JP2023101288A - タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】トレッド部の摩耗終期まで安定して優れたウェット性能を発揮できるタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部2を有するタイヤである。トレッド部2は、接地面13と、バットレス面14と、第1ゴム層21と、第2ゴム層22とを含む。一対のバットレス面14は、トレッド部2の摩耗に伴って、トレッド接地端Teがタイヤ軸方向外側に移動するような傾斜を有する。第2キャップゴム22Gの損失正接tanδ2は、第1キャップゴム21Gの損失正接tanδ1よりも大きい。一対のバットレス面14の少なくとも一方には、外側横溝25が設けられている。外側横溝25は、タイヤ新品時において、前記トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向外側に位置しており、かつ、トレッド部2の摩耗によるトレッド接地端Teがタイヤ軸方向外側に移動したときに、外側横溝25の少なくとも一部が前記トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向内側に位置する。【選択図】図1

Description

本開示は、タイヤに関する。
下記特許文献1には、トレッドの第一キャップ層及び第二キャップ層の損失正接等を特定することにより、低い転がり抵抗と良好なWET制動性能を期待した空気入りタイヤが提案されている。
特開2018-002008号公報
従来のタイヤは、トレッド部の摩耗に伴う溝容積の減少により、ウェット性能が徐々に低下する。一方、近年、タイヤにおいて、トレッド部の摩耗が進行しても、十分なウェット性能を発揮できることが求められている。
本開示は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、トレッド部が摩耗しても十分なウェット性能を発揮できるタイヤを提供することを主たる課題としている。
本開示は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、一対のトレッド接地端と、前記一対のトレッド接地端の間の接地面と、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向外側の一対のバットレス面と、少なくとも前記接地面を構成する第1キャップゴムからなる第1ゴム層と、前記第1ゴム層のタイヤ半径方向内側に配された第2キャップゴムからなる第2ゴム層とを含み、前記一対のバットレス面は、前記トレッド部の摩耗に伴って、前記トレッド接地端がタイヤ軸方向外側に移動するような傾斜を有し、前記第2キャップゴムの損失正接tanδ2は、前記第1キャップゴムの損失正接tanδ1よりも大きく、前記一対のバットレス面の少なくとも一方には、タイヤ軸方向に延びる少なくとも1本の外側横溝が設けられており、前記外側横溝は、タイヤ新品時において、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向外側に位置しており、かつ、前記トレッド部の摩耗によって前記トレッド接地端がタイヤ軸方向外側に移動したときに、前記外側横溝の少なくとも一部が前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、タイヤである。
本開示のタイヤは、上記の構成を採用したことによって、トレッド部が摩耗しても十分なウェット性能を発揮することができる。
本開示のタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線断面図である。 図1のトレッド部の拡大断面図である。 図1のバットレス面を示す拡大斜視図である。 図1のバットレス面及び接地面の拡大平面図である。 図4のA-A線断面図である。
以下、本開示の実施の一形態が図面に基づき説明される。図1は、本開示の一実施形態を示すタイヤ1の正規状態におけるタイヤ子午線断面図である。図1に示されるように、本開示は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤに適用されるのが望ましい。但し、このような態様に限定されるものではなく、本開示は、例えば、重荷重用のタイヤ等に適用されても良い。
前記「正規状態」とは、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。各種の規格が定められていないタイヤの場合、前記正規状態は、タイヤの使用目的に応じた標準的な使用状態であって車両に未装着かつ無負荷の状態を意味する。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、前記正規状態で測定された値である。
「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば"Measuring Rim" である。
「正規内圧」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" である。
本実施形態のタイヤ1の内部には、カーカス6及びトレッド補強コード層7等のタイヤ構成部材が配されている。これらのタイヤ構成部材には、公知の態様が適宜採用される。
カーカス6は、一方側のビード部4から、一方側のサイドウォール部3、トレッド部2、他方側のサイドウォール部3を経て、他方側のビード部4に至る。本実施形態のカーカス6は、例えば、2枚のカーカスプライ6A、6Bで構成されている。2枚のカーカスプライ6A、6Bは、例えば、タイヤ周方向に対して75~90°の角度で配列された有機繊維からなるカーカスコードで構成されている。
