(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を配置すると共に、該トレッド部をキャップトレッド層とアンダートレッド層との２層構造にした自動車用空気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッド層をタイヤ赤道を中心として１番ベルト層の幅の３０〜７０％の範囲でかつ２番ベルト層からタイヤ径方向に０．５〜２．０ｍｍまでの範囲からなるセンター領域と、該センター領域から連続して前記１番ベルト層の両端部から最大で片側３０ｍｍ外側まで延長する範囲でかつ厚さ１．０〜５．０ｍｍの範囲からなるショルダー領域とで互いに異なるゴム組成物から構成し、前記センター領域にＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が前記キャップトレッド層よりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層を配置すると共に、前記ショルダー領域にＪＩＳ−Ａ硬度が５０〜７０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が前記キャップトレッド層よりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層を配置し、かつ前記センター領域のゴム層の損失正接(tanδ1)に対する前記ショルダー領域のゴム層の損失正接(tanδ2)の比率(tanδ2 ／ tanδ1)を２／３以下にし、前記ショルダー領域のゴム層を前記センター領域のゴム層よりも厚くした自動車用空気入りタイヤ。
【請求項２】
トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を配置すると共に、該トレッド部をキャップトレッド層とアンダートレッド層との２層構造にした自動車用空気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッド層をタイヤ赤道を中心として１番ベルト層の幅の３０〜７０％の範囲でかつ２番ベルト層からタイヤ径方向に０．５〜２．０ｍｍまでの範囲からなるセンター領域と、該センター領域から連続して前記１番ベルト層の両端部から最大で片側３０ｍｍ外側まで延長する範囲でかつ厚さ１．０〜５．０ｍｍの範囲からなるショルダー領域とで互いに異なるゴム組成物から構成し、前記センター領域にＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が前記キャップトレッド層よりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層を配置すると共に、前記ショルダー領域にＪＩＳ−Ａ硬度が５０〜７０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が前記キャップトレッド層よりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層を配置し、かつ前記センター領域のゴム層の損失正接(tanδ1)に対する前記ショルダー領域のゴム層の損失正接(tanδ2)の比率(tanδ2 ／ tanδ1)を２／３以下にし、前記ショルダー領域のゴム層を前記センター領域のゴム層よりも厚くした自動車用空気入りタイヤを製造するための方法であって、
弾性体ドラムの外周上にベルト層を巻き付け、該ベルト層の外周側に幅５〜３０ｍｍ、厚さ０．５〜３．０ｍｍの未加硫ゴム組成物からなるストリップ材を周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に巻き付け、タイヤ子午線断面の位置に応じて前記ストリップ材を構成する未加硫ゴム組成物の種類を異ならせることにより、前記アンダートレッド層のセンター領域のゴム層と、前記アンダートレッド層のショルダー領域のゴム層と、前記キャップトレッド層とを互いに異なるゴム組成物から構成した多色構造のトレッド部を形成する自動車用空気入りタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記ストリップ材を押出成形機から供給する請求項２に記載の自動車用空気タイヤの製造方法。
【請求項４】
前記ストリップ材を射出成形機から供給する請求項２に記載の自動車用空気タイヤの製造方法。
【請求項５】
