JP2006224838A - 乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性を維持しながら、ウェット制動性能を改善することが可能な乗用車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】左右のビード部３間にタイヤ幅方向に延在する補強コードｆをタイヤ周方向Ｔに所定の間隔で配列した少なくとも１層のカーカス層４を装架し、トレッド部１のカーカス層４の外周側に複数のベルト層８，９を配置し、トレッド面１Ａに溝１２，１３により陸部１４を区分形成した乗用車用空気入りタイヤである。少なくとも１層のカーカス層４の補強コードｆの平均残留歪みが、最も幅が広いベルト層８の両エッジ８ａからタイヤ幅方向内側にそれぞれ３０ｍｍの位置Ｑまでの領域Ｘで−１０〜４％、領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙで−１〜４％になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車用空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ウェット制動性能を向上することができる乗用車用空気入りタイヤに関する。

一般に、乗用車用の空気入りタイヤには、トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝とタイヤ幅方向に延びる横溝が形成され、これら周方向溝と横溝によりブロックからなる陸部が区分形成されている（例えば、特許文献１参照）。このような空気入りタイヤにおいて、トレッド面の溝面積を増加させることにより排水性が向上し、ウェット路面走行時における制動性能を高めることができることが知られている。

しかしながら、トレッド面の溝面積を増加させると、ブロックの体積が減少してブロック剛性が低下し、それにより耐摩耗性が低下する。特に、溝面積比率を高めて排水性を向上した乗用車用空気入りタイヤにおいて、更に溝面積を増加させて改善を図ろうとすると、耐摩耗性の悪化が顕著になる。
特開２００３−１７５７０６号公報

本発明の目的は、耐摩耗性を維持しながら、ウェット制動性能を改善することが可能な乗用車用空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の乗用車用空気入りタイヤは、左右のビード部間にタイヤ幅方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列した少なくとも１層のカーカス層を装架し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を配置し、トレッド面に溝により陸部を区分形成した乗用車用空気入りタイヤにおいて、少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを、最も幅が広いベルト層の両エッジからタイヤ幅方向内側にそれぞれ３０ｍｍの位置までの領域Ｘで−１０〜４％、該領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙで−１〜４％にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、カーカス層の補強コードの平均残留歪みを、最も幅が広いベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの領域Ｘと、その領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙで上記のように特定することにより、ウェット制動性能を効果的に改善することができる一方、トレッド面の溝面積比率を全く変更することがないので、耐摩耗性を従来と同等のレベルに維持することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の乗用車用空気入りタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間には、図２に示すようにタイヤ幅方向に延在する有機繊維コードからなる補強コードｆをタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔でゴム層内に配列した２層のカーカス層４，５が装架され、内側のカーカス層４の両端部４ａがビード部３に埋設されたビードコア６の周りにビードフィラー７を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。外側のカーカス層５の両端部５ａは、ビードコア６の周りにタイヤ外側から内側に向けて延設されている。

トレッド部１のカーカス層５の外周側には、タイヤ周方向Ｔに対して傾斜して延在するスチールコードからなる補強コードｅをタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔で配列した２層のベルト層８，９が配置してある。両ベルト層８，９の傾斜する補強コードｅは互いにタイヤ周方向Ｔに対する傾斜方向を逆向きにして交差している。カーカス層５に隣接する内周側の１番ベルト層８は、その外周側に配置した２番ベルト層９より幅広に形成されている。

ベルト層９の外周側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルトカバー層１０が設けられている。カーカス層４の内側にはインナーライナー層１１が配置されている。

トレッド面１Ａには、図３に示すように、タイヤ周方向Ｔに延在する複数の周方向溝１２が設けられている。タイヤ幅方向に延在する横溝１３がタイヤ周方向Ｔに所定のピッチで配置され、トレッド面１Ａには周方向溝１２と横溝１３によりブロックからなる陸部１４が区分形成されている。

上記カーカス層４，５は、幅が広い１番ベルト層８の各エッジ８ａからタイヤ幅方向内側にベルト層８に沿って測定した３０ｍｍの位置Ｑまでの両領域Ｘ（エッジ８ａ及び位置Ｑからそれぞれカーカス層５に引いた法線ｍ，ｎで挟まれた領域）において、補強コードｆの平均残留歪みが−１０〜４％の範囲に設定されている。また、領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙにおいて、カーカス層４，５の補強コードｆの平均残留歪みが−１〜４％の範囲になっている。

