JP2010215115A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッドの耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、ベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、前記トレッドを複数のトレッドゴム層から形成し、タイヤ径方向最外側に位置する外側トレッドゴム層の動的弾性率が、タイヤ径方向最内側に位置する内側トレッドゴム層の動的弾性率より低く、前記内側トレッドゴム層のタイヤ赤道面を含む領域における厚さが、前記内側トレッドゴム層のその他の位置における厚さよりも厚い。
【選択図】図１

Description

本発明は、トレッドの耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤにおいては、種々の性能を同時に満足させるために、トレッドを２層のトレッドゴム層から形成する、いわゆるキャップ／ベース構造を適用することが行われている。

例えば、タイヤ径方向外側のキャップゴム層には、路面グリップ性能に優れたゴム組成物を用い、タイヤ径方向内側のベースゴム層には、キャップゴム層より硬いゴム組成物を用いて、低発熱を実現するとともに操縦安定性能を向上させるための手法が提案されてきた。

特開２００４−１１４８７８号公報

しかし、上述した空気入りタイヤでは、不均一な接地圧により、トレッドに生じた偏摩耗に対して、十分な対策がなされてはいなかった。
そこで、本発明の目的は、トレッドの耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
[１]１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、ベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、
前記トレッドを複数のトレッドゴム層から形成し、
タイヤ径方向最外側に位置する外側トレッドゴム層の動的弾性率が、タイヤ径方向最内側に位置する内側トレッドゴム層の動的弾性率より低く、
前記内側トレッドゴム層のタイヤ赤道面を含む領域における厚さが、前記内側トレッドゴム層のその他の位置における厚さよりも厚い、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

[２]前記内側トレッドゴム層の厚さが、タイヤ赤道面からトレッド接地端に向かって漸減することを特徴とする上記[１]に記載の空気入りタイヤ。

[３]前記内側トレッドゴム層の動的弾性率が、前記外側トレッドゴム層の動的弾性率の１．１５倍以上２０倍以下であることを特徴とする上記[１]または[２]に記載の空気入りタイヤ。

[４]タイヤ赤道面における前記内側トレッドゴム層の厚さｄ１と、
トレッド半幅をＷとしたとき、タイヤ赤道面からＷ／３の位置における前記内側トレッドゴム層の厚さｄ２と、
タイヤ赤道面から２Ｗ／３の位置における前記内側トレッドゴム層の厚さｄ３と、
トレッド接地端を通る、前記カーカスの法線が前記内側トレッドゴム層を横切る線分の長さｄ４とが、下記（１）〜（４）式を満足することを特徴とする上記[１]〜[３]のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
記
３ｍｍ≦ｄ１≦１２ｍｍ （１）
０．５×ｄ１≦ｄ２≦１．１×ｄ１ （２）
０≦ｄ３≦０．４×ｄ１ （３）
０≦ｄ４≦０．４×ｄ１ （４）

本発明によれば、トレッドの耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の空気入りタイヤの半部の幅方向断面図である。 本発明の空気入りタイヤの半部の幅方向断面図である。 従来の空気入りタイヤの半部の幅方向断面図である。 発明例タイヤおよび従来例タイヤの耐偏摩耗性能の測定結果を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１に本発明の空気入りタイヤのトレッド半部の幅方向断面図を示す。本発明のタイヤは、１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス２を骨格とし、このカーカス２の径方向外側に、図示例では３層のベルト層からなるベルト４およびトレッド６を具える。
この３層のベルト層４ａ、４ｂ、４ｃは、タイヤ径方向内側から順に配置されており、ベルト層４ａはタイヤ赤道面ＣＬに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した周方向ベルト層であり、ベルト層４ｂ、４ｃは、タイヤ赤道面ＣＬに対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した傾斜ベルト層である。なお、これらのベルト構造は一例であり、本発明はこれに限定されることはない。

トレッド６は複数のトレッドゴム層、図示例では、タイヤ径方向最外側に位置する外側トレッドゴム層であるキャップゴム層６Ｃと、タイヤ径方向最内側に位置する内側トレッドゴム層であるベースゴム層６Ｂとの２層から形成される、いわゆるキャップ／ベース構造である。
ここで、キャップゴム層６Ｃの動的弾性率が、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率より低く、ベースゴム層６Ｂのタイヤ赤道面ＣＬを含む領域における厚さが、ベースゴム層６Ｂのその他の位置における厚さよりも厚いことが肝要である。以下にこの理由を説明する。
なお、「タイヤ赤道面ＣＬを含む領域（以下、タイヤ赤道面領域という）」とは、タイヤ赤道面ＣＬを中心として、タイヤ幅方向にＷ／３以内の領域をいい（Ｗ：タイヤ半幅）、「ベースゴム層６Ｂのタイヤ赤道面領域における厚さ」とは、ベースゴム層６Ｂの当該領域の平均厚さを意味するものとする。

