JP2000264015A - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 氷雪路での走行性能と乾燥路面での操縦安定
性とを両立する。 【解決手段】 トレッドゴム９は、路面と接地しかつト
レッド中央部に配されるクラウンゴム部９Ａと、路面と
接地しかつクラウンゴム部９Ａの両側に配されるショル
ダゴム９Ｂ部とを少なくとも含む。クラウンゴム部９Ａ
は、天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム基材に短繊
維を混入したＪＩＳＡ硬度が５５゜以上かつ６２゜以下
の短繊維入り軟質ゴム材から形成される。ショルダゴム
部９Ｂは、短繊維を含まずかつＪＩＳＡ硬度が６２゜よ
りも大かつ７０゜以下の硬質ゴム材から形成される。タ
イヤに正規内圧を充填して正規荷重を負荷して平面に接
地させたとき、クラウンゴム部９Ａのタイヤ軸方向の接
地最大巾ＣＷは、トレッド接地巾ＴＷの０．５〜０．７
倍である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷雪路面における
走行性能と乾燥舗装路での操縦安定性とを両立しうる重
荷重用タイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
積雪路の多い地域を走行するバス、トラック等の重車両
では、スタッドレスタイヤの装着率が高まっている。こ
のような重荷重用スタッドレストタイヤは、路面と接地
するトレッドゴムのゴム硬度を低くし、またトレッド面
に設けたサイピングなどにより氷雪路でのグリップ性を
確保するものである。

【０００３】しかしながら、柔軟なトレッドゴムは、乾
燥した舗装路面での旋回走行などにおいてはいわゆる腰
くだけ状態になるなど操縦安定性を低下させたり、また
タイヤチェーン装着時にトレッドゴムの欠けなどを誘発
するという問題がある。

【０００４】本発明は、以上のような問題点に鑑み案出
なされたもので、トレッドゴムを、路面と接地しかつト
レッド中央部に配されるクラウンゴム部と、このクラウ
ンゴム部の両側に配されるショルダゴム部とを少なくと
も含んで形成するとともに、クラウンゴム部を、天然ゴ
ムとブタジエンゴムとを含むゴム基材に短繊維を混入し
た短繊維入り軟質ゴム材から形成し、かつショルダゴム
部を、短繊維を含まない硬質ゴム材から形成し、しかも
クラウンゴム部のタイヤ軸方向の接地巾を規制すること
を基本として、氷雪路での走行性能と、乾いた路面走行
に対する操縦安定性とを両立して前記問題点を解決しう
る重荷重用タイヤを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド部か
らサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る
トロイド状をなしかつスチールコードを並列した１枚の
カーカスプライからなるカーカスを具えた重荷重用タイ
ヤであって、トレッド部に配されるトレッドゴムが、路
面と接地しかつトレッド中央部に配されるクラウンゴム
部と、路面と接地しかつ前記クラウンゴム部の両側に配
されるショルダゴム部とを少なくとも含み、前記クラウ
ンゴム部は、天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム基
材に短繊維を混入したＪＩＳＡ硬度が５５゜以上かつ６
２゜以下の短繊維入り軟質ゴム材から形成されるととも
に、前記ショルダゴム部は、短繊維を含まずかつＪＩＳ
Ａ硬度が６２゜よりも大かつ７０゜以下の硬質ゴム材か
ら形成され、しかも正規リムにリム組みし正規内圧を充
填して正規荷重を負荷して平面に接地させたときの前記
クラウンゴム部のタイヤ軸方向の接地最大巾ＣＷを、ト
レッド接地巾ＴＷの０．５〜０．７倍としたことを特徴
としている。

【０００６】このように本発明では、トレッド中央部に
配されかつ最も接地圧が高くなるクラウンゴム部に、耐
寒性に優れる天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム基
材を用いるとともに、ＪＩＳＡ硬度の低いゴムを採用す
ることで、氷温でのゴム硬化を防ぎ氷雪路走行性能を向
上させる。またゴム基材には短繊維が混入されることに
より、ゴム表面に微細な凹凸を形成することができ、氷
路面でのエッジ効果を高めて大きな摩擦力を発生させる
など氷路走行性能を向上しうる。

