JP3405699B2

JP3405699B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3405699B2
Application number: JP32717499A
Authority: JP
Inventors: 和光岩村
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP2001138718A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗り心地の悪化を
抑制しつつ乾燥アスファルト路面等での操縦安定性を向
上しうる夏用の空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】乾燥ア
スファルト路面などの一般道において、操縦安定性は、
タイヤの横剛性を増加させることにより向上しうる。し
かしながら、タイヤの横剛性の向上に際しては、通常、
タイヤの周方向の剛性も高められてしまい乗心地性の悪
化を招きやすい。つまり操縦安定性と乗心地性とは二律
背反の性能である。

【０００３】本発明は、夏用タイヤにおいて、トレッド
面のほぼ全面を、非金属短繊維を該トレッド面とほぼ垂
直に配向した短繊維補強ゴム材を用いて形成することを
基本として、乗り心地の悪化を抑制しつつ操縦安定性能
を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的とし
ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
トレッド面に縦溝と横溝とを設ける夏用の空気入りタイ
ヤであって、前記縦溝はタイヤ赤道Ｃの近傍かつその両
側に配された一対の内の縦溝と、この内の縦溝の軸方向
外側に配された一対の外の縦溝からなり、かつ前記横溝
は一端が内の縦溝に交わりかつ他端がトレッド接地端Ｅ
を超えてタイヤ軸方向外側にのびることにより前記内の
縦溝と外の縦溝との間と、外の縦溝とトレッド縁との間
とにブロックを形成するとともに、前記ブロックに該ブ
ロックを斜めに横切る各１本のサイピングを形成し、か
つタイヤ周方向で隣り合う前記横溝とサイピングとに挟
まれる領域のタイヤ周方向の平均長さをいずれも５mm以
上とするとともに、前記トレッド面のほぼ全面を、平均
繊維径が１〜１００μ、平均長さが０．１〜５mmの非金
属短繊維を該トレッド面とほぼ垂直に配向した短繊維補
強ゴム材を用いて形成したことを特徴としている。

【０００５】また請求項２記載の発明は、前記非金属短
繊維は、グラスファイバー又はカーボンファイバーを含
むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。図１には、本実施形態の空気入りタ
イヤの部分断面図、図２にはトレッド面の展開図をそれ
ぞれ示している。図において、本実施形態では、トレッ
ド面２に、タイヤ周方向にのびる縦溝３と、タイヤ周方
向と交わる向きにのびる横方向溝４とが形成された乗用
車用の夏タイヤが例示されている。なお夏タイヤとは、
主として氷雪路での走行を主たる目的としたいわゆるス
タッドレスタイヤとは異なり、アスファルト路面での走
行を主目的に構成された標準的なタイヤをいう。

【０００７】前記縦溝３は、タイヤ赤道Ｃの近傍かつそ
の両側に配された一対の内の縦溝３ａ、３ａと、この内
の縦溝３ａの軸方向外側に配された一対の外の縦溝３
ｂ、３ｂからなる合計４本が設けられ、いずれもタイヤ
周方向に直線状でのびるものが例示されている。これら
の各縦溝３は、タイヤに正規内圧を充填した状態でトレ
ッド面２にて測定した溝巾が、例えばトレッド接地巾Ｔ
Ｗの２．５〜６％、より好ましくは３〜５％とするのが
望ましく、また溝深さについては、例えば従前の例に従
い７mm以上とすることが望ましい。これによってウエッ
トグリップ性能が維持される。なお縦溝３は、ジグザ
グ、波状など、非直線でタイヤ周方向にのびるものでも
良い。

【０００８】また前記横方向溝４は、本実施形態ではタ
イヤ周方向と交わる向きにのびかつ溝巾ＧＷ１が１．５
mmよりも大きい横溝４ａと、タイヤ周方向と交わる向き
にのびかつ溝巾ＧＷ２が１．５mm以下のサイピング４ｂ
とを含んでいる。

