JPH02106404A - 空気入りラジアルタイヤ - 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〕 本発明はトレッド溝の溝深さ浅くすることなく、溝底に
発生するクラックの発生を防止でき、耐久性を高めうる
空気入りラジアルタイヤに関する。

〔従来の技術〕

近年、カーカスコードをタイヤ赤道面に略直角に配列す
るラジアル構造のタイヤが耐摩耗性、操縦安定等に優れ
るものとして多用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

又このようなタイヤにあっては、タイヤに最も負担のか
かるのは、高荷重が作用しかつタイヤの内圧が低圧にお
いて高荷重が作用した場合であり、このような条件下で
あっては、トレッド部の接地領域の側端部であるショル
ダ部において接地圧が高くなり、この部分では破損が生
じ易い。

又トレッド面に形成されるタイヤ溝は、その溝深さが、
耐摩耗外観、耐摩耗性の見地よりタイヤ周方向の溝であ
る主溝と主溝に接続するラグ溝とは略同じ深さに設定さ
れることが多い。又近年タイヤのコストダウンを計るた
めトレッド部のゴム厚さが小となり、その結果、溝底か
らベルト層までの距離が比較的小さくなっており、前記
溝底からのクラックが発生し易い状態にある。

前記溝底からのクラックの発生を防止するには、溝底を
浅くすることが考えられるが、溝底を浅くすることによ
り、トレッド部の剛性が高まり乗り心地が低下しかつ偏
摩耗が生じ易い。

発明者は、前記問題点を解決するため、鋭意研究の結果
、 （イ）ショルダ部の圧力を緩和するためには、接地領域
の形状は矩形が好ましいこと。

（ロ）　低内圧時にあっても正規の内圧時のタイヤ形状
に略等しい形状を保持すること、が必要であることを見
出した。

又、前記（イ）（ロ）項の要件を充足するには、トレッ
ド面の形状を３点法による測定によりショルダ部と中央
部とにおいて曲率半径を規制し、さらにタイヤの最大中
に対するショルダ部の曲率半径を規制するとともに、常
用圧力時と低圧時のタイヤ径寸法差であるせり出し量を
併せて制限することが必要であることを実験により確か
め得たのである。

本発明は、トレッド面の形状を規制するとともに、せり
出し量を制限することによって、溝深さを浅くすること
なく、溝底から発生するクランクの発生を防止でき、前
記問題点を解決しうる空気入りラジアルタイヤの提供を
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため本発明のラジアルタイヤにあ
っては、外面がトレッド面をなすトレッド部からサイド
ウオール部を通りビード部のビードコアの周りを折返す
トロイド状のカーカスと、前記トレッド部の内方かつ前
記カーカスの半径方向外側に配されかつ１枚以上のベル
トプライからなるベルト層とを具えるとともに、標準内
圧を充填したときの標準のトレッド面のタイヤ赤道（Ｃ
）上の点である標準第１点（Ａｃ）及び標準荷重を負荷
した状態において前記標準のトレッド面が接地する接地
面のタイヤ軸方向の創外縁の標準第２点（Ａｓ）を通る
円弧の曲率半径である標準外側半径（Ｒ２）は、前記標
準第１点（Ａｃ）および該標準第１点と前記標準第２点
（Ａ　ｓ　）との間の距離の０．５倍の距離を前記標準
第１点（Ａｃ）からタイヤ軸方向に隔てる標準第３点（
Ａｍ）を通る円弧の曲率半径である標準内側半径（Ｒ１
）との比（Ｒ１／Ｒ２）が１．５以上かつ２．５以下で
あるとともに、前記標準内側半径（Ｒ１）と、標準内圧
を充填した時のタイヤの標準最大中（Ｗ）との比（Ｒ１
／Ｗ）を２．３以上かつ３．２以下とし、しかも前記標
準第２点（Ａｓ）を通る半径線が標準内圧の５％内圧を
充填した５％内田のトレッド面と交わる５％第２点（Ｂ
ｓ）から前記標準第２点（Ａｓ）までの半径方向の長さ
である外側せりだし長さ（Ｌ２）と、前記５％内圧のト
レッド面のタイヤ赤道（Ｃ）上の点である５％第１点（
ＢＣ）から前記標準第１点（Ａ　ｃ　）までの半径方向
の長さである中央せりだし長さ（Ｌ１）との差の絶対値
｜Ｌ２−Ｌ１｜が０以上かつ０．７５艶以下としている
。

