JPS5911903A - タイヤ - Google Patents

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】 この発明はタイヤに関するものである。この発明におい
てタイヤとは、航空機・自動車・バイク自転車などの運
搬車輌や建設機械・鉱山機械その他に用いられるゴム製
タイヤで、チユーブ入りタイヤ及びチユーブレスタイヤ
のいづれをも含むものとする。次に識別層とは、タイヤ
のトレツド内に配置され、トレツド接地面の摩耗により
露出した該層が、肉眼、ブラツクライト、触感・導通・
■気のいづれかにより表示検知されることを特徴とする
層をいう。自動車用タイヤの種類を例示すれば次のよう
なものがある、ａ）舗装路面用タイヤ・非舗装路面用タ
イヤ（ユニバーサルトレツドタイヤ）・高走行性タイヤ
・採石場又は木材集積場用タイヤ・内圧調節可能タイヤ
・アーチタイヤ・ワイドプロフアイルタイヤ・エアーロ
ーラー・建設道路機械用タイヤ・トレーラー用タイヤ・
スポーツ及び競走車用タイヤ、その他、以上のように大
別される。

従来のタイヤでは、その接地面に設けられたトレツドは
同一配合のゴムから成るか、あるいはトレツドの接地面
に耐摩耗性の大きいゴム層を配置しその背面に弾力性の
大きいゴム層を配置した２層から成る構である。またタ
イヤはトレツド・ブレーカー・コード・カーカス・サイ
ドウオールなどの未加硫部材を集め、一体として加硫し
たものである。第１図に通常のトレツドの断面図を示す
。ａ）は新しいトレツド，ｂ）はブレーカー，ｃ）はカ
ーカスを夫々示し，ｄ）はトレツドの接地面，ｅ）はト
レツド溝の底、ｆ）はトレツドの高さを夫々表す。第２
図は摩耗したトレツドの断面図で、ａ′）は摩耗したト
レツド、ｆ′）はトレツドの残存高さ（以下トレツドの
高さと呼ぶ）を示す。トレツドの高さは道路との摩擦係
数いいかえれば車の制動距離など走行中の安全性に関係
があり、一般に乗用車が晴天に普通の道路を走るときは
トレツド高さが１．６ｍ／ｍ以上あることが好ましいと
されており、新しい乗用車タイヤの場合にはトレツド高
さは１０ｍｍ前後であるが、特殊な車種に使用するタイ
ヤでは２０ｍｍを超えるものもある。トレツドパターン
（トレツド接地面のデザイン）は、自動車タイヤの場合
リブ型・ラグ型・ブロツク型その他車種と使用目的に適
合したものが採用されている。航空機用タイヤの場合は
トレツドパターンが全然ないか、あつても単純な円周方
向の溝とか凹みであることが多いが、これは寸法・重量
の制限、負荷能力の要求（乗用車やトラツクではタイヤ
重量の４０〜５０倍の負荷であるが、航空機ではその約
１０倍の４００倍にも達する）、常用内圧が高い、着陸
時に大きな衝撃を受けるなどの条件のために、耐久力を
ある程度犠牲にしている為である。以上のようなトレツ
ド構造を持つたタイヤが一般的に採用され、自動車の場
合にはトレツド高さがデプス型ノギスその他の測定手段
により定期又は不定期に測定され、航空機等についても
同様である。

