JP2008273485A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ること。
【解決手段】トレッド部１０を、キャップトレッド層１５と、キャップトレッド層１５よりも硬度が低いアンダートレッド層１６とにより形成する。また、センター部１２とショルダー部１３とでキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を異ならせ、キャップトレッド層１５の厚さに対するアンダートレッド層１６の厚さの比率を低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加させる。これらにより、センター部１２よりもショルダー部１３の剛性を低くすることができるため、低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ、中荷重時の最大コーナリングフォースを低減することができる。この結果、操縦安定性を維持しつつ転覆特性を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関するものである。特に、この発明は、トレッド部が、硬度が異なる複数のゴムによる積層構造で形成される空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

従来の空気入りタイヤでは、路面に接地するトレッド面を有するトレッド部に、性質の異なる複数のゴム材料が用いられている。例えば、トレッド部は、トレッド面を形成するキャップトレッド層と、キャップトレッド層のタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッド層とから形成されているものがある。この場合、キャップトレッド層には、低転動抵抗性などに優れたゴム材料が用いられ、アンダートレッド層には、操縦安定性を向上させる目的で、高硬度のゴム材料が用いられる。

また、アンダートレッド層は、ベルト層をキャップトレッド層のオイルマイグレーションから保護する機能、即ちオイルバリア機能を有しており、軟化材の配合量が比較的少なくなっている。このため、高硬度の材料からなるアンダートレッド層は、高発熱性になる虞があり、この場合、転動抵抗性が低下する。従って、従来の空気入りタイヤでは、アンダートレッド層のセンター領域の硬度を高くし、ショルダー領域の硬度を低くすることにより、センター領域で操縦安定性を向上させつつ、ショルダー領域では転動抵抗性を確保しているものがある。しかし、このような空気入りタイヤの場合、アンダートレッド層のセンター領域の硬度とショルダー領域の硬度のみで特性を調整しているので、設定可能なタイヤ性能が制限されてしまうという問題点があった。

そこで、従来の空気入りタイヤでは、アンダートレッド層のタイヤ幅方向におけるセンター領域とショルダー領域とで、厚さを異ならせているものがある。例えば、特許文献１に記載の自動車用空気入りタイヤでは、アンダートレッド層のセンター領域の硬度よりもショルダー領域の硬度を低くしていると共に、ショルダー領域のタイヤ径方向における厚さを、センター領域のタイヤ径方向における厚さよりも厚くしている。このように、アンダートレッド層のセンター領域には高硬度のゴム材料を配設し、ショルダー領域には低硬度のゴム材料を配設することにより、ショルダー領域には低発熱性のゴム材料が配設されるので、転動抵抗の低減と操縦安定性の向上とを同時に図ることができる。さらに、アンダートレッド層のセンター領域とショルダー領域とで厚さを異ならせているので、センター領域とショルダー領域とでは、厚さと硬度とを組み合わせてゴム材料を選定することにより、広範囲の中からゴム材料を選定することができる。これらの結果、所望のタイヤ性能を設定することができる。

特開２０００−１９８３１９号公報

特許文献１に記載の自動車用空気入りタイヤでは、上述したようにアンダートレッド層をセンター領域とショルダー領域とで硬度及び厚さを異ならせることにより転動抵抗の低減と操縦安定性の向上とを両立しているが、操縦安定性を向上させた場合、最大コーナリングフォースも増加する。この最大コーナリングフォースは、操縦安定性と車両の転覆特性とに寄与し、これらは相反する性能となっている。つまり、操縦安定性を向上させるため最大コーナリングフォースを増加させた場合、転覆特性が低下する虞があり、また、転覆特性を向上させるために最大コーナリングフォースを低下させた場合、操縦安定性が低下する虞がある。

