JP2020121606A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】タイヤの耐久性能を維持しつつタイヤの転がり抵抗を低減できる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】この空気入りタイヤ1は、カーカス層13と、カーカス層13の径方向外側に配置された一対の交差ベルト141、142と、キャップトレッド151およびアンダートレッド152を積層して成ると共に交差ベルト141、142の径方向外側に配置されたトレッドゴム15と、を備える。また、キャップトレッド151の60[℃]における損失正接tanδ_capが、アンダートレッド152の60[℃]における損失正接tanδ_utに対して、tanδ_ut<tanδ_capの関係を有する。また、センター陸部32、34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、ショルダー陸部31、35の接地領域におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shに対して1.20≦UT_ce/UT_sh≦2.50の関係を有する。【選択図】図3

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの耐久性能を維持しつつタイヤの転がり抵抗を低減できる空気入りタイヤに関する。
近年の空気入りタイヤでは、タイヤの接地特性を向上するために、トレッドゴムがトレッド面に露出してトレッド部の外表面を構成するキャップトレッドとキャップトレッドの下層に配置されたアンダートレッドとから成る二層構造を有している。かかる構造を採用する従来の空気入りタイヤとして、特許文献1に記載される技術が知られている。
特許第4260240号公報
この発明は、タイヤの耐久性能を維持しつつタイヤの転がり抵抗を低減できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置された一対の交差ベルトと、キャップトレッドおよびアンダートレッドを積層して成ると共に前記交差ベルトの径方向外側に配置されたトレッドゴムと、トレッド面に形成された一対のショルダー主溝および少なくとも1本のセンター主溝と、前記ショルダー主溝および前記センター主溝に区画されて成る一対のショルダー陸部および2列以上のセンター陸部とを備える空気入りタイヤであって、前記キャップトレッドの60[℃]における損失正接tanδ_capが、前記アンダートレッドの60[℃]における損失正接tanδ_utに対して、tanδ_ut<tanδ_capの関係を有し、且つ、前記センター陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_ceが、前記ショルダー陸部の接地領域における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_shに対して1.20≦UT_ce/UT_sh≦2.50の関係を有することを特徴とする。
この発明にかかる空気入りタイヤでは、(1)センター陸部のアンダートレッドが低い損失正接tanδ_utおよび厚い最大ゲージUT_ceを有するので、タイヤ転動時におけるトレッド部センター領域での発熱が抑制されて、タイヤの転がり抵抗が向上する。また、(2)ショルダー陸部のアンダートレッドが薄い最大ゲージUT_shを有するので、耐破壊性に優れたキャップトレッドのゲージが相対的に確保される。これにより、タイヤ転動時にて繰り返し歪みが大きく作用する、ショルダー陸部のクラックや欠損が抑制されて、タイヤの耐久性が向上する。これらにより、タイヤの転がり抵抗性能と耐久性能とが両立する利点がある。
図1は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図2は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図3は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッド部を示す断面図である。 図4は、図3に記載したトレッド部のショルダー陸部を示す拡大図である。 図5は、図3に記載したトレッド部のセンター陸部を示す拡大図である。 図6は、図1に記載した空気入りタイヤの製造方法を示す説明図である。 図7は、図2に記載したセンター陸部の面取サイプを示す説明図である。 図8は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
[空気入りタイヤ]
図1は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、タイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。また、同図は、空気入りタイヤの一例として、乗用車用ラジアルタイヤを示している。
同図において、タイヤ子午線方向の断面は、タイヤ回転軸(図示省略)を含む平面でタイヤを切断したときの断面として定義される。また、タイヤ赤道面CLは、JATMAに規定されたタイヤ断面幅の測定点の中点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面として定義される。また、タイヤ幅方向は、タイヤ回転軸に平行な方向として定義され、タイヤ径方向は、タイヤ回転軸に垂直な方向として定義される。また、点Tは、タイヤ接地端である。
また、車幅方向内側および車幅方向外側が、タイヤを車両に装着したときの車幅方向に対する向きとして定義される。また、タイヤ赤道面を境界とする左右の領域が、車幅方向外側領域および車幅方向内側領域としてそれぞれ定義される。また、空気入りタイヤが、車両に対するタイヤ装着方向を示す装着方向表示部(図示省略)を備える。装着方向表示部は、例えば、タイヤのサイドウォール部に付されたマークや凹凸によって構成される。例えば、ECER30(欧州経済委員会規則第30条)が、車両装着状態にて車幅方向外側となるサイドウォール部に車両装着方向の表示部を設けることを義務付けている。
空気入りタイヤ1は、タイヤ回転軸を中心とする環状構造を有し、一対のビードコア11、11と、一対のビードフィラー12、12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16、16と、一対のリムクッションゴム17、17とを備える(図1参照)。
一対のビードコア11、11は、スチールから成る1本あるいは複数本のビードワイヤを環状かつ多重に巻き廻して成り、ビード部に埋設されて左右のビード部のコアを構成する。一対のビードフィラー12、12は、一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を補強する。
