JP2013052756A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ハイスピード性能及びロードノイズ性能の低下を抑制しつつ、トレッドの溝のクラックの発生が抑制されたタイヤの提供。
【解決手段】空気入りタイヤ２は、トレッド面２０に、周方向に延びる溝２２が形成されている。このトレッド４は、センター領域Ｃと、一対のショルダー領域Ｓとを備えている。このショルダー領域Ｓの硬度Ｈｓは、センター領域Ｃの硬度Ｈｃより大きくされている。このベルト１２の内側層３０と外側層３２とのそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなっている。この外側層３２のサイド部のコードの傾斜角αｓは、センター部のコードの傾斜角度αｃより大きくされている。傾斜角度αｓと傾斜角度αｃと差αｓ−αｃは、２°以上５°以下である。この外側層３２の軸方向の幅Ｗとこのセンター部の軸方向の幅Ｗｃとの比Ｗｃ／Ｗが０．３０以上０．６０以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤには、所定の内圧で空気が充填される。空気が充填されたタイヤは、内圧を受けて膨張する。空気が充填されたタイヤのトレッドに、応力が作用する。一般に、トレッド面には、トレッドパターンが形成されている。このトレッドパターンは、スリップを防止する。トレッドパターンは、複数の溝により形成される。

タイヤに空気が充填されると、トレッド面の溝の底で応力集中が発生しやすい。この溝底では、歪みが生じやすい。この歪みは、タイヤの耐オゾン性能を低下させる。耐オゾン性能の低下は、溝の底に微小クラックを発生させる要因となる。この微小クラックは、溝の底のクラックを成長させる要因となる。

特開平１−１０１２０３公報及び特開平１０−１４７１１０公報には、操縦安定性と乗心地性能とをバランス良く改善することを目的に、ベルトコードの傾斜角度がセンター領域よりショルダー領域で大きくされたタイヤが開示されている。

特開平１−１０１２０３公報 特開平１０−１４７１１０公報

タイヤに空気が充填されると、トレッドのセンター領域がショルダー領域より半径方向に成長し易い。このため、ショルダー領域の溝で、特に大きな応力が作用し易い。ショルダー領域で大きな歪みが発生し易い。トレッドの周方向に延びる溝で大きな歪みが発生し易い。

前述の、特開平１−１０１２０３公報及び特開平１０−１４７１１０公報のタイヤでは、その構成の目的は相違するが結果として、ショルダー領域が半径方向に成長し易い構成となっている。これらのタイヤでも、空気が充填されたときに、ショルダー領域の溝の歪みが緩和され得る。

このベルトコードの傾斜角度をショルダー領域で大きくしたタイヤは、トレッド全体として半径方向に成長し易いので、ハイスピード性能が低下し易い。このタイヤでは、ショルダー領域でベルトの剛性が低下する。ショルダー領域に位置するベルトの微振動は、ロードノイズを発生させる。このタイヤでは、走行中にロードノイズが発生し易い。

本発明の目的は、ハイスピード性能及びロードノイズ性能の低下を抑制しつつ、トレッドの溝のクラックの発生が抑制されたタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの内側に位置するカーカスと、トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトとを備えている。このトレッド面に、周方向に延びる溝が形成されている。このトレッドは、架橋ゴムからなっている。このトレッドは、軸方向中央に位置するセンター領域と、このセンター領域の軸方向外側に位置する一対のショルダー領域とを備えている。このショルダー領域の硬度Ｈｓは、センター領域の硬度Ｈｃより大きくされている。このベルトは、内側層と、この内側層の半径方向外側に積層される外側層とを備えている。この内側層と外側層とのそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなっている。この各コードは、赤道面に対して傾斜して延びている。内側層のコードの傾斜方向と外側層のコードの傾斜方向とは、赤道面に対して逆になっている。この内側層又は外側層のいずれか一方の層は、軸方向中央に位置するセンター部と、センター部の軸方向外側に位置する一対のサイド部とを備えている。このサイド部のコードの傾斜角αｓは、センター部のコードの傾斜角度αｃより大きくされている。傾斜角度αｓと傾斜角度αｃと差αｓ−αｃは、２°以上５°以下である。この一方の層の軸方向の幅Ｗとこのセンター部の軸方向の幅Ｗｃとの比Ｗｃ／Ｗが０．３０以上０．６０以下である。

好ましくは、上記周方向に延びる溝は、ショルダー領域のトレッド面に形成されている。好ましくは、上記傾斜角度αｓと傾斜角度αｃと差αｓ−αｃは、２°を越えている。好ましくは、上記硬度Ｈｓと硬度Ｈｃとの差Ｈｓ−Ｈｃは、２以上５以下である。

