim removal at an air pressure within a range that does not affect running, and by “x” when there is rim removal.
  • the tires of Examples 1 to 9 can greatly reduce the tire weight and rolling resistance in comparison with the conventional examples, and further, wear resistance, cut resistance, Tire performance such as rim detachment resistance was not impaired.

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Abstract

　必要なタイヤ性能を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することを可能にした乗用車用空気入りタイヤを提供する。一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、カーカス層の外周側に少なくとも１層の補強層を配置し、該補強層の外周側にトレッドゴム層を積層した空気入りタイヤにおいて、トレッドプロファイルを構成するサイド円弧の延長線とショルダー円弧の延長線との交点を通りタイヤ内面に対して直交する一対の第一境界線を規定し、リムチェックラインを通りタイヤ内面に対して直交する一対の第二境界線を規定し、一対の第一境界線の相互間に第一領域を区分し、第一境界線と第二境界線との間に第二領域を区分し、第二境界線よりもビードトウ側に第三領域を区分し、第一領域乃至第三領域の断面積（ｍｍ2）をそれぞれＳＡ，ＳＢ，ＳＣとし、第一領域乃至第三領域のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さ（ｍｍ）をそれぞれａ，ｂ，ｃとしたとき、比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂについて７．５≦ＳＡ／ａ≦１１．５、２．０≦ＳＢ／ｂ≦６．０の関係を満足する。

Description

乗用車用空気入りタイヤ
　本発明は、乗用車に対して標準的に装着されるタイヤとして好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、必要なタイヤ性能を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することを可能にした乗用車用空気入りタイヤに関する。
　乗用車用空気入りタイヤは、通常、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を備え、該一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、カーカス層の外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にトレッドゴム層を積層した構造を有している。
　このような空気入りタイヤについて、省資源・省エネルギーの観点から、タイヤ構成部材を軽量化することにより、タイヤ全体としての軽量化を図り、更には転がり抵抗を低減することが提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。
　しかしながら、従来の手法では、空気入りタイヤの個別の部位に着目して軽量化を図ろうとしているため、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することができず、また、空気入りタイヤの各領域を大幅に低減した場合に生じる不都合が十分に考慮されていないのが現状である。
日本国特開平５－１９３３１１号公報 日本国特開平５－２５４３０８号公報 特開平５－３４５５０６号公報 特開２００６－１３１０８２号公報
　本発明の目的は、必要なタイヤ性能を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することを可能にした乗用車用空気入りタイヤを提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の乗用車用空気入りタイヤは、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を備え、該一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、前記カーカス層の外周側に少なくとも１層の補強層を配置し、該補強層の外周側にトレッドゴム層を積層した空気入りタイヤにおいて、
　タイヤ子午線断面において前記トレッド部の輪郭を形成するトレッドプロファイルが、前記トレッド部のタイヤ幅方向の最も外側に位置するサイド円弧と、該サイド円弧のタイヤ幅方向内側に位置するショルダー円弧とを含み、これらサイド円弧の延長線とショルダー円弧の延長線との交点を通りタイヤ内面に対して直交する一対の第一境界線を規定し、各サイドウォール部がタイヤ周方向に延在するリムチェックラインを有し、タイヤ子午線断面において前記リムチェックラインを通りタイヤ内面に対して直交する一対の第二境界線を規定し、前記一対の第一境界線の相互間に第一領域を区分し、前記第一境界線と前記第二境界線との間に第二領域を区分し、前記第二境界線よりもビードトウ側に第三領域を区分し、前記第一領域乃至前記第三領域の断面積（ｍｍ2）をそれぞれＳＡ，ＳＢ，ＳＣとし、前記第一領域乃至前記第三領域のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さ（ｍｍ）をそれぞれａ，ｂ，ｃとしたとき、比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂについて７．５≦ＳＡ／ａ≦１１．５、２．０≦ＳＢ／ｂ≦６．０の関係を満足することを特徴とするものである。
