JPS5945521B2 - 自動車用タイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は転動抵抗が小さく且つスリップし難い自動車用
タイヤに関する。

近時省資源の観点から転動抵抗が小さく、自動車の燃料
消費率の低いタイヤが要求されている。自動車の走行に
要するエネルギーは最終的にはすべて各種のエネルギー
損失により、熱エネルギーに転化され消費される。この
各種のエネルギー損失の中で、自由回転輪のタイヤで消
費されるエネルギー損失はタイヤの構造、カーカスの材
料等によつて大きく変化するが、大路次のような割合で
消費される。トレツドゴムの内部消費 ４０〜６０％ カーカスの内部消費 ２５〜４０％ 他のゴム部での消費 約１０％ 路面との摩擦による消費 ５〜１０ＣｆｆＩこれから明
らかなように、トレツドゴムの内部で消費されるエネル
ギー損失の割合が最も大きく、従つてトレツドゴムの内
部消費を減少させれば転動時のエネルギー損失が減少し
、転動抵抗の小さいタイヤが得られる。

一方車輪に制動をかけた時或いは車輌が旋回している時
のスリップのしやすさはトレツドゴムのエネルギーの内
部消費とトレツドと路面の密着性に関係し、エネルギー
の内部消費が少いゴムは濡れ路面のスキッド抵抗が小さ
く、スリップしやすいため、一般に低エネルギー消費と
スリップの防止とは両立しない。

しかしエネルギー消費を少くするためにスキッド抵抗を
犠牲にすることは安全性の見地から許されない。 Ｎ従
つて本発明の目的はスキッド抵抗が大きく且つエネルギ
ー消費の少いタイヤを提供することにある。

更に本発明の他の目的は、タイヤの使用中トレツドゴム
の一部が剥離する虞れのないタイヤを提供することにあ
る。これらの目的を達成するために本発明者がタイヤの
エネルギーの内部消費とスキツド抵抗の関係につき鋭意
研究を重ねた結果、スキツド抵抗はトレツド表面のゴム
の性質に大きく依存し、転動抵抗はトレツド全体のゴム
の性質に依存していることを見出し、これからタイヤの
トレツドの表面層をスキツド抵抗の大きい耐摩耗性のす
ぐれたゴムで覆い、トレツド内部にエネルギー損失の少
いゴムを用いてトレツドを構成すれば、転動抵抗が小さ
く且つウエツトスキツド抵抗の大きなタイヤが得られる
ことを見出し、又上記トレツド表面層のゴムと、トレツ
ド内部のゴムを同時押出し成型してトレツドゴムとする
ことにより、タイヤの使用中両者が剥離する虞れがない
ことを見出して本発明を完成するに到つた。即ち本発明
の要旨とするところはスチレンブタジエンゴムを主成分
としＰ＝−ＲｅＸＴｇ （但しＲｅはリユプケ反発弾性測定器で測定した反発弾
性率（彌、Ｔｇは動的粘弾性測定機で測定したＴａｎδ
のピーク値温度ＣＱである）で定義されるＰ値が２５０
０以下で且つベースゴムのＰ値より小なるスキツド抵抗
の大きいキヤツプゴムとゴム成分のうち５０％以上が天
然ゴム又はイソプレンゴムよりなり温度２０℃、振動数
１１Ｈｚ、振幅２％の条件で測定された損失弾性率Ｅ′
５が１６Ｋｆ／ｄ以下の転動抵抗の小さいベースゴムを
同時押出し成型により積層したトレツドを備えた自動車
用タイヤにある。

ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）スチ
レンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）より
なるゴム成分の配合を変えた種々の配合のゴムについて
そのＰ値を求め、動的粘弾性測定機を用いて温度２０℃
振動数１１Ｈム振幅２％の条件で損失弾性率Ｅ′１を測
定し、更にそれぞれの配合のゴムでタイヤを試作して、
そのタイヤの特性を調べた。

