(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、前記左右一対のビード部とトレッド部とを左右のサイドウォール部を介して互いに連接した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に、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層のベルト層を設け、前記コートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を１５．０〜４０．０ＭＰａ、損失正接ｔａｎδを０．１〜０．２５にすると共に、前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部に層間ゴムを介在させ、該層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを４００〜７００％にした空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記サイドウォール部を構成するサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を２．０〜３．０ＭＰａにした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記サイドウォールゴムの損失正接ｔａｎδを０．０７〜０．１５にした請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ビード部に配置するビードフィラーの高さをタイヤ断面高さＳＨの１０〜３５％にした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ビードフィラーを構成するビードフィラーゴムの損失正接ｔａｎδを０．１〜０．２にした請求項４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】
【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、前記左右一対のビード部とトレッド部とを左右のサイドウォール部を介して互いに連接した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に、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層のベルト層を設け、前記コートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を１５．０〜４０．０ＭＰａ、損失正接ｔａｎδを０．１〜０．２５にすると共に、前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部に層間ゴムを介在させ、該層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを４００〜７００％にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明者等は、トレッド部の変形を抑えるという観点から鋭意研究を行った結果、ベルト層のコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を上記範囲で大きくし、ベルト層及びベルト層に隣接するトレッド部の変形を抑制することが転動抵抗の低減に有効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。
【０００７】
なお、ベルト層のコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を大きくしても、その損失正接ｔａｎδが大きくては転動抵抗の低減効果が得られない。そのため、ベルト層のコートゴムの損失正接ｔａｎδを上記範囲で小さくする必要がある。
また、ベルト層のコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を大きくすると、ベルト層端部における層間の動きが拘束され、この部分に故障を生じやすくなる。そのため、ベルト層端部に介在させる層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを上記範囲で大きくし、ベルト端部における層間剪断変形に対する耐疲労性を向上しておく必要がある。
【０００８】
上記に加えて、サイドウォール部を構成するサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を２．０〜３．０ＭＰａの範囲で小さくすることが好ましい。このようにサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を小さくすると、転動抵抗に対する影響が小さいサイドウォール部が変形しやすくなるので、トレッド部の変形を抑制する相乗効果が得られる。また、転動抵抗の低減効果を十分に発揮するために、サイドウォールゴムの損失正接ｔａｎδを０．０７〜０．１５の範囲で小さくすることが好ましい。
【０００９】
更に、ビード部に配置するビードフィラーの高さをタイヤ断面高さＳＨの１０〜３５％にすることが好ましい。このようにビードフィラーの高さを低くすると、ビード部が変形しやすくなるので、トレッド部の変形を抑制する相乗効果が得られる。また、転動抵抗の低減効果を十分に発揮するために、ビードフィラーを構成するビードフィラーゴムの損失正接ｔａｎδを０．１〜０．２の範囲で小さくすることが好ましい。
【００１０】
本発明において、貯蔵弾性率Ｅ’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。また、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。
【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の廻りにタイヤ内側から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。
【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。また、ベルト層７，７のタイヤ幅方向両端部には層間ゴム８が挿入されている。
【００１３】
ベルト層７のコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’は１５．０〜４０．０ＭＰａ、より好ましくは２０．０〜３０．０ＭＰａに設定されている。このコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’が１５．０ＭＰａ未満であると転動抵抗の低減効果が得られず、逆に４０．０ＭＰａを超えると耐久性が低下する。また、ベルト層７のコートゴムの損失正接ｔａｎδは０．１〜０．２５、より好ましくは０．１〜０．２に設定されている。このコートゴムの損失正接ｔａｎδが０．２５を超えると転動抵抗が増加してしまい、逆に０．１未満にすることは技術的に困難である。
【００１４】
ベルトコートゴムとしては、強靱性と低発熱性を保ちながら、コード等との接着性が高いものが好ましい。よって、ベルトコートゴムは天然ゴムを主体とし、カーボンブラックはＨＡＦ級以下のグレードでゴム１００重量部に対して４０〜７０重量部の配合量が望ましく、かつ接着性の向上のためにナフテン酸コバルト等の接着助剤を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。
【００１５】
ベルト層７の端部に介在する層間ゴム８の破断伸び率Ｅｂは４００〜７００％、より好ましくは４５０〜７００％に設定されている。この層間ゴム８の破断伸び率Ｅｂが４００％未満であると耐久性が低下し、逆に７００％より大きくすることは技術的に困難である。
【００１６】
ベルト端部の層間ゴムとしては、強靱性と低発熱性を保ちながら、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、層間ゴムは天然ゴムを主体とし、カーボンブラックはＨＡＦ級以下のグレードでゴム１００重量部に対して４０〜７０重量部の配合量が望ましい。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。
【００１７】
上述のようにベルト層７のコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を上記範囲で大きくし、その損失正接ｔａｎδを上記範囲で小さくし、かつベルト層７の端部に介在する層間ゴム８の破断伸び率Ｅｂを上記範囲で大きくすることにより、ベルト層７の両端部に故障を生じることなくベルト層７及びベルト層７に隣接するトレッド部４の変形を抑制す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。
【００１８】
上記空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部５を構成するサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’は２．０〜３．０ＭＰａ、より好ましくは２．０〜２．５ＭＰａに設定することが好ましい。このサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’が２．０ＭＰａ未満であるとサイドウォール部５の剛性が小さくなり過ぎて操縦安定性が低下し、逆に３．０ＭＰａを超えるとトレッド部４の変形を抑制する相乗効果がなく、転動抵抗の低減効果が得られない。また、転動抵抗の低減効果を十分に発揮するために、サイドウォールゴムの損失正接ｔａｎδは０．０７〜０．１５、より好ましくは０．０７〜０．１３に設定することが好ましい。なお、上述のようにサイドウォールゴムのモジュラスを小さくする代わりに、或いは小さくすると同時に、サイドウォール部５のゲージを薄くしてもよい。サイドウォール部５のゲージを薄くすると、サイドウォール部５のヒステリシス体積が減少するため、トレッド部４の変形をより効果的に抑制することが可能である。
