(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部が接地面側のキャップゴムと、ベルト層に隣接する側のベースゴムの少なくとも２層で構成され、前記ベースゴムには平均粒子径が２０μｍ〜４００μｍ以下のガラスバルーンよりなる中空粒子を体積比率が２％〜２５％になるように混合し、その厚さを１．０ｍｍ〜５．０ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃｍ2での破壊率が４０％以下の強度を有することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
ベースゴムの厚さは１．５ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操縦安定性を損なうことなく、ロードノイズ、特に粗悪路面を走行する際にタイヤ振動に起因して発生する車内騒音を軽減した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粗悪路面を走行する際にタイヤ振動に起因して発生する車内騒音、すなわちロードノイズを軽減する方法が試みられている。
【０００３】
たとえば、トレッド部をキャップゴムとベースゴムの２層構造とするとともに、キャップゴムにヒステリシスロスの大きいゴム組成物、あるいは弾性率の低いゴムを用いてトレッド部の剛性を低くすることにより、走行時のタイヤ振動を軽減する方法、あるいは、トレッド部の厚さを大きく、かつビード部の剛性を低くすることで、タイヤ全体のバネ定数を減少させ、走行時のタイヤ振動を軽減する方法等が提案されている。しかし、これらの方法ではタイヤの剛性の低下による操縦安定性を損なうことになり実用的な解決手段とはいえない。
【０００４】
一方、特開平２−６０８０３号公報には、カーボンブラック含有量が２０重量部以下の低硬度加硫ゴムを平均粒径１００〜１０００μｍの粒子にして、キャップゴムとベースゴムよりなる二層のトレッド部のキャップゴムに均一分散させる方法が提案されている。しかし、かかる方法においては、タイヤの摩耗が進み粒子がタイヤ表面に露出してくると、粒子はゴムに固定されていないため、ゴムから容易に脱落してくる。さらに走行すると粒子が脱落した跡からゴムに亀裂が入るなどの悪影響が起こるため、耐摩耗性や耐久性が低下する。また粒子が表面に露出すると接地面が平坦でなくなり、ロードノイズと操縦安定性を同時に満足するタイヤを得ることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、操縦安定性を損なうことなく粗悪路面を走行する際、タイヤ振動に起因するロードノイズを軽減した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はトレッド部が接地面側のキャップゴムと、ベルト層に隣接する側のベースゴムの少なくとも２層で構成され、前記ベースゴムには平均粒子径が５００μｍ以下の中空粒子を体積比率が２％〜４０％になるように混合し、その厚さを１．０ｍｍ以上としたことを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００７】
そして前記中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃｍ2での破壊率が４０％以下の強度を有することが望ましい。また前記ベースゴムの厚さは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲であることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の空気入りタイヤの断面図の右半分を示す。また図２はそのトレッド部の拡大断面図を示す。
【０００９】
図において空気入りタイヤ１は、トレッド部２とサイドウォール部３とビード部４を有している。さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設され、一方のビード部４から他方のビード部にわたり、ビードコア５のまわりを両端を折り返して係止されるカーカス６と、該カーカスのクラウン部外側には２枚のプライよりなるベルト層７が配置されている。そしてトレッド部２は接地面側のキャップゴム２Ａと、ベルト層に隣接する側のベースゴム２Ｂの２層で構成されている。
【００１０】
そして前記ベースゴム２Ｂには中空粒子が混合されている。中空粒子は平均粒子径が５００μｍ以下のものが使用される。平均粒子径が５００μｍを超えるとベースゴムの強度が低下し、またゴムに混練する際、中空粒子が破壊してしまう。平均粒子径は好ましくは２０μｍ〜４００μｍ、特に４０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。平均粒子径が小さくなると、タイヤ走行時の振動発生の抑制を十分できずロードノイズの軽減効果が少なくなる。中空粒子は粒子径が種々の大きさのものが混在し得る。
【００１１】
また、中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃｍ2での破壊率が４０％以下の強度を有することが好ましい。中空粒子はベースゴム組成物を製造する際、ロールあるいはニーダでゴムに混練されるが、その際の圧力、剪断力等で中空粒子の大部分が破壊することがあり、この場合、中空粒子による振動軽減効果は期待できない。
