JP3917416B2

JP3917416B2 - 重荷重用タイヤ

Info

Publication number: JP3917416B2
Application number: JP2001376034A
Authority: JP
Inventors: 一紀沼田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2021-12-10
Also published as: JP2003175708A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドウォールゴムのカーカス等とのセパレーションを防止し、耐久性を高めた重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
空気入りタイヤのサイドウォールゴムには、カーカスを外傷や雰囲気暴露から保護するために、耐カット性や耐候性が強く要求されている。特に、タイヤ更生を含む総合的なタイヤ寿命が長い重荷重用タイヤでは、前記要求はより強いものとなる。
【０００３】
従って、重荷重用タイヤのサイドウォールゴムでは、従来、耐カット性のために、例えばカーボンブラックに補強効果の高い所謂ハードカーボンを用いたり、又耐候性のために、例えばブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＦＤＭ）等のオレフィン系ゴムを配合することなどが行われている。
【０００４】
しかしながら、この種のゴムは、タイヤ製造工程においてサイドウォールゴムがカーカスに貼り付く際の粘着性に劣る傾向がある。その結果、接地／非接地でのくり返し変形によって、カーカスプライとの間にセパレーションが起こりやすくなり、タイヤ寿命を充分満足のいくレベルまで高めることが難しいという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、サイドウォールゴムとカーカスとの間に、高粘着性ゴムからなる所定厚さの補助ゴム層を所定範囲に設けることを基本として、サイドウォールゴムのセパレーションを抑制でき、耐久性を高めタイヤ寿命をのばしうる重荷重用タイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る１枚のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを具えた重荷重用タイヤであって、
前記サイドウォール部の外面をなすサイドウォールゴムと前記カーカスとの間に、タイヤ最大幅位置を通って半径方向内外に延在しかつ前記サイドウォールゴムよりも粘着性に優れる高粘着性ゴムからなる補助ゴム層を設けるとともに、
この補助ゴム層の半径方向の長さＨｗは、前記ビードコアの半径方向内縁点から前記ベルト層のタイヤ赤道上での半径方向外面点までの半径方向高さＨの０．５〜０．６倍、しかも前記タイヤ最大幅位置において、補助ゴム層のゴム厚さＣｗは、この補助ゴム層を含むカーカスからサイドウォール部の外面までのゴム厚さＣの０．３〜０．４倍であることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の重荷重用タイヤの子午断面図である。
図１において、重荷重用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具えている。
【０００８】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０度の角度で配列した１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、スチールコードが好適であるが、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードも要求により使用される。
【０００９】
又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の周りを内から外に折り返して係止される折返し部６ｂを有する。このプライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強する。
【００１０】