　本発明では、上述の如く規定された第一境界線及び第二境界線により空気入りタイヤを第一領域乃至第三領域に区分し、第一領域乃至第三領域の断面積ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを第一領域乃至第三領域のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さａ，ｂ，ｃで除した値を求めたとき、比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂについて７．５≦ＳＡ／ａ≦１１．５、２．０≦ＳＢ／ｂ≦６．０の関係を満足することにより、空気入りタイヤの第一領域及び第二領域のボリュームを必要最小限に抑制するので、耐摩耗性や耐カット性等のタイヤ性能を損なうことなく、タイヤ重量を大幅に低減し、それに伴って転がり抵抗を大幅に低減することができる。その結果、車両の燃費を改善し、省資源・省エネルギーに大きく貢献すると共に、車両からの二酸化炭素排出量を削減することができる。
　本発明において、比ＳＣ／ｃについて４．０≦ＳＣ／ｃ≦８．０の関係を満足することが好ましい。これにより、空気入りタイヤの第三領域のボリュームを必要最小限に抑制するので、嵌合特性、特に耐リム外れ性を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することができる。
　また、トレッドゴム層の第一領域内での断面積をＳＴｒとしたとき、比ＳＴｒ／ａについてＳＴｒ／ａ≦７．５の関係を満足することが好ましい。これにより、トレッドゴム層の第一領域内でのボリュームを必要最小限に抑制するので、耐摩耗性を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することができる。
　カーカス層に沿ってタイヤ内部及び／又はタイヤ内面には空気透過係数が５０×１０-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下の空気透過防止層を設けることが好ましい。特に、空気透過防止層が熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から構成されることが好ましい。このように従来のブチルゴムを主体とする空気透過防止層に比べて空気透過係数が低い空気透過防止層を設けることにより、空気透過防止層を薄くして更なる軽量化を図ることができる。なお、空気透過係数はＪＩＳ　Ｋ７１２６「プラスチックフィルム及びシートの気体透過度試験法」に準拠して３０℃の温度条件で測定した値である。
　補強層は複数本の有機繊維コードを配列したプライから構成されることが好ましい。トレッド部に配置される補強層に有機繊維コードを使用することにより、更なる軽量化を図ることができる。
　また、各ビードコアの外周側にビードフィラーを配置し、該ビードフィラーのタイヤ子午線断面での断面積をＳBFLとしたとき、比ＳBFL／ＳＣについて０．１０≦ＳBFL／ＳＣ≦０．３０の関係を満足することが好ましい。このようにビードフィラーの断面積ＳBFLを第三領域において相対的に小さくすることにより、更なる軽量化を図ることができる。
　本発明において、乗用車用空気入りタイヤは応急用を除く乗用車標準装着用空気入りタイヤを意味し、これは応急用タイヤやレーシング用タイヤを除外するものである。
　また、本発明において、トレッドプロファイル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特定される。「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。
　更に、本発明において、第一領域乃至第三領域の断面積はタイヤ子午線断面のタイヤ周方向への投影面積である。そのため、トレッド部にタイヤ周方向に延在する周方向溝又はタイヤ幅方向に延びるラグ溝が存在する場合、ラグ溝の部分は断面積に含まれるが、周方向溝の部分は断面積から除外される。
図１は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断面図である。 図２は図１の空気入りタイヤのトレッド部を拡大して示す断面図である。
　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。図１～図２は本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りタイヤを示すものである。
　図１に示すように、本実施形態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、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。
