JP2756564B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP2756564B2 JP63223944A JP22394488A JP2756564B2 JP 2756564 B2 JP2756564 B2 JP 2756564B2 JP 63223944 A JP63223944 A JP 63223944A JP 22394488 A JP22394488 A JP 22394488A JP 2756564 B2 JP2756564 B2 JP 2756564B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、空気入りタイヤに関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題] スパイクタイヤによる路面の損傷や粉塵公害の発生防
止を目的として、ブロックパターンのトレッドを有する
ラジアル構造の空気入りオールウェザータイヤの開発が
進められている。
この種の空気入りタイヤでは、氷上での制動力(アイ
ス制動)と雪上での制動力(スノー制動)とを同時に高
めるようなブロックパターンのトレッドを実現する必要
がある。
良好なアイス制動を実現するためには、トレッドパタ
ーンのブロックの硬度を低くすれば良い。一方、良好な
スノー制動特性を実現するためには、ブロックの剛性を
高くする必要がある。ところが、ブロックの剛性を高く
すると、この部分の発熱によってベルトのスチールコー
ドとゴムとのセパレーションを促進する結果になり、タ
イヤの耐久性が低下する。この際、特にベルト端におけ
るセパレーションが問題となる。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであっ
て、ブロックパターンのトレッドを有するラジアル構造
の空気入りオールウェザータイヤにおいて、アイス制動
とスノー制動とがともに優れており、しかも高耐久性を
有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る空気入りタイヤは、前記の目的を達成す
るために、第1図に示すように、、ベルト2上に設けら
れるトレッド1において、少なくともトレッドショルダ
部のブロック3の位置におけるトレッドゴムを、低硬度
の上層11と、高耐摩耗性の中層12と、低ヒステリシス損
失の下層13との少なくとも3層のゴムで構成したもので
ある。
更に具体的には、このブロック3の位置におけるトレ
ッドゴムは、上昇ゴム11の温度−5℃における硬度が63
(ただし、本願では硬度JISで定めたショア硬さ数Hsで
表わす。)以下であり、温度100℃における動的剪断損
失率がG2″である中層ゴム12の温度−5℃における硬度
が68以上であり、この中層ゴム12の上面22がトレッド表
面21から測定したスキッドデプスSの4分の1以上3分
の2以下の範囲にあり、温度100度における動的剪断損
失率G3″が0.110MPa以下である下層ゴム13の厚みFがノ
ンスキッドデプスT以下であり、しかもE=(T−F)
/Tとしたときに K=G3″{1+(G2″/G3″−1)E2}<0.140MPa ……(1) を満足するものである。
[作 用] 本発明に係る空気入りタイヤでは、低硬度のトレッド
上層ゴム11がアイス制動力を高め、高耐摩耗性の中層ゴ
ム12がスノー制動の改善に寄与する。また、この中層ゴ
ム12と低ヒステリシス損失の下層ゴム13とがタイヤの高
耐久性に寄与する。
すなわち、本発明に係る空気入りタイヤでは、上層ゴ
ム11の硬度が温度−5℃で63以下と低いため、ブロック
3の表層のやわらかいゴムが氷表面の微細な凹凸に入り
込んでタイヤと氷との接触面積が大きくなり、摩擦抵抗
が大きくなる。したがって、良好なアイス制動特性が得
られる。また、上層ゴム11の厚みがスキッドデプスSの
4分の1以上であるため、良好なアイス制動を確保する
ことができる。
さて、ブロック3全体の硬度が低い場合にはスノー制
動が悪くなるが、本発明のように低硬度の上層ゴム11の
下に高剛性の中層ゴム12を配設してブロック剛性を大に
すれば、スノー制動が著しく改善される。この事情を第
2図に示す。
同図は、温度−5℃における硬度が60である厚み7mm
の上昇ゴム11と温度−5℃における硬度が65である厚み
2mmの下層ゴム13との間に、異なる硬度を有する厚み9mm
の中層ゴム12を設けた5種類のラジアルタイヤ650R1610
PRのスノー制動指数を示す。この指数の値が大きいほど
制動が良好である。同図に示されるように、中層ゴム12
の温度−5℃における硬度を68以上とすることにより、
良好なスノー制動を得ることができる。この中層ゴム12
の硬度は70以上であることが特に好ましい。
さて、このように低硬度の上層ゴム11の下に高耐摩耗
性の中層ゴム12を配する場合であっても、上層ゴム11の
厚みが大き過ぎるときにはスノー制動が悪くなる。この
事情を第3図に示す。
同図は、上層ゴム11の温度−5℃における硬度を60と
し、中層ゴム12の同温度における硬度を71としたタイヤ
であって、スキッドデプスSに対する上層ゴム11の厚み
の比率が異なる4種類のラジアルタイヤ650R16 10PRの
スノー制動指数を示す。同図に示されるように、上層ゴ
