JPS6215104A

JPS6215104A - ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPS6215104A
Application number: JP60154923A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takino; 滝野　寛志; Sukenao Fuchigami; 渕上　祐尚
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1987-01-23

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】（ａ）　　産業上の利用分野本発明は主としてトラック、バス、トレーラ等の重荷重
車輌や乗用車に装着されるラジアルタイヤに関し、トレ
ッド部の偏摩耗が少く、トレッドゴムの発熱が小で耐久
性の大なるラジアルタイヤに関するものである。

但）従来の技術タイヤは、高荷重で、高スリップで旋回する頻度の高い
走行条件で、長時間にわたり連続走行すると、偏摩耗が
発生する。即ち、タイヤのトレッド部のショルダーリブ
全体またはショルダー部外側リブの早期摩耗、センター
リブの局部摩耗または所謂レールウェイ摩耗等が発生し
、これらは加速度的に偏摩耗に進行し、タイヤの摩耗寿
命が短くなり、振動特性が悪化する。

これらの偏摩耗の対策として、トレッドパターンを工夫
したり、トレッドの接地圧を均一にする方法が、種々提
案されている。また特開昭５８−１６１６０５号或いは
特開昭５６−１２８２０１号に示すようにトレッドゴム
として、スチレンブタジェンゴムまたはスチレンブタジ
ェンゴムに液状ポリマーを配合したゴム組成物を用いる
ことにより偏摩耗を防止することが提案されている。

またタイヤの発熱によるセパレーションの発生等に起因
するタイヤの耐久性の低下を防止する方法としては、タ
イヤのトレッド部をトレッドキャップとトレッドベース
の２層構造とし、トレッドベースゴムには耐摩耗性は劣
るが低発熱性のゴムを用いる方法、トレッド部をセンタ
ー部とショルター部に分割し、センター部を低発熱性の
ゴム組成物により構成する方法、トレッドのクラウン部
の曲率半径を小さくする方法等が知られている。

（Ｃ）　　発明が解決しようとする問題点従来のスチレ
ン・ブタジェンゴムを主体とするトレッドゴム組成物は
、偏摩耗の防止には成る程度の効果はあるが、このトレ
ッドゴム組成物は発熱温度が高く、走行時のタイヤの発
熱温度が高く、セパレーションが発生しやすく、タイヤ
の耐久性が低下するという欠点があった。

従来のトレッドゴム組成物では、タイヤの耐偏摩耗性と
低発熱による耐久性の両立は不可能である。特に従来の
耐偏摩耗性の大なるトレッドゴムと、低発熱性ゴムを組
合、せてトレッド部をキャップ・ベースの２層構造又は
センター、サイドの２層構造に形成してもタイヤの耐偏
摩耗性と耐久性の両立改善は充分でない。例えば耐偏摩
耗性の大なるゴムをキャップゴムとし低発熱性のゴムを
ベースゴムとした場合、タイヤ使用の中〜末期にベース
ゴムがトレッド表面に露出してくると、急激な摩耗、偏
摩耗が起り、却ってタイヤの寿命が低下する。

従って本発明は、従来のラジアルタイヤの上記欠点に鑑
み、耐偏摩耗性が高く、且つ低発熱性でセパレーション
の発生が少ない、耐久性の大なるトレッドを有するタイ
ヤを提供することを目的とする。

（ｄ）　　問題点を解決するための手段タイヤの耐偏摩
耗性の向とを目的としてトレッドゴム組成物を選択する
場合には、高接地圧、高スリップ率という過酷な条件で
の耐摩耗性の大なるゴム組成物を用いる必要がある。ゴ
ムの摩耗量は、第２図に示すように接地圧とスリップ率
が大きくなると急激に増大するため、高接地圧、高スリ
ップ率でタイヤを使用すると偏摩耗が生じやすくなる。

