JP2006224839A - スタッドレスタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッドゴム層にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムを使用したスタッドレスタイヤにおいて、氷上制動性能を一層向上することが可能なスタッドレスタイヤを提供することにある。
【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、ベルト層９の外周側にＪＩＳ Ａ硬度が４３〜５７のゴムからなるトレッドゴム層１０を配設したスタッドレスタイヤである。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のエッジ８ａからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置Ｑまでの領域Ｘで−１０〜４％の範囲になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタッドレスタイヤに関し、さらに詳しくは、氷上制動性能を改善することができるスタッドレスタイヤに関する。

従来、スタッドレスタイヤには、路面と接地するトレッドゴム層にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムが使用され、それにより氷上での接地面積を増加させて氷上制動性能を確保するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、近年の安全意識の一層の高まりから空気入りタイヤにおいて更なる改善が求められており、スタッドレスタイヤにおいても、より高い氷上制動性能を発揮できるタイヤの提案が望まれていた。
特開２００３−３０１０７１号公報

本発明の目的は、トレッドゴム層にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムを使用したスタッドレスタイヤにおいて、氷上制動性能を一層向上することが可能なスタッドレス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スタッドレスタイヤは、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、該ベルト層の外周側にＪＩＳ Ａ硬度が４３〜５７のゴムからなるトレッドゴム層を配設したスタッドレスタイヤにおいて、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エッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの領域で−１０〜４％にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、トレッドゴム層にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムを使用したスタッドレスタイヤにおいて、トレッドゴム層の硬度を低く維持しながら、氷上制動性能に影響する領域のカーカス剛性を高めることで、氷上制動性能を一層向上することができる。

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、本発明のスタッドレス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、ＣＬはタイヤセンターラインである。

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、その両端部４ａ，５ａ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。

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８，９の外周側には、ＪＩＳ Ａ硬度が４３〜５７のゴムからなるトレッドゴム層１０が配設され、この路面と接地するトレッドゴム層１０にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムを使用することで、従来と同様の氷上制動性能をトレッドゴム層１０により発揮するようにしている。

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。ベルト層８，９のエッジ部の外周側には、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エッジカバー層１２が設けられている。１３はトレッド面１Ａにタイヤ周方向Ｔに沿って延設した主溝である。

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％の範囲になっている。

本発明者は、トレッドゴム層１０にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムを使用したスタッドレスタイヤにおいて、氷上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、氷上制動性能は、氷路面と接地するトレッドゴム層のトレッド面の働きにより大きく左右されることは周知である。そこで、接地時にトレッド面を有するトレッドゴム層を支持するトレッド部のタイヤ構成部材に着目した。

ＪＩＳ Ａ硬度が低いトレッドゴム層を使用したスタッドレスタイヤにおいて、そのトレッドゴム層を内周側から支えるタイヤ構成部材の一つであるカーカス層の剛性を変化させながら氷上制動性能について調べてみると、最も幅が広いベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側（タイヤセンター側）に３０ｍｍの範囲に位置する領域でカーカス層の剛性を高くすると、氷上制動性能の改善が見られることがわかった。おそらく、ベルト層の有効幅を拡大したと同じ効果を生じ、氷路面に対するトレッド面の接地状態をより良好なものにできるものと推測される。

また、トレッドゴム層のゴムの硬度が低いもの程、高い改善効果が得られることもわかった。カーカス層に代えて、新たな補強部材をその領域に追加すると、改善効果が見られなかった。また、重量が増加する問題もある。

スタッドレスタイヤも一般の空気入りタイヤと同様に、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、加硫後に圧縮の残留歪み（撚り戻りにより弛んだ状態の残留歪み）が残る。この圧縮の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。この圧縮の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。

そこで、従来のスタッドレスタイヤにおいて、カーカス層の補強コードの平均残留歪みを測定してみると、ベルト層が位置するトレッド部の領域で略２％（撚り戻りによる弛んだ状態）である。更に、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子細に調べてみると、図３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になっており、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％になっていた。

