JP2002301902A

JP2002301902A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2002301902A
Application number: JP2001104644A
Authority: JP
Inventors: Akira Minakoshi; 亮皆越
Original assignee: Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2021-04-03
Also published as: JP4678975B2

Abstract

(57)【要約】【課題】操縦安定性を損なうことなく、ロードノイズ
を軽減した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】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たゴム組
成物をサイドウォール３もしくはビードフィラー８のう
ち少なくともいずれか一方に用いたことを特徴とする空
気入りタイヤ。

Description

【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、ビード部の剛性を低くすること
により、振動を吸収し、ホイルに伝わる振動を小さくす
るという方法が挙げられる。

【０００４】また、たとえば、サイドウォールの剛性を
低くして、振動を吸収し、ホイルに伝わる振動を小さく
するという方法が挙げられる。

【０００５】一般的には、振動低減、騒音低減のために
は、タイヤを構成するゴム組成物は、低剛性の柔らかい
ほうが望ましい。一方、自動車の操縦安定性に関する基
本性能から述べると、ゴム組成物は、エンジンなどを支
える支持位置がずれないように高剛性の硬いものが望ま
しい。すなわち、タイヤを構成するゴム組成物には、振
動騒音の低減と操縦安定性の確保という相反する特性が
要求される。

【０００６】したがって、単に、ビード部のゴムの硬さ
を小さくすることにより、ホイルに伝わる振動を小さく
するという方法や、サイドウォールのゴムの硬さを小さ
くすることにより、ホイルに伝わる振動を小さくすると
いう方法では、自動車の操縦安定性が低下してしまう。

【０００７】一方、サイドウォールのゴムのゲージを厚
くして、ゴム内部で振動を吸収させるという技術があ
る。しかしながら、この技術では、タイヤ全体としての
重量が増加することになり、転がり抵抗が悪化すること
になるため、ひいては省燃費性が低下することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解決するためのものであり、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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気入りタ
イヤは、請求項１記載のように、平均粒子径が５００μ
ｍ以下の中空粒子を体積比率が２％〜４０％になるよう
に混合したゴム組成物をサイドウォールもしくはビード
フィラーのうち少なくともいずれか一方に用いたことを
特徴とする空気入りタイヤである。

【００１０】また、本発明に係る空気入りタイヤは、請
求項２記載のように、請求項１記載の発明において、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を特徴とする空気入り
タイヤである。

【００１１】

【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。図１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にはビードワイヤー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、ビードワイヤー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６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。

【００１２】また、カーカス６には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６
とその折り返し部に囲まれる領域には、ビードワイヤー
５の上端からサイドウォール方向に延びるビードフィラ
ー８が配置される。

【００１３】そして、前記サイドウォール３には中空粒
子が混合されている。また、前記ビードフィラー８にも
中空粒子が混合されている。

【００１４】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２０
μｍ〜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。

【００１５】また、中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃ
ｍ²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、剪断力など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。

【００１６】ここで破壊率の測定は次の方法で行なう。
図２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１
１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。

【００１７】破壊率（体積減少率）＝（１−Ａ１／Ａ２）×１００Ａ１：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、ゴム組成物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。

【００１８】サイドウォールのゴム組成物の場合、より
好ましくは体積比率は５〜２５％の範囲である。

【００１９】ビードフィラーのゴム組成物の場合、より
好ましくは体積比率は５〜２５％の範囲である。

【００２０】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、シリカバルーン、シラスバルーン、フ
ェノールバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナ
バルーン、ジルコニアバルーンなどが挙げられるが、そ
の種類は限定されない。中空粒子は１種のみ、または複
数種混合して用いることができる。

【００２１】本発明では、サイドウォールのゴム組成物
や、ビードフィラーのゴム組成物には、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な
ど、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。

【００２２】また、本発明では、サイドウォールのゴム
組成物や、ビードフィラーのゴム組成物に、カーボンブ
ラック、たとえばＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦな
ど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。

【００２３】サイドウォールのゴム組成物や、ビードフ
ィラーのゴム組成物に、その他の配合剤として、加硫
剤、加硫促進剤、軟化剤、白色充填剤、可塑剤、老化防
止剤、カップリング剤などが配合される。

【００２４】加硫剤としては、有機過酸化物系加硫剤も
しくは硫黄系加硫剤のいずれであっても使用することが
可能であり、それらの混合物であっても使用することが
できる。有機過酸化物系加硫剤としては、たとえば、ベ
ンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ
−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオ
キサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメン
ハイドロパーオキサイドなどが好ましい。また、硫黄系
加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフ
ィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄
が好ましい。

【００２５】加硫促進剤としては、スルフェンアミド
系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニ
ジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系
またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、も
しくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一
つを含有するものを使用することが可能である。

【００２６】軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑
油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、
ワセリンなどの石油系軟化剤；ヒマシ油、アマニ油、ナ
タネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤；トール油；サ
ブ；蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス
類；リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリ
ン酸などが挙げられる。

【００２７】老化防止剤（劣化防止剤）としては、アミ
ン系、フェノール系、イミダゾール系、カルバミン酸金
属塩、ワックスなどが挙げられる。

【００２８】可塑剤としては、ＤＭＰ（フタル酸ジメチ
ル）、ＤＥＰ（フタル酸ジエチル）、ＤＢＰ（フタル酸
ジブチル）、ＤＨＰ（フタル酸ジヘプチル）などを使用
することができる。