　一対のビード部３，３間にはタイヤ径方向に延びる複数本のカーカスコードを含む少なくとも１層のカーカス層４が装架されている。カーカス層４を構成するカーカスコードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードが好ましく使用される。各ビード部３には環状のビードコア５が埋設されており、そのビードコア５の外周上にゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。ビードフィラー６はビードコア５とカーカス層４との隙間を埋めるために必要に応じてビードコア５の外周側に配置される。このようなビードフィラー６は配置しても配置しなくても良いが、製造時の故障を抑制するためには配置することが好ましい。しかしながら、軽量化の観点から、ビードフィラー６を配置する際には断面積を可及的に小さくすることが望ましい。また、カーカス層４に沿ってタイヤ内面には空気透過防止層７が設けられている。このような空気透過防止層７はカーカス層４に沿ってタイヤ内部に埋設するようにしても良く、或いは、タイヤ内面及びタイヤ内部の両方に設けるようにしても良い。
　一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には引き揃えられた複数本の補強コードを含む少なくとも１層の補強層８が埋設されている。補強層８の補強コードとしては、スチールコードの使用も可能であるが、アラミド、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の有機繊維コードが好ましく使用される。特に、高弾性のアラミド繊維コードを使用することが望ましい。また、異なる種類の有機繊維を組み合わせて撚り合わせた複合コード（ハイブリッドコード）を用いても良い。加硫時のタイヤの膨張変形に追従可能である点を考慮すると、高弾性のアラミドとナイロンとを撚り合わせた複合コードを採用することが望ましい。補強層８の外周側にはトレッドゴム層９が積層されている。トレッドゴム層９は単層構造であっても良いが、アンダートレッドとキャップトレッドとの積層構造を有するものであっても良い。このようなトレッドゴム層９を有するトレッド部１にはタイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝１１及びタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝１２が形成されている。
　上述した空気入りタイヤでは、タイヤ子午線断面においてトレッド部１の輪郭を形成するトレッドプロファイル１０が、トレッド部１のタイヤ幅方向の中央部に位置して曲率半径Ｒｃを有するセンター円弧と、トレッド部１のタイヤ幅方向の最も外側に位置して曲率半径Ｒｓを有するサイド円弧と、該サイド円弧のタイヤ幅方向内側に位置して曲率半径Ｒｓｈを有するショルダー円弧とを含む複数の円弧を繋げることによって形成されている。ショルダー円弧はトレッド部１のタイヤ幅方向の最も外側に位置する陸部の踏面の輪郭を規定する円弧であり、サイド円弧はトレッド部１のタイヤ幅方向の最も外側に位置する陸部の側壁面の輪郭を規定する円弧である。センター円弧とショルダー円弧とは共通の円弧であっても良く、或いは、互いに異なる円弧であっても良い。これらセンター円弧とショルダー円弧との間には他の円弧を介在させても良い。ショルダー円弧とサイド円弧とは互いに接するように連結されていても良く、或いは、互いに交差するように連結されていても良い。これらショルダー円弧とサイド円弧との間に両者を滑らかに連結するために他の円弧を介在させても良い。
　ここで、図２に示すように、トレッド部１のタイヤ幅方向両側において、サイド円弧の延長線Ｅｓとショルダー円弧の延長線Ｅｓｈとの交点Ｐを通りタイヤ内面に対して直交する直線を引いたとき、これら直線からなる一対の第一境界線Ｌ１が規定される。なお、ショルダー円弧とサイド円弧とが直接連結される場合、交点Ｐはトレッドプロファイル１０上に位置することになる。
　一方、図１に示すように、各サイドウォール部２はタイヤ外面においてタイヤ周方向に延在するリムチェックライン２１を有している。リムチェックライン２１はリムに対するタイヤの嵌合状態を確認するために形成されるものであって、通常、タイヤ外面から突出する突条をなしている。タイヤ子午線断面において各サイドウォール部２のリムチェックライン２１を通りタイヤ内面に対して直交する直線を引いたとき、これら直線からなる一対の第二境界線Ｌ２が規定される。
　一対の第一境界線Ｌ１，Ｌ１の相互間に第一領域Ａを区分し、第一境界線Ｌ１と第二境界線Ｌ２との間に第二領域Ｂを区分し、第二境界線Ｌ２よりもビードトウ３１側に第三領域Ｃを区分し、第一領域Ａ、第二領域Ｂ及び第三領域Ｃの断面積（ｍｍ2）をそれぞれＳＡ，ＳＢ，ＳＣとし、第一領域Ａ、第二領域Ｂ及び第三領域Ｃのタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さ（ｍｍ）をそれぞれａ，ｂ，ｃとしたとき、上記空気入りタイヤは比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂについて７．５≦ＳＡ／ａ≦１１．５、２．０≦ＳＢ／ｂ≦６．０の関係を満足するように構成されている。
　上述した空気入りタイヤでは、比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂについて７．５≦ＳＡ／ａ≦１１．５、２．０≦ＳＢ／ｂ≦６．０の関係を満足することにより、空気入りタイヤの第一領域Ａ及び第二領域Ｂのボリューム（実質的な平均厚さ）を必要最小限に抑制するので、耐摩耗性や耐カット性等のタイヤ性能を損なうことなく、タイヤ重量を大幅に低減し、それに伴って転がり抵抗を大幅に低減することができる。ここで、トレッド部１に対応する第一領域Ａについて、比ＳＡ／ａが７．５よりも小さいと耐摩耗性が低下し、逆に１１．５よりも大きいと軽量化効果が不十分になる。また、サイドウォール部２に対応する第二領域Ｂについて、比ＳＢ／ｂが２．０よりも小さいと耐カット性が低下し、逆に６．０よりも大きいと軽量化効果が不十分になる。
