JPH01153305A - ラジアルタイヤ - 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、トレッドの溝に起因する偏摩耗の発生を防止
しうるラジアルタイヤに関する。

〔従来技術〕

トレッドゴムとカーカスプライとの間に、金属コードな
どを用いた強靭なベルト層を設はタガ効果を高めること
によって、耐摩耗性、耐久性等を向上したラジアルタイ
ヤは、乗用車用をはじめとして、多くの用途で多用され
つつある。

又このようなラジアルタイヤには、トラクシシン性能、
制動性能、耐発熱性を高めるべく、トレッドには、第１
０図に示すように、円周方向に通るジグザグ状の縦溝Ａ
により区切られるリブＢを具えるリプタイブ、又第１１
図に示すような、縦溝Ａを結ぶ横溝Ｃによって形成する
ブロックＤを具えたブロックタイプなど、種々なトレッ
ドパターンがその表面に刻設される。

他方、第１０図に示したりブタイブのタイヤでは、長期
間の舗装路等の良路を走行する間に、縦溝Ａに突出する
リプＢの角部Ｂ１が第１２図に示すように高さＨの段差
状に摩耗しかつ角部Ｂ１を起点としてタイヤ軸方向に広
がりかつ周方向にも発達することによって円周方向にレ
ール状に連なるいわゆるレールウェイ摩耗が生じるのが
知られている。又第１１図に示すブロックパターンのも
のでは、走行とともにブロックＤが地面と接する踏込み
縁Ｄ１に比べて、けり出し縁Ｄ２の横溝Ｃへの倒れ込み
に伴う地面とのずれによってとくにけり出し縁Ｄ２が段
差状に摩耗するいわゆるヒールアンドトウ摩耗が発生す
ることも知られている。

このような偏摩耗は、タイヤの見映えを低下する他、寿
命を短縮し、又操縦安定性、制動性能を低下させる等種
々な問題を惹起する。なお、この偏摩耗は接地領域、特
に路面との滑り量が大な肩部において顕著となり、しか
もトレッド剛性が高いラジアルタイヤにおいて生じやす
い。

このような問題点を解決するべく、例えば特開昭５３−
８０６０２号公報は、溝壁部を耐摩耗性の高いゴムを用
いて形成することを提案している。

又特公昭５７−５４３２５号公報、特公昭５７−１５０
０５号公報は、偏摩耗の発生しゃすい溝壁部に穴を隔設
すること、さらに特公昭５０−２９２０１号公報、特公
昭５７−５４３２４号公報は、溝壁部に切込みを設ける
ことによって、夫々前記した偏摩耗の発生を防止するこ
とを開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、***、切込みなどを設けるものは、悪路
等の走行に際して、むしろ局部応力を増加させ、チッピ
ングを生じ偏摩耗を助長する危険性を伴った。

さらに、前記溝壁部のみの硬度を高めたものは、溝壁部
の周方向の剛性も大となり、路面との周方向の追随性を
妨げることによって、リプＢの角部Ｂ１、ブロックＤの
けり出し縁Ｄ１の溝への倒れ込みに際して大なる応力を
発生し、むしろ偏摩耗を促進する場合も生じる。

従って、溝に起因する偏摩耗について、さらに検討した
結果、溝壁部においては、タイヤ円周方向の周方向剛性
を低下させることによって、けり出しに際してトレンド
ゴムが移動する際の応力を低下させることが好ましく、
さらに、溝壁部におけるタイヤ半径方向の剛性、即ちト
レッドゴムが圧縮される圧縮剛性を高めることによって
、該溝壁部で生じる摩耗自体を低減でき、このように、
けり出し側における溝への倒°れ込み時に生じる応力を
緩和しつつ該部分の耐摩耗性を高めることによって、前
記した溝に起因する偏摩耗を減じうろことが判明した。

かかる観点から、周方向剛性に比して圧縮剛性が大なる
ゴムを求めて種々検討を加えた結果、ゴム内に短繊維を
配合することによって、好ましい特性のゴムを得ること
を見出し、本発明を完成するとともに望ましい剛性比率
をも見出したのである。