このように、操縦安定性と車両の転覆特性とは相反する性能となっているが、近年では車両の高重心化と空気入りタイヤの低偏平率化の傾向が強くなっているため、操縦安定性と転覆特性とを改良すべき要望が多くなっている。即ち、車両の高重心化は転覆特性の低下の要因となり、また、空気入りタイヤを低偏平率化した場合には最大コーナリングフォースが増加するため、これも転覆特性の低下の要因になる。従って、このような車両の転覆を回避するため、転覆特性を向上させる必要がある。しかし、転覆特性を向上させるために最大コーナリングフォースを低下させた場合、操縦安定性が低下し易くなる。これらのように、操縦安定性と転覆特性とを両立することは、大変困難なものとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることのできる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ径方向における最外部分に、接地面となるトレッド面を形成するキャップトレッド層と、前記キャップトレッド層のタイヤ径方向内方に位置すると共に前記キャップトレッド層の硬度よりも硬度が低いアンダートレッド層と、を有するトレッド部が設けられた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部は、前記キャップトレッド層の厚さに対する前記アンダートレッド層の比率が、低荷重時における接地幅のタイヤ幅方向の端部である低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時における接地幅のタイヤ幅方向の端部である中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加していることを特徴とする。

この発明では、キャップトレッド層の厚さに対するアンダートレッド層の厚さの比率が、低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加している。また、これらのキャップトレッド層とアンダートレッド層とは、キャップトレッド層の硬度よりもアンダートレッド層の硬度の方が低くなっている。これらのためトレッド部は、低荷重時接地幅端の位置での剛性よりも中荷重時接地幅の位置での剛性の方が低くなっているため、低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ、中荷重時の最大コーナリングフォースを低減することができる。従って、直線走行時や緩やかな旋回時などの低荷重時では、最大コーナリングフォースが確保されているため操縦安定性を確保することができ、急旋回時などの中荷重時では、最大コーナリングフォースが低くなるため車両の耐転覆性を向上させることができる。この結果、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記トレッド部は、タイヤ幅方向における前記低荷重時接地幅端よりもタイヤ赤道線寄りの位置での前記キャップトレッド層の厚さをＡ、前記アンダートレッド層の厚さをＢとし、前記中荷重時接地幅端の位置での前記キャップトレッド層の厚さをａ、前記アンダートレッド層の厚さをｂとした場合に、前記キャップトレッド層の厚さと前記アンダートレッド層の厚さとの比率が（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内となっていることを特徴とする。

この発明では、キャップトレッド層とアンダートレッド層との厚さの比率を（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内にしているので、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができる。つまり、キャップトレッド層とアンダートレッド層との厚さの比率が５＜（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）の場合、中荷重時接地幅端の位置でのキャップトレッド層に対するアンダートレッド層の厚さの割合が大き過ぎるため、中荷重時接地幅端で剛性が低下し過ぎる虞がある。このため、中荷重時の最大コーナリングフォースが低下し過ぎて、操縦安定性が低下し過ぎる虞がある。

また、キャップトレッド層とアンダートレッド層との厚さの比率が２＞（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）の場合、中荷重時接地幅端の位置でのキャップトレッド層に対するアンダートレッド層の厚さの割合が小さ過ぎるため、中荷重時接地幅端で剛性が低くならない虞がある。このため、中荷重時の最大コーナリングフォースが低下せず、転覆特性の向上が困難になる虞がある。また、低荷重時接地幅端よりもタイヤ赤道線寄りの位置でのキャップトレッド層に対するアンダートレッド層の厚さの割合が大き過ぎるため、この部分のトレッド部の剛性の確保が困難になる虞がある。このため、低荷重時の最大コーナリングフォースの確保が困難になり、操縦安定性が低下する虞がある。

このため、キャップトレッド層とアンダートレッド層との厚さの比率を（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内にすることにより、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができる。この結果、より確実に操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記トレッド部は、前記キャップトレッド層のＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０の範囲内で、且つ、前記アンダートレッド層のＪＩＳ−Ａ硬度が４８〜６０の範囲内となっており、さらに、前記キャップトレッド層と前記アンダートレッド層とのＪＩＳ−Ａ硬度の差は５ポイント以上になっていることを特徴とする。