この結果を第１表に示す。第１表中でＥの配合は標準的
な自動車用タイヤのトレツドゴムの配合である。各配合
のゴムには第１表に示す原料ゴム及びカーボンの仙に硫
黄、亜鉛華、加硫促進剤等の通常の配合剤が適宜含まれ
る。表中でＲＲはドラム試験機によりタイヤの転動抵抗
を測定し、Ｅ配合のゴムのタイヤを１００とした場合の
相対的な指数で表わした転動抵抗指数であり、ＷＳは濡
れ路面を６０ＫＩｙ／ｈの速度で走行中の車輌に急ブレ
ーキをかけて停止する迄の距離の逆数をＥ配合のゴムの
タイヤを１００とした場合の相対的な指数で表わしたス
キツド抵抗指数である。更に第１表のＥ′１と転動抵抗
指数（ＲＲ）及びＰ値のウエツトスキツド指数（ＷＳ）
のそれぞれの関係をグラフに点綴し、第１図及び第２図
に示す。第１表及び第１図と第２図より明らかな如く、
Ｐ値とウエツトスキツド指数（ＷＳ）及びビと転動抵抗
指数（ＲＲ）は互いに密接な相関関係がある。

第１図よりトレツドのベースゴムとして損失弾性率ビの
値が１６以下のゴムを用いると、ほぼ在来の標準配合の
トレツドゴムからなるタイヤより転動抵抗の小さいタイ
ヤが得られることが判る。第１表のＡ，Ｂ，Ｃ及びＩの
配合より明らかな如く、ゴム成分の内５０％以上がイソ
プレン重合体である天然ゴム又はイソプレンゴムよりな
る組成物は損失弾性率Ｅ″の値が１６以下であつて、ベ
ースゴムとして好適である。一般に損失弾性率Ｅ″が１
６Ｋ′／Ｃｌｔ以下の特性を有するゴムは、第１表Ａ，
Ｂ，Ｃの配合に示される如く、天然ゴム又はイソプレン
ゴムをゴム成分の５０％以上配合し、これにブタジエン
ゴム、ＳＢＲ等の他のゴム成分を５０％以下配合し、更
に、ゴム成分１００部に対しカーボンブラツクを６５部
以下配合することにより達成される。

特にカーボンブラツクの配合量は、第１表Ａ，Ｂ及びｌ
に示す如くゴム成分１００部に対し５０部以下とするの
がＥ′５を小さくするために好ましい。更にカーボンブ
ラツクを配合したゴムを長時間混練することにより、カ
ーボンブラツクの分散をよくするとＥｌ′が小さくなり
ベースゴムとして用いるのに望ましい。又トレツドのキ
ヤツプゴムとしてＰ値が２５００以下のゴムを用いると
ウェットスキッド指数が８４以上となり、ほぼ必要な濡
れ路面のスキツド抵抗の性能を満たすタイヤが得られる
。

第１表のＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに示す如くＳＢＲを主成分
としゴム成分のうちＳＢＲを７０％以上含有するゴム組
成物はＰ値が２５００以下であつて、ウエツトスキツド
指数が大でトレツドのキヤツプゴムとして好適である。
Ｐ二一ＲｅＸＴｇで定義されるＰ値を小さくするために
は、反発弾性率（支）Ｒｅが小さく、又負の温度である
Ｔａｎδのピーク値温度ＣＱ．Ｔｇが高く（絶対値が小
さく）なるようにゴム組成物の配合を選べばよい。

Ｔｇは配合するゴムの種類により定まり、ＳＢＲのＴｇ
が最も高い。（絶対値が小さい。）一方Ｒｅはカーボン
ブラツクの配合量により変化し、カーボンブラツクの配
合量が多くなる程Ｒｅは小さくなる。Ｐ値が２５００以
下の特性を有するゴムは第１表Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの配
合に示される如く、ＳＢＲをゴム成分のうち７０％以上
配合し、これに他のゴム成分を３０％以下配合すると共
に、ゴム成分１００部に対しカーボンブラツクを６５部
〜９０部配合することにより達成される。特にカーボン
ブラツクの配合量は第１表Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに示すように
ゴム成分１００部に対し７５〜９０部とするが、Ｐ値を
小さくし、キヤツプゴムとして用いるのに望ましい。ト
レツドのキヤツプゴムの厚みはあまり薄すぎ］るとタイ
ヤの摩耗により短期間に消耗してしまい、ベースゴムが
露出する。