【００１２】
ここで破壊率の測定は次の方法で行なう。図３において、中空粒子とグリセリンを容積比で５０：５０に混合し、パッケージ１１に詰める。パッケージ１１を圧力容器１０に入れ、所定の静水圧力（５００ｋｇ／ｃｍ2）にて保持する。破壊率は中空粒子の体積減少率で表わされる。その計算式を次に示す。
【００１３】
破壊率（体積減少率）＝（１−Ａ１／Ａ２）×１００
Ａ１：圧力処理前の中空粒子の真密度
Ａ２：圧力処理後の中空粒子の真密度
次に、ベースゴム中に中空粒子が体積比率で２％〜４０％となるように混合される。体積比率は好ましくは５％〜２５％の範囲である。ここで体積比率は中空粒子をゴムに混練する前に、中空粒子の体積を算出し、加硫後のベースゴムとの体積比率（％）として算出する。体積比率が２％未満の場合、ロードノイズの軽減効果は少ない。一方体積比率が４０％を超えるとベースゴムの耐久性が悪くなるとともに、中空粒子のコストが高くなる。
【００１４】
本発明で用いられる中空粒子の種類としてガラスバルーンが使用できる。
【００１５】
次に、前記ベースゴムの厚さ（Ｇ）は１．０〜５．０ｍｍの範囲、特に１．５〜４．０ｍｍの範囲であることが望ましい。ベースゴムの厚さ（Ｇ）が１．０ｍｍ未満になると、ロードノイズ軽減の効果は期待できず、一方、５．０ｍｍを超えると空気入りタイヤのサイズによってはキャップゴムの厚さ（Ｌ）が極端に小さくなり、トレッド部がある程度摩耗するとベースゴムがトレッド表面に露出してしまい、耐摩耗性あるいはグリップ性等の性能を損なうこととなる。ベースゴムとキャップゴムの境界は、タイヤトレッド部のウェアインジケータの内側に位置するように構成される。
【００１６】
ベースゴムの厚さ（Ｇ）は、図２の如くタイヤ中央部から端部方向に厚さが変化する場合、その平均の厚さを意味する。
【００１７】
なお、本発明においてベースゴムは１層または複数層で構成することができ、ベルト層の上側に配置されるアンダートレッドを包含する概念である。ベースゴムを複数層で構成する場合には、中空粒子はその１層にのみ混合することも可能である。
【００１８】
次にベースゴムは中空粒子を除いたゴム配合におけるＪＩＳ−Ａ硬度が４５〜６０の範囲、好ましくは４５〜５５の範囲と比較的柔らかいゴムを使用することにより、中空粒子によるタイヤの振動抑制効果と相俟ってロードノイズを低減することができる。
【００１９】
本発明ではベースゴムのゴム組成物には、ゴム成分として天然ゴム、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム（スチレン含量１０〜５０ｗｔ％、１，２結合量１０〜７０％）、高トランス，スチレン−ブタジエン共重合ゴム、低シスポリブタジエンゴム、高シスポリブタジエンゴム、スチレン−イソプレン共重合ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン−イソプレン共重合ゴム、乳化重合スチレン−アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどが挙げられる。特に天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴムあるいはスチレン−ブタジエン共重合ゴム等、一般にタイヤトレッドゴムに用いられるゴム成分が好ましい。
【００２０】
また、本発明ではベースゴム組成物にカーボンブラック、たとえばＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等各種のグレードのものが用いられ、その配合量は通常１０〜１２０重量部の範囲である。
【００２１】
ベースゴム組成物にはその他の配合剤として、たとえば硫黄、パーオキサイドなどの加硫剤、チアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド系およびグァニジン系などの加硫促進剤、ステアリン酸および亜鉛華などの加硫助剤、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールなどの活性剤、充填剤、可塑剤、老化防止剤、プロセス油等が配合される。
【００２２】
次に本発明においてキャップゴム２Ａは、汎用されているゴム組成物が用いられ、耐摩耗性、グリップ性および耐チッピング性等に優れたゴム配合設計がされる。一方、中空粒子を含むベースゴムのＪＩＳ−Ａ硬度は５５〜７０の範囲、特に５５〜６６の範囲が好適である。ベースゴムの硬度より高くすることにより操縦安定性を一層向上することができる。
【００２３】
空気入りタイヤは走行時に外部から振動音が入力される。ここでタイヤを構成するゴム成分を柔軟にすることにより振動の吸収効率は高くなり、ノイズの低減を図ることができる。しかしゴム成分を軟らかくすることによりハンドリングに対するタイヤの応答性が悪くなり、いわゆる操縦安定性が低下する。そこで比較的柔軟なベースゴム成分に中空粒子を所定量配合することにより、ベースゴム全体の硬度を維持しすることができる。そしてタイヤとしての剛性を維持することにより、操縦安定性を犠牲にすることなく、同時にノイズの低減を達成することができる。つまりベースゴムに中空粒子を配合することで、ゴム成分を介して伝達される振動を、この中空粒子がゴム成分内部で振動して吸収する効果を有する。さらに粒子が中空であるため、粒子の内部は振動音を伝達せず効果的なノイズ低減が図れる。一方、多孔性の粒子の場合は粒子表面の凹凸にゴム成分が入り込むことにより多少なりとも粒子がゴム成分により固定され粒子が振動しにくくなり、本発明の如くノイズ低減は充分達成できない。