【０００９】横溝４ａは、本例では一端が内の縦溝３ａ
に交わりかつ他端がトレッド接地端Ｅを超えてタイヤ軸
方向外側にのびるとともに、本例では略放物線状に湾曲
しつつタイヤ軸方向に対して傾斜したものが例示され
る。該横溝４ａは、タイヤ周方向に所定のピッチで隔設
される。また横溝４ａの溝巾ＧＷ１は少なくとも１．５
mm以上であるが、上限は本例の乗用車用タイヤの場合、
例えば１０mm以下、好ましくは８mm以下程度に設定さ
れ、また溝深さについては前記縦溝３と同程度か若干浅
めに設定される。

【００１０】このような横溝４ａと前記縦溝３とを設け
ることにより、トレッド面２には、前記内の縦溝３ａ、
３ａ間をタイヤ周方向に連続してのびる中央リブＬと、
前記内の縦溝３ａと外の縦溝３ｂとの間の中間ブロック
Ｂ１と、前記外の縦溝３ｂとトレッド接地端Ｅとの間の
外側ブロックＢ２とが形成されている。

【００１１】また前記中間、外側ブロックＢ１、Ｂ２に
は、前記サイピング４ｂが形成されている。各ブロック
Ｂ１、Ｂ２には、夫々１本のサイピング４ｂが形成され
ている。前記サイピング４ｂは、本例では前記横溝４ｂ
と逆向きに傾斜しかつ前記横溝と同様放物線状をなすも
のが例示されている。

【００１２】そして、本実施形態ではタイヤ周方向で隣
り合う前記横溝４ａ、サイピング４ｂを含む横方向溝４
に挟まれる領域のタイヤ周方向の平均長さをいずれも５
mm以上としている。横方向溝４に挟まれる領域として
は、各ブロックに１本のサイピングが設けられるため、
図４（ａ）、（ｂ）に示す如く横溝４ａとサイピング４
ｂとで挟まれる領域Ａ３〜Ａ６に限られる。なお図３
（ａ）、図３（ｂ）において、単なる参考として、横溝
４Ａ間の領域Ａ１、サイピング４ｂ，４ｂ間の領域Ａ２
を記載している。またな図３（ａ）は、平均長さの求め
方のみを横溝４ｂ、４Ｂ間領域を例に取り説明してい
る。領域は、接地端Ｅ、Ｅ間のものとし、縦溝３は含ま
ない。また中央リブＬに形成される切り欠き部９等は、
実質的な軸方向長さを有しないため無視する。そして、
これらの各領域のタイヤ周方向の平均長さがいずれも５
mm以上に設定されている。

【００１３】一般に、氷雪路などを主として走行するス
タッドレスタイヤでは、多数の横溝、サイピングが形成
され、前記平均長さは５mmよりも小に設定されているの
に対して、本発明ではこれを５mm以上、より好ましくは
７mm以上とすることによって乾燥アスファルト路面での
操縦安定性を向上させる。なお前記平均長さが５mm未満
の場合、乾燥アスファルト路面での操縦安定性を向上す
ることは困難となる。

【００１４】また前記各領域のタイヤ周方向の平均長さ
は以下のように測定する。例えば測定方法のみを例示す
るために図示された図３（ａ）に示すように、領域Ａ１
をタイヤ軸方向にｎ等分、本例では６等分し、図３
（ａ）の如く０〜６の７箇所の測定位置にて領域Ａ１の
タイヤ周方向の長さＬ０〜Ｌ６を測定し、その長さの総
和（Ｌ０＋Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋─＋Ｌｎ）を測定個所数
ｎ（本例では７）で除して、該領域Ａ１のタイヤ周方向
の平均長さＬａ１を求めることができる。図３（ｂ）の
場合も同様に測定し、領域Ａ２のタイヤ周方向の平均長
さＬａ２を求めることができる。

【００１５】ここで、前記ｎは、横方向溝４の形状にも
よるが例えば３以上、より好ましくは５以上１０以下と
して定めるのが良い。また各領域のタイヤ周方向の長さ
は、前記領域を挟む溝縁間のタイヤ周方向の長さとして
測定する。また図４（ａ）の場合、外側ブロックＢ２に
ついては、領域Ａ３、Ａ４に分け、各領域Ａ３、Ａ４を
それぞれ前述のように測定し、領域Ａ３、Ａ４のタイヤ
周方向の平均長さＬａ３、Ｌａ４を求める。また図４
（ｂ）の中間ブロックＢ１についても、領域Ａ５、Ａ６
に分け、領域Ａ５、Ａ６のタイヤ周方向の平均長さＬａ
５、Ｌａ６を求める。なお図４（ｂ）に符号Ｚで示す領
域は、横方向溝４に挟まれないため測定しない。そし
て、各領域Ａ１〜Ａ６は、いずれもタイヤ周方向の前記
平均長さＬａ１〜Ｌａ６が５mm以上、より好ましくは７
mm以上に設定される。