好ましくは、上記トレッドのセンター領域の幅Ｔｃと、上記センター部の幅Ｗｃとの比Ｔｃ／Ｗｃが０．９以上１．１以下である。

本発明に係る空気入りタイヤでは、トレッド面の溝の歪みの発生が抑制されている。このタイヤでは、トレッド面の溝のクラックの成長が抑制される。更に、このタイヤでは、ハイスピード性能及びロードノイズ性能の低下が抑制されている。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部の断面が示された概念図である。 図２は、図１のベルトの一部が示された説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、インナーライナー１６及びチェーファー１８を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着される。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面２０を備えている。このトレッド面２０は、路面と接地する。トレッド面２０には、溝２２ｃ及び溝２２ｓが刻まれている。この溝２２ｃ及び溝２２ｓにより、トレッドパターンが形成されている。この溝２２ｃ及び溝２２ｓは、周方向に延びている。この溝２２ｃ及び溝２２ｓは、周方向にトレッド面２０を一周している。ここでは、溝２２ｃ及び溝２２ｓが例示されて説明がされるが、更に他の溝が形成されていても良い。

このトレッド４は、軸方向中央に位置するセンター領域Ｃとセンタ領域Ｃの軸方向外側に位置する一対のショルダー領域Ｓとを備えている。このタイヤ２では、センター領域Ｃに溝２２ｃが形成されている。ショルダー領域Ｓに溝２２ｓが形成されている。図１の一点鎖線Ｌ１は、このセンター領域Ｃとショルダー領域Ｓとの境界線を示している。点Ｐ１は、この境界線Ｌ１とベルト１２との交点を示している。両矢印Ｔｃは、この軸方向一方の点Ｐ１から図示されない他方の点Ｐ１までのセンター領域Ｃの幅を示している。このセンター領域Ｃの幅Ｔｃは、図１に示される断面において、ベルト１２の外周面に沿って測られる。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア２４と、このコア２４から半径方向外向きに延びるエイペックス２６とを備えている。コア２４は、リング状である。コア２４は、非伸縮性ワイヤーが巻かれてなる。典型的には、コア２４にスチール製ワイヤーが用いられる。エイペックス２６は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２６は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、カーカスプライ２８からなる。カーカスプライ２８は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。カーカスプライ２８は、コア２４の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。

図示されていないが、カーカスプライ２８は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。このラジアル構造は例示であって、バイアス構造のカーカスが採用されてもよい。

インナーライナー１６は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１６は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１６には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１６は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。チェーファー１８は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１８がリムと当接する。チェーファー１８は、通常は布とこの布に含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファーが用いられてもよい。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側層３０及び外側層３２からなる。内側層３０は、軸方向において一方の軸方向端３０ａから図示されない他方の軸方向端３０ａまで延在している。この軸方向端３０ａは、軸方向においてトレッド端３４の近傍に位置している。

内側層３０は、並列された多数のコード３６とトッピングゴム３８とからなっている。内側層３０の各コード３６は、赤道面ＣＬに対して傾斜している。図２の両矢印αａは、赤道面ＣＬとコード３６の延びる方向とのなす角度を示している。このαａは、コード３６の傾斜角度である。傾斜角度αａは、例えば１０°以上３５°以下である。コード３６の好ましい材質は、スチールである。コード３６に、有機繊維が用いられてもよい。

外側層３２は、軸方向において一方の軸方向端３２ａから図示されない他方の軸方向端３２ａまで延在している。この軸方向端３２ａは、軸方向においてトレッド端３４の近傍に位置している。外側層３２は、軸方向中央に位置するセンター部３２ｃと、センター部３２ｃの軸方向外側に位置する一対のサイド部３２ｓとを備えている。

図２の両矢印Ｗは、外側層３２の軸方向の幅を示している。両矢印Ｗｃは、この外側層３２のセンター部３２ｃの幅を示している。外側層３２は、並列された多数のコード４０とトッピングゴム４２とからなっている。内側層３０のコード３６の傾斜方向と外側層３２のコード４０の傾斜方向とは、赤道面ＣＬに対して逆である。このコード３６とコード４０とがクロスして、大きな補強効果が得られている。

