JPS61238503A - ハイパフオ−マンスタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） この発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ト
レッド周方向にのびる“深みぞ（ＥＨＴ）”区分の２つ
の縦主溝によりトレッドを中央部とショルダー部とに区
画し、両ショルダー部にはリブ又はブロックのトレッド
パターンを具えた空気入りタイヤの改良に関する。

（発明の目的） 空気入りタイヤ、とりわけライトトランクからトラック
・バス等を使途とするタイヤにおいて、摩耗寿命を低下
させることなく、高速耐久性を向上させることを主眼と
し、併せて乗心地及び操縦安定性についても改良効果を
有する高速耐久性及び摩耗寿命に優れたタイヤパターン
の提供を目的とする。

（従来技術とその問題点） タイヤの高速耐久性はタイヤの構造、形状および使用材
料により主とし影響をうける。まず、構造面では、バイ
アスタイヤは斜めに裁断した繊維コードよりなる“すだ
れ織布”をそのコードの角度がタイヤの赤道面に対して
４０°〜２５°の角度で交互に張り合わせて成型したカ
ーカス構造であり、たとえばトランク・バス用タイヤで
は、数枚のすだれ織布が重ねられているのに対し、ラジ
アルタイヤでは、スチールコードの場合、１枚のカーカ
スプライをラジアル方向に配置して、その両端を一対の
ビードコアーの廻りに巻き上げて構成し、カーカス層と
トレンドゴムとの間にスチールコードよりなるプライを
３〜４枚、コードのタイヤ赤道面に対する角度を１５６
〜７０°の範囲で互いにプライ間のコードが交差するよ
うに構成して、強固なタガ効果を発揮している。

このため、ラジアルタイヤのトレンド面の剛性が高くト
レッドゴムの動きが少ないためゴムの耐摩耗性が良い、
同様理由により、発熱、コロガリ抵抗もすぐれている。

これに対し、バイアスタイヤは前述のごとく繊維コード
よりなる複数枚のプライを重ね合わせてカーカス層を構
成すると共にカーカス層とトレッドゴムの間に更に複数
のプライを交差するように組み合わせて構成したブレー
カ一層が配置されている。

このためカーカス層がラジアルタイヤに比較して厚く又
スチールコードに比較して剛性の低い繊維コードを使用
しているためタイヤの転勤に伴う接地面のゴムの動きが
大きい、さらにカーカス、ブレーカ一層は荷重によりコ
ードの角度の変化を伴いながらたわむ、いわゆるパンタ
グラフ運動によりタイヤの発熱は上昇しやすく、ゴムの
動きも大きいために摩耗も早くなり、コロガリ抵抗も高
くなる。これらの特性値の差をまとめると、第１表に示
す通りである。

第１表より、ラジアル構造は良路高速走行において真価
を発揮する構造であることが良く理解できる。次にタイ
ヤの形状についてであるが、−ｉにタイヤの形状は偏平
率により表現され、いわゆるタイヤ断面高さのタイヤ断
面中に対する比率であられされる。

そして偏平化の利点は、偏平化によりタイヤ巾が広がり
、横方向に剛性が大きくなるからコーナリングパワーが
増加する（第１０図ａ）。従って車の操縦安定性が向上
すると共にタイヤの断面線たわみ量が減少するのでサイ
ドウオールの屈曲によるエネルギーロスが小さくなり、
温度上昇、コロガリ抵抗が減少する。従って高速耐久性
、低燃費性が向上する（第１０図ｂ）。

