JP3031654B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
空気入りタイヤInfo
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- JP3031654B2 JP3031654B2 JP5352736A JP35273693A JP3031654B2 JP 3031654 B2 JP3031654 B2 JP 3031654B2 JP 5352736 A JP5352736 A JP 5352736A JP 35273693 A JP35273693 A JP 35273693A JP 3031654 B2 JP3031654 B2 JP 3031654B2
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- Tires In General (AREA)
- Tyre Moulding (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ重量の軽量化を
促進し、低燃費を達成する空気入りタイヤに関する。
促進し、低燃費を達成する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】環状のトレッドと、トレッドの両端から
タイヤ半径方向に延びる一対のサイドウォールと、サイ
ドウォールの端部に形成され、輪状のビードコアが埋設
された環状のビードと、トレッド及びサイドウォールを
貫通して延び、両端がビードコア周りに折り返されたカ
ーカスと、トレッドにおいてカーカスの半径方向外側に
位置する一般にスチールで形成された環状のベルトとを
備えたタイヤにおいて、近年、低燃費タイヤの開発が盛
んであり、低燃費タイヤの実現にはタイヤ重量の軽減が
最も有効な手段のひとつとされている。従来、タイヤ重
量を軽減させる手段として、ベルト材料をスチールワイ
ヤから有機繊維に置換する方法が多く採用されている。
タイヤ半径方向に延びる一対のサイドウォールと、サイ
ドウォールの端部に形成され、輪状のビードコアが埋設
された環状のビードと、トレッド及びサイドウォールを
貫通して延び、両端がビードコア周りに折り返されたカ
ーカスと、トレッドにおいてカーカスの半径方向外側に
位置する一般にスチールで形成された環状のベルトとを
備えたタイヤにおいて、近年、低燃費タイヤの開発が盛
んであり、低燃費タイヤの実現にはタイヤ重量の軽減が
最も有効な手段のひとつとされている。従来、タイヤ重
量を軽減させる手段として、ベルト材料をスチールワイ
ヤから有機繊維に置換する方法が多く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の重量軽減手段においては、有機繊維は引張り強さに
ついてはスチールワイヤの80％以上の特性を維持できる
が、圧縮強さについてはほとんど維持できないものであ
るとともに、最近促進されているタイヤの高性能化に伴
い、有機繊維コードをタイヤ周方向と成す角度が略０度
に配設して成る補強層を設けて高速耐久性を向上させる
構造が採用されることが多く、このような材料、構造を
採用した場合、加硫直後のタイヤ寸法に対して、空気を
充填した後の使用時のタイヤ寸法が大きく変化し、引っ
張り歪みを生ずる。特にトレッドの寸法変化が大きく、
トレッドの溝底に大きな引っ張り歪みが生じ、割れが発
生しやすくなるという問題があった。
来の重量軽減手段においては、有機繊維は引張り強さに
ついてはスチールワイヤの80％以上の特性を維持できる
が、圧縮強さについてはほとんど維持できないものであ
るとともに、最近促進されているタイヤの高性能化に伴
い、有機繊維コードをタイヤ周方向と成す角度が略０度
に配設して成る補強層を設けて高速耐久性を向上させる
