JP2009226976A - 冬用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】雪上におけるトラクション性能を向上させることのできる冬用タイヤを提供する。
【解決手段】トレッド１４を、ショアＡ硬度が５０〜５６であるゴムから成る表面層２１と、この上記表面層２１を構成するゴムの硬度よりもショアＡ硬度が２ポイント高い硬度を有するゴムから成る内部層２２とから構成し、更に、上記表面層２１を、タイヤセンター部１０Ａの厚さがタイヤショルダー部１０Ｂの厚さよりも厚くなるように形成して、タイヤセンター部１０Ａではサイプ１８が開き易くなるようにするとともに、タイヤショルダー部１０Ｂでの剛性を確保することができるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、冬用タイヤに関するもので、特に、トレッドの陸部にサイプとスパイクピンとを備えた冬用タイヤに関する。

冬用タイヤとして、トレッドの陸部にサイプを設けるとともに、このサイプが形成された陸部にスパイクピンを打ち込んだスパイクタイヤが知られている。このスパイクタイヤのトレッドは、タイヤ表面に配置されたキャップ層とそのタイヤ径方向内側に配置されたベース層と備えており、上記キャップ層にはショアＡ硬度の低いゴムが、上記ベース層にはショアＡ硬度の高いゴムが使用されている。上記スパイクピンの一端は上記キャップ層表面から突出し、他端は上記ベース層の中に１／３以上埋設されている。上記のスパイクタイヤを装着した車両が雪氷路上を走行する際には、上記スパイクピンの先端が路面に食い込み、上記サイプの形成された陸部が路面とより密着することで摩擦力を増加させて、雪氷路上での操縦安定性能を確保する。また、表面層であるキャップ層にショアＡ硬度の低いゴムを使用することでサイプを開き易くし、そのエッジ効果により、雪上でのトラクション性能を確保することができる。一方、ベース層にショアＡ硬度の高いゴムを使用することで上記スパイクピンの保持性を確保するとともに、トレッドの剛性を確保して、操縦安定性を向上させることができる（例えば、特許文献１参照)。
特開昭６０−２５９５０４号公報

