JPH0323367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、トレツド踏面部に発泡ゴムが用い
られた空気入りタイヤに関する。

従来の技術 一般に、舗装路面に加えて氷雪路面をも走行す
ることができる、いわゆるオールシーズンタイヤ
としては、粉塵問題および路面の損傷を避けたス
タツドレスタイヤあるいはトレツドに独立気泡を
有する発泡ゴムを用いたタイヤが提案されてい
る。

従来、前述のような発泡ゴムをトレツドに用い
た空気入りタイヤ３０としては、例えば第５図に
示すようなものが知られており、トレツド３１に
周方向溝３２および横方向溝（図示していない）
を形成し、これによりブロツク状の陸部３３を画
成したものである。なお、このような陸部として
は、横方向溝により画成されたラグの場合もあ
る。そして、これらの陸部３３にはタイヤ３０の
氷雪性能、偏摩耗性等をさらに向上させるため
に、半径方向内側に向かつて延びる複数のサイプ
３５が形成されている。

発明が解決しようとする課題 ここで、前述のような空気入りタイヤ３０は、
走行時に種々の外力がトレツド３１に繰返し作用
するが、該トレツド３１が前述のように発泡ゴム
で構成されている場合にはサイプ３５の半径方向
内端３５ａの近傍に亀裂、いわゆるサイプ割れ３
７が発生するという問題点がある。

この発明は、氷雪性能を維持しながらサイプ割
れの発生を効果的に抑制することができる空気入
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 このような目的を達成するため、発明者はトレ
ツド踏面部に発泡ゴムを用いた空気入りタイヤの
走行時におけるサイプの動的状態につき種々の研
究を行い、以下のような知見を得た。即ち、発泡
ゴムからなるトレツド踏面部は剛性、強度が比較
的小さいため、負荷転動時におけるトレツド踏面
部の動的歪が大きくなり易い、という知見であ
る。

このような知見に基ずき、本発明者はさらに研
究を重ね、以下のような解決手段を見出したので
ある。即ち、トレツド踏面部を、半径方向外側に
位置し路面に接する外側ゴム層と、半径方向内側
に位置する内側ゴム層との２層のゴム層から構成
し、外側ゴム層を発泡ゴムから構成するととも
に、内側ゴム層をシヨアーＡ硬度が外側ゴム層の
シヨアーＡ硬度より高いゴムから構成し、さら
に、陸部に設けたサイプの半径方向内端を内側ゴ
ム層内に位置させたのである。

また、本発明者はこの研究中にサイプ割れの発
生をさらに強力に抑制する手段を見出したのであ
る。即ち、前記陸部の中央部分に重なり合うサイ
プの中央部においてサイプ深さを深くすることで
ある。

したがつて、本発明は、トレツド踏面部に発泡
ゴムを用い、かつ、該トレツド踏面部に陸部を画
成する複数の溝を形成するとともに、該陸部に半
径方向内側に向かつて延びる複数のサイプを設け
た空気入りタイヤにおいて、前記トレツド踏面部
を半径方向外側に位置し前記発泡ゴムからなる外
側ゴム層と、半径方向内側に位置しシヨアーＡ硬
度が外側ゴム層のシヨアーＡ硬度より高い内側ゴ
ム層とから構成し、かつ、前記サイプの半径方向
内端を内側ゴム層内に位置させている空気入りタ
イヤである。

作 用 この発明では、陸部に設けたサイプの半径方向
内端を、外側ゴム層（発泡ゴム）より動的歪が小
さく、かつ剛性、強度が高い内側ゴム層内に位置
させたので、サイプの半径方向内端に生じる破断
力が低減し、この結果、サイプ割れが効果的に抑
制されるのである。

また、陸部の中央部分は前記サイプ割れの発生
し易い箇所であるが、このような陸部の中央部分
に位置するサイプの中央部のサイプ深さを深くし
たので、該サイプの中央部の半径方向内端に生じ
る破断力がさらに低減され、サイプ割れの発生が
さらに強力に抑制されるのである。

