(57)【要約】【課題】溝下部における加硫時の過加硫と走行時の発熱を抑制して高速耐久性の低下を抑えると共に、高速走行時における操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】周方向溝１０の溝下に環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物からなる溝下ゴム層２３を配置すると共に、この溝下ゴム層２３を周方向溝１０の溝底からタイヤ径方向内側に向かってベースゴム層２２まで達するように延在させてトレッドゴム層２１をタイヤ幅方向に分断する。【選択図】図２
2013039864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部がトレッドゴム層とベースゴム層との積層構造からなり、トレッド表面に少なくとも１列の周方向溝を有する空気入りタイヤにおいて、
前記周方向溝の溝下に下記（１）式で表わされる環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物からなる溝下ゴム層を配置すると共に、該溝下ゴム層を前記周方向溝の溝底からタイヤ径方向内側に向かって前記ベースゴム層まで達するように延在させて前記トレッドゴム層をタイヤ幅方向に分断したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【化１】
2013039864.tif 000006
（式中、Ｒは置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のオキシアルキレン基又は芳香族環を含むアルキレン基を示し、ｎは１〜２０の整数であり、ｘは平均２〜６の数である。）
【請求項２】
前記式（１）におけるＲ基が−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記トレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδが前記溝下ゴム層を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記溝下ゴム層が、硫黄加硫可能なゴム１００重量部に対して前記環状ポリスルフィドを０．２〜５重量部配合したゴム組成物から構成されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記溝下ゴム層のタイヤ子午線断面での幅Ｗｂをそれに対応する前記周方向溝の前記トレッド表面での溝幅Ｗａの０．５〜２．０倍にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、高速耐久性を高度に維持すると共に、ドライ路面における操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の高性能化を受けて、空気入りタイヤには、これまで以上の高いレベルでの高速走行時における操縦安定性が求められている。従来、高速走行時における操縦安定性を向上するための手法として、タイヤのトレッド剛性を高めることが行われている（例えば、特許文献１参照）。例えば、トレッドを構成するゴムを薄くすることで、トレッド剛性を高めることが考えられるが、その場合、トレッド表面に設けられた溝の溝下ゴムゲージが非常に薄くなり、加硫時に溝下部に熱が集まる傾向がある。そのため、加硫時に溝下部のみが局所的に過加硫になり、結果的にその部位の破断物性、モジュラス、耐疲労性等のゴム物性が悪化するという問題がある。
【０００３】
一方で、タイヤ走行時におけるタイヤの部位による発熱の違いを検討すると、溝下部において熱が発生し易いという傾向がある。そのため、上述のように、操縦安定性を向上するためにゴムゲージを薄くしてトレッド剛性を高めたタイヤの溝下部では、上述の過加硫の問題に加えて、走行時の発熱が影響してタイヤの高速耐久性が悪化すると言う問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２７８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、溝下部における加硫時の過加硫と走行時の発熱を抑制して高速耐久性の低下を抑えると共に、高速走行時における操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部がトレッドゴム層とベースゴム層との積層構造からなり、トレッド表面に少なくとも１列の周方向溝を有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝の溝下に下記（１）式で表わされる環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物からなる溝下ゴム層を配置すると共に、該溝下ゴム層を前記周方向溝の溝底からタイヤ径方向内側に向かって前記ベースゴム層まで達するように延在させて前記トレッドゴム層をタイヤ幅方向に分断したことを特徴とする。
【０００７】
【化１】
2013039864.tif 000003