又キヤツプゴムがあまり厚すぎるとキヤツプゴム内部で
のエネルギー損失が大きくなり、転動時のエネルギー損
失の少ないタイヤを得るという目的を達成することはで
きない。しかもタイヤは最初８〜１０ｍ１Ｅあつたトレ
ツドの溝の深さが一定の値（１．６ｍ？）にまで浅くな
るまで摩耗すれば廃棄されるので、キヤツプゴムの厚み
は最大摩耗時にわずかに残る程度以上に厚くする必要は
ない。従つて本発明のタイヤのトレツドの溝間のプロツ
クの主要部のキヤツプゴムの厚みｄは最初のトレツド溝
深さをＤ（１Ｌ７ｎ）とするとき０．２Ｄ−Ｄ−１．５
（Ｍ７ｌＬ）の範囲の厚みとするのが適当である。タイ
ヤを成型する際、通常はタイヤ成型機のドラム上で順次
ゴムを多層に積層して貼合せてタイヤを成型する。

しかし本発明のタイヤのトレツドゴムはＳＢＲをゴム主
成分とするキヤツプゴムと、天然ゴム等を主成分とする
ベースゴムを積層してあり、種類の異つたゴム間の接着
力は低くなり、タイヤの使用中キヤツプゴムが剥離する
虞れがある。従つて両ゴム層を強い接着力で積層するた
め、本発明のタイヤを製造するには第３図に断面を示す
ような形状にデユアルチユーバ一を用いてベースゴム１
とキヤツプゴム２を同時に押出成型して、高温、高圧条
件下で積層してトレツドゴム押出体３を形成し、これを
カーカス部４に貼合せて加硫成型機によりタイヤを成型
すれば第４図に断面を示す如き本発明のタイヤ５が得ら
れる。第５図に断面を示す如くトレツドゴム押出体３の
キヤツプゴム２とベースゴム１の界面６を波形に成型し
、タイヤに成型されたときトレツド溝７となる部分のキ
ヤツプゴム２の厚みを予め厚くしておけばトレツド溝７
を成型したとき、トレツド溝側面８のキヤツプゴム２の
厚みが薄くなりすぎることがなく、キヤツプゴム２とベ
ースゴム１の界面がトレツド溝側面に露出して使用中に
こ＼からキヤツプゴムが剥離する虞れがない。次に実施
例により本発明の内容を更に具体的に説明する。

実施例 １ キヤツプゴムとして第１表のＧ配合のゴムを用い、ベー
スゴムとしてＡ配合のゴムを用い第３図に示す断面形状
を有するトレツドゴム押出体を同時に押出成型した。

これを更にカーカス部に貼合わせて加硫金型で成型して
１６５ＳＲ１３型のタイヤを製造した。このタイヤのト
レツド溝深さＤは８．１襲であり、踏面のキヤツプゴム
の厚みｄは４．１闘であつた。このタイヤにつきドラム
試験機により転動抵抗試験を行つた。又このタイヤを乗
用車に取付けて濡れ路面を６０ＫＩ［ｌ／ｈの速度で走
行させて急停車時の停車するまでの距離を測定してウエ
ツトスキツド指数を求めた。この結果転動抵抗指数（Ｒ
Ｒ）は８６、ウエツトスキツド指数（ＷＳ）は１１２で
あり、在来の標準タイヤより転動抵抗が小さくスキツド
抵抗の大なるタイヤが得られた。実施例 ２ キヤツプゴムとして第１表のＨ配合のゴムを用い、ベー
スゴムとしてＢ配合のゴムを用いて第５図に示す断面形
状のトレツドゴム押出体を同時に押出成型した。

このトレツドゴム押出体はタイヤとして成型したときト
レツド溝となる部分のキヤツプゴムの厚みが厚くなるよ
うにキヤツプゴムとベースゴムの界面が波形となつてい
る。このトレツドゴム押出体をカーカス部と貼合わせて
加硫金型で成型して１６５ＳＲ１３型のタイヤを製造し
た。このタイヤのトレツド溝深さＤは８．１１！ｌであ
り、トレツド溝間のプロツク部の主要部のキヤツプゴム
の厚みｄは１．６１Ｉであつた。このタイヤにつき実施
例１と同様な試験を行つたところ、転動抵抗指数（ＲＲ
）は８１、ウエツトスキツド指数（ＷＳ）は１０４であ
つた。比較例 １ キヤツプゴムとして第１表のＨ配合、ベースゴムとして
Ｃ配合を用いる他は実施例１と同じタイヤを製作し、実
施例１と同様の方法で試験を行つたところ、転動抵坑指
数（ＲＲ）は９１、ウエツトフ） スキツド指数は１１２であつた。

