JP2874965B2 - 高速走行に適した空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

高速走行に適した空気入りラジアルタイヤ

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JP2874965B2 JP2158770A JP15877090A JP2874965B2 JP 2874965 B2 JP2874965 B2 JP 2874965B2 JP 2158770 A JP2158770 A JP 2158770A JP 15877090 A JP15877090 A JP 15877090A JP 2874965 B2 JP2874965 B2 JP 2874965B2
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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
    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 近年、乗用車の技術革新により、時速が200〜300kmと
なる超高速での安定走行が可能になり、それに伴いこの
超高速での走行に対しても十分な性能を有する、例えば
アスペクトレシオ(タイヤの最大幅に対する断面高さの
比)が0.30〜0.65程度のへん平ラジアルタイヤが開発さ
れている。
この発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ、なか
でも高速走行に供されるヘン平ラジアルタイヤにおける
トレッドの改良に関する。
(従来の技術) この種のタイヤに適用されるトレッドパターンは特に
排水性及び操縦安定性を重視したものが多く、代表的な
トレッドパターンとしては、タイヤの赤道の両側で対を
なす周溝間にてリブを区画する一方、トレッド端からこ
れら周溝へ向かってタイヤの赤道に収れんする向きに傾
斜して延びる横溝とをそなえ、負荷転動中における同一
横溝の接地をトレッド中央寄りから外側へ順に行われる
ようにした、いわゆる方向性パターンが知られている。
(発明が解決しようとする課題) この種タイヤのトレッド厚みは周溝で薄く、一方周溝
で区画される陸部では厚くなり、したがって周溝と陸部
との質量差は大きいため、高速、中でも超高速走行時に
発生する遠心力によるタイヤ外方への突出量も大きく異
なることになる。すなわち周溝での突出量はわずかであ
るのに対して陸部での突出量は大きく、特にトレッド中
央のリブでの突出量が大きくなるため、ブロックの接地
圧が不均等になる。すると超高速走行における操縦安定
性を損ない、また偏摩耗の発生をまねくほか、超高速走
行が連続すると、接地圧過大に起因した熱が、特にトレ
ッド中央のリブで発生し、この熱がトレッドゴムの耐熱
限界をこえるとブローアウトをまねき、タイヤの高速耐
久性は低下する。
そこでこの発明は、操縦安定性及び耐偏摩耗性を犠牲
にすることなしに高速耐久性を向上し、よって超高速走
行での使用にも耐えうる十分な性能を有する空気入りラ
ジアルタイヤを提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) この発明は、1対のビード間でトロイド状に延びるラ
ジアルカーカスのクラウン部にベルト層及びトレッドを
タイヤの径方向外側へ順次に配置し、該トレッドは、タ
イヤの赤道に沿って延びかつタイヤの赤道の両側で対を
なす少なくとも1対の周溝と、これら周溝間にて区画さ
れタイヤの赤道上を連続して延びる中央陸部及び周溝と
トレッド端との間に区画された側方陸部をそなえる空気
入りラジアルタイヤであって、 トレッドは、接地側に配したキャップゴム層と、この
キャップゴム層の径方向内側に配したキャップゴム層よ
りも損失正接の小さいベースゴム層との複合になり、ベ
ースゴム層の上記中央陸部に対応する区域は側方陸部に
対応する区域よりも肉厚でかつ、中央陸部内に突出する
凸部を有することを特徴とする高速走行に適した空気入
りラジアルタイヤ及び、 トレッドは、接地側に配したキャップゴム層と、この
キャップゴム層の径方向内側に配したベースゴム層との
複合になり、ベースゴム層の上記中央陸部に対応する区
域は側方陸部に対応する区域よりも肉厚でかつ、中央陸
部内に突出する凸部を有し、さらにトレッドの300%伸
張モジュラスをベースゴム層、凸部及びキャップゴム層
の順に小さくしてなる高速走行に適した空気入りラジア