（式中、Ｒは置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のオキシアルキレン基又は芳香族環を含むアルキレン基を示し、ｎは１〜２０の整数であり、ｘは平均２〜６の数である。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、周方向溝の溝下に配置される溝下ゴム層を上記式（１）で示される環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物から構成したので、環状ポリスルフィドの耐屈曲疲労性及び耐熱性が高く、加硫速度を低下することが出来る特性によって、溝下ゲージが薄くなっても溝下部分における局所的な過加硫を回避すると共に、当該箇所の耐屈曲疲労性及び耐熱性を向上して、タイヤの高速耐久性を向上することが出来る。
【０００９】
本発明においては、式（１）におけるＲ基が−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −であることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、トレッドゴム層を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδが溝下ゴム層を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδよりも大きいことが好ましい。このように走行時に路面に接地するトレッドゴム層を発熱性の高いゴムとすることでグリップレベルを確保することが出来、操縦安定性を向上することが出来る。一方、走行時に熱エネルギーが集中する溝下ゴム層を発熱性の低いゴムとすることで高速耐久性を向上することが出来る。
【００１１】
本発明においては、溝下ゴム層が、硫黄加硫可能なゴム１００重量部に対して環状ポリスルフィドを０．２〜５重量部配合したゴム組成物から構成されることが好ましい。このように配合される環状ポリスルフィドの量を特定することで、溝下ゴム層の加硫速度を最適にし、溝下部分における局所的な過加硫を抑制することが出来る。
【００１２】
本発明においては、溝下ゴム層のタイヤ子午線断面での幅Ｗｂをそれに対応する周方向溝のトレッド表面での溝幅Ｗａの０．５〜２．０倍にすることが好ましい。これにより、溝下ゴム層の量を最適化し、低コスト性及び生産性を維持しながら操縦安定性及び高速耐久性を最適なバランスで両立することが出来る。
【００１３】
尚、６０℃におけるｔａｎδとは、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所製）を使用して、温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部分を示す子午線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には１層のカーカス層４が装架され、これらカーカス層４の端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周側にはゴムからなる断面三角形状のビードフィラー６が配置されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層７がタイヤ全周に亘って配置されている。これらベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、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。
【００１７】
本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部１の表面に周方向に延在する複数本の周方向溝１０が設けられている。この周方向溝１０は、少なくとも１本が設けられている。
【００１９】
図１，２に示すように、本発明の空気入りタイヤでは、トレッド部１が異なる３種類のゴム層から構成されている。即ち、トレッド部１の接地面側の大部分を占めるトレッドゴム層２１、ベルト層７の外周側かつトレッドゴム２１の内周側に配置されるベースゴム層２２、及び複数本の周方向溝１０のそれぞれの溝下部に局部的に設けられた溝下ゴム層２３から構成されている。この溝下ゴム層２３は、周方向溝１０の溝底からタイヤ径方向内側に向かってベースゴム層２２まで達するように延在し、トレッドゴム層２１をタイヤ幅方向に分断している。また、溝下ゴム層２３は、下記（１）式で表わされる環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物から構成されている。
【００２０】
【化２】
2013039864.tif 000004
（式中、Ｒは置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数２〜２０のオキシアルキレン基又は芳香族環を含むアルキレン基を示し、ｎは１〜２０の整数であり、ｘは平均２〜６の数である。）
【００２１】
このように環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物から構成される溝下ゴム層２３を設けることで、ゴムゲージが薄くなっている溝下部を補強することが出来る。即ち、環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物は、耐屈曲疲労性及び耐熱性が優れ、更に加硫速度が遅いという特性を有しているため、ゴムゲージが薄く過加硫が懸念される溝下部の加硫速度を遅らせて過加硫が発生することを抑制することが出来る。また、溝下部はゴムゲージが薄いため他の部位に比べて弱くなっているが、上述のように環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物は耐屈曲疲労性及び耐熱性が優れているので、溝下部の耐久性を向上することが出来る。尚、溝下ゴム層２３の溝最深部でのゲージは、１．８〜３．０ｍｍ程度の範囲を取り得る。