実施例 以下、この発明の第１実施例を図面に基づいて
説明する。

第１，２図において、１は空気入りタイヤであ
り、このタイヤ１はケース２と、このケース２の
クラウン部２ａの半径方向外側をシヨルダー４間
において被覆するトレツド３とを有する。前記ケ
ース２は一対のビード部５と、一方のビード部５
から他方のビード部５まで延びゴム引きコードか
らなるトロイダル状のカーカス部６と、カーカス
部６のクラウン部の半径方向外側に配置され円周
方向に延びる公知の非伸張性ベルト部７とを有
し、また、このケース２の軸線方向両外側には耐
屈曲性に優れた通常のゴムからなるサイドウオー
ル８が配置されている。

前記トレツド３は２層のゴム層、ここでは半径
方向外側に位置し路面に接する外側ゴム層３Ａ
と、半径方向内側に位置する内側ゴム層３Ｂの２
層のゴム層から構成されたトレツド踏面部３Ｃ、
およびこのトレツド踏面部３Ｃの幅方向両側に配
置された側ゴム部３Ｄからなる。なお、図面には
外側ゴム層３Ａと内側ゴム層３Ｂと境界を仮想線
で示している。

前記外側ゴム層３Ａは発泡ゴム１７、即ち内部
に多数の独立気泡１８を有するゴムから構成さ
れ、その発泡率Ｖは５〜50％の範囲が好ましい。
その理由は、発泡率Ｖが５％未満であると、低温
時において発泡ゴム１７の柔軟性が低下するから
であり、一方、50％を超えると、耐摩耗性能が低
下して乾燥路面での使用に制限を受けるからであ
る。なお、前記発泡率Ｖは５〜30％の範囲がさら
に好ましい。ここで、発泡ゴム１７の発泡率Ｖは
以下の式 Ｖ＝（ρ₀／ρ₁−１）×100（％） ……(1) により算出する。ここで、ρ₀は発泡ゴムのゴム固
相部の密度（ｇ／cm³）、ρ₁は発泡ゴムの密度
（ｇ／cm³）である。

また、前記発泡ゴム１７の独立気泡１８の平均
気泡径は５〜150μｍが好ましい。その理由は、
5μｍ未満では、氷雪性能の改良効果が少なくな
るからであり、逆に、150μｍを超えると、耐摩
耗性能が大幅に低下するとともに、発泡ゴム１７
の歪み復元力が低下するため、走行によりタイヤ
１の陸部の変形、サイプの目詰まりなどが発生し
て氷雪性能が低下し、しかも、耐カツト性が低下
してブロツク欠けが生じたり、さらには、製造時
に安定した形状を得ることが困難となるからであ
る。また、前記外側ゴム層３Ａを幅方向にほぼ３
分割した場合、その中央区域は気泡直径が30〜
120μｍの独立気泡１８を単位面積１mm²当り20個
以上含有することが好ましい。その理由は、20個
未満であると、独立気泡１８により外側ゴム層３
Ａの表面に生じる凹凸状態が充分でなく、氷雪性
能が充分に発揮できないからである。なお、前記
独立気泡１８の個数は30個以上がさらに好まし
い。

さらに、前記外側ゴム層３Ａはトレツド３の全
体積の10％以上の体積を有することが好ましい。
その理由は、10％未満であると、氷雪性能の改良
効果が少ないためである。なお、この占有割合は
10〜70％の範囲がさらに好ましく、40〜60％の範
囲が最も好ましい。このようなことから前記外側
ゴム層３ＡのシヨアーＡ硬度は35〜53度の低い値
となる。

そして、このような外側ゴム層３Ａを構成する
発泡ゴム１７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つて加熱加圧する
ことにより成形される。ここで、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、ベンゼンスルフオニルヒドラジド、高沸
点炭化水素化合物の樹脂ミクロカプセルが用いら
れる。