前記ベルト層の外周上にタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に０°となる有機繊維補強層を巻き付け、更にその上に前記ストリップ材を巻き付ける請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用空気タイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド部をキャップトレッド層とアンダートレッド層との２層構造にした自動車用空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、転動抵抗の低減と操縦安定性の向上を同時に達成するようにした自動車用空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用空気入りタイヤにおいて、トレッド部をタイヤ径方向外側に位置するキャップトレッド層とタイヤ径方向内側に位置するアンダートレッド層との２層構造にし、そのアンダートレッド層として、操縦安定性を向上する目的で高硬度のゴム層を使用したり、転動抵抗を低減する目的で低発熱性のゴム層を使用することが行われている。ところが、アンダートレッド層はベルト層をキャップトレッド層のオイルマイグレーションから保護する機能（オイルバリア機能）を有し、軟化剤の配合量が比較的少ないので、高硬度のゴム層を使用すると必然的に高発熱性になることが避けられなかった。
【０００３】
そこで、特開平５−２４６２１２号公報では、アンダートレッド層のセンター部に接地幅の３０〜５０％の幅でＪＩＳ−Ａ硬度７０〜８０の高硬度ゴム層を配置し、ショルダー部にＪＩＳ−Ａ硬度５０〜６０の比較的硬度が低いゴム層を配置することにより、転動抵抗を低減すると同時に操縦安定性を向上することが提案されている。しかしながら、上記手法ではセンター部やショルダー部を構成するゴム層の硬度が狭い範囲に限定されるため、設定可能なタイヤ性能が制限されてしまうという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、トレッド部をキャップトレッド層とアンダートレッド層との２層構造にし、転動抵抗の低減と操縦安定性の向上を図るにあたって、その設定条件を緩和することを可能にした自動車用空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【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自動車用空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を配置すると共に、該トレッド部をキャップトレッド層とアンダートレッド層との２層構造にした自動車用空気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッド層をタイヤ赤道を中心として１番ベルト層の幅の３０〜７０％の範囲でかつ２番ベルト層からタイヤ径方向に０．５〜２．０ｍｍまでの範囲からなるセンター領域と、該センター領域から連続して前記１番ベルト層の両端部から最大で片側３０ｍｍ外側まで延長する範囲でかつ厚さ１．０〜５．０ｍｍの範囲からなるショルダー領域とで互いに異なるゴム組成物から構成し、前記センター領域にＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が前記キャップトレッド層よりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層を配置すると共に、前記ショルダー領域にＪＩＳ−Ａ硬度が５０〜７０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が前記キャップトレッド層よりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層を配置し、かつ前記センター領域のゴム層の損失正接（ｔａｎδ１）に対する前記ショルダー領域のゴム層の損失正接（ｔａｎδ２）の比率（ｔａｎδ２  ／  ｔａｎδ１）を２／３以下にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このようにアンダートレッド層としてセンター領域に高硬度のゴム層とショルダー領域に低発熱性のゴム層とを適正配置することにより、転動抵抗の低減と操縦安定性の向上を同時に図ることができ、しかも使用可能なゴム組成物を従来に比べて広範な範囲から選択することができるので、所望のタイヤ性能を設定することが可能になる。
【０００７】
本発明において、損失正接（ｔａｎδ）  は動的粘弾性測定用スペクトロメーターを使用し、温度６０℃、初期歪み１０％、動的歪み±２％、振動数２０Ｈｚの条件で測定したものである。
上述のようなトレッド構造を実現するためには、多種類のゴム組成物をタイヤ断面方向に配分したトレッドゴムを押出機を使用して一体的に押し出すことが考えられる。しかし、上記トレッドゴムを一体的に押し出すには、トレッドダイスのほかに、ゴム組成物の種類分のスクリューと、トレッド構造を狙い通りの形状に近似させるための予備押出しダイスを押出機に装備する必要があり、それらを制御しながら所望の断面構造を得ることが極めて困難であると共に、トレッドダイス同様に一品一様の予備押出しダイスを用意する必要があるため設備投資の増大を招くことになる。
【０００８】
また、上述のようにして得られた押出し物からなるトレッドゴムは各々のゴム組成物の冷却時の収縮率の違いによって、底面が平坦ではなくなり易く、生タイヤの成形時にエアー溜まりの原因になりやすいという欠点を持っている。その対策として、押出速度を低速化し、生タイヤの成形サイクルと同調させることにより、トレッドゴムを冷却工程を設けることなく直ちに生タイヤの成形サイクルに供給することも考えられる。しかし、機械故障発生時のサイクル遅延や段替え前後の不良押出し物の発生量等を考慮すると、品質的にも効率的にも好ましい方法とは言えない。
