JP2013241056A

JP2013241056A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2013241056A
Application number: JP2012114694A
Authority: JP
Inventors: Soichi Takahashi; 聡一高橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: JP5992204B2

Abstract

【課題】トレッドが、硬度が相互に異なる２以上の領域からなるタイヤであって、操縦安定性能と乗心地性能を共に向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ内側とタイヤ外側のいずれか一方の領域が単層構造を有し、他方の領域が２層構造を有しているものとする。単層構造をなす領域は、その部分と硬度が異なるクッションゴム層又は補強ゴム層を備えたものとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくはトレッド部のトレッドゴムが相互に硬度の異なる複数の領域によって形成された空気入りタイヤに関するものである。

タイヤの操縦安定性能、乗心地性能、制動性能等の各種性能の向上のために、トレッド部を組成や硬さの異なる２種以上の材料で構成することが、従来から行われている。

例えば、特許文献１には、硬さが互いに異なるベーストレッドとキャップトレッドとを積層したトレッド構造において、トレッドと路面との間の摩擦力向上のために、ベーストレッドとキャップトレッドとの間に、これらより硬い分離層を介在させることが開示されている。

また、特許文献２には、内側トレッドに耐発熱性及び耐摩耗性の高いゴム材を用い、外側トレッドに高グリップ性のゴム材を用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、その内側トレッド部の寸法等を規定することにより、耐発熱性や耐摩耗性を低下させずに、コーナリング時のグリップ性等を向上させることが開示されている。

また、特許文献３には、タイヤに対する相反する要請にも適合できるように、トレッドゴムを特性の異なる領域によって形成し、それらの領域を例えば非対称に設けることが開示されている。

このように、タイヤのトレッドを硬度の異なる複数の領域からなるものとすることは公知であり、ベース層の上に特性の異なる領域を非対称に配したキャップ層を形成することも行われているが、このような構成を有する従来のトレッドでは、ベース層とキャップ層の硬度差や配合差によって、操縦安定性や乗心地性能が悪化する傾向が見られた。

特開２００１−８０３１４号公報特許第２９１２４３７号公報特開２００２−１１４００８号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、トレッドが相互に硬度の異なる複数の領域からなる空気入りタイヤであって、操縦安定性能と乗心地性能を共に向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、トレッドが、硬度が相互に異なる２以上の領域からなるタイヤであって、上記の課題を解決するために、タイヤ内側とタイヤ外側のいずれか一方の領域が単層構造を有し、他方の領域が２層構造を有しているものとする。

上記本発明の空気入りタイヤにおいては、単層構造をなす領域がタイヤの外側に配され、かつその単層構造をなす領域のゴム硬度が、２層構造をなす領域のいずれの層のゴム硬度よりも高いものとすることができる。

その場合において、単層構造をなす領域が、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かう方向に広がるクッションゴム層を備え、このクッションゴム層は、単層構造をなす領域よりもゴム硬度が低く、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かうにつれて接地面から離れてタイヤ中心側に近接し、かつ厚みが薄くなっていくものとすることが好ましい。このクッションゴム層は、トレッドのセンター部でトレッドの接地面に貫通する部分を有し、かつトレッドのショルダー側端部でトレッドの底面に貫通する部分を有するものとすることができる。そのクッションゴム層のトレッドの接地面に貫通する部分の接地幅Ｗ_２は、トレッドの接地幅Ｗ_１の１／１０以下であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、あるいは、単層構造をなす領域がタイヤの内側に配され、かつその単層構造をなす領域のゴム硬度が、２層構造をなす領域のいずれの層の硬度よりも低いものとすることもできる。

その場合において、単層構造をなす領域は、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かう方向に広がる補強ゴム層を備え、この補強ゴム層は、単層構造をなす領域よりもゴム硬度が高く、領域のセンター部からショルダー側端部に向かうにつれてタイヤ中心側から離れて接地面側に近接し、かつ厚みが厚くなっていくものとすることが好ましい。この補強ゴム層は、トレッドのセンター部でトレッドの底面に貫通する部分を有し、かつトレッドのショルダー側端部でトレッド接地端面に貫通する部分を有するものとすることができる。