この発明では、低荷重時接地幅端における位置から中荷重時接地幅端における位置に向かうに従って比率が変化するキャップトレッド層の硬度とアンダートレッド層の硬度とを、上記の範囲内にすることにより、より確実に低荷重時接地幅端における位置の剛性よりも中荷重時接地幅における位置の剛性を低くすることができる。これにより、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができる。この結果、より確実に操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ径方向における最外部分に、接地面となるトレッド面を形成するキャップトレッド層と、前記キャップトレッド層のタイヤ径方向内方に位置すると共に前記キャップトレッド層の硬度よりも硬度が低いアンダートレッド層と、を有するトレッド部が設けられた空気入りタイヤの製造方法において、加硫成型前に、低荷重時における接地幅のタイヤ幅方向の端部である低荷重時接地幅端よりもタイヤ幅方向外方側の位置における前記キャップトレッド層の外周面を切欠き、且つ、前記低荷重時接地幅端よりもタイヤ幅方向外方側の位置における前記アンダートレッド層の内周面を隆起させることを特徴とする。

この発明では、加硫成型前のキャップトレッド層の形状を、低荷重時接地幅端よりもタイヤ幅方向外方側の位置における外周面を切欠き、アンダートレッド層の形状を、低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向外方側の位置における内周面を隆起させている。これにより、低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向外方側の位置では、タイヤ幅方向内方側と比較してキャップトレッド層の厚さに対するアンダートレッド層の厚さが厚くなる。このため、トレッド部は、低荷重時接地幅端における位置よりもタイヤ幅方向外方側の位置の方が剛性が低くなる。この低荷重時接地幅端における位置よりもタイヤ幅方向外方側の位置は、中荷重以上の荷重が作用した場合にトレッド面が接地する部分であるため、トレッド部は、中荷重時に接地する部分の剛性が低くなっている。

これらにより、加硫成型前のキャップトレッド層とアンダートレッド層の形状を上記の形状で成型することにより、低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低減することができる。従って、低荷重時の操縦安定性を確保すると共に中荷重時の耐転覆性を向上させることのできる空気入りタイヤを製造することができる。この結果、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる、という効果を奏する。また、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

（実施の形態）
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内方とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道線に向かう方向、タイヤ幅方向外方とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道線に向かう方向の反対方向をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ周方向とは、前記回転軸を回転の中心となる軸として回転する方向をいう。

図１は、この発明に係る空気入りタイヤの要部を示す子午面断面図である。同図に示す空気入りタイヤ１は、子午面断面で見た場合、タイヤ径方向の最も外側となる部分にトレッド部１０が設けられている。また、前記トレッド部１０のタイヤ幅方向の端部、即ち、トレッドショルダー部２２付近からタイヤ径方向内方側の所定の位置までは、サイドウォール部２１が設けられている。つまり、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の両端には、サイドウォール部２１が設けられている。さらに、このサイドウォール部２１のタイヤ径方向内方側には、ビード部２８が設けられている。このビード部２８は、当該空気入りタイヤ１の２箇所に設けられており、タイヤ赤道線５を中心として対称になるように、タイヤ赤道線５の反対側にも設けられている。このビード部２８にはビードコア２９が設けられており、ビードコア２９のタイヤ径方向外方にはビードフィラー３０が設けられている。

また、トレッド部１０のタイヤ径方向内方には、複数のベルト層２５が設けられている。このベルト層２５のタイヤ径方向内方、及びサイドウォール部２１のタイヤ赤道線５側には、カーカス２６が連続して設けられている。このカーカス２６は、ビード部２８でビードコア２９に沿ってタイヤ幅方向外方に折り返されている。また、このカーカス２６の内側、或いは、当該カーカス２６の、空気入りタイヤ１における内部側には、インナーライナ２７がカーカス２６に沿って形成されている。