【０００９】
そこで、本発明の自動車用空気入りタイヤの製造方法は、弾性体ドラムの外周上にベルト層を巻き付け、該ベルト層の外周側に幅５〜３０ｍｍ、厚さ０．５〜３．０ｍｍの未加硫ゴム組成物からなるストリップ材を周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に巻き付け、タイヤ子午線断面の位置に応じて前記ストリップ材を構成する未加硫ゴム組成物の種類を異ならせることにより多色構造のトレッド部を形成することを特徴とするものである。
【００１０】
このように多色構造のトレッド部を形成するにあたって、ストリップ材を周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に巻き付け、タイヤ子午線断面の位置に応じてストリップ材を構成する未加硫ゴム組成物の種類を異ならせることにより、均質性に優れた多色構造のトレッド部を有する自動車用空気入りタイヤを効率的に製造することができる。
【００１１】
【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。
図１は、本発明の実施形態からなる自動車用空気入りタイヤを例示するものである。図において、左右一対のビード部１，１間には複数本のカーカスコードからなるカーカス層２が装架されており、このカーカス層２のタイヤ幅方向両端部がそれぞれビードコア３の周りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。
【００１２】
トレッド部４におけるカーカス層２の外周側には、それぞれ複数本のスチールコード等の補強コードからなる２層のベルト層５ａ，５ｂが設けられている。これらベルト層５ａ，５ｂは、その補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、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。なお、ベルト層５ａの幅はベルト層５ｂの幅よりも広くなっている。また必要に応じて、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に０°となる有機繊維補強層を少なくともベルト層５ａ，５ｂの両端部を覆うように設けるようにしても良い。このような有機繊維補強層を構成する有機繊維コードは、特に限定されるものではないが、熱収縮性を有するナイロンコードを使用することが好ましい。
【００１３】
トレッド部４はタイヤ径方向外側に位置するキャップトレッド層４ａと、タイヤ径方向内側に位置するアンダートレッド層４ｂとの２層構造になっている。このトレッド部４の幅方向両端部にはゴム組成物から成るウィングチップ６が帯状に貼り付けられている。キャップトレッド層４ａのゴム組成物は特に限定されるものではない。このキャップトレッド層４ａはＪＩＳ−Ａ硬度が４５〜７５の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量が１０〜６０重量部の範囲になっている。
【００１４】
一方、アンダートレッド層４ｂはセンター領域とショルダー領域とで互いに異なるゴム組成物から構成されている。センター領域はタイヤ赤道を中心として１番ベルト層５ａの幅Ａの３０〜７０％に相当する幅Ｂの範囲で、かつ２番ベルト層５ｂからタイヤ径方向への厚さＴ１  が０．５〜２．０ｍｍの範囲で規定される。ショルダー領域はセンター領域から連続して１番ベルト層５ａの両端部からタイヤ幅方向外側へ延長し、その両端部からの最大突出量Ｃが片側３０ｍｍ以下となる範囲で、かつ厚さＴ２  が１．０〜５．０ｍｍの範囲で規定される。
【００１５】
アンダートレッド層４ｂのセンター領域にはＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０、より好ましくは７０〜８０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量がキャップトレッド層４ａよりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層４ｂ１  が配置されている。ショルダー領域にはＪＩＳ−Ａ硬度が５０〜７０の範囲でゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量がキャップトレッド層４ａよりも１０重量部以上少ない配合系を持つゴム層４ｂ２  が配置されている。また、センター領域のゴム層４ｂ１  の損失正接（ｔａｎδ１）に対するショルダー領域のゴム層４ｂ２  の損失正接（ｔａｎδ２）の粘弾性比率（ｔａｎδ２  ／  ｔａｎδ１）は２／３以下になるように設定されている。
【００１６】