外側層３２の各コード４０は、センター部３２ｃに位置するコード４０ｃとサイド部３２ｓに位置するコード４０ｓとからなる。図２の両矢印αｃは、赤道面ＣＬとコード４０ｃの延びる方向とのなす角度を示している。このαｃは、コード４０ｃの傾斜角度である。この傾斜角度αｃは、例えば、１０°以上３５°以下であり、その傾斜方向は、コード３６と赤道面ＣＬに対して対称である。

図２の一点鎖線Ｌ２は、赤道面ＣＬに平行に延びる直線を示している。両矢印αｓは、この直線Ｌ２とコード４０ｓの延びる方向とのなす角度を示している。このαｓは、コード４０ｓの傾斜角度である。この傾斜角度αｓは、例えば、１５°以上４０°以下である。

このセンター部３２ｃに位置するコード４０ｃとサイド部３２ｓに位置するコード４０ｓとは、赤道面ＣＬに対して同じように傾斜している。この傾斜角度αｃの大きさと傾斜角度αｓの大きさとは異なっている。コード４０は、コード４０ｃとコード４０ｓとの間で屈曲している。この傾斜角度αｓは傾斜角度αｃより大きくされている。

このタイヤ２では、傾斜角度αｓが傾斜角度αｃより大きいので、外側層３２のセンター部３２ｃよりサイド部３２ｓの剛性が低い。このタイヤ２は、トレッド４のショルダー領域Ｃが半径方向に成長しやすい。これにより、トレッド４のショルダー領域Ｓに発生する応力及び歪みが緩和されている。ショルダー領域Ｓに位置する溝２２ｓの底部の歪みが緩和されている。この観点から、傾斜角度αｓと傾斜角度αｃとの差αｓ−αｃは、２°以上が好ましく、２°を越えることが更に好ましい。一方で、この差αｓ−αｃが大きいタイヤ２は、ロードノイズが発生しやすい。この観点から、この差αｓ−αｃは、４°以下が好ましい。

このタイヤ２では、ショルダー領域Ｓのゴム硬度Ｈｓは、センター領域Ｃのゴム高度Ｈｃより大きくされている。これにより、高速走行におけるショルダー領域Ｓの半径方向の成長が抑制されている。このタイヤ２は、ハイスピード性能の低下が抑制されている。この観点からゴム硬度Ｈｓとゴム硬度Ｈｃとの差Ｈｓ−Ｈｃは２以上が好ましく、３以上が更に好ましい。

一方で、ゴム硬度の差Ｈｓ−Ｈｃが小さいタイヤ２では、ロードノイズ性能の悪化が抑制される。この観点から差Ｈｓ−Ｈｃは５以下が好ましく、４以下が更に好ましい。

このトレッド４のセンター領域Ｃの内側に外側層３２のセンター部３２ｃが位置して、ショルダー領域Ｓの内側に外側層３２のサイド部３２ｓが位置している。これにより、このタイヤ２は、ハイスピード性能及びロードノイズ性能の低下が抑制されている。このトレッド４のセンター領域Ｃとショルダー領域Ｓとの境界の軸方向位置と、外側層３２のセンター部３２ｃとサイド部３２ｓとの境界の軸方向位置とは、一致していることが好ましい。この観点から、このトレッド４のセンター領域Ｃの幅Ｔｃと幅Ｗｃとの比Ｔｃ／Ｗｃは０．９以上１．１以下が好ましく、０．９５以上１．０５以下が更に好まく、１．０が特に好ましい。

ここでは、外側層３２がセンター部３２ｃとサイド部３２ｓとから構成されたが、内側層３０がセンター部とサイド部とから構成されてもよい。また、内側層３０と外側層３２との二層を備えるタイヤ２を例に説明がされたが、このベルトは２層以上の複数層であっても良い。本発明によれば、ショルダー領域Ｓの溝２２ｓに限られず、センター領域Ｃの溝２２ｃにおいても、歪みの均一化の効果を得られる。

本発明では、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、特に記載がない限り、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

この発明では、ゴム硬度は、「ＪＩＳ−Ｋ ６２５３」の規定に準拠して、２３°Ｃの条件下でタイプＡのデュロメータがタイヤ２に押しつけられて測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された構造を備えたタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「１７５／６０Ｒ１６」である。このタイヤのベルトは、内側層と外側層とからなっていた。この外側層のセンター部の傾斜角度αｃは２２°であり、サイド部の傾斜角度αｓは２５°であった。トレッドのセンター領域のゴム硬度は６５であり、ショルダー領域のゴム硬度は６８であった。この外側層の幅Ｗとセンター部の幅Ｗｃとの比Ｗｃ／Ｗは、０．４０であった。