一方、内側ゴム層３ＢはシヨアーＡ硬度が前記
外側ゴム層３ＡのシヨアーＡ硬度より高いゴムか
ら構成され、その値は54〜80度の範囲が好まし
い。その理由は、54度未満では、溝幅の狭小化を
抑制する効果が充分ではなく、一方、80度を超え
ると、氷雪性能が低下するからである。この結
果、この内側ゴム層３Ｂは通常ゴム（無発泡ゴ
ム）または外側ゴム層３Ａより発泡率の低い発泡
ゴムから構成される。

さらに、側ゴム部３Ｄは発泡率が実質上零で耐
屈曲性、耐カツト性に優れた通常ゴムから構成さ
れ、第２図に示すように、トレツド踏面部３Ｃを
シヨルダー４の近傍の位置４ａのみならず後述す
る横方向溝１０の溝底の一部１０ｂまで覆つてい
る。なお、この側ゴム部３Ｄは位置４ａからさら
にシヨルダー４まで延びてトレツド踏面部３Ｃを
覆つていてもよい。

そして、このトレツド３は、外側ゴム層３Ａ、
内側ゴム層３Ｂ、側ゴム部３Ｄを押出し機で同時
に押出して製造するようにしてもよく、個別にシ
ート状に押出した後、貼り合わせて製造するよう
にしてもよい。

前記トレツド３を幅方向にほぼ３分割したとき
の両側区域３ａおよび中央区域３ｂには、トレツ
ド３の幅方向に延びる横方向溝１０がタイヤ１の
周方向にほぼ等距離離れて複数個形成されてい
る。また、中央区域３ｂには直線状の２本の周方
向溝１１Ａが形成され、また、両側区域３ａには
それぞれジグザグ状に折れ曲がつた周方向溝１１
Ｂが形成されている。そして、これら横方向溝１
０および周方向溝１１Ａ，１１Ｂにより、トレツ
ド踏面部３Ｃにはブロツク状の複数の陸部１２が
画成される。ここで、このような横方向溝１０お
よび周方向溝１１Ａ，１１Ｂは、トレツド踏面部
３Ｃを外側ゴム層３Ａと、シヨアーＡ硬度が外側
ゴム層３Ａより高い内側ゴム層３Ｂとから構成し
ているので、前述のように溝底における亀裂発生
が効果的に抑制される。１５は陸部１２に設けら
れた複数のサイプであり、各サイプ１５は、この
実施例においては第１，２，３図に示すように、
陸部１２の途中において終了する半盲タイプであ
り、その終端には牽引性能および制動性能を向上
させるため、サイプ１５の幅より大径で断面円形
の逃げ穴が形成されている（特開昭61−261109号
公報参照）。また、これらのサイプ１５はタイヤ
１の軸方向に延びるとともに、陸部１２の表面１
２ａから半径方向内側に向かつて深さＤ１５だけ
切り込まれ、その半径方向内端１５ａ、ここでは
外側ゴム層３Ａ内に位置する両側端部を除く主要
部１５ｂが内側ゴム層３Ｂ内に位置している。そ
して、このようなサイプ１５の半径方向内端１５
ａを内側ゴム層３Ｂ内に位置させると、前述のよ
うにサイプ割れの発生を効果的に抑制することが
できるのである。ここで、サイプ１５の半径方向
内端１５ａの全長をＬ１５ａとしたとき、前記半
径方向内端１５ａの主要部１５ｂの長さＬ１５ｂ
は前記全長Ｌ１５ａの75％以上であことが好まし
く、90％以上がさらに好ましい。また、前記サイ
プ１５のサイプ厚さは一般的には0.3mmから３mm
である。

