JPH04257704A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転がり抵抗性、軽量化
に特徴をもち、耐久性に優れた乗用車用空気入りラジア
ルタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気入りラジアルタイヤは、左右一対の
ビ−ド間にラジアル方向にタイヤの骨格をなすスチ−ル
コ−ドによるカ−カス層を配置し、この外周にトレッド
を配すると共に、このカ−カス層にタガ効果を付与する
ために、カ−カス層のトレッド側にタイヤ周方向に対し
てコ−ド角度を１０〜３０度をなして互いに交差する複
数のベルト層を積層している。かかる空気入りラジアル
タイヤは、従来のいわゆるバイアスタイヤと比較して耐
摩耗性、操縦安定性、耐高速安定性に優れているなどの
多くの特徴を有している。

【０００３】しかるに、近年自動車の省エネルギ−対策
としてタイヤの性能に対して種々の要求がされている。 すなわちタイヤの低転がり抵抗性でありタイヤ自体の軽
量化である。これら要求を達成する主要な手段としては
、タイヤを構成する各部材の薄ゲ−ジ化、低ロス化およ
びスチ−ルコ−ドや有機繊維などの骨格部材の軽量化等
が考えられてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、部材
の薄ゲ−ジ化などによる低転がり抵抗性や軽量化を目指
したタイヤでは、その狙いは達成し得たとしてもタイヤ
に要求される必須条件である耐久性が大幅に劣る方向に
向かってしまうのが一般的であった。特に、トレッドな
どの薄ゲ−ジ化を実施した場合は、スチ−ルベルト端に
入る歪量が増大し、著しい耐久性の低下をもたらすこと
になる。又、一方で骨格部材の軽量化として、スチ−ル
コ−ドから軽量化の期待できるＰＥＴ、ナイロン、ケブ
ラ−などの有機繊維材にこれらを置き換えた場合におい
ては、本来的にラジアルタイヤに要求されるベルト剛性
が不足し、操縦安定性、耐摩耗性などが大幅に劣ること
となり、タイヤ全体の性能として満足のいくレベルのも
のとはなりえなかった。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、全体のタイ
ヤ性能をできる限り低下させることなく、低転がり抵抗
性および軽量化の目的を達成するために、タイヤを構成
する各種部材の最適部材の選択ならびに形状配置につい
て鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。す
なわち、本発明の要旨はタイヤ赤道面に対してコ−ド角
が実質的に９０度であるカ−カスを左右一対のビ−ド間
に配置し、このカ−カスのタイヤ外方にタイヤ赤道面に
対してコ−ド角度を１０〜３０度をなして互いに交差す
る複数のスチ−ルベルト層を積層してなるベルトを配設
し、さらにこのベルトのタイヤ外方にトレッドを配置し
てなる乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記
スチ−ルベルトの層間距離すなわちベルト層間距離の最
も薄い所での測定にあって、これを１．５〜６ｍｍとす
ると共に、前記トレッドの溝深さを７．５ｍｍ以下とす
ることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。

【０００６】そして、好ましくは前記スチ−ルベルト層
は２層であり、さらに好ましくはそのスチ−ルコ−ドを
被覆する被覆ゴムとして、動的弾性率Ｅ´Ｂ　が６．０
×１０７　〜６．０×１０８　ｄｙｎ／ｃｍ２　、損失
正接ｔａｎδＢ　が０．１〜０．３であるゴム組成物を
配置したことを特徴とし、場合によっては前記スチ−ル
ベルト層のスチ−ルコ−ドを被覆する被覆ゴムの損失正
接ｔａｎδが、前記被覆ゴム間に介在する中間ゴムの損
失正接ｔａｎδＭ　との間に、ｔａｎδＢ　−ｔａｎδ
Ｍ　≧０．０３なる関係を有することが好ましいもので
ある。この両者間にあって、場合によっては中間ゴムの
動的弾性率Ｅ´Ｍ　を、Ｅ´Ｂ　≧Ｅ´Ｍ　なる関係と
する。なお、この中間ゴム層は省略されることもあり得
るものである。

【０００７】また、前記スチ−ルベルト層のスチ−ルコ
−ドは１×ｎ撚り構造であり、具体的例としてはこれが
１×３撚り構造である乗用車用空気入りラジアルタイヤ
にかかるものである。

【０００８】

【作用】ラジアルタイヤのすぐれた運動性能、耐久性能
、耐摩耗性能の基本特性は、ラジアルプライと踏面部を
形成する高度なベルト剛性により発揮されるものである
ので、従来よりトレッドの薄ゲ−ジ、浅溝化とか有機繊
維製ベルトでは、その必要とするベルト剛性がえられな
いとされ、また、ベルト層間距離を厚くするとタイヤの
周方向および径方向のいずれもタガ効果が低下し、ベル
トとしての機能を奏し得ないものとされていた。