構造が採用されることが多く、このような材料、構造を
採用した場合、加硫直後のタイヤ寸法に対して、空気を
充填した後の使用時のタイヤ寸法が大きく変化し、引っ
張り歪みを生ずる。特にトレッドの寸法変化が大きく、
トレッドの溝底に大きな引っ張り歪みが生じ、割れが発
生しやすくなるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、ベルトを有機繊維で形成
することによって軽量化を促進するとともに、トレッド
の溝底部等における損傷の発生を抑制した空気入りタイ
ヤを提供することである。
することによって軽量化を促進するとともに、トレッド
の溝底部等における損傷の発生を抑制した空気入りタイ
ヤを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の空気入りタイヤは、トレッド内にカーカスの
タイヤ半径方向外側に配設されてタイヤ周方向に延びる
ベルトを備え、該ベルトが、タイヤ周方向に対するコー
ドの角度が１５度〜３０度であるベルト層と、タイヤ周
方向に対するコードの角度が１５０度〜１６５度である
ベルト層とを有し、少なくとも一方のベルト層のコード
材料を有機繊維とするとともに、両ベルト層のタイヤ半
径方向外側に少なくとも１層のタイヤ周方向に対するコ
ードの角度が０度〜５度の有機繊維コードから成るベル
ト補強層が設けられた空気入りタイヤであって、上記ベ
ルト補強層の成形時から正規内圧充填時への外径の伸張
率を１．５％〜３．０％とし、トレッドの溝底から最外
層ベルト補強層までのゴム厚を１．６mm以上３．０mm以
下とし、トレッドゴムに含まれる老化防止剤の配合量を
２．０phr〜３．５phrとしたものである。なお、phr
は、parts per hundred rubber（ゴム１００重量部当た
りの重量部）である。
に本発明の空気入りタイヤは、トレッド内にカーカスの
タイヤ半径方向外側に配設されてタイヤ周方向に延びる
ベルトを備え、該ベルトが、タイヤ周方向に対するコー
ドの角度が１５度〜３０度であるベルト層と、タイヤ周
方向に対するコードの角度が１５０度〜１６５度である
ベルト層とを有し、少なくとも一方のベルト層のコード
材料を有機繊維とするとともに、両ベルト層のタイヤ半
径方向外側に少なくとも１層のタイヤ周方向に対するコ
ードの角度が０度〜５度の有機繊維コードから成るベル
ト補強層が設けられた空気入りタイヤであって、上記ベ
ルト補強層の成形時から正規内圧充填時への外径の伸張
率を１．５％〜３．０％とし、トレッドの溝底から最外
層ベルト補強層までのゴム厚を１．６mm以上３．０mm以
下とし、トレッドゴムに含まれる老化防止剤の配合量を
２．０phr〜３．５phrとしたものである。なお、phr
は、parts per hundred rubber（ゴム１００重量部当た
りの重量部）である。
【０００６】
【作用】ベルト補強層の成形時から正規内圧充填時への
外径の伸張率を1.5 ％〜3.0 ％としたことにより、正規
内圧充填後のタイヤ寸法の変化を抑制し、正規内圧充填
後のトレッドの溝底に大きな引っ張り歪みを発生させる
こと無く、溝底に発生する割れ等の損傷を抑制する。ト
レッドの溝底から最外層ベルト補強層までのゴム厚を1.
6 mm以上3.0 mm以下としたことにより、トレッドの溝底
に生じる引っ張り歪みを緩和し、溝底に発生する損傷を
抑制する。トレッドゴムに含まれる老化防止剤の配合量
を2.0 phr 〜3.5 phr としたことにより、ゴム表面が歪
みを受けた時に割れを助長するオゾン及び紫外線からゴ
ムを守ることができる。
外径の伸張率を1.5 ％〜3.0 ％としたことにより、正規
内圧充填後のタイヤ寸法の変化を抑制し、正規内圧充填
後のトレッドの溝底に大きな引っ張り歪みを発生させる
こと無く、溝底に発生する割れ等の損傷を抑制する。ト
レッドの溝底から最外層ベルト補強層までのゴム厚を1.