前記ビードエーペックスゴム８では、その半径方向外端８ｅが、屈曲変形が最も激しくなるタイヤ最大幅位置Ｑよりも半径方向内方で終端することが、前記外端８ｅでの応力集中を減じ損傷を防止するために必要である。そのために、本例では、前記ビードコア５の半径方向内縁点を通るタイヤ軸方向線５Ｌからの、前記外端８ｅまでの高さｈ１（エーペックス高さｈ１という場合がある）を、前記タイヤ軸方向線５Ｌからタイヤ最大幅位置Ｑまでの高さＨｑ（最大幅高さＨｑという場合がある）の０．７倍以下としている。なお前記エーペックス高さｈ１は、補強効果のために前記最大幅高さＨｑの０．４倍以上が好ましい。
【００１１】
又前記折返し部６ｂの外端６ｅのタイヤ軸方向線５Ｌからの高さｈ２（折り返し高さｈ２という場合がある）は、前記エーペックス高さｈ１より小であり、これによって前記外端６ｅでの応力集中がビードエーペックスゴム８によって緩和され、損傷の抑制が図られる。本例では、前記折り返し高さｈ２を、エーペックス高さｈ１の０．３〜０．５倍とした好ましい場合を例示している。
【００１２】
又本例では、前記ビード部４には、前記ビードコア５の周りをカーカス６を介してＵ字に包み込んで補強するビード補強層９が配されている。このビード補強層９は、カーカスプライ本体部６ａに沿ってのびる内の立上げ部９ａと、折返し部６ｂに沿ってのびる外の立上げ部９ｂとを一体に有する断面略Ｕ字状をなし、本例では、１枚のスチールコードプライ９Ａからなるものを例示している。該ビード補強層９では、損傷防止のために、前記外の立上げ部９ｂの前記タイヤ軸方向線５Ｌからの高さｈ３を前記折り返し高さｈ２よりも小に設定している。
【００１３】
次に、前記ベルト層７は、ベルトコードとしてスチールコードを用いた少なくとも３枚以上のベルトプライから形成される。本例では、ベルトコードがタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列する最内のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列するベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。このベルト層７では、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上有し、これにより、トレッド部２の剛性を高め、耐摩耗性などを向上しうる。
【００１４】
なおベルト層７は、その両外端部がカーカス６から除々に離間し、この離間部分に軟質のクッションゴム１１が充填されることにより、前記ベルト端での応力集中が緩和され損傷が抑制される。
【００１５】
そして本発明では、前記サイドウォール部３の領域には、図２に拡大する如く、サイドウォール部３の外面をなすサイドウォールゴム３Ｇ、およびサイドウォールゴム３Ｇとカーカス６との間に介在する補助ゴム層１２が配される。
【００１６】
なお、前記「サイドウォール部３の領域」とは、トレッド部２に配されるトレッドゴム２Ｇが露出する領域と、ビード部４に配されるリムズレ防止用のクリンチゴム４Ｇが露出する領域との間の領域として定義する。又前記クリンチゴム４Ｇは、リムフランジと接触する立上げ部４Ｇ１を含み、硬質ゴムで形成することによりリムとの擦れによる損傷を防止する。このクリンチゴム４Ｇは、前記カーカスの折返し部６ｂを越えて半径方向外方に延在し、該延在部分では前記ビードエーペックスゴム８と隣接している。
【００１７】
ここで、前記サイドウォールゴム３Ｇは、耐カット性及び耐候性を向上したゴムであり、本例では、ゴム基材として、天然ゴム（ＮＲ）を４０〜５０重量部、及びブタジエンゴム（ＢＲ）を２０〜３０重量部を少なくとも含むものを例示している。これによって、耐カット性及び耐候性との両立を図っている。なお残部のゴムとしてイソプレンゴム（ＩＲ）が好ましく採用できる。
【００１８】
又耐カット性のために、前記ゴム基材１００重量部に対し、補強剤として補強効果の高い、例えば粒子径が２６〜３０ｎｍのＨＡＦカーボン（ハードカーボン）を、１５〜２５重量部配合している。前記配合量が１５重量部未満、或いは粒子径が３０ｎｍより大な例えばＧＰＦカーボンなどのソフトカーボンを使用したときには、充分なゴム弾性が確保できず、必要な耐カット性が発揮できなくなる。逆に配合量が２５重量部を越えると、柔軟性が失われ割れなどが生じ易く耐クラック性が低下する。
【００１９】