【０００７】また本発明では、クラウンゴム部の両側に
は、硬質ゴム材から形成されたショルダゴム部を配する
ことにより、その高い剛性によって旋回走行時の大きな
横力を発生させることができ、操縦安定性、特に乾燥し
た路面での操縦安定性を向上しうる。またショルダゴム
部が硬質ゴム材から形成されることにより、例えばタイ
ヤチェーンとの摩擦、すべり等によって生じるクラッ
ク、欠けなどのダメージを抑制でき、耐久性をも向上し
うる。

【０００８】また、タイヤを正規リムにリム組みし正規
内圧を充填して正規荷重を負荷して平面に接地させたと
きのクラウンゴム部のタイヤ軸方向の接地最大巾ＣＷ
を、トレッド接地巾ＴＷの０．５〜０．７倍に規制した
ことにより、氷上での走行性能と乾燥路面での操縦安定
性とをバランス良く両立しうる。

【０００９】ここで、本明細書において用いる定義は次
の通りである。先ず「正規リム」とは、タイヤが基づい
ている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ
毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準
リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴ
Ｏであれば "Measuring Rim"とする。また、「正規内
圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系に
おいて、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、
ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TI
RE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURE
S" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION P
RESSURE" とする。さらに「正規荷重」とは、タイヤが
基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタ
イヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最
大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRELOAD LIMITS AT V
ARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、
ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の重荷重用タイヤの実
施の一形態を図面に基づき説明する。図１は、トラッ
ク、バスなどに用いられかつ氷雪路走行用としてのチュ
ーブレスタイプの重荷重用スタッドレスタイヤ（以下、
単に「タイヤ」ということがある。）１を例示してい
る。また図１の状態は、タイヤ１を正規リムＪにリム組
みし正規内圧を充填した無負荷の右半分断面図（左半分
断面は、これとほぼ対称をなす。）を示している。

【００１１】図１において、タイヤ１は、トレッド部２
からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア
５に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６の
半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト
層７とを具えている。

【００１２】前記カーカス６は、本例ではトレッド部２
からサイドウォール部３をへてビード部４の前記ビード
コア５に至る本体部６ａに、前記ビードコア５の周りを
タイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部６ｂを一
体に設けた１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。
前記カーカスプライ６Ａは、スチールコードを配列した
コード配列体の両面を薄いトッピングゴムで被覆したシ
ート状にて形成される。また前記カーカス６は、スチー
ルコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５〜９０゜、
本例では略９０°の角度で傾けて配列しているものが例
示される。なお前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａと
折返し部６ｂとの間には、ビードコア５のタイヤ半径方
向の外面からタイヤ半径方向外側に先細状にのびる硬質
のビードエーペックスゴム８が配置される。

【００１３】前記ベルト層７は、本例ではスチールコー
ドをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度の
角度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道
Ｃに対してスチールコードを３０°以下の小角度で傾け
て並べたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとを、例えば前
記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を少な
くとも１箇所以上設けて重ね合わせた４層構造が例示さ
れている。なおこのベルト層７に加えて、該ベルト層７
の半径方向外側に配され、ベルト層７のリフティングを
防止するバンド層などの構造部材を設けてもよい。

【００１４】トレッド部２には、本例では、周方向に連
続してのびる４本の縦溝１０…が凹設され、これらの縦
溝１０、１０の間及び縦溝１０とトレッド縁Ｅとの間に
は、５つの陸部１１が形成される。この陸部１１は、本
例ではブロックがタイヤ周方向に並ぶブロック列をな
し、雪路での走行性能を向上しうる。

【００１５】またトレッド部２に配されるトレッドゴム
９は、路面と接地しかつトレッド中央部に配されるクラ
ウンゴム部９Ａと、路面と接地しかつこのクラウンゴム
部９Ａの両側に配されるショルダゴム部９Ｂとを少なく
とも含んでいる。本実施形態のトレッドゴム９は、クラ
ウンゴム部９Ａのタイヤ半径方向内側に配されかつ前記
ショルダゴム部９Ｂに連なるベースゴム部９Ｃを含み、
トレッド中央部では２層構造となり、その両側のショル
ダ部では１層構造をなすものを例示する。