本発明者は、高過酷条件での種々のゴム組成物の摩耗量
と、発熱温度を測定した結果、天然ゴムまたはポリイソ
プレンゴムに結合スチレン量２０％以下のスチレン−ブ
タジエンゴムをＯ〜８０％配合したゴムが高過酷条件で
摩耗量が少く、発熱温度が比較的低く、トレッドゴムと
して使用すれば、偏摩耗が少いことを見出した。しかし
、上記ゴム組成物は発熱性がまｔごかなり大であって、
これを従来の構造のラジアルタイヤのトレッドにそのま
ま使用したのでは、発熱による耐久性の低下の虞れがあ
る。

そこで、タイヤの構造と発熱による耐久性の低下の関係
について鋭意研究を重ねた結果、第３図に示すようにト
レッドの厚みを減少させることにより、タイヤの発熱温
度を大幅に低下させることができること、およびトレッ
ドの厚みを減少させると、その分だけタイヤの摩耗寿命
が減少するわけであるが、その摩耗寿命の減少の程度は
トレッドゴムの厚み減少から予測されるよりもかなり小
さく、タイヤの発熱温度の低下によるタイヤの耐久性の
向上の効果の方が遥かに大きいことを見出し、本発明を
完成するに到った。

すなわち本発明はトレッドゴムが結合スチレン量２０％
以下のスチレン−ブタジエンゴムまたはポリブタジェン
ゴム８０〜０重量部、天然ゴムまたはポリイソプレンゴ
ム２０〜１００重量部、沃素吸着量ｅｏｍｙ／ｙ以との
カーボンブラック４５〜７０Ｍ量部、軟化剤０〜３０重
量部を含む組成物よりなり、トレッドの厚みがベルト１
面からトレッド溝底までの厚みの２．５〜４倍であるこ
とを特徴とするラジアルタイヤを要旨とする。

本発明のラジアルタイヤのトレッドに用いられる耐偏摩
耗性の良好なゴムとしては、特に高接地圧でかつ高スリ
ップ率の過酷な条件下での耐摩耗性の大なるゴム組成物
が用いられる。そのゴム組成物中のゴム成分としては、
天然ゴムもしくはポリイソプレンゴム単味またはその混
合物または、これらにブタジェンゴムまたはスチレン−
ブタジエンゴムを配合したものが用いられる。天然ゴム
。

ポリイソプレンゴムは低発熱性が良好であり、こｔ’Ｌ
ｌ？−配合するスチレン−ブタジエンゴムは結合スチレ
ン量が２０％以下のものが望ましい。結合スチレン量が
２０％を越えると耐摩耗性が急激に低下する。スチレン
を含まないブタジェンゴムを配合したゴム組成物も過酷
な条件での耐摩耗性が良好で、特に高スリップ率の条件
での耐摩耗性が良好である。

スチレン−ブタジエンゴムまたはブタジェンゴムの配合
量は全ゴム分１００重量部中８０重量部以下とする必要
があり、更に好ましくは６０〜３０重量部とする。８０
重量部を越えると発熱温度が高くなり、これをトレッド
ゴムとして用いるとタイヤの耐久性が低下し、またゴム
の混合や押出し加工性の点でも問題が発生する。

ゴム組成物に配合するカーボンブラックは沃素吸着量が
６０〜／ｆ以上、更に好ましくは１２０１５／／ｆ以上
のものが用いられる。沃素吸着量が６０〜／ｇより低い
と、そのカーボンブラックの配合量を多くしても高接地
圧、高スリップ率条件でのトレッドゴムの耐摩耗性、耐
偏摩耗性改善の効果がない。また、カーボンブラックの
配合量はゴム分１００重量部に対し４５〜７０重量部が
好ましく、４５〜６０重量部が更に好ましい。この配合
量が４５重量部未満では、ゴムの耐摩耗性が低く、７０
重量部を越えるとゴムの発熱温度が高く、加工性も悪く
なる。

トレッド用ゴム組成物に対する軟化剤の添加は、ゴム組
成物の摩擦係数を高め、タイヤ走行時のスリップ量を減
少させ、その結果トレッドの偏摩耗を防止するとともに
、ゴムの加工性を改善する。

軟化剤の添加量はゴム分１００重量部に対し、０〜３０
重量部が適当であるが、５〜２０重量部が更に好ましい
。この添加量が３０重量部を越えるとゴムが軟かくなり
過ぎて耐摩耗性が低下する。