トレッド補強コード層7は、例えば、2枚の補強プライ7A、7Bで構成されている。補強プライ7A、7Bは、例えば、複数のコードがトッピングゴムで被覆されたものである。前記コードは、例えば、タイヤ周方向に対して10~45度の角度で配列されている。前記コードには、例えば、有機繊維コードやスチールコードが適宜採用され得る。
トレッド部2は、一対のトレッド接地端Teと、一対のトレッド接地端Teの間の接地面13と、トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向外側の一対のバットレス面14とを含む。トレッド接地端Teは、前記正規状態のタイヤ1に正規荷重の80%が負荷され、トレッド部2をキャンバー角0°で平面に接地させたときの接地面の端に相当する。
「正規荷重」は、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、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" である。また、各種の規格が定められていないタイヤの場合、「正規荷重」は、上述の規格に準じ、タイヤを使用する上で適用可能な最大の荷重を指す。
接地面13は、通常走行時に路面と接触する領域である。但し、タイヤ1に大きな荷重が作用した場合には、接地面13だけでなくバットレス面14の一部が路面と接触する場合がある。トレッド接地端Te付近の接地面13、及び、一対のバットレス面14は、トレッド部2の摩耗に伴って、トレッド接地端Teがタイヤ軸方向外側に移動するような傾斜を有している。なお、前記トレッド部2の摩耗とは、タイヤ1を通常の態様で使用したときにおける、トレッド部2の接地面13全体に発生する通常の摩耗を意味する。
本実施形態のトレッド部2には、例えば、2つのトレッド接地端Teの間でタイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝8が設けられている。これにより、トレッド部2は、周方向溝8に区分された第1陸部11及び第2陸部12を含んでいる。第2陸部12は、第1陸部11よりもタイヤ赤道C側に配されている。本実施形態のトレッド部2は、タイヤ赤道C側に配された2つの第2陸部12と、これらを挟むように配された2つの第1陸部11とを含んで構成されている。これにより、本実施形態のタイヤ1は、所謂4リブのタイヤとして構成されている。但し、本開示のタイヤ1は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、トレッド部2が4本の周方向溝8によって5つの陸部に区分された所謂5リブのタイヤとして構成されるものでも良い。
トレッド部2には、複数の溝が設けられており、本実施形態では、上述の周方向溝8に加え、タイヤ軸方向に延びる複数の横溝(図示省略)が設けられている。周方向溝8や横溝には、溝底部から局部的に突出した摩耗インジケータ(図示省略)が設けられているのが望ましい。前記摩耗インジケータは、トレッド部2の摩耗の限界を示す目印であり、例えば、トレッド部2が限界まで摩耗したときに、摩耗インジケータのタイヤ半径方向の外面が接地面に連なる。これにより、タイヤ1の使用者は、前記摩耗の限界が到来していることを知ることができる。
図2には、トレッド部2の拡大断面図が示されている。図2に示されるように、トレッド部2は、第1ゴム層21及び第2ゴム層22を含む。第1ゴム層21は、第1キャップゴム21Gからなり、少なくとも接地面13を構成している。第2ゴム層22は、第2キャップゴム22Gからなり、第1ゴム層21のタイヤ半径方向内側に配されている。
一般に、損失正接が大きいゴムは、ウェット路面において大きな摩擦力を発揮できることが知られている。このような技術事項に基づき、本開示では、第2キャップゴム22Gの損失正接tanδ2は、第1キャップゴム21Gの損失正接tanδ1よりも大きい。なお、本明細書において、損失正接tanδは、JIS-K6394の規定に準拠して、下記の条件で、GABO社製動的粘弾性測定装置(イプレクサーシリーズ)を用いて測定された値である。
初期歪:5%
動歪の振幅:±1%
周波数:10Hz
変形モード:伸張
測定温度:30℃
図3には、バットレス面14を示す拡大斜視図が示されており、図4には、バットレス面14及び接地面13の拡大平面図が示されている。なお、図4では、トレッド接地端Teから、これに隣接する周方向溝8までの接地面13が示されている。本実施形態では、第1陸部11がこの接地面13を構成している。図3及び図4に示されるように、一対のバットレス面14の少なくとも一方には、タイヤ軸方向に延びる少なくとも1本の外側横溝25が設けられている。望ましい態様では、一対のバットレス面14の両方に、複数の外側横溝25が設けられている。
外側横溝25は、タイヤ新品時において、トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向外側に位置している。なおかつ、トレッド部2の摩耗によってトレッド接地端Teがタイヤ軸方向外側に移動したときに、外側横溝25の少なくとも一部が前記移動したトレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向内側に位置するように、外側横溝25は配置されている。本開示のタイヤ1は、上記の構成を採用したことによって、トレッド部2が摩耗しても十分なウェット性能を発揮することができる。そのメカニズムは、以下の通りである。
本開示のタイヤ1は、トレッド部2の摩耗が進行すると、第2ゴム層22が露出する。第2ゴム層22を構成する第2キャップゴム22Gは、損失正接が大きく、高いウェットグリップを期待できる。このため、トレッド部2の摩耗に伴うウェット性能の低下を、第2ゴム層22が補うことができ、トレッド部2が摩耗しても十分なウェット性能を発揮できる。