従って本発明は、トレッドの溝に起因するレールウェイ
摩耗、ヒールアンドトウ摩耗などの偏摩耗を抑制しうる
ラジアルタイヤの提供を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、トレッド部に設ける溝に向く溝壁部を、天然
ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジェンゴム、ポリブタ
ジェン系ゴムの少なくとも一種からなるゴム基材に短繊
維を配合した強化ゴム材を用いて形成し、しかも前記短
繊維を、溝の深さ方向に溝壁面に沿わせて配向させてな
るラジアルタイヤであって、このように短繊維を溝壁面
に沿わせることによって、周方向剛性に比して圧縮剛性
を高め、溝壁部における欠け、割れ等を防止しつつ、偏
摩耗を抑制できる。

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１〜２図は、トレッド部２に、タイヤ赤道ＣＬを挟む
ジグザグ状の二本の縦溝３．３と、そのタイヤ軸方向外
側に配したジグザグ状の縦溝４１．４を設けたりブタイ
ブのラジアルタイヤを示しており、前記縦溝３．３間で
中央のリプ５が、又縦溝３．４間で中のリプ６．６が形
成されるとともに、前記縦溝４のタイヤ軸方向外縁とト
レッド部２の端縁との間に側のリブ７．７が設けられる
。

又リブ５．６．７の、各縦溝３．４に向く溝壁部１０は
、強化ゴム材を用いて形成している。

強化ゴム材は、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジ
ェンゴム、ポリブタジェン系ゴムの少なくとも一種から
なるゴム基材１１に、短繊維１２を配合しており、又ゴ
ム基材には、シリカ、カーボンブロックなどの補強材の
他、各種の添加剤が混合される。又強化ゴム材には、短
繊維１２が方向を揃えて配向することによって、該強化
ゴム材の短繊維１２の配向方向の複素弾性率Ｅａ″１と
、配向方向と直角な向きの複素弾性率Ｅｂ９との比Ｅａ
”／Ｅｂ”を１．２以上かつ５以下とし、このように、
配向方向の複素弾性率Ｅａ”を配向方向に直角な向きの
複素弾性率Ｅｂ”よりも大としている。

なおトレッドゴム自体、即ちトレッド２において溝壁部
１０以外の部分のゴムの複素弾性率Ｅｃ１と、前記配向
方向の複素弾性率Ｅａ１との比Ｅａ”／Ｅｃ”を１．２
以上かつ３以下とし、又トレッドゴムの複素弾性率Ｅ″
と配向方向に直角な向きの複素弾性率Ｅｂ“との比Ｅｂ
”／Ｅｃ’″を０゜６以上かつ１以下としている。従っ
て、配向方向に直角な向きの複素弾性率Ｅｂ“は、トレ
ッドゴムの複素弾性率Ｂ　Ｃｄｓよりも所定の範囲で小
となる。なお本明細書において、複素弾性率は、岩本製
作所■製の粘弾性スペクトロメータを用いて中４鶴、長
さ３０ｎ、厚さ２ｕのサンプルを用い、周波数１０Ｈｚ
、温度７０度、動歪２％によって測定している。

前記短繊維は、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳
香族ポリアミド、セルロース樹脂、結晶性ポリブタジェ
ン、炭素繊維等の有機材料からなる繊維の他、金属繊維
、ウィスカ、ボロン、ガラス繊維等の無機材料からなる
繊維をも用いることができ、又短繊維１２は、前記した
複素弾性率Ｅａ”、Ｅｂ”を充足する範囲で、繊維長さ
１〜２０ｆｌ、太さ２μｍ〜１ｍ程度の種々な寸法のも
のを用いることがてきる。又短繊維１２は、前記複素弾
性率Ｅａ″、Ｅｂｌの強化ゴム材をうるべく、例えば短
繊維１２が、密度１〜２程度の有機材料からなるときに
は、ゴム基材１００重量部に対して５〜３０重量部程度
が配合され、又無機材料からなるものを用いるときにも
、その比重、伸度、強度に応じて前記要件を充たす適宜
の重量部が配合される。

又強化ゴム材は、第２図にタイヤ軸方向と直角かつ半径
方向の断面を示すように、短繊維１２を、その長手方向
が溝の深さ方向に溝壁面Ｗと略平行となるように該溝壁
面Ｗに沿わせて配設される。

