JPS5816904A - 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】 この発明は空気入りラジアルタイヤに関し、特にその転
り抵抗の改善を他のタイヤ性能の事実上の劣化を伴うこ
となく、有利に達成しようとするものである。

一般に実用°件があると認められて来た従来のいわゆる
ラジアル構造タイヤにつきその通常の使用条件すなわち
せいぜい２’Ｋｙ／７以下の内圧でインフレートされた
状態でタイヤの構成各部分が、その転り抵抗に及ぼす要
因の寄Ｊｉ率を解析した結果によると、第１図に示した
様に１・ｌ／ツド部で３グ凱ハツトレス部、２７４　、
サイドウオールｉ＜４１　、！ｊ　４゜そしてビード部
ｌ≠憾程度に配分されるとして取り扱い得ろことが判っ
た。

ここで転り抵抗への寄与率が最も大きいのはトレッドゴ
ムであり、従ってこのトレッドゴムの内部摩擦を少くし
て転り抵抗を軽減するため、該ゴムにつき損失正接（ｔ
、ａηδ）、（負）・二弾性率（Ｇ“）を下げる一万、
反発弾性率（Ｒθ５１１．ｊｅｎＣθ）？上げるゴム配
合によって対処する串が一般である。

しかるに、この場合ＶＣは、転り抵抗が改良される度合
に応じて不所望にもこの棟のタイヤの重要特性の一つで
あるウェット性能が悪化する欠点が伴われる。この点を
トレッドゴムの反発弾性率の値を指標にして転り抵抗と
ウェット性能に及ぼす影響を第２図に示した。従って、
」二記対策は、ウェット性能の悪化を防ぐ別途手段を講
ぜぬ限り、転り抵抗の飛躍的改善は望まれ掛ず、そして
ウェット性能の維持に格別有効な手段も見当らないので
、結局のところさしたる実効をあげることはできないの
である。

次善の対策としてトレッドゴムの特性知ついて上記した
とほぼ同様に、内部摩擦損失減したゴム配合をサイドウ
オールに適用することも試みられたが、実際には、伝り
抵抗のせいぜい３憾前後または、それに満たない程度の
改善圧しか役立たないばかりでなく、タイヤに生じる振
動に対する減衰特性が悪化しタイヤの重要な乗心地性能
に及ぼす不利を随伴する欠点がある。

この他、カーカスにつき２層構造から１層にするとか、
あるいは特にベルトの幅を狭くすることによってタイヤ
を軽量化し、転り抵抗を小さくする手法も採られてはい
るが、タイヤの補強に重要なタイヤ要部の剛性低下によ
る操縦、安定性の低下を招くので、その効果に限界があ
るのはやむを得ない。

この発明はこれまでの考え方から脱却して、従来全く顧
られなかった、ベルトコードを被覆するいわゆるコーテ
ィングゴムについて着目し、それも上記の様な損失正接
や損失弾性率、または反発弾性率等の在来の手法とは全
く異なるゴム物性上の新たな観点としての適正なモジュ
ラスならびに動的弾性率に着眼した研究成果により著し
い斬り抵抗の低減を、ウェット性能はもとより、振動乗
心地性能、操縦安定性能、耐久性等の悪化な序うことな
く有利に実現し得ることを見い出したところに由来して
いる。

すなわち、この発明はラジアルタイヤ圧荷重が作用し、
かつ転勤した際に生じるベルトの変形状態に根本的究明
を加えた結果として導かれたものである。ここでベルト
の変形と言うのは通常ゴム被覆コードの交差配列とされ
る２層以上のベルトの間に生じるずれ変形（層間剪断変
形）をとくに意味し、この変形はベルト層の端部付近に
集中して内部摩擦損失を増加させ、転り抵抗に重要な影
響を与えることが次のように解明されたところに由来し
ている。