上記ゴム組成物は、天然ゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等のゴム成分に、カーボンブラック、プロセスオイル等を適宜配合することにより調整することができる。また、これらゴム組成物には、ステアリン酸、加硫促進剤、老化防止剤、硫黄等の添加剤を適宜配合することができる。
【００１７】
上述のようにアンダートレッド層４ｂのセンター領域に高硬度のゴム層４ｂ１  を配置することにより、トレッド部の剛性を大きくして操縦安定性を向上することができ、その一方でアンダートレッド層４ｂのショルダー領域に損失正接（ｔａｎδ２）が小さい低発熱性のゴム層４ｂ１  を配置することにより、転動抵抗を低減することができる。
【００１８】
本発明において、アンダートレッド層４ｂのセンター領域に配置するゴム層４ｂ１  のＪＩＳ−Ａ硬度は６５〜８０の範囲にする。ゴム層４ｂ１  のＪＩＳ−Ａ硬度が低い過ぎると操縦安定性の向上効果が不十分になる。また、ゴム層４ｂ１  のゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量はキャップトレッド層４ａよりも１０重量部以上少なくする。ゴム層４ｂ１  の軟化剤の配合量が多過ぎるとアンダートレッド層としてのオイルバリア機能が不十分になる。
【００１９】
一方、アンダートレッド層４ｂのショルダー領域に配置するゴム層４ｂ２  のＪＩＳ−Ａ硬度は５０〜７０の範囲にする。ゴム層４ｂ２  のＪＩＳ−Ａ硬度が高過ぎると転動抵抗の低減効果が不十分になる。また、ゴム層４ｂ２  のゴム１００重量部に対する軟化剤の配合量はキャップトレッド層４ａよりも１０重量部以上少なくする。ゴム層４ｂ２  の軟化剤の配合量が多過ぎるとアンダートレッド層としてのオイルバリア機能が不十分になる。更に、センター領域のゴム層４ｂ１  の損失正接（ｔａｎδ１）と比較して、ショルダー領域のゴム層４ｂ２  の損失正接（ｔａｎδ２）の比率（ｔａｎδ２  ／  ｔａｎδ１）は２／３以下にする。この粘弾性比率（ｔａｎδ２  ／  ｔａｎδ１）が２／３を超えると転動抵抗の低減効果が不十分になる。
【００２０】
また、本発明によれば、アンダートレッド層４ｂのセンター領域とショルダー領域の寸法を適切に設定することにより、使用可能なゴム組成物が従来に比べて広範な範囲から選択可能になるという効果も得られる。そのため、目的に応じたゴムコンパウンドを使用して所望のタイヤ性能を設定することができる。
センター領域の幅Ｂは１番ベルト層５ａの幅Ａの３０〜７０％の範囲にする。この幅Ｂが広過ぎると転動抵抗の低減効果が不十分になり、逆に狭過ぎると操縦安定性の向上効果が不十分になる。また、センター領域の厚さＴ１  は０．５〜２．０ｍｍの範囲にする。この厚さＴ１  が薄過ぎると操縦安定性の向上効果が不十分になり、逆に厚過ぎると重量増加を招くだけである。
【００２１】
ショルダー領域はセンター領域から連続して１番ベルト層５ａの両端部からタイヤ幅方向外側へ延長し、その両端部からの最大突出量Ｃが片側３０ｍｍ以下となる範囲にする。この最大突出量Ｃが３０ｍｍを超えてオイルバリアを設ける必要はない。また、ショルダー領域の厚さＴ２  は１．０〜５．０ｍｍの範囲にする。この厚さＴ２  が薄過ぎると転動抵抗の低減効果が不十分になり、逆に厚過ぎると重量増加を招くだけである。
【００２２】
図２は本発明の実施形態からなる自動車用空気入りタイヤの製造方法を例示するものである。図２に示すように、弾性体ドラムＤの外周上にベルト層５ａ，５ｂを層間で補強コードが互いに交差するように巻き付ける。また、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に０°となる有機繊維補強層を設ける場合は、ベルト層５ａ，５ｂの外周上に巻き付ける。
【００２３】
次いで、幅５〜３０ｍｍ、厚さ０．５〜３．０ｍｍの未加硫ゴム組成物からなるストリップ材Ｓを周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に巻き付け、タイヤ子午線断面の位置に応じてストリップ材Ｓを構成する未加硫ゴム組成物の種類を異ならせることにより、図１のようにアンダートレッド層４ｂのセンター領域のゴム層４ｂ１  と、ショルダー領域のゴム層４ｂ２  と、更にはキャップトレッド層４ａとを互いに異なるゴム組成物から構成した多色構造のトレッド部４を有するベルト・トレッド積層体を形成する。
【００２４】
上述のように多色構造のトレッド部４を形成するにあたって、ストリップ材Ｓのオーバーラップ量を任意に制御することにより、各ゴム層を所望の断面形状に成形することができ、しかもタイヤ子午線断面の位置に応じてストリップ材Ｓを構成するゴム組成物の種類を異ならせることにより、トレッド部４を任意の複数層から成形することができる。ストリップ材Ｓは予め押出しや圧延によって成形してストックしておいたものでも良く、或いは巻き付けと同時に押出成形機又は射出成形機から供給したものであっても良い。
【００２５】
このようにして得たベルト・トレッド積層体を予め成形された１次グリーンタイヤの外周側に接合して２次グリーンタイヤを成形し、該２次グリーンタイヤを加硫成形することによりタイヤの製造が完了する。