又耐候性のために、本例では、老化防止剤をゴム基材１００重量部に対し、２．０〜５．０重量部の高い比率で配合している。この老化防止剤としては、アミン系のものが使用でき、例えば、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、Ｎ−イソプロピル−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン、ジアリル−Ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１−メチルヘプチル）−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ′−（４′−エチルフェニル）−Ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，４−ジメチルヘプチル）−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１−メチルドテシル）−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１−メチルオクタデシル）−Ｎ′−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン等が採用しうる。
【００２０】
前記配合量が２．０重量部未満では、ゴムが劣化し易く、割れなど耐クラック性が低下する。逆に５．０重量部をこえると、ゴム表面への折出量が増すことにより変色が過大となり見映えの低下を抑止しえない。
【００２１】
なお耐候性のために、ゴム基材として、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムに、例えばブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＦＤＭ）等のオレフィン系ゴムを配合したブレンドゴムを用いることができ、かかる場合には、前記老化防止剤の使用を減じうる。
【００２２】
これに対して、前記補助ゴム層１２は、前記サイドウォールゴム３Ｇよりも粘着性に優れる高粘着性ゴムからなり、前記タイヤ最大幅位置Ｑを通って半径方向内外に延在する。
【００２３】
ここで、粘着性とは、未加硫状態におけるゴム材料とゴム材料との間の付着力を意味する。
【００２４】
前記高粘着性ゴムとしては、前記ゴム基材１００重量部に対し、補強剤として補強効果の低い、例えば粒子径が４９〜６０ｎｍのＧＰＦカーボン（ソフトカーボン）を、１５〜２０重量部配合した低モジュラスのものが好適に使用できる。この時、ゴム基材を、粘着性に優れる天然ゴム（ＮＲ）のみで構成することが好ましいが、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とのブレンドゴムも使用でき、かかる場合、天然ゴム４０重量部以上でより多く配合するのが好ましい。
【００２５】
又粘着性をさらに高めるために、好ましくは、ゴム基材１００重量部に対して、粘着付与剤を３．０〜４．０重量部添加するとともに軟化剤の使用を排除する。粘着付与剤としては、例えばクマロン樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、石油系炭化水素樹脂、ロジン誘導体などが好適に使用できる。又軟化剤としては、ミネラルオイル、アロマオイルなどの鉱物油系軟化剤、植物系軟化剤、フタル酸誘導体などが知られており、通常、ゴムの加工性や柔軟性の向上のために添加させるが、本例では、粘着性を減じる傾向があるため使用していない。
【００２６】
ここで、前記粘着性の指標として、本願では、ＪＩＳＫ６３００に準拠し、日本合成ゴム（株）製のキュラストメーターを用いて測定した未加硫状態のゴムのトルクの最低値ＭＬを採用している。これは、粘着性とトルクの最低値ＭＬとの間に、図４に概念的に示すごとき相関関係があるからであり、前記トルクの最低値ＭＬの上昇に伴い粘着性が上昇する傾向がある。
【００２７】
従って、高粘着性ゴムとして、その最低トルクＭＬ１が、サイドウォールゴム３Ｇの最低トルクＭＬ２よりも大であることが、セパレーション防止のために必要であり、特に最低トルクＭＬ１を０．２５〜０．４Ｎ・ｍの範囲とするのが好適である。なお、最低トルクＭＬ１が０．２５Ｎ・ｍ未満では、優れた粘着性が発揮されず、逆に０．４Ｎ・ｍを越えるとゴム押出し時、ゴムの発熱が高くなるという不具合が生じる。
【００２８】
また補助ゴム層１２は、本例では、前記タイヤ最大幅位置Ｑからカーカス６のプライ本体部６ａ外面に実質的に接して半径方向内外に延在する中央部分１２Ａと、この中央部分１２Ａに連なりかつクッションゴム１１の外面又はトレッドゴム２Ｇの外端面をのびる半径方向外方部分１２Ｂと、この中央部分１２Ａに連なりかつ前記ビードエーペックスゴム８の外面をのびる半径方向内方部分１２Ｃとを具えるものを例示している。
【００２９】
ここで、前記補助ゴム層１２によって、サイドウォールゴム３Ｇのセパレーションを確実に防止するために、