　上記空気入りタイヤにおいて、比ＳＣ／ｃについて４．０≦ＳＣ／ｃ≦８．０の関係を満足すると良い。つまり、ビードコア５のワイヤ巻き数を減らしたり、ビードフィラー６の断面積を減らしたり、リムクッションゴム層の厚さを減らしたりすることにより、比ＳＣ／ｃを可及的に小さくすると良い。これにより、空気入りタイヤの第三領域Ｃのボリュームを必要最小限に抑制するので、嵌合特性、特に耐リム外れ性を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することができる。ここで、ビード部３に対応する第三領域Ｃについて、比ＳＣ／ｃが４．０よりも小さいと嵌合特性が悪化し、逆に８．０よりも大きいと軽量化効果が低下する。
　なお、第一領域Ａの断面積ＳＡ、第二領域Ｂの断面積ＳＢ及び第三領域Ｃの断面積ＳＣはタイヤサイズに応じて適正範囲が大きく異なるが、これら断面積ＳＡ，ＳＢ，ＳＣをそれぞれ各領域のペリフェリ長さａ，ｂ，ｃで除した値からなる比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂ、ＳＣ／ｃを規定することにより、タイヤサイズに拘わらず上述した作用効果を期待することができる。
　上記空気入りタイヤにおいて、トレッドゴム層９の第一領域Ａ内での断面積をＳＴｒとしたとき、比ＳＴｒ／ａについてＳＴｒ／ａ≦７．５の関係、より好ましくは、５．０≦ＳＴｒ／ａ≦７．０の関係を満足すると良い。これにより、トレッドゴム層９の第一領域Ａ内でのボリューム（実質的な平均厚さ）を必要最小限に抑制するので、耐摩耗性を損なうことなく、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することができる。ここで、トレッドゴム層９の第一領域Ａ内での断面積ＳＴｒについて、比ＳＴｒ／ａが小さ過ぎると耐摩耗性が低下し、逆に７．５よりも大きいと軽量化効果が小さいため転がり抵抗の点で不利になる。なお、ＳＴｒ／ａ＝７．５の場合、溝深さ５．０ｍｍ、溝下ゴムゲージ２．５ｍｍのトレッド構造に相当する。
　上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４に沿ってタイヤ内部及び／又はタイヤ内面には空気透過防止層７が配置されているが、この空気透過防止層７の空気透過係数は５０×１０-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下であると良い。特に、空気透過防止層７は熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から構成されるのが良い。このように従来のブチルゴムを主体とする空気透過防止層に比べて空気透過係数が低い空気透過防止層７を設けることにより、空気透過防止層７を薄くして更なる軽量化を図ることができる。ここで、空気透過防止層７の空気透過係数が５０×１０-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ・ｃｍＨｇよりも大きいと更なる軽量化を図ることが困難になる。
　上記空気入りタイヤにおいて、補強層８は複数本の有機繊維コードを配列したプライから構成されると良い。トレッド部１に配置される補強層８に有機繊維コードを使用することにより、更なる軽量化を図ることができる。
　補強層８としては、複数本の補強コードをタイヤ周方向に沿って実質的に平行に配列した周方向補強層、又は、複数本の補強コードをタイヤ周方向に対して傾斜するように配列した傾斜補強層を採用することができ、両者を組み合わせて用いることも可能である。周方向補強層の場合、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を５°以下にすると良く、それによって補強層８に基づくタガ効果を高めることができる。周方向補強層は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。傾斜補強層の場合、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を２０°～５０°の範囲にすると良く、それによって転がり抵抗を増大させることなくコーナリングパワーの増大を図ることができる。ここで、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が２０°よりも小さいとコーナリングパワーの増加が不十分になり、逆に５０°よりも大きいと補強層８の面外曲げ剛性が低下して転がり抵抗が増加する恐れがある。
　また、上記空気入りタイヤにおいて、ビードフィラー５のタイヤ子午線断面での断面積をＳBFLとしたとき、比ＳBFL／ＳＣについて０．１０≦ＳBFL／ＳＣ≦０．３０の関係を満足すると良い。このようにビードフィラー５の断面積ＳBFLを第三領域Ｃにおいて相対的に小さくすることにより、更なる軽量化を図ることができる。ここで、ビードフィラー５の断面積ＳBFLについて、比ＳBFL／ＳＣが０．１０よりも小さいとビード部３の剛性が不十分になり、逆に０．３０よりも大きいと軽量化効果が低下する。