次に、この発明の第２実施例を図面に基ずいて
説明する。

この実施例のタイヤ２１は基本的には前記第１
実施例のタイヤ１とほぼ同様であるので、タイヤ
１と同一構成については同一符号を符して説明は
省略する。第４図において、タイヤ２１はサイプ
２５が設けられた陸部１２を有し、各サイプ２５
は、その半径方向内端２５ａまでのサイプ深さＤ
２５が、内側ゴム層３Ｂ内に位置している部位の
うち、陸部１２の中央部分１２ｂに重なり合う中
央部において他の部位より深く、ここではサイプ
深さＤ２５Ａとなつている。このようにサイプ２
５の深さを一部において深くしてやれば、該深い
部位の半径方向内端２５ａに生じ破断力が他の部
位における破断力より小さくなる。ここで、陸部
１２の中央部分１２ｂはサイプ割れの発生し易い
場所であるため、前述のようにこの中央部分１２
ｂに位置するサイプ２５の中央部のサイプ深さを
深くすることにより、サイプ割れの発生をさらに
強力に抑制することができるのである。なお、こ
のようにサイプ深さを深くすると、該深い部位の
陸部１２の剛性を低下させることができる。さら
に、前述のようにサイプ深さＤ２５Ａを変化させ
ると、変曲点２５ｃに応力集中が生じるが、これ
ら変曲点２５ｃは剛性、強度が高い内側ゴム層３
Ｂ内に位置しているため、サイプ割れが生じるよ
うなことはない。

次に、試験例を説明する。この試験に当つて
は、タイヤサイズが165SR13である比較タイヤ
１，２，３と本発明を実施した供試タイヤ１，２
とを準備した。ここで、供試タイヤ１は第１実施
例で説明した構造のタイヤであり、外側ゴム層を
別表１の組成物１に示す発泡ゴムによつて構成
し、一方、内側ゴム層を組成物２に示す通常ゴム
によつて構成している。なお、トレツドの全体積
に対する外側ゴム層の体積は45％であり、また、
外側ゴム層の厚さ（ゴムゲージ）は周方向溝の溝
深さの60％であり、さらに、各サイプの厚さは約
0.5mmであるとともに、各サイプのサイプ深さは
周方向溝の溝深さの70％であり、これらサイプの
半径方向内端の内側ゴム層への侵入量は約１mmで
あつた。また、供試タイヤ２は構造が供試タイヤ
１と同様であるが、サイプの深さを第２実施例、
第４図のようにサイプの中央部において深くした
タイヤである。さらに、比較タイヤ１はトレツド
を別表１の組成物３に示す、いわゆるアイスコン
パウンドゴムのみによつて構成したタイヤであ
り、比較タイヤ２はトレツドを別表１に示す組成
物１の発泡ゴムのみによつて構成したタイヤであ
り、さらに、比較タイヤ３は供試タイヤ１の外側
ゴム層を発泡率Ｖが80％の発泡ゴムから構成する
とともに、各サイプのサイプ深さを周方向溝の溝
深さの50％として、これらサイプの半径方向内端
を外側ゴム層内で終わらせたタイヤである。な
お、比較タイヤ１，２，３における他の構成は前
記供試タイヤ１と同様である。

ここで、別表１における平均気泡径、発泡率
Ｖ、独立気泡数、発泡ゴムの動的弾性率の測定方
法について説明する。

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発泡ゴ
ムからブロツク状の試料を切り出し、この試料
断面の写真を倍率100〜400光学顕微鏡で撮影し
た後、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Ｖは、前記試料を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／cm³）を測定し、一方、無発泡ゴム（固相
ゴム）から切り出した同様の試料に基ずいて密
度ρ₀（ｇ／cm³）を測定し、前記式(1)を用いて求
めた。

独立気泡数 試験タイヤの発泡ゴムからブロツク状の試料
を切り出し、この試料断面の写真を倍率100〜
400の光学顕微鏡で撮影し、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４
mm²以上に亘つて測定し、独立気泡の単位面積１
mm²当りの気泡数（個）を計算した。

発泡ゴムの動的弾生率 試験タイヤの発泡ゴムから長方形の試料（幅
4.6mm、長さ30mm、厚さ２mm）を切り出し、動
的弾生率計（岩本製作所(株)製）を用いて温度30
℃、振動数60Hz、振幅歪１％にて測定した。

