JPH01314607A

JPH01314607A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH01314607A
Application number: JP63146649A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Yamaguchi; 山口　宏二郎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1989-12-19

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】（産業上の利用分野）本発明は空気入りタイヤ、詳しくは、夏期および春秋期
（以下、夏期という）において、走行に不可欠の操縦性
能および発熱耐久性能を損なうことなく、耐摩耗性能が
充分実用に耐え、また、冬期の氷雪路面上における駆動
性能、制動性能、操縦性能等の氷雪性能、乗心地性能お
よびロードノイズを改良するとともに、特に、耐溝底ク
ラツク性能を改良した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）一般に、
冬期の氷雪路面を走行するとともに、夏期の舗装路面を
走行するいわゆるオールシーズンタイヤとして、粉塵問
題および路面の損傷を避けたスタッドレスタイヤまたは
、これに代わるものとして独立気泡を有する発泡ゴムを
トレンドに用いたものがある。

従来の空気入りタイヤ、例えば、発泡ゴムをトレッドに
用いた空気入りタイヤでは、トレッドに周方向溝と、横
方向溝によって区分される陸部を備えたブロックパター
ンまたはトレッドの横方向溝によって陸部を区分したラ
グパターンを有するものがある。そして、これらの空気
入りタイヤは、冬期の氷雪性能はそれなりの性能を有し
ている。

しかしながら、走行時の負荷転勤時に、タイヤのトレッ
ドの両側区域にはタイヤ周方向に作用する駆動力、制動
力および横方向の力が繰り返し加わる。このため、トレ
ンドの両側区域の溝底部の発泡ゴムには動的な歪が繰り
返し生し、溝底に亀裂が発生するという問題点がある。

そこで本発明は、冬期および夏期の種々のタイヤ性能を
改良維持しながら、特に氷雪性能を向上する発泡ゴムの
利点を生かし、その欠点である、特に、前記トレッドの
両側区域の溝底亀裂の発生を防止したトレンドを有する
空気入りタイヤを提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明者は、発泡ゴムからなるトレッドを有する空気入
りタイヤについて、製造時、走行時の溝の動的な状態、
特に、トレンドの両側区域の溝の溝底の状態につき種々
研究を重ねた。その結果、下記を見出した。

■　発泡ゴムでＩ・レッドを形成したものは、発泡剤を
含まない通常ゴムでトレッドを形成したものに比較して
加硫後の溝幅が小さくなるように変化する。これは、タ
イヤの加硫硬化後に加硫釜内の圧力を除去すると、発泡
ゴムが膨脹し溝幅を小さくするように変形するからであ
る。

このため、溝底の曲率半径が小さくなる。

■　発泡ゴムからなるトレンドは剛性が比較的小さい傾
向にあるため、負荷転勤時の動的歪が大となり易い。そ
の結果、特に、トレッドの両側区域、すなわちショルダ
ーの近傍の横方向溝には大きい動的歪が生ずる。

■　発泡ゴムは発泡剤を含有しない通常ゴム（以下、同
じ）より強度が比較的低い傾向にあり、かつ、亀裂発生
の核を内包している。

以上の知見に基づき、本発明者は、さらに種々研究を重
ねた。

そして、トレッドは路面に接する外側ゴム層および内側
ゴム層の２層とし、内側ゴム層は通常ゴムとし、かつシ
ョアーＡ硬度を外側ゴム層に比較してより大きくするこ
とにより前述の加硫硬化後の溝幅の変化を抑制できるこ
とを見出した。

また、溝底の表面を通常ゴムの薄いゴムシートで被覆す
ることにより溝底の亀裂発生を防止できることを見出し
た。

本発明者は、さらに、鋭意研究を重ね、下記結論に到達
した。

すなわち、本発明に係る空気入りタイヤは、半径方向外
方に位置する外側ゴム層および内方に位置する内側ゴム
層の少なくとも２層のゴム層からなるトレンドを有し、
該トレンドの少なくとも一部分にブロック状の陸部を形
成する複数の溝を有する空気入りタイヤにおいて、前記
内側ゴム層はショアーＡ硬度が５４°〜８０°でかつ前
記外側ゴム層に比してより高く、前記外側ゴム層は発泡
率■が５％〜５０％の範囲の発泡ゴムからなり前記トレ
ンドの体積に占める割合は少なくとも１０％であり、前
記外側ゴム層の外表面が外側ゴム層の発泡ゴムの発泡率
より小さいゴムシートからなる厚さ１龍以下の被覆層に
より被覆されてなることを特徴としている。