また、トレッド部１０は、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６とを有している。このうち、キャップトレッド層１５は、トレッド部１０の表面であり、空気入りタイヤ１の接地時における接地面となるトレッド面１１を形成している。また、アンダートレッド層１６は、キャップトレッド層１５のタイヤ径方向内方に位置しており、キャップトレッド層１５を形成するゴム材料の硬度よりも硬度が低いゴム材料により形成されている。

このように、硬度が異なるゴム材料により形成されるキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６とは、詳しくは、キャップトレッド層１５はＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０の範囲内のゴム材料により形成されており、アンダートレッド層１６はＪＩＳ−Ａ硬度が４８〜６０の範囲内のゴム材料により形成されている。さらに、キャップトレッド層１５を形成するゴム材料とアンダートレッド層１６を形成するゴム材料とのＪＩＳ−Ａ硬度の差は、５ポイント以上になっている。ここで、ＪＩＳ−Ａ硬度とは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠するタイプＡのデュロメーターにより温度２５℃において測定した値をいう。

また、トレッド部１０は、キャップトレッド層１５の厚さに対するアンダートレッド層１６の比率が、低荷重時における接地幅である低荷重時接地幅ＬＷのタイヤ幅方向の端部である低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から、中荷重時における接地幅である中荷重時接地幅ＭＷのタイヤ幅方向の端部である中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加している。

詳しくは、アンダートレッド層１６は、アンダートレッド層１６における低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向の位置である低荷重時接地幅端位置部１７から、アンダートレッド層１６における中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向の位置である中荷重時接地幅端位置部１８に向かうに従って、厚さが増加している。反対に、キャップトレッド層１５は、低荷重時接地幅端位置部１７から中荷重時接地幅端位置部１８に向かうに従って、厚さが減少している。

なお、ここでいう低荷重時接地幅ＬＷとは、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、且つ、正規内圧を充填するとともに正規荷重の４０％負荷をかけたときにこの空気入りタイヤ１が路面と接地する際のタイヤ幅方向の幅をいう。また、中荷重時接地幅ＭＷとは、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、且つ、正規内圧を充填するとともに正規荷重の７０％負荷をかけたときにこの空気入りタイヤ１が路面と接地する際のタイヤ幅方向の幅をいう。ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。

トレッド部１０は、これらのように形成されるため、トレッド部１０の、タイヤ幅方向における低荷重時接地幅端位置部１７よりもタイヤ赤道線５側の位置をセンター部１２とし、中荷重時接地幅端位置部１８よりもタイヤ幅方向外方側の位置をショルダー部１３とした場合に、アンダートレッド層１６は、センター部１２では厚さがほぼ一定になっており、ショルダー部１３ではセンター部１２での厚さよりも厚さが厚くなっている。また、キャップトレッド層１５は、センター部１２では厚さがほぼ一定になっており、ショルダー部１３では、センター部１２での厚さよりも厚さが薄くなっている。

さらに、トレッド部１０は、センター部１２におけるキャップトレッド層１５の厚さをＡ、アンダートレッド層１６の厚さをＢとし、中荷重時接地幅端位置部１８の位置でのキャップトレッド層１５の厚さをａ、アンダートレッド層１６の厚さをｂとした場合に、キャップトレッド層１５の厚さとアンダートレッド層１６の厚さとの比率は、（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内になっている。

なお、キャップトレッド層１５の厚さに対するアンダートレッド層１６の比率は、中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向の位置における比率がセンター部１２の全て部分における比率よりも大きくなくてもよい。キャップトレッド層１５の厚さに対するアンダートレッド層１６の比率は、少なくとも低荷重時接地幅端位置部１７のタイヤ幅方向における位置から、中荷重時接地幅端位置部１８のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加していればよい。