6 mm以上3.0 mm以下としたことにより、トレッドの溝底
に生じる引っ張り歪みを緩和し、溝底に発生する損傷を
抑制する。トレッドゴムに含まれる老化防止剤の配合量
を2.0 phr 〜3.5 phr としたことにより、ゴム表面が歪
みを受けた時に割れを助長するオゾン及び紫外線からゴ
ムを守ることができる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明する。図
１及び図２において、空気入りタイヤＴは、環状のトレ
ッド１と、トレッド１の両端から連続する一対のサイド
ウォール２と、サイドウォール２のタイヤ半径方向内端
のビード部３と、ビード部３内に埋設されたビードコア
４と、トレッド１及びサイドウォール２を貫通し、両端
がビード部内で巻き上げられたカーカス５と、カーカス
５のタイヤ半径方向外側のトレッド１内に埋設され、タ
イヤ周方向に延びるベルト６を備えており、トレッド１
表面に溝８が設けられている。なお、トレッド１表面に
各種の溝が設けられるものであるが、溝８は溝深さが最
も大きい溝であり、本実施例ではタイヤ周方向に延びる
主溝である。
１及び図２において、空気入りタイヤＴは、環状のトレ
ッド１と、トレッド１の両端から連続する一対のサイド
ウォール２と、サイドウォール２のタイヤ半径方向内端
のビード部３と、ビード部３内に埋設されたビードコア
４と、トレッド１及びサイドウォール２を貫通し、両端
がビード部内で巻き上げられたカーカス５と、カーカス
５のタイヤ半径方向外側のトレッド１内に埋設され、タ
イヤ周方向に延びるベルト６を備えており、トレッド１
表面に溝８が設けられている。なお、トレッド１表面に
各種の溝が設けられるものであるが、溝８は溝深さが最
も大きい溝であり、本実施例ではタイヤ周方向に延びる
主溝である。
【０００８】ベルト６は、タイヤ半径方向内側に位置す
る第１ベルト層61と、外側に位置する第２ベルト層62と
を備え、ベルト６の外側即ち第２ベルト層62の外側に少
なくとも１層（本実施例では２層）のベルト補強層７が
設けられている。上記第１ベルト層61を構成するコード
の角度をタイヤ周方向に対して15度〜30度とし、第２ベ
ルト層62を構成するコードの角度をタイヤ周方向に対し
て150 度〜165 度とし、少なくとも一方のベルト層のコ
ードを有機繊維コードとする。また、ベルト補強層７は
有機繊維コードで形成され、該有機繊維コードのタイヤ
周方向に対する角度を０度〜５度に配設する。
る第１ベルト層61と、外側に位置する第２ベルト層62と
を備え、ベルト６の外側即ち第２ベルト層62の外側に少
なくとも１層（本実施例では２層）のベルト補強層７が
設けられている。上記第１ベルト層61を構成するコード
の角度をタイヤ周方向に対して15度〜30度とし、第２ベ
ルト層62を構成するコードの角度をタイヤ周方向に対し
て150 度〜165 度とし、少なくとも一方のベルト層のコ
ードを有機繊維コードとする。また、ベルト補強層７は
有機繊維コードで形成され、該有機繊維コードのタイヤ
周方向に対する角度を０度〜５度に配設する。
【０００９】図２において、上記ベルト補強層７の成形
時の外径Ｂ（図２イ参照）から、リムＲに組付けて正規
内圧を充填した時の外径Ｃ（図２ロ参照）への伸張率を
1.5％〜3.0 ％とすることにより、正規内圧充填後のタ
イヤ寸法の変化を抑制し、正規内圧充填後のトレッド１
の溝８の溝底に大きな引っ張り歪みを発生させること無
く、溝底に発生する割れ等の損傷を抑制する。なお、上
記ベルト補強層７の外径伸張率は、式（Ｃ／Ｂ−１）×