次に、使用材料面から高速耐久性を念頭に検討してみる
と、タイヤ特性に大きく影響をおよぼすものは、トレッ
ドのゴム質とカーカスのコード材料である。トレッドの
ゴム質としては、発熱性のみならず耐摩耗性、耐カット
性等の性能とのバランスをとる必要から使用材料は自ら
限界があるが、ポリブタジェンや天然ゴムはＳＢＲより
も低発熱性ゴムであり補強性充填剤としてのカーボンブ
ランクは粒子径の大きいもの程低発熱である、そしテカ
ーボンブラックの充填量が多くなると発熱性は高くなる
ことが知られている。カーカスのコード材料の耐熱性は
、レーヨンよりもナイロン、すイロンよりもポリエステ
ル、ポリエステルよりもスチールの方が優れている。コ
ードとゴムの接着性、耐疲労性についてはナイロンがす
ぐれている。

以上の概要からも分かるように、タイヤの高速耐久性を
向上させるための研究は相当進歩して、実際面でもバイ
アスよりもラジアルタイヤへ、ノーマルタイヤよりも偏
平タイヤへ、レーヨンよりはポリエステル、ナイロンへ
、ナイロンよりはスチールコードへと大きく切り換えら
れて来て、高速耐久性はそれ相当に向上したタイヤが生
産されるようになったが、最近のように高速道路が整備
拡張されるに伴い、連続で高速走行する機会が増加し、
その上に経済的な面から摩耗寿命の長いタイヤが同時に
要求されるようになって来た。しかし、従来のタイヤ設
計技術では、高速性能を満足させるために摩耗寿命を犠
牲にし、逆に摩耗寿命を満足させるために高速耐久性を
犠牲にせざるをえないといった二律背反的な設計技術し
かないのが実情であった。

たとえば、高速耐久性を向上させるためには、タイヤの
発熱を下げる必要からトレッドゲージはうすく、又はグ
リップの低いトレッドゴムを使用することになる。従っ
て必然的に摩耗寿命は短くなる。しかし、いつまでもこ
のようなアンバランスなタイヤ性能にユーザーは満足し
ておれなく、高速耐久性に優れると共に摩耗寿命の長い
バランスのとれたタイヤに対する要求が最近とみに高く
なって来ているのが実情である。すなわち、縦主溝の深
さが最大限に深く、トレンドゲージの厚いタイヤの高速
耐久性を向上させる必要がある。

（問題を解決するための手段） 軟土のごとく、従来技術ではタイヤの高速耐久性と耐摩
耗性を同時にバランスよく向上させることはできなかっ
たが、発明者らは種々の実験により、耐摩耗性の優位な
タイヤの発熱を低下させるためのパターン要因について
種々検討を加えた結果、従来技術の軟土の課題を以下の
手段により解決できることを見出した。すなわち、少な
くとも２つのジグザグ線又は波状線よりなる円周上にの
びる“深めぞ（ＥＨＴ）　　”区分の２つの縦主溝に・
より、タイヤ赤道面を中心としてトレンド巾の約３０〜
６５％の巾を限定したトレンドクラウン部とその両側に
トレッドショルダー部を区画し、上記クラウン部には１
つ以上の中央リブ又は各種形状のブロックよりなる中央
ブロック列を、また上記両ショルダー部には外側リブ又
は外側ブロック列を、それぞれ配列してなるタイヤトレ
ッドにおいて、前記両ショルダー部のリブ又はブロック
にはタイヤ軸方向に巾の狭い切り込みを複数個数設けて
、パターンの周方向剛性指数を３０〜７０とすると共に
切り込みみぞ容積指数を２．５〜１５としたことを特徴
とするタイヤパターンを有する空気入りタイヤである。

一般に、タイヤの走行により発生する温度は特殊な場合
を除きタイヤの前記両ショルダー部で最も高くなること
が知られている。そこで発明者はショルダー部の温度上
昇について、要因として、ショルダー部の切り込み表面
積比、形状係数（負荷断面積／フリー表面積）、パター
ン横剛性、パターン周剛性、切り込みみぞ容積、ショル
ダーゲージ、トレッドラジアスの７項目を選定し、その
要因と温度上昇についての相関関係を重回帰分析により
求めたところ、′パターン周剛性”と、“切り込みみぞ
容積”の寄与が大きいことが判明した。