一般にはブタジェンゴムはより多量の軟化剤を必要とす
る。

上記のゴム組成物を用いたトレッドは耐摩耗性、耐偏摩
耗性に優れるが、従来のタイヤ構造のままでは、ゴムの
発熱温度が高く、タイヤの耐久性の低下は避けられない
。そこでタイヤのトレッドの厚みＤとベルト１面からト
レッド溝底までの厚みｄの比Ｄ／ｄを２．５〜４にする
ことにより、タイヤの発熱を抑え、タイヤの耐久性を改
善することができる。

第１図に示すタイヤ（１）のトレッド（２）の厚みＤは
タイヤの種類、サイズによって種々のものが製造されて
いるが、ベルト（３）のと面からトレッド溝（４）の底
までのゴムの厚みｄはタイヤの種類に拘らず、タイヤの
径によってほぼ一定であって、乗用車用の小型タイヤで
は約３朋、大型のトラック用タイヤ等では約５朋程度の
厚みである。この厚みが薄いと、トレッド溝底からゴム
に亀裂が生じスチールベルトが錆びてセパレーションが
発生しやすく、またこの厚みが厚いと、タイヤの発熱温
度が高くタイヤの耐久性が低下するので、通常のタイヤ
は殆ど上記の厚みとなっている。

従来のタイヤのトレッドの厚みＤは、Ｄ／ｄ＝４．０〜
６．５の範囲にあるが、本発明のラジアルタイヤはこの
トレッドの厚みＤがＤ／ｄ＝２．５〜４の範囲になるよ
うに薄くすることにより、トレッドゴムの発熱を大幅に
減少させることができ、タイヤの耐久性を改善すること
ができる。Ｄ／ｄの値が２．５より小さいと、トレッド
が薄くなりすぎてタイヤの摩耗寿命の点で従来のタイヤ
より悪くなり、Ｄ／ｄの値が４より大きいと、発熱を抑
える効果が小さく、本発明の前記耐摩耗性のゴムを使用
したトレッドの発熱が大きく、タイヤの耐久性の低下を
防ぐことができない。Ｄ／ｄの値を２．５〜４の間にす
ることにより、前記の耐摩耗性が大きいが、発熱の若干
大きなゴム組成物をトレッドに用いても、トレッドの発
熱の増加を防止することができ、タイヤの耐久性の低下
を防止することができる。

（ｅ）　　作用本発明のラジアルタイヤは、トレッドゴムとして、特殊
な耐摩耗性のゴム組成物を用い、そのゴム組成物の発熱
性が若干高いので、それによるタイヤの耐久性の低下を
防ぐためにトレッドの厚みを従来のタイヤよりも小さく
したものであるが、トレッドの厚みを小さくすると、タ
イヤの寿命に対しどのように影響するかを分析する。

タイヤのトレッドの厚みが小さくなると、トレッドの摩
耗限度までの許容摩耗量が小さくなり、その分だけ、タ
イヤの可能走行距離が短くなる。

第４図にタイヤサイズ１０００Ｒ２０１４ＰＲのタイヤ
について、トレッドの厚みとタイヤ走行距離の関係を示
す。トレッドが最終摩耗位置まで摩耗し、タイヤが摩耗
寿命に達したときのタイヤ走行距離は、トレッド厚みが
２０門のとき約２，６×１０ｋＭに対し、トレッド厚み
が１４朋のときは約１．９　Ｘ　１０６ｋｍ、　　トレ
ッドの有効溝深さの５１％の減少に対し可能走行距離は
約２８％の減少となるにすぎない。これはトレッドの厚
みが薄いほどリフの剛性が高く、動きが少くなり、また
トレッドの発熱温度が低いために、耐摩耗性が向上する
からである。またトレッドの厚みが薄いほど耐偏摩耗性
向上効果も現れる。