　更に、上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４のカーカスコードの繊度は例えば９００ｄｔｅｘ／２～２０００ｄｔｅｘ／２の範囲から選択することができ、その幅５０ｍｍ当たりの打ち込み本数は例えば３０本～７０本の範囲から選択することができる。特に、カーカス層４のカーカスコードの繊度は９００ｄｔｅｘ／２～１４００ｄｔｅｘ／２とし、その幅５０ｍｍ当たりの打ち込み本数は４５本～７０本とすると良い。つまり、より細いカーカスコードを採用することでカーカス層４を薄くして軽量化に貢献する一方で、カーカスコードの打ち込み本数をより多くすることで必要な耐圧性を確保することが可能になる。ここで、カーカスコードの繊度が９００ｄｔｅｘ／２よりも小さいと耐圧性の確保が困難になり、逆に１４００ｄｔｅｘ／２よりも大きいと軽量化効果が低下する。
  以下、本発明の空気入りタイヤの空気透過防止層を構成する熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物について説明する。
　本発明で使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕及びそれらのＮ－アルコキシアルキル化物〔例えば、ナイロン６のメトキシメチル化物、ナイロン６／６１０共重合体のメトキシメチル化物、ナイロン６１２のメトキシメチル化物〕、ポリエステル系樹脂〔例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、（メタ）アクリロニトリル／スチレン共重合体、（メタ）アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリメタクリレート系樹脂〔例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル〕、ポリビニル系樹脂〔例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）〕、イミド系樹脂〔例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕等を好ましく用いることができる。
　本発明で使用されるエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ、高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ－ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー〕、含ハロゲンゴム〔例えば、Ｂｒ－ＩＩＲ、ＣＩ－ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ－ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム（Ｍ－ＣＭ）〕、シリコンゴム〔例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム〕、含イオウゴム〔例えば、ポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン－プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー〕等を好ましく使用することができる。
　前記した特定の熱可塑性樹脂とエラストマーとの相溶性が異なる場合は、第３成分として適当な相溶化剤を用いて両者を相溶化させることができる。ブレンド系に相溶化剤を混合することにより、熱可塑性樹脂とエラストマーとの界面張力が低下し、その結果、分散相を形成しているゴム粒子径が微細になることから両成分の特性はより有効に発現されることになる。そのような相溶化剤としては、一般的に熱可塑性樹脂及びエラストマーの両方又は片方の構造を有する共重合体、或いは熱可塑性樹脂又はエラストマーと反応可能なエポキシ基、カルボニル基、ハロゲン基、アミノ基、オキサゾリン基、水酸基等を有した共重合体の構造をとるものとすることができる。これらは混合される熱可塑性樹脂とエラストマーの種類によって選定すればよいが、通常使用されるものには、スチレン／エチレン・ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）及びそのマレイン酸変性物、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ／スチレン又はＥＰＤＭ／アクリロニトリルグラフト共重合体及びそのマレイン酸変性物、スチレン／マレイン酸共重合体、反応性フェノキシン等を挙げることができる。かかる相溶化剤の配合量には特に限定はないが、好ましくは、ポリマー成分（熱可塑性樹脂とエラストマーとの合計）１００重量部に対して、０．５～１０重量部がよい。　
　熱可塑性エラストマー組成物において、特定の熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとるように適宜決めればよいが、好ましい範囲は重量比９０／１０～１５／８５である。
　本発明において、熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー組成物には、空気透過防止層としての必要特性を損なわない範囲で前記した相溶化剤などの他のポリマーを混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂とエラストマーとの相溶性を改良するため、材料の成型加工性をよくするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等があり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。また、一般的にポリマー配合物に配合される充填剤（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止剤等を空気透過防止層としての必要特性を損なわない限り任意に配合することもできる。
