JP4456386B2

JP4456386B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4456386B2
Application number: JP2004083205A
Authority: JP
Inventors: 昇若林
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2005263175A

Description

本発明は、トレッドゴムの構造及びそのゴムの正接損失、複素弾性率を規制することにより、乗り心地性と操縦安定性とを向上しうる空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤにおいて乗り心地性を向上させるためには、トレッドゴムにゴム硬度が低い軟質のゴムを用いることが好ましいが、このときトレッド剛性が減少するため操縦安定性の低下を招くという問題がある。

そこで近年、乗り心地性と操縦安定性とを両立して向上させるために、例えば特許文献１のタイヤが提案されている。このものは、トレッドゴムをキャップゴム層とベースゴム層との２層構造とするとともに、ベースゴム層を中央ゴム部とその両側の外側ゴム部とに３区分し、中央ゴム部のゴム硬度ａとモジュラスα、外側ゴム部のゴム硬度ｂとモジュラスβ、及びキャップゴム層のゴム硬度ｃとモジュラスγを、ａ＞ｃ＞ｂ、及び α＞γ＞β の関係に規制している。

即ち、中央ゴム部に最も硬質かつ高弾性のゴムを使用して操縦安定性の向上を図るとともに、外側ゴム部に最も軟質かつ低弾性のゴムを使用して乗り心地性の向上を図っている。

しかし係る構成では、コーナリングパワーへの影響が大きいトレッドショルダ域での剛性が充分に確保されないため、操縦安定性の向上効果が不十分であり、又直進走行時に接地圧が高くなるトレッド中央域での剛性が大となるため乗り心地性の向上効果も不十分としている。又操縦安定性にとってコーナリングパワー以外にハンドル応答性も重要であり、かつ乗り心地性にとって硬さ以外に振動吸収性や振動減衰性も重要である。しかしゴム硬度及びモジュラスの規制では、これらハンドル応答性、振動吸収性、振動減衰性等を充分に掌握することは難しい。
特開平１０−２９７２１４号公報

そこで本発明は、ベースゴム層の中央ゴム部の側に、外側ゴム部に比して正接損失が大かつ複素弾性率を小とした、振動吸収性が大かつ低弾性のゴムを使用することを基本として、乗り心地性と操縦安定性とをより高いレベルで向上させうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されかつ半径方向内外にベルトプライが重なるベルト層とを具え、かつ前記トレッド部をなすトレッドゴムが、トレッド面をなすキャップゴム層と、その半径方向内面に隣接するベースゴム層とを具える空気入りタイヤであって、前記ベースゴム層は、タイヤ赤道を含む中央ゴム部とその両側の外側ゴム部とからなり、かつ前記中央ゴム部のタイヤ軸方向巾Ｗ１は、最大巾のベルトプライの巾であるベルト巾Ｗ２の４０％〜７０％の範囲とするとともに、その正接損失 tanδＡを、外側ゴム部をなす外側ベースゴムの正接損失 tanδＢの２．５倍以上とし、しかもその複素弾性率Ｅ* Ａを、外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ｂの０．６倍以下としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、タイヤ赤道位置において、前記中央ゴム部の厚さＴ１は、前記トレッドゴムの総厚さＴ０の２０〜５０％であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記キャップゴム層をなすキャップゴムの正接損失 tanδＣは、前記中央ベースゴムの正接損失 tanδＡより小、かつ前記外側ベースゴムの正接損失 tanδＢより大、しかも前記キャップゴムの複素弾性率Ｅ^*Ｃは、中央ベースゴムの複素弾性率Ｅ^*Ａより大小、かつ外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ^*Ｂより小としたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記外側ベースゴムは、正接損失 tanδＢを０．０５〜０．１５、かつ複素弾性率Ｅ* Ｂを５〜８ＭＰａとしたことを特徴としている。また、請求項５記載の発明では、前記中央ベースゴムは、前記正接損失 tanδＡが、外側ゴム部をなす外側ベースゴムの正接損失 tanδＢの２．５倍以上３．０倍以下、しかもその複素弾性率Ｅ* Ａが、外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ｂの０．５２倍以上０．６倍以下であることを特徴としている。

なお本明細書において、正接損失、及び複素弾性率は、上述の通り、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの動的性質試験方法」に準拠し、粘弾性スペクトロメータを用い、引張りモードにおいて、温度３０℃、周波数１０Ｈｚ、静歪２％、動歪２％の条件で測定した値としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、乗り心地性と操縦安定性とをより高いレベルで向上させることができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１、２において、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなり、カーカスコードとして、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードが好適に使用される。又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具え、かつ該プライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８を配設している。

