JP2011173522A

JP2011173522A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2011173522A
Application number: JP2010039328A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Izaki; 輝彦井崎; Hitoshi Nagai; 仁永井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】異種ゴムを配置してゴム種毎の性能を複合した効果を十分に得られる、タイヤについて提案する。
【解決手段】タイヤのトレッド踏面に、該トレッドの周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝と、該周方向溝およびトレッド端にて区画される陸部とを有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝に隣接する陸部端に、前記トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって幅が減少する、該陸部端以外の陸部を形成する他のゴムに比して硬度の高い高硬度ゴム層を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に耐偏磨耗性能並びに制動性能に優れる空気入りタイヤに関する。

タイヤは、摩耗が進行するに伴って溝が浅くなって排水性が低下し、同時にエッジ効果が減少して氷雪上の性能が低下していくのが、一般的である。このような摩耗後の性能低下を抑制するために、トレッドゴムを異種ゴムの積層構造とし、摩耗の進行に従って露出するゴム種を変化させることが、例えば特許文献１から３などにて提案されている。

特開平６−48115号公報特開2005−280511号公報特開2009−154791号公報

しかしながら、異種ゴムを層状に配置すると、タイヤの摩耗が均一に進行した際に、同種のゴムが接地面全体にわたって露出することになり、異種ゴムのゴム種毎に期待される性能を十分に享受できないことが問題となる。

そこで、本発明は、異種ゴムを配置してゴム種毎の性能を複合した効果を十分に得られる、タイヤについて提案することを目的とする。

発明者らは、耐偏摩耗性および制動性に対して寄与の高い周方向溝に隣接する陸部端部に、高硬度ゴムを局所的に配置し、特に該高硬度ゴムのタイヤ幅方向断面の形状に工夫を加えることが、異種ゴムによる複合効果を発揮するのに極めて有効であるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）タイヤのトレッド踏面に、該トレッドの周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝と、該周方向溝およびトレッド端にて区画される陸部とを有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝に隣接する陸部端に、前記トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって幅が減少する、該陸部端以外の陸部を形成する他のゴムに比して硬度の高い高硬度ゴム層を配置することを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記陸部がブロック列である前記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記高硬度ゴム層は、貯蔵弾性率Ｅ´が前記他のゴムの貯蔵弾性率Ｅ´の1.2倍以上である前記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、異種ゴムをトレッドの陸部に効果的に配置することによって、耐偏磨耗性能並びに制動性能を高い次元で両立させ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幅方向断面を示す図である。図１のタイヤにおけるトレッドの拡大断面図である。本発明に従うトレッド陸部の展開図である。比較タイヤのトレッド構造を示す図である。

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幅方向断面を示す。このタイヤは、トレッド１をタイヤの赤道Ｏに沿って延びる複数本、図示例で４本の周方向溝２ａ〜２ｄと、トレッド端Ｅとによって、陸部３ａ〜３ｅを区画してなる。これら陸部３ａ〜３ｅは、トレッド周方向に連続するリブまたは、周方向溝２ａ〜２ｄ相互間を繋ぐ幅方向溝の多数本で区画されるブロックのいずれであってもよい。

該陸部３ａ〜３ｅにおいて、各陸部のトレッド幅方向の端部に、他のトレッドゴムに比して硬度の高い高硬度ゴムを配置することが肝要である。すなわち、周方向溝２ａおよび２ｂに隣接する陸部３ａ〜３ｃを示すように、周方向溝２ａおよび２ｂを挟む各陸部の端部に、図２に示すように、トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって幅が減少する、高硬度ゴム層４を配置する。かような高硬度ゴム層４としては、例えば図２（ａ）に示すような、トレッド幅方向の断面形状が三角形状や、同図（ｂ）に示すような、トレッド幅方向の断面形状が三日月形状となる。
以下に、この高硬度ゴム層４を各陸部端に配置することの意義について説明する。

さて、タイヤ新品時の陸部端のトレッド周方向における、トレッド周面を横切る向きの曲げ剛性（以下、面外曲げ剛性という）や、同周方向のせん断剛性は、陸部の幅方向中央部分に比べて低い。従って、例えば制動時に陸部に大きな前後入力があると、陸部端に倒れ込みや、捲れが発生し、接地面積が減少し又接地圧がばらつく結果、制動性能が低下することになる。また、上記の倒れ込みや、捲れに起因する、陸部端の摩耗が進行し易くなり、その摩耗部分を核とした偏摩耗が発生し、異常音や乗り心地性悪化の原因となる。

ここで、陸部３ａ〜３ｅにおいて、他のトレッドゴムに比して硬度の高い高硬度ゴムを配置することによって、特に陸部での剛性を高めて上記した陸部端での倒れ込みや捲れを抑制することが、耐偏摩耗性能や制動性能の向上に有効である。その際、他の性能、例えば転がり抵抗、高周波ノイズ、乗り心地性、氷雪上性能などの諸性能の劣化を招かないことが重要になる。
そこで、各陸部のトレッド幅方向の端部に、他の陸部形成ゴムに比して硬度の高い高硬度ゴムを局所的に配置することによって、特に倒れ込みや捲れが発生する陸部端の剛性を高めて、その他の部分のゴム種を任意とすることにより、上記したような諸特性に寄与するゴムを各陸部内に残存させる。すなわち、高硬度ゴム層４を配置することによって、特に陸部剛性が不足する新品時から摩耗初期にかけて陸部剛性を確保する。一方、その他の部分のゴムには、例えばヒステリシスロスの低いゴムや発泡ゴムを配置し、転がり抵抗を低下させたり氷雪上性能を向上させる等、諸特性の向上に寄与させる。

