JP2012126300A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗性能の低下を抑制しつつ、ショルダー横溝の溝底での耐クラック性能を向上させる。
【解決手段】トレッドゴム２Ｇは、トレッド外面２ｎに露出してトレッド幅方向に延在するキャップゴム部９と、このキャップゴム部９のタイヤ半径方向内方に配されかつキャップゴム部９よりも低発熱性のゴムからなるベースゴム部１０とを含むだ空気入りタイヤである。ベースゴム部１０のタイヤ軸方向の外端１０ｔは、ベルト層７の最も外側に配された外側ベルトプライ７Ｓのタイヤ軸方向の外端７ｔからタイヤ軸方向内側に５〜２０mmの位置に設けられる。キャップゴム部９は、外側ベルトプライ７Ｓの外端７ｔよりもタイヤ軸方向内側の位置からトレッド部２の接地端Ｔｅまでのびるショルダー横溝１２がタイヤ周方向に隔設される。ショルダー横溝１２の溝底面１２ａと外側ベルトプライ７Ｓの前記外端７ｔとの間の最小ゴム厚さＬ１が１．０〜２．５mmである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベースゴム部の配設位置等を改善することで、転がり抵抗性能の低下を抑制しつつ、ショルダー横溝の溝底での耐クラック性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤの転がり抵抗性能とグリップ性能との両立を図るため、トレッドゴムが、グリップ性能に優れたゴムと低発熱性のゴムとの２層構造をなすタイヤが提案されている。具体的には、図４に示されるように、トレッドゴムｔｇは、グリップ性能に優れたゴム（損失正接が相対的に大きいゴム）からなりかつ、トレッド外面ｔｎに露出してトレッド幅方向に延在するキャップゴム部ｔｃと、このキャップゴム部ｔｃのタイヤ半径方向内方に配された低発熱性のゴム（損失正接が相対的に小さい高弾性のゴム）からなるベースゴム部ｔｂとを具えている。

しかしながら、上述のトレッドゴムｔｇを具えたタイヤｔは、ベースゴム部ｔｂがキャップゴム部ｔｃと同じ幅で配設されていたため、ベルト層の最も外側に配された外側ベルトプライｂｓのタイヤ軸方向の外端ｂｔの近傍位置において、キャップゴム部ｔｃのゴム厚さｔａ１が小さくなる傾向がある。特に、タイヤｔが、外側ベルトプライｂｓの前記外端ｂｔよりもタイヤ軸方向の内側の位置からタイヤ軸方向の外側にのびるショルダー横溝ｙｓを有する場合、その溝底位置では、粘性に優れかつクラックし難いキャップゴム部ｔｃのゴム厚さｔａが非常に小さくなる一方、高弾性のベースゴムｔｂの比率が高まる傾向がある。これにより、ショルダー横溝ｙｓの溝底にクラックが発生し易いという問題があった。関連する技術として次のものがある。

特開２００５−５９８０３号公報 特開２００６−１０３４２５号公報 特開２００６−１９９０７３号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、低発熱性のゴムからなるベースゴム部の配設位置等を改善することで、転がり抵抗性能の低下を抑制しつつ、ショルダー横溝の溝底での耐クラック性能を向上しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内側に配された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層と、前記ベルト層の外側に配されたトレッドゴムとを含む空気入りタイヤであって、前記トレッドゴムは、トレッド外面に露出してトレッド幅方向に延在するキャップゴム部と、このキャップゴム部のタイヤ半径方向内方に配されかつ前記キャップゴム部よりも低発熱性のゴムからなるベースゴム部とを含み、正規リムに装着されかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記ベースゴム部のタイヤ軸方向の外端は、前記ベルト層の最も外側に配された外側ベルトプライのタイヤ軸方向の外端からタイヤ軸方向内側に５〜２０mmの位置に設けられ、前記キャップゴム部には、前記外側ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向内側の位置からタイヤ軸方向外側にのびるショルダー横溝がタイヤ周方向に隔設され、該ショルダー横溝の溝底面と前記外側ベルトプライの前記外端との間の最小ゴム厚さＬ１が１．０〜２．５mmであることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ベースゴム部のタイヤ軸方向長さは、前記キャップゴム部のタイヤ軸方向長さの７０〜８５％である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ベースゴム部の前記外端は、前記ショルダー横溝のタイヤ半径方向の内方領域よりもタイヤ軸方向内側に設けられる請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、トレッドゴムが、トレッド外面に露出してトレッド幅方向に延在するキャップゴム部と、このキャップゴム部のタイヤ半径方向内方に配されかつ前記キャップゴム部よりも低発熱性のゴムからなるベースゴム部とを含む。このような低発熱性のベースゴム部は、ヒステリシスロスが小さく抑えられるため、タイヤの転がり抵抗性能を向上させる。