【００１６】次に本実施形態の空気入りタイヤ１は、図
１に示すように路面と接地するトレッド面２のほぼ全域
を、非金属短繊維Ｆを該トレッド面２とほぼ垂直に配向
した短繊維補強ゴム材Ｇ１を用いて形成している。この
ような短繊維補強ゴム材Ｇ１は、例えばタイヤ半径方向
の複素弾性率Ｅ１と、タイヤ周方向の複素弾性率Ｅ２と
の比（Ｅ１／Ｅ２）を１よりも大、より好ましくは１よ
りも大かつ４以下、さらに好ましくは１．２〜３．５と
することができる。これは、上記短繊維補強ゴム材Ｇ１
が、ベルト層７と路面との間でのねじり方向に対する剛
性を向上しうることを意味しており、タイヤの走行性能
に関しては操縦安定性、耐摩耗性の向上に結びつくもの
である。また、短繊維補強ゴム材Ｇ１は、乗り心地に大
きく影響するタイヤ周方向の剛性をタイヤ半径方向の剛
性に比して低く抑え得ることにより、乗り心地の悪化を
も抑制できる。

【００１７】なお本実施形態では、トレッド部に配され
たトレッドゴム５を、タイヤ半径方向内側に位置するベ
ースゴム５ａと、このベースゴム５ａの外側に配されか
つトレッド面２を形成するキャップゴム５ｂと、これら
の両側縁を覆って配されたウイングゴム５ｃ、５ｃとを
含んで構成するとともに、キャップゴム５ｂを前記短繊
維補強ゴム材Ｇ１を用いて形成している。また、ベース
ゴム５ａ、ウイングゴム５ｃは、いずれも非金属短繊維
Ｆを含まないゴム材Ｇ２から形成している。また前記ト
レッドゴム５は、タイヤの骨格をなすカーカス６をタガ
締めするベルト層７のタイヤ半径方向外側に配置されて
いる。

【００１８】前記短繊維補強ゴム材Ｇ１は、ゴム基材１
００重量部中に所定の形状を有する非金属短繊維Ｆを例
えば２〜４０重量部含んで構成される。前記ゴム基材と
しては、例えばジエン系ゴムが好ましく、より具体的に
は天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニト
リルブタジエンゴムなどの１種又は２種以上をブレンド
して用いることができる。

【００１９】また前記非金属短繊維Ｆは、ナイロン、ポ
リエステル、アラミド、レーヨン、ビニロン、芳香族ポ
リアミド、コットン、セルロース樹脂、結晶性ポリブタ
ジエンなどの有機物の他、ボロン、グラスファイバー、
カーボンファイバー等の無機材質が挙げられ、これらは
単独でも、又２種以上を組合わせて使用することもでき
る。なお金属短繊維では、路面を傷つける虞があるため
好ましくない。特に好ましくは、トレッド面２の前記ね
じり剛性を向上し操縦安定性をより高める意味でも、グ
ラスファイバー、カーボンファイバーといった高弾性、
より具体的には繊維の引張弾性率が５０〜１０００ＧＰ
ａのものが好ましい。なお非金属短繊維Ｆはゴム基材と
の接着性を向上させるために必要な表面処理などを施す
こともある。

【００２０】また非金属短繊維Ｆの配合量は、前記ゴム
基材１００重量部に対して、２〜４０重量部、より好ま
しくは２〜２８重量部とするのが望ましい。非金属短繊
維Ｆが２重量部未満では、氷雪路での走行性能を十分に
高めることができず、逆に４０重量部を越えるとゴムの
耐クラック性などが低下する傾向がある。