図２は、図１の空気入りタイヤが有するキャップトレッド層とアンダートレッド層との加硫前の形状を示す説明図である。トレッド部１０は、上述したようにキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６とから形成されている。トレッド部１０は、このようにキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６を張り合わせて加硫成型することによって形成されるが、このトレッド部１０は、空気入りタイヤ１の製造時には、加硫成型前に、まずキャップトレッド層１５の素材であるキャップトレッド層素材４１と、アンダートレッド層１６の素材であるアンダートレッド層素材５１とをそれぞれ押出成型する。

このように、キャップトレッド層素材４１を押出成型する際には、タイヤ幅方向における低荷重時接地幅端の位置である低荷重時接地幅端位置部４４よりもタイヤ幅方向外方側の位置における外周面４２を切欠き、切欠部４５を形成する。これに対し、キャップトレッド層素材４１の内周面４３は、平滑な形状で形成する。これにより、キャップトレッド層素材４１は、低荷重時接地幅端位置部４４よりもタイヤ幅方向外方側の位置における厚さが、低荷重時接地幅端位置部４４よりもタイヤ赤道線５寄りの位置における厚さよりも薄くなる。

また、アンダートレッド層素材５１を押出成型する際には、タイヤ幅方向における低荷重時接地幅端の位置である低荷重時接地幅端位置部５４よりもタイヤ幅方向外方側の位置における内周面５３を隆起させ、隆起部５５を形成する。これに対し、アンダートレッド層素材５１の外周面５２は、平滑な形状で形成する。これにより、アンダートレッド層素材５１は、低荷重時接地幅端位置部５４よりもタイヤ幅方向外方側の位置における厚さが、低荷重時接地幅端位置部５４よりもタイヤ赤道線５寄りの位置における厚さよりも厚くなる。

空気入りタイヤ１の加硫成型時には、キャップトレッド層素材４１の内周面４３とアンダートレッド層素材５１の外周面５２とを接触させてキャップトレッド層素材４１とアンダートレッド層素材５１とを張り合わせた状態で、キャップトレッド層素材４１の外周面４２側からモールド６０を加圧して加硫成型する。これにより、トレッド部１０にはキャップトレッド層１５の外周面側にトレッドパターン（図示省略）が形成されると共に、センター部１２とショルダー部１３とでキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さを異ならせることができる。

この空気入りタイヤ１を車両に装着して走行すると、トレッド面１１のうち下方に位置するトレッド面１１が路面に接触しながら当該空気入りタイヤ１は回転する。車両走行時には、このようにトレッド面１１が路面に接触するため、トレッド部１０には車両の重量などによる荷重が作用する。このトレッド部１０に作用する荷重は、車両の走行状態によって変化し、低速走行をしている際のコーナリング時などには、トレッド部１０に作用する荷重は比較的小さく、高速走行をしている際のレーンチェンジ時やコーナリング時などには、トレッド部１０に作用する荷重は比較的大きくなる。

車両走行時には、このようにトレッド部１０に作用する荷重が変化しながらトレッド面１１が路面に接地するが、トレッド部１０は作用する荷重によって変形するため、このトレッド部１０の変形に応じて各状態におけるコーナリングフォースの最大値、即ち、最大コーナリングフォースは変化する。このトレッド部１０の変形は、トレッド部１０の剛性に対する荷重の大きさに応じて変形量が異なるが、トレッド部１０は、タイヤ幅方向における位置によってキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との比率が異なるため、剛性もタイヤ方向における位置によって異なっている。

詳しくは、トレッド部１０は、キャップトレッド層１５の厚さに対するアンダートレッド層１６の厚さの比率が、低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加している。また、これらのキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６とは、キャップトレッド層１５の硬度よりもアンダートレッド層１６の硬度の方が低くなっている。これらのためトレッド部１０は、低荷重時接地幅端の位置での剛性よりも中荷重時接地幅端の位置での剛性の方が低くなっている。つまり、トレッド部１０は、アンダートレッド層１６の低荷重時接地幅端位置部１７のタイヤ幅方向における位置での剛性よりも中荷重時接地幅端位置部１８のタイヤ幅方向における位置での剛性の方が低くなっている。