又前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルトプライ７Ａ、７Ｂは、半径方向内外で重置するとともに、各ベルトコードがプライ間相互で交差することによりベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。なお本例では、内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂ２に比べて例えば５〜２０ｍｍ程度巾広であり、これによりベルト端における剛性段差を緩和せしめ応力集中による剥離損傷を抑制している。なお最も巾広のベルトプライ（本例では内のベルトプライ７Ａ）のプライ巾であるベルト巾Ｗ２は、トレッド巾ＴＷの０．８５〜１．０５倍程度に設定される。

又ベルト層７の半径方向外側には、主に高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させた周知のバンド層（図示しない）を設けることができる。

次に、前記ベルト層７の半径方向外側（バンド層が有る場合にはバンド層を介して）には、トレッド部２を構成するトレッドゴムＧが配される。このトレッドゴムＧは、トレッド面をなすキャップゴム層Ｇ１と、その半径方向内面に隣接するベースゴム層Ｇ２とから形成されるとともに、該ベースゴム層Ｇ２は、タイヤ赤道Ｃを含む中央ゴム部ＧＡと、その両側の外側ゴム部ＧＢ、ＧＢとに区分される。

そして本発明では、前記中央ゴム部ＧＡをなす中央ベースゴムｇａは、その正接損失 tanδＡを、外側ゴム部ＧＢをなす外側ベースゴムｇｂの正接損失 tanδＢの２．５倍以上、かつ複素弾性率Ｅ^*Ａを、外側ベースゴムｇｂの複素弾性率Ｅ^*Ｂの０．６倍以下に設定している。即ち、前記中央ベースゴムｇａは、正接損失 tanδＡが大かつ複素弾性率Ｅ^*Ａが小、言い換えると、振動吸収性や振動減衰性に優れしかも変形しやすい特性を有する。従って、このようなゴムを、直進走行時に接地圧が高くなり乗り心地性への影響が大きい中央ゴム部ＧＡに採用することにより、路面からの入力を吸収し振動を含めた乗り心地性をより効果的に向上させることができる。

これに対して、外側ベースゴムｇｂは、正接損失 tanδＡが小かつ複素弾性率Ｅ^*Ａが大、言い換えると、高弾性でありかつ応答性に優れる特性を有する。従って、このようなゴムを、コーナリングパワーへの影響が大きい外側ゴム部ＧＢに採用することにより、より大きなコーナリングパワーを高い応答性を有して得ることができ、ハンドル応答性や旋回性能を含む操縦安定性をより効果的に向上させることができる。しかも、正接損失 tanδＡが小さい低発熱ゴムであるため、ベルト層７の外端部での発熱を抑えることができ、ベルト端における剥離損傷抑制にも役立つ。

なお前記正接損失 tanδＡが正接損失 tanδＢの２．５倍より小、及び複素弾性率Ｅ* Ａが複素弾性率Ｅ* Ｂの０．６倍より大では、乗り心地性と操縦安定性とを両立させることが難しくなる。しかし、前記正接損失 tanδＡが正接損失 tanδＢの６倍をこえたり、複素弾性率Ｅ* Ａが複素弾性率Ｅ* Ｂの０．２倍を下回る場合には、転がり抵抗が損なわれるなど燃費性に不利となり、しかも内部発熱やゴム間の弾性差が過大となって耐久性を損ねる傾向となるため好ましくない。好ましくは、前記中央ベースゴムは、前記正接損失 tanδＡが、外側ゴム部をなす外側ベースゴムの正接損失 tanδＢの２．５倍以上３．０倍以下、しかもその複素弾性率Ｅ* Ａが、外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ｂの０．５２倍以上０．６倍以下である。

又乗り心地性と操縦安定性との両立を達成させるためには、前記中央ゴム部ＧＡのタイヤ軸方向巾Ｗ１を、前記ベルト巾Ｗ２の４０％〜７０％の範囲とすることも必要であり、４０％未満では乗り心地性の向上効果が不十分となり、逆に７０％をこえると操縦安定性の向上効果が不十分となるなど両立が困難となる。

又乗り心地性と操縦安定性とを充分満足しうる適正なレベルに確保するためには、前記外側ベースゴムの正接損失 tanδＢを０．０５〜０．１５の範囲、かつ複素弾性率Ｅ^*Ｂを５〜８ＭＰａの範囲とすることが好ましい。前記正接損失 tanδＢが０．１５より大、及び複素弾性率Ｅ^*Ｂが５ＭＰａ未満では、操縦安定性が不十分なものとなり、逆に正接損失 tanδＢが０．０５より小、及び複素弾性率Ｅ^*Ｂが８ＭＰａより大では、乗り心地性が不十分なものとなる。

