JP2012076640A

JP2012076640A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2012076640A
Application number: JP2010224804A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Hasegawa; 朋生長谷川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-10-04
Also published as: JP5693124B2

Abstract

【課題】耐偏摩耗性能を向上させ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、このカーカスのタイヤ径方向外側にベルトおよびトレッドゴムを具える空気入りタイヤにおいて、トレッドセンター領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率が、トレッドショルダー領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率より高い。また、トレッドゴムを、トレッド踏面を構成するキャップゴム層と、キャップゴム層のタイヤ径方向内側に位置し、キャップゴム層の圧縮弾性率より高い圧縮弾性率を有するベースゴム層とから形成し、トレッドセンター領域におけるキャップゴム層の厚さが、トレッドショルダー領域におけるキャップゴム層の厚さより薄いことが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐偏摩耗性能を向上させた空気入りタイヤ、特には、冬用タイヤに関するものである。

従来、雪氷路面における制動性能と、操縦安定性能との両方に優れた冬用タイヤとして、キャップ／ベース構造を採用し、キャップゴム層を、ゴム組成および硬度の異なる第１キャップと第２キャップとをタイヤ幅方向に交互に配置することにより形成する技術が開示されている（特許文献１）。

特開２００５−２１２５３６号公報

しかしながら、本発明者は、タイヤの径差に起因した、いわゆる、引きずり摩耗に関して、更なる改善の余地があることを発見した。特に、冬用タイヤでは、この引きずり摩耗の問題が顕著であり、早急な対策が希求されていた。
そこで、本発明の目的は、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、このカーカスのタイヤ径方向外側にベルトおよびトレッドゴムを具える空気入りタイヤにおいて、
トレッドセンター領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率が、トレッドショルダー領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率より高いことを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記トレッドゴムを、トレッド踏面を構成するキャップゴム層と、前記キャップゴム層のタイヤ径方向内側に位置し、前記キャップゴム層の圧縮弾性率より高い圧縮弾性率を有するベースゴム層とから形成し、
トレッドセンター領域におけるキャップゴム層の厚さが、トレッドショルダー領域におけるキャップゴム層の厚さより薄いことを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記トレッドゴムを、トレッド踏面を構成するキャップゴム層と、前記キャップゴム層のタイヤ径方向内側に位置するベースゴム層とから形成し、
トレッドセンター領域におけるベースゴム層を、前記キャップゴム層の圧縮弾性率より高い圧縮弾性率を有する第１ベースゴム層から構成し、
トレッドショルダー領域におけるベースゴム層を、第１ベースゴム層と、前記第１ベースゴム層の圧縮弾性率より低い圧縮弾性率を有する第２ベースゴム層とから構成する、
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）トレッドセンター領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率をＥｔｃ、トレッドショルダー領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率をＥｔｓとすると、
１＜Ｅｔｓ／Ｅｔｃ
であ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。

本発明により、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できる。

本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図である。タイヤの径差を説明するための図である。本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図である。本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図である。本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１に本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図を示す。本発明の空気入りタイヤ１０は、１対のビードコア１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のタイヤ径方向外側に、２層の傾斜ベルト層３ａ、３ｂからなるベルト３とトレッドゴム６とを配置してなる。傾斜ベルト層３ａ、３ｂ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複数のコードをゴムで被覆したものである。
なお、ビードコア１、カーカス２およびベルト３は、図示例に限定されるものではない。例えば、カーカスを２枚のカーカスプライから構成することもできるし、ベルトは周方向ベルト層を具えることもできる。

ここで、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率が、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率より高いことが肝要である。
トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔとは、タイヤ赤道面ＣＬを中心としてトレッド接地幅Ｗの２５％の領域をいい、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏとは、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔのタイヤ幅方向外側のトレッド接地端Ｅまでの両領域のことをいう。
トレッド接地幅Ｗとは、空気入りタイヤがＪＡＴＭＡで規定されている標準リムに装着された状態で、適用サイズにおける最大負荷能力に対応する空気圧が充填され、かつ、適用サイズにおける最大負荷能力に対応する荷重が負荷された際のトレッド踏面が路面に接地するトレッド幅方向の幅をいう。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
また、圧縮弾性率の値は、ＪＩＳＫ６３０１−１９９５が定める加硫ゴム物理試験方法に記載した圧縮試験の試験方法に従い求めた値とする。