カーカス層13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造あるいは複数枚のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、左右のビードコア11、11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。また、カーカス層13のカーカスプライは、スチールあるいは有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、80[deg]以上100[deg]以下のコード角度(タイヤ周方向に対するカーカスコードの長手方向の傾斜角として定義される。)を有する。
例えば、図1の構成では、カーカス層13が単一のカーカスプライから成る単層構造を有し、その巻き返し部132が本体部131の外周面に沿って延在してベルト層14に対してタイヤ幅方向にオーバーラップしている。また、カーカス層13の巻き返し部132の終端部が、後述するショルダー主溝21、24よりもタイヤ幅方向外側に位置している。
ベルト層14は、複数のベルトプライ141〜144を積層して成り、カーカス層13の外周に掛け廻されて配置される。ベルトプライ141〜144は、一対の交差ベルト141、142と、ベルトカバー143およびベルトエッジカバー144とを含む。
一対の交差ベルト141、142は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で15[deg]以上55[deg]以下のコード角度を有する。また、一対の交差ベルト141、142は、相互に異符号のコード角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの長手方向の傾斜角として定義される)を有し、ベルトコードの長手方向を相互に交差させて積層される(いわゆるクロスプライ構造)。また、一対の交差ベルト141、142は、カーカス層13のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
ベルトカバー143およびベルトエッジカバー144は、スチールあるいは有機繊維材から成るベルトカバーコードをコートゴムで被覆して構成され、絶対値で0[deg]以上10[deg]以下のコード角度を有する。また、ベルトカバー143およびベルトエッジカバー144は、例えば、1本あるいは複数本のベルトカバーコードをコートゴムで被覆して成るストリップ材であり、このストリップ材を交差ベルト141、142の外周面に対してタイヤ周方向に複数回かつ螺旋状に巻き付けて構成される。また、ベルトカバー143が交差ベルト141、142の全域を覆って配置され、一対のベルトエッジカバー144、144が交差ベルト141、142の左右のエッジ部をタイヤ径方向外側から覆って配置される。
トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部を構成する。また、トレッドゴム15は、キャップトレッド151と、アンダートレッド152と、左右のウイングチップ153、153とを備える。なお、トレッドゴム15の詳細については、後述する。
一対のサイドウォールゴム16、16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。例えば、図1の構成では、サイドウォールゴム16のタイヤ径方向外側の端部が、トレッドゴム15の下層に配置されてベルト層14とカーカス層13との間に挟み込まれている。しかし、これに限らず、サイドウォールゴム16のタイヤ径方向外側の端部が、トレッドゴム15の外層に配置されてバットレス部に露出しても良い(図示省略)。
一対のリムクッションゴム17、17は、左右のビードコア11、11およびカーカス層13の巻き返し部のタイヤ径方向内側からタイヤ幅方向外側に延在して、ビード部のリム嵌合面を構成する。
インナーライナ18は、タイヤ内腔面に配置されてカーカス層13を覆う空気透過防止層であり、カーカス層13の露出による酸化を抑制し、また、タイヤに充填された空気の洩れを防止する。また、インナーライナ18は、例えば、ブチルゴムを主成分とするゴム組成物、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂中にエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物などから構成される。
[トレッドパターン]
図2は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッド面を示す平面図である。同図は、サマータイヤのトレッド面を示している。同図において、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸周りの方向をいう。また、符号Tは、タイヤ接地端であり、寸法記号TWは、タイヤ接地幅である。
図2に示すように、空気入りタイヤ1は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝21〜24と、これらの周方向主溝21〜24に区画された複数の陸部31〜35とをトレッド面に備える。
主溝は、JATMAに規定されるウェアインジケータの表示義務を有する溝であり、4.0[mm]以上の溝幅および6.5[mm]以上の溝深さを有する。
溝幅は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、溝開口部における対向する溝壁間の距離として測定される。切欠部あるいは面取部を溝開口部に有する構成では、溝幅方向かつ溝深さ方向に平行な断面視におけるトレッド踏面の延長線と溝壁の延長線との交点を測定点として、溝幅が測定される。
溝深さは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、トレッド踏面から最大溝深さ位置までの距離として測定される。また、部分的な凹凸部やサイプを溝底に有する構成では、これらを除外して溝深さが測定される。
規定リムとは、JATMAに規定される「標準リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、JATMAにおいて、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧180[kPa]であり、規定荷重が規定内圧での最大負荷能力の88[%]である。