さらに、高硬度ゴム層４は、トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって幅が減少する形状とする。なぜなら、陸部の摩耗の進行に伴って陸部高さが低くなると、陸部剛性は増加し、上記した高硬度ゴム層４の役割は磨耗の進行とともに減少していくから、高硬度ゴム層４の陸部接地面での比率を磨耗の進行とともに減少させるためである。

なお、高硬度ゴム層４は、貯蔵弾性率Ｅ´が陸部表面の他のゴムの貯蔵弾性率Ｅ´の1.2倍以上であることが好ましい。なぜなら、高硬度ゴム層４の貯蔵弾性率Ｅ´が他のゴムのそれの1.2倍未満であると、上記した高硬度ゴム層４の配置による効果が小さくなるからである。一方、上限は、諸性能の劣化をまねくことのない範囲とすることが好ましく、具体的には、貯蔵弾性率Ｅ´を1.5以下とすることが好ましい。

なお、タイヤ新品時の各陸部において、図３に示すように、該陸部３ｂのトレッド幅方向の長さである陸部幅を２Ｂとしたとき、高硬度ゴム層４のトレッド幅方向の長さである高硬度ゴム層幅Ａは、0.2Ｂ〜0.5Ｂの範囲であることが好ましい。すなわち、高硬度ゴム層幅Ａが0.2Ｂ未満では、上記した陸部端での倒れ込みや捲れを十分に抑制することが難しい。一方、高硬度ゴム層幅Ａが0.5Ｂを超えると、諸性能の劣化、例えば乗り心地性能が低下する、懸念が生じる。

また、タイヤ新品時の各陸部において、図２に示すように、隣接する周方向溝２ａの深さ、すなわちタイヤ赤道面Ｏと平行線上における、トレッド輪郭線から周方向溝２ａの最深部までの距離である深さをＤとしたとき、該周方向溝２ａの溝壁における高硬度ゴム層４の溝深さ方向にタイヤ赤道面Ｏと平行に測った延在深さＣが０（ゼロ）を超えかつ１Ｄ以下であることが好ましい。

高硬度ゴム層は、上記した高硬度ゴム層の幅Ａおよび延在深さＣの規制の下、トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって幅が減少する形状であればよく、断面形状は三角形や三日月形などの任意の形状でよい。

図２および図３（ａ）に示した異種ゴムからなるトレッドを、表１に示す仕様の下に有する、サイズ：225／50Ｒ17のラジアルタイヤを試作した。なお、表１に示す以外の基本仕様は、下記のとおりである。
記
周方向溝の幅：6.9mm
周方向溝深さＤ：7.4mm
陸部半幅Ｂ：23.5mm
陸部ゴムの貯蔵弾性率Ｅ´（高硬度ゴム層以外のゴム）：11.6

かくして得られたタイヤについて、17×7.5Ｊのリムに組み込み220kPaの内圧を付与してから、摩耗ドラム試験並びに実車走行試験に供した。その試験結果を、表１に併記する。
すなわち、摩耗ドラム試験は、4.94ｋNの荷重を付加し、BF(制動力）：０およびキャンバー角：０°の下、横力：＋0.1Ｇを200km走行毎に交互に付加して2000km走行させ、該走行前後のタイヤ質量の差を測定した。得られた測定結果は、比較例１の測定値を100としたときの指数にて表示した。この指数が大きいほど耐磨耗性に優れている。

また、実車走行試験は、上記の供試タイヤを前輪駆動車に装着し、ドライバー１名が乗車し、制動性試験、ロードノイズ試験、乗り心地試験、雪上試験の各専用試験路面において、次の各試験を行った。
［制動性試験］
乾燥路面上を時速100kmから停止することを複数回繰り返して制動性能を計測評価した。評価基準は以下のとおりである。また、この制動性試験後のタイヤについて、陸部端の摩耗度合を、新品タイヤと該試験終了後のタイヤとのレーザー計測結果を比較して求めた。得られた測定結果は、比較例１の測定値を100としたときの指数にて表示した。この指数が大きいほど耐偏磨耗性に優れている。

［ロードノイズ試験］
テストコースを100km／ｈの速度で走行中に、車両前席窓側において、ロードノイズをフィーリング評価したところ、全ての事例が比較例１と同等の水準に達していた。

［乗り心地試験］
テストコースを80km／ｈの速度で走行した際の、乗り心地性をフィーリング評価したところ、全ての事例が比較例１と同等の水準に達していた。

［雪上試験］
圧雪路面を80km／ｈの速度で走行した際の、制動性、発進性、直進性およびコーナリング性を、ドライバーが総合的にフィーリング評価したところ、全ての事例が比較例１と同等の水準に達していた。

また、比較として、図４に示す異種ゴムをタイヤの径方向で積層した２種のゴム40ａおよび40ｂからなるトレッドを有する同サイズのラジアルタイヤも試作した。このような積層トレッドにおいて、ゴム硬度を40ｂに比し40ａを高くしたところ、特に乗り心地性能が極端に悪化した。

１トレッド
２ａ〜２ｄ周方向溝
３ａ〜３ｅ陸部
４高硬度ゴム層

Claims

タイヤのトレッド踏面に、該トレッドの周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝と、該周方向溝およびトレッド端にて区画される陸部とを有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝に隣接する陸部端に、前記トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって幅が減少する、該陸部端以外の陸部を形成する他のゴムに比して硬度の高い高硬度ゴム層を配置することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記陸部がブロック列である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記高硬度ゴム層は、貯蔵弾性率Ｅ´が前記他のゴムの貯蔵弾性率Ｅ´の1.2倍以上である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。