以下、本発明の作用を説明する。
一般に、内圧充填時のタイヤ形状において、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔとトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏとには径差が存在するので、いわゆる、引きずり摩耗が発生する。図２に示すように、タイヤが１回転する間、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔの周長は、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏの周長より長さｄだけ長い。しかし、タイヤが１回転する間、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔおよびトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏは同じ距離を進むため、周長差ｄを是正するためにトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏのトレッドゴムが路面に対して相対的に滑り、引きずり摩耗が発生する。この引きずり摩耗は、駆動輪ではトレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔに現れ、遊輪ではトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏに現れる。

タイヤの負荷転動時には、リング形状のケース部材（カーカス２およびベルト３）は荷重により撓んで変形する。一般的なタイヤでは、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔの接地圧が最も高いので、この領域のケース部材は大きく撓み、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏのケース部材はあまり撓まない。それゆえ、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔとトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏとの径差は減少する。しかし、冬用タイヤでは、トレッドゴム６の圧縮弾性率が比較的低いので、タイヤの負荷転動時には、トレッドゴム６が圧縮することにより荷重を吸収し、ケース部材の変形は小さい。すると、上述した径差に起因した引きずり摩耗の問題が顕著に現れることとなる。
そこで、本発明者は、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔとトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏとの径差を緩和することにより、引きずり摩耗を減少させることについて鋭意検討し、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率を、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率より高くすることに想到した。
トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率を高くすると、負荷転動時に、トレッドゴム６のタイヤ径方向の圧縮は小さくなる。すると、荷重はケース部材に伝達されるので、ケース部材の変形は大きくなる。一方、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率を小さくすると、負荷転動時に、トレッドゴム６のタイヤ径方向の圧縮は大きくなる。すると、荷重はトレッドゴム６により吸収され、十分にケース部材に伝達されないので、ケース部材の変形は小さくなる。このように、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるケース部材の変形は大きく、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるケース部材の変形は小さいので、径差は減少し、引きずり摩耗が抑制される。

上述したトレッドゴムの圧縮弾性率に、タイヤ幅方向分布を持たせる具体的手法として、本発明者は以下の２通りの手法に想到した。
第１の手法は、図３に示すように、トレッドゴム６を、トレッド踏面を構成するキャップゴム層６Ｃと、このキャップゴム層６Ｃのタイヤ径方向内側に位置するベースゴム層６Ｂとから形成し、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｃを、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｓより薄く設定することである。冬用タイヤに適用されたキャップ／ベース構造では、一般的に、氷雪上性能を向上させるため、キャップゴム層６Ｃには発泡ゴムを用い、ベースゴム層６Ｂには、キャップゴム層６Ｃより高い圧縮弾性率を有する非発泡ゴムを用いているが、本発明でもこの構成を採用している。
トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおいて、低圧縮弾性率のキャップゴム層６Ｃの厚さを減らすと、トレッドゴムゲージ（ベルトからトレッド踏面までのゴムゲージ）は変化しないので、高圧縮弾性率のベースゴム層６Ｂの厚さが増すこととなる。その結果、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおいて、ベースゴム層６Ｂとキャップゴム層６Ｃを合わせたトレッドゴム全体の圧縮弾性率を増加させることができる。同様に、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏでは、低圧縮弾性率のキャップゴム層６Ｃの厚さを増すことにより、ベースゴム層６Ｂとキャップゴム層６Ｃを合わせたトレッドゴム全体の圧縮弾性率を減少させることができる。

なお、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｃとは、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さの平均値を意味し、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｓとは、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さの平均値を意味するものとする。
また、Ｄｓ／Ｄｃ＜３であることが好適である。なぜなら、３≦Ｄｓ／Ｄｃの場合、Ｄｃが小さすぎ、氷雪路面における制動性能および操縦安定性能が確保されないおそれがあるためである。
図３では、キャップゴム層６Ｃの厚さが、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔとトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏとで段差をもって変化しているが、キャップゴム層６Ｃの厚さは、タイヤ赤道面ＣＬからトレッド接地端Ｅに向かって漸減してもよい。