しかしながら、スパイクピンを埋設したベース層の厚さがキャップ層に比べて厚い場合には、トレッド全体の剛性が高くなってサイプが開きにくくなるので、雪上でのトラクション性能が低下してしまうといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、雪上におけるトラクション性能を向上させることのできる冬用タイヤを提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、タイヤのトレッド表面に形成された複数本の溝と、上記溝により区画された陸部と、上記陸部に形成されたサイプを備えた冬用タイヤであって、上記トレッドはタイヤ表面側に配置された表面層と上記表面層のタイヤ径方向内側に配置された内部層とを備えており、上記内部層は上記表面層を構成するゴムの硬度より高い硬度を有するゴムから構成され、上記表面層はタイヤセンター部の厚さがタイヤショルダー部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冬用タイヤであって、上記内部層を構成するゴムのショアＡ硬度は、上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度よりも２ポイント以上高いことを特徴とする。なお、トレッドゴムの硬さの指標であるショアＡ硬度は、材料の表面に鋼球またはダイヤモンド球を投下した時に、上記球の跳ね上がる高さにより決定された硬度（反発硬度）で、値が大きいほど硬い材料である。このショアＡ硬度は市販の硬度計を用いて計測可能である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の冬用タイヤであって、上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度の範囲が５０〜５６であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冬用タイヤであって、上記陸部には、一端が上記表面層の表面から突出し他端が上記内部層に接するかもしくは上記内部層内に達しているスパイクピンが打ち込まれていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の冬用タイヤであって、上記スパイクピンはタイヤショルダー部のみに設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、トレッド表面に形成された複数本の溝により区画された陸部にサイプが設けられた冬用タイヤにおいて、上記トレッドを、タイヤ表面側に配置された表面層と、この表面層のタイヤ径方向内側に配置された、上記表面層を構成するゴムの硬度より高い硬度を有するゴムから成る内部層とから構成するとともに、上記表面層を、タイヤセンター部の厚さがタイヤショルダー部の厚さよりも厚くなるように形成し、タイヤセンター部ではサイプが開き易くなるようにしたので、雪上におけるトラクション性能を向上させることができる。
このとき、上記内部層を構成するゴムとして、上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度よりも２ポイント以上高いショアＡ硬度を有するゴムを使用すれば、タイヤセンター部において、サイプを確実に開き易くすることができる。
また、上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度の範囲としては、サイプが開き易い程度の硬度である５０〜５６とすることが好ましく、これにより、雪上におけるトラクション性能を確実に向上させることができる。
また、上記陸部に一端が上記表面層の表面から突出するスパイクピンを打ち込む場合、他端を上記内部層に接するかもしくは上記内部層内に達しているようにすれば、雪上トラクション性能を確保しつつ、ピン抜けを防止することができる。
また、上記スパイクピンを上記表面層の厚さが薄いタイヤショルダー部のみに設ければ、ピン抜けの恐れがないので、上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度を更に小さくできる。したがって、サイプが更に開き易くなってエッジ効果が増大するので、雪上におけるトラクション性能を更に向上させることができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る冬用タイヤ１０の構成を示す断面図で、同図において、１１はビード部、１１Ｃはビードコア、１２はカーカス層、１３ａ，１３ｂはベルト層、１４はトレッド、１５はサイドトレッドである。
カーカス層１２は、ビード部１１に配置された１対のビードコア１１Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられた、当該冬用タイヤ１０の骨格を成す部材で、このカーカス層１２のクラウン部のタイヤ径方向外側に２枚のベルト層１３ａ，１３ｂが配置されている。上記ベルト層１３ａ，１３ｂは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードを、赤道方向に対して２０°〜７０°の角度で交錯するように配置したもので、タイヤ径方向内側に配置されるベルト層１３ａのコードの延長方向とタイヤ径方向外側に配置されるベルト層１３ｂのコードの延長方向とは互いに交錯している。
トレッド１４は上記ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤ径方向外側に配置されたゴム部材（トレッドゴム）で、このトレッド１４の表面には複数本の溝１６が形成されており、これらの溝１６により複数の陸部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが区画される。陸部１７Ａはタイヤセンター部１０Ａに位置する中央陸部で、陸部１７Ｂは上記中央陸部のタイヤ幅方向の両外側に位置する外側陸部、陸部１７Ｃは上記外側陸部１７Ｂの外側で、タイヤショルダー部１０Ｂ側に位置するショルダー側陸部である。上記各陸部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの表面には、複数のサイプ１８が形成されており、かつ、上記中央陸部１７Ａを除く各陸部１７Ｂ，１７Ｃには、複数のスパイクピン１９が打ち込まれている。
サイドトレッド１５は上記トレッド１４の端部からタイヤのサイド部に延長して上記カーカス層１２を覆うゴム部材である。