本発明によれば、従来のベース層の上に特性の異なる領域を非対称に配したキャップ層が形成されたトレッドの有していた、操縦安定性能や乗心地性能の問題点が解決される。すなわち、タイヤ外側か内側のいずれか一方を単層構造をなす部分、他方を２層構造をなす部分とすることにより、単層構造をなす部分の剛性または接地性を向上させ、よって操縦安定性能及び乗心地性能を共に向上させることができる。

また、単層構造をなす部分に所定の要件を満たすクッションゴム層又は補強ゴム層を配置することにより、上記両性能をより向上させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。従来の空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。従来の他の空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。従来の他の空気入りタイヤのトレッド部の模式断面図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。なお、全図において左側がタイヤの内側、すなわち車体に装着された際の車体側を示し、右側がタイヤの外側を示すものとする。

図１は、単層構造をなす領域３がタイヤの外側に配され、２層構造をなす領域１，２が内側に配された実施形態を示している。領域３のゴム硬度は、領域１，２のゴム硬度よりも高い。領域１と領域２のゴム硬度は、どちらを高くすることもできる。

このように、単層構造をなす領域を高硬度にし、かつ外側に配置することにより、この単層で高硬度なゴム領域によりコーナリングパワーを向上させることができ、結果として操縦安定性能の向上を図ることが可能となる。かつ、内側が低硬度であるため、乗心地性能も維持することが可能となる。

本発明でゴム硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験機（タイプＡ）により２５℃で測定した硬度をいうものとする。硬度の調整は、公知の方法でゴム組成物の配合に変化を加えることにより行うことができる。領域１，２と領域３の硬度差は３°〜１０°の範囲であることが好ましい。また、領域１と領域２の硬度差は２°〜１０°の範囲であることが好ましい。具体的な硬度としては、領域１，２の硬度は６０°〜８０°の範囲であることが好ましく、領域３の硬度は６５°〜８５°の範囲であることが好ましい。

また、図１は模式断面図であり、各領域の断面形状は本明細書に記載している以外は適宜決定すればよいが、それらの断面積は２層構造をなす領域１，２の合計断面積と単層構造をなす領域３の断面積との比が２：３〜３：２（すなわち、領域１，２の合計断面積中の単層構造をなす領域３の断面積の割合が４０〜６０％）の範囲であるのが好ましく、上層領域１と下層領域２の断面積の比は９：１〜７：３（すなわち、領域１，２の合計断面積中の領域１の断面積の割合が７０〜９０％）の範囲であるのが好ましい。但し、後述するクッションゴム層の断面積は無視するものとする。また、２層構造をなす領域１，２と単層構造をなす領域３とを仕切る境界線がトレッド表面となす角度は、６０度〜１２０度の範囲であるのが好ましい。これらは、以下に記載する図２〜４に示された実施形態についても同様である。

上記実施形態のタイヤには、図２〜４に示すように、単層構造をなす領域３に、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かう方向に広がるクッションゴム層４，５，６をそれぞれ設けることができる。ここでトレッドのセンター部とは、センター中心から両ショルダー端部に向かって広がる、接地幅Ｗ_１の１０％の幅を有する領域をいうものとする。

クッションゴム層４，５，６は、単層構造をなす領域３よりもゴム硬度が低く、図２〜４に示すように、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かうにつれて接地面から離れてタイヤ中心側（軸側）に近接し、かつ厚みが薄くなっていくものとすることが好ましい。

このように高硬度の単層構造をなす部分に低硬度のクッションゴム層を設けることにより、高硬度の単層構造をなす部分によるコーナリングパワーでの優位性を維持しながら、乗心地性能を向上させることができる。またこのクッションゴム層の形状及び配置を、接地性が必要なタイヤ内側では接地面側に配置し、かつゴム厚みを厚くし、硬さが必要なショルダー側では、タイヤ中心側に配置し、かつゴム厚みを薄くすることにより、上記効果をより大きくすることができる。このクッションゴム層の傾斜の程度は、領域３の全体の厚みを１００とした場合の接地面からゴム層上面までの深さで表すと、トレッドセンター部で０〜４０の範囲であり、トレッドショルダー端部において６０〜１００の範囲であることが好ましい。また、クッションゴム層の厚みは、厚みが最大である部分、すなわち上記の通り通常はセンター部において０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。