【００２１】また非金属短繊維Ｆは、平均繊維径が１〜
１００μ、平均長さが０．１〜５mmであることが必要で
ある。非金属短繊維Ｆの平均繊維径が１μ未満或いは非
金属短繊維Ｆの長さが０．１mm未満であると、非金属短
繊維自体によるトレッド面２のねじり剛性を向上させる
効果が低下し、逆に平均繊維径が１００μよりも大或い
は長さが５mmよりも大であると、非金属短繊維Ｆが大き
くなりすぎてゴムとの接着性が低下し耐摩耗性や耐クラ
ック性が低下する。かかる観点より、非金属短繊維５の
平均繊維径は、３〜５０μ、その長さは０．１〜３mmと
することが特に望ましい。

【００２２】また短繊維補強ゴム材Ｇ１は、デュロメー
タＡ硬さを５０〜７５゜、より好ましくは６０〜６５゜
とすることが望ましい。これにより、乾燥アスファルト
路面の走行時において効果的な操縦安定性と乗り心地が
確保される。なお「デュロメータＡ硬さ」とは、ＪＩＳ
−Ｋ６２５３に基づくデュロメータータイプＡによるゴ
ム硬さとし、前記短繊維補強ゴム材Ｇ１の厚さ（タイヤ
半径方向）の硬さとなるよう測定する。

【００２３】またこの非金属短繊維Ｆは、その大部分
（例えば９０％以上）が、その長さ方向をトレッド面２
に対して４０〜９０゜の角度で配向されている。これに
よって、タイヤ周方向の複素弾性率Ｅ２を高めることな
しにタイヤ半径方向の複素弾性率Ｅ１を高めることがで
きる。なお非金属短繊維Ｆをこのように配向したトレッ
ドゴムを得る方法としては、例えば図５（ａ）に示すよ
うに、カレンダーロールｒを用いることができる。公知
のように、ゴム基材、非金属短繊維Ｆの他、加硫成形に
必要な所定の薬品などが必要に応じて配合された未加硫
のゴム材料ｍをカレンダーロールｒ、ｒにて圧延加工し
た場合、非金属短繊維Ｆの長さ方向は圧延方向Ｘに沿う
ものとなる。

【００２４】そして、この圧延されたゴムシートｊを図
５（ａ）のように折り畳んで積層し所定巾に形成するこ
とにより、非金属短繊維Ｆを圧延方向と直角なＺ方向に
配向した短繊維補強ゴム材Ｇ１をうることができる。そ
して、このゴム材Ｇ１を、前記Ｚ方向がタイヤ半径方向
となるように用いる。なお図５（ｂ）に示すように、非
金属短繊維Ｆを圧延方向に配向したゴムシートｊをその
厚さ方向に積層するとともに、この積層体Ｊを非金属短
繊維Ｆの配向方向と直角な面Ｐにて切断して短繊維補強
ゴム材Ｇ１をうることでも良い。そして、図６に示す如
く、必要に応じてベースゴム５ａ、ウイングゴム５ｃな
どを貼り合わせたトレッドゴム５を用いて生タイヤカバ
ーを成型するとともに、この生タイヤカバーを加硫する
ことにより前記配向を維持した空気入りタイヤ１を製造
しうる。

【００２５】

【実施例】図１、図２に示す基本構造、トレッドパター
ンを有する乗用車用夏タイヤ（サイズ：２０５／６５Ｒ
１５）を試作し（実施例１、２、３）、乾燥アスファル
ト路面での操縦安定性、乗り心地、耐摩耗性、製造コス
ト、路面損傷性などについて評価を行った。また比較の
ために、非金属短繊維を含まないなど本発明外のタイヤ
（従来例、比較例１〜５）についても試作を行い性能を
比較した。なおゴム基材は天然ゴム６０重量部、ポリブ
タジエンゴム４０重量部の配合とし、加硫に必要な薬品
を加えた。また比較例４は横方向溝に挟まれる領域の平
均長さが５mm未満となる部分を含んでいる。テスト内容
は、次の通りである。

【００２６】＜操縦安定性＞試供タイヤをリム（６ 1/2
×１５）にリム組みしかつ内圧２００ｋＰａを充填した
後、排気量２０００ｃｃの後輪駆動車の４輪に装着し、
ドライバーのみ乗車してタイヤテストコースのドライア
スファルト路面を走行し、ハンドル応答性、剛性感、旋
回時のグリップ等に関する特性をドライバーの官能評価
により従来例を１００とする指数表示で評価した。数値
が大きいほど、操縦安定性に優れていることを示す。