【００１６】前記クラウンゴム部９Ａは、トレッド部２
の接地面２ａと前記縦溝１０の溝壁面１０ａとを含んで
配置される。またクラウンゴム部９Ａは、天然ゴムとブ
タジエンゴムとを含むゴム基材に短繊維を混入したＪＩ
ＳＡ硬度が５５゜以上かつ６２゜以下の短繊維入り軟質
ゴム材からなる。一般に、氷雪路走行において良好なグ
リップ力を得るためには、低温化に伴うゴム硬化を如何
にして防ぐかが重要となる。このため本実施形態では、
トレッド中央部に配されかつ最も接地圧が高くなるクラ
ウンゴム部９Ａに、分子凝集エネルギーが小さく耐寒性
に優れる天然ゴムとブタジエンゴムとを含むゴム基材を
用いるとともに、そのＪＩＳＡ硬度を５５゜以上かつ６
２゜以下とした柔らかいゴムを採用することで、氷温で
のゴム硬化を防ぎ氷雪路走行性能を向上させうる。

【００１７】なおクラウンゴム部９Ａをなす短繊維入り
軟質ゴム材のＪＩＳＡ硬度が５５゜未満では、重荷重の
下では摩耗が大きくなりかつ耐久性に劣るため採用し難
く、逆にＪＩＳＡ硬度が６２゜を超えると、氷雪路面走
行時において十分なグリップ力が得られず、牽引性能及
び制動性能の低下などを招来する傾向がある。より好ま
しくは、この短繊維入り軟質ゴム材のＪＩＳＡ硬度を５
８°〜６０°とするのが望ましい。

【００１８】またこの短繊維入り軟質ゴム材は、路面に
接地するゴム表面に短繊維による微細な凹凸を形成で
き、とりわけ氷路面でのエッジ効果を高めるなど摩擦力
を増大しうる結果、氷路でのグリップ力及び制動性能を
向上しうる。ここで短繊維としては、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、結晶性ポリブタジエン、木綿糸、炭素繊維等の有機
繊維の他、金属繊維、ウイスカ、ボロン、ガラス繊維等
の無機材質などを採用することができ、これらは単独で
も、又２種以上を組合わせて使用することもできる。好
ましくは、短繊維はゴム成分との接着性を向上させるた
めに表面処理を施したものが望ましい。本実施形態で
は、短繊維として、天然植物性繊維を粉砕したものを採
用している。

【００１９】この短繊維は、特に限定されるものではな
いが、例えば繊維平均直径が０．１μｍ〜０．５mm、繊
維平均長さが２０μｍ〜２mmとするのが好ましい。短繊
維の平均直径及び平均長さが前記値よりも小であるとク
ラウンゴム部９Ａの表面の摩擦力増大効果が相対的に低
下する傾向があり、逆に前記値をこえるとクラウンゴム
部９Ａの耐疲労性、特に耐クラック性能が悪化する傾向
がある。

【００２０】また短繊維は、本実施形態ではタイヤ周方
向に対しその傾きが±２０°の範囲内で配向されたもの
が示される。これによりクラウンゴム部９Ａの周方向剛
性が高まり転がり抵抗などを減じうる。なお短繊維は、
タイヤ軸方向に対し±２０°の範囲内で傾けて配向する
こともできる。この場合には、クラウンゴム部９Ａの軸
方向剛性が高まるため、乗り心地と操縦安定性とを向上
できる。このような短繊維は、常法に従って、押出機、
カレンダー等によりゴム基材とともに混練され、かつ押
し出されることにより該短繊維の９０％以上がその押出
し方向に配向される。

【００２１】また、クラウンゴム部９Ａには、前記ゴム
基材１００重量部に対して短繊維を５〜３０重量部、好
ましくは１５〜２５重量部、さらに好ましくは２０〜２
５重量部配合するのが望ましい。この短繊維の配合量
が、５重量部未満であると、氷雪路での走行性能が相対
的に低下する傾向が見られ、逆に３０重量部を超える
と、クラウンゴム部９Ａの耐クラック性などを低下させ
る傾向がある。なおクラウンゴム部９Ａのゴム基材とし
て好ましい組み合わせは、天然ゴム４０〜６０重量部、
ブタジエンゴム６０〜４０重量部などである。

【００２２】また、ショルダゴム部９Ｂは、前記クラウ
ンゴム部９Ａの端からトレッド端Ｅまでに亘って配され
るとともに、ＪＩＳＡ硬度が６２゜よりも大かつ７０゜
以下の硬質ゴム材から形成され、短繊維は含まれていな
い。このようにショルダゴム部９Ｂに硬質ゴム材を用い
ることにより、旋回走行時に大きな横力を発生させるこ
とができ、特に乾燥アスファルト路面での操縦安定性を
向上しうる。