上記クッションゴム層は、図３，４に示すように、トレッドのセンター部でトレッドの接地面に貫通する部分を有するものとすることができる。また、図３に示すようにトレッドのショルダー側端部でトレッドの底面に貫通する部分を有するものとすることができる。このように、トレッドセンター部側とショルダー端部側とでクッションゴムの配置を大きく変更することにより、トレッドセンター部側では接地性を向上させて、ショルダー側端部では剛性を高めることが可能となり、操縦安定性能と乗心地性能のバランスがより優れたものとなる。

但し、そのクッションゴム層のトレッドの接地面に貫通する部分の接地幅Ｗ_２は、上記操縦安定性能と乗心地性能のバランス向上の点から、の向上トレッドの接地幅Ｗ_１の１／２０以上、１／１０以下であることが好ましい。

また、図４に示されたように、クッションゴム層のトレッド接地面に貫通する部分が鉛直方向に設けられている場合、その鉛直方向部分の長さＬは０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。

以上、単層構造をなす領域３がタイヤの外側に配される実施形態について説明したが、本発明では、図５に示されたように、単層構造をなす領域９がタイヤの内側に配され、２層構造をなす領域７，８がタイヤの外側に配され、領域９のゴム硬度を領域７，８のいずれのゴム硬度よりも低くした実施形態をとることもできる。

このように、単層構造をなす領域９をより低硬度にし、かつ内側に配置した場合、単層で低硬度なゴムにより接地性を向上させることが可能となり、結果として乗心地性能の向上を図ることが可能となる。かつ外側がより高硬度であるため、操縦安定性能も維持することができる。

図５も模式断面図であり、各領域の断面形状は本明細書に記載している以外は適宜決定すればよいが、それらの断面積は２層構造をなす領域７，８の合計断面積と単層構造をなす領域９の断面積との比が２：３〜３：２（すなわち、領域７，８の合計断面積中の単層構造をなす領域の断面積の割合が４０〜６０％）の範囲であるのが好ましく、上層領域７と下層領域８の断面積の比は９：１〜７：３（すなわち、領域７，８の合計断面積中の領域７の断面積の割合が７０〜９０％）の範囲であるのが好ましい。但し、クッションゴム層の断面積は無視するものとする。また、２層構造をなす領域７，８と単層構造をなす領域９とを仕切る境界線がトレッド表面となす角度は、６０度〜１２０度の範囲であるのが好ましい。これらは、以下に記載する図６，７に示された実施形態についても同様である。

本実施形態では、図６，７に示すように、単層構造をなす領域９は、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かって伸びる補強ゴム層１０，１１を設けることができる。この補強ゴム層１０，１１は、単層構造をなす領域９よりもゴム硬度が高く、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かうにつれてタイヤ中心軸側から離れて接地面側に近接し、かつ厚みが厚くなっていくものとすることが好ましい。

この補強ゴム層１０，１１の傾斜の程度は、領域９の全体の厚みを１００とした場合の接地面からゴム層上面までの深さで表すと、トレッドショルダー端部において０〜４０の範囲であり、トレッドセンター部で６０〜１００の範囲であることが好ましい。また、補強ゴム層の厚みは、厚みが最大である部分、すなわち上記の通り通常はショルダー部において０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。

単層構造をなす領域に高硬度の補強ゴム層を上記のように配置することにより、低硬度で単層構造をなす領域の接地性を維持しながら、高硬度の補強ゴム層により操縦安定性能を向上させることができる。また、この補強ゴム層の厚みを、接地性が必要なトレッドセンター部側で薄くし、硬さが必要なショルダー端部側では厚くすることにより、上記効果をより大きくすることができる。