このように溝壁面Ｗに沿わせて短繊維１２が配合される
ことによって、タイヤ半径方向の圧縮剛性を向上すると
ともに、タイヤ円周方向の周方向剛性の増加を抑制でき
る。なお「溝の深さ方向に溝壁面Ｗに沿う」とは、短繊
維１２がタイヤ円周方向に向いて溝壁面Ｗに沿う場合の
他、溝と直角な断面において溝壁面Ｗに沿うなど、主と
して短繊維１２が情実に向かって溝壁面Ｗに沿って配向
していることをいう。

又前記溝壁部１０は、その厚さＴを、溝深さＬの５〜３
０％としている。５％未満では、圧縮剛性の向上効果に
劣り、又３０％を越えるときには製造が困難となる。

さらに前記短繊維１２の配向方向の複素弾性率Ｅａ１１
がトレンドゴムの複素弾性率Ｅｃ’″の３倍をこえると
きには、溝壁部１０の圧縮剛性が過度に大となり、走行
に伴う摩耗に際して、この溝壁部１０が残留してトレッ
ド面から***し、むしろ見映えを低下することが判明し
ていることによる。

従って前記比Ｅａ”／Ｅｃ“を３倍以下としている。又
１．２倍よりも小さいときには、偏摩耗抑制の効果を減
じる。従って、比Ｅａ“／Ｅｃ′″を前記範囲とする他
、好ましくはその比は１．６以上かつ２．４以下である
。

又溝壁部１０の周方向剛性が、トレッドゴムの周方向剛
性に比べて大であるときには、前記のごとく、溝壁部１
０と路面との追随性に劣り又溝部への倒れ込みに際して
の応力が増し、むしろ摩耗を促進するため、短繊維１２
の配向方向と直角な方向の複素弾性率Ｅｂ”をトレッド
ゴムの複素弾性率Ｅｃ”以下とする。さらにその比が０
．６倍よりも小となるときには、溝壁部１０のゴムその
ものの耐摩耗性が低下する。従って前記比Ｅｂ“／Ｅｃ
１を０．６以上かツ１．０以下とし、又０．７以上かつ
０．９以下が好ましい。その結果、短繊維１２の配向方
向とそれに直角な方向の複素弾性率の比Ｅａ”／Ｅｂ“
は、前記のごと＜１．２以上かつ５以下となり、又好ま
しくは１．７８以上３以下に設定される。

なお溝壁部１０への強化ゴム材への取付けは、第７図に
示すように、縦溝３．４の位置で円周方向に通る強化ゴ
ム材シート１４を生タイヤ状態で添設したうえ、金型加
硫によって、前記強化ゴム材シート１４部分を溝付けす
ることにより形成される。又強化ゴム材シー）１４は、
第８図に示すように、カレンダーロールによる成型、又
は押出しによって、長手方向に列理を揃えて短繊維１２
を配合する広巾シート１５を形成したうえ、該シート１
５を直角にかつ所定巾に裁断することによって形成され
る。なお強化ゴム材シート１４は、予め縦溝３．４の形
状に合わせたジグザグ状に形成することもでき、これに
よって第１図の溝壁部１０を有するタイヤとなる。又溝
巾に比べて広巾の強化ゴム材シート１４を用いるときに
は、第３図に示すように、リブ５．６．７の上面にそっ
てのびる張出し部１６を有する溝壁部１０が形成される
。

又第５図に示すプロンクタイプのタイヤにおいて、横溝
Ｃを挟むブロックＤの踏込み縁Ｄ１、けり出し片Ｄ２の
溝壁部１０に強化ゴム材を設ける場合には、第９図に示
すように、前記横溝Ｃの部分に合わせて強化ゴム材シー
ト片１７をはりつける。同様に、金型による加硫成型時
において溝付けすることにより、溝壁部１０を強化ゴム
材２によって形成でき、又その短繊維１２は溝壁面Ｗに
沿って配列される。