また、本発明の空気入りタイヤは、ベースゴム部のタイヤ軸方向の外端は、前記ベルト層の最も外側に配された外側ベルトプライのタイヤ軸方向の外端からタイヤ軸方向内側に５〜２０mmの位置に設けられる。さらに、前記キャップゴム部は、前記外側ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向内側の位置からタイヤ軸方向外側にのびるショルダー横溝がタイヤ周方向に隔設され、該ショルダー横溝の溝底面と前記外側ベルトプライの前記外端との間の最小ゴム厚さＬ１が１．０〜２．５mmに形成される。このような空気入りタイヤは、ショルダー横溝の溝底と外側ベルトプライの外端との間において、ベースゴム部に比して相対的に高発熱性、即ち粘性の高いグリップ性能に優れたキャップゴム部のゴムの厚さが十分に確保されるため、ショルダー横溝の溝底でのクラックの発生が長期に亘って抑制される。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤを示す右半分の断面図である。 図１のショルダー横溝付近の拡大断面図である。 本発明の他の実施例の空気入りタイヤを示す断面図である。 従来の空気入りタイヤを示す右半分の断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１が正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規状態を示す。また、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、この正規状態で測定された値とする。

ここで、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば "標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また、前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつ前記トレッド部２の内側に配されたベルト層７と、該ベルト層７のタイヤ半径方向の外側に配されたトレッドゴム２Ｇとを含んで構成され、本実施形態では、乗用車用の空気入りタイヤが示されている。なお、図１には、タイヤの右半分断面しか示されていないが、本実施形態のタイヤ１は、その内部構造に関して、タイヤ赤道Ｃにおいて実質的に左右対称構造を有している。

前記カーカス６は、一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの両側に連なりかつ前記ビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する少なくとも１枚（本実施形態では１枚）のカーカスプライ６Ａからなる。カーカスプライ６Ａは、ほぼ平行に配列されたカーカスコードがトッピングゴムで被覆されるとともに、該カーカスコードがタイヤ赤道Ｃ方向に対して例えば７５〜９０°の角度で傾けられている。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態では、タイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、内側ベルトプライ７Ａが、最も外側に配される外側ベルトプライ７Ｂに比べて幅広に形成される。また、外側ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向幅Ｗ２は、例えば接地幅ＴＷの８５〜１０５％程度に設定される。また、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、それぞれタイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度の範囲で傾けられた高弾性のベルトコードを有し、かつ、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。なお、ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、互いの幅中心をともにタイヤ赤道Ｃに揃えて重ねられている。

図１及び２に示されるように、前記トレッドゴム２Ｇは、トレッド外面２ｎに露出してトレッド幅方向に延在するキャップゴム部９と、このキャップゴム部９のタイヤ半径方向内方でトレッド幅方向にのびるベースゴム部１０とを少なくとも含んで構成される。なお、本実施形態のトレッドゴム２Ｇは、タイヤ軸方向の両端部に、断面略三角形状をなすウイングゴム部１１が配され、サイドウォール部３に連なっている。

また、トレッドゴム２Ｇには、タイヤ周方向にのびる複数本の縦溝８と、タイヤ周方向に隔設された複数本のショルダー横溝１２とが設けられる。これらの各溝は、いずれもベースゴム部１０に達することなく、キャップゴム９の内部で溝底が終端している。これにより、縦溝８及びショルダー横溝１２の溝底面は、キャップゴム部９で形成される。

前記ショルダー横溝１２は、前記外側ベルトプライ７Ｓのタイヤ軸方向の外端７ｔよりもタイヤ軸方向内側の位置から少なくともトレッド部２の接地端Ｔｅまでのびている。ショルダー横溝１２のタイヤ軸方向の内端１２ｉから接地端Ｔｅまでの長さＷ５は、例えば接地幅ＴＷの１０〜３０％に形成されている。なお、図１に示されるように、ショルダー横溝１２の接地端Ｔｅでの溝深さＤ１は、例えば６．０〜８．０mm程度に形成されるのが望ましい。

前記キャップゴム部９は、トレッドゴム２Ｇの主要部をなし、好ましくは、トレッド部２の接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離である接地幅ＴＷの１００％以上の幅で途切れることなくトレッド幅方向に延在しているのが望ましい。本実施形態のキャップゴム部９は、接地端Ｔｅをタイヤ軸方向外側に超えるタイヤ軸方向の幅Ｗ４を有している。