本発明者は、トレッド面に溝を有する乗用車用の空気入りタイヤにおいて、ウェット制動性能について鋭意検討し、実験を繰り返し行った結果、以下のことを知見した。

即ち、タイヤの運動性能は、路面と接地するトレッド面の働きにより大きく左右される。ウェット制動性能も同様である。そこで、トレッド面を有するトレッド部に着目した。

トレッド部には、補強コードを配列したカーカス層がある。空気入りタイヤは、加硫工程を経て製造されるため、カーカス層の補強コードには、通常、加硫後に圧縮残留歪み（撚り戻りにより弛んだ状態の残留歪み）が残る。この残留歪みとカーカス層の剛性との関係は、圧縮残留歪みが小さい補強コードは撚り戻りの作用が小さく、その補強コードが持つ剛性を活用することによりカーカス層の剛性を高めることができる。この圧縮残留歪みが小さければ小さい程有機繊維よりなる補強コードが持つ剛性を一層活用してカーカス層の剛性を増大させることができる。

従来の乗用車用空気入りタイヤにおいて、トレッド部におけるカーカス層の補強コードの平均残留歪みを調べてみると、図４に示すように、センター側が低く、その両側が高い分布状態となっており、最も幅が広いベルト層の両エッジの位置から３０ｍｍの領域では平均残留歪みが５〜８％、センター側の領域では０〜０．５％の範囲になっていた。

そこで、最も幅が広いベルト層の両エッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの領域Ｘと、その領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙで、それぞれカーカス層の補強コードの残留歪みを変えてウェット制動性能について調べてみると、領域Ｘではカーカス層の補強コードの平均残留歪みを４％以下、センター側領域Ｙでは−１％以上にすると、ウェット制動性能において、顕著な改善が見られることがわかった。おそらく、路面にタイヤを押し付ける力が大きくなり、結果としてブロックの接地面積の増加によりウェット制動性能が改善されたものと推測される。

また、領域Ｘでのカーカス層の補強コードの平均残留歪みが−１０％より小さくなると、ユニフォミティーが急激に悪化し、センター側領域Ｙでカーカス層の補強コードの平均残留歪みが４％より大きくなると、トレッド部の剛性が低くなり過ぎてブロックの動きが増大し、耐摩耗性が急激に悪化することがわかった。

そこで、本発明では、カーカス層４，５の補強コードｆの平均残留歪みを、最も幅が広いベルト層８の両エッジ８ａからタイヤ幅方向内側にそれぞれ３０ｍｍの位置までの領域Ｘで−１０〜４％、領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙで−１〜４％にしたのである。これによりウェット制動性能を向上することができる一方、トレッド面１Ａの溝面積比率を変えることがないので、耐摩耗性を従来と同じレベルに維持することができる。

領域Ｘでのカーカス層４，５の補強コードｆの平均残留歪みは、好ましくは−１０〜３％、更に好ましくは−１０〜２％がよい。センター側領域Ｙでのカーカス層４，５の補強コードｆの平均残留歪みは、好ましくは１〜４％、更に好ましくは２〜４％がよい。

一般に、空気入りタイヤは、加硫金型の成形面の輪郭（寸法）より小さいグリーンタイヤを成形し、それを加硫時にブラダーによりインフレートして加硫金型の成形面に押し当てて加硫成形するが、上述した空気入りタイヤは、例えば、グリーンタイヤ成形時に、領域Ｘについては加硫金型の成形面に押し当てた状態に近づけた形状とし、領域Ｙについては、従来より平均残留歪みを大きくする場合には加硫金型の成形面の輪郭より一層小さい（加硫金型の成形面から離れた）形状にし、従来より平均残留歪みを小さくする場合には領域Ｘと同様に加硫金型の成形面に押し当てた状態に近づけた形状となるようにグリーンタイヤを成形し、それを従来と同様にして加硫成形することにより得ることができる。

本発明において、上記実施形態では、２層のカーカス層４，５の補強コードｆの平均残留歪みを上記のような範囲にしたが、少なくとも１層のカーカス層の補強コードｆの平均残留歪みを上述した範囲にすればよい。

また、上記実施形態では、カーカス層を２層設けた乗用車用空気入りタイヤの例を示したが、少なくとも１層のカーカス層を有するものであればよい。また、ベルト層も２層以上複数設けたものであってもよく、その場合、領域Ｘは、最も幅が広いベルト層の両エッジから該ベルト層に沿ってタイヤ幅方向内側にそれぞれ３０ｍｍの位置までの範囲であり、センター側領域Ｙはその領域Ｘ間に位置する領域である。

また、トレッド面１Ａにはブロックのみからなる陸部１４を設けた例を示したが、ブロックとリブが混在するトレッドパターンや、リブのみからなるトレッドパターンを有する乗用車用空気入りタイヤであってもよい。

本発明は、特にトレッド面１Ａの溝面積比率を３２〜４０％と高くした乗用車用空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