【００２２】
溝下ゴム層２３を構成するゴム組成物に配合される環状ポリスルフィドとしては、上記式（１）で表わされるものであれば、どのようなものを配合しても構わないが、好ましくは、上記式（１）におけるＲ基が−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −であることが好ましい。
【００２３】
上述のように、環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物は、耐屈曲疲労性及び耐熱性が優れ、更に加硫速度が遅いという特性を有しているので、トレッドゴム層２１やベースゴム層２２に用いた場合、これら部位に優れた耐屈曲疲労性や耐熱性を付与することが出来るが、その一方でトレッドゴム層２１やベースゴム層２２は溝下ゴム層２３に比べて広い部位に設けられるので、トレッド部１全体の加硫速度が低下し生産性が悪化する。また、環状ポリスルフィドを配合することによるコストが余分にかかるため、製造コストが増大する。
【００２４】
本発明においては、トレッドゴム層２１を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδが溝下ゴム層２３を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδよりも大きいことが好ましい。このように路面に設置するトレッドゴム層２１に対してｔａｎδが比較的大きく発熱性が高いゴム組成物を用いることで、操縦安定性に対する寄与の大きいグリップレベルを確保することが出来る。また、高速走行時に熱エネルギーが集中する傾向にある溝下部の溝下ゴム層２３にｔａｎδが比較的小さく発熱性の低いゴム組成物を用いることで、高速耐久性を向上することが出来る。
【００２５】
このとき、トレッドゴム層２１の６０℃におけるｔａｎδを０．２０〜０．４０の範囲に設定し、溝下ゴム層２３の６０℃におけるｔａｎδを０．１０〜０．２０の範囲に設定することが好ましい。トレッドゴム層２１の６０℃におけるｔａｎδが０．２０より小さいと充分な発熱が得られずグリップレベルを確保することが出来ないためタイヤの操縦安定性が低下する。トレッドゴム層２１の６０℃におけるｔａｎδが０．４０より大きいと発熱性が高くなり過ぎるため高速耐久性が低下する。また、溝下ゴム層２３の６０℃におけるｔａｎδが０．１０より小さいと空気入りタイヤの生産性が悪化する。溝下ゴム層２３の６０℃におけるｔａｎδが０．２０より大きいと充分に発熱を抑えることが出来ず高速耐久性が低下する。
【００２６】
尚、ベースゴム層２２を構成するゴム組成物については、６０℃におけるｔａｎδをトレッドゴム層２１、溝下ゴム層２３のそれぞれのゴム組成物に対して、どのような範囲に設定しても構わないが、好ましくは、ベースゴム層２２を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδは０．０５〜０．１５の範囲にすることが好ましい。ベースゴム層２２の６０℃におけるｔａｎδが０．０５より小さいと空気入りタイヤの生産性が悪化する。ベースゴム層２２の６０℃におけるｔａｎδが０．１５より大きいと発熱性が高くなり過ぎるため高速耐久性が低下する。
【００２７】
上述のように、本発明においては、溝下ゴム層２３に環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物を用いることで、溝下部に優れた耐屈曲疲労性及び耐熱性を付与し、かつこの部位における加硫速度を遅らせている。溝下ゴム層２３を構成するゴム組成物が少なくとも環状ポリスルフィドを含んでいれば上記性能を得ることが出来るが、好ましくは、溝下ゴム層２３が硫黄加硫可能なゴム１００重量部に対して環状ポリスルフィドを０．２〜５重量部配合したゴム組成物から構成されると良い。
【００２８】
このように環状ポリスルフィドの配合量を規定することで、耐屈曲疲労性及び耐熱性を向上すると共に、溝下部の加硫速度を他の部位の加硫速度に対して適切な範囲に落とすことが出来るので、タイヤ全体としての高速耐久性を向上することが出来る。環状ポリスルフィドの配合量が０．２重量部より少ないと、加硫速度遅延の効果が少なく、溝下ゴム層２３の物性が低下する。環状ポリスルフィドの配合量が１０重量部より多いと、加硫速度が遅くなり過ぎて製造上問題がある。また、環状ポリスルフィドの配合量が増える程、その分のコストが掛かるため製造コストが増加すると言う問題がある。
【００２９】
溝下ゴム層２３は、トレッド部１の表面に設けられた周方向溝１０の溝下部に設けられるが、溝下ゴム層２３のタイヤ子午線断面での幅Ｗｂとしては、それに対応する周方向溝１０のトレッド部１の表面での溝幅Ｗａの０．５〜２．０倍にすることが好ましい。具体的には、図２に示すように、４本の周方向溝１０（１１，１２，１３，１４）のそれぞれの溝幅をＷａ１，Ｗａ２，Ｗａ３，Ｗａ４とし、その各溝の溝下部に設けられる溝下ゴム層２３の幅をＷｂ１，Ｗｂ２，Ｗｂ３，Ｗｂ４としたとき、幅Ｗｂ１が溝幅Ｗａ１の０．５〜２．０倍、幅Ｗｂ２が溝幅Ｗａ２の０．５〜２．０倍、幅Ｗｂ３が溝幅Ｗａ３の０．５〜２．０倍、幅Ｗｂ４が溝幅Ｗａ４の０．５〜２．０倍であるようにすると良い。
