(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げると共に、該ビードコアの外周側にビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、
前記ビードフィラーをビードフィラー本体と該ビードフィラー本体のｔａｎδの２５〜７５％となる低ｔａｎδゴムとから形成し、該低ｔａｎδゴムをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置する前記ビードフィラーの断面積の少なくとも３０％の領域を有し、かつ、前記ビードフィラーのタイヤ半径方向高さの中間域に位置する中腹部のタイヤ幅方向外側に局部的に配置した空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記低ｔａｎδの断面積が前記タイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置する前記ビードフィラーの断面積の７０％以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ビードフィラー本体のｔａｎδが０．１５〜０．３である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記カーカス層の巻き上げ端を、前記タイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲から外れるように配置した請求項１乃至３のいずれか１項に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、車両の低燃費化を促進する空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ウェット路面での走行性能（ウェット性能）や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗の低減を可能にした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にタイヤのキャップトレッドには耐摩耗性とウェット性能を確保するためにヒステリシスロスの大きいゴムが使われている。一方、タイヤの転動抵抗を低減して低燃費性を向上するためにはヒステリシスロスの小さいゴムを使用することが必要である。
【０００３】
しかしながら、転動抵抗を低減するためにキャップトレッドに低燃費配合のゴム、即ちヒステリシスロスの小さいゴムを使用すると、必然的にウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能が低下するという問題があり、転動抵抗とウェット性能や耐摩耗性とは相容れない特性とされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗の低減を可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００５】
【発明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、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げると共に、該ビードコアの外周側にビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーをビードフィラー本体と該ビードフィラー本体のｔａｎδの２５〜７５％となる低ｔａｎδゴムとから形成し、該低ｔａｎδゴムをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置する前記ビードフィラーの断面積の少なくとも３０％の領域を有し、かつ、前記ビードフィラーのタイヤ半径方向高さの中間域に位置する中腹部のタイヤ幅方向外側に局部的に配置したことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明者等は、ビード部に集中的に発生するエネルギーロスを効果的に抑えるという観点から鋭意研究を行った結果、ビード部におけるエネルギーロスはタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置するビードフィラーの上部から中腹部の外側に集中して発生していることが判った。そこで、このビードフィラーにおけるエネルギーロスが集中する部分にのみ低ｔａｎδのゴムを選択的に配置することにより、ビード部に集中するエネルギーロスを効果的に抑えて転動抵抗を低減可能であることを見出した。従って、キャップトレッドにヒステリシスロスの小さい低燃費配合のゴムを使用する必要がなくなるので、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗を低減することができる。また、ビードフィラー本体を構成するベースフィラーゴムに高硬度、高ｔａｎδのゴムを使用して操縦安定性の向上を図っても、低ｔａｎδゴムを上述のように局部的に配置するようにすれば転動抵抗は増加しないので、転動抵抗と操縦安定性とを高次元で両立することが可能になる。
【０００７】
上記に加えて、前記カーカス層の巻き上げ端を、前記タイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲から外れるように配置することが好ましい。このようにカーカス層の巻き上げ端をエネルギーロスが集中的に発生する範囲から外れるように配置することにより、耐久性を向上することができる。
本発明において、損失正接ｔａｎδは粘弾性スペクトロメーター（岩本製作所製）を使用して、周波数２０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件で測定したものである。
【０００８】
