JPS6259104A - 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、特に、主に良路を高速走行す
るトランク、バス等に装着される重荷重用空気入りラジ
アルタイヤのトレッド部に発生する偏摩耗を改良した空
気入りタイヤに関する。

（従来の技術） 主に良路高速走行に供される空気入りタイヤのトレッド
パターンとしては一般にいわゆる完全なりブタイブのト
レッドパターンのほか、リブ・ラグタイプ、リブ・ブロ
ックタイプ等も用いられている。いずれにしろ、トレッ
ド部　をタイヤの概ね周方向に延びる２〜５本程度の幅
広の主溝によりタイヤの軸方向に分割して、タイヤの周
方向に連続または不連続の複数本の陵部（以下、リブと
いう）を形成している。

（発明が解決しようとする問題点） このようなリブを有するリプタイブの重荷重用空気入り
ラジアルタイヤがトラック・バスの前輪軸等に装着され
て、トウインやキャンバ−等のアライメントによって大
きな横力を受けて転勤すると、トレッド部の各リブ、特
にトレッド部の軸方向最外側に位置するショルダーリブ
に顕著な偏摩耗が発生するという問題が生じる。

この偏摩耗はタイヤの使用条件によって種々複雑な様相
を呈するが、トレッド部のショルダーリブの外側端部に
端を発した摩耗（いわゆるエツジ落ち）が、タイヤの周
上不均一にトレッド部の内側に進展していき、甚だしい
場合にはタイヤの側面からみて多角形となる多角形摩耗
にまでも発展するのである。これらはタイヤの外観を著
しく見苦しくするばかりでなく、車両の振動の原因にな
る等、タイヤの性能も著しく悪化し、タイヤの摩耗寿命
を大幅に低下させるという問題点がある。

これらの問題点を改良するため、構造面、パターン面、
トレッドゴム質の面より種々の検討がなされている。例
えば、特開昭５８−２１）９０２号公報に示されている
ように、ショルダ一部に耐摩耗性のよいゴムを配置して
摩耗し難くすることが提案されている。しかしながら、
耐摩耗性を上げると破壊強度や疲労性能が低下して走行
中にゴム欠けやチッピング故障が起こりやすくなるとい
う別の問題を生じる。

本発明は、上記のような偏摩耗の問題点を他性能を犠牲
にすることなく有利に解決し、その結果タイヤの摩耗寿
命を大幅に向上させることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） まず、本発明に到達するに至った過程につき説明する。

本発明者らは偏摩耗の発生から成長進展までをその発生
機構、ゴム材料およびこれらの相互作用面より研究した
。

トレッド部のショルダーリブに発生する種々の偏摩耗の
発端となるのはショルダーリブの外側端部（エツジ）の
局部摩耗（いわゆるエツジ落ち）である。この局部摩耗
はコーナリング時に生ずるスリップアングルと横力およ
び直進走行での径差引き摺りによりショルダーリブの外
側端が路面に対してすべり動き、摩擦摩耗を起こすもの
であり、この局部摩耗はトレッド部の周上不均一にかつ
内側に成長進展し、段差が発生する。同じ材質からなる
トレッド部がショルダ一部のみ異常に摩耗が早いのはシ
ョルダーリブに作用する摩耗入力（すなわち、摩擦力×
動き）がトレッド中央より著しく大きいためである。こ
れは、タイヤに横力が作用した場合、ショルダーリブの
接地圧がトレッド中央の接地圧より大きく、ショルダー
リブの摩擦力がトレッド中央の摩擦力より大きくなるの
が一要因である。

本発明者らはこの摩耗入力を低減すべく種々検討の結果
、路面に対し滑り易い動摩擦係数μの低いゴムを配置し
摩擦力を小さくすることにより可能であることを見出し
た。ゴムの動摩擦係数μは粘弾性的にはゴムの損失正接
ｔａｎ　δと複素弾性率Ｅ“の絶対値との比ｔａｎδ／
ｌＥ”ｌで表すことができる。

したがって、トレッド部の偏摩耗を低減するためには、
トレッド部をトレッド中央部と、偏摩耗の発生するリブ
領域に分割し、偏摩耗の発生するリブ領域に、トレッド
中央部のゴムより動摩擦係数μの小さい、滑り易いゴム
、すなわちｔａｎδ／ｌＥ”ｌの小さいゴムを用いて、
トレッド部内のゴムの摩耗バランスをとればよいことを
見出した。