さて、ベルト４の張力は、トレッド幅方向中央部分、すなわち、タイヤ赤道面領域が最も高く、ベルト４の端部に近付くほど低くなる。このように、ベルト４の張力分布がトレッド幅方向に不均一なため、トレッドのタイヤ赤道面領域のゴムは大きくつぶれて変形し、トレッド接地端Ｅのゴムはあまり変形しない。それゆえ、タイヤの接地圧は、接地中央部分、すなわち、タイヤ赤道面領域が最も高く、トレッド接地端Ｅに近付く程低下し、不均一な接地圧によりトレッド６に偏摩耗が生ずるという問題がある。
そこで、本発明者は、トレッド６を複数層のトレッドゴム層で構成し、タイヤ径方向最内側のベースゴム層６Ｂのタイヤ赤道面領域における厚さを、ベースゴム層６Ｂのその他の位置における厚さよりも厚くすることにより、トレッドゴムのタイヤ赤道面領域における部分の変形量と、タイヤ赤道面領域以外の領域における部分の変形量とを同様のものとすることに想到した。このように、ベースゴム層６Ｂの不均一な厚さが、ベルト４の不均一な張力分布を吸収し、結果として接地圧が均一となり、トレッドの偏摩耗を抑制することが可能となった。
さらに、タイヤ径方向最外側のキャップゴム層６Ｃの動的弾性率を、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率より低くして、路面グリップ性能および低発熱性能を維持することとした。

また、図１では、トレッドに設けられた周方向溝７ａから、ベースゴム層６Ｂが露出しないように、ベースゴム層６Ｂの厚さを調節していたが、図２に示すように、ベースゴム層６Ｂの厚さが、タイヤ赤道面ＣＬからトレッド接地端Ｅに向かって漸減することが好適である。

また、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率が、キャップゴム層６Ｃの動的弾性率の、１．１５倍以上２０倍以下であることが好適である。１．１５倍未満である、すなわち、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率とキャップゴム層６Ｃの動的弾性率との差が小さい場合、各層の効果が十分に発揮できないおそれがあり、一方、２０倍超の場合、キャップゴム層６Ｃの動的弾性率が低すぎて、摩耗性能が悪化するおそれがあるためである。
また、具体的なトレッドゴム層の動的弾性率としては、キャップゴム層６Ｃの動的弾性率が１．０ＭＰａ〜７．０ＭＰａであり、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率が８．０ＭＰａ〜２０ＭＰａであることが好適である。なお、動的弾性率とは、ショアＡに準ずる。

図１に示すように、トレッド半幅をＷとしたとき、タイヤ赤道面ＣＬにおけるベースゴム層６Ｂの厚さｄ１と、タイヤ赤道面ＣＬからＷ／３の位置におけるベースゴム層６Ｂの厚さｄ２と、タイヤ赤道面ＣＬから２Ｗ／３の位置におけるベースゴム層６Ｂの厚さｄ３と、トレッド接地端Ｅを通る、カーカス２の法線がベースゴム層６Ｂを横切る線分の長さｄ４とが、下記（１）〜（４）式を満足することが好適である。
なお、ベースゴム層６Ｂの各厚さｄ１、ｄ２、ｄ３は、タイヤ回転軸の直交方向に測定する。
記
３ｍｍ≦ｄ１≦１２ｍｍ （１）
０．５×ｄ１≦ｄ２≦１．１×ｄ１ （２）
０≦ｄ３≦０．４×ｄ１ （３）
０≦ｄ４≦０．４×ｄ１ （４）
ｄ１＜３ｍｍ、ｄ２＜０．５×ｄ１、０．４×ｄ１＜ｄ３あるいは０．４×ｄ１＜ｄ４の場合、接地圧を均一にするという本発明の目的が十分に達成されないおそれがある。
１２ｍｍ＜ｄ１あるいは１．１×ｄ１＜ｄ２の場合、キャップゴム６Ｃが薄くなりすぎて、十分なグリップ性能を発揮できないおそれがある。