次に、前述のような各タイヤの操縦性能、氷上
制動性能、雪上登坂性能、乗心地性能、ロードノ
イズ、耐摩耗性能および耐サイプ割れ、耐溝底亀
裂性能について、以下の試験方法に基ずき試験し
た。

操縦性能 試験タイヤを市販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、比較タイヤ１の性能を100として指数
表示した。ここで、数値が大きいほど操縦性能
は良好である。

氷上制動性能 各試験タイヤを排気量1800c.c.の乗用車に装着
した後、外気温−５℃の氷上で制動距離を測定
し、比較タイヤ１の性能を100として指数表示
した。ここで、数値が大きいほど制動性能は良
好である。

雪上登坂性能 各試験タイヤを排気量1800c.c.の乗用車に装着
した後、外気温−５℃、登坂勾配７％の50ｍの
雪路における登坂タイムを計測し、比較タイヤ
１の性能を100として指数表示した。ここで、
数値が大きいほど登坂性能は良好である。

乗心地性能 試験タイヤを市販の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、比較タイヤ１の性能を
100として指数表示した。ここで、数値が大き
いほど乗心地性能は良好である。

ロードノイズ性能 各試験タイヤを排気量1800c.c.の乗用車に装着
し、ロードノイズ計測器にて特定のロードノイ
ズ試験路を走行したときの音圧を測定した。

耐摩耗性能 各試験タイヤを排気量1800c.c.の乗用車に装着
した後、一般公道を10000Km走行して溝深さの
変化量を測定し、比較タイヤ１の性能を100と
して指数表示した。ここで、数値が大きいほど
制動性能は良好である。

耐サイプ割れおよび耐溝底亀裂性能 各試験タイヤを排気量1800c.c.の乗用車に装着
して一般公道を20000Km走行させ、サイプ割れ
および溝底の亀裂発生状況を観察した。

このような各試験の結果を別表２に比較タイヤ
１を指数100として示す。この別表２から明らか
なように、本願発明を適用した供試タイヤ１，２
にあつてはサイプ割れの発生および溝底の亀裂の
発生がなくなつている。また、他の性能について
は、殆ど低下がないかあるいは向上しており、オ
ールシーズンタイヤとして充分使用することがで
きる。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、氷雪
性能等を維持しながらサイプ割れの発生を効果的
に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すその一部
平面図、第２図は第１図の−矢視断面図、第
３図はその要部概念図、第４図はこの発明の第２
実施例を示す第３図と同様の要部概念図、第５図
は従来タイヤの要部概念図である。 １，２１……空気入りタイヤ、３……トレツ
ド、３Ａ……外側ゴム層、３Ｂ……内側ゴム層、
３Ｃ……トレツド踏面部、１０，１１Ａ，１１Ｂ
……溝、１２……陸部、１５，２５……サイプ、
１７……発泡ゴム。

【表】

【表】 ＊２ タイヤ加硫条件下のゴム単独での物性
、
＊３ 前記配合に低温軟化剤を30部加えたも
の

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トレツド踏面部に発泡ゴムを用い、かつ、該
   トレツド踏面部に陸部を画成する複数の溝を形成
   するとともに、該陸部に半径方向内側に向かつて
   延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤにお
   いて、前記トレツド踏面部を半径方向外側に位置
   し前記発泡ゴムからなる外側ゴム層と、半径方向
   内側に位置しシヨアーＡ硬度が外側ゴム層のシヨ
   アーＡ硬度より高い内側ゴム層とから構成し、か
   つ、前記サイプの半径方向内端を内側ゴム層内に
   位置させていることを特徴とする空気入りタイ
   ヤ。 ２ 前記陸部の中央部分に重なり合うサイプの中
   央部においてサイプ深さを深くした請求項１記載
   の空気入りタイヤ。