第５図にショルダー部パターンの周剛性と温度の関係を
グラフで示しているが周剛性が低い程ショルダー部の温
度が低くなっている。又第６図に切り込みみぞ容積と温
度の関係を示しているが、切り込みみぞ容積の大きいほ
ど温度は低くなるが、本発明にもとづ〈実施例は切り込
みみぞ容積は従来品と同等でも温度は２０°Ｃ近く低下
していることが理解できる。さらにパターンの横剛性と
周剛性について比較したところ、第７図に示すように周
剛性よりも横剛性の低いＮ１）ｋ４のパターン（第３図
Ｃ）は、第８図に示すように温度は１）１℃であり決し
て低い温度ではない。ちなみにパターン階４の１ピンチ
当たりの周剛性は４４．　Ｏ、横剛性は２５．２であっ
た。このことよりショルダー部の温度を下げるためには
周剛性を下げなければならないことが判明した。

ここで畝上のようにパターン剛性を下げると、トレッド
ゴムの耐摩耗性の低下が考えられるが、この点について
は、第９図に示すように第１図と第３図ａのタイヤはパ
ターン剛性は各々１５．６と７゜７で１対０．５の比と
なり、一方切り込みみぞ容積は４．１６　ｃ＋＋！と１
４．４ｃＪで１対３．５の比となる。第１図のパターン
は第３図ａに対しパターン剛性の割にはみぞ容積が小さ
い（第９図）、すなわちパターン剛性を下げる場合切り
込みみぞ容積が大きくなると耐摩耗性が低下するので第
１図のパターンの如く、ショルダー部の切り込み巾ｔを
狭く設定することにより、発熱を下げると共に耐摩耗性
の低下を抑制することが出来ることを見出したのである
。そして好適な切り込みみぞＳの巾ｔは６１）以下、よ
り好ましくは１〜３龍の範囲であり、みぞ深さｈｌは主
溝Ｇの深さｈｏと同等以下、周方向ピッチＰはタイヤに
公称最大内圧を充填したときの外周の１．１％以下、よ
り好ましくは０．６〜０．３％の範囲の長さとする。そ
してこの切り込みみぞ容積指数は２．５〜１５の範囲が
好適である。１６以上になるとみぞ容積が大きくなりす
ぎてゴムの摩耗が早くなる外に、騒音２石かみ等の点で
も好ましくない。一方２．４以下ではウェットグリップ
が悪化して安全性の面で問題となる。一方パターンの周
方向剛性指数は３０〜７０の範囲が好適であり、２９以
下ではゴムブロックが欠けやすくなり、７１以上では発
熱が高くなるので問題となる。

ここに“パターン剛性”と“切り込みみぞ容積指数”に
ついてその定義を以下に説明する。

（パターン剛性指数） 前記ショルダー領域で、定格の荷重・内圧における接地
長におけるパターンで、以下に定義する式により決定さ
れる。

Ｋｐ：パターン剛性（ｋｇ／ｆｌ） Ｆ：接地面接線力（ｋｇ） ｙ：パターンの変位（ｎ） ｈ：パターンのデプス（龍） Ｅニドレッドゴムの引張弾性率（ｋｇ／ｍｍ２）Ｇ：剪
断弾性率（＝Ｅ／３）　　（ｋｇ／曹１２）Ｉニブロッ
ク断面二次モーメント　（鮪４）第１）図のブロックで
はＩ　＝ａ　ｂ　”ム２となる。

Ａニブロック断面積（１２） 実際のパターンの場合、パターンデプスとショルダー領
域の切り込みみぞ深さり、は異なる。また、数個のブロ
ックに分かれているので、以下のように取り扱う。