すなわちベルトの層間剪断変形に依る歪に着目した結果
、発明者らは、ベルトの層間剪断歪はタイヤトレッド部
表面の曲率、ベルトの曲率そしてベルトコードが配置さ
れている角度や、ベルト層の巾と言った諸量により、は
げ一義的に決定され、ベルトのコードを被覆しているコ
ーティングゴムの物性を変化させてもほぼ一定の歪を受
けることの重要な知見を得たのであり、この一定歪と言
う新たな知見に基くならば、層間剪断歪に依る内部エネ
ルギーロスＥＬを示す式 ％式％ から、従来技術の様に損失正接や損失弾性率、又は反発
弾性率を変えるのではなく、静的な場合にはＭｏｄであ
るＧ１動的な場合には動的弾性率であるＧ′を低くする
事により内部エネルギーロスを低減し転り抵抗を改良で
きるわけである。

この知見に関し実際にベルトコードのコーティングゴム
につき５．２ｊ［伸帳時モジュラス（以下；ｌ！；　４
　Ｍｏｄと略す）および動的弾性率を変化させて転り抵
抗の変化を測定した結果を第３ａ図、第３ｂ図に示す。

この図に依れば、ベルトコードのコーティングゴムの、
２ｋ　’Ｉ　Ｍｏｄが／、りに２んｊ０時の転り抵抗を
指数表示で７００とした時１．２．Ｓ”１６　Ｍｏｄを
グ、θに９７４が以上／θ、θに？、４ゴ以下また動的
弾性率は／乙、　２　Ｋｙ／７以上１１０．３　Ｋ９／
ｃｌ　以下ノ範囲１１Ｃ−ｒ　ルコトによりそのタイヤ
の転り抵抗を１１１数９０−　ｇＯに達するような顕著
な低減、改良を達成（−１１，１・ろ。ここに動的弾性
率はメカニカルスペクトロメータ（レオメトリクス社製
）に依るＡＯＣ、／左Ｈ２，，動的剪断歪振１〕／憾の
条件で測定した結果である。

ここに上記の効果は、ベルトのうち少ぐなとも７層のコ
ード被覆ゴムに適用することに、しり導かれる。しかし
そのゴム物性につき１．２ｋ俤ＭａｄがグＫｙ／ｃ＋に
また動的弾性率がＩｂ、２にηｄに満たないと／方向に
配列されたベルトコード）−が軟弱になりすぎて、タイ
ヤの成型が不可能になり寮用され得ない。

従ってこの発明はタイヤの実質上の半径面内に配列した
有機繊維コードのゴム被覆になるカーカスをビードコア
のまわりに巻返してタイヤの半径方向外方へ折り返えし
たカーカスと、このカーカスの周囲を取り囲んでタイヤ
の中央周縁に対し比較的小さい角度で互いに交差配列し
た高弾性率コードのゴム被覆になる少くとも一層のベル
トとを相互に協同作動するボディ補強としてそなえ、カ
ーカスの両側にサイドウオールゴムそしてベルト外周の
トレッドゴムとを備えた空気入りラジアルタイヤであっ
て上記ベルトのうち少なくとも７層は、２．５−係Ｍｏ
ｄが’Ｉ　Ｋ９／宛〜１０Ｋνｄ、動的弾性率が／乙０
．２にノＭ〜グθ、！ｒ　Ｋｙ／ｃｒｆｌの物性を持つ
事を特徴とする空気入りラジアルタイヤである。

そして、この発明はベルトコードのコーティングゴムに
つき、２ｋ　％　Ｍｏｄ及び動的弾性率が％に低い物性
範囲から選ぶ事を本旨とし、従ってシビャーな条件下で
はベルト層の端部が動ぎ易くそれが顕著な場合にはセパ
レーションに至ることが懸念されるときはとくにトレッ
ドゴムを２層構造にしてそのアンダートレッド層が、ベ
ルトの外周を完全に覆う様に配置しかつアンダートレッ
ド層ニ適正なＭｏｄ及び動的弾性率を与えることかのぞ
まし一層。

すなわち、これはベルト端部の動きが・の増加に帰因す
る歪の集中度が隣接するアンダートレッド層に用いるゴ
ムのＭａｄ或いは動的弾性率に関係して、第りａ図、第
１Ｉｂ図に示す様にアンダートレッド層のＭｏｄ及び動
的弾性率が高い場合には、ベルト端の歪と、ベルト端か
ら充分に離れた所ＶＣおける歪との比であられされるベ
ルト端止集中度が高くなり、逆に、アンダートレッド層
のＭｏｄ及び動的弾性率が低い場合にはベルｌ一端歪東
中度が有利に緩和される。

実際にベルトコーティングゴムの、２ｊ’ｌのＭａｄを
ざ、Ｑ　Ｋｙ／ｃｒｌ、動的弾性率を、？コ、９ＫｔＡ
ノ４に低くし、それと対応させてアンダートレッドゴム
の、２！；　４　Ｍｏｄを比較タイヤのそれが７．θに
ν宛（動的弾性率は３７、’ｌＫ９．イゴ）であったの
に対しｇ　Ｋｙ／ｖｒ／ｌ　（動的弾性率は３２．ｑ　
ＫＰ／賞）及び３に９屓（動的弾性率は７３Ｋｇ／ｃｌ
　）の２種類に低くシて、セパレーションに対する耐久
性を調べた結果ＶＣつき表１に示す。ここでセパレーシ
ョンに対する耐久性は高内圧、高荷重を作用させ、ドラ
ム上で走行した距離を比較したが、ベルトコードのコー
ティングゴム及びアンダートレッド層の、２ｋ　４　Ｍ
ｏ１ｄ及び動的弾性率が従来のタイヤと同等の場合す１
０θとし指数が大きい程、耐久性が良好である事を示し
ている。

８１　耐久性試験結果　（指数大→良）この例に依れば
、ベルトコードのコーティングゴムの、２＆　４　Ｍａ
ｄ及び動的弾性率を低くしただけではシビャーな条件下
では耐久性が指数で７タ迄悪化しているが、これと対応
させてアンダートレッドゴムの、２！；　４　Ｍｏｄ及
び動的弾性率を低下させることにより充分に補い得る。

以上の様に、この発明はベルトの外周に隣接するアンダ
ートレッドゴムに適正な物性を与えて耐人件の悪化を防
ぐことかできる。史に全く同じ理由に依り、今度はベル
ト層の内周に隣１′ｇ、するカーカスコードのコーティ
ングゴムに適正なＭｏｄ及び動的弾性率を与えてより一
層の完全を期す事ができる。

表２は表１のタイヤＣにつきそのカーカスコードのコー
ティングゴムの２Ｓ蛎Ｍｏｄがワｊ　Ｋｔ／ｃｔｆｌ　
、動的弾性率が３ｇ、、２　Ｋ９／Ｃｒ／ｌであったの
に対し一左係Ｍｏｄヲｌ−ＯＫｔ／ｃｒｄ　（動的弾性
率＆’Ｘ　２０．１１　Ｋ９７Ｃ＋ｄ　）及び３．θＫ
ｙＡイ（動的弾性率は７３．θＫＰ／夕）ｆ低くして表
１の場合と同様の条件で耐久性を調べた結果を示したも
のである。

表２耐久性試験結果　　（指数大→良）この表に依れば
、アンダートレッド層と合せてカーカスコーティングゴ
ムのλ（ｏｄ及び動的弾性率を低くすることにより、耐
久性を現在のタイヤより逆に向上させろ事も可能な事が
明らかであり、この発明の実施上特に好ましいところで
ある。

次にアンダートレッド層及びカーカスコーティングゴム
の、２３　’ｌｒ　Ｍｔ）ｄ及び動的弾性率を特に低い
物性範囲から選ぶ事のこの発明で目指した転り抵抗に及
ぼす影響について記す事にする。結論から述べると、発
明者らはラジアルタイヤに荷重が作用し、かつ転動した
際のトレッド部及びサイドウオール部の変形状態に解析
を加えた結果として、これらが転り抵抗の改良に有効で
ありベルトコードのコーティングゴムのＭｏｄ及び動的
弾性率を下げる事と合せれば飛躍的な向上が得られる事
を見い出したのである。

