JP4428098B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、左右一対のビード部間にカーカス層を装架した乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、カーカス層の構成に基づいて操縦安定性と路面追従性を改善するようにした乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤは、一般に、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した構造を有している。このような空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド部のコンパウンド物性やベルト層のコード物性を規定することにより、操縦安定性を改善することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、近年では、車両の高速化及び高級化に伴って操縦安定性の更なる改善が要求されており、トレッド部のコンパウンド物性やベルト層のコード物性を改良するだけでは操縦安定性の改善要求に応えることが困難になっている。
特開２００１−１８０２２５号公報

本発明の目的は、操縦安定性と路面追従性を改善することを可能にした乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間に複数本のカーカスコードをカーカスコンパウンドで被覆してなるカーカス層を装架した乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスコンパウンドの２０℃、初期歪１０％、動歪±２％、周波数２０Ｈｚの測定条件による貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、それぞれ６≦Ｅ’≦１８（より好ましくは、１２≦Ｅ’≦１８）、０．２５≦ｔａｎδ≦０．４５（より好ましくは、０．３０≦ｔａｎδ≦０．４５）であることを特徴とするものである。

本発明者は、カーカス層の構成が操縦安定性と路面追従性に与える影響について鋭意研究した結果、カーカスコンパウンドの物性やカーカスコードの撚り構造を規定することにより、操縦安定性と路面追従性が顕著に改善されることを見い出し、本発明に至ったのである。

即ち、カーカスコンパウンドの貯蔵弾性率Ｅ’を上記範囲において大きくすることによって操縦安定性が向上し、カーカスコンパウンドの損失正接ｔａｎδを上記範囲において大きくすることによって路面追従性が向上するのである。ここで、操縦安定性とは操舵に対する車両の安定性であり、路面追従性とはタイヤが路面形状に応じて柔軟に変形して駆動力を路面に伝達する能力である。

上記カーカスコードは、有機熱収縮繊維の原糸に下撚りを掛けて下撚り糸とした後、該下撚り糸を複数本引き揃えて下撚りと逆方向に上撚りを掛けた撚り糸からなり、該撚り糸の下撚り数Ｔ１と上撚り数Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）が１．７５≦Ｔ１／Ｔ２≦４．０で、かつ前記撚り糸の上撚り数Ｔ２とトータル表示デシテックスＤから求められる撚り係数（Ｔ２×√Ｄ）が１０００≦Ｔ２×√Ｄ≦４７００であることが好ましい。このような撚り構造を有するカーカスコードに上記カーカスコンパウンドを適用した場合、操縦安定性の改善効果が顕著になる。

本発明では、カーカス層の構成を規定することで操縦安定性と路面追従性の改善効果を得るようにしているが、その反面、転がり抵抗が悪化する傾向がある。これに対して、トレッドコンパウンドの損失正接ｔａｎδを単に下げた場合、転がり抵抗は改善されるものの、改善された操縦安定性が低下してしまう。そこで、トレッドコンパウンドの損失正接ｔａｎδを下げるにあたってトレッドコンパウンドにシリカを配合すると良い。即ち、トレッド部に使用されるトレッドコンパウンドは、加硫可能なゴム成分１００重量部に対して１０〜１２０重量部のシリカを含み、６０℃における損失正接ｔａｎδが０．１０≦ｔａｎδ≦０．３０であることが好ましい。この場合、操縦安定性と路面追従性と転がり抵抗を両立することが可能になる。

本発明において、貯蔵弾性率Ｅ’及び損失正接ｔａｎδは、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、初期歪１０％、動歪±２％、周波数２０Ｈｚの条件で測定したものである。

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。

図１は本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤを示すものである。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間にはカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層４はタイヤ径方向に配向する複数本のカーカスコードをカーカスコンパウンドで被覆したものである。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、ベルト層６がタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層６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。