然しながら、ａ）タイヤの寿命は■■■バイアスタイヤ
の場合で２５，０００ｋｍから４０，０００ｋｍ、スチ
ールラヂアルタイヤの場合で５０，０００ｋｍから８０
，０００ｋｍであり、１ケ月の摩耗量が１ｍｍ前後の場
合が多く、トレツドの摩耗チエツクを運転者が怠る傾向
があること、ｂ）トレツドの高さが低いと雨天時のハイ
ドロプレーニング現象を起しやすいため、乗用車でも２
〜３ｍｍのトレツド高さが望ましいこと。ｃ）タイヤは
必ずしも均一に摩耗するものではなく、第３図に示すよ
うな偏摩耗あるいは局部摩耗がタイヤの品質以外の原因
で起る場合が多い。これらの偏摩耗あるいは局部摩耗を
的確に測定することが日常の保守作業において要求され
る。トレツド摩耗の測定方法としては、ａ）トレツド凸
部の高さの摩耗量をデプスゲージ型ノギスで測定する（
欠点、測定精度が±０．５ｍｍと低い）、ｂ）摩耗した
ゴムの総量を測定する（欠点、タイヤの取はずしとクリ
ーニングが必要になる、摩耗の平均値を求められるにす
ぎない）、ｃ）室内試験（欠点、再現性に乏しい）、ｄ
）あらかじめトレツドゴムにペンキを塗つておく（欠点
、トレツドゴムの性質とは無関係に、トレツドパターン
の形状や構造のみに関係ある数値が求められる傾向があ
る）、ｅ）あらかじめタイヤにトレツドマークを設けて
置く、トレツドパターンの溝が一部浅くなつており、そ
の部分の溝が消失すると使用限界を示すもの（欠点、現
実に使用されており、良い方法であるが摩耗時に空気の
冷却不均一の可能性があること、視覚に訴える訴求力が
やつ弱いこと）など、それぞれに長短があり、測定方法
が繁雑であることが多い、偏摩耗や局部摩耗の発見に時
間がかかるなどの共通した欠陥があり、従つて現実には
まだ使用可能の状態であるのに廃棄するか、あるいは摩
耗が進んで危険な状態であるのに使用しているかのいず
れかであることが多い。

タイヤおよびホイールの偏心または曲り、２）ハブおよ
びスピンドルの偏心または曲り、３）ベアリングとキン
グピンのガタ、４）回転部分のアンバランスが考えられ
、第３図のＣに示すような一部分の早期異常摩耗は原因
として、１）急激なブレーキまたは急発進、２）タイヤ
内部にキヤンバスを入れた場合、が考えられ、第３図の
ｄのような摩耗のとき、すなわち片側のシヨルダー（主
として外側）だけが異常に早く摩耗するときは、原因と
してキヤンバー、トーインの不良の他にひんぱんに急カ
ーブを切ることが考えられ、第４図のｅのように両側の
シヨルダーが互い違いに摩耗する時は原因として、１）
タイヤおよびホイールの偏心または曲り、２）ベアリン
グ、キングピンのガタが考えられ、第３図のｆのように
クラウンセンターの溝が残り、シヨルダーの溝が早く摩
耗するときには、原因として、１）過積載または低圧に
よるタイヤのタワミの過大が考えられる、図示のこれ以
外の偏摩耗・局部摩耗の場合も主原因が判つているので
これらを早期に点検し整備除去することによりタイヤの
寿命を延長でき、かつ安全性が向上できる。

第３の実施例は、第６図の断面図に示すようにトレツド
２）の側面に着色層１）を附着あるいは１体として加硫
製作したものである。

この実施例ではトレツド２）の巾がその摩耗につれて拡
大するので、またトレツド２）と着色層１）の境界は明
確であるから、トレツド２）の巾を測定することによつ
て摩耗量を推定できる。

第４の実施例は第７図の断面図に示すように、スパイク
をタイヤに装着する場合に準じ、トレツド２）の表面又
は側面に孔を設けて着色層からなるプラグ１−１）を圧
入し、必要によりその上を他の着色層１−３）またはト
レツド２）の黒色層から成るプラグ１−５）でミールし
た構造のものである。

この構造のものも他の実施例と同様の効果があるが、当
初からこの発明によることなく製造されたタイヤや更生
タイヤにも適用することができる長所がある。

第５の実施例は第８図の断面図の示すように、トレツド
２）の表面から基部に至る連続した変色層を設けたもの
である。着色層１−１）は赤色、１−２）は黄色、１−
６）は白色として、また各層は周方向に断続又は連続し
たものとし、トレツド２）の接地面とタイヤの中心線を
結ふ方向への厚さ又は径は図のように変えた方が良い。

この実施例ではトレツドの摩耗を着色層１−６）、１−
２）、１−１）の寸法および色から測定でき、管理に便
である。

第６の実施例は図示を省略するが、着色層を文字の形に
予備成形したのちにたとえば第４図の着色層１）のよう
にトレツド２）の接地面に平行に配置してタイヤを組立
て加硫する。文字の例としては「キケン」「ＤＡＮＧＥ
ＲＯＵＳ」「新タイヤと交換せよ」「雨ふり・高速注意
」があげることができる。