ここに、トレッドは外側トレッド層および内側トレッド
層の少なくとも２層のゴム層としたのは、一般に、冬期
の氷雪性能を向上するためトレッドに発泡ゴムを用いた
ものは、加硫硬化後に、加硫時の圧力を除去すると、発
泡ゴムの膨脹により、トレンドの溝幅が変形し小さくな
り溝底の曲率半　径が小さくなる。しかしながら、内側
トレッド層に下記の特定の物性のゴムを用いることによ
り、この溝幅の変化を抑制できるからである。内側トレ
ンド層には通常ゴムまたは発泡率が外側トレッド層より
小さく、かつショアーＡ硬度が外側トレンド層に比較し
て少なくとも大であり、５４°〜８０’である。これは
、５４°未満では前記溝幅の変化を抑制する効果が小さ
く、８０°を超えると氷雪性能が低下するからである。

また、発泡ゴムからなる外側ゴム層は、トレンドの全体
積の１０％以上の体積を有するものが望ましく、好まし
くは１０〜７０％、さらに好ましくは４０〜６０％であ
る。外側ゴム層をトレンドの全体積の１０％以上の体積
を有するとしたのは、１０％未満では氷雪性能の改良効
果が少ないためである。

また、外側ゴム層のショアーＡ硬度は好ましくは３５°
〜５３°である。また、発泡ゴムの発泡率■は次式％式％（１）により算出した。ρ。は発泡ゴムのゴム同相部の密度（
ｇ／ｃＪ）、ρ１は発泡ゴムの密度（ｇ／ｄ）である。

外側ゴム層の発泡率■は５〜５０％の範囲が望ましく、
好ましくは５〜３０％である。発泡率Ｖを５〜５０％と
したのは、５％未満では、低温時の発泡ゴムの柔軟性が
得られず、また、５０％を超えると、耐摩耗性能が低下
して氷雪路面、湿潤路面以外の乾燥路面での耐摩耗性が
実用的に不十分であるからである。

また、発泡ゴムの独立気泡の平均気泡径は５〜１５０μ
ｍが望ましく、好ましくは１０〜１００μｍ、発泡ゴム
の独立気泡の平均気泡径を５〜１５′０μｍとしたのは
、５μｍ未満では氷雪性能の改良効果が少なく、また、
平均気泡径が１５０μｍを超え条と耐摩耗性能が大幅に
低下し、さらに、発泡ゴムの歪め復元力が低下し、いわ
ゆる耐ヘクリ性が低下し、走行により、タイヤブロック
の変形、サイプの目づまりなどを起こし、雪上性能を低
下させる。また、耐カット性も低下しブロック欠けが多
くなる。さらに、製造時に安定した形状を得ることが困
難であるからである。

また、発泡ゴムが外側ゴム層の中央区域において、少な
くとも気泡直径３０〜１２０μｍの独立気泡を単位面積
１１１２当たり２０個以上を含有することが望ましく、
好ましくは３０個以上である。ここに、独立気泡を単位
面積１ｍｍ”当たり２０個以上としたのは、２０個未満
では氷雪路面に接触するＩ・レッドゴムのゴム表面の独
立気泡により生ずる凹凸状態が十分でなく氷雪性能を十
分に発揮できないためである。

また、本発明に係る空気入りタイヤのトレンドに用いる
発泡ゴムは、通常のゴム配合物に発泡剤を加えて通常の
タイヤ製造方法に従って加熱加圧する際形成される。発
泡剤としては、例えば、ジニトロソ・ペンタメチレン−
テトラアミン、ベンゼンスルフォニルヒドラジド、高沸
点炭化水素化合物の樹脂ミクロカプセル等が用いられる
。

また、被覆層の厚さを１　ｍｍ以下としたのはこの値を
超えると氷雪性能が低下するからである。

（作用）本発明においては、トレッドが外側ゴム層および内側ゴ
ム層の２層のゴム層からなり、外側ゴム層が特定の発泡
率を有する特定量の発泡ゴムで、かつ内側ゴムが特定の
硬度を有するゴムからなるので、十分な氷雪性能を有す
るとともに陸部の剛性は向上して溝幅の変化が抑制され
、溝底の曲率半径は好適に維持され溝底の動的歪は小さ
くなる。