又本願発明にあっては、前記トレッド部は、動的歪が２
％、測定温度が７０℃において損失弾性率（Ｅ”）と複
素弾性率（Ｅ＊）の２乗との比（Ｅ″／（Ｅ＊）＄）で
あるロスコンプライアンスが３、４６　Ｘ　１０弓ａｌ
／ｋｇ”以上のゴムからなることが好ましい。

さらに、前記トレッド部はベルト層の端部に於ける該ベ
ルト層の半径方向外面から前記標準のトレッド面に至る
シッルダ厚さ（Ｔ　ｓ　）と、前記標準第１点における
ベルト層の半径方向外面から前記標準のトレッド面に至
るクラウン厚さ（Ｔｃ）との差（Ｔｓ−Ｔｃ）が−１ｍ
以上かっＯＷ１以下とすることが望ましい。

（作用〕 本発明は、トレッド面を３点法により曲率半径を規制し
たため、標準外側半径（Ｒ２）と標準内側半径（Ｒ１）
とを精度よく形成でき、従って、両者の比を正確に規制
することができる。

又前記標準内側半径（Ｒ１）／標準外側半径（Ｒ２）の
比を規制することによって、接地面の両外縁に位置する
前記標準第２点（Ａ２）近傍において、溝の変位を小さ
くすることができる。しかも標準第２点（Ａ２）におけ
る接地圧を小さくできかつ接地面全体に亘り接地圧を均
一にすることができる。

さらに前記標準第２点（Ａ２）を通る外側のせり出し長
さ（Ｌ２）とタイヤ赤道を通る中央せり出し長さ（Ｌ１
）との差の絶対値を０以上かつ０゜７５以下とすること
によって溝底におけるクラックの発生を抑止しうる。

従って本願の構成による空気入りラジアルタイヤにあっ
ては、溝底を浅くすることなく接地面外端縁における溝
の口開きが押さえられるとともに該外端縁における接地
圧が小となるため、従来品に比べ、溝底にクランクが発
生するのを抑制でき、タイヤの耐久性を高めうる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

空気入りラジアルタイヤ１を、標準のリム１２に装着し
かつ標準内圧、例えば２．１ｋｇ／−の空気を充填した
場合を例示した第１図において空気入りラジアルタイヤ
１はビードコア２が通る両側のビード部３．３と、該ビ
ード部３から半径方向外向きに延びるサイドウオール部
４．４とその両端を継ぎかつ外面がトレッド面５Ａをな
すトレッド部５とを具えるとともに、サイドウオール部
４、トレッド部５には、前記ビードコア２の周りを内側
から外側に向かって折り返したトロイド状のカーカス６
が跨設される。又トレッド部５には、カーカス６の外側
にベルトＮ７を配置するとともに、カーカス６の本体部
とその折返し部との間にはビードエーペックスを設ける
一方、このタイヤ１は、いわゆる標準のリム１２のビー
ドシート部１３．１３にビード部３を嵌合させることに
より、該リム１２に装着される。

前記カーカス６は、コードをタイヤ赤道Ｃに対して約８
０°〜９０°の角度で配列したいわゆるラジアル方向コ
ード配列体であり、コードとしてナイロン、ポリエステ
ル、レーヨン、芳香族ポリアミド繊維の有機繊維が採用
される。なお金属等の無機繊維も採用でき、又カーカス
６は１〜３Ｎのプライが用いられる。