しかしトレッドの厚みを１２朋とし、その有効溝深さを
６８％減少させると、タイヤの走行距離は１．３Ｘ１０
５／ｃ肩となり寿命が約５２％低下する。

一方タイヤのトレッドの厚みとタイヤの発熱温度は、第
２図に示すように直線関係にあり、トレッドの厚みの減
少による発熱温度の低下によりタイヤの耐久性が向上し
、単純にタイヤのトレッドの厚みの減少から算出される
タイヤの摩耗寿命よりも遥かに良好な摩耗寿命が得られ
ることになる。

（ｆ″）実施例種々のゴム組成物について摩耗試験、摩擦試験および発
熱試験を行い、その結果を第１表に示す。

ゴム組成物には第１表の成分のほか、亜鉛華３重量部、
ステアリン酸、老化防止剤、加硫促進剤Ｃ２各１重量部
、硫黄２重量部が、−律に含まれる。

第１表において摩耗試験は、ランボーン摩耗試験機を用
い、ＢＳ規格９０８　Ｐａｒｔ　ＡＤ法に準じた方法に
より、接地圧２，４．８に９／１４、スリップ率を１２
．４８．８０％と変化させて摩耗量を測定し、その逆数
を、ゴム分として天然ゴムのみを含む配合１のゴムを１
００として指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性
が良好である。

摩擦試験は台本製作所製摩擦摩耗試験機ＦＴ７０３を使
用し、６　ｋｑ　／　ｃ−の接地圧で乾燥路面の動的摩
擦係数を測定し、配合１のゴムを１００として指数で表
示した。指数が大きいほど摩擦係数は大きい。

発熱試験はグツドリッチフレキソメータを使用し、回転
数１８０Ｏｒｐｍ、荷重４８Ｌｂｓ、ストローク０．１
７５１ｎｃｈ　、室温４０°Ｃの条件で２５分間振動後
のサンプル表面の上昇温度を測定して表示した。

第１表の配合ゴムの原料ゴムのうちＳＢＲのＡ〜Ｆおよ
びＢＲ，のＧ、Ｈは、下記のとおりである。

５ＢＲＡ：乳化重合Ｓ、ＢＲ（結合スチレン２３．５％
）ＳＢＲＢ：溶液重合ＳＢＲ（／／　　　２５％）ＳＢ
ＲＣ：　　　　／ｌ　　　　　　（ｔｔ　　　　１８％
）ＳＢＲＤ：油展溶液重合５ＢＲ（／／　　　　１８％
）ＳＢＲＥ：　　　　〃　　　　　（〃　　　１３％）
ＳＢＲＦ：溶液重合５ＢＲ（〃　　　　５％）ＢＲＧ：
溶液重合ハイシスＢＲＢＲＨ：溶液重合ローシスＢＲまた第１表の配合カーボンブラックエ〜Ｌは下記のとお
りである。

カーボンブラック　Ｉ：ＩＥＦ　　沃素吸着量　４３〜
７４カーボンブラツク　Ｊ：ＨＡＦ　　　　’／　　　
　８０’／カーボンブラツク　Ｋ　：　ｌ５ＡＦ　　　
　’／　　　１２０　　／／カーボンブラック　Ｌ　：
ＳＡＦ　　　　／／　　　１４５　　／／第１表のゴム
組成物のうち、摩耗試験結果の値が、接地圧４　ｋｔｉ
　／　ｃ！、スリップ率８０％の条件で１００以上、接
地圧８ｋｑ／ｃｒｌ、スリップ率４８％の条件で１００
以上、接地圧８ｋｇ　／　ｄ、スリップ率８０％の条件
で１２０以上でかつ発熱試験温度が３１°Ｃ以下を満た
すメものが本発明のラジアルタイヤのトレッドゴムとし
て用いるのに好適であり、第１表で前記本発明のゴム配
合の限定範囲に入るゴム組成物の摩耗試験結果はすべて
この好ましい条件を満たす。

第１表の試験結果の摩耗量と接地圧および、スリップ率
の関係を第２図に示す。

第１表のゴム組成物のうち本発明のラジアルタイヤとト
レッドゴムとして好適な配合５．３０゜：１３７．４０
のゴムをトレッドゴムとして用い、タイヤサイズ１１Ｒ
２２，５１４Ｄの本発明のラジアルタイヤを製造し、ド
ラムテスＩ・および実走テストを行いその結果を実施例
１〜５として第２表に示す。