この事実に着目し この発明はトレツドに摩耗を表示する識別層を設け、目
視又は簡単な器具により検査できるよう保守性を高める
と共に、一般的なトレツドの特徴を失わないようにした
タイヤを提供することをその目的とする。以下、識別層
として着色層を設けたタイヤについておもに説明する。

第４図に断面図として示した１実施例にもとづきその構
成を説明すると、この発明による着色層１）は通常のカ
ーボンブラツクを充填剤として配合した黒色の耐摩耗性
の良いゴムから成るトレツド２）の背面（基部）に設け
られ、色彩以外のゴムの性質は着色層１）とトレツド２
）と大差ないように配合・製造することも出来、また着
色層１）は弾力性を重視して一方トレツド２）は耐摩耗
性を重視してそれぞれ特徴を持たせて配合・製造するこ
ともできる。着色層１）はトレツド２）が摩耗した時に
容易に目視検査できるよう着色しておく、青・黄・白な
どの色でも良いが使用限界を表わす部分の着色層は危険
を表す赤色であれば更に望ましい。一般に更に中心部に
向つてトレツド３）、ブレーカー４）、カーカス５）、
ビードワイヤー６）の各層を有する。トレツド溝の底部
７）からの着色層１）の高さ８）は、そのタイヤの合理
的な基準（使用限界値）たとえば乗用車タイヤは１．６
ｍｍ、小形トラツク用タイヤ２．４ｍｍ、トラツク・バ
ス用タイヤは３．２ｍｍと合致させるか、やつ余裕を見
た寸法とすることができる。また着色層１）とトレツド
３）ブレーカー４）を弾力性のあるゴムで１体として製
作することもできる。

この実施例のようなタイヤは、トレツ ドの摩耗が使用限界に達したか否か、その摩耗が偏摩耗
または局部摩耗であるかが表示され運転者・整備担当者
のみならず、ガソリン給油員あるいは整備知識のない家
族などの利用者に至るまで、常に迅速容易に目視検知で
き、トレツドが摩耗した危険なタイヤを的確に発見し新
しいタイヤと交換できるので事故発生の確率を低下でき
る。

第５図の断面図に示す第２の実施例にもとづきその構成
を説明すると、この発明による着色層１−１）はたとえ
ば赤色に着色し、着色層１−２）は黄色に、着色層１−
３）は青色に、着色層１−４）はうすねずみ色に着色し
それぞれ周囲を通常のカーボンブラツクを配合したトレ
ツド２−１）、２−２）、２−３）および３）に包囲さ
れている。それぞれの厚さをカーボンブラツク配合黒色
層（以下黒色層と呼ぶ）２−３）１ｍｍ、うすねずみ色
着色層１−４）１ｍｍ、黒色層２−２）２ｍｍ、青色着
色層１−３）１ｍｍ、黒色層２−１）２ｍｍ、淡黄色着
色層１−２）１．４ｍｍ、赤色着色層１−１）１．６ｍ
ｍとして製作する。なお各着色層は周方向に連続して、
または断続して設けることができる。

この実施例のものでは各色の消滅と露出によつて第１に
タイヤトレツドの摩耗速度が明確になり、前後左右ある
いは複輪の場合の交換時期の判定が容易となる。第２に
トレツド各部の偏摩耗と局部摩耗が早期に明瞭になる。

写真を利用することにより記録も容易である。第３にト
レツドの偏摩耗や局部摩耗とその主な原因は大体明確に
なつているので、その原因であるタイヤ以外の部品の不
良を発見して以後のタイヤの寿命を延長し省エネルギー
効果とともに安全性を向上させることもでき、また原因
が急ブレーキや急カーブや過積載など主に運転に原因が
ある時はこれを指摘改善して安全性を向上させることが
できる。たとえば第３図のａにみられるようにタイヤが
多角形に摩耗し特にシヨルダー部に著しい場合は主な原
因として１）この実施例では、トレツドの摩耗の状況を
色と文字の２点から認識でき、誤ることがない。