以上説明したことをもとに、さらに総合的に研究した結
果、下記の本発明の結論に到達した。

本発明に係る空気入りタイヤは、ショルダーの端部を形
成するトレッド外側ゴムＡと、トレッド外側ゴムＡが接
合された少なくとも一端を有するトレッド中央ゴムＢと
からなるトレッドゴムを有するトレッド部を備え、トレ
ッド外側ゴムＡの損失正接ｔａｎδ１と複素弾性率の絶
対値ＩＥ□ｌとの比ｔａｎ６Ａ／ＩＥ“Ａ１がトレッド
中央ゴムＢの損失正接ｔａｎ　６　Ｂと複素弾性率の絶
対値ＩＥ”ｌ１）との比ｊａｎδｍ／　ｌ　Ｅ”ｌｌ　
１より小であることを特徴としている。

ここに、ｒ　ｔａｎ　δＡ／ＩＥ”ＡＩＪはトレッド外
側ゴムＡの動摩擦係数μえにほぼ対応する粘弾性特性値
であり、ｒ　ｔａｎ　δｍ／ＩＥ”ａｌｌはトレッド中
央ゴムＢの動摩擦係数μ、にほぼ対応する粘弾性特性値
である。

また、前記トレッド外側ゴムＡについての比ｔａｎδＡ
／ＩＥ□１が前記トレッド中央ゴムＢについての比ｔａ
ｎ　δｍ／ｌＥ”ｌの５０％以上１００％未満であるこ
とが好ましい。５０％未満では特性の差が大きすぎて性
能バランスが不安定となり、甚だしい場合は界面剥離故
障等を起こす恐れがある。

また、前記トレッド外側ゴムＡが路面と接地圧ＰＡで接
し、前記トレッド中央ゴムＢが路面と接地圧ＰＢで接し
、トレッド外側ゴムＡとトレッド中央ゴムＢとが次式 の関係にあることが好ましい。これは、トレッド外側ゴ
ムＡの摩擦力がトレッド中央ゴムＢの摩擦力より小さく
、かつ７０％以上であることが好ましいことであり、７
０％未満では摩擦力に差ができすぎ、性能バランスが低
下するとともに界面剥離等が起こる可能性が高くなる。

なお、この場合、接地圧は、正規リム装着、正規内圧充
填、正規荷重負荷、キャンバ−角度１度および横力３０
０　ｋｇの条件下で、トレッド外側ゴムＡにあってはト
レッド表面上トレッド最外側のショルダーリブ内でショ
ルダー９からショルダーリブ幅のほぼ１／４だけ内側の
位置、またトレッド中央ゴムＢにあっては同じくトレッ
ド表面上タイヤ赤道面りに最も近いリブ内でそのリブ幅
のほぼ中心位置において測定するものとする。

（作用） 通常の空気入りタイヤのトレッド外側部は、コーナリン
グ時の横力や直進走行時は径差引き摺りによる動きによ
り、トレッド中央部より甚しく大きな摩耗入力（すなわ
ち、摩擦力×動き）を受け、局所摩耗を発生し、さらに
進行し、段差が発生し、さらに種々の偏摩耗に成長進行
して行く。

しかしながら、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部
のトレッドゴムがトレッド外側ゴムＡとトレッド中央ゴ
ムＢとから構成され、トレッド外側ゴムＡの動摩擦係数
μいに対応するｔａｎ　δＡ／ＩＥ□１がトレッド中央
ゴムＢの動摩擦係数μ８、に対応するｊａｎ　６ｍ　／
　ｌ　Ｅ”ｍ　ｌより小である。したがって、トレッド
外側ゴムＡに作用する摩擦力（すなわち動摩擦係数μい
と接地圧ＰＡとの積）とトレッド中央ゴムＢに作用する
摩擦力との差が低減しあるいは前者が後者よりも小とな
り、さらに、動きが同じであるので、摩耗入力について
も同様の結果となる。このため、トレッド部内での摩耗
バランスが適度となり、偏摩耗は大幅に低減し、摩耗寿
命は極めて大幅に増加する。

（実施例） 以下、本発明に係る空気入りタイヤの実施例を図面に基
づいて説明する。

第１図、第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図はその一部平面図、第２図
はその一部断面図である。タイヤサイズは１０．００　
Ｒ２０１４Ｐ　Ｒである。