上記トレッド１４は、タイヤ表面側に配置された表面層２１とこの表面層２１のタイヤ径方向内側に配置された内部層２２とを備えている。上記表面層２１はショアＡ硬度が５０〜５６であるゴムから構成されており、上記内部層２２は上記表面層２１を構成するゴムの硬度よりショアＡ硬度で２ポイント高い硬度を有するゴムから構成されている。上記トレッド１４の厚さ、すなわち、表面層２１の厚さと内部層２２の厚さとの合計はほぼ一定である。従来のトレッドでは、図１の破線に示すように、表面層２１の厚さと内部層２２の厚さはほぼ同じであったが、本例では、表面層２１の厚さは、タイヤセンター部１０Ａ側で厚く、タイヤショルダー部１０Ｂ側で薄くなっている。
上記サイプ１８は、上記陸部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃにタイヤ周方向に沿って延びるように形成されており、幅が狭く、深さも上記溝１６よりも浅い。なお、上記陸部１７には、タイヤ幅方向に延びる図示しないサイプも形成されている。
上記スパイクピン１９は上記トレッド１４の陸部１７Ｂ，１７Ｃに、長さ方向がタイヤ径方向に延在するように打ち込まれており、そのタイヤ径方向外側の端部は上記表面層２１の表面から突出している。また、上記スパイクピン１９のタイヤ径方向内側の端部は、タイヤショルダー部１０Ｂ側では内部層２２に埋設されている。
上記内部層２２を構成するゴムの硬度が表面層２１を構成するゴムの硬度よりも高い場合には、内部層２２が厚い方がスパイクピン１９が抜けにくい。例えば、図２（ａ）に示すように、トレッド１４の厚さが１２．５ｍｍで、表面層２１の厚さが１０．５ｍｍ、内部層２２の厚さが２．０ｍｍである場合には、上記スパイクピン１９を引き抜く力は２１．８ｋＮであったが、図２（ｂ）に示すように、表面層２１の厚さが６．２ｍｍ、内部層２２の厚さが６．３ｍｍである場合には、上記スパイクピン１９を引き抜く力は２４．１ｋＮと、約１１％だけ大きな力が必要である。
一方、雪上性能（操縦安定性能、制・駆動特性）は硬度の低いゴムから成る表面層２１の厚さが厚い方が優れている。これは、上記表面層２１のゴムの硬度が低いとサイプ１８を開き易く、その結果、エッジ効果により、雪上でのトラクション性能を確保することができるためである。
本例の冬用タイヤ１０は、タイヤセンター部１０Ａ側ではゴムの硬度が低い表面層２１の厚さが厚いので、雪上における操縦安定性能や制・駆動特性に優れている。
一方、タイヤショルダー部１０Ｂ側は、雪上における操縦安定性能や制・駆動特性よりも旋回時グリップ力などの旋回性能に寄与するので、本例のように、ゴムの硬度が高い内面層２２の厚さをタイヤセンター部１０Ａよりも厚く形成して、タイヤの剛性を確保するようにしている。本例では、旋回時グリップ力などの旋回性能に寄与する外側陸部１７Ｂとショルダー側陸部１７Ｃとにスパイクピン１９を配置するようにしている。上記外側陸部１７Ｂと上記ショルダー側陸部１７Ｃは、内部層２２の厚さがある程度厚いので、スパイクピン１９を上記内部層２２内に保持できるので、ピン抜けの心配もない。
なお、タイヤセンター部１０Ａ側ではゴムの硬度が低い表面層２１の厚さが厚くグリップが大きいので、スパイクピン１９がなくても雪上性能を十分に確保できる。

このように本最良の形態では、トレッド１４を、ショアＡ硬度が５０〜５６であるゴムから成る表面層２１と、この上記表面層２１を構成するゴムの硬度よりもショアＡ硬度が２ポイント高い硬度を有するゴムから成る内部層２２とから構成し、更に、上記表面層２１を、タイヤセンター部１０Ａの厚さがタイヤショルダー部１０Ｂの厚さよりも厚くなるように形成して、タイヤセンター部１０Ａではサイプ１８が開き易くなるようにするとともに、タイヤショルダー部１０Ｂでの剛性を確保することができるようにしたので、雪上におけるトラクション性能を向上させることができる。
また、内部層２２の厚さがある程度厚い、外側陸部１７Ｂとショルダー側陸部１７Ｃとにスパイクピン１９を配置したので、スパイクピン１９を確実に保持することができるとともに、旋回時グリップ力などの旋回性能を向上させることができる。

なお、上記最良の形態では、スパイクピン１９を外側陸部１７Ｂとショルダー側陸部１７Ｃの両方に設けたが、ショルダー側陸部１７Ｃのみに設けてもよい。これにより、上記表面層２１の厚さの厚い領域を増やせるので、サイプ１８が更に開き易くなり、雪上におけるトラクション性能を向上させることができる。
また、上記例では、陸部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃに形成したサイプ１８を周方向に沿って延びるサイプ(周方向サイプ)としたが、上記陸部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃに形成するサイプとしては、タイヤの周方向に交差するように延びる横サイプであってもよいし、周方向サイプと横サイプの両方が形成されていてもよい。
また、上記例では、内部層２２を構成するゴムのショアＡ硬度を上記表面層２１を構成するゴムの硬度よりも２ポイント高くしたが、どの程度高くするかは上記２ポイントに限定されるものではなく、トレッドパターンやトレッド１４の厚さなど、タイヤ種に応じて適宜決定される。