第７の実施例は、その１例を第９図の正面図に示すよう
に、タイヤの一部または全部に温度測定のための変色層
を設けるもので、熱（温度）により可逆的あるいは非可
逆的に変色する顔料あるいは染料または液晶（以下示温
顔料と一括して呼ぶ）をゴムに配合してこの発明の着色
層の全部又は一部、又は着色層以外のタイヤ各部および
チユーブに適用し、あるいはラベルタイプの小片あるい
は条としてタイヤ各部に展着するか、または示温塗料と
して適用するもので、たとえば温度表示は変色又は変色
により該温度が表示するようにし、表示温度は３０℃か
ら２００℃までの任意の１点または数点を選ぶことがで
きあるいは３０℃、４０℃…１４０℃、１５０℃のよう
に段階的に選んでも良い、適用部分としてはタイヤ各部
とこの発明の着色層のほかにチユーブがあり、ラベルタ
イプや転写マークあるいは示温塗料として適用する場合
は内面やシヨルダーやサイドあるいはトレツドを含むタ
イヤの表面あるいはチユーブの内外面がある。ゴムの中
へ示温顔料を配合する場合はカーボンブラツク等黒色の
充填剤よりは変色が明瞭に観察できるようにゴムに白色
又は透明色を与える充填剤を配合することが好ましい。

ラベルの場合を例示すると表面が示温顔料を含んだゴム
層で裏面が接着層あるいは粘着層とし、示温顔料の変色
によつて「タイヤ過熱」や「１４０℃キケン」などの文
字を表示するようにすれば良く、この表示が非可逆的な
変色により行われるならばラベルを除去して新しいラベ
ルを適用することもできる。なおタイヤ各部の実温度と
ラベルの温度との間には空気による冷却のために温度勾
配が生じることを考えて温度表示をすることが好ましく
、製造責任を明らかにする為にメーカー名又はトレード
マークあるいは関係団体の検査マークが表示されている
ことも好ましい。示温塗料を適用するときは第１層とし
て変色前の示温塗料と同一の色の塗料を適用し、次に数
字や文字を切抜いた板（ステンシル）を用いて示温塗料
をスプレーすれば上記ラベルの場合と同じく変色が色と
文字で表示される。示温顔料として変色が非可逆的なも
のをあげればコバルト・ニツケル・鉄・銅・クロム・マ
ンガンなどの塩類があり熱分解により変色するもので、
変色が可逆的なものをあげればＡｇ２ＨｇＩ４（変色温
度５０℃）、Ｃｕ２ＨｇＩ４（変色温度７０℃）などが
あり結晶転移に基づく変色をなすものである。

この実施例では、可逆性示温顔料を使つた場合には適用
部分の温度がリア心タイムに測定・記録でき、非可逆性
示温顔料を使つた場合には過去の到達最高温度がタイヤ
に記録できかつ劣化・損傷部分と比較できるので原因の
追求と対策の立案がしやすいなどの効果がある。

なお着色剤をかねて用いられる充填剤を例示すると、黒
色（カーボンブラツク）、赤色（ベンガラ）、淡黄色（
クレー）、青色（グンジヨウ）、白色（エロシルやハイ
シールなどのシリカ製品）、白色（リトホン・チタンホ
ワイト・亜鉛革）がある。またトレツドを多層から構成
することは、前に述べたように耐摩耗性と弾力性をそれ
ぞれ特徴とした２層から成るトレツドを製作するのは既
知の技術なので、この発明による着色層を有するトレツ
ドがあるタイヤの工業的実現性に支障はない。

次にこの発明に直接関係はないが、一般的なタイヤ加硫
工程の一例を第１０図に示す。

簡略に説 明すると未加硫ゴム１）は熱入れロール機２）を経て分
割され、一部はビード被覆用押出機３）で処理され、他
の一部はトレツドゴム押出機４）を経てから冷却水槽５
）で冷却され、残る一部はカレンダー機６）とバイアス
カツター機７）で処理され、これらを組立ててタイヤ成
型機８）とウオツチケース加硫機９）で処理して製品タ
イヤ１０）に至る。