トレッド部１０に荷重が作用した際には、荷重が低荷重の場合にはトレッド部１０は低荷重時接地幅ＬＷで接地するため、ショルダー部１３は接地せずにトレッド部１０において剛性が高い部分であるセンター部１２のみが接地する。これに対し、車両が旋回する事などによりトレッド部１０に作用する荷重が中荷重になった場合には、中荷重時接地幅ＭＷで接地するため、トレッド部１０はセンター部１２のみでなく、センター部１２よりも剛性が低いショルダー部１３も接地する。

最大コーナリングフォースは、トレッド部１０の剛性以外の条件が同じ場合、トレッド部１０の剛性が高くなるに従って大きくなる傾向にある。このため、低荷重時にはトレッド部１０において剛性が高い部分であるセンター部１２のみが接地し、中荷重時にはトレッド部１０において剛性が低い部分であるショルダー部１３も接地するので、中荷重時の最大コーナリングフォースは、低荷重時の最大コーナリングフォースと比較して低くなる。

換言すると、トレッド部１０を上述した形態で形成することにより、低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ、中荷重時の最大コーナリングフォースを低減することができる。従って、直線走行時や緩やかな旋回時などの低荷重時では、最大コーナリングフォースが確保されているため操縦安定性を確保することができ、急旋回時などの中荷重時では、最大コーナリングフォースが低くなるため車両の耐転覆性を向上させることができる。この結果、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

また、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内にしているので、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができる。つまり、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≦５にすることにより、中荷重時接地幅端の位置でのキャップトレッド層１５に対するアンダートレッド層１６の厚さの割合が大きくなり過ぎるのを抑制でき、中荷重時接地幅端で剛性が低下し過ぎることを抑制することができる。このため、中荷重時の最大コーナリングフォースが低下し過ぎることを抑制でき、中荷重時の操縦安定性を確保することができる。

また、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２にすることにより、中荷重時接地幅端の位置で、キャップトレッド層１５に対するアンダートレッド層１６の厚さを確保することができるため、より確実に中荷重時接地幅端での剛性を低下させることができる。これにより、より確実に中荷重時の最大コーナリングフォースが低下させることができ、転覆特性を向上させることができる。また、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２にすることにより、センター部１２でのキャップトレッド層１５に対するアンダートレッド層１６の厚さの割合が大きくなり過ぎるのを抑制でき、より確実にセンター部１２の剛性を確保することができる。このため、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保することができ、所定の操縦安定性を得ることができる。

従って、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内にすることにより、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができる。この結果、より確実に操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

また、低荷重時接地幅端における位置から中荷重時接地幅端における位置に向かうに従って比率が変化するキャップトレッド層１５の硬度とアンダートレッド層１６の硬度とを、キャップトレッド層１５はＪＩＳ−Ａ硬度を６０〜８０の範囲内にし、アンダートレッド層１６はＪＩＳ−Ａ硬度を４８〜６０の範囲内にしている。さらに、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６とのＪＩＳ−Ａ硬度の差を５ポイント以上にしている。これにより、より確実に低荷重時接地幅端における位置の剛性よりも中荷重時接地幅端における位置の剛性を低くすることができる。従って、より確実に低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができる。この結果、より確実に操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

また、キャップトレッド層素材４１は、低荷重時接地幅端位置部４４よりもタイヤ幅方向外方側の位置における外周面４２に切欠部４５を形成しており、アンダートレッド層素材５１は、低荷重時接地幅端位置部５４のタイヤ幅方向外方側の位置における内周面５３に隆起部５５を形成している。これにより、キャップトレッド層素材４１及びアンダートレッド層素材５１の低荷重時接地幅端位置部４４、５４のタイヤ幅方向外方側の位置では、低荷重時接地幅端位置部４４、５４よりもタイヤ幅方向内方側と比較してキャップトレッド層素材４１の厚さに対するアンダートレッド層素材５１の厚さが厚くなる。