第１図において、１はトレッド部であり、このトレッド
部ｌはタイヤのほぼ周方向に延びる４本の主溝２により
軸方向に５本のリブ３．４．５に分割され、トレッド最
外側のショルダーリブ３、ショルダーリブ３の内側のセ
カンドリブ４および中央のセンターリブ５を有している
。トレッド部１はトレッドゴム７を有し、トレッドゴム
７はショルダー９の端部９ａを形成するトレッド外側ゴ
ムＡ（図に斜線で示している、断面を示す斜線は省略す
る。以下同じ）と、トレッド外側ゴムＡが接合された少
なくとも一端（この実施例では両端）を有するトレッド
中央ゴムＢとからなっている。トレッド外側ゴムＡは、
第２図に示すように、ショルダーリブ３の軸方向の幅Ｗ
、の約１／２点３ａとショルダー９の半径方向内側にお
いて、トレッド中央ゴムＢと接合する接合面８を有し、
ショルダー９の端部９ａを含む断面はぼ３角形状の一対
の帯状体である。また、トレッド中央ゴムＢはタイヤ赤
道面りを挾みタイヤ軸方向両端でトレッド外側ゴムＡに
接合し、タイヤ周上を被覆している。

また、トレッド中央ゴムＢは路面（図には示されていな
い）と接地圧ｐｍ（指数１００）で圧接しているのに対
し、トレッド外側ゴムＡは路面と接地圧ＰＡ（指数１）
６）と高い接地圧で圧接している。

また、トレッド外側ゴムＡの損失正接ｔａｎδ１と複素
弾性率の絶対値ＩＥ□１との比ｔａｎδ、／ＩＥ□１が
トレッド中央ゴムＢの損失正接ｔａｎ　δ、と複素弾性
率の絶対値ＩＥ□１との比ｔａｎδ、／］Ｅ□）より小
である。ここで、ｔａｎ　δ／ｌＥ”ｌはそのゴムと路
面との動摩擦係数μに対応するので、トレッド外側ゴム
Ａの動摩擦係数μ、はトレッド中央ゴムＢの動摩擦係数
μ、より小さい。

トレッド部１以外は通常の構成、すなわちスチールベル
ト、スチールカーカス等を有しており、説明を省略する
。

トレッド外側ゴムＡの接地圧ＰＡとトレッド中央ゴムＢ
の接地圧Ｐ８とはそれぞれ下記によって測定した。

空気入りタイヤを正規リム７．５０Ｖｘ２０にリム組し
、正規内圧７．２５　ｋｇ／ａＪ、正規荷重２７００ｋ
ｇ、キャンバ−角度１度、横力３００　ｋｇによりタイ
ヤを踏面観察台上を転動させ、タイヤの踏み込みから蹴
り出しに至る間の接地圧を３分力計によって測定しその
値を平均して出した。測定点は、ショルダーリプ３のシ
ョルダー９からタイヤ軸方向５Ｈの位置１５およびセン
ターリブ５のタイヤ赤道面り上の位置１６である。

トレッドゴム７は、次表に示す配合のゴム組成物１〜４
を準備し、この中から選んだゴム組成物を用いた。ゴム
組成物の配合はゴム成分を１００重量部として、各成分
の重量％で示している。表１の下部には各ゴム組成物の
特性をゴム組成物４を１００として指数表示で示してい
る。ここに、損失正接ｔａｎ　δおよび複素弾性率の絶
対値ＩＥ”　１は、若木製作所製粘弾性試験機を用い、
振動数５２Ｈｚ、歪率２％、温度４０℃の条件下で測定
算出した。

（本頁、以下余白） 表１ この第１実施例においては、トレッド外側ゴムＡには表
１のゴム組成物３を用い、トレッド中央ゴムＢにはゴム
組成物４を用いた。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの第２実施例につい
て説明する。

第３図は本発明に係る空気入りタイヤの第２実施例を示
す一部断面図である。第２実施例においては、トレッド
部２１のトレッド外側ゴムＡがショルダーリプ３の表部
３ｂとショルダー９の端部９ａを含む断面はぼ３角形状
の一対の帯状体であること以外は第１実施例とほぼ同じ
構成および作用を有しており、特に、ショルダーリブ全
表部の偏摩耗の発生の防止に対し第１実施例よりより有
効な効果を有している。以下、同じ符号をつけて説明を
省略する。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの第３実施例につい
て説明する。