表面のパターン剛性は に＋ｓ　＝　Ｋｐｓ＋　　＋　Ｋｐｓｚ　　・・十ＫＩ
’Ｓｎ■式にｈ＝ｈ　。

を使用。

ベース部分のパターン剛性ＫＰＢは０式にｈ＝ｈｏ−ｈ
＋（第１図）を使用。

全体のパターン剛性　ＫＰＴ 副溝がない場合のパターン剛性ＫＰＱは０式にＰＯ （切り込みみぞ容積指数） ショルダー領域全体に占める“みぞ容積”の比率 切り込みみぞ容積指数− （実施例） 以上の知見に基づく、本発明の一実施例を図面に基づき
説明する。

トレッド１は縦方向にのびる深みぞの縦主溝Ｇｌ。

Ｇ２によりタイヤ赤道面Ｃを中心として、トレッド巾Ｔ
Ｗの３０〜６５％の横巾を限定したクラウン部ＣＲとそ
の両側にショルダー部を区画し、クラウン部にはさらに
前記線上ｉＧ１．Ｇ２よりも溝巾の狭い縦細溝ｇ１．ｇ
２が配置され、縦主溝相互間及び縦主溝と縦細溝は各々
副溝ｍ、ｎによって連結され、クラウン部ＣＲには略斜
方形のブロックＢよりなるブロック列Ｂｌ、Ｂ２．Ｂ３
が形成される。縦主溝Ｇｌ、Ｇ２の外側ショルダーブロ
ックＳＨには周方向に等ピッチＰ＝１５＋＋ｎで切り込
みＳの巾ｔを２１）で配設する、切り込みＳの深さｈｌ
は１３ｍｍで、タイヤ赤道面に対して３０゜の傾斜角α
で配設している。縦主溝Ｇｌ、Ｇ２のみぞ深さり。は深
みぞクイ１を採用する。例えば、１０．０ＯＲ２０では
１６．６〜２０．６璽ｌの範囲の値とする。この実施例
では］、８．ＯＯｔｘとした。溝巾ＧＷは１４．５ｍｍ
で、みぞＧの断面形状はＡ２−Ａ２断面で示すＵ字型と
する。縦細溝ｇの溝深さは１８Ｍで、巾は９．５ｍ、副
溝ｍの巾は５鶴、深さは１）４ｎ、副溝ｎの巾は２１）
．深さは９ｍｍに設定している。

第１図に示す実施例１はショルダー部のパターン周剛性
指数は６４、切り込みみぞ容積指数は１０゜５となる。

これに対する従来設計による比較例１．２を試作した。

各供試タイヤの諸元は第４表に示す。

上記供試タイヤのサイズは１０．０ＯＲ２０１４ＰＩ？
、であり、パターン以外のタイヤ構造１紐成は全て同一
の仕様である。これら３種類のタイヤのテスト結果は以
下の通りである。

（高速耐久性） 前記供試タイヤについて下記の試験方法にて高速耐久試
験を行い、その結果を第５表に示した。

第５表　高速耐久性能比較 高速耐久テストは次の条件で 荷重：３７８０ｋｇ 初内圧：　７．２５　　ｋｇ／ｃＪ Ｇ リムニア、５０ｖ ドラム走行試験機にてステップスピード方式の速度にお
いて走行させ、発熱により破壊した時の速度レベルとそ
の速度における走行時間の長短により評価する。本発明
の実施例タイヤは１３０ｋｍ／ｈの速度をクリヤーでき
ているが耐摩耗性を重視した比較例１は一段低い１ｏＯ
ｋ＋ｎ／ｈの速度しかクリヤーできていない。又摩耗を
犠牲にした比較例２は周側性が低いため発熱が低く１３
０ｋｍ／ｈをクリヤーしている。これは、畝上のごとく
本発明品はショルダー領域に“切り込み”を配置してパ
ターン剛性を低く下げたことに起因してショルダー部の
発熱が低下し、高い耐久性が得られたものである。

（耐摩耗性） 次にトレッドの耐摩耗性については、実車テストによる
比較テストにより５万ｋｍ走行後の残溝を測定して、１
）０００ｋ走行当たりのトレッドの摩耗量を比較した。