また、外側ゴム層の外表面が特定の発泡率を有する特定
の厚さの被覆層により被覆されているので、溝底の外表
面部の強度は大で、動的歪は小さく亀裂の発生もない。

以下、本願の発明の実施例を図面により説明するが、発
泡、ゴムの性質の試験および試験タイヤによるタイヤ性
能の試験は下記の方法で行った。

試験法（１）平均気泡径および発泡率Ｖ発泡ゴムの平均気泡径は試験タイヤのトレンドの発泡ゴ
ム層からブロック状の試料を切り出し、その試料断面の
写真を倍率１００〜４００光学顕微鏡で撮影し、２００
個以上の独立気泡の気泡直径を測定し、算術平均値とし
て表した。また、発泡ゴムの発泡率■はブロック状の前
記試料を厚さ２μｍの薄片にし、加硫後１週間放置して
安定させた後密度ρ＋　　（ｇ　／　ｃＪ　）を測定し
、一方、無発泡ゴム（固相ゴム）のトレッドの密度ρ。

を測定し、前記式（１）を用いて求めた。

（２）独立気泡の気泡直径および気泡数発泡ゴムの独立
気泡の気泡直径および気泡数は試験タイヤのトレンドの
発泡ゴム層からブロック状の試料を切り出し、その試料
断面の写真を倍率１００〜４００の光学顕微鏡で撮影し
、独立気泡の気泡直径を求める。次いで、独立気泡の気
泡直径が５μｍ以上の気泡数を延べ面積４ｍｍ２以上に
わたって測定し、独立気泡の単位面積１ｍ＋＋２当たり
の気泡数（個）を計算した。

（３）発泡ゴムの動的弾性率発泡ゴムの動的弾性率は試験タイヤのトレンドの発泡ゴ
ム層から長方形の試料（幅４．５ｎ＋、長さ３０１ｍ、
厚さ２ｍｍ）を切り出し、動的弾性早計（岩本製作所■
製）を用い、温度３０℃、振動数６０Ｈｚ、振幅歪１％
にて測定した。

（４）操縦性能操縦性能は試験タイヤを室内の通常の操縦性能試験機に
取り付け、負荷荷重３９５ｋｇにてコーナリングパワー
を測定し、通常ゴムのトレンドを有するタイヤの性能を
１００として指数表示した。数値は大きい程良いことを
示す。

（５）氷上制動性能各試験タイヤ４木を排気量１８００ｃｃの乗用車に装着
し、外気！Ａ−５°Ｃの氷上で制動距離を測定した。

通常ゴムのトレッドのタイヤの性能を１００として指数
表示した。数値が大きい程制動が良好であることを示す
。

（６）雪上登板性能各試験タイヤ４木を排気量１８０００Ｃの乗用車？−袋
装着、外気温−５°Ｃ１登板勾配７％の５０ｍ区間での
登板タイムを計測した。従来の通常ゴムのトレッドのタ
イヤの性能を１００として指数表示した。

数値が大きい程登板性能が良好であることを示す。

（７）乗心地性能試験タイヤを室内の通常あ突起乗越振動試験機の固定軸
に取り付け、負荷荷重３９５ｋｇで突起乗越時の軸荷重
変動を測定した。従来の通常ゴムのトレンドのタイヤの
性能を１００として指数表示し、数値が大きい程乗心地
性能が良好であることを示す。

（８）ロードノイズ性能各試験タイヤ４木を排気Ｍ１８００ｃｃの乗用車に装着
し、ロートノイス計器にて特定のロードノイズ試験路を
走行した時の音圧を測定した。

（９）耐摩耗性能各試験タイヤ４木を排気量１８００ｃｃの乗用車に装着
し、一般公道を１０．０００ｋｍ走行し、溝深さの変化
量を測定した。従来の通常ゴムのトレンドのクイヤの性
能を１００として指数表示し、数値が大きい程耐摩耗性
能が良好であることを示す。

（１０）耐ザイプの底割れおよび耐溝底亀裂性能各試験
タイヤ４本を排気量１８００ｃｃの乗用車に装着し、一
般公道を２０，０００ｋｍ走行させ、溝底の亀裂の発生
状況を観察した。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明に係る空気入りタイヤの一実施例を
示す図である。