図１では、トレッド６を２層のトレッドゴム層から形成される場合を説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、トレッド６を３層以上のトレッドゴム層で形成することも可能であり、この場合、タイヤ径方向最外側の外側トレッドゴム層と、タイヤ径方向最内側の内側トレッドゴム層との動的弾性率を規定し、内側トレッドゴム層の厚さを規定するものとする。

本発明の空気入りタイヤおよび従来例の空気入りタイヤを、後述する仕様のもとに試作し、トレッドの耐偏摩耗性能を測定した。

発明例タイヤおよび従来例タイヤは、ともに、キャップゴム層６Ｃとベースゴム層６Ｂとを有するが、発明例タイヤでは、図１に示すように、ベースゴム層６Ｂの厚さをタイヤ赤道面領域で厚く、トレッド接地端側で薄くするとともに、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率をキャップゴム層６Ｃの動的弾性率より高くしているのに対し、従来例タイヤでは、図３に示すように、均一厚のベースゴム層６Ｂを設けるとともに、ベースゴム層６Ｂの動的弾性率をキャップゴム層６Ｃの動的弾性率より低くしている。表１、２に各供試タイヤのベースゴム層６Ｂの厚さと、各ゴム層の動的弾性率を示す。

各供試タイヤ（タイヤサイズ：３１５／８０ Ｒ２２．５）をリム（リムサイズ：９．００インチ）に組み付けてタイヤ車輪とし、内圧８．４０ｋｇｆ／ｃｍ^２および荷重３７５０ｋｇｆを与えて、ドラム試験機に装着し（ステア軸装着）、試験速度を７０ｋｍ／ｈとして連続走行をさせ、周方向溝７ｂより幅方向外側に位置する陸部のタイヤ赤道面ＣＬ側の端部とトレッド接地端Ｅとの摩耗量差を測定した。
従来例タイヤおよび発明例タイヤ１の摩耗量差の測定結果を図４に示す。
また、発明例タイヤ２〜１３に関して、走行距離４万ｋｍ時の摩耗量差の測定結果を表２に示す。

図４より、従来例タイヤでは、走行距離が４．３万ｋｍのとき、摩耗量差が３．０ｍｍとなり、計測を終了した。また、発明例タイヤ１では、走行距離が６．０万ｋｍのとき、摩耗量差が０．７ｍｍ以下であった。
また、表２より、発明例タイヤ２〜１３は従来例タイヤに比較して摩耗量差が大きく減少している。
このように、発明例タイヤでは、耐偏摩耗性能が大きく改善されていることが分かった。

本発明では、トレッドを複数層のトレッドゴム層から構成し、トレッドの耐偏摩耗性能を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となった。

２ カーカス
４ ベルト
４ａ 周方向ベルト層
４ｂ、４ｃ 傾斜ベルト層
６ トレッド
６Ｃ キャップゴム層
６Ｂ ベースゴム層
７ａ、７ｂ 周方向溝

Claims (4)

1. １対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、ベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、
   前記トレッドを複数のトレッドゴム層から形成し、
   タイヤ径方向最外側に位置する外側トレッドゴム層の動的弾性率が、タイヤ径方向最内側に位置する内側トレッドゴム層の動的弾性率より低く、
   前記内側トレッドゴム層のタイヤ赤道面を含む領域における厚さが、前記内側トレッドゴム層のその他の位置における厚さよりも厚い、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記内側トレッドゴム層の厚さが、タイヤ赤道面からトレッド接地端に向かって漸減す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. 前記内側トレッドゴム層の動的弾性率が、前記外側トレッドゴム層の動的弾性率の１．１５倍以上２０倍以下であ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. タイヤ赤道面における前記内側トレッドゴム層の厚さｄ１と、
   トレッド半幅をＷとしたとき、タイヤ赤道面からＷ／３の位置における前記内側トレッドゴム層の厚さｄ２と、
   タイヤ赤道面から２Ｗ／３の位置における前記内側トレッドゴム層の厚さｄ３と、
   トレッド接地端を通る、前記カーカスの法線が前記内側トレッドゴム層を横切る線分の長さｄ４とが、下記（１）〜（４）式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
   記
   ３ｍｍ≦ｄ１≦１２ｍｍ （１）
   ０．５×ｄ１≦ｄ２≦１．１×ｄ１ （２）
   ０≦ｄ３≦０．４×ｄ１ （３）
   ０≦ｄ４≦０．４×ｄ１ （４）

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