【００２９】白色充填剤としては具体的には、シリカ、
クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、
酸化マグネシウム、酸化チタンなどが挙げられ、これら
は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
特に好ましい白色充填剤としてはシリカ、クレー、水酸
化アルミニウム、アルミナである。

【００３０】本発明の他の実施の形態では、トレッド部
は図３に示すごとく、キャップベースが二層構造である
ことが好ましい。図３において、トレッド部１２は、設
置面側のキャップゴム１２Ａとベルト層に隣接する側の
ベースゴム１２Ｂとの２層で構成されている。

【００３１】なお、前記ベースゴムの厚さ（Ｇ）は１．
０〜５．０ｍｍ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など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。ベースゴムの厚さ（Ｇ）は、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。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。

【００３２】キャップゴム１２Ａは、従来汎用されてい
るゴム組成物が用いられ、耐摩耗性、グリップ性および
耐チッピング性などに優れたゴム配合設計がされる。そ
してショアＡ硬度は好ましくは５５〜７０の範囲で、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向
上することができる。

【００３３】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。

【００３４】本発明の空気入りタイヤは乗用車用ラジア
ルタイヤの場合、図１、図３に示すごとく、ベルト層
７、１７は、スチール、アラミドなどのコードよりなる
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、アラミドなど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、ビードワイヤー５、１５の上端
からサイドウォール方向に延びる、ショアＡ硬度が７０
〜９５の硬質ゴムのビードフィラー８、１８が配置され
る。また、ショアＡ硬度５０〜６５のゴムがサイドウォ
ール３、１３に配置される。

【００３５】なお、空気入りタイヤの断面形状、補強材
など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。

【００３６】さらに本発明は空気入りタイヤに限定され
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。

【００３７】

【実施例】図１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。

【００３８】サイドウォールのゴム配合は表１に示す。
さらにサイドウォールの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。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】（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。

【００４２】（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。

【００４３】表２において比較例１は、サイドウォール
のゴムに中空粒子を混合していないものである。比較例
２においても、サイドウォールのゴムに中空粒子を混合
していないため、ロードノイズの低減の効果は少ない。
また、比較例２は、サイドウォールのゴムが配合Ｂであ
り、ゴムが柔らかいため、操縦安定性が大きく悪化して
いる。

【００４４】比較例３は、中空粒子（ガラスバルーン）
の配合量が少ないため、操縦安定性およびロードノイズ
低減性の双方において、ほとんど効果がなかった。

【００４５】比較例４は、中空粒子（シラスバルーン）
の強度が低く、ゴムへの練り込みの段階で中空粒子が割
れてしまい、操縦安定性およびロードノイズ低減性の双
方において、ほとんど効果がなかった。

【００４６】比較例５は、中空でない粒子すなわちガラ
スビーズを使用しているため、およびロードノイズ低減
の効果はほとんど期待できない。しかしながら、ガラス
ビーズを混入するとゴムの剛性が増加するため、操縦安
定性は向上している。

【００４７】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。

【００４８】次に、ビードフィラーのゴム配合は表３に
示す。さらにビードフィラーのゴム中での中空粒子の混
合仕様を表４に示す。

【００４９】試作タイヤの操縦安定性およびロードノイ
ズは、上述した方法と同様の方法で測定を行った。比較
例６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。

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】

【００５２】表４において比較例６は、ビードフィラー
のゴムに中空粒子を混合していないものである。比較例
７においても、ビードフィラーのゴムに中空粒子を混合
していない。比較例７は、ビードフィラーのゴムが配合
Ｄであり、ゴムが柔らかいため、操縦安定性が大きく悪
化している。

【００５３】比較例８は、中空粒子（ガラスバルーン）
の配合量が少ないため、操縦安定性およびロードノイズ
低減性の双方において、ほとんど効果がなかった。

【００５４】比較例９は、中空粒子（シラスバルーン）
の強度が低く、ゴムへの練り込みの段階で中空粒子が割
れてしまい、操縦安定性およびロードノイズ低減性の双
方において、ほとんど効果がなかった。

【００５５】比較例１０は、中空でない粒子すなわちガ
ラスビーズを使用しているため、およびロードノイズ低
減の効果はほとんど期待できない。しかしながら、ガラ
スビーズを混入するとゴムの剛性が増加するため、操縦
安定性は向上している。

【００５６】本発明の実施例３、実施例４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。

【００５７】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。

【００５８】

【発明の効果】上述の如く本発明は中空粒子をサイドウ
ォールのゴムもしくはビードフィラーのゴムに所定量混
合したため、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た。

【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】破壊率の測定方法の概略図を示す。

【図３】トレッド部が二層構造の場合における、本発
明の空気入りタイヤの断面図の右半分を示す。

【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、４ビ
ード部、５ビードワイヤー、６カーカス、７ベル
ト層、８ビードフィラー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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たゴム組
成物をサイドウォールもしくはビードフィラーのうち少
なくともいずれか一方に用いたことを特徴とする空気入
りタイヤ。
【請求項２】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を特
徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。