【０００９】しかるに、ベルト層間距離およびトレッド
部の浅溝化を特定割合とした場合に意外にもタイヤ剛性
がかえって高くなり、さらにこのベルト層のゴム質の特
定ならびに場合によって使用される中間ゴム層との関係
を特定することによってタイヤ剛性および耐摩耗性も向
上し、この摩耗性能の向上によりトレッドの浅溝化を実
現できたもので、結局タイヤ全体として薄ゲ−ジ化が実
現でき、ラジアルタイヤの基本特性である運動性能、耐
久性能、耐摩耗性能を確保して、軽量化、低転がり抵抗
化が可能であることに基づいて本発明となったのである
。

【００１０】本発明にあって、必要とするベルト剛性を
得るには、トレッドゲ−ジとしては溝深さの一番深い所
で７．５ｍｍ以下であり、ベルト層間距離が少なくとも
１．５〜６ｍｍ以下が必要となる。

【００１１】また、トレッド薄ゲ−ジでベルト層間距離
をアップしたタイヤの必要とするベルト剛性を得るには
、ベルトまわりのゴム質、すなわちベルト被覆ゴムや場
合によって用いられる中間ゴムを、特定の動的弾性率お
よび損失正接としたものを使用して更に好ましい性能を
得ることが可能であり、このようにベルトまわりのゴム
質の高弾性化によりベルト層間をかかる高弾性に見合う
分だけ薄ゲ−ジ化ができ、軽量化に寄与できるし、この
ことはさらにトレッド薄ゲ−ジ、浅溝化が可能としたも
のである。

【００１２】本発明のタイヤは、ベルト層間距離をアッ
プした分だけ耐久性能を向上するので、ベルトまわりゴ
ム質を低ロス方向もしくは低コスト方向に設定すること
が可能である。例えばベルトまわりゴム質に対して使用
されるカ−ボングレ−ドとして、従来のＨＡＦクラスで
なくＦＥＦクラスも使用可能となり、シリカなどの他の
補強剤によっても耐久性を補償し飛躍的に低転がり抵抗
化が可能となる。

【００１３】このように、ベルトまわりに適用するゴム
としてはベルト剛性を上げかつ低転がり抵抗化を達成す
るという目的から、ゴムの弾性率はできるだけ高くロス
（損失正接）はできるだけ低いほうが望ましいが、極端
な弾性率のアップはタイヤ耐久性上不可欠なゴム自身の
破壊限界の著しい低下を引き起こすと同時に、タイヤの
乗心地等への悪影響も考えられる。

【００１４】この点、ラジアルタイヤとしての優れた性
能を発揮するための必要なベルト剛性を得るため、スチ
−ルベルト被覆ゴム質としては動的弾性率（２０℃、１
％）Ｅ′Ｂ　が６．０×１０７　〜６．０×１０８　ｄ
ｙｎ／ｃｍ２　であり、損失正接ｔａｎδＢ　が０．１
０〜０．３０のゴム質を適用した２枚切り離しスチ−ル
ベルト構造が良好なタイヤ性能を確保することとなる。 また、場合によってベルト間に使用される中間ゴム層の
損失正接ｔａｎδＭ　は、ｔａｎδＢ　−ｔａｎδＭ　
≧０．０３なる関係を有するゴム質を採用することによ
って良好な性能が得られるものである。

【００１５】このベルト層のスチ−ルコ−ドを被覆する
被覆ゴム層間に中間ゴム層を介在させる場合にあって、
損失正接ｔａｎδが０．０５〜０．２０であるゴム組成
物を配置するとさらに諸性能が向上することとなる。な
お、中間ゴム層として選択されるゴム質は、動的弾性率
Ｅ′Ｍ　が３．０×１０７　〜３．０×１０８　ｄｙｎ
／ｃｍ２　の場合もある。