第４図は本発明に係る空気入りタイヤの第３実施例を示
す一部断面図である。第３実施例においては、トレッド
部３１のトレッド外側ゴムＡがショルダーリプ３の表部
３ｂ、ショルダー９の端部９ａおよびショルダーリブ３
に隣接する主溝２の外側溝側面２ａを含む断面はぼ台形
状の一対の帯状体であること以外は、第１および第２実
施例とほぼ同じ構成、作用および効果を有しており、同
じ符号をつけて説明を省略する。

次に、本発明に係る空気入リタイヤの第４実施例につい
て説明する。

第５図は本発明に係る空気入りタイヤの第４実施例を示
す一部断面図である。第４実施例においては、トレッド
部４１のトレッド外側ゴムＡがショルダーリプ３の表部
３ｂ、ショルダー９の端部９ａおよびショルダーリプ３
に隣接する主溝２の外側溝側面２ａの一部を含む断面は
ぼ台形状の一対の帯状体であること以外は、第１実施例
とほぼ同じ構成、作用および効果を有しており、同じ符
号をつけて説明を省略する。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの第５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５実施例を示
す一部断面図である。第５実施例においては、トレッド
部５１のトレッド外側ゴムＡがショルダーリプ３の表部
３ｂ、ショルダー９の端部９ａおよびショルダーリプ３
に隣接する主溝２の外側溝側面２ａを含みトレッド中央
ゴムＢの半径方向内側に接合面８を有するシート状体で
あること以外は、第１実施例とほぼ同じ構成、作用およ
び効果を有しており、同じ符号をつけて説明を省略する
。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの第６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６実施例を示
す一部断面図である。第６実施例においては、トレッド
部６１のトレッド外側ゴムＡがショルダーリプ３および
セカンドリブ４の表部３ｂ。

４ｂ、ショルダー９の端部９　ａ　％ショルダーリブ３
に隣接する主溝２の外側および内側溝側面２ａ、２ｂの
一部およびセカンドリブ４の内側にある主溝２の外側溝
側壁２Ｃの一部を形成する断面はぼ台形状の２対の帯状
体であること以外は、第１実施例とほぼ同じ構成および
作用を有しており、特にセカンドリブにまで偏摩耗が発
生するような厳しい使用条件のタイヤに有効である。以
下、同じ符号を付けて説明を省略する。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの第７実施例につい
て説明する。

第８図は本発明に係る空気入りタイヤの第７実施例を示
す一部断面図である。第７実施例においては、トレッド
部７１のトレッド外側ゴムＡがタイヤが車両に装着され
たとき車両の外側に位置するショルダーリプ３の表部３
ｂとショルダー９の端部９ａを含む断面はぼ３角形状の
一つのみの帯状体であること以外は、第１実施例とほぼ
同じ構成および作用を有しており、特にタイヤの片側の
み偏摩耗の発生が大きいときに有効である。以下、同じ
符号をつけて説明を省略する。

（発明の効果） 次に、４種類（本発明タイヤＩ、■、■および従来タイ
ヤ）の試験タイヤを準備し、効果を確認した。試験タイ
ヤのトレッド部に用いたトレッドゴムのゴム組成物、ゴ
ムの特性（損失正接ｔａｎ　δ複素弾性率の絶対値ＩＥ
”ｌおよび動摩擦係数μおよびタイヤの接地圧Ｐを表２
に示している。表２において、ゴム組成物の番号は表１
に示したものに対応し、またｔａｎ　δ／ＩＥ″１）お
よび接地圧Ｐはトレッド中央ゴムＢを１００として指数
表示で示しである。

（本頁、以下余白） 表２ 体頁、以下余白） 試験タイヤはタイヤサイズ１０．０ＯＲ２０１Ａ　Ｐ　
Ｒのりブタイブである。試験に用いた本発明タイヤｒ　
（実施例■）は前述の第１実施例と同じであり、試験タ
イヤのトレッド外側ゴムＡおよびトレッド中央ゴムＢの
内容は表２に示している。また、本発明タイヤ■（実施
例■）は前述の第１実施例のトレッド外側ゴムＡに表１
のゴム組成物２を用い、他は第１実施例と同じである。

また、本発明タイヤ■（実施例■）は前述の第１実施例
のトレッド外側ゴムＡに表１のゴム組成物１を用い、他
は第１実施例と同じである。また、従来タイヤ（比較例
）は前述の第１実施例のトレッド外側ゴムＡおよびトレ
ッド中央ゴムＢにともに表１のゴム組成物４を用い、他
は第１実施例と同じである。これらの試験タイヤはすべ
て同じように製造された。