また、第１表のゴム組成物のうち本発明のラジアルタイ
ヤのトレッドゴムとして好適ではない配合ｔ、８．１１
，２４のゴム組成物についても、同様にこれを用いて同
じタイヤを製造し、ドラムテストおよび実走テストを行
った結果も第２表ζこ比較例（１〜５）として示す。更
に実施例１，３と同じトレッドゴム組成物を用い、トレ
ッドの厚みを厚くしたものについて同様な試験を行い比
較例６，７として同様に第２表に示す。

と記ドラムテストは、米国自動車安全基準ＦＭＶＳＳ１
１９の耐久力試験に定める走行条件でテストし、耐久力
はタイヤが故障した時の速度を表示した。またタイヤ温
度は速度７２ｋｍ／ｈの時のトレッドショルダーのベル
ト端部の温度を測定し、ｔこ。

実走テストはタイヤをトレーラ−の車輪に装置走行し、
ショルダー部の正常摩耗部とショルダ一部外側のリブの
早期摩耗部の摩耗量の差の逆数を求め比較例１のタイヤ
を１００として指数で表わした。指数が大なるほど耐偏
摩耗性が良好である。

摩耗寿命はショルダー部外側リブが早期摩耗で走行不可
になった時点を寿命とし、比較例１のタイヤを１００と
して指数で表示した。指数が犬なるほど摩耗寿命は良好
である。

トレッドの厚みは、トレッドの厚みＤと、ベルト上面か
らトレッド溝底までの厚みｄの比Ｄ／ｄで表わした。

（ｇ）　　発明の効果本発明のラジアルタイヤによれば、トレッドゴムとして
用いるゴム組成物が耐摩耗性が大であって、特に、高接
地圧、高スリップ率の過酷な条件下での耐摩耗性が大で
あるため、タイヤを装置し、重荷重で高スリップで旋回
する頻度の高い走行条件で長距離を連続走行した場合で
も摩耗量が少く、偏摩耗が発生しにくい。そして、トレ
ッドの厚みを薄くしたためにトレッドゴムの発熱が通常
のトレッドゴムよりも若干大きいにも拘らず、トレッド
の発熱温度は高くならず、従来のタイヤとほぼ同程度で
あって、トレッドの発熱に起因するタイヤの耐久性の低
下がない。更に、トレッドの厚みを薄くしたにも拘らず
、トレッド厚みの減少から予想されるような摩耗寿命の
低下は殆どなく、綜合的にタイヤの摩耗寿命、耐久性は
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のラジアルタイヤの断面の略図である。第２図はゴムの接地圧とスリップ率と摩耗量の関係を示
すグラフ、第３図はタイヤのトレッドの厚みとタイヤの
発熱温度の関係を示すグラフ、第４図はトレッドの厚み
とタイヤ走行距離の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トレッドゴムが結合スチレン量２０％以下のスチ
レン−ブタジエンゴムまたはポリブタジエンゴム８０〜
０重量部、天然ゴムまたはポリイソプレンゴム２０〜１
００重量部、沃素吸着量６０ｍｇ／ｇ以上のカーボンブ
ラック４５〜７０重量部、軟化剤０〜３０重量部を含む
ゴム組成物よりなり、トレッドの厚みがベルト上面から
トレッド溝底までの厚みの２．５〜４倍であることを特
徴とするラジアルタイヤ。
（２）該ゴム組成物中のスチレン−ブタジエンゴムまた
はポリブタジエンゴムの配合量が６０〜３０重量部、天
然ゴムまたはポリイソプレンゴムの配合量が４０〜７０
重量部である特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイ
ヤ。
（３）該カーボンブラックの沃素吸着量が１２０ｍｇ／
ｇ以上である特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイ
ヤ。
（４）該ゴム組成物中のカーボンブラック配合量が４５
〜６０重量部である特許請求の範囲第１項記載のラジア
ルタイヤ。
（５）該ゴム組成物中の軟化剤の配合量が５〜３０重量
部である特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ。