JP3401283B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、氷雪路面での操縦安定
性に優れ、特に乾燥路面を長期間走行した場合もトレッ
ドゴムの摩耗が少なく、耐久性に優れた全候型空気入り
タイヤ、特にバスやトラック等に用いられる重荷重用空
気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】全天候型空気入りタイヤは、種々の路面
状態、例えば乾燥路面、濡れた路面および氷雪路面のい
ずれに対しても操縦安定性が優れ、かつ耐久性が良好で
あることが必要である。この空気入りタイヤの中で、最
近注目を集めているのがトレッドゴムに発泡ゴムを使用
したスタッドレスタイヤである。

【０００３】スタッドレスタイヤは、氷上性能を付与す
るため、一般にトレッドゴムが、通常路面の使用に供し
ているタイヤよりもゴム硬さの低い材質でできている。
しかし、このタイヤは、氷雪路面以外の路面を走行する
とトレッドゴムが著しく摩耗するために耐久性に難があ
った。

【０００４】また重荷重用空気入りタイヤは、その平均
接地圧が高いため、氷雪路面が溶けやすくトレッド接地
面と氷雪路面の間に水膜が生じやすい。そのためトレッ
ドゴムにゴム硬さを低下させた発泡ゴムを用いた場合、
その長所である氷雪路面での操縦安定性が、乗用車用タ
イヤほど見込めず、またトレッド陸部に永久歪み、いわ
ゆるへたりを生じやすく、耐久性を悪くすることが問題
となった。そこでこれらの問題を解決すべく、発泡ゴム
の材質、構造等の改良が進められてきた。

【０００５】例えば、特開平１−１１８５４２号公報に
は、一般的な空気入りタイヤのトレッドゴムに発泡ゴム
を用い、その発泡率および発泡気泡径を限定することに
より、耐摩耗性を維持しながら氷雪路面での操縦安定性
を向上させ、また動的圧縮永久変形（いわゆるへたり
性）が生じにくくし、耐久性を改良したとの記載があ
る。

【０００６】また特開平２−１５５８０６号公報には、
重荷重用空気入りタイヤのトレッドゴムに発泡ゴムを用
い、その発泡率および発泡気泡径を限定し、かつ発泡ゴ
ムのゴム硬さおよび発泡ゴム中のカーボンブラックの配
合を限定することにより、耐摩耗性とへたり性の双方を
改良したとの記載がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−１１８５４
２号公報では、トレッドゴム中に補強剤としてカーボン
ブラックを含有しているが（トレッドゴム中には通常含
有している）、耐久性の改良においてトレッドゴム中の
カーボンブラックの含有量についての限定はしていな
い。しかし実際には、カーボンブラックの含有量は、耐
摩耗性や耐久性を大きく変化させることが分かってい
る。例えばカーボンブラック含有量を、通常使用量の範
囲で増加させていくと、耐摩耗性は向上するがその反
面、トレッドゴムの発熱量も大きくなる。この発熱は、
ゴム自体の劣化を引き起こして破壊強度を低下させ、伝
導によりベルトのコードとゴムの接着力の低下を生じさ
せることになり、ベルトセパレーションが生じる原因に
なる。

【０００８】また特開平２−１５５８０６号公報の場合
は、この前記の欠点を解消するため、発泡ゴム中のカー
ボンブラック含有量の適正化を図っている。この適正化
により、カーボンブラックの含有による発熱はかなり抑
えられる。しかし、その他の要因による発熱について
は、依然として検討がされていない。またスタッドレス
タイヤは、氷上性能を付与するため、一般にトレッド幅
を広くして接地面積を大きくしているが、このため、ゴ
ム量の多くなるショルダー部での発熱が著しく、ベルト
セパレーションを一層生じやすくしている。

【０００９】そこでトレッドクラウン部の構造およびゴ
ム物性を適正化して、トレッドクラウン部に発生する熱
を補強ベルト側に伝わりにくくし、またトレッドクラウ
ン部ゴムに発生する熱量を減少させてゴムの劣化を防
ぎ、発熱耐久性を低下させることなく、耐摩耗性を向上
させることが本発明の課題である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ゴム硬さ JIS
Ａ ４５〜７０°(JIS K6301に準拠）の発泡ゴムよりな
るキャップゴム層と、ゴム硬さ JISＡ ４５〜７０°の
非発泡ゴムからなるベースゴム層を積層したキャップ−
ベース構造のトレッドクラウン部を備え、発泡ゴムは、
発泡率５〜５０％にて平均気泡径５〜１００μｍの独立
気泡を有して、一定面積内に占める気泡径５μｍ以上の
独立気泡総数に対する同じく気泡径５〜３０μｍの気泡
総数の割合が０．５以上である空気入りタイヤにおい
て、トレッドクラウン部の全ゴム体積に対してベースゴ
ム層の体積割合が０．５以上で、キャップゴム層のレジ
リエンスが３０〜６０％、ベースゴム層のレジリエンス
が４５〜７５％であり、キャップゴム層に比べベースゴ
ム層のレジリエンスが５％以上大きく、トレッドクラウ
ン部が、その中央周線を含む平面を挟んで平行に延びて
中央域と両ショルダー域のトレッド陸部に分割する２本
の主溝と、中央域を数分割する少なくとも２本の細溝
と、これらの主溝および細溝と交差する横溝とにより、
区分された多数の陸部ブロックを有し、各陸部ブロック
がこれをその幅方向に横切るサイプを有することを特徴
とする空気入りタイヤである。

【００１１】また、キャップゴム層が、その全ゴム成分
１００重量部に対して、天然ゴム、ポリブタジエンゴム
およびガラス転移温度−４５℃以下のスチレンブタジエ
ン共重合ゴムからなる群より選ばれた少なくとも一種の
ゴムを５０重量部以上含有する組成からなり、ベースゴ
ムが天然ゴムからなること、キャップゴム層およびベー
スゴム層が下記に示す物性をもつカーボンブラックをゴ
ム成分１００重量部に対し、それぞれ３０〜８０重量
部、３０〜７０重量部を配合してなること、 （記）

【表２】 キャップゴム層およびベースゴム層に含有するオイル量
が、ゴム成分１００重量部に対し、それぞれ１０重量部
以下、５重量部以下の配合になることがより望ましい。

【００１２】

【作用】本発明の空気入りタイヤにおいて、トレッドク
ラウン部を構成する発泡ゴムよりなるキャップゴム層と
非発泡ゴムよりなるベースゴム層のレジリエンスを、キ
ャップゴム層に比しベースゴム層をより高くしたのは、
トレッドクラウン部の補強ベルト側に位置するベースゴ
ム層での熱の発生を抑制し、またベルトへの熱の伝達を
少なくしてゴムの劣化を防止し耐久性を向上させるため
である。これらのレジリエンスは、キャップゴム層が３
０〜６０％、ベースゴム層が４５〜７５％の範囲で、か
つキャップゴム層に比しベースゴム層のレジリエンスを
５％以上大きくすることが好ましい。キャップゴム層と
ベースゴム層のレジリエンスが、それぞれ３０％未満、
４５％未満の場合は発熱が大きくなるからであり、それ
ぞれ６０％超、７５％超の場合は耐摩耗性が低下するか
らである。また、ベースゴム層のレジリエンスの値から
キャップゴム層のレジリエンスの値を差し引いた値が５
％未満だと、トレッドクラウン部の内部発熱量を小さく
するためにキャップーベース構造にした効果が顕著でな
くなるからである。

【００１３】トレッドクラウン部の全ゴム体積に対して
比較的高いレジリエンスを有するベースゴム層の体積割
合を０．５以上としたのは、トレッドクラウン部全体の
発熱量を極力抑えて耐久性を向上させるためである。こ
の体積割合が０．５未満の場合は、ベースゴム層の体積
割合が小さくなるのでトレッドクラウン部の内部発熱量
を抑制する効果が顕著でなくなる。実用上の体積割合の
上限は、０．９までが好ましい。

【００１４】上述したようなトレッドゴムの物性および
構造等をもつトレッドクラウン部は、その接地面が氷上
性能に優れたブロックパターンであることがを必要とす
る。図２〜図１０に、代表的なブロックパターンについ
てその一部を示す。これらのトレッドは、その中央周線
を含む平面を挟んで平行に延びて中央域と両ショルダー
域のトレッド陸部に分割する２本の主溝と、中央域を数
分割する少なくとも２本の細溝と、これらの主溝および
細溝と交差する横溝とにより、区分された多数の陸部ブ
ロックを有し、各陸部ブロックがこれをその幅方向に横
切るサイプを有している。各陸部ブロックは、そのサイ
ズを比較的小さくすることが好ましく、タイヤ周方向幅
で１５〜４０ｍｍ程度の大きさが好ましい。このブロッ
クサイズが、この範囲未満だと、ブロック剛性が小さく
なりすぎ、駆動性能と制動性能が低下し、この範囲を超
えると、発熱量を抑制できず、また接地圧も低下するの
で良くない。

【００１５】このように陸部ブロックを比較的小さくす
ることにより、トレッドゴムの発熱および蓄熱をの発生
量を抑制してゴム劣化による耐久性の低下を防止でき
る。また比較的小さなブロックを形成することにより陸
部エッジが多くなるので、その分だけ各ブロックの幅方
向サイプ本数を少なくできる。サイプの本数が少ない
と、ブロックの動きが小さくなるので、トレッドゴムの
発熱量が小さくなる。サイプは好ましくは１〜２本、特
に１本のみの場合が発熱、耐久性に関して好ましい。

【００１６】発泡ゴムよりなるキャップゴム層は、全ゴ
ム成分１００重量部に対して、天然ゴム、ポリブタジエ
ンゴムおよびガラス転移温度−４５℃以下のスチレンブ
タジエン共重合ゴムからなる群より選ばれた少なくとも
一種のゴムを５０重量部以上含有する組成からなり、非
発泡ゴムよりなるベースゴム層は、天然ゴムよりなるこ
とが好ましい。この範囲であれば、低温においても十分
なゴム弾性を有するからである。

【００１７】キャップゴム層およびベースゴム層に、前
述したカーボンブラックをゴム成分１００重量部に対
し、それぞれ３０〜８０重量部、３０〜７０重量部の配
合にすることが好ましい。両ゴム層とも、下限範囲に満
たないと、耐摩耗性が悪化し、またへたりが発生しやす
くなり、範囲の上限を超えると、発熱量が大きくなりが
ちで、また作業性の面でも不利である。

【００１８】またカーボンブラックの物性については、
キャップゴム層とベースゴム層で、それぞれＣＴＡＢを
１３０ｍ2／ｇ以上、１００〜１４０ｍ2／ｇとし、２４
Ｍ４ＤＢＰをそれぞれ１００ｍｌ／１００ｇ以上、９０
ｍｌ／１００ｇ以上とすることが好ましい。ＣＴＡＢ
を、上記の範囲としたのは、下限範囲に満たないと、耐
摩耗性が低下しがちであり、逆に範囲の上限を超える
と、発熱が大きくなりがちになる。

【００１９】キャップゴム層およびベースゴム層に含有
するオイル量は、ゴム成分１００重量部に対し、それぞ
れ１０重量部以下と５重量部以下の配合であることが好
ましい。両ゴム層とも、範囲の上限を超えると、耐摩耗
性が低下しがちで、発熱量も増大する傾向を示すので好
ましくない。

【００２０】

【実施例】図１に、本発明にしたがう空気入りタイヤの
代表的なタイヤの幅方向断面を、図２にそのトレッドパ
ターンの一部を展開して示す。図１の空気入りタイヤ１
（タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５）は、バスやトラック
等の重荷重用空気入りタイヤである。この空気入りタイ
ヤ１は、一対のビード部２間に、タイヤの回転軸心と実
質的にほぼ平行に配列したゴム引きコードを有するカー
カス３をインナーライナ４とともにトロイド状に備え、
カーカス３のクラウン部には相互交差コード配列になる
積層構造の補強ベルト５と、キャップーベース構造のト
レッドクラウン部６を有している。

【００２１】トレッドクラウン部６は、路面に接するキ
ャップゴム層７と補強ベルト側のベースゴム層８との二
層構造になっていて、キャップゴム層７は発泡ゴム、ベ
ースゴム層８は非発泡ゴムからなる。トレッドクラウン
部６の全ゴム体積に対し、ベースゴム層８の体積割合を
０．７５とした。キャップゴム層７およびベースゴム層
８に含有させるカーボンブラックは、ＣＴＡＢがそれぞ
れ１４６ｍ² ／ｇ、１１７ｍ² ／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰが
それぞれ１０２ｍｌ／１００ｇ、１０１ｍｌ／１００ｇ
の物性のものを使用した。またキャップゴム層７とベー
スゴム層８においては、ゴム硬さ、ゴム組成、ゴムのレ
ジリエンス、カーボンブラックの配合量およびオイル含
有量を、また発泡ゴムについては、その発泡率および気
泡径５μｍ以上の独立気泡総数に対する気泡径５〜３０
μｍの気泡総数の割合等を、組成物により変化させた発
明タイヤを実施例１〜４として試験を行った。また、キ
ャップゴム層７とベースゴム層８のレジリエンスを、適
性範囲から種々にずらした比較タイヤを比較例１〜６と
して試験を行った。これらの項目についてはキャップゴ
ム層については表３に、ベースゴム層については表４に
それぞれまとめて示した。なおトレッドクラウン部以外
の構成は、一般的な重荷重用タイヤについて改変を要し
ないため、詳細な説明は省略する。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】次に上記の供試タイヤの性能を評価するた
めの試験を行ったので説明する。性能評価は、耐摩耗性
試験と耐発熱性試験で行った。耐摩耗性試験は、各試験
タイヤ１０本を積載荷重１０トンのトラックに装着し、
約２万ｋｍ走行後、溝深さの平均値から１ｍｍ当りの走
行距離を求めた。耐発熱試験は、高速ドラムテストにお
いてトレッド熱破壊までの走行距離を指数化した。表５
に、これらの試験結果を示す。表中の性能評価の数値
は、大きい方が優れていることを示す。また、比較例お
よび実施例に供したタイヤのキャップゴム層とベースゴ
ム層の組成物を合わせて表中に記載した。

【００２５】

【表５】

【００２６】試験結果によると、比較例１〜６に比べ、
実施例１〜４は耐発熱性を低下させることなく耐摩耗性
に優れていることが分かる。

【００２７】

【発明の効果】この空気入りタイヤでは、トレッドクラ
ウン部を、特定の発泡ゴムのキャップゴム層と非発泡ゴ
ムのベースゴム層との複合構造にし、レジリエンスが大
きいベースゴム層の体積割合を大きくすることにより、
トレッドクラウン部全体に発生する発熱量を小さくで
き、この発熱によるゴムの劣化が防止できるので耐久性
は向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明タイヤの幅方向断面図である。

【図２】図１に示した発明タイヤのトレッド９展開図の
一部である。

【図３】発明タイヤのトレッド１０展開図の一部であ
る。

【図４】発明タイヤのトレッド１１展開図の一部であ
る。

【図５】発明タイヤのトレッド１２展開図の一部であ
る。

【図６】発明タイヤのトレッド１３展開図の一部であ
る。

【図７】発明タイヤのトレッド１４展開図の一部であ
る。

【図８】発明タイヤのトレッド１５展開図の一部であ
る。

【図９】発明タイヤのトレッド１６展開図の一部であ
る。

【図１０】発明タイヤのトレッド１７展開図の一部であ
る。

【符号の説明】

１ 空気入りタイヤ ２ ビード部 ３ カーカス ４ インナーライナ ５ 補強ベルト ６ トレッドクラウン部 ７ キャップゴム層 ８ ベースゴム層 ９〜１７ トレッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−118542（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155806（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−295704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−297303（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−99403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−116204（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 11/00,11/11 - 11/12,1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム硬さ JISＡ ４５〜７０°(JIS K63
   01に準拠)の発泡ゴムよりなるキャップゴム層と、ゴム
   硬さ JISＡ ４５〜７０°の非発泡ゴムからなるベース
   ゴム層を積層したキャップ−ベース構造のトレッドクラ
   ウン部を備え、発泡ゴムは、発泡率５〜５０％にて平均
   気泡径５〜１００μｍの独立気泡を有して、一定面積内
   に占める気泡径５μｍ以上の独立気泡総数に対する同じ
   く気泡径５〜３０μｍの気泡総数の割合が０．５以上で
   ある空気入りタイヤにおいて、 トレッドクラウン部の全ゴム体積に対してベースゴム層
   の体積割合が０．５以上で、 キャップゴム層のレジリエンスが３０〜６０％、ベース
   ゴム層のレジリエンスが４５〜７５％であり、キャップ
   ゴム層に比べベースゴム層のレジリエンスが５％以上大
   きく、 トレッドクラウン部が、その中央周線を含む平面を挟ん
   で平行に延びて中央域と両ショルダー域のトレッド陸部
   に分割する２本の主溝と、中央域を数分割する少なくと
   も２本の細溝と、これらの主溝および細溝と交差する横
   溝とにより、区分された多数の陸部ブロックを有し、各
   陸部ブロックがこれをその幅方向に横切るサイプを有す
   ることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 キャップゴム層が、その全ゴム成分１０
   ０重量部に対して、天然ゴム、ポリブタジエンゴムおよ
   びガラス転移温度−４５℃以下のスチレンブタジエン共
   重合ゴムからなる群より選ばれた少なくとも一種のゴム
   を５０重量部以上含有する組成からなり、ベースゴム層
   が天然ゴムからなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 キャップゴム層およびベースゴム層が下
   記に示す物性をもつカーボンブラックをゴム成分１００
   重量部に対し、それぞれ３０〜８０重量部、３０〜７０
   重量部を配合してなる請求項１または２に記載の空気入
   りタイヤ。 （記） 【表１】
4. 【請求項４】 キャップゴム層およびベースゴム層に含
   有するオイル量が、ゴム成分１００重量部に対し、それ
   ぞれ１０重量部以下、５重量部以下の配合になる請求項
   ３に記載の空気入りタイヤ。