先ずトレッド部の変形についてであるが発明者らは、鋭
意検討σ）結果トレッド表面に近い部分とベルト層に隣
接する部分とで変形様式が異なる４■を見い出したので
ある。すｔｃわち前者はタイヤと路面の間で伝達される
力により変形が決定されるのに対し、後者の変形はベル
ト層の受ける変形が剪断力として伝達される事により支
配される。特にこの後者の変Ｉ杉に着目し、かつベルト
Ｉｔｊの受ける変形がベルト層の張力、或いは剛性によ
りほぼ決定される事を考慮すれば、ベルト層ｖｃ隣接す
るアンダートレッドゴムの受けろ剪断歪がその物性に依
らず、はぼ一定である事が理り・！（される。この一定
歪という概念に基〈とベルトコードのコーティングゴム
てついてのべたところと同様に、アンダートレッド層に
適正なＭｏｄ或い昏丁！１ｔｌｌ的弾性率を与えること
により、内部エネルギーロスを低減し転り抵抗を改良で
きる事が明らかである。実際にアンダートレッドゴムの
、２−’ｒ　４　Ｍｏｄ　、”Ｒｔ−び！＋０１的弾性
率を変化させて転り抵抗を測定した結果を第５ａ図、第
３ｂ図に示す。これよりアンダートレッドゴムのコＳ係
Ｍｏｄがコに９２４イ〜ｇ　ＫＰΔイ、ｌＷ１的弾性率
がざ、、２ＫＰ乙ゴ〜３．３．０　Ｋ９／ｃＡでに、る
場合に転り１ｆｔ杭の指数でｑｏ　−ｇ左に達する改良
がイ作Ｆ）れる事が明らかである。そして都合の良い昨
ＶＣ（１ＬこのＭｏｄ及び動的弾性率の範囲は、前に記
した耐久性を向上させる範囲と矛盾しないのである。

次にサイドウオール部の変形について記す。ここでサイ
ドウオールの変形と言つＣいるのは、面外に生じる曲げ
変形と面内に生じる剪断変形を意味し、特に剪断変形は
タイヤの荷重直下付近では小さいものの接地面への踏み
込み、蹴り出し付近では全変形の７Ｓ憾を占める迄著し
く増加し全体的に見るならば、非常に重要な寄与を占め
て重要である。そこで、この剪断変形に依る歪に着目し
た結果、本発明者らは次の重要な知見を得たのである。

すなわち、剪断歪のサイドウオールの厚さ方向の分布が
カーカスプライコードの周辺で最大になること及びサイ
ドウオールの剪断変形がカーカスプライの張力によりほ
ぼ決定されるため、サイドウオール部に配置されている
ゴムの剪断歪はその物性に依存しないでほぼ一定の歪を
受けると言う事である。この一定歪と言う知見はカーカ
スコードのコーティングゴムに適用する事により、ベル
トコードのコーティングゴムの場合と全く同様効果を発
揮する事ができる。つまり、第（１）式を適用する事が
でき、静的な場合にはＭａｄであるＧ、動的な場合には
動的弾性率であるＧ′を低くしＣ転り抵抗が改良できる
のである。実際にカーカスコードのコーティングゴムに
つき、２５４　Ｍｏｄを変化させて転り抵抗の変化を測
定した結果を第Ａａ図。

第６す図に示す。この図に依れば、カーカスコードのコ
ーティングゴムの；ｌ！；　’ｉｒ　Ｍｏｄが９．３Ｋ
ｐｌｃｒｄの時の転り抵抗な／θＯとした時に２ｋ４Ｍ
ｏｄを６にノ／ｄ以下λＫｙＡが以上、特にＳ　Ｋ９乙
〃２１状下３　Ｋｇｌｆｕｒ＆以上の範囲にする事に依
りそのタイヤの１１Ｇミリ抵抗を指数ｇＯ−９０に達す
る様な顕著な低減、改良を達成し得る事が明らかである
。またこの物性と対応する動的弾性４はメカニカルスペ
クトロメータ（レオメトリクス社製）に依り、前に記し
たのと同じ条件で測定した結果はｇ、ｘＫｙｙ侃〜−θ
、ｌに９ＡＩｄｓ好ましくは／　２−　！；　ｈ／ｂｔ
ｌ〜／ワ、θにノＡゴである事が明らかになった。更に
、言う迄もなくこの物性範囲は裏表２に示した耐久性を
向上させる物性範囲内に含まれるものなのである。