ます、第１及び２図において、空気入りタイヤ（タイヤ
ザイズ１６５ＳＲ１３）１はタイヤのケース２と、この
ケースのクラウン部２ａのショルダ４間を被覆するトレ
・７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コードを配置し
たゴム引き層からなるカーカス部６およびカーカス部６
のクラウン部分の外側にほぼタイヤ円周方向に配置した
公知の非伸長性ベルト部７を有している。ケース２のカ
ーカス部のタイヤ軸方間両外側は、サイドウオール８で
ある。

トレンド３はタイヤの半径方向外方に位置する外側ゴム
層３Ａおよび外側ゴム層３Ａの内側で半径方向内方に位
置する内側ゴム層３Ｂの２層のゴム層を有し、外側ゴム
層３Ａの外表面および溝表面をほぼ全面に被覆する厚さ
０．３〜０．４ｍｍの被覆層９を有している。被覆層９
は、トレンド３の中央区域３ｂを除き両側区域３ａのみ
を被覆してもよい。被覆層９は、発泡剤を含まない通常
ゴムからなり、第２〜４図に示すように、トレッドの踏
面３６、後述の溝側面Ｓ１および溝底表面Ｓ２、ショル
ダ部４の近傍のサイドウオール８側の位置４ａまで覆っ
ている。この通常ゴムの発泡率は零である。被覆層９は
、前記通常ゴムの代わりに外側ゴム層３．の発泡ゴムの
発泡率■より少ない発泡ゴムであってもよい。または被
覆層９は溝底表面Ｓ２のみを被覆してもよい。このよう
なトレッド３は、製造上、外倶ｉゴム層３Ａ、内側ゴム
層３Ｂ、被覆層９を押出ｍ−を同時に押出してもよいし
、個別にシート状に押出して張り合わせてもよい。外側
ゴム層３Ａの体積Ｖ３Ａがトレッド３の全体積Ｖに占め
る割合は４５％である。Ｉ・レッドの両側区域３ａおよ
び中央区域３ｂにはトレ・７ド３の横断方向に延びる横
力向１１０がタイヤ周方向に複数配列している。また、
中央区域３ｂには直線状の２本の周方向溝１１Ａが設け
られ、両側区域３ａにはそれぞれジグザグ状の周方向１
９１１　Ｂが設けられている。横力向ａ１０および周方
向溝１１ＡおよびＩＩＢはブロック状の陸部１２を形成
している。１３は側ゴム層であり、これはトレッド３の
両側部の一部およびサイドウオール８の一部を覆ってい
る。１５はサイプであり、サイプ１５は陸部１２にタイ
−）・横方向に設けられている。

トレンドの外側ゴム層３Ａは発泡率Ｖ２２％の発泡ゴム
１７からなり、表１の組成物１に示す配合の外側ゴムで
ある。このため、冬期の氷雪性能は十分に維持される。

発泡ゴム１７は動的弾性率５．０×１０７６ｙｎ／ｃｎ
ｔで、ショアーＡ硬度Ｈｄ４６である。また、内側ゴム
層３Ｂは外側ゴムより高い高弾性率１０　Ｘ　１０’ｄ
ｙｒ＋／　ｃｎ！　、硬いショアーＡ硬度Ｈｄ６０を有
し、表１の組成物２に示す配合の内側ゴムで外側ゴム層
３Ａの外側ゴムのショアーＡ硬度に比較して高い硬度の
ゴムである。このため、溝幅の変化もなく、溝底の曲率
半径は大きく、動的歪も小さい。サイドウオール８は耐
屈曲性に優れた通常のサイドウオールゴムである。また
、側ゴム部１３のゴムは、耐屈曲性および耐カット性に
優れた通常ゴムであり、発泡率は零である。

発泡ゴム１７は、表１に示すように、ゴム組成物（組成
物１）、ずなわぢ、ガラス転移温度−６０゛Ｃ以下の重
合物（天然ゴム（ガラス転移温度−７２゛Ｃ）、スチレ
ンブタジェンゴム（ガラス転移温度−７３℃）、および
ポリブタジェンゴム（ガラス転移温度−１００°Ｃ）か
らなるゴム成分を含有し、かつ、これに通常の配合剤お
よび発泡剤（ジニトロソ・ペンタメチレンテトラミンお
よび尿素）を加えたものである。通常のタイヤ製造方法
にしたがって成型し、加熱・加圧し、加硫硬化後、加硫
釜内の圧力を除去する。この際、発泡ゴムは発泡し、Ｇ膨張して独立気泡（図には黒点にて示している）１８を
形成する。