第６表に示す通り本発明によるタイヤは畝上の低発熱性
とより均一な接地圧分布とすくれたグリップ性の寄与で
優れた耐摩耗性を示している。

第６表　実車摩耗テスト結果 ＊　指数の大きい方が優れている。この比はトレンド寿
命の比と考えて良い。

（ウェットグリップ性能） 次にウェットグリップ性能について比較した値を第７表
に示す。

第７表　ウェットグリップ性能 ウェットグリップ性能は、速度８０ｋｍ／ｈにおける車
の制動距離を湿潤アスファルト道路上で、実車試験によ
り確認したものであり、比較例の制動距離を１００とし
て実施例の値を指数で表示している。この場合も指数が
大きい程性能は優れていることを示し、実施例タイヤは
車の安全性につながる重要な性能の１つであるウェット
グリップ性能においても有利な制動力を発揮するもので
ある。

（発明の効果） 軟土の如く、本発明に基づくタイヤは、タイヤで最も発
熱の高く上昇するショルダー部に巾の狭い切り込みみぞ
を複数個数配置して、パターン剛性を低下させることに
より発熱を低く抑え、同時に両ショルダー部の接地性を
良くしてスリップを防止したため、“深みぞ”パターン
にも拘わらずすぐれた高速耐久性と耐肩落ち摩耗性が得
られると共に“深みぞ”であるため長い摩耗寿命を有す
る。同時に、ショルダー部の切り込みによりワンダーリ
ング性能とウェットグリップ性能も向上するためのり心
地、操縦安定性にも優れたバランスのとれた文字通りバ
イパフォーマンスタイヤを捉供するものである。

４、簡単な図面の説明 第１図は本発明に基づくショルダー部切り込みを有する
トレンドパターンの展開図、第３図すは従来技術による
ショルダー部横溝を有するトレッドパターンの展開図、
第３図ａは本発明の周間性指数を満足するが、みぞ容積
指数が特許請求の範囲外のパターンの展開図、第３図Ｃ
は周剛性よりも横剛性の低いパターンの１例を示す、第
４図は本発明に基づ〈実施例（第１図）と比較例（第３
図ａ、第３図ｂ）及びその他の従来タイヤのショルダー
部ゴムゲージと発熱の関係を示すグラフ、第５図はパタ
ーン周剛性とショルダー部温度の関係を示すグラフ、第
６図はみぞ容積と温度の関係を示すグラフ、第７図は周
剛性と横剛性の関係を示すグラフ、第８図は横剛性とシ
ョルダー部温度の関係を示すグラフ、第９図はパターン
剛性とみぞ容積の関係を示すグラフ、第１０図ａはタイ
ヤの偏平率とコーナリングパワーの関係を示すグラフ、
第１０図すは偏平率とコロガリ抵抗の関係を示すグラフ
である。

第１）図はパターン剛性指数のブロック断面二次モーメ
ント説明資料用ブロック図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２つのジグザグ線又は波状線よりなる
   円周上にのびる“深みぞ（ＥＨＴ）”区分の２つの縦主
   溝によりタイヤ赤道面を中心としてトレッド巾の約３０
   〜６５％の巾を限定したトレッドクラウン部とその両側
   にトレッドショルダー部を区画し、上記クラウン部には
   １つ以上の中央リブ又は各種形状のブロックよりなる中
   央ブロック列を、又上記両ショルダー部には外側リブ又
   は外側ブロック列を、それぞれ配列してなるタイヤトレ
   ッドにおいて、前記両ショルダー部のリブ又はブロック
   にはタイヤ軸方向に巾の狭い切り込みを複数個数設けて
   、パターンの周方向剛性指数を３０〜７０とすると共に
   、切り込みみぞ容積指数を２．５〜１５としたことを特
   徴とするタイヤパターンを有する空気入りタイヤ。