【００２４】
本発明ではベースゴムおよびキャップゴムは公知のタイヤ製造方法、たとえば未加硫ゴム組成物からシート状物を別個に押出成形し、両者を重ね合わせてタイヤトレッド部材とし、他のタイヤ構成材料と積層してグリーンタイヤを作製し、成形加硫する方法を採用することができる。
【００２５】
なお、本発明の空気入りタイヤは図１に示される如く、ベルト層７は、スチールコードまたはアラミド繊維等のコードよりなるプライの２枚をタイヤ周方向に対して、コードが通常５〜３０°の角度になるようにプライ間で相互に交差するように配置される。またカーカスはポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードがタイヤ周方向にほぼ９０°に配列されており、カーカスとその折り返し部に囲まれる領域には、ビードコア５の上端からサイドウォール方向に延びる、ＪＩＳ−Ａ硬度が７０〜９５の硬質ゴムのビードエーペックス８が配置されることが好ましい。
【００２６】
なお、空気入りタイヤの断面形状、補強材等による構造および材質はタイヤのカテゴリ、たとえば乗用車用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、トラックバス用タイヤによって適宜変更し得る。さらに本発明は空気入りラジアルタイヤに限定されず、バイアスタイヤ、ベルテッドバイアスタイヤにも適用し得る。
【００２７】
【実施例】
図１、図２に示す構造でタイヤサイズがＴＬ２２５／５５Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤを試作した。タイヤカーカスにはポリエステルコード層を用い、コード角度をタイヤ周方向に９０°に配列し、さらにベルト層にはスチールコードをタイヤ周方向に２２°でプライ間で交差した２枚のプライを用いた。
【００２８】
ベースゴム配合は表１に示す。さらにベースゴム中での中空粒子の混合仕様を表２に示す。試作タイヤの操縦安定性およびロードノイズは次の方法で測定した。なお、キャップゴムの平均厚さ（Ｌ）は８ｍｍであり、キャップゴムのＪＩＳ−Ａ硬度は６７である。
【００２９】
【表１】
0004827326.tif 000002
【００３０】
【表２】
0004827326.tif 000003
【００３１】
（１）  操縦安定性
ドライ路面で５０〜８０ｋｍ／ｈで実車走行し、直進走行およびコーナリング時の操縦安定性をドライバーのフィーリングで評価した。比較例１を５点として１０段階で評価し、数字が大きいほど良好であることを示す。
【００３２】
（２）  ロードノイズ
粗悪路面を５０〜８０ｋｍ／ｈで走行した際の車内でのドライバーのフィーリングで評価した。比較例１を５点として１０段階で評価した。数字が大きいほど良好であることを示す。
【００３３】
表２において比較例１はベースゴムに中空粒子を混合していないものである。比較例２は中空粒子の体積比率が１％と小さいため、ロードノイズの低減の効果は少ない。
【００３４】
比較例３は強度の低いシラスバルーンを使用しているため、中空粒子の体積比率は５％であっても破壊率が大きく、ロードノイズの低減効果はない。
【００３５】
比較例４は中空でないガラスビーズを使用したため、ロードノイズ低減の効果はない。
【００３６】
比較例５は中空粒子を混合したベースゴムの厚さが０．５ｍｍで１．０ｍｍより小さいので、ロードノイズ低減効果はない。
【００３７】
比較例６はベースゴムに低硬度ゴム粒子を混合しているためロードノイズの低減は認められるが、トレッド部は剛性不足となり操縦安定性が低下している。
【００３８】
本発明の実施例１、実施例２は、ロードノイズおよび操縦安定性のいずれも比較例１よりも大幅に向上していることが認められる。
【００３９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４０】
【発明の効果】
上述の如く本発明は中空粒子をベースゴムに所定量混合したため、硬度の低い加硫ゴム粒子をトレッドゴムに混入する場合や、トレッド部に発泡ゴムを用いる場合のようなトレッド部の剛性低下を招来することなく、操縦安定性を維持しさらにロードノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の空気入りタイヤの断面図の右半分を示す。
【図２】  図１のトレッド部の拡大図を示す。
【図３】  破壊率の測定方法の概略図を示す。
【符号の説明】
１  空気入りタイヤ、２  トレッド部、２Ａ  キャップゴム、２Ｂ  ベースゴム、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、８  ビードエーペックス。
【図１】
0004827326.tif 000004
【図２】
0004827326.tif 000005
【図３】
0004827326.tif 000006