例えば、図2の構成では、空気入りタイヤ1が、タイヤ赤道面CLを境界とする左右非対称なトレッドパターンを有している。しかし、これに限らず、空気入りタイヤ1が、例えば、タイヤ赤道面CLを中心とする左右線対称なトレッドパターンを有しても良いし、タイヤ赤道面CL上に中心点をもつ略点対称なトレッドパターンを有しても良い(図示省略)。
また、図2の構成では、タイヤ赤道面CLを境界とする左右の領域が2本の周方向主溝21、22;23、24をそれぞれ有している。また、これらの周方向主溝21、22;23、24が、タイヤ赤道面CLを中心として、左右対称に配置されている。また、これらの周方向主溝21、22;23、24により、5列の陸部31〜35が区画されている。また、1つの陸部33が、タイヤ赤道面CL上に配置されている。
しかし、これに限らず、3本あるいは5本以上の周方向主溝が配置されても良いし、周方向主溝がタイヤ赤道面CLを中心として左右非対称に配置されても良い(図示省略)。また、1つの周方向主溝がタイヤ赤道面CL上に配置されても良い(図示省略)。
また、タイヤ赤道面CLを境界とする1つの領域に配置された周方向主溝21、22;23、24のうち、タイヤ幅方向の最も外側にある周方向主溝21、24をショルダー主溝として定義し、他の周方向主溝22、23をセンター主溝として定義する。
例えば、図2の構成では、タイヤ赤道面CLからショルダー主溝21(24)の溝中心線までの距離Dg1が、タイヤ接地幅TWの26[%]以上32[%]以下の範囲にある。また、タイヤ赤道面CLからセンター主溝22(23)の溝中心線までの距離Dg2が、タイヤ接地幅TWの8[%]以上12[%]以下の範囲にある。
溝中心線は、左右の溝壁間の距離の中点を接続した仮想線として定義される。主溝の溝中心線がジグザグ形状あるいは波状形状を有する場合には、溝中心線の左右の最大振幅位置の中点を通りタイヤ周方向に平行な直線を測定点として、溝中心線までの距離が定義される。
タイヤ接地幅TWは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に静止状態にて平板に対して垂直に置いて規定荷重に対応する負荷を付与したときのタイヤと平板との接触面におけるタイヤ軸方向の最大直線距離として測定される。
タイヤ接地端Tは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に静止状態にて平板に対して垂直に置いて規定荷重に対応する負荷を加えたときのタイヤと平板との接触面におけるタイヤ軸方向の最大幅位置として定義される。
また、ショルダー主溝21、24に区画されたタイヤ幅方向外側の陸部31、35をショルダー陸部として定義する。ショルダー陸部31、35は、タイヤ幅方向の最も外側の陸部であり、タイヤ接地端T上に位置する。他の陸部32〜35をセンター陸部として定義する。なお、図2のような4本の周方向主溝21〜24を備える構成では、一対のショルダー陸部31、35と、3列のセンター陸部32〜34とが定義される。
[トレッドゴム]
図3は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッド部を示す断面図である。同図は、タイヤ赤道面CLを境界とする片側領域を示している。図4は、図3に記載したトレッド部のショルダー陸部を示す拡大図である。図5は、図3に記載したトレッド部のセンター陸部を示す拡大図である。なお、図4および図5は、車幅方向外側領域のショルダー陸部31およびセンター陸部32の断面図をそれぞれ示している。一方で、車幅方向外側領域におけるトレッド部の断面構造は、トレッドパターンの溝、切欠部およびサイプの構成(図2参照)を除いて車幅方向内側領域の断面構造に対して左右対称であるため、その説明を省略する。
図1の構成では、上記のように、トレッドゴム15は、キャップトレッド151と、アンダートレッド152と、左右のウイングチップ153、153とを備える。
キャップトレッド151は、接地特性および耐候性に優れるゴム材料から成り、タイヤ接地面の全域に渡ってトレッド面に露出して、トレッド部の外表面を構成する。また、キャップトレッド151の損失正接tanδ_capが0.10以上0.30以下の範囲にある。また、キャップトレッド151のゴム硬さHs_capが55以上70以下の範囲にある。
損失正接tanδは、(株)東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度60[℃]、剪断歪み10[%]、振幅±0.5[%]および周波数20[Hz]の条件で測定される。
ゴム硬さHsは、JIS K6253に準拠して測定される。
アンダートレッド152は、キャップトレッド151よりも低硬度かつ耐熱性に優れるゴム材料から成り、キャップトレッド151とベルト層14との間に挟み込まれて配置されて、トレッドゴム15のベース部分を構成する。また、アンダートレッドの損失正接tanδ_utが0.10未満である。
また、アンダートレッドの損失正接tanδ_utが、キャップトレッド151の損失正接tanδ_capよりも小さいことが好ましい(tanδ_ut<tanδ_cap)。具体的には、キャップトレッド151の損失正接tanδ_capとアンダートレッドの損失正接tanδ_utとの差が、0.02以上であることが好ましい。
また、アンダートレッドのゴム硬さHs_utが50以上65以下の範囲にあることが好ましい。また、アンダートレッドのゴム硬さHs_utが、キャップトレッド151のゴム硬さHs_capよりも小さいことが好ましい(Hs_ut<Hs_cap)。また、キャップトレッド151のゴム硬さHs_capとアンダートレッドのHs_utとの差が、4以上であることが好ましい。
ウイングチップ153は、キャップトレッド151のタイヤ幅方向の左右の端部にそれぞれ配置されて、タイヤのバットレス部を構成する。
また、図3において、ショルダー主溝21を挟んで隣り合う一組のショルダー陸部31およびセンター陸部32に着目する。このとき、センター陸部32におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、ショルダー陸部31の接地領域におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shに対して1.20≦UT_ce/UT_sh≦2.50の関係を有することが好ましく、0.10≦UT_ce/UT_sh≦0.40の関係を有することがより好ましい。したがって、アンダートレッド152のゲージが、センター陸部32にて相対的に厚く、ショルダー陸部31にて相対的に薄く設定される。
トレッド部におけるゴムゲージは、トレッド踏面に垂直な仮想線上にて測定される。