又このようなベースゴム層Ｇ２による効果は、ベースゴム層Ｇ２が薄過ぎると充分に発揮されるものではなく、そのためにタイヤ赤道位置において、前記中央ゴム部の厚さＴ１を、前記トレッドゴムの総厚さＴ０の２０％以上とするのが好ましい。しかし、前記厚さＴ１が厚すぎると、摩耗中期にトレッド面に露出して接地性を損ねる恐れがあり、従ってその上限を総厚さＴ０の５０％未満とするのが好ましい。

又タイヤ１では、キャップゴム層Ｇ１をなすキャップゴムｇｃが低弾性過ぎても又高弾性過ぎても、乗り心地性と操縦安定性とを満足しうる適正なレベルに確保することは難しくなる。従って、本例では適正なレベル確保のために、前記キャップゴムｇｃの正接損失 tanδＣを、前記中央ベースゴムｇａの正接損失 tanδＡよりも小、かつ前記外側ベースゴムｇｂの正接損失 tanδＢよりも大とするとともに、キャップゴムｇｃの複素弾性率Ｅ^*Ｃを、中央ベースゴムｇａの複素弾性率Ｅ^*Ａよりも大、かつ外側ベースゴムｇｂの複素弾性率Ｅ^*Ｂよりも小に設定している。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の構造をなす、タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５の乗用車用タイヤを表１の仕様で試作するとともに、各試供タイヤの乗り心地性、及び操縦安定性を評価した。

（１）乗り心地性：
試供タイヤを、リム（１５×６．５Ｊ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件で乗用車用（２５００ｃｃ）の全輪に装着し、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、１０点法で評価した。値が大なほど優れている。

（２）操縦安定性：
前記車両を用い、タイヤテストコースのドライアスファルト路面を走行し、ハンドル応答性、及び旋回性能を官能評価により１０点法で評価した。値が大なほど優れている。

テストの結果、実施例のタイヤは、乗り心地性と操縦安定性とを両立して向上させうることが確認できる。

本発明の空気入りタイヤ一実施例を示す断面図である。トレッド部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
７ベルト層
７Ａ、７Ｂベルトプライ
Ｇトレッドゴム
Ｇ１キャップゴム層
Ｇ２ベースゴム層
ＧＡ中央ゴム部
ＧＢ外側ゴム部

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されかつ半径方向内外にベルトプライが重なるベルト層とを具え、かつ前記トレッド部をなすトレッドゴムが、トレッド面をなすキャップゴム層と、その半径方向内面に隣接するベースゴム層とを具える空気入りタイヤであって、
前記ベースゴム層は、タイヤ赤道を含む中央ゴム部とその両側の外側ゴム部とからなり、かつ前記中央ゴム部のタイヤ軸方向巾Ｗ１は、最大巾のベルトプライの巾であるベルト巾Ｗ２の４０％〜７０％の範囲とするとともに、
前記中央ゴム部をなす中央ベースゴムは、粘弾性スペクトロメータを用いた引張りモードによる温度３０℃、周波数１０Ｈｚ、静歪２％及び動歪２％の測定条件において、その正接損失 tanδＡを、外側ゴム部をなす外側ベースゴムの正接損失 tanδＢの２．５倍以上とし、
しかもその複素弾性率Ｅ* Ａを、外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ｂの０．６倍以下としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤ赤道位置において、前記中央ゴム部の厚さＴ１は、前記トレッドゴムの総厚さＴ０の２０〜５０％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記キャップゴム層をなすキャップゴムの正接損失tanδＣは、前記中央ベースゴムの正接損失 tanδＡより小、かつ前記外側ベースゴムの正接損失 tanδＢより大、しかも前記キャップゴムの複素弾性率Ｅ* Ｃは、中央ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ａより大小、かつ外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ｂより小としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記外側ベースゴムは、正接損失 tanδＢを０．０５〜０．１５、かつ複素弾性率Ｅ* Ｂを５〜８ＭＰａとしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
前記中央ベースゴムは、前記正接損失 tanδＡが、外側ゴム部をなす外側ベースゴムの正接損失 tanδＢの２．５倍以上３．０倍以下、
しかもその複素弾性率Ｅ* Ａが、外側ベースゴムの複素弾性率Ｅ* Ｂの０．５２倍以上０．６倍以下である請求項１記載の空気入りタイヤ。