【００３０】
上述のように、環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物が多くなると、その部位の加硫速度が遅くなり生産性が悪化したり製造コストが増加すると言う問題があるので、溝下ゴム層２３の幅Ｗｂを周方向溝１０の溝幅Ｗａに対して特定の範囲に設定することで生産性や製造コストを従来程度に維持したまま、高速耐久性や操縦安定性をバランス良く両立することが出来る。
【００３１】
各溝下ゴム層２３の幅Ｗｂが周方向溝１０の溝幅Ｗａの０．５倍より小さいと、溝下部を充分に補強することが出来ない。各溝下ゴム層２３の幅Ｗｂが周方向溝１０の溝幅Ｗａの２．０倍より大きいと、溝下ゴム層２３の量が増加するため、広い範囲において加硫速度が遅くなり生産性が悪化する。また、環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物の使用量が増加するのでコストが増加する。
【００３２】
尚、図２においては４本の周方向溝１１，１２，１３，１４を設けているが、周方向溝１０の本数は特に限定されない。また、各周方向溝１０の溝幅は同じであっても、異なっていても構わない。いずれの場合であっても周方向溝１０とその周方向溝１０の溝下部に設けられた溝下ゴム層２３との間で、溝幅Ｗａと幅Ｗｂとの関係が上記範囲内であれば良い。
【実施例】
【００３３】
タイヤサイズ２７５／４５Ｒ２０  １１０Ｙの空気入りタイヤにおいて、図２に示すようにトレッド部の表面に周方向溝を４本設け、トレッド部を構成するトレッドゴム層、ベースゴム層、及び溝下ゴム層について、溝下ゴム層の有無、各ゴム層のｔａｎδ、溝下ゴム層に対する環状ポリスルフィドの配合の有無及びその配合量を設定し、かつ周方向溝の溝幅と溝下ゴム層の幅との比Ｗｂ１／Ｗａ１，Ｗｂ２／Ｗａ２，Ｗｂ３／Ｗａ３，Ｗｂ４／Ｗａ４を設定し、それぞれ表１のように異ならせた従来例１，比較例１，実施例１〜４の６種類の試験タイヤを製作した。
【００３４】
尚、従来例１は溝下ゴム層を有さないタイヤである。また、比較例１は溝下ゴム層を有しているが、溝下ゴム層を構成するゴム組成物が環状ポリスルフィドを含んでいない例である。
【００３５】
これら６種類の試験タイヤについて、下記の評価方法により操縦安定性、高速耐久性、低コスト性、及び生産性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３６】
操縦安定性
試験タイヤをリムサイズ２０×９Ｊのホイールに組み付けて、車両に装着し、全タイヤの空気圧を３４０ｋＰａとし、テストコースにおいて、ドライ路面における操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。尚、指数値が９８以上であれば許容範囲内である。
【００３７】
高速耐久性
試験タイヤをリムサイズ２０×９Ｊのホイールに組み付けて、キャンバー角度−２．７°、空気圧３４０ｋＰａ、荷重７．６５ｋＮの条件でドラム式高速耐久試験を実施し、高速耐久性を評価した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。
【００３８】
低コスト性
各試験タイヤを製造する際の製造コストを低コスト性として評価した。評価結果は従来例１の値の逆数を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど低コスト性が優れていることを意味する。尚、指数値が９５以上であれば許容範囲内である。
【００３９】
生産性
未加硫の試験タイヤを加硫する際の、加硫開始から加硫終了までの所要時間を測定し生産性として評価した。評価結果は、従来例１の値の逆数を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど生産性が優れていることを意味する。尚、指数値が９５以上であれば許容範囲内である。
【００４０】
【表１】
2013039864.tif 000005
【００４１】
表１から判るように、実施例１〜４は、いずれも溝下ゴム層を有さない従来例１に対して、操縦安定性を維持すると共に、高速耐久性を大きく向上した。一方、環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物を使用しない比較例１は、操縦安定性を従来レベルに維持することが出来ず、また高速耐久性を向上する効果が殆んど得られなかった。特に、尚、周方向溝の溝幅に対する溝下ゴム層の幅の比Ｗｂ／Ｗａを適切な範囲に設定した実施例４は、操縦安定性を維持しながら高速耐久性を大きく向上する一方で、低コスト性及び生産性を従来レベルに維持した。
【符号の説明】
【００４２】
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  ベルト層
１０  周方向溝
２１  トレッドゴム層
２２  ベースゴム層
２３  溝下ゴム層
【図１】
2013039864.tif 000007
【図２】
2013039864.tif 000008