ム11の下面すなわち中層ゴム12の上面22を、トレッド表
面21から測定したスキッドデプスSの3分の2以下とす
ることにより、スノー制動の悪化を改善することができ
る。ここで、中層ゴム12の上面22はスキッドデプスSの
2分の1以下の範囲にあることが好ましい。
ところで、粘弾性物質であるゴムに繰返し応力を加え
た場合の剪断ひずみを考える場合には、動的剪断弾性率
G′と動的剪断損失率G″とを考慮する必要がある。タ
イヤの耐久性を左右する発熱の原因となるトレッドゴム
のヒステリシス損失は、ゴムの動的剪断損失率G″の大
きさで決定される。
一般にラジアルタイヤでは、ベルト端におけるセパレ
ーション発生防止がタイヤ全体の耐久性を高める上での
鍵となる。本発明に係る空気入りタイヤでは、ベルト端
に隣接するトレッドショルダ部のブロック位置における
下層ゴム13に、温度100℃における動的剪断損失率G3
が0.110MPa以下である低ヒステリシス損失のゴムを使用
しているから、この部分の発熱が低く押えられ、タイヤ
の耐久性が非常に向上する。しかも、前記の式(1)で
表されるように、中層ゴム12の温度100℃における動的
剪断損失率G2″と下層ゴム13の温度100℃における動的
剪断損失率G3″との合成損失率Kを0.140MPaより小さく
したことにより、特に良好なタイヤ耐久性を得ることが
できる。なお、ベルト端温度は、この損失率Kの大きさ
に比例する。
また、本発明に係る空気入りタイヤでは、ブロック位
置におけるトレッドゴムの高耐摩耗性を中層ゴム12によ
り確保するため、下層ゴム13の厚みFをノンスキッドデ
プスT以下として、中層ゴム12の適当な厚みを確保して
いる。すなわち、下層ゴム13の厚みFの上限はTであ
り、その下限は式(1)から導かれる次の式(2)で表
される。ただし、G2″及びG3″の単位はMPaであり、
G2″>G3″である。
なお、本発明に係る空気入りタイヤでは、トレッド上
層ゴム11のヒステリシス損失による発熱が大きく、この
層の発熱が大きくとも、ブロック3の放熱面積が大きい
ために伝熱する途中で冷やされてベルト端温度にあまり
影響を与えない。
[実施例] 第1図は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤのト
レッドショルダ部の1ブロックを含む領域の一部断面図
である。
ベルト2上に設けられるトレッド1は、溝4,4で区画
されてブロック3が形成される。このトレッドショルダ
部のブロック3の位置におけるトレッドゴムは、低硬度
の上層11と、高耐摩耗性の中層12と、低ヒステリシス損
失の下層13との3層ゴムからなる。ただし、平坦ゴムを
加硫成形して溝をつける結果、溝4,4の底位置ではトレ
ッドゴムが中層ゴム12と下層ゴム13との2層となってい
る。ブロック3の高さがスキッドデプスSであり、この
溝底位置のトレッドゴムの厚みがノンスキッドデプスT
である。
ブロック3の位置のトレッド表面21は、上層ゴム11の
上面と一致する。この上層ゴム11の下面すなわち中層ゴ
ム12の上面22は、トレッド表面21から測定したスキッド
デプスSの4分の1以上3分の2以下の範囲にある。中
層ゴム12の下面は下層ゴム13の上面23と一致し、この下
層ゴム13の下面はベルト2の上面に一致する。下層ゴム
13の厚みFは、ノンスキッドデプスT以下であり、しか
もE=(T−F)/Tとしたときに前記の式(1)を満足
する。
第1表に、5種類のゴムの配合並びに各配合のゴムの
温度−5℃における硬度及び温度100℃における動的剪
断損失率G″を示す。第2表には、本発明の実施例に係
る空気入りタイヤのブロック位置におけるトレッドゴム
の構成とそのタイヤ性能とを実施例1〜3として示す。
第2表には比較例1〜3の対応事項をも併記する。な
お、第2表における各層ゴムの配合番号は、第1表中の
配合番号を示す。
実施例1〜3及び比較例1〜3のいずれの場合も、ラ
ジアル構造の空気入りオールウェザータイヤ650R16 10
PRを作製して、各タイヤのアイス制動指数、スノー制動
指数、タイヤ耐久性指数及びベルト端温度を測定した。
いずれの場合も、スキッドデプスSは14mmであり、ノン
スキッドデプスTは4mmである。アイス制動指数及びス
ノー制動指数は、それぞれ気温−8℃のアイスバーン上
と雪上との実車テストによる。いずれの制動指数も、速
度40km/hで走行し、急ブレーキをかけたときの停止距離
の逆数を比較例1の場合を温度100として指数表示した
ものであり、値が大きいほど制動が良好であることを表
す。タイヤ耐久性指数は、JISで定めた100%荷重及び10
0%空気圧の条件下でのドラムテストにおける測定結果
であって、速度80kg/hで1時間、次に温度100km/hで12
時間、以後12時間ごとに10km/hづつ速度をステップアッ
プし、故障発生まで走行させて得た走行距離を指数表示
してある。この指数も値が大きいほどタイヤ耐久性が良
好である。ベルト端温度は、このドラムテスト中の速度
120km/hでの測定結果である。
実施例1の空気入りタイヤは、アイス制動指数とスノ
ー制動指数とがともに高く、しかもベルト端温度が低く
押えられ、タイヤ耐久性指数が大きい。
実施例2の空気入りタイヤは、実施例1の場合に比べ
て上層ゴム11の厚みを3mmだけ小さくし、その分中層ゴ