例えば、図3の構成では、アンダートレッド152の厚さが、ショルダー陸部31のショルダー主溝21側のエッジ部の近傍にて最大ゲージUT_shをとり、また、センター陸部32の中央部にて最大ゲージUT_ceをとる。そして、ショルダー陸部31の接地領域におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shが、センター陸部32におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceよりも小さくなるように設定されている。
また、図1および図2の構成では、車幅方向内側領域のショルダー陸部35が、周方向細溝351をさらに有する点で、車幅方向外側領域のショルダー陸部31に対して異なる溝構成を備える。しかしながら、トレッド部の断面構造は、トレッドパターンの溝、切欠部およびサイプの構成(図2参照)を除いて車幅方向の外側領域と内側領域とで左右対称である。また、図1に示すように、左右のショルダー陸部31、35におけるアンダートレッド152の最大ゲージが、すべてのセンター陸部32〜34におけるアンダートレッド152の最大ゲージよりも小さく設定されている。しかし、これに限らず、ショルダー主溝21;24を挟んで隣り合う一組のショルダー陸部31;35およびセンター陸部32、34にて、上記したキャップトレッド151の最大ゲージUT_ceとアンダートレッド152の最大ゲージUT_shとの関係が満たされればよい。
上記の構成では、(1)センター陸部32、34のアンダートレッド152が低い損失正接tanδ_utおよび厚い最大ゲージUT_ceを有するので、タイヤ転動時におけるトレッド部センター領域での発熱が抑制されて、タイヤの転がり抵抗が向上する。また、(2)ショルダー陸部31、35のアンダートレッド152が薄い最大ゲージUT_shを有するので、耐破壊性に優れたキャップトレッド151のゲージが相対的に確保される。これにより、タイヤ転動時にて繰り返し歪みが大きく作用する、ショルダー陸部31、35のクラックや欠損が抑制されて、タイヤの耐久性が向上する。これらにより、タイヤの転がり抵抗性能と耐久性能とが両立する。
また、ショルダー陸部31におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shが、最大ゲージUT_shの測定点におけるトレッドゴム15のトータルゲージGa_shに対して0.08≦UT_sh/Ga_shの関係を有することが好ましく、0.10≦UT_sh/Ga_shの関係を有することがより好ましい。比UT_sh/Ga_shの上限は特に限定がないが、他の条件(特に、後述する仮想線Lwとの関係)により制約を受ける。また、アンダートレッド152の最大ゲージUT_shが、0.6[mm]≦UT_sh≦4.6[mm]の範囲にあることが好ましい。
また、センター陸部32〜34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、最大ゲージUT_ceの測定点におけるトレッドゴム15のトータルゲージGa_ceに対して0.20≦UT_ce/Ga_ceの関係を有することが好ましく、0.10≦UT_ce/Ga_ceの関係を有することがより好ましい。比UT_ce/Ga_ceの上限は特に限定がないが、他の条件(特に、後述する仮想線Lwとの関係)により制約を受ける。また、アンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、1.5[mm]≦UT_ce≦5.5[mm]の範囲にあることが好ましい。
また、図1および図2のように、複数のセンター陸部32〜34を備える構成では、すべてのセンター陸部32〜34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceの最大値と最小値との比が、1.00以上1.20以下の範囲にあることが好ましく、1.00以上1.10以下の範囲にあることが好ましい。したがって、アンダートレッド152のゲージが複数のセンター陸部32〜34間で均一に設定される。
また、図2の構成では、ショルダー陸部31が、複数のショルダーラグ溝311と、複数のサイプ(図中の符号省略)とを備える。また、ショルダーラグ溝311が、いわゆるセミクローズド構造を有し、一方の端部にてタイヤ接地端Tに開口すると共に他方の端部にてショルダー陸部35内で終端する。また、ショルダーラグ溝311の溝幅(図中の寸法記号省略)が、1.5[mm]以上4.5[mm]以下の範囲にあり、溝深さH11(図4参照)が、ショルダー主溝21の溝深さHg1に対して0.55≦H11/Hg1≦0.80の範囲にある。また、サイプが、一方の端部にてショルダー主溝21に開口すると共に他方の端部にてショルダー陸部35内で終端する。また、サイプが、1.8[mm]以下のサイプ幅および3.0[mm]以上7.0[mm]以下のサイプ深さを有する(図中の寸法記号省略)。サイプは、トレッド踏面に形成された切り込みであり、上記したサイプ幅およびサイプ深さを有することによりタイヤ接地時に閉塞する点で、ラグ溝に対して区別される。
このとき、図4に示すように、ショルダー陸部35のショルダー主溝21側のエッジ部からショルダー陸部35におけるアンダートレッド152の最大ゲージ位置までの距離D2が、ショルダー陸部35のショルダー主溝21側のエッジ部からショルダーラグ溝311の終端部までの距離D1に対して0.30≦D2/D1≦0.70の関係を有することが好ましく、0.40≦D2/D1≦0.60の関係を有することがより好ましい。また、アンダートレッド152のゲージが、上記最大ゲージ位置からタイヤ接地端Tに向かって漸減することが好ましい。
陸部のエッジ部からの距離は、陸部のエッジ部が面取部を有する構成では、陸部の踏面の延長線と主溝の溝壁面の延長線との交点を測定点として測定される。
また、図4において、ショルダーラグ溝311の終端部の距離D1が、ショルダー陸部35の接地幅Wr_shに対して0.10≦D1/Wr_sh≦0.50の関係を有することが好ましく、0.15≦D1/Wr_sh≦0.30の関係を有することがより好ましい。
また、図4において、ショルダー主溝21の最大溝深さ位置から1.6[mm]の距離にある点を通りトレッドプロファイルに平行な曲線Lwを定義する。曲線Lwは、ウェアインジケータの頂面の位置に相当する。このとき、ショルダー陸部31の接地領域におけるアンダートレッド152の全体が、曲線Lwよりもタイヤ径方向内側にある。これにより、摩耗末期にてアンダートレッド152がトレッド踏面に露出する事態が防止される。
また、図4において、ショルダーラグ溝311の最大溝深さ位置におけるキャップトレッドのゲージが、0.7[mm]以上であることが好ましい。