100 で算出される。伸張率を1.5 ％未満とすると、主溝
８の溝底の損傷は発生しにくいが、高速耐久性能が劣化
し、3.0 ％を超えると、加硫後のタイヤ仕上がりにおい
てオープンスレッド気味になり、一般耐久性能が劣化す
る。
時の外径Ｂ（図２イ参照）から、リムＲに組付けて正規
内圧を充填した時の外径Ｃ（図２ロ参照）への伸張率を
1.5％〜3.0 ％とすることにより、正規内圧充填後のタ
イヤ寸法の変化を抑制し、正規内圧充填後のトレッド１
の溝８の溝底に大きな引っ張り歪みを発生させること無
く、溝底に発生する割れ等の損傷を抑制する。なお、上
記ベルト補強層７の外径伸張率は、式（Ｃ／Ｂ−１）×
100 で算出される。伸張率を1.5 ％未満とすると、主溝
８の溝底の損傷は発生しにくいが、高速耐久性能が劣化
し、3.0 ％を超えると、加硫後のタイヤ仕上がりにおい
てオープンスレッド気味になり、一般耐久性能が劣化す
る。
【００１０】また、図１において、トレッド１に設けら
れた溝８の溝底から最外層であるベルト補強層７までの
ゴム厚Ａを1.6 mm以上3.0 mm以下（1.6 mm≦Ａ≦3.0 m
m）、好ましくは2.0 mm以上3.0 mm以下（2.0 mm≦Ａ≦
3.0 mm）とし、トレッド１の溝８の溝底に生じる引っ張
り歪みを緩和し、溝底に発生する損傷を抑制する。ゴム
厚Ａを1.6 mm未満とすると、溝底部分のゴム層が過剰に
薄くなって、溝底に損傷が発生しやすくなり、3.0 mmを
超えると、タイヤ重量が増加し、転がり抵抗が大きくな
り、操縦性が低下する等の問題を生じる。
れた溝８の溝底から最外層であるベルト補強層７までの
ゴム厚Ａを1.6 mm以上3.0 mm以下（1.6 mm≦Ａ≦3.0 m
m）、好ましくは2.0 mm以上3.0 mm以下（2.0 mm≦Ａ≦
3.0 mm）とし、トレッド１の溝８の溝底に生じる引っ張
り歪みを緩和し、溝底に発生する損傷を抑制する。ゴム
厚Ａを1.6 mm未満とすると、溝底部分のゴム層が過剰に
薄くなって、溝底に損傷が発生しやすくなり、3.0 mmを
超えると、タイヤ重量が増加し、転がり抵抗が大きくな
り、操縦性が低下する等の問題を生じる。
【００１１】さらに、トレッドゴムに含まれる老化防止
剤の配合量を2.0 phr 〜3.5 phr としたことにより、ゴ
ム表面が歪みを受けた時に割れを助長するオゾン及び紫
外線からゴムを守ることができる。配合量を2.0 phr 未
満とすると、オゾン及び紫外線に対する防護力が低下
し、損傷を生じる確率が高くなり、3.5 phr を超えると
ゴム表面が茶色に着色され、商品性が低下する。
剤の配合量を2.0 phr 〜3.5 phr としたことにより、ゴ
ム表面が歪みを受けた時に割れを助長するオゾン及び紫
外線からゴムを守ることができる。配合量を2.0 phr 未
満とすると、オゾン及び紫外線に対する防護力が低下
し、損傷を生じる確率が高くなり、3.5 phr を超えると
ゴム表面が茶色に着色され、商品性が低下する。
【００１２】次に、本発明を適用した実施例タイヤと、
構造を変えた比較例タイヤとを試作し、その実験結果を
図３及び図４に示す。 タイヤサイズ：２２５／５０Ｒ１６ トレッドゴムの配合：ポリマー ＳＢＲ １００ phr カーボン Ｎ２２０ ７０ phr アロマティックオイル ２０ phr ＷＡＸ １.5 phr 老化防止剤 Variable ステアリン酸 ２.5 phr 亜鉛華（ZnＯ） ２.0 phr 硫黄 １.5 phr 加硫促進剤 １.0 phr タイヤ構造：有機繊維カーカスプライ ２枚 スチールベルト（角度 ２２度） １枚 有機繊維ベルト（角度１５８度） １枚 有機繊維補強層（角度 ０度） ２枚 なお、比較例タイヤ５のみはスチールベルト２枚で、有