【００１６】スチ−ルベルト被覆ゴム質として動的弾性
率Ｅ′Ｂ　は６．０×１０７　〜６．０×１０８　ｄｙ
ｎ／ｃｍ２　が好ましいが、６．０×１０７　ｄｙｎ／
ｃｍ２　未満ではベルト端セパレ−ション耐久性が低下
し、６．０×１０８　ｄｙｎ／ｃｍ２　を越えると、タ
イヤ製造時の加工作業性が低下し、一方ゴムの破壊強度
も低下し好ましくない。また、スチ−ルベルト被覆ゴム
質として損失正接ｔａｎδは０．１０〜０．３０が好ま
しいが、０．１未満であると同時にゴムモジュラスも低
下することが避けられず、ベルト耐久性が低下してしま
い、一方０．２を越えると転がり抵抗性が低下するため
避けるべきである。更に、両者のゴム質の損失正接の関
係は、ｔａｎδＢ　−ｔａｎδＭ　≧０．０３なる関係
がよく、この範囲を外れた場合にあっては転がり抵抗が
大きくなり好ましいものではない。

【００１７】さらに、骨格部材として必要とするベルト
剛性を得るには、従来の１×５撚りスチ−ルコ−ドでも
１×４撚りでも良いが、望ましくはコ−ド径が小さく同
ゲ−ジでコ−テイングしても比較的厚く層間ゲ−ジを確
保することができる１×３が良い。種々検討したところ
、フィラメント径が０．３４以下でフィラメント中心を
結んだ三角形において、ある角度が９０°以上もつ鈍角
三角形のフィラメント配置形態をもつものがきわめて有
効である。

【００１８】耐摩耗性について言及するならば、浅溝下
による摩耗ライフの低下については浅溝化自身によりト
レッド部への摩耗入力が低下する点と、ベルト部厚ゲ−
ジによりベルト剛性が上がる点の両者が耐摩耗性に対し
て有利に働くため、摩耗ライフの低下はほとんど認めら
れず、この点で摩耗をあまり意識することなく低転がり
抵抗性のトレッド配合設計が可能となり、ゴム配合の自
由度をきわめて広げることができる点がタイヤの設計上
の点からみて特筆すべき点である。なお、ベルトゲ−ジ
を厚くするには、従来構造のトレッド部からベルト層間
部にゲ−ジ配分を移してもよいし、スキッドベ−ス部分
からベルト層間部にゲ−ジ配分を移行してもよい。

【００１９】

【実施例】以下、具体例に基づいて本発明を更に説明す
る。実験に供したタイヤサイズは１７５／７０ＳＲ１３
であり、使用されたゴム質等は表１に示した以外は公知
のものであった。なお、ベルト層として使用されたスチ
−ルコ−ドにあっては、素線径及び構造は１×４×０．
２３（０．２３ｍｍ）、１×３×０．２８（０．２８ｍ
ｍ）であった。

【００２０】なお、タイヤの評価方法は次の通りである
。 （１）転がり抵抗性 惰行法にて測定した。測定条件は径１７０７．６ｃｍ、
幅３５０ｍｍのスチ−ル製ドラム上において、ＪＩＳ１
００％荷重にて内圧１．７ｋｇ／ｃｍ２のタイヤにかけ
ドラムをモ−タ−駆動により回転させ、速度８０ｋｍ／
ｈにて３０分間慣し走行を行った後、速度を２００ｋｍ
／ｈまで上昇させた。次いでモ−タ−駆動クラッチを切
って惰行させ、ドラム減速度と時間変化を基にして速度
５０ｋｍ／ｈにおけるタイヤとドラムの転がり抵抗を算
出した。この値から予め算出しておいたドラム抵抗を差
し引いて正味のタイヤの転がり抵抗を求めた。そして、
（比較例１のタイヤの転がり抵抗／供試タイヤの転がり
抵抗）×１００をもって、転がり抵抗性を指数表示した
。 （２）耐久性 １ｍドラム上でスリップアングルを付し、一定速にて長
時間回転させ、ベルト端部を観察した結果で、ベルト端
からセパレ−ションが進展している長さ（ｍｍ）を指数
化したものである。すなわち、これら評価はいずれも現
行のタイヤのそれを１００として指数化したものであっ
て、いずれも指数値が大きい程良好な結果を示すもので
ある。 （３）ゴム物性を示す動的弾性率および損失正接の測定
は、岩本製作所製粘弾性スペクトロメ−タ−測定機（Ｖ
ＥＳ−Ｆタイプ）を用い、測定条件として初期歪５％、
動的歪１％とし、周波数５０ＨＺ　にて測定した。なお
、サンプル形状は長さ２０ｍｍ、幅４．７ｍｍであった
。

【００２１】各タイヤの構造および実験結果は表１に示
す通りである。

【００２２】

【表１】

【００２３】表中における符号は次の通りである。 Ａ；トレッドゴム厚さ（ｍｍ） Ｂ；最大溝深さ（ｍｍ） Ｃ；ベルト層間最小距離（ｍｍ） Ｄ；中間ゴム層厚さ（ｍｍ） Ｅ´；動的弾性率 ｔａｎδ；損失正接