第２の手法は、図４に示すように、トレッドゴム６を、キャップゴム層６Ｃとベースゴム層６Ｂとから形成し、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるベースゴム層６Ｂを、第１ベースゴム層６Ｂ１から構成し、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるベースゴム層６Ｂを、第１ベースゴム層６Ｂ１と第２ベースゴム層６Ｂ２とから構成することである。なお、上述した場合と同様に、キャップゴム層６Ｃは低い圧縮弾性率を有する発泡ゴムである。また、第１ベースゴム層６Ｂ１の圧縮弾性率は、キャップゴム層６Ｃの圧縮弾性率より高く、さらに、第２ベースゴム層６Ｂ２の圧縮弾性率は、第１ベースゴム層６Ｂ１の圧縮弾性率より低い。
これにより、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおける、第１ベースゴム層６Ｂ１とキャップゴム層６Ｃを合わせたトレッドゴム全体の圧縮弾性率を、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおける、第１ベースゴム層６Ｂ１と第２ベースゴム層６Ｂ２とキャップゴム層６Ｃとを合わせたトレッドゴム全体の圧縮弾性率より高くすることができる。
なお、図示例では、第２ベースゴム層６Ｂ２を第１ベースゴム層６Ｂ１とベルト３との間に配置しているが、第２ベースゴム層６Ｂ２を第１ベースゴム層６Ｂ１とキャップゴム層６Ｃとの間に配置することもできる。

また、第１の手法と第２の手法を組み合わせることもできる。すなわち、図５に示すように、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｃを、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｓより薄く設定し、かつ、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるベースゴム層６Ｂを、第１ベースゴム層６Ｂ１から構成し、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるベースゴム層６Ｂを、第１ベースゴム層６Ｂ１と第２ベースゴム層６Ｂ２とから構成することもできる。

トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるトレッドゴム６の圧縮弾性率をＥｔｃ、トレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるトレッドゴムの圧縮弾性率をＥｔｓとすると、１＜Ｅｔｓ／Ｅｔｃであることが好適である。
なぜなら、Ｅｔｓ／Ｅｔｃ≦１の場合、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるトレッドゴム６が硬すぎることにより、氷雪路面における制動性能および操縦安定性能が確保されないおそれがあるためである。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤおよび従来例タイヤを試作し、せん断力差を測定した。
従来例タイヤは、キャップ／ベース構造を有し、キャップゴム層およびベースゴム層は、それぞれ均一の厚さかつ均一の圧縮弾性率を有する。
発明例タイヤ１は、図３に示すキャップ／ベース構造を有し、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｃとトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるキャップゴム層６Ｃの厚さＤｓとの比Ｄｓ／Ｄｃは７／３である。
発明例タイヤ２は、図４に示すキャップ／ベース構造を有する。
発明例タイヤ３は、図５に示すキャップ／ベース構造を有し、比Ｄｓ／Ｄｃは７／３である。

各供試タイヤにつき、トレッドセンター領域Ｔｃｅｎｔおよびトレッドショルダー領域Ｔｓｈｏにおけるせん断力を、特開平７−６３６５８号公報にて開示されている方法にて測定した。結果は、従来例タイヤのせん断力差を１００として指数で表す。数値が小さいことは、引きずり摩耗が小さいことを示す。

表１より、発明例タイヤは、比較例タイヤ対比せん断力差が減少していることが分かる。すなわち、本発明により、耐偏摩耗性能が向上していることが確認できる。

１ビードコア
２カーカス
３ａ傾斜ベルト層
３ｂ傾斜ベルト層
４補強ゴム層
６トレッドゴム
６Ｃキャップゴム層
６Ｂベースゴム層
６Ｂ１第１ベースゴム層
６Ｂ２第２ベースゴム層
１０空気入りタイヤ
Ｔｃｅｎｔトレッドセンター領域
Ｔｓｈｏトレッドショルダー領域

Claims

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、このカーカスのタイヤ径方向外側にベルトおよびトレッドゴムを具える空気入りタイヤにおいて、
トレッドセンター領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率が、トレッドショルダー領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率より高いことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記トレッドゴムを、トレッド踏面を構成するキャップゴム層と、前記キャップゴム層のタイヤ径方向内側に位置し、前記キャップゴム層の圧縮弾性率より高い圧縮弾性率を有するベースゴム層とから形成し、
トレッドセンター領域におけるキャップゴム層の厚さが、トレッドショルダー領域におけるキャップゴム層の厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記トレッドゴムを、トレッド踏面を構成するキャップゴム層と、前記キャップゴム層のタイヤ径方向内側に位置するベースゴム層とから形成し、
トレッドセンター領域におけるベースゴム層を、前記キャップゴム層の圧縮弾性率より高い圧縮弾性率を有する第１ベースゴム層から構成し、
トレッドショルダー領域におけるベースゴム層を、第１ベースゴム層と、前記第１ベースゴム層の圧縮弾性率より低い圧縮弾性率を有する第２ベースゴム層とから構成する、
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。
トレッドセンター領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率をＥｔｃ、トレッドショルダー領域におけるトレッドゴムの圧縮弾性率をＥｔｓとすると、
１＜Ｅｔｓ／Ｅｔｃ
であ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。