上記乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４に使用されるカーカスコンパウンドの２０℃における貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）が６≦Ｅ’≦１８、より好ましくは、１２≦Ｅ’≦１８で、２０℃における損失正接ｔａｎδが０．２５≦ｔａｎδ≦０．４５、より好ましくは、０．３０≦ｔａｎδ≦０．４５になっている。これら貯蔵弾性率Ｅ’及び損失正接ｔａｎδは、ゴム成分及び添加剤の種類及び配合量に基づいて適宜調整することができる。カーカスコンパウンドの貯蔵弾性率Ｅ’が小さ過ぎると操縦安定性の改善効果が得られなくなり、逆に大き過ぎると加硫前のコンパウンド粘度が高くなり過ぎてタイヤの製造が困難になる。また、カーカスコンパウンドの損失正接ｔａｎδが小さ過ぎると路面追従性の改善効果が得られなくなり、逆に大き過ぎると加硫前のコンパウンド粘度が高くなり過ぎてタイヤの製造が困難になる。
ここで、カーカスコンパウンドの配合例を表１に示す。

カーカス層４に使用されるカーカスコードは、図２に示すように、有機熱収縮繊維の原糸に下撚りを掛けて下撚り糸１０とした後、その下撚り糸１０を複数本引き揃えて下撚りと逆方向に上撚りを掛けた撚り糸１１から構成されている。上記カーカスコードとしては、ナイロンコードやポリエステルコードを使用すると良い。

撚り糸１１の下撚り数Ｔ１と上撚り数Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）は１．７５≦Ｔ１／Ｔ２≦４．０の範囲に設定されている。これら下撚り数Ｔ１及び上撚り数Ｔ２は、糸長さ１０ｃｍ当たりの撚り数（回／１０ｃｍ）である。このように下撚り数Ｔ１を上撚り数Ｔ２より大きくした場合、上撚りを掛け終えた段階で残る下撚りに起因して有機熱収縮繊維からなるカーカスコードの熱収縮力を効果的に高めることができる。従って、車両走行時にタイヤが発熱した状態でのカーカスコードの張力が高くなり、操縦安定性の向上に寄与する。しかも、高弾性率のコードを使用せずに、下撚り数Ｔ１を上撚り数Ｔ２よりも大きくしたコードの熱収縮を利用して張力を高めるため、耐久性の悪化を招くことがない。但し、下撚り数Ｔ１と上撚り数Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）が１．７５未満であると操縦安定性の改善効果が不十分になり、逆に４．０を超えるには上撚り数Ｔ２を大幅に小さくする必要があり、その結果、耐久性が低下する。

また、撚り糸１１の上撚り数Ｔ２とトータル表示デシテックスＤから求められる撚り係数（Ｔ２×√Ｄ）は１０００≦Ｔ２×√Ｄ≦４７００に設定されている。この撚り係数（Ｔ２×√Ｄ）が１０００未満であると耐久性が低下し、逆に４７００を超えると上撚りを掛けることが困難になり、上述した撚り糸１１を製造することが困難になる。

上記乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド部１にはキャップトレッドゴム層２１が配置されている。このキャップトレッドゴム層２１に使用されるトレッドコンパウンドは、加硫可能なゴム成分１００重量部に対して１０〜１２０重量部のシリカを含み、６０℃における損失正接ｔａｎδが０．１０≦ｔａｎδ≦０．３０になっている。上述のようにカーカス層４の構成に基づいて操縦安定性と路面追従性を改善するにあたって、トレッドコンパウンドの損失正接ｔａｎδを下げることにより、転がり抵抗の悪化を回避することができる。しかも、シリカを配合したトレッドコンパウンドは、損失正接ｔａｎδが同等であってシリカを含まないものに比べてグリップ力が大きくなるので、改善された操縦安定性を損なうことなく転がり抵抗を低下させることができる。

上記加硫可能なゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のタイヤに使用される一般的なゴムを使用することができる。ゴム成分１００重量部に対するシリカの配合量が１０重量部未満であると操縦安定性の改善効果が不十分になり、逆に１２０重量部を超えると混練加工性が悪化するので好ましくない。これらゴム成分には、シリカの他に、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等のタイヤに使用される一般的な添加剤を適宜配合することができる。また、トレッドコンパウンドの損失正接ｔａｎδが０．１０未満であるとグリップ力が低下し、逆に０．３０を超えると転がり抵抗の改善効果が不十分になる。
ここで、トレッドコンパウンドの配合例を表２に示す。