ショアＡ硬度が低いゴムから成る表面層の厚さがタイヤセンター部１０Ａで厚くタイヤショルダー部１０Ｂで薄い本発明によるタイヤ（本発明）と、表面層の厚さが一定である従来のタイヤ（従来例）とを準備し、上記各タイヤを試験車両に搭載して雪上性能試験を行った結果を図３の表に示す。なお、本発明のタイヤのタイヤセンター部における表面層の厚さは１０．５ｍｍ、内部層の厚さは２．０ｍｍで、ショルダー部における表面層の厚さは６．２ｍｍ、内部層の厚さは６．３ｍｍである。一方、従来例のタイヤでは、タイヤセンター部、ショルダー部ともに、表面層の厚さは６．２ｍｍ、内部層の厚さは６．３ｍｍである。また、上記各タイヤのタイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５、使用リムは６．５Ｊ，内圧は２４０ｋＰａである。
また、雪上性能試験の試験方法と評価方法は以下の通りである。
ＳＮＯＷ操縦安定性能は、本発明のタイヤと従来のタイヤとをそれぞれ試験車両に搭載し雪上を走行させたときのドライバーのフィーリング評価により行い、従来例を１００とした指数で評価した。数字が高い程性能が高い。
ＳＮＯＷブレーキ性能は、車速３０ｋｍ／ｈで雪上を走行した後、ブレーキをかけて減速し車速が５ｋｍ／ｈになるまでに要する時間(減速時間)を測定し、従来例を１００とした指数で評価した。数字が高い程減速時間が短く、ブレーキ性能が高い。
ＳＮＯＷアクセル性能は、車速１０ｋｍ／ｈで雪上を走行した後、アクセルを踏んで加速し車速が３５ｋｍ／ｈに到達するのに要する時間(加速時間)を測定し、従来例を１００とした指数で評価した。数字が高い程加速時間が短く、アクセル性能が高い。
図３の表から明らかなように、ショアＡ硬度が低いゴムから成る表面層の厚さがタイヤセンター部で厚い本発明によるタイヤの方が、雪上性能が高いことが確認された。

このように、本発明によれば、スパイクピンの保持性を確保しつつ、雪上におけるトラクション性能を向上させることのできる冬用タイヤを得ることができるので、車両の安全性を向上させることができる。

本発明の最良の形態に係る冬用タイヤの構成を示す図である。 スパイクピンの打ち込み状態とピン抜けとの関係を説明するための図である。 雪上性能の試験結果を示す表である。

符号の説明

１０ 冬用タイヤ、１０Ａ タイヤセンター部、１０Ｂ タイヤショルダー部、
１１ ビード部、１１Ｃ ビードコア、１２ カーカス層、１３ａ，１３ｂ ベルト層、１４ トレッド、１５ サイドトレッド、１６ 溝、１７ 陸部、１８ サイプ、
１９ スパイクピン、２１ 表面層、２２ 内部層。

Claims (5)

1. タイヤのトレッド表面に形成された複数本の溝と、上記溝により区画された陸部と、上記陸部に形成されたサイプを備えた冬用タイヤであって、上記トレッドはタイヤ表面側に配置された表面層と上記表面層のタイヤ径方向内側に配置された内部層とを備えており、上記内部層は上記表面層を構成するゴムの硬度より高い硬度を有するゴムから構成され、上記表面層はタイヤセンター部の厚さがタイヤショルダー部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする冬用タイヤ。
2. 上記内部層を構成するゴムのショアＡ硬度は、上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度よりも２ポイント以上高いことを特徴とする請求項１に記載の冬用タイヤ。
3. 上記表面層を構成するゴムのショアＡ硬度の範囲が５０〜５６であることを特徴とする請求項２に記載の冬用タイヤ。
4. 上記陸部には、一端が上記表面層の表面から突出し他端が上記内部層に接するかもしくは上記内部層内に達しているスパイクピンが打ち込まれていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冬用タイヤ。
5. 上記スパイクピンはタイヤショルダー部のみに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の冬用タイヤ。

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