ルタイヤである。
さて第1図(a)にこの発明に従う空気入りラジアル
タイヤのトレッドの要部を示し、このトレッドを、実質
的にタイヤの赤道(トレッドの幅中央における円周)O
に沿ってこの赤道Oの両側で対をなす周溝1a,1b及び2a,
2bと、トレッド端T及び各周溝間を完全につなぐか、又
は一部を残してつなぎ且つ赤道Oに収れんする向きに延
びる多数の横溝3a,3b,4a,4b及び5a,5bとによって、トレ
ッド端T寄りに両側各2列の縦列ブロック群6a,6b及び7
a,7bと、トレッドの中央陸部をなすリブ8とを区画して
なる。このような方向性パターンのタイヤは、横溝の収
れんする方向とタイヤの回転方向とを一致させて車両に
装着して使用する。
なお中央陸部は赤道O上で連続して延びるリブとする
ことが、タイヤのパターンノイズ抑制と直進性を高める
上で肝要である。しかしながらこの発明の目的を損なわ
ない限り必要に応じて、リブの中央に細溝又は浅溝を形
成したり、両側の周溝から切り込みを導入し、さらに排
水性等の向上をはかることは可能である。
図示の例で周溝は片側2本都合4本をそなえるが、周
溝は片側に2〜4本の範囲で配置することができる。ま
た周溝2a,2bはストレートの周溝1a,1bと異なり、その溝
幅を各ブロックのピッチに合わせて漸増(減)させ、高
速コーナリング走行時におけるブロック7a,7bの耐摩耗
性の向上をはかっている。
横溝は、赤道Oに対する角度が、横溝3a,3bでは75〜8
5°及び横溝4a,4bと5a,5bとでは60〜70°かつ前者の区
域よりも小さい角度で収れんさせることが好ましい。ま
た溝幅は赤道Oからトレッド端Tへ向かい漸増させた
り、溝深さは主溝と同様かそれ未満とすることが可能で
ある。なお横溝は、第1図(a)に周溝1a,1b側に開口
しないタイプとして横溝5a,5bを示したように、全ての
溝を周溝1a,1bと2a,2bとの間で貫通させる必要はない。
次に同図(b)に、この発明に従うタイヤの構造を図
解した。
図中9は図示しない1対のビード間でトロイド状に張
り渡したカーカス、10はカーカス9上に配置したベルト
層、11はベルト層10上に配したトレッドである。
カーカス9は、ポリエステル、レーヨンおよびナイロ
ンで代表される有機繊維コードをタイヤの赤道面と実質
的に直交する方向(ラジアル方向)に配列した層の少な
くとも1枚(通常1〜2枚)からなり、このカーカス層
(プライ)の両端部は、ビードコアのまわりをタイヤの
内側から外側へ巻返しターンナッププライを形成する。
またベルト層10は、スチールコード、芳香族ポリアミ
ド繊維コードなどの非伸長性コードをタイヤの赤道面に
対して15〜35°の角度で配列したベルトの少なくとも2
層を互いに交差させて配置してなる主ベルト層10aと、
この主ベルト層10aの全幅にわたり1本または複数本の
ゴム付き熱収縮性コード(例えばナイロンコード)をら
せん状に巻回して実質上タイヤの赤道面と平行に配した
補助ベルト層10bとからなる。そしてこのベルト層10上
にトレッド11を配置する。
そしてトレッド11はその表面に上記したトレッドパタ
ーンを形成する一方、トレッドを構成するゴムを、接地
する表面側に配したキャップゴム層12とその内側に配し
たベースゴム層13との2層構造からなる。
キャップゴム層12は、トレッド11の陸部を肉厚の薄い
ブリッジ12a(トレッドの各溝底に対応)で連ねてな
る。
ベースゴム層13は、キャップゴム層12とベルト層10と
の間を占め、トレッドの中央に対応させてリブ7内に突
出する凸部14を有し、この凸部14からトレッド端Tへ向
けこの実施例において陸部に対応する区域ではわずかに
***する一方各陸部間の溝に対応する区域で浅い谷とな
る、緩やかな起伏をもって延びるゴム層になる。凸部14
のリブ7への突出量は、第1図(b)に示すタイヤの子
午線断面における、リブ8の輪郭線、この輪郭線の延長
線及びベルト層10で囲まれる区域でのベースゴム層13の
占める比率が10〜45%、好ましくは15〜35%となるよう
に調節するとよい。また同様に区画したリブ8を除く各
陸部における区域でのベースゴム層13を占める比率は10
〜25%と、リブ8での占有率に比べて低くすることが好
ましい。
そして高速耐久性の向上を達成するため、ベースゴム
層13はキャップゴム層12に比して損失正接の小さいゴム
とし、好ましくはキャップゴム層12の損失正接の60%以
下、具体的には0.1〜0.3のものが有利に適合する。なお
対するキャップゴム層12には損失正接が0.5〜0.7のもの
