JP2510533B2

JP2510533B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2510533B2
Application number: JP61235922A
Authority: JP
Inventors: 盛一郎岩船; 敏朗岩田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1996-06-26
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JPS6390403A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、発熱耐久性を損なうことなく、耐磨耗性が
十分実用に耐えるとともに、特に氷雪路面上における駆
動性能、制動性能、操縦性能及び乗心地性能を著しく改
善した空気入りタイヤに関するものである。

（従来の技術とその問題点）従来空気入りタイヤにおいては、氷雪路面上を走行す
る際の駆動性能、制御性能及び操縦性能（以下、単に、
氷雪性能という。）を確保するために、スパイクピンを
トレッド表部に打ち込んだスパイクタイヤを多用してい
る。しかしながら、スパイクピンの磨耗やスパイクピン
による道路の磨耗に起因したこれらの微粉末が飛散する
粉末公害及びスパイクピンによる道路の損傷が起こり、
大きな社会問題になっている。また、スパイクピンがト
レッド表部に打ち込まれているため振動乗心地も大幅に
悪化する。これらに対処するため、スパイクピンの突出
量、打ち込み数の規制及びスパイクピンの材質等の検討
がなされているが、前記社会問題の根本解決にはなって
いない。

一方、スパイクピンを用いない所謂スタッドレスタイ
ヤにおいてタイヤトレッドの模様、トレッドゴム質の検
討がなされているが、氷雪性能がスパイクタイヤに比べ
実用に耐えるほど十分でないという問題がある。特に、
トレッドゴム質については、低温時のゴム弾性を確保す
るために、ガラス転移点の低いポリマーを用い、かつ低
温時の路面との摩擦係数を確保するために、低融点の軟
化剤を用いることも検討されているが、氷雪性能が十分
でないという問題がある。

また、トレッドゴムに砂、金綱砂、カーボンランダ
ム、金属粒等粒状体を混入することにより氷雪路面にお
ける滑り性能を改善することも試みられているが、多量
に粒状態を混入しないと滑り性能が改善されず、また多
量に混入すると耐磨耗性が著しく悪化するとともに、ゴ
ムの硬度が増加し乗心地が悪くなるという問題がある。

また独立気泡を有するゴムをトレッドに用いたタイヤ
が、特公昭40−4641号公報及び米国特許第４、249、588
号明細書で提案されている。しかしながら、特公昭40−
4641号公報に開示されている多孔質トレッドを備えた辷
止めタイヤにおいては、トレッドゴムにヒステリシスロ
スの大きい合成ゴム、例えばハイスチレンゴムを用いて
いるのでガラス転移温度を上昇させ、低温におけるゴム
の硬度が増加し、氷雪性能を確保する上で好ましくな
い。また、米国特許第４、249、588号明細書において
は、トレッドゴムを温度25℃、圧縮歪50％での圧縮特性
（応力）が１〜800psiと規定しているが、自動車用空気
入りタイヤのトレッドゴムとしては少なくとも400psi以
上でないと操縦応答性の点で実用的でない。

また、本出願人は、特願昭60−68561号において前記
問題の解決方法を提案している。しかしがら、この方法
によれば、空気入りタイヤに要求される諸性能に対応し
て、トレッドの厚さ方向に発泡ゴム層と非発泡ゴム層と
を積層したり、またタイヤ幅方向に分割して配置したり
しなかればならず、このため、タイヤを製造する際に準
備する部材の数が多くなり、かつ成型時の工程数が増加
するという問題がある。

更に、本出願人は、特開昭62−283001号公報等におい
てトレッドの路面と接する側に発泡ゴム層を設け、発熱
耐久性能、耐磨耗性能、操縦性能等について従来のタイ
ヤの一般水準を十分に維持したまま、氷雪路面上におけ
る制動性能、乗心地性能等を大幅に向上させた空気入り
タイヤを提案している。本出願人が提案したこのような
空気入りタイヤは、氷雪路面上等で使用するタイヤとし
てスパイクタイヤと比べても十分実用に耐えるものであ
るが、しかし氷雪性能、耐磨耗性能あるいは乗心地性能
等の諸性能のうち、特に望まれる性能を更に改善させる
ことを意図したものではなく、このようなニーズに対応
することが困難であるという問題があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は上記の従来のスパイクタイヤやスタッ
ドレスタイヤが有する問題を解決するとともに、タイヤ
の発熱耐久性能を損なうことなく、氷雪性能、耐磨耗性
能、乗心地性能等が十分実用に耐え得るような、独立気
泡を有する発泡ゴムをトレッドに用いた空気入りタイヤ
を提供するとともに、これらの諸性能のうち、特に望ま
れる性能を更に改善した空気入りタイヤを提供しようと
するものである。