〔実施例〕

サイズ１０．０　ＯＲ２０の第１図に示す５本のリブを
有するタイヤを第１・表の実施例１〜４に示す仕様によ
り試作した。又比較例１〜４のタイヤを試作し、正規リ
ムに装着したうえ、内圧７．２５ｋｇ／ｄを充填し、舗
装路上を５００００ｋｍ走行したのち、リブの角部Ｂ１
の摩耗による段差Ｈを１０ケ所測定した。その平均値を
第１表に合わせて示している。

実施例１〜４はいずれも比較例に比して偏摩耗量は小で
あり、又複素弾性率Ｅａ’″が過度に大な比較例４では
、溝壁部が０．７１１***している。このよううに本発
明のタイヤは、偏摩耗に対して大きな耐久性を具えてい
るのがわかる。

〔発明の効果〕

このように本発明のラジアルタイヤは、短繊維を配合し
た強化ゴム材によって溝壁部を形成しかつ短繊維を溝壁
面に沿う方向に配列しているため、周方向剛性を低下さ
せつつ圧縮剛性を向上でき、従って溝内への倒れこみに
１際しての応力を減じつつ耐摩耗性を高めることが可能
となり、その結果レールウェイ摩耗、ヒールアンドトウ
摩耗等の偏摩耗を防止でき、タイヤの見映えを高めると
ともに、トラクション、制動性能を維持しタイヤの寿命
を延長しうるなどの効果を奏しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図はその
Ｉ−Ｉ線断面図、第３図は他の実施例を示す平面図、第
４図はその■−■線断面図、第５図はさらに他の実施例
を示す平面図、第６図はそのｍ−ｍ線断面図、第７図は
強化ゴム材シートを貼付けた生タイヤを例示する斜視図
、第８図は強化ゴムシートの成型方法を例示する斜視図
、第９図は、ブロックパターンのタイヤを形成するため
の、強化ゴム材シート片を貼付けた生タイヤを例示する
斜視図、第１０〜１１図は従来タイヤを例示する平面図
、第１２図は摩耗状態を示す断面図である。 ２−　　トレッド、　　３．４−縦溝、５．６．７・・
−・リプ、　９−・−横溝、　１ｏ−−−−一溝壁部、
１１・−ゴム基材、　　１２−・短繊維、　Ｗ−溝壁面
。 特許出願人　　　　住友ゴム工業株式会社代理人　弁理
士　　苗　　村　　　　　正図面３乙゛亡１　月；：：
￥でなし） 第７ζ ８ＷＪ ｓｇ １フ 第１０図 第１２属 □長官小川　邦夫殿 ３、補正をする者 緒との曝　特許出願人 住　所　神戸市中央区筒井町１丁目１番１号名　称　住
友ゴム工業獣会社 Ｉ懺者桂１）鑓男 ４、代理人 住　所大阪市淀用区西中島４丁百２番２６号天神第１ビ
ル　電話（０６）３０２−１１７７−−’−＝Ｈ 氏　名　（８２９６）弁理士　苗　村　　　　正　　　
　。 （１１図面の重複する第５図のうち一方の第５図を第６
図と補正する。 （内容に変更なし） ９、添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）トレッド部に設ける溝に向く溝壁部を、天然ゴム
   、ポリイソプレンゴム、ブタジエンゴム、ポリブタジエ
   ン系ゴムの少なくとも一種からなるゴム基材に短繊維を
   配合した強化ゴム材を用いて形成し、しかも前記短繊維
   を、溝の深さ方向に溝壁面に沿わせて配向してなるラジ
   アルタイヤ。 （２）前記短繊維は有機材料からなりかつ前記強化ゴム
   材には、ゴム基材１００重量部に対して５〜３０重量部
   の短繊維が配合されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のラジアルタイヤ。 （３）前記強化ゴム材は、短繊維の配向方向の複素弾性
   率Ｅａ＾＊と、配向方向に直角な向きの複素弾性率Ｅｂ
   ＾＊と、トレッドのゴムの複素弾性率Ｅｃ＾＊との各比
   が、 １．２≦Ｅａ＾＊／Ｅｂ＾＊≦５、 １．２≦Ｅａ＾＊／Ｅｃ＾＊≦３、 ０．６≦Ｅｂ＾＊／Ｅｃ＾＊≦１、 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載のラジアルタイヤ。