【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間には複数本の補強コードをラジアル方向に配列させたカーカス層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の廻りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられている。左右一対のビード部１，１とトレッド部４とは左右のサイドウォール部５，５を介して互いに連接されている。また、ビードコア３の外周側にはビードフィラー６が配置されており、このビードフィラー６がカーカス層２によって包み込まれている。トレッド部４におけるカーカス層２の外周側には、それぞれ複数本の補強コードをコートゴムで被覆した少なくとも２層のベルト層７，７が設けられている。これらベルト層７，７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。
【０００９】
上記空気入りタイヤにおいて、ビードフィラー６をビードフィラー本体６ｂと低ｔａｎδゴム６ａとから形成し、この低ｔａｎδゴム６ａをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲にビードフィラー６の一部として局部的に配置する。これは上記範囲以外の部分を低ｔａｎδ化しても転動抵抗の低減効果が小さいからである。また、上記範囲において、ビードフィラー６の断面積の少なくとも３０％の領域を低ｔａｎδゴム６ａにすることが必要である。低ｔａｎδゴム６ａが上記範囲におけるビードフィラー断面積の３０％未満であると転動抵抗の低減効果が不十分である。
【００１０】
上記範囲におけるビードフィラーは断面積の１００％を低ｔａｎδ化せず、低ｔａｎδゴム６ａをビードフィラー６のタイヤ半径方向高さの中間域に位置する中腹部でかつタイヤ幅方向外側に局部的に配置する。これは低ｔａｎδゴム６ａをビードフィラー６の内側に配置しても転動抵抗の低減効果が小さいからである。なお、低ｔａｎδ化による操縦安定性に対する影響を実質的に無いものとするためには、低ｔａｎδゴム６ａの断面積は上記範囲におけるビードフィラー断面積の７０％以下にすることが好ましい。
【００１１】
上記低ｔａｎδゴム６ａのｔａｎδはビードフィラー本体６ｂを構成するベースフィラーゴムのｔａｎδの２５〜７５％にする。低ｔａｎδゴム６ａがベースフィラーゴムのｔａｎδの７５％を超えると転動抵抗の低減効果が不十分になり、逆に低ｔａｎδゴム６ａを実用的なゴム配合とした上でベースフィラーゴムのｔａｎδの２５％未満にすることは技術的に困難である。また、ベースフィラーゴムのｔａｎδはタイヤの要求特性に応じて適宜設定することが可能であるが、転動抵抗の低減効果に加えて優れた操縦安定性を発揮するためにはベースフィラーゴムのｔａｎδを０．１５〜０．３の範囲に設定することが好ましい。
【００１２】
ベースフィラーゴムとしては、タイヤが使用される温度領域全般において適正な硬さと強靱性を保ちつつ、他のタイヤ用ゴムとの接着性が高いことが望ましい。よって、ベースフィラーゴムは天然ゴムを主体にＳＢＲをブレンドしたものが好ましい。また、適正な硬さを得るために、カーボンブラック等の補強剤以外に樹脂を多量に含むものが好ましい。その他の配合剤は、特に限定されることはなく、必要な物性を得るために適宜配合することができる。
【００１３】
低ｔａｎδゴムとしては、低発熱性であると共に、タイヤが使用される温度領域全般において適正な硬さと強靱性を保ちつつ、他のタイヤ用ゴムとの接着性が高いことが望ましい。よって、低ｔａｎδゴムは天然ゴムを主体にＳＢＲをブレンドしたものが好ましい。また、適正な硬さを得るために、カーボンブラック等の補強剤以外に樹脂を多量に含むものが好ましい。その他の配合剤は、特に限定されることはなく、必要な物性を得るために適宜配合することができる。
【００１４】
上述のようにビードフィラー６をビードフィラー本体６ｂとビードフィラー本体のｔａｎδの２５〜７５％となる低ｔａｎδゴム６ａとから形成し、低ｔａｎδゴム６ａをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置するビードフィラー６の断面積の少なくとも３０％の領域を有し、かつ、ビードフィラー６のタイヤ半径方向高さの中間域に位置する中腹部のタイヤ幅方向外側に局部的に配置したことにより、ビード部１に集中的に発生するエネルギーロスを抑えることが可能になるので、転動抵抗を効果的に低減することができ、更には転動抵抗と操縦安定性とを高次元で両立することが可能になる。また、キャップトレッドにヒステリシスロスの小さい低燃費配合のゴムを使用する必要はないので、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことはない。
【００１５】
上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層２の巻き上げ端２ａはタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲から外れるように配置することが好ましい。このカーカス層２の巻き上げ端２ａが上記範囲に存在すると耐久性が低下するおそれがある。
【００１６】
【実施例】
タイヤサイズを１８５／６５Ｒ１４とし、図１に示すタイヤ構造を有すると共に、ビードフィラーにおける低ｔａｎδゴムの配置、低ｔａｎδ化する面積、ベースフィラーゴムのｔａｎδ、低ｔａｎδゴムのｔａｎδ、カーカス層の巻き上げ端の高さを種々異ならせた従来例、比較例１〜３及び実施例１〜５の空気入りタイヤを製作した。なお、低ｔａｎδ化する面積はタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置するビードフィラーの断面積に対する比率（％）である。タイヤ断面高さＳＨは１２１ｍｍ、ビードフィラー高さはタイヤ断面高さＳＨの４３％、ビードフィラーの総断面積は１８０ｍｍ2 、タイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置するビードフィラーの断面積は８４ｍｍ2 である。また、カーカス層の巻き上げ端の高さはタイヤ断面高さＳＨに対する比率である。