更には、タイヤの氷上摩擦係数、特に温度０℃付近の
湿潤状態にある氷上の摩擦係数を向上させ、かつその製
造時に工程数を減少させ生産性の優れた空気入りタイヤ
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上述したように、従来のスタッドレス
タイヤが有する前記問題を解決するため、種々検討した
結果、独立気泡を有する発泡ゴムをトレッドに用いるこ
とによりタイヤの駆動性能及び制動性能を改善でき、特
に濡れた路面あるいは凍結路面においてその効果が大き
いことを見出した。しかしながら、少なくともトレッド
の一部に用いられる独立気泡を有する発泡ゴム層全体の
発泡率が大きくなると柔らかい乗心地となるが、発泡率
が大きすぎるとタイヤの操縦性能が低下したり、耐磨耗
性能が低下する。また、上記のトレッドの発泡ゴム層全
体の発泡率が小さすぎると、耐磨耗性は向上するが乗心
地性あるいは氷上制動性能が低下する。

そこで本発明は、トレッドの発泡ゴム層の発泡率をト
レッドの厚さ方向あるいは幅方向のいずれか一方向にお
いて、または双方向において変化させることにより、空
気入りタイヤの氷雪性能、耐磨耗性能、乗心地性能及び
発熱耐久性能を実用上十分に維持したまま、タイヤの諸
性能のうちいくつかを更に望ましい度合いに応じて改善
するようにしたものである。

例えば、更に耐滑り性能と操縦性能の改善が望まれる
場合には、トレッドの外側（路面と接触する側）の発泡
ゴムの発泡率を大きくして耐滑り性能を改善し、トレッ
ドの内側の発泡ゴムの発泡率を小さくしてトレッドの剛
性を保つことにより、空気入りタイヤの上記諸性能を維
持させた上に、更に耐滑り性能と操縦性能を改善するこ
とができる。

また、耐磨耗性能と振動乗心地性能の改善が望まれる
場合には、トレッド外側の発泡ゴムの発泡率を小さく
し、トレッド内側の発泡ゴムの発泡率を大きくすればよ
い。

更に、トレッドの中心部及び側端部（ショルダー部）
の接地圧分布に対応して発泡ゴムの発泡率を変化させ、
タイヤの操縦性能、発熱耐久性能、振動乗心地性能、転
がり抵抗性能、制動性能等の諸性能を更に改善すること
ができる。

そして、トレッドの独立気泡を有する発泡ゴムの発泡
率を変える方法は、未加硫タイヤを加硫する際のタイヤ
の放射内側（プラダー側）とタイヤの放射外側の加硫モ
ールドとの間に温度勾配をつけることによって、好まし
くは単一のゴム組成物からなるトレッドの独立気泡を有
する発泡ゴム層の内側及び外側の発泡率を容易に変える
ことができる。

また、トレッドの放射外側の加硫モールドのトレッド
の幅方向（タイヤの軸方向）に温度差をつけることによ
り独立気泡を有する発泡ゴムの発泡率をトレッドの幅方
向に変えることができる。

要するに、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤの
ケースと、ケースのクラウン部を被覆するトレッドとを
備えた空気入りタイヤにおいて、トレッドがトレッドの
厚さ方向の少なくとも一部に発泡ゴム層を有し、発泡ゴ
ム層が独立気泡を有する発泡ゴムからなり、発泡ゴム層
がトレッドの厚さ方向及びトレッドの幅方向の双方もし
くはいずれか一方で異なった発泡率Vsを有することを特
徴としている。

ここに、トレッドの厚さ方向とはタイヤの回転軸に直
交するタイヤ放射方向のことをいい、トレッドの幅方向
とはタイヤの回転軸に平行な方向をいう。

また、前記発泡ゴムが単一の配合ゴム組成物であるこ
とが望ましいい。

また、前記発泡ゴムの組成物中のゴム成分は、通常の
タイヤのトレッドゴムに用いる天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム等のジエン系ゴム、ブチル
ゴム、エチレンプロピレンゴム等が挙げられ、トレッド
の目的とする性能に対応して選定される。

また、発泡ゴムのゴム組成物中の発泡剤は、例えば、
アゾジカーボンアミド、ジニトロンペンタメチレンテト
ラミン、アゾビスイソブチロニトリル、トルエンスルフ
ォニルヒドラジド誘導体、トルエン−スルフォニルヒド
ラジド、トルエンスルフォニルセミカルバジド、重炭酸
ナトリウム等が用いられている。