なお、本発明におけるカーカス層の補強コードｆの平均残留歪みは、以下のようにして測定するものとする。

先ず、空気入りタイヤからインナーライナー層１１を除去して、内側のカーカス層４を露出させる。次いで、任意の測定対象とするカーカス層４の複数本（２〜５本）の補強コードｆに対して、カーカス層８の各エッジ８ａに対応する位置、及び各エッジ８ａから３０ｍｍの位置Ｑに対応する位置にマーキングを付ける。非伸縮性テープをそのマーキングを付けた補強コードｆに沿って貼り付けて、マーキングを非伸縮性テープに転写する。その後、マーキングを付けた複数本の補強コードｆをタイヤから引き抜き、この引き抜かれた補強コードｆのマーキング間の長さとそれに対応する非伸縮性テープに転写されたマーキング間の長さから求める。

即ち、引き抜かれた各補強コードｆにおいて、ベルト層８のエッジ８ａに対応するマーキング位置と位置Ｑに対応するマーキング位置との間の長さをＭ、マーキングを転写した非伸縮性テープにおいて、ベルト層８のエッジ８ａに対応するマーキング位置と位置Ｑに対応するマーキング位置との間の長さをＭ’とすると、各領域Ｘでの各補強コードｆの残留歪み（％）は１００（Ｍ−Ｍ’）／Ｍ’で算出する。

また、引き抜かれた各補強コードｆにおいて、一方の位置Ｑに対応するマーキング位置と他方の位置Ｑに対応するマーキング位置との間の長さをＮ、マーキングを転写した非伸縮性テープにおいて、一方の位置Ｑに対応するマーキング位置と他方の位置Ｑに対応するマーキング位置との間の長さをＮ’とすると、センター側領域Ｙでの各補強コードｆの残留歪み（％）は１００（Ｎ−Ｎ’）／Ｎ’で算出する。

上記測定を略等間隔でタイヤ周上６か所で行い、得られた残留歪みの平均を平均残留歪みとする。外側のカーカス層５の補強コードｆの平均残留歪みの測定を行う場合は、内側のカーカス層４とインナーライナー層１１を一緒に除去することを除いては同様である。

タイヤサイズを２２５／５０Ｒ１６、タイヤ構造を図１，３で共通にし、１番ベルト層の両エッジからタイヤ幅方向内側にそれぞれ３０ｍｍの領域Ｘ及びその領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙにおけるカーカス層の補強コード（ポリエステルコードを使用）の平均残留歪みを表１のようにした本発明タイヤ１〜３と比較タイヤ１，２、及び従来タイヤをそれぞれ作製した。各試験タイヤ共に、トレッド面の溝面積比率は、４０％で共通である。

これら各試験タイヤを標準リムに装着し、空気圧を２２０kPa にして、以下に示す試験方法によりウェット制動性能の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
ウェット制動性能
各試験タイヤをＡＢＳ装置が装着された乗用車に取り付け、水深５ｍｍの路面において、時速１００km/hで制動を付与し、停止するまでの制動距離を５回測定した。最大制動距離と最小制動距離を除いた３回の平均値を制動距離とし、その結果の逆数を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が大きいほど、ウェット制動性能が優れている。

表１から、本発明タイヤは、ウェット制動性能を効果的に改善できることがわかる。

本発明の乗用車用空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線要部断面図である。 図１のカーカス層とベルト層の説明図である。 図１のトレッド面の部分展開図である。 トレッド部におけるカーカス層の補強コードの平均残留歪みの分布状態を示すグラフであり、横軸はタイヤセンターラインを０とするタイヤセンターラインからの距離、縦軸は補強コードの平均残留歪みを示す。

符号の説明

１ トレッド部
１Ａ トレッド面
２ サイドウォール部
３ ビード部
４，５ カーカス層
８，９ ベルト層
８ａ エッジ
１２ 周方向溝
１３ 横溝
１４ 陸部
Ｑ 位置
Ｔ タイヤ周方向
Ｘ 領域
Ｙ センター側領域
ｆ 補強コード

Claims (5)

1. 左右のビード部間にタイヤ幅方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列した少なくとも１層のカーカス層を装架し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を配置し、トレッド面に溝により陸部を区分形成した乗用車用空気入りタイヤにおいて、
   少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを、最も幅が広いベルト層の両エッジからタイヤ幅方向内側にそれぞれ３０ｍｍの位置までの領域Ｘで−１０〜４％、該領域Ｘ間に位置するセンター側領域Ｙで−１〜４％にした乗用車用空気入りタイヤ。
2. 前記領域Ｘにおける少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを−１０〜３％にした請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
3. 前記センター側領域Ｙにおける少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを１〜４％にした請求項１または２に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
4. 前記センター側領域Ｙにおける少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを２〜４％にした請求項３に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
5. 前記トレッド面の溝面積比率を３２〜４０％にした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
   

Images