又前記ベルト７１７は、カーカス６側に配する第１のプ
ライ７Ａとその上側の第２のプライ７Ｂの例えば２層構
造体であり、第１、第２のプライ７Ａ、７Ｂはともに金
属コードを用いてしかも夫々タイヤ赤道Ｃに対して比較
例浅い角度でかつ逆方向に傾斜して配される。又第１の
プライ７Ａは第２のプライ７Ｂよりも広幅であり、又第
１のプライ７Ａの両端は、サイドウオール部４とトレッ
ド部５とが交わる縁部近傍まで延在している。

又ラジアルタイヤ１は標準内圧時において第２図に示す
ごとく、標準のトレッド面５Ａのタイヤ赤道Ｃ上の点を
標準第１点Ａｃとし、かつ標準荷重を負荷した状態にお
いて標準のトレッド面５Ａが接地する接地面Ｓのタイヤ
軸方向の両側外縁端を標準第２点Ａｓとするとともに、
前記標準第１点Ａｃと前記標準第２点Ａｓとの間の距＠
２の０゜５倍の距離を前記標準第１点から隔てる位置を
標準第３点Ａｍと定義する。ここで標準第１点Ａｃと標
準第２点Ａｓをともに通る円弧Ｓ１の曲率半径である標
準外側半径Ｒ２と前記標準第１点Ａｃおよび前記標準第
３点Ａｍを通る円弧Ｓ２の曲率半径である標準内側半径
（Ｒ１）との比（Ｒ１／Ｒ２）が１．５以上かつ２．５
以下に設定される。さらに前記標準内側半径Ｒ１と、標
準内圧を充填した時のタイヤの標準最大幅Ｗとの比（Ｒ
１／Ｗ）を２．３以上かつ３．２以下としている。

前記タイヤの標準最大幅Ｗに対して標準内側半径Ｒ１が
大きい程接地時においてショルダ部１５、即ち前記標準
第２点Ａｓ近傍の形状変化及び溝１４の開口が小さくな
り、溝底割れに対しては有利であり、前記比を従来のも
のに比べて太きくＲ１／Ｗは２．５以上とした。しかし
前記比Ｒ１／Ｗが３．２以上になれば接地面Ｓの形状が
第３図に示す如くタイヤ赤道線Ｃ上の中央部か凹む鼓形
となり、特にショルダ部１５の突出部Ｐ点においては接
地圧が異状に高くなる。

従って前記の如＜Ｒ１／Ｒ２の比を２．５以下とするこ
とによって、第３図に示す突出部ＰＳＰを除きうるとと
もに、第４図に示す如くショルダ部の角部に丸みを有す
る矩形形状に形状となり、接地圧の均等化を計ることが
できる。又前記比Ｒ１／Ｒ２カ月、５以下となると、接
地面は第５図に示すように、長円状となりショルダ部に
おける変移、さらには溝部の開閉が大となるため好まし
くない。

溝底１４Ａのクラックは、前記低圧時に高荷重が作用し
た場合に発生するため、標準圧力時のトレッド面５Ａの
形状と圧力低化時のトレッド面５Ｂの形状との形状差を
制限する必要がある。

第６図において前記標準第２点を通る半径線Ｒ２が標準
内圧の５％内圧を充填した５％内圧のトレッド面５　Ｆ
Ｓを交わる交点を５％第２点ＢＳと定義し、又５％内圧
のトレッド面５Ｂのタイヤ赤道Ｃ上の点を５％第１点と
定義する。

本願では前記５％第２点ＢＳから標準第２点ＡＳまでの
長さである外側せり出し長さＲ２と、前記５％第１点Ｂ
ｃから前記標準第１点Ａｃまでの長さである中央せり出
し長さＬｌとの差の絶対値１Ｌ２−Ｌｌ　ｔが０以上か
つ０．７５　ｍｍ以下に規制している。