【００１７】
これら試験タイヤについて、下記試験方法により転がり抵抗、操縦安定性、耐久性を評価し、その結果を表１に示した。
転がり抵抗：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２００ｋＰａとしてドラム試験機に装着し、周辺温度を２３±２℃に制御すると共に、表面が平滑で直径が１７０７ｍｍの鋼製ドラムの外周面を速度８０ｋｍで走行させ、その際の転がり抵抗を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを示す。
【００１８】
操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２００ｋＰａとして排気量１．６リットルのＦＦ乗用車に装着し、訓練された５名のテストドライバーによりテストコースを走行してフィーリングを評価した。評価結果は、従来例との相対比較にて下記の判断基準に基づいて５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で示した。この評価点が大きいほど操縦安定性が優れている。判断基準は、５：素晴らしい、４：優れる、３．５：やや優れる、３：基準同等、２．５：やや劣る（実用下限）、２：劣る、１：大きく劣る、とした。
【００１９】
耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２４０ｋＰａとしてドラム試験機に装着し、周辺温度を３８±３℃に制御すると共に、表面が平滑で直径が１７０７ｍｍの鋼製ドラムの外周面を速度８１ｋｍで走行させた。このとき、初期荷重を４．５７ｋＮとし、荷重７．２８ｋＮまで２時間毎に０．６８ｋＮずつ荷重を増加させ、それ以降は荷重１４．０ｋＮまで４時間毎に０．６８ｋＮずつ荷重を増加させ、荷重１４．０ｋＮで４時間走行させた時点で試験を終了した。この試験終了後において故障が生じていた場合を「×」で示し、生じていなかった場合を「○」又は「◎」で示した。
【００２０】
【表１】
0004461501.tif 000002
【００２１】
上述した各試験において使用したビードフィラー用ゴム組成物の配合例１〜４を表２に示す。
【表２】
0004461501.tif 000003
【００２２】
表２において、
ＮＲ：          ＳＭＲ−２０
ＳＢＲ：        Nippol 1502 ，日本ゼオン製
カーボンブラック＃１：  ＧＰＦ級カーボンブラック，ダイヤブラック Ｇ，三菱化学製
カーボンブラック＃２：  ＨＡＦ級カーボンブラックN339，シーストＫＨ，東海カーボン製
酸化亜鉛：      亜鉛華３号，正同化学製
ステアリン酸：  ステアリン酸，日本油脂製
老化防止剤：    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
アロマオイル：  デソレックス３号，昭和シェル石油製
樹脂＃１：      カシュウーオイル，フェノール ，ホルムアルデヒド樹脂，住友デコレズ製
樹脂＃２：      フェノール・ホルムアルデヒド樹脂，ヒタノール1502Ｚ，日立化成製
硫黄：          20％油展不溶性硫黄
加硫促進剤＃１：N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
加硫促進剤＃２：ヘキサメチレンテトラミン
【００２３】
表１から明らかなように、比較例１は単一ビードフィラーのままフィラーゴムを低ｔａｎδ化したため、転がり抵抗は低下しているものの、操縦安定性が低下していた。比較例２は低ｔａｎδ化する面積が２５％であるため、転がり抵抗の低減効果が不十分であった。これに対して、実施例１及び実施例２はそれぞれ低ｔａｎδ化する面積が３０％と７０％であるため、操縦安定性を維持しつつ転がり抵抗が低下していた。なお、比較例３は低ｔａｎδゴムのｔａｎδをベースフィラーゴムのｔａｎδの８０％にしたため、転がり抵抗の低減効果が不十分であった。
【００２４】
また、実施例３はベースフィラーゴムのｔａｎδを高くしたため、転がり抵抗を維持しつつ操縦安定性が向上していた。実施例４及び実施例５はそれぞれカーカス層の巻き上げ端の高さをタイヤ断面高さＳＨの１５％と４５％としたため、転がり抵抗が低下しつつ耐久性が向上していた。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ビードフィラーをビードフィラー本体とビードフィラー本体のｔａｎδの２５〜７５％となる低ｔａｎδゴムとから形成し、低ｔａｎδゴムをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲に位置するビードフィラーの断面積の少なくとも３０％の領域を有し、かつ、ビードフィラーのタイヤ半径方向高さの中間域に位置する中腹部のタイヤ幅方向外側に局部的に配置したことにより、キャップトレッドにヒステリシスロスの小さい低燃費配合のゴムを使用する必要がなくなるので、ウェット性能や耐摩耗性等のタイヤ性能を損なうことなく、転動抵抗を低減することができる。
【００２６】
しかも、本発明では、ビードフィラー本体を構成するベースフィラーゴムに高硬度、高ｔａｎδのゴムを使用して操縦安定性の向上を図っても、低ｔａｎδゴムを上述のように局部的に配置するようにすれば転動抵抗は増加しないので、転動抵抗と操縦安定性とを高次元で両立することができる。
【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。
【図２】本発明の空気入りタイヤにおけるビード部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
２ａ  カーカス層の巻き上げ端
３  ビードコア
４  トレッド部
５  サイドウォール部
６  ビードフィラー
６ａ  低ｔａｎδゴム
６ｂ  ビードフィラー本体
７  ベルト層
８  層間ゴム
【図１】
0004461501.tif 000004
【図２】
0004461501.tif 000005