このため、このように押出成型したキャップトレッド層素材４１とアンダートレッド層素材５１とにより形成されたトレッド部１０は、低荷重時接地幅端における位置よりもタイヤ幅方向外方側の位置の方が剛性が低くなる。この低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置よりもタイヤ幅方向外方側の位置は、中荷重以上の荷重が作用した場合にトレッド面１１が接地する部分であるため、トレッド部１０は、中荷重時に接地する部分の剛性が低くなる。これらにより、加硫成型前のキャップトレッド層素材４１とアンダートレッド層素材５１の形状を上記の形状で成型することにより、低荷重時の最大コーナリングフォースを確保しつつ中荷重時の最大コーナリングフォースを低減することができる。従って、低荷重時の操縦安定性を確保すると共に中荷重時の耐転覆性を向上させることのできる空気入りタイヤ１を製造することができる。この結果、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図ることができる。

なお、このように形成される空気入りタイヤ１は、乗用車に装着可能に形成された乗用車用の空気入りタイヤ１であるのが好ましい。乗用車用の空気入りタイヤ１とは、例えば、カーカス２６が有機繊維によって形成される空気入りタイヤ１である。

以下、上記の空気入りタイヤ１について、本発明の空気入りタイヤ１と、この本発明の空気入りタイヤ１と比較する従来例の空気入りタイヤ１とについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、転覆特性と操縦安定性との２項目について行なった。

試験方法は、２０５／４５Ｒ１７サイズの空気入りタイヤ１をリムに組み付け、この空気入りタイヤ１を排気量１５００ｃｃの車両に装着してテスト走行をすることによって行なった。各試験項目の評価方法は、転覆特性については、試験を行なう空気入りタイヤ１を装着した車両でＩＳＯ３８８８−２に規定するダブルレーンチェンジテスト（エルクテスト）を行い、車両の車輪がリフトアップするか否かによって耐転覆性を判定した。この判定では、車輪がリフトアップした場合には×とし、試験速度が６０ｋｍ／ｈでリフトアップしなかった場合を○とし、試験速度が６２ｋｍ／ｈでリフトアップしなかった場合を◎とし、判定が○及び◎の場合には、転覆特性が優れていると判断した。さらに、この評価方法では、試験速度が速い場合においても車輪がリフトアップしない方が、転覆特性が優れていると判断できるため、判定が○の場合よりも◎の場合の方が、転覆特性が優れていると判断した。

また、操縦安定性については、試験を行なう空気入りタイヤ１を装着した車両で乾燥路面を操舵走行し、その際の操縦安定性を官能評価によって評価した。評価結果は、後述する従来例１の操縦安定性の評価を１００とする指数で示している。この指数が大きいほど操縦安定性がよくなっており、操縦安定性に対する性能が優れている。また、この操縦安定性は、指数が２ポイント以上の差がある場合に、優位差があるものとする。

これらの試験は、従来の空気入りタイヤ１の一例である従来例と、本発明に係る空気入りタイヤ１である本発明１〜４とを、それぞれ上記の方法で試験する。これらの空気入りタイヤ１のうち、従来例の空気入りタイヤ１では、センター部１２におけるキャップトレッド層１５の厚さＡとショルダー部１３におけるキャップトレッド層１５の厚さａとが同じ厚さになっており、センター部１２におけるアンダートレッド層１６の厚さＢとショルダー部１３におけるアンダートレッド層１６の厚さｂとが同じ厚さになっている。これに対し、本発明１〜４に係る空気入りタイヤ１では、全てセンター部１２におけるキャップトレッド層１５の厚さＡよりもショルダー部１３におけるキャップトレッド層１５の厚さａの方が薄くなっており、センター部１２におけるアンダートレッド層１６の厚さＢよりもショルダー部１３におけるアンダートレッド層１６の厚さｂの方が厚くなっている。