なお外側せり出し長さＲ２は中央のせり出し長さ近傍の
Ｌｌに比べて小さい場合にはタイヤ赤道Ｃ近傍のクラウ
ン部１６の歪みが大となり溝底にクラックが発生する危
険もあるので中央迫り出し長さＬｌは外側せり出し長さ
Ｒ２と同寸又は大とするのが望ましい。

前記せり出し長さの差｜Ｌ２−Ｌ１｜が０．７５鴫以下
になると標準内側半径Ｒ１も小半径となるが、前記した
ごとく標準内側半径Ｒ１は大きい程標準内圧時における
溝底クラックに対しては有利であり、標準圧、低圧の何
れの場合においても前記溝底クラックの発生を防ぐため
には、前記３点法によるトレッド面５Ａの規制に加えて
せり出し量を併せて規制する必要がある。

又本実施例では、トレッド部５を形成するゴムの特性に
ついても規制している。

前記したトレッド面５Ａの形状の規制は、走行時におい
て、溝１４の変化が少なく、ゴム組成の如何に係わらず
、応力は一定とみなしているが、トレッド部５に繰り返
し荷重が作用した場合において、溝底のクランクを防止
するためにはトレッド部５のエネルギー損失、低発熱性
をも考慮することが望ましい。通常、ゴムの耐久性はエ
ネルギー損失に影響が大きい損失正接（ｔａｎδ）によ
り判断される。即ち損失正接が大きくなるほど発熱しや
すく耐久性が劣る。又繰り返し歪みが作用する場合には
損失弾性率Ｅ”の値に関連し損失弾性率Ｅ　１１が大き
い程、耐久性が低下する。しかし、溝底のクシツクの発
生は前記損失正接（ｔａｎδ）、損失弾性率Ｅ″よりも
むしろロスコンプライアンス、即ち損失弾性率Ｅ”と複
素弾性率Ｅ＊の２乗との比Ｅ”　／　ＣＥ＊）”が影響
するところが大きい。

ロスコンプライアンスの値が３．４５　Ｘ　１０−’ｃ
ｍ／　ｋｇ　”以下にすることにより、トレッド部５に
繰り返し荷重が作用した場合であっても、発熱量は僅少
であり、又溝底のクラックの発生が少ない。

なおロスコンプライアンスを小さくするには、トレッド
部５のゴムとして、例えば、ポリマーにカーボン、オイ
ルを配合した成分のものを用いることによって得ること
ができる。

さらに本実施例ではトレッド部５において、ベルト層７
の半径方向外面から前記標準のトレッド部５Ａに至る距
離をシッルダ厚さＴｓと定義し、かつ前記標準第１点に
おけるベルト層７の半径方向外面から標準のトレッド部
５Ａに至る距離をクラウン厚さ（Ｔ　ｃ　）と定義する
とともに、ショルダ厚さＴｓとクラウン厚さＴｃとの差
Ｔｓ−Ｔｃが−１Ｍ以上かつ０１以下としている。

−船釣には、クラウン厚さＴｃがシッルダ厚さＴｓより
も大きくすればショルダ部１５の接地圧か高（、ショル
ダ部１５に介在する溝部に溝底クラックが発生し易いと
考えられている。他方、タイヤを車両の前輪に装着した
場合には、タイヤにスリップ角が頻繁に加えられること
によって、ショルダ部１５の摩耗が大となるため一概に
ショルダ厚さＴｓ＠薄くすることができない。

本実施例では、シッルダ厚さＴｓをクラウン厚さＴｃに
比べて小さく、その差Ｔｓ−Ｔｃを０〜−１−の範囲と
した。前記差Ｔ　ｓ　−Ｔ　ｃが−ＩＩｎ１１より小と
すると逆にショルダ部において摩耗が著しく促進される
。