なお、前記「接地端Ｔｅ」は、正規状態の空気入りタイヤ１に正規荷重を負荷しかつキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。また、前記「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば"最大負荷能力"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"とするが、タイヤが乗用車用である場合には前記各荷重の８８％に相当する荷重とする。

また、キャップゴム部９は、ベースゴム部１０よりも高発熱性のゴムからなる。このようなキャップゴム部９は、グリップ性能に優れ、ひいては操縦安定性能等を高く維持できる。また、キャップゴム部９は、相対的に粘性が大きいため、ひび割れし難く、耐クラック性能を高く確保できる点でも望ましい。

上述の作用効果を効果的に発揮させるために、キャップゴム部９の損失正接ｔａｎδ１は、好ましくは０．１６以上、より好ましくは０．１９以上が望ましい。他方、キャップゴム部９の損失正接ｔａｎδ１は、過度に大きくなると、転がり抵抗が大幅に悪化するおそれがあるので、好ましくは０．２５以下、より好ましくは０．２２以下が望ましい。

本明細書において、損失正接ｔａｎδは、粘弾性スペクトロメータを用いて、測定温度７０℃、周波数１０Hz、初期伸長歪１０％及び片振幅１％にて測定される値とする。

また、上述のようなキャップゴム部９に用いられるゴムポリマーとしては、例えばジエン系ゴムが好ましく、より具体的には天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどの１種又は２種以上をブレンドして用いることができる。

前記ベースゴム部１０は、グリップ性能を考慮する必要がないため、キャップゴム部９よりも低発熱性のゴムが用いられる。このようなベースゴム部１０は、ヒステリシスロスを小さくしてトレッド部２の内部の発熱を抑制し、タイヤ１の転がり抵抗性能を向上させる。このような観点より、前記ベースゴム部１０の損失正接ｔａｎδ２は、好ましくは０．１０以下、より好ましくは０．０８以下が望ましい。なお、前記損失正接ｔａｎδ２は、過度に小さくなると、乗心地性が低下するという傾向があるため、好ましくは０．０４以上、より好ましくは０．０６以上が望ましい。

また、このようなベースゴム部１０に用いられるゴムポリマーとしては、前記キャップゴム部と同じものが採用できる。

図２に示されるように、ベースゴム部１０は、タイヤ軸方向の外端１０ｔ、１０ｔ間をトレッド幅方向に途切れることなくのびている。このベースゴム部１０の外端１０ｔは、外側ベルトプライ７Ｓの前記外端７ｔからタイヤ軸方向内側に５〜２０mmの位置に設けられる。即ち、前記外側ベルトプライの外端７ｔとベースゴム部の外端１０ｔとのタイヤ軸方向の距離Ｗ１が５mm未満の場合、図４で示したように、この外端７ｔの近傍においてベルト層７とショルダー横溝１２の溝底面１２ａとの間に形成されるキャップゴム部９の厚さが小さくなり、ショルダー横溝１２の溝底にクラックが生じ易くなる。逆に、前記距離Ｗ１が２０mmを超える場合、ベースゴム部１０のタイヤ軸方向の幅が小さくなりすぎ、転がり抵抗性能が低下する。このような観点より、前記距離Ｗ１は、好ましくは１０mm以上が望ましく、また好ましくは１５mm以下が望ましい。

また、外側ベルトプライ７Ｂの外端７ｔの近傍位置においては、走行時の遠心力や内圧充填によって、外側ベルトプライ７Ｂの外端７ｔが半径方向外側に動きやすい。このような外端７ｔの動きは、ショルダー横溝１２の溝底面１２ａに引張ひずみを与え、クラックを助長し易い。そこで、本発明では、ショルダー横溝１２の溝底面１２ａと外側ベルトプライ７Ｓの前記外端７ｔとの間の最小ゴム厚さＬ１を１．０〜２．５mm、より好ましくは１．５〜２．０mmとして従来よりも小さくしている。しかも、ベースゴム部１０の外端１０ｔの位置を前述のように規制しているため、前記最小ゴム厚さＬ１の位置には、相対的に高発熱性かつ粘性の高いキャップゴム部９のみが配される。従って、本発明の空気入りタイヤ１では、相対的に低発熱性のベースゴム部１０の外端の位置を規制することで、転がり抵抗性能を高く維持しつつ、ショルダー横溝の溝底面１２ａでのクラックを長期に亘って抑制しうる。