これらの従来例、本発明１〜４の空気入りタイヤ１を上記の方法で評価試験をし、得られた結果を表１に示す。

表１に示した上記の試験結果で明らかなように、センター部１２とショルダー部１３とでキャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を異ならせ、キャップトレッド層１５の厚さに対するアンダートレッド層１６の厚さの比率を低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加させることにより、操縦安定性を維持しつつ転覆特性を向上させることができる（本発明１〜４）。

また、キャップトレッド層１５とアンダートレッド層１６との厚さの比率を（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内にすることにより、より確実に中荷重時の最大コーナリングフォースを低くすることができるため、より確実に転覆特性を向上させることができる（本発明１、２）。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド層が硬度が異なる複数のゴム材料からなる空気入りタイヤに有用であり、特に、乗用車に装着される空気入りタイヤに適している。

この発明に係る空気入りタイヤの要部を示す子午面断面図である。 図１の空気入りタイヤが有するキャップトレッド層とアンダートレッド層との加硫前の形状を示す説明図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
５ タイヤ赤道線
１０ トレッド部
１１ トレッド面
１２ センター部
１３ ショルダー部
１５ キャップトレッド層
１６ アンダートレッド層
１７、４４、５４ 低荷重時接地幅端位置部
１８ 中荷重時接地幅端位置部
２１ サイドウォール部
２２ トレッドショルダー部
２５ ベルト層
２６ カーカス
２７ インナーライナ
２８ ビード部
２９ ビードコア
３０ ビードフィラー
４１ キャップトレッド層素材
４２、５２ 外周面
４３、５３ 内周面
４５ 切欠部
５１ アンダートレッド層素材
５５ 隆起部
６０ モールド

Claims (4)

1. タイヤ径方向における最外部分に、接地面となるトレッド面を形成するキャップトレッド層と、前記キャップトレッド層のタイヤ径方向内方に位置すると共に前記キャップトレッド層の硬度よりも硬度が低いアンダートレッド層と、を有するトレッド部が設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部は、前記キャップトレッド層の厚さに対する前記アンダートレッド層の比率が、低荷重時における接地幅のタイヤ幅方向の端部である低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時における接地幅のタイヤ幅方向の端部である中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド部は、タイヤ幅方向における前記低荷重時接地幅端よりもタイヤ赤道線寄りの位置での前記キャップトレッド層の厚さをＡ、前記アンダートレッド層の厚さをＢとし、前記中荷重時接地幅端の位置での前記キャップトレッド層の厚さをａ、前記アンダートレッド層の厚さをｂとした場合に、前記キャップトレッド層の厚さと前記アンダートレッド層の厚さとの比率が（５≧（Ａ／Ｂ）／（ａ／ｂ）≧２）の範囲内となっていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トレッド部は、前記キャップトレッド層のＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０の範囲内で、且つ、前記アンダートレッド層のＪＩＳ−Ａ硬度が４８〜６０の範囲内となっており、さらに、前記キャップトレッド層と前記アンダートレッド層とのＪＩＳ−Ａ硬度の差は５ポイント以上になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ径方向における最外部分に、接地面となるトレッド面を形成するキャップトレッド層と、前記キャップトレッド層のタイヤ径方向内方に位置すると共に前記キャップトレッド層の硬度よりも硬度が低いアンダートレッド層と、を有するトレッド部が設けられた空気入りタイヤの製造方法において、
   加硫成型前に、低荷重時における接地幅のタイヤ幅方向の端部である低荷重時接地幅端よりもタイヤ幅方向外方側の位置における前記キャップトレッド層の外周面を切欠き、且つ、前記低荷重時接地幅端よりもタイヤ幅方向外方側の位置における前記アンダートレッド層の内周面を隆起させることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

Images