　また、エラストマーは熱可塑性樹脂との混合の際、動的に加硫することもできる。動的に加硫する場合の加硫剤、加硫助剤、加硫条件（温度、時間）等は、添加するエラストマーの組成に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。
　加硫剤としては、一般的なゴム加硫剤（架橋剤）を用いることができる。具体的には、イオウ系加硫剤としては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等を例示でき、例えば、０．５～４ｐｈｒ〔本明細書において、「ｐｈｒ」は、エラストマー成分１００重量部あたりの重量部をいう。以下、同じ。〕程度用いることができる。
　また、有機過酸化物系の加硫剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ－ブチルヒドロパーオキサイド、２，４－ジクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５－ジメチルヘキサン－２，５－ジ（パーオキシルベンゾエート）等が例示され、例えば、１～２０ｐｈｒ程度用いることができる。
　更に、フェノール樹脂系の加硫剤としては、アルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋系等が例示でき、例えば、１～２０ｐｈｒ程度用いることができる。
　その他として、亜鉛華（５ｐｈｒ程度）、酸化マグネシウム（４ｐｈｒ程度）、リサージ（１０～２０ｐｈｒ程度）、ｐ－キノンジオキシム、ｐ－ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロロ－ｐ－ベンゾキノン、ポリ－ｐ－ジニトロソベンゼン（２～１０ｐｈｒ程度）、メチレンジアニリン（０．２～１０ｐｈｒ程度）が例示できる。
　また、必要に応じて、加硫促進剤を添加してもよい。加硫促進剤としては、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般的な加硫促進剤を、例えば、０．５～２ｐｈｒ程度用いることができる。
　具体的には、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、グアジニン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアジニン等、チアゾール系加硫促進剤としては、ジベンゾチアジルジサルファイド（ＤＭ）、２－メルカプトベンゾチアゾール及びそのＺｎ塩、シクロヘキシルアミン塩等、スルフェンアミド系加硫促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ－オキシジエチレンベンゾチアジル－２－スルフェンアマイド、Ｎ－ｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、２－（チモルポリニルジチオ）ベンゾチアゾール等、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジサルファイド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド（ＴＭＴＭ）、ジペンタメチレンチウラムテトラサルファイド等、ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、Ｚｎ－ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ－ジエチルジチオカーバメート、Ｚｎ－ジ－ｎ－ブチルジチオカーバメート、Ｚｎ－エチルフェニルジチオカーバメート、Ｔｅ－ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ－ジメチルジチオカーバメート、Ｆｅ－ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等、チオウレア系加硫促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチルチオウレア等を挙げることができる。
　また、加硫促進助剤としては、一般的なゴム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華（５ｐｈｒ程度）、ステアリン酸やオレイン酸及びこれらのＺｎ塩（２～４ｐｈｒ程度）等が使用できる。
　熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂とエラストマー（ゴムの場合は未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相（マトリックス）を形成する熱可塑性樹脂中に分散相（ドメイン）としてエラストマーを分散させることによる。エラストマーを加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマーを動的加硫させてもよい。また、熱可塑性樹脂またはエラストマーへの各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマーの混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が使用できる。中でも熱可塑性樹脂とエラストマーの混練およびエラストマーの動的加硫には、２軸混練押出機を使用するのが好ましい。更に、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時の剪断速度は１０００～７５００ｓｅｃ-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で製作されたポリマー組成物は、射出成形、押出し成形等、通常の熱可塑性樹脂の成形方法によって所望の形状にすればよい。