機繊維ベルトを備えていないタイヤで、市場で既に実績
のあるタイヤである（軽量化が図られていない）。 〔試作タイヤ構造〕 溝底ゴム厚Ａ〔mm〕 老化防止剤〔phr 〕 ベルト伸張率〔％〕 実施例タイヤ ２．５ ３．０ ２．０ 比較例タイヤ１ １．３ １．５ ３．５ 比較例タイヤ２ １．３ ３．０ ３．５ 比較例タイヤ３ ２．５ ３．０ ３．５ 比較例タイヤ４ １．３ １．５ ２．０ 比較例タイヤ５ ２．０ １．５ ３．５
構造を変えた比較例タイヤとを試作し、その実験結果を
図３及び図４に示す。 タイヤサイズ：２２５／５０Ｒ１６ トレッドゴムの配合：ポリマー ＳＢＲ １００ phr カーボン Ｎ２２０ ７０ phr アロマティックオイル ２０ phr ＷＡＸ １.5 phr 老化防止剤 Variable ステアリン酸 ２.5 phr 亜鉛華（ZnＯ） ２.0 phr 硫黄 １.5 phr 加硫促進剤 １.0 phr タイヤ構造：有機繊維カーカスプライ ２枚 スチールベルト（角度 ２２度） １枚 有機繊維ベルト（角度１５８度） １枚 有機繊維補強層（角度 ０度） ２枚 なお、比較例タイヤ５のみはスチールベルト２枚で、有
機繊維ベルトを備えていないタイヤで、市場で既に実績
のあるタイヤである（軽量化が図られていない）。 〔試作タイヤ構造〕 溝底ゴム厚Ａ〔mm〕 老化防止剤〔phr 〕 ベルト伸張率〔％〕 実施例タイヤ ２．５ ３．０ ２．０ 比較例タイヤ１ １．３ １．５ ３．５ 比較例タイヤ２ １．３ ３．０ ３．５ 比較例タイヤ３ ２．５ ３．０ ３．５ 比較例タイヤ４ １．３ １．５ ２．０ 比較例タイヤ５ ２．０ １．５ ３．５
【００１３】以上の試作タイヤの溝底の損傷（割れ）の
発生状況を評価する手段として、 １．トレッド溝底に小さなカット傷（長さ８mm、深さ２
mm）を入れた後、空気を充填する（内圧２．２kg/cm2）
ことにより、その傷口がどれくらい開くかを測定する
（結果：図３）。 ２．新品タイヤに空気を充填した後、強制的にオゾン濃
度の高い雰囲気（オゾン濃度５０ppm 、温度４０℃）に
曝し、溝底の損傷（割れ）が発生する時間を測定する
（結果：図４）。
発生状況を評価する手段として、 １．トレッド溝底に小さなカット傷（長さ８mm、深さ２
mm）を入れた後、空気を充填する（内圧２．２kg/cm2）
ことにより、その傷口がどれくらい開くかを測定する
（結果：図３）。 ２．新品タイヤに空気を充填した後、強制的にオゾン濃
度の高い雰囲気（オゾン濃度５０ppm 、温度４０℃）に
曝し、溝底の損傷（割れ）が発生する時間を測定する
（結果：図４）。
【００１４】図３の結果から、ベルト伸張率を低下させ
ると、空気充填による溝底の引っ張り歪みが低下し、ま
た、溝底ゴム厚Ａを大とすることにより、同様の効果を
得られることが判明する。図４の結果から、本発明を適
用した実施例タイヤが損傷する迄に時間がかかると同時
に、発生した傷口が小さいものであることがわかる。し
たがって、本発明の構成は、タイヤ重量の軽量化を促進
させるとともに、トレッドの溝底の損傷の発生を抑制す
ることができる。
ると、空気充填による溝底の引っ張り歪みが低下し、ま
た、溝底ゴム厚Ａを大とすることにより、同様の効果を
得られることが判明する。図４の結果から、本発明を適
用した実施例タイヤが損傷する迄に時間がかかると同時
に、発生した傷口が小さいものであることがわかる。し
たがって、本発明の構成は、タイヤ重量の軽量化を促進
させるとともに、トレッドの溝底の損傷の発生を抑制す
ることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているか
ら以下に述べる効果を奏する。ベルト補強層の成形時か
ら正規内圧充填時への外径の伸張率を1.5 ％〜3.0 ％と
したことにより、正規内圧充填後のタイヤ寸法の変化を
抑制し、正規内圧充填後のトレッドの溝底に大きな引っ
張り歪みを発生させること無く、溝底に発生する割れ等
の損傷を抑制する。トレッドの溝底から最外層ベルト補
強層までのゴム厚を1.6 mm以上3.0 mm以下としたことに
より、トレッドの溝底に生じる引っ張り歪みを緩和し、
溝底に発生する損傷を抑制する。トレッドゴムに含まれ
る老化防止剤の配合量を2.0 phr 〜3.5 phr としたこと
により、ゴム表面が歪みを受けた時に割れを助長するオ
ゾン及び紫外線からゴムを守ることができる。
ら以下に述べる効果を奏する。ベルト補強層の成形時か
ら正規内圧充填時への外径の伸張率を1.5 ％〜3.0 ％と
したことにより、正規内圧充填後のタイヤ寸法の変化を
抑制し、正規内圧充填後のトレッドの溝底に大きな引っ
張り歪みを発生させること無く、溝底に発生する割れ等
の損傷を抑制する。トレッドの溝底から最外層ベルト補
強層までのゴム厚を1.6 mm以上3.0 mm以下としたことに
より、トレッドの溝底に生じる引っ張り歪みを緩和し、
溝底に発生する損傷を抑制する。トレッドゴムに含まれ
る老化防止剤の配合量を2.0 phr 〜3.5 phr としたこと
により、ゴム表面が歪みを受けた時に割れを助長するオ
ゾン及び紫外線からゴムを守ることができる。
【図１】 本発明を適用するタイヤの要部拡大断面図で
ある。
ある。
【図２】 イは、本発明を適用するタイヤの成型時の断
面図、ロは、同じく空気充填後の断面図である。
面図、ロは、同じく空気充填後の断面図である。
【図３】 空気充填による溝底損傷発生状態の実験結果
である。
である。
【図４】 オゾン曝露による溝底損傷発生状態の実験結
果である。
果である。
Ｔ 空気入りタイヤ、Ｒ リム １ トレッド、２ サイドウォール、３ ビード、４
ビードコア ５ カーカス、６ ベルト、７ ベルト補強層、８ 溝
ビードコア ５ カーカス、６ ベルト、７ ベルト補強層、８ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 9/18 - 9/22 B60C 11/00 B60C 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 トレッド内にカーカスのタイヤ半径方向
外側に配設されてタイヤ周方向に延びるベルトを備え、
該ベルトが、タイヤ周方向に対するコードの角度が15度
〜30度であるベルト層と、タイヤ周方向に対するコード
の角度が150度〜165 度であるベルト層とを有し、少な
くとも一方のベルト層のコード材料を有機繊維とすると
ともに、両ベルト層のタイヤ半径方向外側に少なくとも
１層のタイヤ周方向に対するコードの角度が０度〜５度
の有機繊維コードから成るベルト補強層が設けられた空
気入りタイヤであって、上記ベルト補強層の成形時から
正規内圧充填時への外径の伸張率を1.5 ％〜3.0 ％と
し、トレッドの溝底から最外層ベルト補強層までのゴム
厚を1.6 mm以上3.0 mm以下とし、トレッドゴムに含まれ
る老化防止剤の配合量を2.0 phr 〜3.5 phr としたこと
を特徴とする空気入りタイヤ。
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