この発明に依る具体的な効果を確認する為に、／ｇ！；
／７０　ＳＲ／ｌＩサイズのタイヤに於いて試験した成
績を以下に記す。

先ずベルトコードカコーティングゴムのコ左、係Ｍｏｄ
が／！；’　Ｋｐ／ｃｒ／ｌ、動的弾性率かに９　Ｋｙ
／ｃｒｌのものを比較例として２ｋ　４　Ｍａｄをｇ、
ＯＫ９／ｃｒＡ、動的弾性率を３．２．９　Ｋ９／Ｃｆ
ｌとしたこの発明の実施例１と比較試験した結果を表３
に示す。ここにベルトコーティングゴム以外のタイヤ部
材の物性、寸度は全て同一条件とした。

表３　転り抵抗測定結果　（指数小→良）次に比較例を
表３の場合と同一にし、ベルトコーティングゴムの、２
！；　４　Ｍｏｄをｇ、θにノ／７、動的弾性率を３コ
、９’ＫＰ／イイとし、四にアンダートレッドゴムの、
２！；　４　Ｍｏｄ及び動的弾性率が比１絞例では各々
９にυ侃、及びＪ７．ｌｌ　ＫｐＡ１／ｌであったのに
対し、乙、夕Ｋｙ／ａｌｌ及び２４．０　Ｋｙ／ｄｉに
低くしたこの発明の実施例２との転り抵抗の比較試験結
果を表４に示す。

更に比較例を表４の場合と同一としベルトコーティング
ゴムのコ左４　Ｍｏｄをｇ、ＯＫｙ／ｃ＊、動的弾性率
を３ツ、９に９肩、アンダートレッドゴムの２３４Ｍｏ
ｄを６．５　Ｋｐ　／ｃｄｔ　、動的弾性率を、２ｔ、
Ｏｋ＝９７ｃｄ　トＬ更にカーカスコーティングゴムの
、２３　％　Ｍｏｄ　及ヒ動的弾性率が比較例では各々
？、ｊ　Ｋｔ／ｃｔｄ及び３ｇ、２に９／ｃＦ／ｌであ
ったのに対し、ｔ、ｏり肩及びコ０．グＫｐβに低くし
たこの発明の実施例３との転り抵抗の比較試験結果を表
５ＶＣ示す。

表５　転り抵抗測定結果　　（指数小→良）ここでタイ
ヤの転り抵抗のテストはドラムを１度回転駆動した後、
クラッチを切り惰行回転中の減速の度合を比べたもので
ある。供試タイヤの充填内圧は／、’ｌＫ９μ荷重はダ
クタゆで全て一様にそろえた。

次に実施例３のタイヤを代表としてコンクリート路面（
路面あらさを表わすスキッドＪ　ＳＮ　＝　３５　）な
らびにアスファルト路面（同ＳＮ　＝　５０　）上でウ
ェット性能を比較したところこの発明による夕１ヤは比
較タイヤと区別がなかった。

更に上記代表タイヤにつき、突起つき試験ドラムで回転
中にタイヤの回転軸に生じる力の大きさを比較し、振動
乗心地性能の試験を行い次の成績を得た。

表６　振動乗心地性能試験結果　（指数大→良）すなわ
ち、この発明によるタイヤには４鼓動乗心地性能の事実
上の劣化が伴われていないばかりか弱干改良されている
種目も有る事が明らかである。

また、同様の代表タイヤにつぎ、コーナリングパワーな
比較試（験し、比較タイヤの操縦性能を指数７００で表
わした時、この発明のタイヤの指数は背でほぼ同一の成
績が得られた。

最後に上記代表タイヤにつき高山１ト、高荷重を作用さ
せ、ドラムで走行した結果を比較した結果、比較タイヤ
を／θθとした時に１０Ｓの成績を示し耐久性について
の向上も得られている事が確認された。

以上述べた様に、この発明に依れば、従来全く顧られな
かったベルトコードを被覆するコーティングゴムについ
て従来とは観点を異にする物性値の選択で、タイヤの転
り抵抗を飛躍的に向上でき、しかもウェット性能、振動
乗心地性能、操縦安定性能、更には耐久性等の悪化を伴
うことがないので有利である。