　このようにして得られる熱可塑性エラストマー組成物は、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとる。かかる構造をとることにより、インナーライナー層に十分な柔軟性と連続相としての樹脂層の効果により十分な剛性を併せ付与することができると共に、エラストマーの多少によらず、成形に際し、熱可塑性樹脂と同等の成形加工性を得ることができる。
　熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー組成物のＪＩＳ　Ｋ７１００により定められるところの標準雰囲気中におけるヤング率は、特に限定されるものではないが、好ましくは１～５００ＭＰａ、より好ましくは５０～５００ＭＰａにするとよい。
  上記熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物はシート又はフィルムに成形して単体で用いることが可能であるが、隣接するゴムとの接着性を高めるために接着層を積層しても良い。この接着層を構成する接着用ポリマーの具体例としては、分子量１００万以上、好ましくは３００万以上の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）等のアクリレート共重合体類及びそれらの無水マレイン酸付加物、ポリプロピレン（ＰＰ）及びそのマレイン酸変性物、エチレンプロピレン共重合体及びそのマレイン酸変性物、ポリブタジエン系樹脂及びその無水マレイン酸変性物、スチレン－ブタジエン－スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、フッ素系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂などを挙げることができる。これらは常法に従って例えば樹脂用押出機によって押し出してシート状又はフィルム状に成形することができる。接着層の厚さは特に限定されないが、タイヤ軽量化のためには厚さが少ない方がよく、５μｍ～１５０μｍが好ましい。
　タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、一対のビード部間に１層のカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、各ビードコアの外周側にビードフィラーを配置し、カーカス層の外周側に２層の補強層を配置し、該補強層の外周側にトレッドゴム層を積層し、タイヤ内面に空気透過防止層を設けた空気入りタイヤにおいて、第一境界線及び第二境界線により区分される第一領域乃至第三領域の断面積ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ（ｍｍ2）及びペリフェリ長さａ，ｂ，ｃ（ｍｍ）から求められる比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂ，ＳＣ／ｃ、トレッドゴム層の第一領域内での断面積ＳＴｒに関する比ＳＴｒ／ａ、空気透過防止層の材質、空気透過防止層の空気透過係数、補強層のコード材質、ビードフィラーの断面積ＳBFLに関する比ＳBFL／ＳＣを表１及び表２のように種々異ならせた従来例、比較例１～４及び実施例１～９のタイヤを製作した。
  これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ重量、転がり抵抗、耐摩耗性、耐カット性、耐リム外れ性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。
　タイヤ重量：
　各試験タイヤの重量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、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軽量であることを意味する。
　転がり抵抗：
　各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けて半径８５４ｍｍのドラムを備えた転がり抵抗試験機に装着し、空気圧２１０ｋＰａ、荷重４．８２ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件にて３０分間の予備走行を行った後、同条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、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小さいことを意味する。
　耐摩耗性：
　各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２１０ｋＰａ、１名乗車の条件で、乾燥路面を１００００ｋｍ走行した後、各タイヤの摩耗量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この数値値が大きいほど耐摩耗性が良好であることを意味する。なお、耐摩耗性の指数値は９５以上であれば実用上問題ないレベルである。