また、図4において、幅広な交差ベルト141の端部におけるアンダートレッド152のゲージUT_eが、ゲージUT_eの測定点における前記トレッドゴムのトータルゲージGa_shに対して0.05≦UT_e/Ga_sh≦0.30の関係を有することが好ましい。また、ゲージUT_eが3.00[mm]≦UT_eの範囲にあることが好ましい。また、ゲージUT_eがショルダー陸部31におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shよりも小さい(UT_e<UT_sh)ことを要する。
また、図4の構成では、カーカス層13の巻き返し部132が、交差ベルト141、142に対してタイヤ幅方向にオーバーラップしている。また、巻き返し部132の端部1321が、ショルダー陸部31の接地幅Wr_shの範囲内にあり、また、アンダートレッド152の最大ゲージ位置よりもタイヤ幅方向外側にある。
また、図5において、センター陸部32の一方のエッジ部からセンター陸部32の接地幅Wr_ceの25[%]、50[%]および75[%]の位置におけるアンダートレッド152のゲージUT_a、UT_b、UT_cを定義する。このとき、これらのゲージUT_a、UT_b、UT_cの最大値と最小値との比が、1.00以上1.20以下の範囲にあることが好ましく、1.00以上1.10以下の範囲にあることがより好ましい。したがって、センター陸部32の中央部におけるアンダートレッド152のゲージが均一であることが好ましい。
また、センター陸部32におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、センター陸部32の一方のエッジ部からセンター陸部32の接地幅Wr_ceの25[%]以上75[%]以下の領域にあることが好ましい。したがって、アンダートレッド152の最大ゲージ位置が、センター陸部32の中央部にある。
また、図5において、上記した図4の場合と同様に、ショルダー主溝21の最大溝深さ位置から1.6[mm]の距離にある点を通りトレッドプロファイルに平行な曲線Lwを定義する。このとき、センター陸部32におけるアンダートレッド152の最大ゲージ位置が、曲線Lwよりもタイヤ径方向内側にある。これにより、摩耗末期にてアンダートレッド152がトレッド踏面に露出する事態が防止される。
また、図5において、ショルダー主溝21およびセンター主溝22の最大溝深さ位置におけるアンダートレッド152のゲージUT_gが、トレッドゴム15の溝底ゲージGa_gに対して0.08≦UT_g/Ga_g≦0.60の関係を有することが好ましい。また、アンダートレッド152のゲージUT_gが、0.2[mm]以上1.0[mm]以下の範囲にあることが好ましい。
溝底ゲージは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて測定される。このとき、例えば、以下の測定方法が用いられる。まず、レーザープロファイラによって計測されたタイヤプロファイルの仮想線にタイヤ単体を当てはめてテープ等で固定する。そして、測定対象であるゲージについてノギスなどで測定する。なお、ここで使用したレーザープロファイラとは、タイヤプロファイル測定装置(株式会社マツオ製)である。
また、図5において、上記したショルダー主溝21の最大溝深さ位置におけるアンダートレッド152のゲージUT_gとトレッドゴム15の溝底ゲージGa_gとの比UT_g/Ga_gが、センター陸部32におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ce(図3参照)とトレッドゴム15のトータルゲージGa_ceとの比UT_ce/Ga_ceに対して0.05≦(UT_g/Ga_g)/(UT_ce/Ga_ce)≦0.40の関係を有することが好ましい。すなわち、ショルダー主溝21の最大溝深さ位置におけるアンダートレッド152のゲージ比UT_g/Ga_gが相対的に小さく設定される。これにより、ショルダー主溝21、24の溝底部にて、低発熱性に優れたアンダートレッド152のゲージを確保しつつ、耐破壊性に優れたキャップトレッド151のゲージ(Ga_g−UT_g)を高め得る。また、ショルダー主溝21およびセンター主溝22の最大溝深さ位置におけるキャップトレッド151のゲージ(Ga_g−UT_g)が、0.7[mm]以上であることが好ましい。上記した最大溝深さ位置にて相対的に小さいゲージ比UT_g/Ga_gをもつアンダートレッド152を備える空気入りタイヤは、以下のように製造される。
図6は、図1に記載した空気入りタイヤの製造方法を示す説明図である。同図は、未加硫のトレッドゴム15’の幅方向の断面図を示している。
図6に示すように、グリーンタイヤの成形工程では、キャップトレッド151となるゴム部材151’とアンダートレッド152となるゴム部材152’とが積層された状態で二色押出成形されて、未加硫のトレッドゴム15’が成形される。このとき、主溝21〜24の配置位置Pgにおけるアンダートレッド152のゴム部材152’のゲージが薄く、キャップトレッド151のゴム部材151’のゲージが厚くなるように、トレッドゴム15’が成形される。これにより、加硫成形後のタイヤにて、ショルダー主溝21の最大溝深さ位置におけるアンダートレッド152のゲージ比UT_g/Ga_gが相対的に小さく設定される。
また、図2の構成では、左右のショルダー主溝21、24に区画された一対のセンター陸部32、34が、複数の面取サイプ321;341と、短尺なノーマルサイプ(図中の符号省略)とをそれぞれ備える。面取サイプ321、341は、一方の端部にてショルダー主溝21;24に開口すると共に他方の端部にてセンター陸部32;34の内部で終端する。また、すべてのセンター陸部32〜34が、センター陸部32〜34をタイヤ幅方向に貫通するラグ溝を備えていない。
図7は、図2に記載したセンター陸部の面取サイプを示す説明図である。同図は、面取サイプ321の延在方向に垂直な断面図を示している。
図7に示すように、面取サイプ321は、サイプ部3211と面取部3212とから成り、1.0[mm]以上3.0[mm]以下の開口幅W21および3.3[mm]以上4.5[mm]以下の深さH21を有する。サイプ部3211は、0.3[mm]以上1.5[mm]以下の幅(図中の寸法記号省略)を有することにより、タイヤ接地時に閉塞する。面取部3212は、1.0[mm]以上2.5[mm]以下の深さHcを有し、サイプ部3211の壁面と陸部32の踏面との接続部に形成されて面取サイプ321の長手方向に沿って延在する。この面取部3212により、面取サイプ321の開口幅W21が拡幅されて排水性が向上する。
面取サイプの幅は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、トレッド踏面における最大開口幅として測定される。
面取サイプの深さは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、トレッド踏面からサイプの最大深さ位置までの距離として測定される。