▲１▼ 前記補助ゴム層１２の半径方向の長さＨｗを、前記タイヤ軸方向線５Ｌから前記ベルト層７のタイヤ赤道Ｃ上での半径方向外面点までの半径方向高さＨの０．５〜０．６倍とすること；
▲２▼ 前記タイヤ最大幅位置Ｑにおいて、補助ゴム層１２のゴム厚さＣｗを、この補助ゴム層１２を含むカーカス６からサイドウォール部３の外面までのゴム厚さＣの０．３〜０．４倍とすることが必要である。
【００３０】
前記長さＨｗが前記高さＨの０．５倍未満、及びゴム厚さＣｗがゴム厚さＣの０．３倍未満であれば、セパレーションの防止効果が不十分となる。逆に前記長さＨｗが前記高さＨの０．６倍より大、及びゴム厚さＣｗがゴム厚さＣの０．４倍より大であれば、タイヤ重量を不必要の増加させる、或いはサイドウォールゴム３Ｇのゴム厚さＣ１が過小となって、カーカス６を外傷等から保護する効果が不十分となる。又耐候性にも不利となる。
【００３１】
なお前記ゴム厚さＣは、従来的なサイドウォールゴムの厚さと同レベル、即ち２．５〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。又補助ゴム層１２は、その全長に亘り略一定のゴム厚さで延在する。
【００３２】
次に、図３に前記補助ゴム層１２の他の実施例を例示する。図において、サイドウォール部３の領域において、前記補助ゴム層１２のさらに内側に、前記サイドウォールゴム３Ｇと同組成かつ薄い内側層１３が配される。この内側層１３の半径方向内端、外端は前記サイドウォールゴム３Ｇと一体に接合している。従って、換言すれば、前記補助ゴム層１２は、サイドウォールゴム３Ｇ内に埋設されている。この時、前記内側層１３の厚さＣ２はできるだけ薄いことが好ましく、本例では前記ゴム厚さＣの０．１倍以下に設定している。
【００３３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３４】
【実施例】
タイヤサイズ１１Ｒ２２．５の重荷重用タイヤを表１の仕様に基づく試作するとともに、各試供タイヤのサイドウォールゴムの剥離性能をテストした。なお表１に用いたゴムの配合を表２に示す。なお表２のゴムＣは、高粘着性ゴムとして好適なゴム組成の他の例を示している。
【００３５】
（１）サイドウォールゴムの剥離性能；
試供タイヤを内圧（８００ｋＰａ）、荷重（５８．５２ｋＮ）、速度（２０ｋｍ／ｈ）の条件にてドラム上で走行させ、サイドウォール部に故障が生じるまでの走行時間を測定し比較した。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、サイドウォールゴムとカーカスとの間に、高粘着性ゴムからなる所定厚さの補助ゴム層を所定範囲に設けているため、サイドウォールゴムのセパレーションを抑制でき、耐久性を高めタイヤ寿命をのばしうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】補助ゴム層をサイドウォールゴムとともに拡大して示す断面図である。
【図３】補助ゴム層の他の実施例を示す断面図である。
【図４】粘着性とトルクの最低値ＭＬとの相関を概念的に示す線図である。
【符号の説明】
２トレッド部
３サイドウォール部
３Ｇサイドウォールゴム
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
６Ａカーカスプライ
７ベルト層
１２補助ゴム層
Ｑタイヤ最大幅位置

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る１枚のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを具えた重荷重用タイヤであって、
前記サイドウォール部の外面をなすサイドウォールゴムと前記カーカスとの間に、タイヤ最大幅位置を通って半径方向内外に延在しかつ前記サイドウォールゴムよりも粘着性に優れる高粘着性ゴムからなる補助ゴム層を設けるとともに、
この補助ゴム層の半径方向の長さＨｗは、前記ビードコアの半径方向内縁点から前記ベルト層のタイヤ赤道上での半径方向外面点までの半径方向高さＨの０．５〜０．６倍、しかも前記タイヤ最大幅位置において、補助ゴム層のゴム厚さＣｗは、この補助ゴム層を含むカーカスからサイドウォール部の外面までのゴム厚さＣの０．３〜０．４倍であることを特徴とする重荷重用タイヤ。
前記補助ゴム層は、ゴム基材の１００重量部に対し、粘着付与剤を３．０〜４．０重量部配合していることを特徴とする請求項１に記載の重荷重用タイヤ。