この補強ゴム層は、図７に示すように、トレッドのセンター部でトレッドの底面に貫通する部分を有し、かつトレッドのショルダー側端部でトレッド接地端面に貫通する部分を有するものとすることができる。このように、トレッドセンター部側とショルダー端部側とで補強ゴムの配置を大きく変更することによって、センター部側では接地性を向上させて、ショルダー側端部側では剛性を高めることが可能となり、操縦安定性能と乗心地性能とのバランスをより向上させることができる。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下で示す配合割合は、特にことわらない限り質量基準（「質量部」、「質量％」等）とする。

［実施例１〜４］
表１に示すトレッド構造を有するテストタイヤ（２０５／５５Ｒ１６）を作成し、テスト車両（２０００ｃｃＦＦ車）で乗心地性能、ドライ操縦安定性能を評価した。評価は比較例１を４として、７段階の官能評価を行った。結果を表１に示す。また、図に示した各領域の硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験機（タイプＡ）により２５℃で測定）を表３に示す。

［実施例５〜７］
表２に示すトレッド構造を有するテストタイヤ（２０５／５５Ｒ１６）を作成し、テスト車両（２０００ｃｃＦＦ車）で乗心地性能、ドライ操縦安定性能を評価した。評価は比較例３を４として、７段階の官能評価を行った。結果を表２に示す。また、図に示した各領域の硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験機（タイプＡ）により２５℃で測定）を表３に示す。

なお、図８〜１０に示す比較例１，２，３のタイヤのベース部（１３，１６，１９）とキャップ部（１２と１４，１５と１７，１８）との断面積比はそれぞれ２：８である。また、図８，９に示す比較例１，３の領域１２と領域１４、領域１５と領域１７の断面積比はそれぞれ１：１である。

表１，２に示された結果から、実施例の空気入りタイヤは、従来のベース層の上に単一のキャップ層を形成した比較例２や、ベース層の上に特性の異なる領域を非対称に配したキャップ層を形成した構造の比較例１，３と比較して乗心地性能及びドライ操縦安定性能が優れ、クッションゴム層又は補強ゴム層を設けることによりその効果を一層向上させることが可能であることが分かる。

本発明のタイヤは乗用車等用の他、各種自動車用のタイヤとして用いられる。

４，５，６……クッションゴム層
１０，１１……補強ゴム層

Claims

トレッドが、硬度が相互に異なる２以上の領域からなるタイヤであって、タイヤ内側とタイヤ外側のいずれか一方の領域が単層構造を有し、他方の領域が２層構造を有していることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記単層構造をなす領域がタイヤの外側に配され、かつその単層構造をなす領域のゴム硬度が、２層構造をなす領域のいずれの層のゴム硬度よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記単層構造をなす領域が、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かう方向に広がるクッションゴム層を備え、このクッションゴム層は、前記単層構造をなす領域よりもゴム硬度が低く、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かうにつれて接地面から離れてタイヤ中心軸側に近接し、かつ厚みが薄くなっていくことを特徴とする、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記クッションゴム層がトレッドのセンター部でトレッドの接地面に貫通する部分を有し、かつトレッドのショルダー側端部でトレッドの底面に貫通する部分を有することを特徴とする、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記クッションゴム層のトレッドの接地面に貫通する部分の接地幅Ｗ_２が、トレッドの接地幅Ｗ_１の１／１０以下であることを特徴とする、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
前記単層構造をなす領域がタイヤの内側に配され、かつその単層構造をなす領域のゴム硬度が、２層構造をなす領域のいずれの層の硬度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記単層構造をなす領域が、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かう方向に広がる補強ゴム層を備え、この補強ゴム層は、前記単層構造をなす領域よりもゴム硬度が高く、トレッドのセンター部からショルダー側端部に向かうにつれてタイヤ中心軸側から離れて接地面側に近接し、かつ厚みが厚くなっていくことを特徴とする、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
前記補強ゴム層がトレッドのセンター部でトレッドの底面に貫通する部分を有し、かつトレッドのショルダー側端部でトレッド接地端面に貫通する部分を有することを特徴とする、請求項７に記載の空気入りタイヤ。