上記のように、図2の構成では、すべてのセンター陸部32〜34が、ラグ溝を備えておらず、面取サイプ321、341およびノーマルサイプ(図中の符号省略)のみを備える。かかる構成では、センター陸部32〜34の剛性が確保されて、タイヤの操縦安定性能が向上する点で好ましい。
しかし、これに限らず、センター陸部32、34が、面取サイプ321、341に代えてラグ溝を有しても良い(図示省略)。この場合には、ラグ溝が2.5[mm]未満の溝深さを有することが好ましい。また、ラグ溝が、上記した面取サイプ321、341と同様に、センター陸部32、34を貫通しないことが好ましい。センター陸部32〜34の剛性が確保される。
[効果]
以上説明したように、この空気入りタイヤ1は、カーカス層13と、カーカス層13の径方向外側に配置された一対の交差ベルト141、142と、キャップトレッド151およびアンダートレッド152を積層して成ると共に交差ベルト141、142の径方向外側に配置されたトレッドゴム15と、トレッド面に形成された一対のショルダー主溝21、24および少なくとも1本のセンター主溝22、23と、ショルダー主溝21、24およびセンター主溝22、23に区画されて成る一対のショルダー陸部31、35および2列以上のセンター陸部32、34とを備える(図1および図2参照)。また、キャップトレッド151の60[℃]における損失正接tanδ_capが、アンダートレッド152の60[℃]における損失正接tanδ_utに対して、tanδ_ut<tanδ_capの関係を有する。また、センター陸部32、34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、ショルダー陸部31、35の接地領域におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shに対して1.20≦UT_ce/UT_sh≦2.50の関係を有する(図3参照)。
かかる構成では、(1)センター陸部32、34のアンダートレッド152が低い損失正接tanδ_utおよび厚い最大ゲージUT_ceを有するので、タイヤ転動時におけるトレッド部センター領域での発熱が抑制されて、タイヤの転がり抵抗が向上する。また、(2)ショルダー陸部31、35のアンダートレッド152が薄い最大ゲージUT_shを有するので、耐破壊性に優れたキャップトレッド151のゲージが相対的に確保される。これにより、タイヤ転動時にて繰り返し歪みが大きく作用する、ショルダー陸部31、35のクラックや欠損が抑制されて、タイヤの耐久性が向上する。これらにより、タイヤの転がり抵抗性能と耐久性能とが両立する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダー陸部31、35におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shが、最大ゲージUT_shの測定点におけるトレッドゴム15のトータルゲージGa_shに対して0.08≦UT_sh/Ga_shの関係を有する(図3参照)。これにより、アンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが適正化される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、センター陸部32、34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、最大ゲージUT_ceの測定点におけるトレッドゴム15のトータルゲージGa_ceに対して0.20≦UT_ce/Ga_ceの関係を有する(図3参照)。これにより、センター陸部32、34におけるアンダートレッド152のゲージが確保されて、アンダートレッド152によるタイヤの転がり抵抗の向上作用が確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、センター陸部32、34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが、1.5[mm]≦UT_ce≦5.5[mm]の範囲にある。これにより、アンダートレッド152の最大ゲージUT_ceが適正化される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、複数のセンター陸部32、34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceの最大値と最小値との比が、1.00以上1.20以下の範囲にある。かかる構成では、アンダートレッド152のゲージが複数のセンター陸部32、34間で均一に設定されるので、センター陸部32、34間の剛性差を低減できる利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダー陸部31;35が、一方の端部にてタイヤ接地端Tに開口すると共に他方の端部にてショルダー陸部31;35内で終端するショルダーラグ溝311;352を備える(図2参照)。また、ショルダー陸部31;35のショルダー主溝21;24側のエッジ部からショルダー陸部31;35におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_shの測定点までの距離D2が、ショルダー陸部31;35のショルダー主溝21;24側のエッジ部からショルダーラグ溝311;352の終端部までの距離D1(図4参照)に対して0.30≦D2/D1≦0.70の関係を有する。上記下限により、ショルダー陸部31、35におけるアンダートレッド152のゲージが適正に確保される利点があり、上記上限により、ショルダーラグ溝311、352の溝底におけるキャップトレッド151のゲージが確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダーラグ溝311;352の終端部の距離D1が、ショルダー陸部31;35の接地幅Wr_shに対して0.10≦D1/Wr_sh≦0.50の関係を有する(図4参照)。これにより、ショルダーラグ溝311;352の延在長さが適正化されて、タイヤのウェット性能およびドライ性能が確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、幅広な交差ベルト141の端部におけるアンダートレッド152のゲージUT_eが、ゲージUT_eの測定点におけるトレッドゴム15のトータルゲージGa_shに対して0.05≦UT_e/Ga_sh≦0.30の関係を有する。