また、図１に示されるように、転がり抵抗性能と耐クラック性能とをバランスよく発揮させる観点より、前記ベースゴム部１０のタイヤ軸方向の幅Ｗ３と、前記キャップゴム部９のタイヤ軸方向の幅Ｗ４との比Ｗ３／Ｗ４は、好ましくは７０％以上、より好ましくは７５％以上が望ましく、また好ましくは８５％以下、より好ましくは８０％以下が望ましい。

上述と同様の観点より、トレッド部２の溝が形成されていない任意の断面（この例ではタイヤ赤道Ｃの位置）において、前記ベースゴム部１０の厚さＬ３と、キャップゴム部９の厚さＬ２との比Ｌ３／Ｌ２は、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上が望ましく、また好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下が望ましい。

図３には、本発明の他の実施形態が示される。この実施形態では、べースゴム部１０の外端１０ｔは、前記ショルダー横溝１２のタイヤ半径方向の内方領域Ｙよりもタイヤ軸方向内側に設けられる。このような空気入りタイヤ１は、キャップゴム部９のゴム厚さが小さくなる前記ショルダー横溝１２の内方領域を全てキャップゴム部９で構成することができるため、より一層、ショルダー横溝１２の溝底面１２ａでの耐クラック性能を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

本発明の効果を確認するために、図１の基本構造を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用空気入りタイヤが表１の仕様に基づいて試作され、転がり抵抗性能及び耐クラック性能がテストされた。主な仕様は、次の通りである。

接地幅ＴＷ：１４０mm
カーカスプライ数：１枚
カーカスコード材料：ポリエステル
カーカスコード角：８８°（対タイヤ赤道）
ベルトプライ数：２枚
ベルトコード材料：スチール
ベルトコード角：＋２８°、−２８゜（対タイヤ赤道）
外側ベルトプライの幅Ｗ２：１３４mm
キャップゴム部の幅Ｗ４：８４mm
ショルダー横溝の接地端での溝深さＤ１：６．５mm
ショルダー横溝のタイヤ軸方向の内端から接地端までの長さＷ５：７mm
リム：６Ｊ

また、キャップゴム部及びベースゴム部の配合例を表１に示す。
テストの方法は、次の通りである。

＜転がり抵抗＞
転がり抵抗試験機を用い、内圧２３０ｋＰａ、時速８０km／ｈ、荷重５．８８ｋＮで転がり抵抗を測定した。単位はＮ（ニュートン）である。数値は小さい方が良好である。

＜耐クラック性能＞
各試供タイヤに濃度５０ｐｐｈｍのオゾン（５００Ｌ／Ｈ）を吹き付けながらドラム試験機上を走行させショルダー横溝の溝底に溝１本当たり５ケ所以上のクラックが発生するまでの距離で評価した。走行距離が大きいほど良好であることを示す。
試験条件は次の通りである。
内圧：２３０ｋＰａ
荷重：８．８２ｋＮ（正規荷重の１５０％）
速度：１００km／Ｈ
テストの結果を表２に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて、転がり抵抗性能を維持しつつ、有意に耐クラック性能を向上していることが確認できる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２Ｇ トレッドゴム
２ｎ トレッド外面
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
７Ｓ 外側ベルトプライ
７ｔ 外側ベルトプライのタイヤ軸方向の外端
９ キャップゴム部
１０ ベースゴム部
１０ｔ ベースゴム部のタイヤ軸方向の外端
１２ ショルダー横溝
１２ａ ショルダー横溝の溝底面
Ｔｅ 接地端

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内側に配された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層と、前記ベルト層の外側に配されたトレッドゴムとを含む空気入りタイヤであって、
   前記トレッドゴムは、トレッド外面に露出してトレッド幅方向に延在するキャップゴム部と、このキャップゴム部のタイヤ半径方向内方に配されかつ前記キャップゴム部よりも低発熱性のゴムからなるベースゴム部とを含み、
   正規リムに装着されかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、
   前記ベースゴム部のタイヤ軸方向の外端は、前記ベルト層の最も外側に配された外側ベルトプライのタイヤ軸方向の外端からタイヤ軸方向内側に５〜２０mmの位置に設けられ、
   前記キャップゴム部には、前記外側ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向内側の位置からタイヤ軸方向外側にのびるショルダー横溝がタイヤ周方向に隔設され、
   該ショルダー横溝の溝底面と前記外側ベルトプライの前記外端との間の最小ゴム厚さＬ１が１．０〜２．５mmであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ベースゴム部のタイヤ軸方向長さは、前記キャップゴム部のタイヤ軸方向長さの７０〜８５％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記べースゴム部の前記外端は、前記ショルダー横溝のタイヤ半径方向の内方領域よりもタイヤ軸方向内側に設けられる請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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