JPH0547404B2 - - Google Patents

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JPH0547404B2
JPH0547404B2 JP58121482A JP12148283A JPH0547404B2 JP H0547404 B2 JPH0547404 B2 JP H0547404B2 JP 58121482 A JP58121482 A JP 58121482A JP 12148283 A JP12148283 A JP 12148283A JP H0547404 B2 JPH0547404 B2 JP H0547404B2
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JP
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base rubber
rubber
tire
tread
base
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Shigeru Tomihira
Tamotsu Matsunuma
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0041Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers
    • B60C11/005Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts comprising different tread rubber layers with cap and base layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C11/0008Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • B60C2011/0016Physical properties or dimensions
    • B60C2011/0025Modulus or tan delta

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はラジアルタイヤ、更に詳しくは耐
TLB性(耐トレツド・ベルト間セパレーシヨン
性)および耐カツト・チツピング性がタイヤ発熱
性を損うことなく改善され、ひいてはタイヤの走
行寿命が著しく改善された重車両用ラジアルタイ
ヤに関するものである。 一般にトラツク・バス用や建設車両用タイヤに
おいては、積載量の増加並びに高速化に伴い低発
熱性が要請されると共に悪路走行におけるトレツ
ド・ベルト間セパレーシヨンの防止を含む耐セパ
レーシヨン性改善への要求が高まり、耐摩耗性、
耐発熱性等の他の特性を損なうことなく耐久性を
向上させることはタイヤにとつて極めて重要であ
る。かかる耐久性向上の要求はトレツド・キヤツ
プゴムの耐摩耗性や耐カツト・チツピング性を向
上させることによる長寿命化と併行して生じたも
のである。つまり従来のタイヤにおいては、トレ
ツド・キヤツプゴムの耐摩耗性や耐カツト・チツ
ピング性を高めると一般に該ゴムの発熱性レベル
が高くなる傾向にあり、従つてベースゴムの発熱
性や耐久性、特に悪路走行での耐TLB性等の疲
労耐久性を著しく改善する必要がある。 現に、従来悪路用の重車両用タイヤにおいて
は、走行中にトレツド・ベルト間セパレーシヨン
を引きおこし、供用開始初期における使用寿命の
低下を発生させる問題および走行末期に極端な外
観不良を伴うカツト損傷により、更生不可能とな
るような問題が多く発生していた。 上記問題を解決する手段として、例えば特開昭
58−8407号公報にベースゴムに1,2結合単位が
65〜90モル%の本質的に無定形なポリブタジエン
(以下HV・BRと言う)を、天然ゴム(NR)お
よび/またはポリイソプレンゴム(IR)とブレ
ンドで5〜50重量%添加して成るゴム組成物を使
用することが開示されているが、特に悪路走行用
の重車両用ラジアルタイヤに適用した場合には、
ベースゴムの耐久性の向上に若干の効果はみられ
るも、トレツドの発熱性の抑制や耐TLB性の改
良効果として大きいベースゴムの耐カツト性向上
に関して充分とは言えず、またHV−BR添加の
ため、材料価格上昇等の問題もあり、未だ悪路走
行タイヤの実用化に対して障害が残されている。 また特開昭49−80703号公報にもみられるよう
に、走行時内部発熱性を低下させるため、ベース
ゴムのクラウン中央部とシヨルダー部における走
行時変形様式に応じ、該変形様式に合致した低発
熱性の2種以上の異なるゴム材料をタイヤの幅方
向に並列的に配置せしめた、ベースゴムを分割形
状としたタイヤも提案されている。しかしベース
ゴムをかかる形状とすることにより、タイヤの発
熱性を抑制する点ではかなり効果はみられるもの
の、使用されるゴムが本質的に低発熱性指向のゴ
ムであるので、耐カツト性が著しく劣り、本発明
で意図する耐TLB性の改善については全く効果
がないことが本発明者らによつて確認された。 よつて本発明者らは上記技術的問題点の解決に
とりくみ、ベーストレツド構造の配置形状に注目
し、種々研究の結果、ラジアル構造のカーカス
と、このカーカスのクラウン部外周を取囲むスチ