これにより、交差ベルト141の端部におけるアンダートレッド152のゲージUT_eが適正化される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダーラグ溝311、352の最大溝深さ位置におけるキャップトレッド151のゲージが、0.7[mm]以上である(図示省略)。これにより、上記最大溝深さ位置におけるキャップトレッド151のゲージが確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、センター陸部32;33;34の一方のエッジ部からセンター陸部32;33;34の接地幅の25[%]、50[%]および75[%]の位置におけるアンダートレッド152のゲージUT_a、UT_b、UT_cを定義し、アンダートレッド152のゲージUT_a、UT_b、UT_cの最大値と最小値との比が、1.00以上1.20以下の範囲にある(図5参照)。これにより、各センター陸部32;33;34の中央部におけるアンダートレッド152のゲージが均一化されて、アンダートレッド152のボリュームが確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダー主溝21、24の最大溝深さ位置から1.6[mm]の距離にある点を通りトレッドプロファイルに平行な曲線Lwを定義し、センター陸部32〜34におけるアンダートレッド152の全体が、曲線Lwよりもタイヤ径方向内側にある(図5参照)。これにより、摩耗末期にてアンダートレッド152がトレッド踏面に露出する事態が防止される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダー主溝21の最大溝深さ位置におけるアンダートレッド152のゲージUT_gが、前記最大溝深さ位置におけるトレッドゴム15の溝底ゲージGa_gに対して0.08≦UT_g/Ga_g≦0.60の関係を有する(図5参照)。上記下限により、ショルダー主溝21の溝底部におけるアンダートレッド152のゲージUT_gが確保される利点がある。上記上限により、ショルダー主溝21の溝底部におけるキャップトレッド151のゲージが確保されて、繰り返し歪みによる溝底部でのクラックの発生が抑制される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ショルダー主溝21、24の最大溝深さ位置におけるアンダートレッド152のゲージUT_gとトレッドゴム15の溝底ゲージGa_gとの比UT_g/Ga_g(図3参照)が、センター陸部32、34におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ceとトレッドゴム15のトータルゲージGa_ceとの比UT_ce/Ga_ce(図5参照)に対して0.05≦(UT_g/Ga_g)/(UT_ce/Ga_ce)≦0.40の関係を有する。これにより、ショルダー主溝21、24の溝底部にて、低発熱性に優れたアンダートレッド152のゲージを確保しつつ、耐破壊性に優れたキャップトレッド151のゲージを高め得る利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、キャップトレッド151の損失正接tanδ_capが0.10≦tanδ_capの範囲にある。これにより、キャップトレッド151の物性が適正化される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、キャップトレッド151のゴム硬さHs_capが、アンダートレッド152のゴム硬さHs_utに対してHs_ut<Hs_capの関係を有する。これにより、キャップトレッド151の物性が適正化される利点がある。
図8は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
この性能試験では、複数種類の試験タイヤについて、(1)転がり抵抗性能および(2)耐久性能に関する評価が行われた。また、タイヤサイズ195/65R15 91Hの試験タイヤがリムサイズ15×6Jのリムに組み付けられ、この試験タイヤにJATMAの規定内圧および規定荷重が付与される。
(1)転がり抵抗性能に関する評価では、リム径1707[mm]のドラム試験機が用いられ、ISO28580に準拠して荷重4.8[kN]、空気圧230[kPa]、速度80[km/h]の条件にて試験タイヤの転がり抵抗係数が算出された。この評価は、従来例1を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。
(2)耐久性能に関する評価では、8の字路のテストコースを試験車両が500回走行し、その後にタイヤ重量が計測されてブロックの欠け量が算出される。この評価は、従来例1を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。また、評価が98以上であれば、タイヤの耐久性能が適正に確保されているといえる。
実施例の試験タイヤは、図1〜図3の構成を備え、すべてセンター陸部32〜34におけるアンダートレッド152のゲージがショルダー陸部の接地領域におけるアンダートレッドのゲージよりも大きく設定されている。また、キャップトレッド151の60[℃]における損失正接tanδ_capが0.15であり、アンダートレッド152の60[℃]における損失正接tanδ_utが0.08である。また、ショルダー陸部31、35におけるトレッドゴム15の最大ゲージGa_shが8.0[mm]であり、センター陸部32、34におけるトレッドゴム15の最大ゲージGa__ceが8.0[mm]である。また、周方向主溝21〜24の溝深さが7.5[mm]である。また、ショルダーラグ溝311、352の終端部の距離D1がショルダー陸部の接地幅Wr_shに対してD1/Wr_sh=0.20の関係を有する。
従来例1、2の試験タイヤは、図1〜図3の構成において、すべての陸部31〜35におけるアンダートレッド152の最大ゲージUT_ce、UT_shが同一である。
試験結果に示すように、実施例の試験タイヤでは、タイヤの耐久性能を維持しつつ転がり抵抗性能を向上できることが分かる。
1 空気入りタイヤ;11 ビードコア;12 ビードフィラー;13 カーカス層;131 本体部;132 巻き返し部;14 ベルト層;141、142 交差ベルト;143 ベルトカバー;144 ベルトエッジカバー;15 トレッドゴム;151 キャップトレッド;152 アンダートレッド;153 ウイングチップ;15 レッドゴム;16 サイドウォールゴム;17 リムクッションゴム;18 インナーライナ;21 ショルダー主溝;22 センター主溝;31、35 ショルダー陸部;311 ショルダーラグ溝;351 周方向細溝;32〜34 センター陸部;321 面取サイプ;3211 サイプ部;3212 面取部

Claims (15)