［比較例１］
市販のタイヤが準備された。このタイヤのベルトは、内側層と外側層とからなっていた。この外側層のコードの傾斜角度は、軸方向一方端から他方端まで一様に２２°であった。このタイヤは単一のトレッドからなり、トレッドのゴム硬度は６５であった。

［実施例２から４及び比較例２］
ベルトの外側層のサイド部の傾斜角度αｓを表１に示すようにした他は、実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例５から７、比較例３及び４］
ベルトの外側層の比Ｗｃ／Ｗを表２に示すようにした他は、実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例８から１３及び比較例５］
トレッドのショルダー領域のゴム硬度を表３に示すようにした他は、実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［歪み測定］
実施例及び比較例のタイヤについて、空気が充填された状態で、歪み測定が実施された。この歪み測定では、タイヤが正規リムに組み込まれて、空気圧が２３０ｋＰａとされた。このタイヤのショルダー領域の周方向に延びる溝の底に、タイヤ周方向に沿って切込が入れられた。この切込の深さは２ｍｍとされ、その長さは８ｍｍとされた。この切込の開口の軸方向最大幅が測定された。この最大幅が下記表１から３の溝底歪の欄に記載されている。

［ハイスピード性能の評価］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を２８０ｋＰａとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、ＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠して、ステップスピード方式により、ハイスピード性能の評価がされた。このテストでは、段階的に走行速度を上昇させていき、タイヤが破壊したときの速度が測定された。この結果は、表１から３のハイスピード性能（Ｈ／Ｓ性能）の欄に指数として示されている。この指数は、比較例１を１００として、数値が大きいほど良好である。

［ロードノイズ性能の評価］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに内圧が２３０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤが、排気量が１５００ｃｃである乗用車に装着された。この乗用車を、粗度の高いアスファルト製路面の上で、５０ｋｍ／ｈの速度で走行させた。この走行時の、ドライバーの右耳の位置での音量を測定した。この音量の逆数が、下記の表１から３のロードノイズ性能（Ｒ／Ｎ性能）の欄に指数として示されている。この指数は比較例１を１００として、数値が大きいほど良好である。

表１から３に示されるように、実施例のタイヤでは、溝底の歪みが小さくなっている。実施例のタイヤは、ロードノイズ性能及びハイスピード性能の低下が抑制されている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明されたタイヤは、種々の車両に使用される空気入りタイヤに適用されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１６・・・インナーライナー
１８・・・チェーファー
２０・・・トレッド面
２２・・・溝
２４・・・コア
２６・・・エイペックス
２８・・・カーカスプライ
３０・・・内側層
３２・・・外側層
３４・・・トレッド端
３６・・・コード
３８・・・トッピングゴム
４０・・・コード
４２・・・トッピングゴム

Claims (5)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの内側に位置するカーカスと、トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトとを備えており、
   このトレッド面に周方向に延びる溝が形成されており、
   このトレッドが架橋ゴムからなっており、
   このトレッドが軸方向中央に位置するセンター領域とこのセンター領域の軸方向外側に位置する一対のショルダー領域とを備えており、
   このショルダー領域の硬度Ｈｓがセンター領域の硬度Ｈｃより大きくされており、
   このベルトが内側層とこの内側層の半径方向外側に積層される外側層とを備えており、
   この内側層と外側層とのそれぞれが並列された多数のコードとトッピングゴムとからなり、各コードが赤道面に対して傾斜して延びており、内側層のコードの傾斜方向と外側層のコードの傾斜方向とが赤道面に対して逆になっており、
   この内側層又は外側層のいずれか一方の層が軸方向中央に位置するセンター部とセンター部の軸方向外側に位置する一対のサイド部とを備えており、
   このサイド部のコードの傾斜角αｓがセンター部のコードの傾斜角度αｃより大きくされており、傾斜角度αｓと傾斜角度αｃと差αｓ−αｃが２°以上５°以下であり、
   この一方の層の軸方向の幅Ｗとこのセンター部の軸方向の幅Ｗｃとの比Ｗｃ／Ｗが０．３０以上０．６０以下である空気入りタイヤ。
2. 上記周方向に延びる溝がショルダー領域のトレッド面に形成されている請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記傾斜角度αｓと傾斜角度αｃと差αｓ−αｃが２°を越えている請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記硬度Ｈｓと硬度Ｈｃとの差Ｈｓ−Ｈｃが２以上５以下である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記トレッドのセンター領域の幅Ｔｃと上記センター部の幅Ｗｃとの比Ｔｃ／Ｗｃが０．９以上１．１以下である請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。

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