【００２３】またトレッドショルダ部は、トレッド面の
曲率などにより、タイヤチエーンが装着された時におい
て、該タイヤチェーンとの摩擦、すべり等がトレッド中
央部に比して生じやすい傾向があるため、タイヤチェー
ンによるクラックやブロック欠けなどのダメージを受け
やすいものである。特にゴム中に短繊維が混入されてい
ると、短繊維とゴムとの接着部を起点としてこれらのク
ラックが生じやすい。そこで本実施形態では、ショルダ
ゴム部９Ｂを短繊維を含まない硬質ゴム材から形成する
ことにより、このタイヤチェーンとのすべり等によって
生じるクラック、欠けなどのダメージを抑制して、耐久
性を向上させている。

【００２４】なおショルダゴム部９Ｂをなす硬質ゴム材
のＪＩＳＡ硬度が６２゜以下であると、乾燥路面等での
操縦安定性の低下やタイヤチェーンからのダメージを受
けやすくなる傾向があり、逆にＪＩＳＡ硬度が７０゜を
超えると、クラウンゴム部９Ａとの硬度差が過大となっ
て早期に偏摩耗が発生してしまう傾向がある。好ましく
は、この硬質ゴム材のＪＩＳＡ硬度を６５°〜６８°と
するのが望ましい。またこの硬質ゴム材も、本実施形態
では、耐寒性に優れる天然ゴムとブタジエンゴムとを含
むものが示され、その配合は、例えば天然ゴム６５〜８
５重量部、ブタジエンゴム３５〜１５重量部である。

【００２５】また前記クラウンゴム部９Ａのタイヤ半径
方向内側に配されたベースゴム部９Ｃは、ショルダゴム
部９Ｂと同一の硬質ゴム材から形成されたものが示され
る。従って、トレッド中央部は、このベースゴム部９Ｃ
により、タイヤ半径方向内側の剛性を補強でき、乾燥路
面での操縦安定性を向上するのに役立つ。

【００２６】また、本実施形態では前記クラウンゴム部
９Ａとショルダゴム部９Ｂとの境界部には、前記縦溝１
０のうち最もタイヤ軸方向外側に配された外の縦溝１０
ｏが凹設される。このため、図２に示す如く、該外の縦
溝１０ｏとトレッド端Ｅとで挟まれる外の陸部１１ｅ
が、実質的に前記硬質ゴムによって形成され、外の陸部
１１ｅの剛性の均一化、ひいてはこの外の陸部１１ｅの
偏摩耗の発生を効果的に抑制しうる。

【００２７】前記短繊維入り軟質ゴム材及び硬質ゴム材
には、補強材としてカーボンブラックが配合される。カ
ーボンブラックは、例えば、ＢＥＴ法にて求められる窒
素吸着比表面積が７０ｍ² ／ｇ以上のＨＡＦ、ＩＳＡＦ
グレードを用いうるが、より好ましくは窒素吸着比表面
積が１００ｍ² ／ｇ以上のＩＳＡＦを用いるのがチェー
ンダメージの防止という観点から望ましい。具体的には
昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ２２０（Ｉ
ＳＡＦ）などが挙げられ、これらは前記ゴム成分１００
重量部中に４０〜６０重量部、好ましくは４０〜５０重
量部程度配合されるのが望ましい。

【００２８】また本例のように、トレッド中央部がクラ
ウンゴム部９Ａとベースゴム部９Ｃとの２層をなす場
合、非溝部にて測定したクラウンゴム部９Ａの厚さｔ
は、トレッドゴム９の全厚さＴの３０〜７０％程度とす
ることが望ましい。クラウンゴム部９Ａの厚さｔが前記
全厚さＴの３０％未満であると氷上性能が低下する傾向
があり、逆に７０％を超えるとトレッド中央部の早期摩
耗によるタイヤの短寿命化を招来する傾向がある。

【００２９】また本実施形態では、タイヤ１を正規リム
Ｊにリム組みし正規内圧を充填して正規荷重を負荷して
平面に接地させたときに、図２に示す如くクラウンゴム
部９Ａのタイヤ軸方向の接地最大巾ＣＷを、トレッド接
地巾ＴＷの０．５〜０．７倍としている。前記クラウン
ゴム部９Ａのタイヤ軸方向の接地最大巾ＣＷが、トレッ
ド接地巾ＴＷの０．５倍未満であると、氷上での走行性
能が低下し、逆に０．７倍を超えると、ショルダゴム部
９Ｂの巾が小となるため、上述のチエーンダメージを受
けやすく、かつ乾燥路面での操縦安定性が低下するから
である。