【００１９】
サイドウォールゴムとしては、耐カット性を確保するために、強靱性、特に破断伸び率と強度が高く、低発熱性が保たれているものが望ましい。よって、サイドウォールゴムは天然ゴム２０〜７０重量部とシスＢＲ８０〜３０重量部を含み、カーボンブラックはＨＡＦ級以下のグレードでゴム１００重量部に対して４０〜８０重量部の配合量が望ましい。また、耐オゾン性を確保するために、老化防止剤やワックスを含むものが望ましい。但し、ゴムとして、ジエン系ゴム以外に、イソブチレンゴム等のオレフィン系ゴムを含むものも良い。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。
【００２０】
ビード部１に配置するビードフィラー３のビードベースからの高さはタイヤ断面高さＳＨの１０〜３５％（０．１ＳＨ〜０．３５ＳＨ）にすることが好ましい。このビードフィラー３の高さがタイヤ断面高さＳＨの１０％未満であるとビード部１の剛性が小さくなり過ぎて操縦安定性が低下し、逆に３５％を超えるとトレッド部４の変形を抑制する相乗効果がなく、転動抵抗の低減効果が得られない。また、転動抵抗の低減効果を十分に発揮するために、ビードフィラー３を構成するビードフィラーゴムの損失正接ｔａｎδは０．１〜０．２、より好ましくは０．１〜０．１８に設定することが好ましい。
【００２１】
ビード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、ビード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。
【００２２】
【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、ベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’、ベルトコートゴムの損失正接ｔａｎδ、ベルト端部層間ゴムの破断伸び率Ｅｂ、サイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’、サイドウォールゴムの損失正接ｔａｎδ、ビードフィラーの高さ、ビードフィラーゴムの損失正接ｔａｎδを種々異ならせた従来例、比較例１〜３及び実施例１〜３の空気入りタイヤを製作した。なお、ビードフィラーの高さはタイヤ断面高さＳＨに対する比率である。タイヤ断面高さＳＨは１２１ｍｍである。
【００２３】
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と耐久性を評価し、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。
【００２４】
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「○」で示した。
【００２５】
【表１】
0004187855.tif 000002
【００２６】
上述した各試験において使用したゴム組成物の配合例を以下に示す。表２はベルト用ゴム組成物の配合例Ａ１〜Ａ３を示し、表３はサイドウォール用ゴム組成物の配合例Ｂ１〜Ｂ２を示し、表４はビードフィラー用ゴム組成物の配合例Ｃ１を示す。
【００２７】
【表２】
0004187855.tif 000003
【００２８】
【表３】
0004187855.tif 000004
【００２９】
【表４】
0004187855.tif 000005
【００３０】
表２〜表４において、
ＮＲ＃１：      ＳＭＲ−２０
ＮＲ＃２：      ＳＴＲ−２０
ＮＲ＃３：      ＳＩＲ−２０
cis ＢＲ：      Nippol BR1220 ，日本ゼオン製
ＳＢＲ：        Nippol 1502 ，日本ゼオン製
カーボンブラック＃１：  ＨＡＦ級カーボンブラック，シースト300 ，東海カーボン製
カーボンブラック＃２：  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＃３：  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
ワックス：      パラフィンワックス，日本精蝋製
アロマオイル：  デソレックス３号，昭和シェル石油製
ナフテン酸コバルト：    10％ナフテン酸コバルト，大日本インキ工業製
ステアリン 酸コバルト：  ステアリン 酸コバルト，大日本インキ工業製
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＃１：      20％油展不溶性硫黄
硫黄＃２：      ５％粉末硫黄
加硫促進剤＃１：N,N-ジシクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
加硫促進剤＃２：N,N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
加硫促進剤＃３：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＃４：ヘキサメチレンテトラミン
【００３１】
表１から明らかなように、比較例１はベルト端部層間ゴムを従来と同じにしてベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を高くしたため、従来例に比べて転がり抵抗は低下しているものの、耐久性が悪化していた。これに対して、実施例１はベルト端部層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを大きくすると共に、ベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を高くしたため、耐久性の低下を伴うことなく転がり抵抗が低下していた。
【００３２】
また、比較例２はサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を低くしたものであり、従来例に比べて転がり抵抗が低下していた。これに対して、実施例２はベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を高くし、ベルト端部層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを大きくすると共に、サイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を低くしたため、単にベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を高くした場合（比較例１）と、単にサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を低くした場合（比較例２）とから予想される以上に転がり抵抗が低下していた。
【００３３】
更に、比較例３はビードフィラーの高さを低くしたものであり、従来例に比べて転がり抵抗が低下していた。これに対して、実施例３はベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を高くし、ベルト端部層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを大きくし、サイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を低くすると共に、ビードフィラーの高さを低くしたため、単にベルトコートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を高くした場合（比較例１）と、単にサイドウォールゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を低くした場合（比較例２）と、単にビードフィラーの高さを低くした場合（比較例３）とから予想される以上に転がり抵抗が低下していた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、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層のベルト層を設け、前記コートゴムの貯蔵弾性率Ｅ’を１５．０〜４０．０ＭＰａ、損失正接ｔａｎδを０．１〜０．２５にすると共に、前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部に層間ゴムを介在させ、該層間ゴムの破断伸び率Ｅｂを４００〜７００％にしたことにより、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。
【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。
【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
５  サイドウォール部
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  層間ゴム
【図１】
0004187855.tif 000006