次に溝底に発生しするクランクについてのべる。

タイヤが転勤する際において、満１４の口開きは、タイ
ヤ赤道Ｃにおいて最小であり、該タイヤ赤道Ｃからショ
ルダ側に向かって漸次増大するとともにシゴルダ端、即
ち地面Ｓのタイヤ軸方向の外縁端において最大となる。

このような溝１４の口開きは、トレッド部５の歪みを少
なくすること、即ち本願の構成要件である３点法による
トレッド面５Ａの規制及びせり出し量を規制することに
よって、減少させうるとともに、溝部１４、特にショル
ダ１５における溝部１４の変移量を抑制することによっ
て、溝底１４Ａからのクラックの発生を防ぎうるのであ
る。

〔具体例１〕 タイヤサイズＰ２２５／７５Ｒ１，５のタイヤを第１表
に示す仕様にて試作しかつ標準のリムに装着するともに
、タイヤ内圧１．８ｋｇ／ｃｄの内圧にて１１１０ｋｇ
ｆの荷重を加えた条件のもとに、試験機による耐久テス
トを行った。なお比較のため従来の仕様のものも併せて
テストした。

又ロスコンプライアンス（Ｅ”／Ｅ＊”）は、寸法が２
５ｆｆＩＩｌ×５１１Ｉｆｆｉ×１襲の試料を老木製作
所製のハイパワースペクトロメーターを用いて周波数１
０Ｈ２，初期歪み５％、温度７０°Ｃ１動歪み２％の条
件により測定した。

テスト結果は第１表に示す、実施例１．２のものは、何
れも比較例１２．３のものに比べてクラックの発生に至
るまで長い走行距離を走行でき、耐久性が優れているこ
とが判明した。

（具体例２） 具体例１における実施例２のものと、比較例１のものに
ついてタイヤが走行することによって生じる溝１４の口
開き量の変化をテストした。

第７図に示すごとく接地領域に内においては溝１４は、
口閉じの方向に偏位し接地中心Ｑにおいて最大となる。

又接地領域にのタイヤ進行方向前方及び後方では溝１４
が開口する方向に偏位する。

本具体例に示すタイヤサイズのものでは、接地中心Ｑの
周方向に対して前後３０°隔てる位置におい０口開きの
量が最大となる。又第８図には、実施例３のものと比較
例１とのものについて溝部１４の偏位置のタイヤの回転
とともに変化をグラフにて示す、グラフは縦軸に溝１４
の偏位量を指数で示し、横軸には接地中心Ｑを０°とし
た回転角度を示している。第８図から明らかなように、
実施例３のものは比較例１のものに比べて溝１４の口閉
じ、口開きともに少なく、又溝の偏位の振幅も実施例３
のものが少ない。

このように本発明に係るものは従来のものに比べて溝部
の偏位が少いことからも溝底のクラック発生を抑止し得
ることが判る。

〔発明の効果〕

軟土の如く本発明の空気入りタイヤは、前記したごとく
トレッド面の形状と、せり出し量を規制することによっ
て、接地面の圧力を均等にしかつ溝の偏位置を抑制でき
、溝底から発生するクラックを防ぎ、耐久性を高めうる
。さらにトレッド部を形成するゴムのロスコンプライア
ンスを前記範囲内に規制した場合には、トレッド部の発
熱を少なくし、クラックの発生をさらに有効に抑制しう
る。