試験は湿潤路旋回テストと５万ｉ実地走行テストとを実
施した。湿潤路旋回テストは試験タイヤを試験用トラッ
クに装着し、湿潤アスファルト路面上を一定速度で円旋
回し、その際の放射方向の加速度を試験した。試験結果
は従来タイヤの場合の加速度Ｇを１００として指数表示
をして表２の下部に示した。指数は数値が大きい方が滑
りが少なく操縦性が優れている。本発明タイヤＩ〜■は
ともに操縦安定性能に大幅の低下もなく、十分な性能レ
ベルにある。

また、実地走行テストはこれら試験タイヤを試験車両の
前輪左側に装着し、高速道路５０％、一般道路５０％か
らなる試験ルートを走行し、ショルダーＩＪブの偏摩耗
の発生有無を試験した。試験結果は表２の下部に示した
。試験結果によれば、従来タイヤは２万４，０００　ｋ
ｍ走行時に大きな偏摩耗（すなわち肩落ち摩耗）が発生
して試験を中止したのに対し、本発明タイヤ１）■、■
ともに４万７．００３ｋｍ以上を走行し、本発明タイヤ
■はセカンドリブ一部に偏摩耗発生したのみで走行距離
は増加し摩耗寿命は大幅に増加した。また、本発明タイ
ヤ■はセカンドリプに僅かに周方向の偏摩耗が発生した
のみである。本発明タイヤ■には全く偏摩耗の発生はな
く、摩耗寿命は大幅に増加した。また、本発明タイヤＩ
、■、■ともに操縦安定性能、振動乗心地性能等一般性
能は従来タイヤと同様に十分の性能レベルであった。

以上説明したように、本発明によれば、−膜性能は十分
の性能レベルを維持したまま、偏摩耗の発生を大幅に低
減でき、摩耗寿命を極めて大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第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図はその一部平面図、第２図
はその一部断面図である。第３図〜第８図はそれぞれ本
発明に係る空気入りタイヤの第２〜第７実施例を示す一
部断面図である。 １．２１．３１．４１．５Ｌ　６１．７１・・・・・・
トレッド部、７・・・・・・トレッドゴム、 ９・・・・・・ショルダー、 ９ａ・・・・・・端部、 Ａ・・・・・・トレッド外側ゴムＡ。 Ｂ・・・・・・トレッド中央ゴムＢ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ショルダーの端部を形成するトレッド外側ゴムＡ
   と、トレッド外側ゴムＡが接合された少なくとも一端を
   有するトレッド中央ゴムＢとからなるトレッドゴムを有
   するトレッド部を備え、トレッド外側ゴムＡの損失正接
   ｔａｎδ＿Ａと複素弾性率の絶対値｜Ｅ＿Ａ＾＊｜との
   比ｔａｎδ＿Ａ／｜Ｅ＾＊＿Ａ｜がトレッド中央ゴムＢ
   の損失正接ｔａｎδ＿Ｂと複素弾性率の絶対値｜Ｅ＾＊
   ＿Ｂ｜との比ｔａｎδ＿Ｂ／｜Ｅ＾＊＿Ｂ｜より小であ
   ることを特徴とする空気入りタイヤ。 （２）トレッド外側ゴムＡについての前記比ｔａｎδ＿
   Ａ／｜Ｅ＾＊＿Ａ｜がトレッド中央ゴムＢについての前
   記比ｔａｎδ＿Ｂ／｜Ｅ＾＊＿Ｂ｜の５０％以上１００
   ％未満である特許請求の範囲第（１）項記載の空気入り
   タイヤ。 （３）前記トレッド中央ゴムＡが路面と接地圧Ｐ＿Ａで
   接し、前記トレッド中央ゴムＢが路面と接地圧Ｐ＿Ｂで
   接し、トレッド外側ゴムＡとトレッド中央ゴムＢとが次
   式 ０．７×（ｔａｎδ＿Ｂ／｜Ｅ＾＊＿Ｂ｜）×Ｐ＿Ｂ≦
   （ｔａｎδ＿Ａ／｜Ｅ＾＊＿Ａ｜）×Ｐ＿Ａ＜（ｔａｎ
   δ＿Ｂ／｜Ｅ＾＊＿Ｂ｜）×Ｐ＿Ｂの関係にある特許請
   求の範囲第（１）項記載の空気入りタイヤ。