上述したタイヤ製造方法によれば、多色構造のトレッド部４を成形する場合にタイヤ周方向に巻回させたストリップ材Ｓから各ゴム層を成形するので、複雑な予備押出しダイスを一品一様に揃える必要はない。また、多色構造のトレッド部４をドラムＤ上でストリップ材Ｓから成形するので、多色構造のトレッドゴムの一体的に押し出した場合のように各々のゴム組成物の冷却時の収縮率の違いによって底面に歪みを生じることを回避し、グリーンタイヤの成形時にエアー溜まりを生じ難くすることができる。従って、均質性に優れた多色構造のトレッド部４を有する自動車用空気入りタイヤを効率的に製造することができる。
【００２６】
【実施例】
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５とし、図１に示すように多色構造のトレッド部を有する空気入りタイヤにおいて、表１に示す３種類のゴム組成物Ｘ〜Ｚのストリップ材を用いてトレッド部のアンダートレッド層を形成すると共に、１番ベルト層の幅Ａとセンター領域の幅Ｂとの比Ｂ／Ａ、センター領域の厚さＴ１  、ショルダー領域のベルト端からの最大突出量Ｃ、ショルダー領域の厚さＴ２  を種々異ならせた本発明タイヤ、比較タイヤ、従来タイヤ１〜２をそれぞれ製作した。なお、キャップトレッド層は表１のゴム組成物Ｗから形成した。
【００２７】
【表１】
0003573636.tif 000002
表１中、１）日本ゼオン社製、ニポール１５０２
２）日本ゼオン社製、ニポール１７１２（３７．５ｐｈｒ  油展）
３）日本ゼオン社製、ニポールＢＲ１２２０
４）Ｎ−（１，３−  ジメチルブチル）−Ｎ’−  フェニル−ｐ−  フェニレンジアミン
５）Ｎ−シクロヘキシル−２−  ベンゾチアジルスルフェンアミド
これら試験タイヤについて、下記の方法により操縦安定性、転動抵抗を評価し、その結果を表２に示した。
【００２８】
操縦安定性：
回転可能なフラットベルト上にスリップアングル１°を持たせて一定荷重を加え、その反力を数値化し、コーナリングパワー（ＣＰ）を測定した。評価結果は、従来タイヤ１の測定値を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れている。
【００２９】
転動抵抗：
回転ドラム上でタイヤに一定荷重を加え、４０〜１５０ｋｍ／ｈまでの転動抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来タイヤ１の測定値の逆数を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど転動抵抗が少ないことを意味する。
【００３０】
【表２】
0003573636.tif 000003
【００３１】
この表２に示すように、本発明タイヤはアンダートレッド層を主として低発熱性ゴムから構成した従来タイヤ１と同じレベルに転動抵抗を維持しながら、アンダートレッド層を主として高硬度ゴムから構成した従来タイヤ２と同じレベルまで操縦安定性を向上することができた。一方、比較タイヤはアンダートレッド層に本発明タイヤと同じゴム組成物を使用しているものの、その配置領域が適正でないため転動抵抗の低減効果と操縦安定性の向上効果が不十分であった。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の自動車用空気入りタイヤによれば、アンダートレッド層としてセンター領域に高硬度のゴム層とショルダー領域に低発熱性のゴム層とを適正配置したので、転動抵抗の低減と操縦安定性の向上を同時に達成しながら、使用可能なゴム組成物を従来に比べて広範な範囲から選択可能にするので、所望のタイヤ性能を設定することができる。。
【００３３】
また、本発明の製造方法によれば、弾性体ドラムの外周上にベルト層を巻き付け、該ベルト層の外周側に未加硫ゴム組成物からなるストリップ材を周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に巻き付け、タイヤ子午線断面の位置に応じてストリップ材を構成する未加硫ゴム組成物の種類を異ならせることにより多色構造のトレッド部を形成するので、均質性に優れた多色構造のトレッド部を有する自動車用空気入りタイヤを効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる自動車用空気入りタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる自動車用空気入りタイヤの製造方法におけるベルト・トレッド積層体の成形工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ビード部
２  カーカス層
３  ビードコア
４  トレッド部
４ａ  キャップトレッド層
４ｂ  アンダートレッド層
４ｂ１    センター領域のゴム層
４ｂ２    ショルダー領域のゴム層
５ａ，５ｂ  ベルト層
【図１】
0003573636.tif 000004
【図２】
0003573636.tif 000005