また、発泡率Vsは、次式 Vs＝｛（ρ_０−ρ_９）／（ρ_１−ρ_９）−１｝ ×100（％）・・・（１）で表され、ρ_１は発泡ゴムの密度（g/cm³）、ρ_０は発
泡ゴムのゴム固相部の密度（g/cm³）、ρ_９は発泡ゴム
の気泡内のガス部の密度（g/cm³）である。発泡ゴムは
ゴム固相部と、ゴム固相部によって形成される空洞（独
立気泡）、すなわち気泡内のガス部とから構成されてい
る。ガス部の密度ρ_９は極めて小さく、ほぼ零に近く、
かつ、ゴム固相部の密度ρ_１に対して極めて小さいの
で、式（１）は、次式 Vs＝（ρ₀/ρ_１−１）×100（％）・・・（２）とほぼ同等となる。

トレッドの発泡ゴム層における発泡ゴムの最大発泡率
と最小発泡率との差は５％以上であることが好ましい。
ここに、５％以上としたのは５％未満では空気入りタイ
ヤの性能の改善の程度の差が明確にならず、本発明の効
果が十分でないからである。

（第１実施例、比較例１）次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明に係る空気入りタイヤの第１実施例を示す
図である。

先ず、構成について説明する。第１図において、空気
入りタイヤ（タイヤサイズ165SR13）１は、タイヤ１の
ケース２と、独立気泡を有する発泡ゴム層11を少なくと
も具備するケース２のクラウン部2aを被覆するトレッド
３とを有している。ケース２は、一対のビード部５と、
ビード部５間にほぼ放射方向に配置したゴム引きコード
からなるカーカス部６と、カーカス部６のクラウン部2a
にほぼタイヤ円周方向に配置したベルト部７及びカーカ
ス部６のタイヤ軸方向両側部を被覆するサイドウオール
ゴム８とから構成されている。９はカーカス部６の内側
を被覆するインナライナである。

トレッド３は、トレッド３の厚さ方向の少なくとも一
部に、この実施例ではトレッド３の全厚さに渡り両ショ
ルダー間に発泡ゴム層11を有している。発泡ゴム層11は
独立気泡を有する発泡ゴム12からなり、発泡ゴム12は次
に示す単一の配合ゴム組成物１を有している。

（発泡ゴムの配合ゴム組成物１及び２−単位は重量部）空気入りタイヤ１は、トレッド３に発泡ゴム12を用い
た以外は通常の空気入りラジアルタイヤと同じ構成であ
り、同様にして未加硫の空気入りタイヤ（所謂、グリー
ンタイヤ）を成型した。

未加硫タイヤは通常の加硫装置に挿入され、加硫装置
は未加硫タイヤのトレッドの最内側部11b側の温度を160
℃に、トレッド３の表面3a側の温度を170℃に保持して1
0分間加熱加圧して加硫した。これにより、トレッド３
の発泡ゴム12は発泡剤の分解により発泡し独立気泡が生
ずる。トレッド３の表面3aの側の温度はトレッド３の最
内側部11b側の温度より高いので、トレッド３の表面の
発泡率Vsは大きく、またトレッド３の最内側部11b側の
発泡率Vsはトレッド３の表面の発泡率Vsより小さくな
り、トレッド３の厚さ方向で異なる発泡率Vsを有する発
泡ゴム層11ができる。すなわち、発泡ゴム層11には、ト
レッド３の厚さ方向において最内側部11bより最外側部1
1aの方が発泡率Vsが大きく（図には黒点で独立気泡13を
示し、黒点が多いのは発泡率が大きいことを示す。）、
トレッド３の厚さ方向で相互に発泡率Vsの異なった独立
気泡を有する発泡ゴム層11が成型できる。

この空気入りタイヤの製造においては、タイヤの放射
内側と放射外側の加硫モールド間に温度勾配をつけるこ
とにより、トレッドの厚さ方向に発泡ゴムの発泡率を変
化させるものであり、また単一の配合ゴム組成物を用い
たので、未加硫タイヤの成型、製造が簡単で工程数も少
なくタイヤの生産性も良い。

次に、比較例について説明する。

比較例１の空気入りタイヤは、前記未加硫のタイヤと
同じものを加硫装置に挿入し、トレッド最内側部側の温
度及びトレッドの表面側の温度をともに170℃に保持し
た以外は第１実施例と同じ加硫条件で加硫した。

次に、これらの空気入りタイヤについて、トレッドの
発泡ゴムの発泡率Vs及びタイヤの諸性能（トレッド表面
の発熱温度、耐磨耗性能、氷上制動性能、乗心地性能）
を下記試験法により試験したので説明する。

（試験法）（１）発泡ゴムの発泡率Vsの差トレッドの発泡ゴム層の最大発泡及び最小発泡率を有
する部分よりそれぞれブロック状の試料を切り出し、別
に製造したタイヤの無発泡ゴム（固相ゴム）の密度ρ_０
を測定し前記式（２）を用いて発泡率Vsを求めた。