ールコードで補強されたベルトによるケーシング
補強を有し、ケーシングがトレツド・キヤツプゴ
ムとトレツド・ベースゴムとの二重積層構造より
なるトレツドを備えた重車両用ラジアルタイヤに
おいて、クラウン部内側に配置されるとトレツ
ド・ベースゴムを、第1図〜第3図に示すよう
に、ベースゴムAおよびベースゴムBを並列的に
配置することにより構成し、クラウン中央部に配
置するベースゴムAを耐衝撃カツト性の良好なゴ
ム組成物から構成し、シヨルダー部に配置するベ
ースゴムBを特に低発熱性のゴムから構成し、ベ
ースゴムAとBの関係を特定化することにより、
トレツド・ベースゴムがタイヤ発熱性を損うこと
なく、耐カツト性をも大幅に向上するため、ラジ
アルタイヤの発熱性およびタイヤの諸特性を損な
うことなく耐久寿命を著しく改善し得ることを確
かめ本発明を達成するに至つた。尚第1図〜第3
図において、1はトレツド、2はカーカス、3は
ベルト、4はベースゴムA、5はベースゴムBを
示す。 本発明のラジアルタイヤは、トレツド・ベース
ゴムが最外層ベルト幅より広くタイヤ幅方向に形
成しかつ厚さを2〜10mmの範囲に配置したベース
ゴムAと、このベースゴムAの両側に配置したベ
ースゴムBとからなり、上記ベースゴムAおよび
Bが次の関係: A:W=tanδA/|EA*|×νA/νA+νB+tan
δB/|EB*|×νB/νA+νB<3×10-9cm2/ダイン B:tanδA/|EA*|>tanδB/|EB*| C:tanδA×|EA*|≧9.5×106ダイン/cm2 (上式中EA*,tanδA,νAはベースゴムAの動
的複素弾性率、損失正接および体積を示し、
EB*,tanδB,νBはベースゴムBの動的複素弾性
率、損失正接および体積を示す)を満足とするこ
とを特徴とする。 尚上記A,BおよびC式の不等式による数値限
定の臨界的および技術的意義は次の通りである。
A式は、ベースゴムA及びベースゴムBを一定以
上の高弾性率にしかつヒステリシスロスを小さく
することにより、ベーストレツドの変形を押え、
低燃費とすることを示す。3×10-9cm2/ダイン以
上となる発熱が大きくなる。次にB式により、相
対的にtanδAを高く、EA *を小さくすることによ
り、ベーストレツドの中央部の耐カツト性を向上
し、tanδBを低く、EB *を大きくすることによりベ
ーストレツドの両側部の発熱を押えるものであ
り、分割ベーストレツドの中央部と両側部とを如
何に機能分離するかの技術思想が示されている。
そしてC式は、ベーストレツドの中央部について
両側部に比較してtanδA及びEA *を大きくするこ
とにより耐カツト性を向上するための必要な限界
を明示したものである。 本発明においてベースゴムAとベースゴムBの
上記関係式Wを3.0×10-9cm/ダイン以下とし、
ベースゴムAをタイヤ幅方向に対し最外層ベルト
幅より広く構成する理由は、タイヤの発熱性と耐
カツト性の効果で最適なバランス域を設計するた
めである。 またベースゴムの厚さを2〜10mmと限定するの
は、2mm未満では耐カツト性向上に効果なく、10
mmを越えると発熱性が悪化するためである。 尚、本発明のタイヤにおいて、悪路走行ラジア
ルタイヤとして耐TLB性および耐カツトチツピ
ング性(末期外観改良を含む)を更に大幅に向上
するには、ベルトの最外層に曲げ剛性(εk)の低
いスチールコードを他の部分より打込みを密にし
て配置形成したベルト層を組み合わせれば、より
一層効果を発揮できるもので、具体的には曲げ剛
性(εk)が5〜55Kg・mm2のものを層撚りまたは単
撚りでゴムの浸透を改良した撚構造と組み合わせ
たものを、0.2〜0.8mmの範囲のコード間で打ち込
み最外層ベルト層を形成したものである。 これに関して、従来から通常のベルト用ゴム引
きコードに用いられたスチールコードの曲げ剛性
(εk)の値は、ほぼ130Kg・mm2前後であつた。曲げ
剛性(εk)は、一般に曲率半径をRとおいて、単
位1/Rの変化に対するモーメントMの変形量の
割合い、即ち次式 εk=dM/d(1/R)=MR …(1) で与えられ、一方材料力学に従い MR=EI …(2) 但しE:ヤング率、I:慣性モーメントの関係
は周知の通りである。 また両端支持針における中点集中荷重Fによる
変形挙動につきδmax=Fl3/48EI(但しl:支持ス パン)が与えられているので、結局 εk=l3/48・F/δmax …(3) で表わされ、これからεkを求めることができる。 いま支持スパンを50mmにとつた3点曲げ試験機
を用いて変形過程の変位(ω)−荷重(F)曲線をプ
ロツトし、その直線部分の傾き(F2−F1)/
(ω2−ω1)から次式 εk=503/48×(F2−F1)/(ω2−ω1) …(4) により、スチールコードの曲げ剛性(εk)を定義
することができる。従つて εk=2604×F2−F1/ω2−ω1Kg・mm2 …(5) 本発明においては、既に述べたように(5)式で算
出される曲げ剛性(εk)の値が5〜55Kg・mm2の範
囲、好ましくは10〜50Kg・mm2の範囲で前記目的に
達して有利に適合することができる。 尚前記ベース・ゴムAおよびBの容積は以下の
ようにして求めることができる。 ベースゴムAおよびBの容積は、径方向に切断
したタイヤにおいて断面積を測定することによつ
て近似的に求められる。測定は周上10ケ所を切断
した後バフすることによりキヤツプゴムとベース
ゴムAおよびBの境界を出し、用紙にトレースし