以上の実施例は識別層として肉眼で判断・識別が可能な
着色層を形成したものであるが、着色層の代りに、ａ）
蛍光層（蛍光物質を配合したゴムを適用したもので、夜
間ブラツクライトをあてれば蛍光を発するので識別は容
易である）、ｂ）磁気層（感磁性物質又は粉末磁石を配
合したゴムを適用したもので、磁力線の有無などを測定
することで識別する）、ｃ）触覚層（センヰのユードヤ
チツプを配合したもので、触覚により識別する）のよう
に肉眼以外の方法で識別可能な層を着色層の代りに設け
ることができる。

次にこの発明を航空機用タイヤに実施したときは実施方
法は溝がほとんどないトレツドとする他は自動車タイヤ
の場合と同じで良い。

この実施例では、ａ）短い整備時間の間でもトレツドの
摩耗が容易に識別できる、ｂ）自動車タイヤの常用内圧
が１．５〜６ｋｇ／ｃｍ２であるのに対し航空機ではジ
エツト機などでは６００ｋｇ／ｃｍ２にも達するものが
あり、トレツドはじめ各部のの偏摩耗や局部摩耗はカー
カス部の寿命を短くしタイヤのパンクにつながる可能性
がある。パンクにより当該航空機が滑走路中に擱坐する
と滑走路の使用は中止され空港は閉鎖される。この場合
再開までには２〜３時間を要することがあるので、擱坐
事故が夜間に空港閉鎖時間の１〜２時間前に発生したと
すると、以後到着する航空機（たとえば１０〜２０機）
を上空で待機させるか、空港閉鎖時間後も着陸させるか
、近接の他空港へ着陸させるか何れかの処置を取らなけ
ればならない。このようなパンクの発生を防止できる効
果がある。

この発明は上述のような構成・作用をなし、航空機・自
動車などに使用するタイヤに適用することによつて、ａ
）タイヤトレツドの摩耗による使用限界を目視点検によ
り容易に識別することができ、保守管理の省力化ができ
る、ｂ）トレツドの偏摩耗あるいは局部摩耗の状況を迅
速かつ容易に識別でき、また写真による記録が可能であ
る、ｃ）タイヤ以外の点検を行うことにより偏摩耗や局
部摩耗の原因を除去できるので、安全性を向上させ、タ
イヤの寿命を延長して省エネルギーの実をあげることが
できる。ｄ）雨天の高速道路におけるハイドロプレーン
現象による自動車事故や滑走路における航空機のパンク
事故を防止できるので、高速道路や空港の閉鎖というよ
うな異常事態を未然に防止することができる。このよう
な効果があるので、従来よりも製造工程が複雑になりコ
ストが割高になつても、交通機関の事故防止と安全性の
向上という視点からは欠点を補つて余りある長所を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタイヤのトレツド部の断面図、第２図は
同じく摩耗したトレツド部の断面図であり、第３図は偏
摩耗または局部摩耗したトレツドを示した説明図である
。第４図から第８図はこの発明にかゝる識別層として着
色層を有する実施例の断面図であり、第９図はこの発明
にかかる示温顔料を適用したラベルが１２０℃までの温
度上昇により変色した状況を示す説明図であり、第１０
図はタイヤ製造工程の一例を示す説明で、図中１）、１
−１）、１−２）、１−３）、１−４）、１−５）、１
−６）はこの発明にかかる着色層であり、２は通常のカ
ーボンブラツクを充填剤として配合したトレツドを夫々
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トレツドに摩耗を表示する識別層を設けたことを特
   徴とするタイヤ ２）特許請求の範囲（１）において識別層が着色層であ
   ることを特徴とするタイヤ ３）特許請求の範囲（２）において着色層へ適用する顔
   料が示温顔料であることを特徴とするタイヤ ４）特許請求の範囲（１）において識別層に蛍光物質を
   含むことを特徴とするタイヤ ５）特許請求の範囲（３）において着色層が示温顔料を
   含みタイヤの各部に展着されることを特徴とするタイヤ ６）示温顔料を含みタイヤの各部に展着するように接着
   層又は粘着層を有する着色層