そこで、本発明では、上記のように幅が広い１番ベルト層８の各エッジ８ａからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置Ｑまでの領域Ｘにおけるカーカス層４，５の補強コードｆの平均残留歪みを−１０〜４％の範囲にしたのである。これによりトレッドゴム層１０にＪＩＳ Ａ硬度の低いゴムを使用したスタッドレスタイヤにおいて、氷上制動性能を一層向上することができ、またタイヤ重量の増加を伴うこともない。

領域Ｘが３０ｍｍより狭いと、氷上制動性能との相関が悪くなり、氷上制動性能を効果的に改善することが難しくなる。領域Ｘは、３０ｍｍを超えてタイヤ幅方向内側に広くすることも可能であるが、３０ｍｍを超えて広くしても氷上制動性能との相関があまり変わらないため、３０ｍｍあればよい。

カーカス層４，５の補強コードｆ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するので好ましくない。逆に４％を超えると、氷上制動性能を効果的に改善することが難しくなる。好ましくは−１０〜２％、より好ましくは−１０〜０％にするのがよい。

トレッドゴム層１０のゴムのＪＩＳ Ａ硬度は、好ましくは４３〜５３の範囲にするのがよく、これにより上述したカーカス層４，５により氷上制動性能をより効果的に高めことができる。ＪＩＳ Ａ硬度の下限値である４３は、タイヤとして使用可能なトレッドゴム層のゴム硬度の値である。

一般に、スタッドレスタイヤを含めた空気入りタイヤは、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、上述したスタッドレスタイヤは、例えば、グリーンタイヤ成形時に、領域Ｘが位置する部分を加硫金型の成形面に押し当てた状態に近づけた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４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層設けたスタッドレス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エッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの範囲である。

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、スタッドレス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、ベルト層８の各エッジ８ａに対応する位置、及び各エッジ８ａからそれぞれ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、領域Ｘでの補強コードｆの残留歪み（％）は１００（Ｍ−Ｍ’）／Ｍ’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２０５／５５Ｒ１６、トレッドゴム層のゴムのＪＩＳ Ａ硬度を５５、タイヤ構造を図１（但し、カーカス層は１層）で共通にし、１番ベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの領域Ｘにおけるカーカス層の補強コード（ポリエステルコード）の平均残留歪みを表１のようにした本発明タイヤ１〜３と従来タイヤ１をそれぞれ作製した。

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氷上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。
氷上制動性能
各試験タイヤをＡＢＳ装置が装着された乗用車に取り付け、氷盤のテストコースにおいて、時速４０km/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、氷上制動性能が優れている。

表１から、本発明タイヤは、氷上制動性能を効果的に改善できることがわかる。

タイヤサイズ、タイヤ構造を実施例１と同じにし、トレッドゴム層のゴムのＪＩＳ Ａ硬度を４６にしたスタッドレスタイヤにおいて、１番ベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの領域Ｘにおけるカーカス層の補強コード（ポリエステルコード）の平均残留歪みを表２のようにした本発明タイヤ４〜６と従来タイヤ２をそれぞれ作製した。

これら各試験タイヤを、実施例１と同様にして、氷上制動性能の評価試験を行ったところ、表２に示す結果を得た。

表２から、トレッドゴム層のゴムのＪＩＳ Ａ硬度を実施例１より低くした本発明タイヤは、氷上制動性能をより効果的に改善できることがわかる。

本発明のスタッドレスタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線半断面図である。 図１のカーカス層とベルト層の説明図である。 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
２ サイドウォール部
３ ビード部
４，５ カーカス層
６ ビードコア
７ ビードフィラー
８，９ ベルト層
８ａ エッジ
１０ トレッドゴム層
Ｑ 位置
Ｔ タイヤ周方向
Ｘ 領域
ｆ 補強コード

Claims (4)

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、該ベルト層の外周側にＪＩＳ Ａ硬度が４３〜５７のゴムからなるトレッドゴム層を配設したスタッドレスタイヤにおいて、
   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エッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの領域で−１０〜４％にしたスタッドレスタイヤ。
2. 前記領域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−１０〜２％にした請求項１に記載のスタッドレスタイヤ。
3. 前記領域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−１０〜０％にした請求項２に記載のスタッドレスタイヤ。
4. 前記トレッドゴム層のゴムのＪＩＳ Ａ硬度が４３〜５３である請求項１，２または３に記載のスタッドレスタイヤ。
   

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