を用いることが望ましい。
ここに損失正接は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロ
メータを用いて、試料温度150℃、静的歪5%、動的歪
2%及び周波数50Hzの条件下で測定した値とした。
次に第2図に、この発明に従う別のタイヤ構造を示
す。
図示例は第1図(b)に示したベースゴム層13の凸部
14をベースゴム層13とは異なるゴム層とすることでリブ
8を3層構造にしたもので、すなわちリブ8においては
ベースゴム層、凸部及びキャップゴム層の順に300%伸
張モジュラスが小さくなるゴムをそれぞれに用いる。
具体的には300%伸張モジュラスを、ベースゴム層13
で150kgf/cm2以上、その凸部14で100〜150kgf/cm2及び
キャップゴム層12で100kgf/cm2以下とするとよい。
さらに第1図(b)及び第2図のどちらの例のおいて
も、ベースゴム層13及び凸部14のゴム層の耐熱性をキャ
ップゴム層12に比し高くすることが好ましい。
なおここでの各ゴムの耐熱性は、グッドリッチ型フレ
クソメーターを用いて、周囲の温度を120℃に保った上
で、100℃に予熱した直径17.8mm及び高さ25.4mmの試料
に、初期荷重28.1kg(歪み22.5%)を与えた後、さらに
最大22.5%の歪みとなる圧縮運動を1800r.p.m.のサイク
ル数で与えてブローしたときの温度にて評価した。
(作用) トレッドの中央陸部に対応させてベースゴム層からこ
こに突出する凸部を設け、中央陸部におけるベースゴム
層のタイヤ径方向の厚み及び質量を増すこと、そしてベ
ースゴム層にキャップゴム層よりも損失正接の小さいゴ
ムを用いることによって、中央陸部での発熱を抑制し得
る。すなわち高速時にせり上がりが最も大きくなって、
接地面圧が高くなり、しかも横方向溝がない事により放
熱性の低い中央陸部において、その内部に損失正接の小
さいゴムを配置する事により内部ロスからの発熱をおさ
える事が出来る。
特にトレッド中央陸部におけるベースゴム層の占める
比率が上記したように10〜45%であることが好ましい
が、これは10%未満であると中央陸部の剛性が低下しト
レッドの剛性不足をまねくと同時に耐熱効果が不足し、
一方45%をこえるとベースゴム層が容易にトレッド表面
に露出しウェット性能を劣化するうれいがあるためであ
る。
なお中央陸部はここを横断する横溝がないため、横溝
の底にベースゴム層が露出することに起因したクラック
の発生はなく、ベースゴム層の占有率を上記のように高
めることが可能である。
またベースゴム層の凸部をベースゴム層と異なるゴム
層としかつ、ベースゴム層、凸部及びキャップゴム層の
順に300%伸張モジュラスを小さくすることによって、
中央陸部のベルト層から踏面に向かい徐々に剛性を落と
し、ウエット路面のような摩擦係数の低い路面での操縦
性を維持しつつ、陸部の変形が大きくなる摩擦係数の高
い路面で操縦性を確保する。
さらに耐熱性をキャップゴム層12に比しベースゴム層
13で高くすることによって、最も内部発熱の高くなるベ
ルト層上での発熱をおさえ中央陸部の耐熱性を上げる事
が出来る。
(実施例) 第1図(a)に示したトレッドパターン及び、同図
(b)又は第2図に示した構造に従って、タイヤサイズ
255/40 ZR17の空気入りラジアルタイヤを2種類(供試
タイヤA及びB)試作した。
これら供試タイヤにおいて、周溝1a,1bは幅:10mm及び
深さ:8.5mm、周溝2a,2bは最大幅:10mm、最小幅:8mm及び
深さ:8mmで、横溝は幅:5mm及び深さ:7mmでタイヤの赤道
に30°の角度で収れんし、トレッド端寄りの周溝2a,2b
と横溝との角度は10°、トレッド中央の周溝1a,1bと横
溝との角度は30°とした。
またリブ7の幅は40又は30mm、そしてトレッドの接地
幅は200又は210mmとした。また各供試タイヤのトレッド
を構成するゴム層の仕様は、表1に示すとおりである。
なおカーカスの外側には、1×5構造のスチールコー
ドをタイヤの赤道に対して20°の角度で配した2層を互
いに交差させて配置した主ベルト層と、主ベルト層の全
幅をナイロンコード(1260 d/2)で覆った補助ベルト層
とを配置した。
さらに比較として第1図(a)及び(b)に示した構
造に従うが、ベースゴム層に凸部のないタイヤについて
も同サイズで試作した。
これらの試作タイヤを、それぞれ操縦安定性試験、高
速耐久性試験及び耐偏摩耗性試験にて評価した結果を表
2に示す。
なお試験は普通乗用車を用いて、タイヤ内圧kg/cm2