【図面の簡単な説明】

第７図は伝り抵抗に及ぼすタイヤ各部の影響の寄与率を
あられすタイヤの断面図、第２図はトレッドゴムの反発
弾性率に対応した伝り抵抗指数の転り抵抗指数に及ぼす
影響を示すグラフ、第１１ａ図、第１Ｉｂ図はアンダー
トレッド層のゴム物性がベルト端止集中度に及はす傾向
を示すグラフ、第りａ図、第ｓｂ図はアンダートレッド
層のゴム物性、また第Ａａ図、第乙す図はカーカスコー
ドのコーティングゴムの物性が、それぞれタイヤ転り指
数に及はす影響を示すグラフであり、第７図はこの発明
の実施に適合するタイヤの断面図である。 ／・・・トップトレッド層、コ・・・アンダートレッド
層、３・・・ベルト、ダ・・・カーカス、３・・・サイ
ドウオール部、乙・・・ビードコアー。 特許出願人　ブリデストンタイヤ株式会社第１図 第２図 丈９−ρ・ オＪリニｂ ０　２　４　６　　Ｂ　　１０７２　　ｆ４ｆ６１Ｂへ
゛ルトコーティンク゛コ”ＡＯ２５％Ｍｏｄ、（Ｋｙ／
ｃｍ２）、辻へ ７；＋Ｊ＋′　　ζ−二 ０　２　４　６　　Ｂ　　ｆｏ　　１２１４アンダニＬ
レツＦ“眉Ｑ２５％　Ｍｏｄ、（Ｋｔｄｙｎり第３ｂＺ ０１θ　２０　３０　４０　５０ べ゛ルトコーティングコ゛Ａの動杓りメ暦・１注牢（〆
釦そポ２） 第４ｂ図 Ｏｆｏ　　　２０　３０　４０　５０ アンクートレンＩ：４　ｒ）動’１　Ｆ！・１・１雫（
ＫＶｃｔｎ２） ぜすズー　冨イ ン２ソ′−６ ０２４６Ｂ　　ｆｏ　　１２　　／４ Ｔンタ’　Ｆ　し／）４　（）２５１Ｎｏｄ　、（ｖｃ
７７１り第６二図 カー力ズコード０コーテンング′ゴａＺＳ％Ｍｏｄ、　
　（Ｋｆ１ｍ２ｐ第５ｂ図 ０　　１０　　２０　３０　４０　５０アンダＬｌ−レ
ソＦ〕晋＋ｎ４＋ｆＪウヅヂ−ｔｔ’；　（ド鉄を。り
第６ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　タイヤの実質上の半径面内圧配列した有機ｆｆｌ
   ＆！コードのゴム被覆になるブライをビードコアーのま
   わりに巻返してタイヤの半径方向外方へ折返えした少な
   くとも１層のカーカスと、このカーカスの周囲を」収囲
   んでタイヤの中央周線に対し比較的小さい角度で互い（
   で交差配列した高弾性率コードのゴム被覆になる少くと
   も１層のベルトとを、相互に協同作動するボディ補強と
   してそ７：Ｃえ、カーカスの両側にサイドウオールゴム
   、そしてベルトの外周にトレッドゴムなそれぞれ配置し
   たものにおいて、上記ベルトのうちの少くとも１層は、
   λｓ４伸強時モジュラスが≠、θ〜７０　、　（７、Ｋ
   ｇ　／ａｄでかつ、動的弾性率が／ｉλ〜す０　、　、
   ｔ　ＫＰ／ｃｒ＆のゴム物性をもつコーディングゴムに
   よるゴム被覆コード層からなることを特徴とする空気入
   りラジアルタイヤ。 ２、トレッドゴムが、ベルトの外周を完全に覆うアンダ
   トレッド層と、これに重ねたトップトレッド層との２層
   構造である特許請求の範囲１記載のタイヤ。 ３、７ンダトレツド層が、、２Ｊ’％モジュラスλ、Ｏ
   〜ｒ、θＫｇ／ｃがでかつ、動的弾性率ざ、２〜３３．
   ＯＫｙ／ｃｔｄのゴム物件をもつゴムである特許請求の
   範囲２記載のタイヤ。 ４、　カーカスのコード被覆ゴムが、２３’　４モジュ
   ラス！、θ〜６．θＫｇ／ｃｌでかつ動的弾性率♂８．
   ２〜コ０．弘Ｋｙ／ｃｒｉのゴ１１物性を有する特許請
   求の範囲１，２または５記載のタイヤ。