カーカスコードとしてナイロン６６コード（１４００dtex）を用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカスコンパウンドの貯蔵弾性率Ｅ’及び損失正接ｔａｎδ、カーカスコードの下撚り数Ｔ１と上撚り数Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）及び撚り係数（Ｔ２×√Ｄ）を種々異ならせた７種類の試験タイヤ（従来例、比較例１〜２、実施例１〜４）をそれぞれ製作した。各試験タイヤにおいて、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の前輪用とタイヤサイズ２２５／５０Ｒ１６の後輪用を用意した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、操縦安定性、路面追従性を評価し、その結果を表３に示した。

操縦安定性：
試験タイヤを空気圧２００ｋＰａの条件で排気量３２００ｃｃの後輪駆動車に装着し、テストコースにおいて、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を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。

路面追従性：
試験タイヤを空気圧２００ｋＰａの条件で排気量３２００ｃｃの後輪駆動車に装着し、テストコースにおいて、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど路面追従性が優れていることを意味する。

この表３に示すように、実施例１〜４のタイヤは、従来例に比べて操縦安定性と路面追従性が優れていた。一方、比較例１のタイヤは、従来例に比べてカーカスコードの撚り構造を変更しているもののカーカスコンパウンドが同じであるので、路面追従性の改善効果が見られなかった。また、比較例２のタイヤは、カーカスコンパウンドの貯蔵弾性率Ｅ’及び損失正接ｔａｎδが大き過ぎるため、タイヤを製造することができなかった。

次に、上述した実施例３〜４を基準とし、トレッドコンパウンドを種々異ならせた４種類の試験タイヤ（実施例５〜８）をそれぞれ製作した。

これら試験タイヤについて、上記試験方法により、操縦安定性、路面追従性を評価すると共に、下記試験方法により、転がり抵抗を評価し、その結果を表４に示した。但し、操縦安定性及び路面追従性の評価結果は、実施例４を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど性能が優れていることを意味する。

転がり抵抗：
ドラム径１７０７ｍｍの室内ドラム式試験機を用いて試験タイヤの転がり抵抗を測定した。評価結果は、実施例４を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。

この表４から判るように、トレッドコンパウンドの損失正接ｔａｎδを下げると同時にトレッドコンパウンドにシリカを配合した場合、改善された操縦安定性と路面追従性を損なうことなく転がり抵抗を低減することができる。即ち、実施例５，７のタイヤは、実施例３との比較において良好な結果が得られていた。また、実施例６，８のタイヤは、実施例４との比較において良好な結果が得られていた。

本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明で使用されるカーカスコードの一例を示す断面図である。

符号の説明

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 ベルト層
１０ 下撚り糸
１１ 撚り糸
２１ トレッドゴム層

Claims (4)

1. 左右一対のビード部間に複数本のカーカスコードをカーカスコンパウンドで被覆してなるカーカス層を装架した乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスコンパウンドの２０℃、初期歪１０％、動歪±２％、周波数２０Ｈｚの測定条件による貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、それぞれ６≦Ｅ’≦１８、０．２５≦ｔａｎδ≦０．４５であることを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記カーカスコンパウンドの２０℃における貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）が１２≦Ｅ’≦１８で、２０℃における損失正接ｔａｎδが０．３０≦ｔａｎδ≦０．４５である請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記カーカスコードが、有機熱収縮繊維の原糸に下撚りを掛けて下撚り糸とした後、該下撚り糸を複数本引き揃えて下撚りと逆方向に上撚りを掛けた撚り糸からなり、該撚り糸の下撚り数Ｔ１と上撚り数Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）が１．７５≦Ｔ１／Ｔ２≦４．０で、かつ前記撚り糸の上撚り数Ｔ２とトータル表示デシテックスＤから求められる撚り係数（Ｔ２×√Ｄ）が１０００≦Ｔ２×√Ｄ≦４７００である請求項１又は請求項２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
4. トレッド部に使用されるトレッドコンパウンドが、加硫可能なゴム成分１００重量部に対して１０〜１２０重量部のシリカを含み、６０℃における損失正接ｔａｎδが０．１０≦ｔａｎδ≦０．３０である請求項１〜３のいずれかに記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。

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