これにより標準タイヤと転動抵抗は同じで、スキツド抵
抗の大きいタイヤが得られた。本発明の自動車用タイヤ
によればトレツド表面をスキツド抵抗の大きなゴムが覆
つているので、スキツド抵抗が大きく、且つトレツド内
部にはエネルギー損失の小さなゴムを用いるので、タイ
ヤの転動抵抗が小さくタイヤに対する互いに相反する２
つの要求を同時に満足させることができる。

二種のゴムを同時押出成型して得られるトレツドゴム押
出体を用いてタイヤのトレツドを構成してあるため、タ
イヤ使用時にキヤツプゴムが剥離する虞れがない。更に
このトレツドゴム押出体を第５図に示す如く界面がトレ
ツド溝に対応した波形になるようにすれば、タイヤ成型
後のトレツド溝側面のキヤツプゴムの厚みを厚くするこ
とができ、タイヤ使用時にキヤツプゴムが剥離する虞れ
は全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図はトレツドゴムのＴｇとリユプケの反発弾性率（
Ｒｅ）の積、Ｐ値（％・℃）とウエツトスキツド指数（
ＷＳ）との関係を示す図、第２図はトレツドゴムの損失
弾性率（ビ）と転動抵抗指数（ＲＲ）との関係を示す図
、第３図は本発明のタイヤの製造に用いられるトレツド
ゴム押出体の断面図、第４図は本発明のタイヤの断面図
、第５図は本発明の別の実施例のタイヤの製造に用いる
トレツドゴム押出体の断面図である。 符号の説明、１・・・・・・ベースゴム、２・・・・・
・キヤツプゴム、３・・・・・・トレツドゴム押出体、
４・・・・・・力ーカス部、５・・・・・・タイヤ、６
・・・・・・界面、７・・・・・・トレツド溝、８・・
・・・・トレツド溝側面、Ｄ・・・・・・トレツド溝深
さ、ｄ・・・・・・キヤツプゴムの厚み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スチレンブタジエンゴムを主成分とし、ゴム成分１
   ００部に対してカーボンブラックを７５〜９０部配合し
   、Ｐ＝−Ｒｅ×Ｔｇ（但しＲｅはリユプケ反発弾性測定
   器で測定した反発弾性率（％）、Ｔｇは動的粘弾性測定
   機で測定したｔａｎδのピーク値温度（℃）である）で
   定義されるＰ値が２５００以下で且つベースゴムのＰ値
   より小なるスキッド抵抗の大きいキャップゴムとゴム成
   分のうち５０％以上が天然ゴム又はイソプレンゴムより
   なり、ゴム成分１００部に対してカーボンブラックを５
   ０部以下配合し、温度２０℃、振動数１１Ｈｚ、振幅２
   ％の条件で測定された損失弾性率Ｅ″が１６Ｋｇ／ｃｍ
   以下の転動抵抗の小さいベースゴムを同時押出し成型に
   より積層したトレツドを備えたことを特徴とする自動車
   用タイヤ。 ２ トレツドの各溝間のブロックの主要部のキャップゴ
   ムの厚みｄがトレツド溝深さＤ（ｍｍ）に対し、０．２
   Ｄ〜Ｄ−１．５（ｍｍ）である特許請求の範囲第１項記
   載の自動車用タイヤ。 ３ 長手方向に直角な断面より見て、キャップゴムとベ
   ースゴムの界面が波形をなし、トレツド溝部となる部分
   のキャップゴムの厚みが厚くなるようにキャップゴムと
   ベースゴムを同時に押出し成型して得たトレツドゴム押
   出体をカーカス部に貼合わせて加硫成型して製造した特
   許請求の範囲第１項記載の自動車用タイヤ。