ドライバーが1名搭乗状態で行い、その評価は比較タイ
ヤの各試験結果を100としたときの指数であらわした。
そして操縦安定性試験は、150〜200km/hで走行したと
きの直進性及びレーンチェンジ性をドライバーがフィー
リング評価、 高速耐久性試験は、直径2mのドラム上に内圧2.5kg/cm
2としたタイヤを500kgの荷重で押しつけた状態で、150k
m/hから10km/h毎の速度上昇を故障に到るまで続け、故
障時の速度にて評価、 耐偏摩耗性試験は、半径40mの円形テストコースを70k
m/hで旋回走行し、10km走行後の摩耗形態にて評価し
た。
(発明の効果) この発明によれば、操縦安定性及び耐偏摩耗性を犠牲
にすることなしに、高速耐久性を向上するとができ、超
高速域の走行にも耐え得る高性能タイヤの提供が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はこの発明に従うトレッドパターンの展開
図、 同図(b)はトレッドの構造を示す断面図、 第2図は別のトレッドの構造を示す断面図である。 T……トレッド端、O……タイヤの赤道 1a,1b、2a,2b……周溝 3a,3b、4a,4b、5a,5b……横溝 6a,6b、7a,7b……縦列ブロック群 8……リブ、9……カーカス 10……ベルト層、10a……主ベルト層 10b……補助ベルト層、11……トレッド 12……キャップゴム層、12a……ブリッジ 13……ベースゴム層、14……凸部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−153605(JP,A) 特開 昭61−295103(JP,A) 特開 昭64−68405(JP,A) 特開 昭64−52506(JP,A) 特開 昭56−157605(JP,A) 特開 昭62−113604(JP,A) 特開 昭55−106803(JP,A) 特開 昭61−229602(JP,A) 特開 昭57−4756(JP,A) 特開 昭56−79004(JP,A) 特開 昭56−67606(JP,A) 特開 昭55−152612(JP,A) 特開 昭63−306903(JP,A) 実開 昭57−12302(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60C 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1対のビード間でトロイド状に延びるラジ
    アルカーカスのクラウン部にベルト層及びトレッドをタ
    イヤの径方向外側へ順次に配置し、該トレッドは、タイ
    ヤの赤道に沿って延びかつタイヤの赤道の両側で対をな
    す少なくとも1対の周溝と、これら周溝間にて区画され
    タイヤの赤道上を連続して延びる中央陸部及び周溝とト
    レッド端との間に区画された側方陸部をそなえる空気入
    りラジアルタイヤであって、 トレッドは、接地側に配したキャップゴム層と、このキ
    ャップゴム層の径方向内側に配したキャップゴム層より
    も損失正接の小さいベースゴム層との複合になり、ベー
    スゴム層の上記中央陸部に対応する区域は側方陸部に対
    応する区域よりも肉厚でかつ、中央陸部内に突出する凸
    部を有することを特徴とする高速走行に適した空気入り
    ラジアルタイヤ。
  2. 【請求項2】1対のビード間でトロイド状に延びるラジ
    アルカーカスのクラウン部にベルト層及びトレッドをタ
    イヤの径方向外側へ順次に配置し、該トレッドは、タイ
    ヤの赤道に沿って延びかつタイヤの赤道の両側で対をな
    す少なくとも1対の周溝と、これら周溝間にて区画され
    タイヤの赤道上を連続して延びる中央陸部及び周溝とト
    レッド端との間に区画された側方陸部をそなえる空気入
    りラジアルタイヤであって、 トレッドは、接地側に配したキャップゴム層と、このキ
    ャップゴム層の径方向内側に配したベースゴム層との複
    合になり、ベースゴム層の上記中央陸部に対応する区域
    は側方陸部に対応する区域よりも肉厚でかつ、中央陸部
    内に突出する凸部を有し、さらにトレッドの300%伸張
    モジュラスをベースゴム層、凸部及びキャップゴム層の
    順に小さくしてなる高速走行に適した空気入りラジアル
    タイヤ。
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