（本頁、以下余白）表１＊１：ジニトロペンクメチレンテトラミン、＊２：タイ
ヤ加硫条件下のゴム単独での物性、＊：前記配合に低温
軟化剤を３０部加えたもの実施例のタイヤに用いた発泡
ゴム（組成物１）１７は、表１の下部に示すように、発
泡率Ｖ２２％で、平均気泡径３２μｍの独立気泡を有し
、気泡直径３０〜２００μｍの独立気泡を単位面積１ｍ
１２当り８４個を有している。トレンド３以外の構成お
よび製造方法は通常の空気入りラジアルタイヤと同しで
あり、詳細な説明は省略する。

このような空気入りタイヤ１は、第２〜４図に示すよう
に、トレンド３、外側ゴム層３Ａの外表面の全域で、特
に両側区域３ａにおいて、横方向溝１０および周方向溝
１１Ａ、１１Ｂの溝側面ｓ１および溝底表面Ｓ２が外側
ゴム層３Ａの発泡率Ｖ２２％より小さい通常ゴムからな
る被覆層９により被覆されているので、溝底部１０Ｃの
強度は大きく動的歪は小さい。このため、溝底の亀裂発
生はなく、タイヤの耐久性能が大幅に向上する。

次に、試験タイヤを４種類準備して本発明の効果につい
て確認したので説明する。

試験タイヤの表２に示す本発明のタイヤは、第１．２図
に示すものと同じ、比較例１はトレソトに表１の組成物
３に示すいわゆるアイスコンパウンドのみを用いたもの
、比較例２はトレッドに表１に示す組成物１の発泡ゴム
のみを用いたもの、比較例３は第１．２図に示す実施例
のタイヤにおいて、外側ゴム層に発泡率Ｖ８０％の発泡
ゴムを用いたものである。比較例１〜３の試験タイヤは
前述以外は本発明に係るタイヤの実施例と同じである。

試験は、操縦性能、氷上制動性能、雪上登板性能、乗心
地性能、ロードノイズ、耐摩耗性能および耐溝底亀裂性
能について、前述の試験法に基づいて試験した。

（来夏、以下余白）表２試験結果は、表２に比較例１を１００として指数にて示
した。本発明に係る実施例のタイヤは比較例１〜３に比
較して溝底の亀裂の発生及びサイプ底割れもなく、大幅
な性能の向上ができた。すなわち、夏期の走行時の諸性
能を十分に維持するとともに、冬期の走行時の諸性能を
大幅に向上でき２また。

（効果）以上説明したように、本発明によれば、冬期および夏期
の種々のタイヤ性能を改良維持しながら、特に氷雪性能
を向上する発泡ゴムの利点を生かし、その欠点である特
に、前記トレソトの両側区域の溝底の亀裂の発生を防止
でき、耐久性能を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明に係る空気入りタイヤを示す図であ
り、第１Ｍはその一部平面図、第２図は第１図のｎ−ｎ
矢視断面図、第３図はその要部断面図、第４図は第１図
のＴＶ−ＴＶ矢視要部断面図である。１・・・・・・空気入りタイヤ、３・・・・・・１〜レツド、３Ａ・−・・外側ゴム層、３Ｂ・・・・・・内側ゴム層、３ａ・・・・・トレッドの両側区域、９・・・・・・被覆層、ｌＯ・・・・・・横方向溝、１７・・・・・・発泡ゴム。

Claims

【特許請求の範囲】

半径方向外方に位置する外側ゴム層および内方に位置す
る内側ゴム層の少なくとも２層のゴム層からなるトレッ
ドを有し、該トレッドの少なくとも一部分にブロック状
の陸部を形成する複数の溝を有する空気入りタイヤにお
いて、前記内側ゴム層はショアーＡ硬度が５４°〜８０
°でかつ前記外側ゴム層に比してより高く、前記外側ゴ
ム層は発泡率Ｖが５％〜５０％の範囲の発泡ゴムからな
り前記トレッドの体積に占める割合は少なくとも１０％
であり、前記外側ゴム層の外表面が外側ゴム層の発泡ゴ
ムの発泡率より小さいゴムシートからなる厚さ１ｍｍ以
下の被覆層により被覆されてなることを特徴とする空気
入りタイヤ。