た後にプラニメータを使用し、10ケ所の平均値を
求めることにより行う。また物性としての動的複
素弾性率(E*)、損失正接(tanδ)は岩本製作所
製粘弾性スペクトロメーターを使用し、試験片は
幅5mm、厚さ2mm、長さ30mmの短冊状サンプルを
作成しチヤツク間距離20mmにて用い、初期歪5%
の延伸下で、動歪1%、周波数50Hz、温度25℃に
て測定した値という。 次に本発明のラジアルタイヤのタイヤ性能改善
効果を、次の第1表に示すトレツド・キヤツプゴ
ムと、第2表に示すベースゴムAおよびBを用い
た第1図に示すトレツドを備えるタイヤサイズ
10.00R20,14プライのラグタイプ(悪路パター
ン)の7種のTBRタイヤおよびトレツド・ベー
スゴムを用いない同様のタイヤについて確認実験
した結果によつて説明する。 供試タイヤは、(3+9+15)×0.175mm+1・
0.15mmのスチールコードを、8本/25mmの打込み
密度にてラジアル配列とした、1プライのカーカ
ス構造であり、またこのカーカスのクラウン部を
取巻いて、合計4層のベルト各層には3×0.20mm
+9×0.38mmのスチールコードを、第1層に9
本/25mm、第2,3および4層に14本/25mmの打
込み密度をそれぞれ適用して、タイヤの周方向に
対し第1層は50゜右上り、第2,3および4層の
各層は何れも20゜をそれぞれ右上り、左上りとな
るコード配列とした。
【表】
【表】
【表】 タイヤ性能の評価基準は次の通りである。 A.耐カツト性 実車3万Km走行後トレツドの中心を挾む幅10
cm、周方向長さ30cmの領域にてトレツドゴムを剥
ぎとり、ベルトに達するカツト損傷の数を調べ、
評価した。 B.耐TLB性 耐カツト性調査領域におけるTLB発生面積
(cm2)で評価した。 C.末期トレツド外観 実車3万Km走行後のタイヤのトレツド・キヤツ
プゴム面の外観を4段階で評価した。 ◎…極めて良好〇…良好 △…やや劣る ×…劣る。 D.発熱温度 直径6mのドラム上で、内圧7.25Kg/cm2、JIS荷
重100%負荷で60Km/Hで1時間走行後のトレツド
内温度(表面から15mmの部分)を測定し、評価し
た。 E.発熱ドラム耐久 直径6mのドラム上で内圧7.25Kg/cm2、JIS荷重
100%負荷で60Km/Hで12時間走行後、140%負荷
で60Km/Hで24時間完走の有無を調べた。 前記8種のタイヤにつきベースゴム物性と試験
結果を次の第3表に示す。 第3表からタイヤNo.1及びNo.5の実施例のタイ
ヤは、耐カツト性、耐TLB性、末期トレツド外
観、発熱温度および発熱ドラム耐久のすべての性
能が良好であるが、No.2〜4および7の比較例の
タイヤは発熱温度および発熱ドラム耐久の性能が
不良であり、No.6の比較例のタイヤは耐カツト
性、耐TLB性および末期トレツド外観の性能が
不良であり、No.8の比較例のタイヤは、耐カツト
性、耐TLB性および末期トレツド外観の性能が
劣ることがわかる。
【表】 以上説明してきたように、本発明のタイヤは前
記のような構成とすることにより、耐カツト性の
改善にあわせて耐TLB性が顕著に向上し、しか
も第1表から明らかなように発熱性および発熱ド
ラム耐久性においても従来のタイヤと同等以上の
結果を示し、悪路走行後においても、走行末期極
端な外観不良に伴うカツト損傷を受けることなく
更生も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図はそれぞれ本発明の一例タイヤのト
レツドクラウン部の断面図である。 1…トレツド、2…カーカス、3…ベルト、4
…ベースゴムA、5…ベースゴムB。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ラジアル構造のカーカスと、このカーカスの
    クラウン部外周を取囲むスチールコードで補強さ
    れたベルトによるケーシング補強を有し、ケーシ
    ングがトレツド・キヤツプゴムとトレツド・ベー
    スゴムとの二重積層構造よりなるトレツドを備え
    た重車両用ラジアルタイヤにおいて、 上記トレツド・ベースゴムが、最外層ベルト幅
    より広くタイヤ幅方向に形成しかつ厚さを2〜10
    mmの範囲に配置したベースゴムAと、このベース
    ゴムAの両側に配置したベースゴムBとからな
    り、上記ベースゴムAとベースゴムBが次の関係 A:W=tanδA/|EA*|×νA/νA+νB+tan
    δB/|EB*|×νB/νA+νB<3×10-9cm2/ダイン B:tanδA/|EA*|>tanδB/|EB*| C:tanδA×|EA*|≧9.5×106ダイン/cm2 (上式中EA*,tanδA,νAはベースゴムAの
    動的複素弾性率、損失正接および体積を示し、
    EB*,tanδB,νBはベースゴムBの動的複素弾性
    率、損失正接および体積を示す)を満足すること
    を特徴とする重車両用ラジアルタイヤ。
JP58121482A 1983-07-06 1983-07-06 重車両用ラジアルタイヤ Granted JPS6015203A (ja)

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JPS6015203A JPS6015203A (ja) 1985-01-25
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