【００２７】＜乗り心地＞前記と同様、ドライアスファ
ルト路面の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッ
ツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴ
ツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、
従来例を１００とする指数表示であり、指数の大きい方
が良好である。

【００２８】＜耐摩耗性＞前記と同一条件の車両を用
い、一般道及び高速道路を合計３０００ｋｍ走行させ
て、縦溝の平均溝深さを測定し、従来例を１００とする
指数で表示している。数値が大きいほど耐摩耗性が高く
良好であることを示す。

【００２９】＜製造コスト＞タイヤ１本当たりの製造コ
ストを、従来例を１００とする指数により評価した。数
値が小さいほど製造コストが小であることを示す。

【００３０】＜路面損傷性＞走行面をアスファルト施工
したターンテーブルを具える回転式ラベリング試験機に
供試タイヤを設置（荷重２４５０Ｎ）し、前記ターンテ
ーブルを回転速度１０km／ｈで回転させることによって
タイヤを走行させるとともに、ターンテーブルのアスフ
ァルトのすり減り面積を測定した。評価は従来例のすり
減り面積を基準として、これと実質的な差がないものを
「○」、従来例よりもすり減り面積が大きいものを
「×」として評価した。テストの結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】テストの結果、実施例のものは、乗り心地
の低下を抑制しつつ操縦安定性を向上していることが確
認できる。

【００３３】

【発明の効果】上述したように、本発明の空気入りタイ
ヤは、タイヤ周方向で隣り合う横溝とサイピングとに挟
まれる領域のタイヤ周方向の平均長さをいずれも５mm以
上としたことにより、トレッド面のパターン剛性の低下
を防ぎ、ドライ路面での操縦安定性を向上しうる。また
トレッド面のほぼ全面が、該トレッド面とほぼ垂直に配
向された短繊維を含む短繊維補強ゴム材を用いて形成さ
れているため、トレッド面の周方向剛性を過度に高める
ことなく、しかもトレッド面の路面に対するねじり剛性
や耐摩耗性などを向上させうる。これによって、本発明
の空気入りタイヤは、乗り心地を損なうことなしに操縦
安定性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態であるトレッド部の部分断面
図である。

【図２】トレッド面の展開図である。

【図３】（ａ）は、平均長さを求め方を説明する線図、
（ｂ）はサイピング間の領域を説明する線図である。横
方向溝に挟まれる領域のタイヤ周方向の平均長さを説明
する線図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は横溝とサイピングとに挟まれ
る領域のタイヤ周方向の平均長さを説明する線図であ
る。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、短繊維補強ゴム材の製造方
法を説明する略図である。

【図６】未加硫トレッドゴムの断面図である。

【図７】比較例４のトレッド面を展開した展開図であ
る。

【符号の説明】

１空気入りタイヤ２トレッド面３縦溝４横方向溝４ａ横溝４ｂサイピング５トレッドゴムＦ非金属短繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 1/00,11/11 - 11/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド面に縦溝と横溝とを設ける夏用の
空気入りタイヤであって、前記縦溝はタイヤ赤道Ｃの近傍かつその両側に配された
一対の内の縦溝と、この内の縦溝の軸方向外側に配され
た一対の外の縦溝からなり、かつ前記横溝は一端が内の
縦溝に交わりかつ他端がトレッド接地端Ｅを超えてタイ
ヤ軸方向外側にのびることにより前記内の縦溝と外の縦
溝との間と、外の縦溝とトレッド縁との間とにブロック
を形成するとともに、前記ブロックに該ブロックを斜めに横切る各１本のサイ
ピングを形成し、かつタイヤ周方向で隣り合う前記横溝とサイピングとに
挟まれる領域のタイヤ周方向の平均長さをいずれも５mm
以上とするとともに、前記トレッド面のほぼ全面を、平均繊維径が１〜１００
μ、平均長さが０．１〜５mmの非金属短繊維を該トレッ
ド面とほぼ垂直に配向した短繊維補強ゴム材を用いて形
成したことを特徴とする夏用の空気入りタイヤ。
【請求項２】前記非金属短繊維は、グラスファイバー又
はカーボンファイバーを含むことを特徴とする請求項１
記載の空気入りタイヤ。