【００２４】また、スチ−ルコ−ドとこれを被覆する被
覆ゴムにあって、そのベルト部の厚さはスチ−ルコ−ド
径＋０．５ｍｍであり、これは略１／２づつすなわち上
下に０．２５ｍｍ厚の被覆ゴム層を有している。そして
、実施例１、３、４にあっては、この被覆ゴムの厚さを
厚く形成して２ｍｍのベルト層間距離を形成し、実施例
２にあっては、厚さ１．５ｍｍの中間ゴム層をはさんで
合計２ｍｍのベルト層間距離を形成したものである。

【００２５】実施例１と比較例１にあって、同一組成の
被覆ゴムを用い、そのベルト層間距離を２．０ｍｍとし
、かつトレッドの溝深さを浅くすることによって、転が
り抵抗性が向上すると共に、耐久性もアップし、さらに
タイヤの重量も軽量化されたことが分かる。

【００２６】比較例２にあっては、トレッドの溝の深さ
のみを浅くしたものであるが、この場合、転がり抵抗性
は向上するものの、耐久性が悪くなり実用に供し得ない
ものであった。また、比較例３および４は、被覆ゴムを
低ロスで高弾性ゴムを採用したものであり、前出の比較
例１と比べると転がり抵抗性は向上するものの、耐久性
は低下している例である。

【００２７】さて、実施例２にあっては、比較例３にお
いて使用した被覆ゴムと同一組成のゴムを用いたが、ベ
ルト層間距離を大きくし、かつトレッドの浅溝化をなし
たものであって、ベルト層におけるスチ−ルコ−ドも１
×４構造のコ−ドを使用したものである。表より分かる
通り、その効果は著しいものであった。

【００２８】実施例３にあっては、スチ−ルコ−ドを１
×３構造のコ−ドを用いたものであって、この効果もま
た顕著である。

【００２９】実施例４においては、ベルト層間距離を、
主として中間ゴムをもって形成したものであり、かかる
構成としたタイヤの評価は特に優れたものであった。

【００３０】

【効果】本発明は、単純にトレッドを薄ゲ−ジ化又は浅
溝化した場合やベルト材の有機繊維化では、耐久性低下
するばかりでなく摩耗ライフの低下、高内圧使用時の振
乗性の低下などのデメリットがでるため、これらを解決
する手段としてベルト層間ゲ−ジの大幅な厚ゲ−ジ化、
もしくはベルトコ−ドまわりのゴム質の高弾性低ロス化
ならびにスチ−ルコ−ドの１×３構造が上記デメリット
を解消する極めて有効な手段であることから本発明に到
達したものであって、本発明によれば、ラジアルタイヤ
の高運動性能摩耗を含めた高耐久性能を保持し、低転が
り抵抗性、超軽量タイヤの設計が可能となったものであ
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　タイヤ赤道面に対してコ−ド角が実質
   的に９０度であるカ−カスを左右一対のビ−ド間に配置
   し、このカ−カスのタイヤ外方にタイヤ赤道面に対して
   コ−ド角度を１０〜３０度をなして互いに交差する複数
   のスチ−ルベルト層を積層してなるベルトを配設し、さ
   らにこのベルトのタイヤ外方にトレッドを配置してなる
   乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチ−
   ルベルトの層間距離を１．５〜６ｍｍとすると共に、前
   記トレッドの溝深さを７．５ｍｍ以下とすることを特徴
   とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】　　前記スチ−ルベルト層のスチ−ルコ−
   ドを被覆する被覆ゴムとして、動的弾性率Ｅ´Ｂ　が６
   ．０×１０７　〜６．０×１０８　ｄｙｎ／ｃｍ２　、
   損失正接ｔａｎδＢ　が０．１〜０．３であるゴム組成
   物を配置したことを特徴とする請求項第１項記載の乗用
   車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】　　前記スチ−ルベルト層のスチ−ルコ−
   ドを被覆する被覆ゴムの損失正接ｔａｎδＢ　が、前記
   被覆ゴム間に介在する中間ゴムの損失正接ｔａｎδＭ　
   との間に、ｔａｎδＢ　−ｔａｎδＭ　≧０．０３なる
   関係を有することを特徴とする請求項第１項記載の乗用
   車用空気入りラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】　　前記スチ−ルベルト層のスチ−ルコ−
   ドが１×ｎ撚り構造である請求項第１項乃至第３項記載
   の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
5. 【請求項５】　　前記スチ−ルベルト層のスチ−ルコ−
   ドが１×３撚り構造である請求項第１項乃至第３項記載
   の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。