又トレッド部のベルト層からのシッルダ厚さをトレッド
厚さに比べて小かつ−１ａｒｍ〜０ｍ１１の範囲とした
場合にはシッルダ部の摩耗を少なくしクランク発生の防
止にはさらに効果的となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は標準
第１点、標準第２点、標準第３点の位置を示す線図、第
３〜５図は接地面を示す平面図、第６図は、せり出し長
さを示す断面図、第７図は溝の変位を示す部分断面図、
第８図はタイヤの周方向に対する溝の変位量を示すグラ
フである。 ２−・・ビードコア、　　３・・・ビード部、４＝−・
−サイドウオール部、　　５・−トレッド部、５Ａ、５
Ｂ・・・トレッド面、　　６・・・・カーカス、７・−
ベルトａ、　　７Ａ、７Ｂ・−・ベルトブライ、７ａ・
−・一端部、　Ｃ・−・タイヤ赤道、　Ｓ・・・−接地
面、Ａｃ−・標準第１点、　Ａｓ・・・−標準第２点、
Ａｍ・−・標準第３点、　Ｒ１・・−・標準内側半径、
Ｒ２−・・標準外側半径、　Ｗ−・−タイヤの標準中、
Ｂｃ・・・・５％第１点、　Ｂｓ・・・５％第２点、Ｌ
ｌ−・−中央せり出し長さ、 Ｒ２−・外側せり出し長さ、 Ｔｓ・・−ショルダ厚さ、　Ｔｃ・・−クラウン厚さ。 特許出願人　　　　　　住友ゴム工業株式会社代理人　
　弁理士　　　苗　　　村　　　　正第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　外面がトレッド面をなすトレッド部からサイドウォ
   ール部を通りビード部のビードコアの周りを折返すトロ
   イド状のカーカスと、前記トレッド部の内方かつ前記カ
   ーカスの半径方向外側に配されかつ１枚以上のベルトプ
   ライからなるベルト層とを具えるとともに、標準内圧を
   充填したときの標準のトレッド面のタイヤ赤道（Ｃ）上
   の点である標準第１点（Ａｃ）及び標準荷重を負荷した
   状態において前記標準のトレッド面が接地する接地面の
   タイヤ軸方向の両外縁の標準第２点（Ａｓ）を通る円弧
   の曲率半径である標準外側半径（Ｒ２）は、前記標準第
   １点（Ａｃ）および該標準第１点と前記標準第２点（Ａ
   ｓ）との間の距離の０．５倍の距離を前記標準第１点（
   Ａｃ）からタイヤ軸方向に隔てる標準第３点（Ａｍ）を
   通る円弧の曲率半径である標準内側半径（Ｒ１）との比
   （Ｒ１／Ｒ２）が１．５以上かつ２．５以下であるとと
   もに、前記標準内側半径（Ｒ１）と、標準内圧を充填し
   た時のタイヤの標準最大巾（Ｗ）との比（Ｒ１／Ｗ）を
   ２．３以上かつ３．２以下とし、しかも前記標準第２点
   （Ａｓ）を通る半径線が標準内圧の５％内圧を充填した
   ５％内圧のトレッド面と交わる５％第２点（Ｂｓ）から
   前記標準第２点（Ａｓ）までの半径方向の長さである外
   側せりだし長さ（Ｌ２）と、前記５％内圧のトレッド面
   のタイヤ赤道（Ｃ）上の点である５％第１点（Ｂｃ）か
   ら前記標準第１点（Ａｃ）までの半径方向の長さである
   中央せりだし長さ（Ｌ１）との差の絶対値｜Ｌ２−Ｌ１
   ｜が０以上かつ０．７ｍｍ以下である空気入りラジアル
   タイヤ。 ２　前記トレッド部は、動的歪が２％、測定温度が７０
   ℃において損失弾性率（Ｅ″）と複素弾性率（Ｅ＊）の
   ２乗との比｛Ｅ″／（Ｅ＊）＾２｝であるロスコンプラ
   イアンスが３．４６×１０＾−＾３ｃｍ／ｋｇ＾２以上
   のゴムからなることを特徴とする請求項１記載の空気入
   りタイヤ。 ３　前記トレッド部はベルト層の端部に於ける該ベルト
   層の半径方向外面から前記標準のトレッド面に至るショ
   ルダ厚さ（Ｔｓ）と、前記標準第１点におけるベルト層
   の半径方向外面から前記標準のトレッド面に至るクラウ
   ン厚さ（Ｔｃ）との差（Ｔｓ−Ｔｃ）が−１ｍｍ以上か
   つ０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の空
   気入りタイヤ。