第１実施例においては、発泡ゴム層の最大発泡率を有
する部分として発泡ゴム層11の最外側部11a及び最小発
泡率を有する部分として発泡ゴム層11の最内側部11bよ
り、それぞれ試料を切り出し発泡率を測定した。

これらの試料の切り出し部分は加硫時の加硫モールド
の温度の分布から定めた。

（２）トレッド表面の発熱温度試験タイヤに正規内圧を充填した後、外径1.7m、速度
100km/Hのドラム試験機に正規荷重で押しつけて３時間
走行し、トレッドの中央部の表面温度を測定した。

（３）耐磨耗性能各試験タイヤ２本を排気量1500ccの乗用車のドライブ
軸に取り付け、テストコースのコンクリート路面上を所
定の速度で走行させた。溝深さの変化量を測定し、無発
泡タイヤ（比較例２）の場合を100として指数表示し
た。数値は大きいほど耐磨耗性能が良好であることを示
す。

（４）氷上制動性能試験タイヤ４本を排気量1500ccの乗用車に装着し、外
気温−15℃の氷上の制動距離を測定した。無発泡タイヤ
（比較例２）の場合を100として指数表示した。数値は
小さいほど制動が良好であることを示す。

（５）乗心地性能テストコース（路面：砂利道、石畳継目路）にて、テ
ストドライバーによるフィーリングで評価した。評価結
果は指数にて表示した。数値は大きいほど良いことを示
す。

試験結果は表に示すように、発泡ゴム層11の最内側部
11bより最外側部11aの発泡率Vsが大きい本発明の第１実
施例の空気入りタイヤは、比較例１のものに比べ、乗心
地性能及び耐磨耗性能を実用上損なうことなく、発熱耐
久性能及び氷上制動性能が更に改善されている。このよ
うに、トレッドの発泡ゴム層の発泡率に差異を設けるこ
とによりタイヤ性能を改善することができる。

本発明の第２実施例は、第２図に示すように、発泡率
Vsをトレッドの最内側部11bで大きくし最外側部11aで小
さくした場合で、このような空気入りタイヤは、比較例
１のものに比べ、トレッド表面の発熱温度及び氷上制動
性能を同一水準に維持したまま、耐磨耗性能及び振動乗
心地性能を大幅に改善させることができる。

また、第３図に示す第３実施例は、発泡率Vsをトレッ
ド３の発泡ゴム層11の中央部11cで大きく側端部11dで小
さくしたもので、比較例１に比べて、乗心地性能を同一
水準に維持したまま、発熱耐久性、耐磨耗性能、氷上制
動性能を改善することができる。このようにトレッドの
接地圧分布に対応して中央部11cと側端部11dの発泡率を
変化させることにより、タイヤの操縦性能、発熱耐久性
能、乗心地性能、制動性能を改善することができる。

（効果）以上説明したように、本発明によれば、耐磨耗性能及
び発熱耐久性能を損なうことなく、氷雪路面上における
制動性能、駆動性能及び操縦性能を十分実用に耐える程
度に維持させるとともに、望まれる上記空気入りタイヤ
の諸性能のいくつかを更に改善することができるもので
あり、空気入りタイヤの使用環境等から生じる多様なニ
ーズに対応することができるものである。更に、未加硫
タイヤを加硫する際のタイヤの放射内側とタイヤの放射
外側の加硫モールド間に温度勾配をつけることにより、
極めて容易に本発明の空気入りタイヤを製造することが
できるものであり、したがって生産時の部材数が少なく
しかも成型の工程数が少なくてすみ生産性が大幅に向上
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る空気入りタイヤの第１実施例を
示す一部断面図であり、第２、３図は、それぞれ、本発
明の第２及び第３実施例を示す一部断面図である。１……空気入りタイヤ２……ケース 2a……クラウン部３……トレッド 3a……表面５……ビード部６……カーカス部７……ベルト部８……サイドウオールゴム９……インナライナゴム 11……発泡ゴム層 11a……最外側部 11b……最内側部 11c……中央部 11d……側端部 12……発泡ゴム 13……独立気泡

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤのケースと、ケースのクラウン部を
被覆するトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、
トレッドが少なくとも一部に独立気泡からなる発泡ゴム
層を有し、該発泡ゴム層のトレッドの厚さ方向及び幅方
向のいずれか一方向、或いは、双方向において発泡率が
異なっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】前記発泡ゴムが単一の配合ゴム組成物であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気入
りタイヤ。
【請求項３】前記発泡率Vsの最大発泡率と最小発泡率と
の差が５％以上であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記トレッドの全体が独立気泡を有する発
泡ゴム層からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第３項のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。