【００３０】

【実施例】タイヤサイズが１１Ｒ２２．５でありかつ図
１に示す基本構成を有する重荷重用タイヤについて、氷
上性能、雪上性能、ドライ操縦安定性及びチエーンダメ
ージについてテストを行い性能を比較した。また比較の
ため、ＣＷ／ＴＷの値が本発明外のタイヤ（比較例１、
２）についても試作し併せて性能比較を行った。テスト
の方法は次の通りとした。

【００３１】ａ）氷上性能テスト 試験車に速度計、制動距離測定器及び試験タイヤを取付
け、氷盤によって形成された試験路面上を４０km／Ｈの
定速度で走行させるとともに、４輪ロックにて急ブレー
キをかけ、車が停車するまでの制動距離を測定し、試験
車の全重量、速度及び制動距離の各値から摩擦係数を算
出し、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が
大きいほど摩擦係数が高く良好であることを示す。

【００３２】ｂ）雪上性能テスト ４０km／Ｈの定速度で積雪路面を走行させ、前述の氷上
性能テストに準じて制動しかつ評価した。

【００３３】ｃ）チェーンダメージテスト 供試タイヤにタイヤチェーンを巻き付けて実車に装着
し、規定される最大荷重を加えて積雪路のテストコース
を６０km／Ｈの速度で約１０ｋｍ走行させた後、ショル
ダ部に発生したクラック、ブロック掛けなどのダメージ
状態を調べた。

【００３４】ｄ）ドライ操縦安定性テスト 供試タイヤを上記車両に装着し、乾燥アスファルト路面
のテストコースを走行し、ドライバーのフィーリングに
より１０点法で評価した。各ゴム材の配合を表１に、ま
たテストの結果を表２に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】テストの結果、実施例の重荷重用タイヤで
は、比較例のタイヤと略同等の氷雪路での走行性能を保
持できしかも乾燥路面での操縦安定性を向上しているこ
とが確認でできる。またチェーンダメージについても、
クラック等が殆ど生じておらず良好な結果が得られた。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の重荷重用
タイヤは、氷雪路での走行性能と、乾いた路面走行に対
する操縦安定性とを両立しうる。またタイヤチェーンを
装着した場合であってもショルダ部のクラックを好適に
抑制でき耐久性をも向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの右半分断面図
である。

【図２】そのトレッド部の平面図である。

【符号の説明】 ２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ７ ベルト層 ９ トレッドゴム ９Ａ クラウンゴム部 ９Ｂ ショルダゴム部 ９Ｃ ベースゴム部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
   ード部のビードコアに至るトロイド状をなしかつスチー
   ルコードを並列した１枚のカーカスプライからなるカー
   カスを具えた重荷重用タイヤであって、 トレッド部に配されるトレッドゴムが、路面と接地しか
   つトレッド中央部に配されるクラウンゴム部と、路面と
   接地しかつ前記クラウンゴム部の両側に配されるショル
   ダゴム部とを少なくとも含み、 前記クラウンゴム部は、天然ゴムとブタジエンゴムとを
   含むゴム基材に短繊維を混入したＪＩＳＡ硬度が５５゜
   以上かつ６２゜以下の短繊維入り軟質ゴム材から形成さ
   れるとともに、 前記ショルダゴム部は、短繊維を含まずかつＪＩＳＡ硬
   度が６２゜よりも大かつ７０゜以下の硬質ゴム材から形
   成され、 しかも正規リムにリム組みし正規内圧を充填して正規荷
   重を負荷して平面に接地させたときの前記クラウンゴム
   部のタイヤ軸方向の接地最大巾ＣＷを、トレッド接地巾
   ＴＷの０．５〜０．７倍としたことを特徴とする重荷重
   用タイヤ。
2. 【請求項２】前記トレッドゴムは、前記クラウンゴム部
   のタイヤ半径方向内側に配されかつ前記ショルダゴム部
   に連なるベースゴム部を含み、 かつこのベースゴム部は、前記ショルダゴム部と同一の
   硬質ゴム材から形成されてなる請求項１記載の重荷重用
   タイヤ。
3. 【請求項３】前記短繊維入り軟質ゴム材は、前記ゴム基
   材１００重量部中に短繊維を５〜３０重量部含むととも
   に、 前記クラウンゴム部の厚さが、トレッドゴムの全厚さの
   ３０〜６０％であることを特徴とする請求項１又は２記
   載の重荷重用タイヤ。