JPS6393604A - 空気入りタイヤ - 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） 本発明は空気入りタイヤ、例えば、平坦道路を高速走行
する自動車用タイヤの操縦安定性能、耐摩耗性能および
耐偏摩耗性能を損なうことなく振動乗心地性能を改良し
た空気入りタイヤに関する。

（従来の技術およびその問題点） 従来、空気入りタイヤの振動乗心地性能を改良するため
には、空気入りタイヤのトレッドゴムの硬度を小さくす
るのが効果的であることは知られている。しかしながら
、この方法では、空気入りタイヤの横方向の剛性が同時
に低下し、かつ、空気入りタイヤの接地部分において、
トレッドゴムの動きが大きくなり、このため、操安性、
耐摩耗性能および耐偏摩耗性能が太き（低下する。すな
わち、トレッドゴムの硬度を小さくするのは限界があり
、これにより大幅な改良効果は得られなかった。

また、前述の複数の性能、特に操縦安定性能、耐摩耗性
能、耐偏摩耗性能および振動乗心地性能をともに改良す
るため、トレッドをタイヤ軸方向に中央部と側端のショ
ルダ部に分割し、これらに異なるゴム質を用いることも
提案されている。しかしながら、トレッド表面に異なる
ゴム種があるため、耐摩耗に差ができ、この摩耗量がト
レッド表部の一部のみに増加し、摩耗が増加するに従っ
て走行転勤時にタイヤを加振する加振源となり、タイヤ
に振動が発生し振動乗心地性能が低下するという問題点
がある。

そこで、本発明は重要な繰縦安定性能、耐摩耗性能、耐
偏摩耗性能を損なうことなく、さらに、振動乗心地性能
を改良するため、トレッドに複数のゴム種を使用し、か
つ、これらを適正に配置することにより、複数の性能の
両立を行い、振動乗心地性能を改良した、空気入りタイ
ヤを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、走行時の前述の諸性能、特に、ばね下振動
、車内騒音、これらの発生源となる路面からのタイヤへ
の入力分布およびトレッドゴムの配置とこれらの硬度差
等につき種々研究した。

まず、通常の路面を走行時に、路面から突起等の外乱を
受けた時に観察される１００　Ｈｚ以下のばね下加速度
の振動ピークにつき調べた。第８図は、車両のばね下に
おける上下方向の振動（実線）で１０〜２０Ｈｚ、７０
〜９０Ｈｚに振動ピークがあり、また、ばね下における
前後方向の振動（鎖線）で、３０〜４０Ｈｚ、７０〜９
０１１ｚに振動ピークがある。さらに、車内騒音におい
ては、第９図に示すように、４０Ｈｚ付近および７０〜
９０１（ｚに騒音ピークが観察される。これらのうち、
ハーシュネスとしては４０Ｈｚ付近および７０〜９０Ｈ
ｚの振動および騒音が重要であることを見出した。

また、これらの周波数域において、振動および騒音は、
タイヤおよびそのサスペンションシステムにおいて、前
後方向の振動が大きく関与しており、路面上の突起乗越
し時にタイヤに入る前後方向の入力を低減する必要があ
ることを見出した。

そこで、突起乗越し時の前後方向入力の突起上における
タイヤの幅方向分布に着目し、解析した。

それぞれの方向の入力分布は、第１０図に示すようにな
ることが判明した。特に、タイヤのトレッドの中央部か
らのタイヤへの前後方向の入力の大きいことが明らかと
なった。この事実よりタイヤのトレッドの中央部の前後
方向の剪断剛性が前後方向の入力に大きくかかわってお
り、タイヤのトレッドの中央部の剪断剛性、つまりトレ
ッドの中央部のトレッドゴムの硬度を小さくすることに
より前後方向の入力が低減されることが予想された。

そこで、このメカニズムを確認するためトレッドの中央
部および側端部のトレッドゴムの硬度を変え、つまり側
端部のゴム硬度に比べ中央部のゴムの硬度を大幅に低下
させることにより突起乗越時における前後軸力変動は大
幅に下がることが確認できた。しかしながら、操縦安定
性能および耐摩耗性能が劣り、特に、中央部、側端部の
接地面内硬度差によりスポット的な摩耗が発生し、むし
ろ摩耗の進行に伴った偏摩耗により、タイヤ自体が加振
源となる振動が発生し、振動レベルが大幅に悪化するこ
とが判明した。

これら欠点を改良するため種々検討した結果、トレッド
をタイヤ半径方向内側トレッドおよび外側トレッドの２
層構造とし、内側トレッドは通常使用においてはタイヤ
表面に露出しない、つまり、トレッドウエアインデケー
タ以下とし、かつ内側トレッドは２層以上のゴム層から
なり、少なくとも３分割以上した構造とし、さらに、こ
れらゴム質とアウタートレッドゴム質の硬度の関係を検
討することにより、操縦安定性能、耐摩耗性能、耐偏摩
耗性能を損なうことなく振動乗心地性能を改良できるこ
とを見出した。

本発明者は、さらに種々研究を重ねて、本発明に到達し
た。

すなわち、本発明に係る空気入りタイヤは、単一のゴム
種からなりタイヤ半径方向外側の外側トレッド部、およ
び複数のゴム種からなりトレッドのウエアインデケータ
の表部の放射内方でタイヤ半径方向内側の内側トレッド
部を備え、内側トレッド部がタイヤ軸方向に少なくとも
３区域に区画され、タイヤ赤道を跨がる中央区域および
中央区域の両端に連続する側端区域を有し、内側トレッ
ド部の中央区域のトレッドゴムの硬度が側端区域および
外側トレッド部のトレッドゴムの硬度より小さく、内側
トレッド部のトレッドゴムの硬度が中央区域より側端区
域側に配置した区域のトレッドゴムの硬度程大きく、内
側トレッドのタイヤ軸方向で最も外側に配置した区域の
トレッドゴムの硬度は外側トレッド部のトレッドゴムの
硬度以下であることを特徴としている。また、前記外側
トレッド部のトレッドゴムの硬度は５５〜７０度の範囲
にあることが好ましい。また、前記内側トレッド部の中
央区域のトレッドゴムの硬度は５５度未満の範囲が望ま
しく、好ましくは５０度以下である。

（作用） 本発明の空気入りタイヤのトレッドは、単一のゴム種か
らなる外側トレッド部と複数のゴム種からなり、トレソ
ドウエアインデケータの放射内方に内側トレッド部を設
けられているので、タイヤの摩耗寿命の末期まで内側ト
レッド部のトレッドゴムが露出することがない。このた
め、摩耗の途中で異種のトレッドゴムがトレッド表部に
出ることがなく、偏摩耗の発生もなく、振動の加振源と
なることがないばかりか、外側トレッド部のトレッドゴ
ムに通常なトレッドゴムを用いることにより耐摩耗性能
は維持される。

内側トレッド部の中央区域のトレッドの硬度が側端区域
および外側トレッド部のトレッドの硬度より小さいので
、トレッドの中央区域において、突起乗越時の前後方向
入力が小さくなる。このためタイヤの軸方向前後方向軸
力が小さくなり騒音レベルが大幅に低減する。

内側トレッド部のトレッドの硬度が、中央区域より側端
区域側に配置した区域のトレッドの硬度程大きく、かつ
その最も外側の区域のトレッドの硬度以下であるので、
曲線路を走行時の外側トレッド部による横力は十分であ
り、コーナリングパワは十分に発揮され操縦安定性能が
十分に維持される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す第１〜５
図は本発明に係る空気入りタイヤの第１実施例を示す図
である。

まず、構成について説明する。第１図において、１は空
気入りタイヤ（タイヤサイズ１７５／７０　Ｒ１３）で
あり、空気入りタイヤ−はビード２間に跨がるカーカス
３と、カーカス３のクラウン部３ａの放射外側膜けられ
複数層からなるベルトと、ベルトの放射外側で両ショル
ダ６間に渡って覆うトレッド７とを有している。トレッ
ド７以外は通常の乗用車用空気入りラジアルタイヤであ
る。トレッド７の表部７ａにはタイヤ周方向に延在する
周方同士ａ８が設けられ、主溝８の溝底部８ａには第２
図に示すように、タイヤ全周で複数個所に、溝底部８ａ
から外方に所定の高さ）１ｗだけ突出したウエアインデ
ケータ１０が設けられている。

トレッド７はタイヤ半径方向外側の外側トレッド部１１
および外側トレッド１１に連続しタイヤ半径方向内側の
内側トレッド部１２とを備えている。外側トレッド部１
１は天然ゴムまたは合成ゴムを主体とした単一の配合ゴ
ム種Ｇ＋（硬度６２゛）からなる。内側トレッド部１２
は天然ゴムまたは合成ゴムを主体とした２種の配合ゴム
種Ｇ２　　（硬度４８°）、Ｇ３（硬度５７°）からな
り、トレッド７の第２図に示す周方向主溝８の溝底部８
ａに設けられたウエアインデケータ１０の表部１０ａ　
（図には表部１０ａの延長線を点線１０ｂで示す）を越
えない範囲で放射内側に設けられている。

内側トレッド部１２はタイヤ軸方向に３区域に区画され
、タイヤ赤道Ｅを跨がる中央区域（ゴム種Ｇ２．硬度４
８度）（図には多くの点にて示している）１４および中
央区域１４の両端に連続する一対の側端区域１５（ゴム
種Ｇ３．硬度５７°）（図には斜線にて示している）　
　（１５ｂ、　１５ｃ）を有している。

内側トレッド部１２の中央区域１４のトレッドゴム種Ｇ
２の硬度（４８度）は側端区域１５　（１５ｂ、　１５
Ｃ）のトレッドゴム種Ｇ３の硬度（５７度）および外側
トレッド部のトレッドゴムの硬度（硬度６２度）より小
さい。

また、内側トレッド部１２のトレッドゴムの硬度は中央
区域１４のトレッドゴム種ＣＺ（硬度４８°）より側端
区域１５側に配置した区域（この場合には側端区域１５
）のトレッドゴム種Ｇ３（硬度５７°）の硬度程大きい
。また、内側トレッド部１２のタイヤ軸方向で最も外側
に配置した区域（この場合は側端区域１５）のトレッド
ゴム種Ｇ３の硬度（５７°）は外側トレッド部１１のト
レッドゴム種Ｇ１の硬度（６２’　）より小さい。

次に、試験タイヤを３種類（第１実施例、比較例１，２
）を準備して本発明の効果を確認したので説明する。

第１実施例（試験タイヤＡ）は前述の第１．２図に示す
ものである。比較例１　（試験タイヤＢ）はトレッドゴ
ム全体が第１実施例の外側トレッド部１１に用いたトレ
ッドゴム種Ｇ、　（硬度６２゛）を用い、他は第１実施
例と同一構成である。比較例２　（試験タイヤＣ）は、
トレッドゴム全体が第１実施例の内側トレッド部１２の
中央区域工４に用いたトレッドゴム種Ｇ２　（硬度４８
°）を用い、他は第１実施例と同一構成である。これら
の試験タイヤはすべて同様に製造された。

これらの試験タイヤを用いて振動・騒音性能として■突
起乗越時の前後方向軸力、操縦安定性能として■コーナ
リングパワー、耐摩耗性能として■摩耗仕事量とを試験
した。

■　突起乗越時の前後方向軸力の試験は、通常の室内の
ドラム試験機のドラム面上に、タイヤ軸方向にタイヤ接
地幅の全幅にわたって、断面台形状（高さ１０１１、タ
イヤ進行方向の上辺の長さ２０ｆｌ）の突起を取付けた
装置を用い、ドラム面に正規内圧を充填した試験タイヤ
を正規荷重で押圧し、所定の速度で走行した。この際の
試験タイヤの回転軸の前後方向軸力を測定し、ピーク間
値（Ｐ〜Ｐ値）　　（ｋｇｆ）を比較した。

■　コーナリングパワーの試験は、通常の室内の操縦性
試験機を用い、負荷走行時のタイヤのスリップアングル
を変化して、コーナリングパワーと負荷荷重との関係を
測定し比較した。

■　摩耗仕事量は、水平な平面板上に試験、タイヤ（空
気圧２．０ｋｇｆ　／　ｃｄ＋　）　、負荷荷重３００
ｋｇｆ　。

スリップ角１．５度で押圧し、トレッドの表面ゴムの動
き量りおよび表面ゴムに加わる水平方向の力（摩擦力）
Ｆを接地表面のコーナリングの内側から外側まで測定し
、路面を転勤時のトレッド表面ゴムの摩耗仕事量Ｗを次
式により算出した。

×（表面ゴムの動き量Ｄ）ｄｓ 但し、ｄｓ：タイヤ断面方向の単位面積Ｌ：タイヤ円周
方向の全周 前記３種の試験タイヤについて試験し試験結果をそれぞ
れ第３〜５図に示す。

第３〜５図において、破線は第１実施例、実線は比較例
１．ｔＮ線は比較例２である。

これらの試験法に示されているように、トレッドゴム全
体が軟いゴム種Ｇ２（硬度４８°）を用いた比較例２は
、振動騒音性能（前後方向軸力）は小さく良いが、操縦
安定性能（コーナリングパワー）および耐摩耗性能（摩
耗仕事量）は、第１実施例および比較例１に比較して悪
く、性能上実用にならない。

本発明に係る第１実施例は、トレッドゴム全体に通常の
汎用ゴムを用いた比較例１に比較し、操縦安定性能およ
び耐摩耗性能ともに遜色のない性能レベルにあり、かつ
振動騒音性能すなわち、前後方向軸力Ｐ−Ｐ値が大幅に
低減し、性能の両立ができている。また、トレッド表部
の外側トレッド部が単一のトレッドゴムであるとともに
、内側トレッド部１２がトレソドウエアインデケータ１
０の表部１０ａの放射内方に設けられているので、摩耗
末期まで偏摩耗等の発生もなく、耐摩耗性能も優れてい
る。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

第６図は本発明に係る空気入りタイヤの第２実施例２１
を示し、第１実施例と同じ構成には同じ符号をつける。

第２実施例２１においては、トレッド２３の内側トレッ
ド部２５がタイヤ軸方向に５区域に区画された場合であ
り、タイヤ赤道Ｅに跨がって配置された中央区域（図に
は多くの点で示されている）２６と、中央区域２６の両
端に連続する中間区域（図は交差する斜線で示している
）２７、中間区域２７の両端に連続し、ショルダ６まで
延在する一対の側端区域（図には斜線にて示している）
２８とから構成されている。内側トレッド部２５の中央
区域２６のトレッドゴムの硬度（４６°）は外側トレッ
ド部１１のトレッドゴムの硬度（６２”　）より小さい
。内側トレッド部２５のトレッドゴムの硬度は中央区域
（ゴムの硬度（４６°））２６、中間区域２７のトレッ
ドゴムの硬度（５２°）、側端区域２８のトレッドゴム
の硬度（５７°）の順序で、中央区域より側端区域側に
配置した区域のトレッドゴムの硬度程大きい。

次に、本発明の第３実施例について説明する。

第７図は本発明に係る空気入りタイヤの第３実施例３１
を示し、第１実施例と同じ構成には同じ符号をつけ説明
を省略する。

第３実施例３１においては、トレッド３３の内側トレッ
ド部３５がタイヤ軸方向に３区域に区画され、両側端区
域３８．３９のトレッドゴムの硬度にそれぞれ差を設け
た非対系とした場合である。内側トレッド部３５の中央
区域（図には多くの点で示している）３６のトレッドゴ
ムの硬度（４６°）が側端区域（図には一方を斜線（３
８）、他方を交差する斜線で示している）３８．３９の
トレッドゴムの硬度より小さく、かつ、側端区域３９の
トレッドゴムの硬度（５７°）は側端区域３８のトレッ
ドゴムの硬度（５２°）より大きい。また、側端区域３
９のトレッドゴムの硬度（５７°）は外側トレッド部１
１のトレッドゴムの硬度（６２°）より小さい。このよ
うな配置を有する空気入りタイヤは側端区域３９側を車
両の外側にくるように装着することにより操縦安定性の
より優れた両立を図ったものである。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、高速走行する自
動車用タイヤの操縦安定性能、耐摩耗性能、耐偏摩耗性
能を損なうことなく、振動・乗心地性能を大幅に向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る空気入りタイヤの第１実施例
を示す図であり、第１図はその断面図、第２図はその要
部拡大断面図である。第３〜５図は本発明の効果を示す
図であり、第３図はその突起乗越時の前後方向軸力Ｐ−
Ｐ値と速度との関係を示すグラフ、第４図はそのコーナ
リングパワーと荷重との関係を示すグラフ、第５図はそ
の接地部の摩耗仕事量を示す図である。第６図は本発明
の第２実施例を示すその一部断面図である。第７図は本
発明の第３実施例を示すその一部断面図、第８〜１０図
は従来の空気入りタイヤの特性を示す図であり、第８図
はそのばね下顎速度と周波数との関係を示すグラフ、第
９図はその車内騒音の周波数分析例を示すグラフ、第１
０図はその突起乗越時の上下方向および前後方向のタイ
ヤ軸方向の力の分布を示す概念図である。 １．２１．３１・・・・・・空気入りタイヤ、７．２３
．３３・・・・・・トレッド、８・・・・・・周方向主
溝、 １０・・・・・・ウエアインデケータ、１１・・・・・
・外側トレッド部、 １２．２５．３５・・・・・・内側トレッド部、１４．
２６．３６・・・・・・中央区域、１５　（１５ｂ、　
１５ｃ）　、２Ｂ、３８．３９・・・・・・側端区域、
２７・・・・・・中間区域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単一のゴム種からなりタイヤ半径方向外側の外側トレッ
   ド部、および複数のゴム種からなりトレッドのウエアイ
   ンデケータの表部の放射内方でタイヤ半径方向内側の内
   側トレッド部を備え、内側トレッド部がタイヤ軸方向に
   少なくとも３区域に区画され、タイヤ赤道を跨がる中央
   区域および中央区域の両端に連続する側端区域を有し、
   内側トレッド部の中央区域のトレッドゴムの硬度が側端
   区域および外側トレッド部のトレッドゴムの硬度より小
   さく、内側トレッド部のトレッドゴムの硬度が中央区域
   より側端区域側に配置した区域のトレッドゴムの硬度程
   大きく、内側トレッドのタイヤ軸方向で最も外側に配置
   した区域のトレッドゴムの硬度は外側トレッド部のトレ
   ッドゴムの硬度以下であることを特徴とする空気入りタ
   イヤ。