　耐カット性：
　各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２１０ｋＰａの条件で、速度１０ｋｍ／ｈにて、高さ１５ｃｍの縁石に３０°の角度で乗り上げ、これを５回繰り返し、サイドウォール部の損傷を測定した。評価結果は、走行に影響を与える程度のサイドカットがない場合を「○」にて示し、走行に影響を与える程度のサイドカットがある場合を「×」にて示した。
　耐リム外れ性：
　各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、初期の空気圧を２１０ｋＰａとし、ＪＩＳ常用荷重の８０％の荷重を負荷して６０ｋｍ／ｈの速度で半径２５ｍの円上を走行し、空気圧を１０ｋＰａずつ下げて行き、リムが外れた時の空気圧を測定した。評価結果は、走行に影響を与えない範囲の空気圧でリム外れがない場合を「○」にて示し、リム外れがある場合を「×」にて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１及び表２から判るように、実施例１～９のタイヤは、従来例との対比において、タイヤ重量及び転がり抵抗を大幅に低減することができ、しかも、耐摩耗性、耐カット性、耐リム外れ性等のタイヤ性能を損なうことはなかった。
　一方、比較例１のタイヤは、比ＳＡ／ａが小さ過ぎるため耐摩耗性の悪化が顕著であった。比較例２のタイヤは、比ＳＡ／ａが大き過ぎるためタイヤ重量及び転がり抵抗の改善効果が不十分であった。比較例３のタイヤは、比ＳＢ／ｂが小さ過ぎるため耐カット性の悪化が顕著であった。比較例４のタイヤは、比ＳＢ／ｂが大き過ぎるためタイヤ重量及び転がり抵抗の改善効果が不十分であった。
　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　空気透過防止層
　８　補強層
　９　トレッドゴム層
　１０　トレッドプロファイル
　２１　リムチェックライン
　Ｐ　交点
　Ｌ１　第一境界線
　Ｌ２　第二境界線
　Ａ　第一領域
　Ｂ　第二領域
　Ｃ　第三領域

Claims (7)

  1. 　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を備え、該一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、前記カーカス層の外周側に少なくとも１層の補強層を配置し、該補強層の外周側にトレッドゴム層を積層した空気入りタイヤにおいて、
    　タイヤ子午線断面において前記トレッド部の輪郭を形成するトレッドプロファイルが、前記トレッド部のタイヤ幅方向の最も外側に位置するサイド円弧と、該サイド円弧のタイヤ幅方向内側に位置するショルダー円弧とを含み、これらサイド円弧の延長線とショルダー円弧の延長線との交点を通りタイヤ内面に対して直交する一対の第一境界線を規定し、各サイドウォール部がタイヤ周方向に延在するリムチェックラインを有し、タイヤ子午線断面において前記リムチェックラインを通りタイヤ内面に対して直交する一対の第二境界線を規定し、前記一対の第一境界線の相互間に第一領域を区分し、前記第一境界線と前記第二境界線との間に第二領域を区分し、前記第二境界線よりもビードトウ側に第三領域を区分し、前記第一領域乃至前記第三領域の断面積（ｍｍ2）をそれぞれＳＡ，ＳＢ，ＳＣとし、前記第一領域乃至前記第三領域のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さ（ｍｍ）をそれぞれａ，ｂ，ｃとしたとき、比ＳＡ／ａ，ＳＢ／ｂについて７．５≦ＳＡ／ａ≦１１．５、２．０≦ＳＢ／ｂ≦６．０の関係を満足することを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ。
  2. 　比ＳＣ／ｃについて４．０≦ＳＣ／ｃ≦８．０の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  3. 　前記トレッドゴム層の前記第一領域内での断面積をＳＴｒとしたとき、比ＳＴｒ／ａについてＳＴｒ／ａ≦７．５の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  4. 　前記カーカス層に沿ってタイヤ内部及び／又はタイヤ内面に空気透過係数が５０×１０-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下の空気透過防止層を設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  5. 　前記空気透過防止層が熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から構成されることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  6. 　前記補強層が複数本の有機繊維コードを配列したプライから構成されることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  7. 　前記各ビードコアの外周側にビードフィラーを配置し、該ビードフィラーのタイヤ子午線断面での断面積をＳBFLとしたとき、比ＳBFL／ＳＣについて０．１０≦ＳBFL／ＳＣ≦０．３０の関係を満足することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の乗用車用空気入りタイヤ。
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