ム12の厚みを大きくしたものであるが、実施例1の場合
と同様のタイヤ性能が得られる。
実施例3の場合は、実施例1に比べて上層ゴム11の硬
度を若干上げたことによってアイス制動指数が若干低下
するものの、下層ゴム13の厚みを1mmだけ大きくしたこ
とによってタイヤ耐久性が向上している。
なお、下層ゴム13の低発熱を確保するために、この層
の常温における硬度を68以下とするのが良い。また、ト
レッドショルダ部のブロック位置におけるトレッドゴム
のみを前記の3層構造とし、トレッドゴムの他の部分を
上層ゴム11と中層ゴム12との2層構造としても良い。こ
の場合であっても、ベルト端部におけるセパレーション
を防止してタイヤの耐久性を向上させることができる。
一方、比較例1の空気入りタイヤは、ブロック位置に
おけるトレッドゴムが比較的高硬度の1層ゴムからな
り、スノー制動が良好である半面、トレッド表層が硬い
ためにアイス制動指数が小さい。なお、実施例1〜3の
スノー制動指数は、この比較例1の場合に比較して若干
劣るが、実施例1〜3の場合は低発熱化が可能であるの
で、トレッドパターンの設計変更によって他の性能を落
さずに従来タイヤと同程度のスノー制動指数を実現する
ことが可能である。
比較例2の場合は、上層ゴムが低硬度であるために良
好なアイス制動が得られるけれども、ブロック全体が低
硬度であるためにブロック剛性が低く、スノー制動が劣
る。また、高耐摩耗性の中層を有しないから、タイヤ耐
久性も低い。
比較例3の場合は、ブロック位置におけるトレッドゴ
ムが3層からなり、しかも各層の配合が実施例1の場合
と同一であって、アイス制動とスノー制動とがともに良
好であるが、低ヒステリシス損失層である下層ゴムの厚
みが小さ過ぎるために、ベルト端温度が高くなり、タイ
ヤ耐久性が劣る。
[発明の効果] 以上に説明したように、本発明に係る空気入りタイヤ
は、少なくともトレッドショルダ部のブロック位置にお
けるトレッドゴムを、低硬度の上層と高耐摩耗性の中層
と低ヒステリシス損失の下層との少なくとも3層のゴム
で構成するとともに、上層及び中層のゴム硬度、各層の
最適厚み配分、下層の動的剪断損失率、並びに中層及び
下層の動的剪断損失率とノンスキッドベース厚みと下層
厚みとの関係から導く合成損失率を特定したことによ
り、アイス制動とスノー制動とがともに良好で、かつ、
ベルト端温度を低く抑えて高耐久性を有するタイヤを提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤのトレ
ッドショルダ部の1ブロックを含む領域の一部断面図、 第2図は、トレッド中層ゴムの温度−5℃における硬度
とスノー制動指数との関係を示す図、 第3図は、スキッドデプスSに対するトレッド上層ゴム
の厚みの比率とスノー制動指数との関係を示す図であ
る。 符号の説明 1……トレッド、2……ベルト、3……ブロック、4…
…溝、11……トレッド上層ゴム、12……トレッド中層ゴ
ム、13……トレッド下層ゴム、F……トレッド下層ゴム
の厚み、S……スキッドデプス、T……ノンスキッドデ
プス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−61602(JP,A) 特開 昭59−59504(JP,A) 特開 昭61−229602(JP,A) 特開 昭56−67606(JP,A) 特開 昭63−77953(JP,A) 特開 昭60−255505(JP,A) 特開 昭63−93604(JP,A) 実開 昭62−196704(JP,U) 実開 昭61−15605(JP,U) 特公 昭59−45521(JP,B2) 特公 昭58−5802(JP,B2) 特公 昭57−49404(JP,B2) 特公 昭58−3842(JP,B2) 特公 昭60−12244(JP,B2) 特公 平3−48041(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60C 11/00 - 11/11

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブロックパターンのトレッドを有するラジ
    アル構造の空気入りオールウェザータイヤにおいて、少
    なくともトレッドショルダ部のブロック位置におけるト
    レッドゴムが、低硬度の上層と高耐摩耗性の中層と低ヒ
    ステリシス損失の下層との少なくとも3層のゴムからな
    り、 上層ゴムの温度−5℃における硬度が63以下であり、温
    度100℃における動的剪断損失率がG2″である中層ゴム
    の温度−5℃における硬度が68以上であり、この中層ゴ
    ムの上面がトレッド表面からスキッドデプスの4分の1
    以上3分の2以下の範囲にあり、温度100℃における動
    的剪断損失率G3″が0.110MPa以下である下層ゴムの厚み
    FがノンスキッドデプスT以下であり、しかもE=(T
    −F)/Tとしたときに G3″{1+(G2″/G3″−1)E2}<0.140MPa を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
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