  1. カーカス層と、前記カーカス層の径方向外側に配置された一対の交差ベルトと、キャップトレッドおよびアンダートレッドを積層して成ると共に前記交差ベルトの径方向外側に配置されたトレッドゴムと、トレッド面に形成された一対のショルダー主溝および少なくとも1本のセンター主溝と、前記ショルダー主溝および前記センター主溝に区画されて成る一対のショルダー陸部および2列以上のセンター陸部とを備える空気入りタイヤであって、
    前記キャップトレッドの60[℃]における損失正接tanδ_capが、前記アンダートレッドの60[℃]における損失正接tanδ_utに対して、tanδ_ut<tanδ_capの関係を有し、且つ、
    前記センター陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_ceが、前記ショルダー陸部の接地領域における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_shに対して1.20≦UT_ce/UT_sh≦2.50の関係を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記ショルダー陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_shが、最大ゲージUT_shの測定点における前記トレッドゴムのトータルゲージGa_shに対して0.08≦UT_sh/Ga_shの関係を有する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記センター陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_ceが、最大ゲージUT_ceの測定点における前記トレッドゴムのトータルゲージGa_ceに対して0.20≦UT_ce/Ga_ceの関係を有する請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記センター陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_ceが、1.5[mm]≦UT_ce≦5.5[mm]の範囲にある請求項1〜3のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記複数のセンター陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_ceの最大値と最小値との比が、1.00以上1.20以下の範囲にある請求項1〜4のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記ショルダー陸部が、一方の端部にてタイヤ接地端に開口すると共に他方の端部にて前記ショルダー陸部内で終端するショルダーラグ溝を備え、且つ、
    前記ショルダー陸部の前記ショルダー主溝側のエッジ部から前記ショルダー陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージ位置までの距離D2が、前記ショルダー陸部の前記ショルダー主溝側のエッジ部から前記ショルダーラグ溝の終端部までの距離D1に対して0.30≦D2/D1≦0.70の関係を有する請求項1〜5のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記ショルダーラグ溝の終端部の距離D1が、前記ショルダー陸部の接地幅Wr_shに対して0.15≦D1/Wr_sh≦0.50の関係を有する請求項6に記載の空気入りタイヤ。
  8. 幅広な前記交差ベルトの端部における前記アンダートレッドのゲージUT_eが、ゲージUT_eの測定点における前記トレッドゴムのトータルゲージGa_shに対して0.05≦UT_e/Ga_sh≦0.30の関係を有する請求項1〜7のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記ショルダーラグ溝の最大溝深さ位置における前記キャップトレッドのゲージが、0.7[mm]以上である請求項8に記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記センター陸部の一方のエッジ部から前記センター陸部の接地幅の25[%]、50[%]および75[%]の位置における前記アンダートレッドのゲージUT_a、UT_b、UT_cを定義し、前記アンダートレッドのゲージUT_a、UT_b、UT_cの最大値と最小値との比が、1.00以上1.20以下の範囲にある請求項1〜9のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  11. 前記ショルダー主溝の最大溝深さ位置から1.6[mm]の距離にある点を通りトレッドプロファイルに平行な曲線Lwを定義し、
    前記センター陸部における前記アンダートレッドの全体が、曲線Lwよりもタイヤ径方向内側にある請求項1〜10のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記ショルダー主溝の最大溝深さ位置における前記アンダートレッドのゲージUT_gが、前記最大溝深さ位置における前記トレッドゴムの溝底ゲージGa_gに対して0.08≦UT_g/Ga_g≦0.60の関係を有する請求項1〜11のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  13. 前記ショルダー主溝の最大溝深さ位置における前記アンダートレッドのゲージUT_gと前記トレッドゴムの溝底ゲージGa_gとの比UT_g/Ga_gが、前記センター陸部における前記アンダートレッドの最大ゲージUT_ceと前記トレッドゴムのトータルゲージGa_ceとの比UT_ce/Ga_ceに対して0.05≦(UT_g/Ga_g)/(UT_ce/Ga_ce)≦0.40の関係を有する請求項1〜12のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  14. 前記キャップトレッドの損失正接tanδ_capが0.10≦tanδ_capの範囲にある請求項1〜13のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  15. 前記キャップトレッドのゴム硬さHs_capが、前記アンダートレッドのゴム硬さHs_utに対してHs_ut<Hs_capの関係を有する請求項1〜14のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
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