一方、本開示のタイヤ1は、トレッド部2の摩耗が進行すると、外側横溝25の少なくとも一部が、タイヤ軸方向外側に移動したトレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向内側に位置するため、外側横溝25が排水能力を発揮してウェット性能を維持することができる。本開示では、以上のメカニズムにより、トレッド部2が摩耗しても十分なウェット性能を発揮することができる。
以下、本実施形態のさらに詳細な構成が説明される。なお、以下で説明される各構成は、本実施形態の具体的態様を示すものである。したがって、本開示は、以下で説明される構成を具えないものであっても、上述の効果を発揮し得るのは言うまでもない。また、上述の特徴を具えた本開示のタイヤに、以下で説明される各構成のいずれか1つが単独で適用されても、各構成に応じた性能の向上は期待できる。さらに、以下で説明される各構成のいくつかが複合して適用された場合、各構成に応じた複合的な性能の向上が期待できる。
図2に示されるように、第1キャップゴム21Gの損失正接tanδ1は、望ましくは0.13以上、より望ましくは0.15以上、さらに望ましくは0.18以上であり、望ましくは0.29以下、より望ましくは0.25以下、さらに望ましくは0.22以下である。このような第1キャップゴム21Gは、タイヤ使用開始時において、バランス良くドライ路面の操縦安定性(以下、単に「操縦安定性」という)及びウェット性能を発揮できる。
トレッド部2が摩耗したときの操縦安定性及びウェット性能を向上させるために、第2キャップゴム22Gの損失正接tanδ2は、望ましくは0.20以上、より望ましくは0.25以上、さらに望ましくは0.28以上であり、望ましくは0.40以下、より望ましくは0.35以下、さらに望ましくは0.32以下である。
より望ましい態様として、トレッド部2は、第2ゴム層22のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴム23Gからなる第3ゴム層23を含む。ベースゴム23Gの損失正接tanδbは、損失正接tanδ1よりも小さいのが望ましい。具体的には、前記損失正接tanδbは、0.12以下である。このようなベースゴム23Gからなる第3ゴム層23は、トレッド部2の過度な発熱を抑制し、燃費性能を高めるのに役立つ。
本実施形態のトレッドゴム2Gは、少なくとも接地面13を構成する領域において、上述の第1ゴム層21、第2ゴム層22及び第3ゴム層23のみで構成されており、これ以外のゴム層は配されていない。但し、このような態様に限定されるものではなく、他のゴム層が適宜配されても良い。本実施形態の第1ゴム層21、第2ゴム層22及び第3ゴム層23は、それぞれ、接地面13のタイヤ半径方向内側において、周方向溝8の周辺を除き、実質的に一定の厚さで延びている。
本実施形態において、第1ゴム層21の最大の厚さt1は、トレッド有効厚さtaの20%~40%である。これにより、トレッド部2の摩耗が適度に進行した段階で、高いウェットグリップが期待できる第2キャップゴム22Gが露出し、ウェット性能を効果的に維持することができる。なお、トレッド有効厚さtaとは、接地面13から、タイヤ1が必要最低限の運動性能を維持できる摩耗限界までのトレッドゴムの厚さを意味し、周方向溝8が設けられているタイヤの場合、接地面から周方向溝8の底までの厚さを意味する。
望ましい態様では、トレッド部2の30%摩耗状態において、第2ゴム層22の少なくとも一部は接地面13に露出するのが望ましい。なお、前記30%摩耗状態とは、トレッド有効厚さtaが30%減じられた摩耗の状態を意味する。これにより、比較定に早期に第2ゴム層22が露出し、ウェット性能を効果的に維持することができる。
ウェット性能を確実に維持する観点から、トレッドゴム2Gが限界まで摩耗した状態においても、第2ゴム層22が接地面13を構成しているのが望ましい。換言すれば、上述の摩耗インジケータ(図示省略)が接地面に現れた摩耗状態において、第2ゴム層22は、前記接地面13を構成するのが望ましい。より望ましい態様では、第2ゴム層22のタイヤ半径方向の内側面22iは、周方向溝8の溝底よりもタイヤ半径方向内側に位置しているのが望ましい。これにより、ウェット性能が確実に維持される。
第2ゴム層22の最大の厚さt2は、トレッド有効厚さtaの50%~70%である。これにより、トレッド部2の耐久性を維持しつつ、上述の効果を得ることができる。
第3ゴム層23の最大の厚さは、第1ゴム層21及び第2ゴム層22が上述の構成を具えることができるように、種々決定される。望ましい態様では、第3ゴム層23の厚さt3は、トレッド有効厚さtaの20%~40%である。これにより、上述の効果を発揮しつつ、燃費性能を向上させることができる。
図3及び図4に示されるように、本実施形態のタイヤ1は、最もトレッド接地端Te側に設けられた周方向溝8からトレッド接地端Teを超える位置まで延びる複数の横溝27が設けられている。また、外側横溝25は、これらの横溝27とタイヤ周方向に交互に設けられている。
図4に示されるように、外側横溝25の溝幅及び溝長さは、適宜決定される。本実施形態の外側横溝25の溝幅W2は、例えば、横溝27の溝幅W1の80%~120%とされる。外側横溝25のタイヤ軸方向の外端は、横溝27の外端27oと実質的にタイヤ軸方向の同じ位置に配置される。但し、外側横溝25は、このような態様に限定されるものではない。
本実施形態の外側横溝25は、例えば、タイヤ軸方向に沿って延びている。外側横溝25は、例えば、タイヤ軸方向に対して傾斜するものでも良い。この場合、外側横溝25のタイヤ軸方向に対する角度は、望ましくは25~50°であり、より望ましくは30~45°である。このような外側横溝25は、タイヤの回転を利用して優れた排水性能を発揮することができる。
少なくとも、第2キャップゴム22Gが露出する摩耗状態において、外側横溝25のタイヤ軸方向の内端は、トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向内側に位置するのが望ましい。また、さらに望ましい態様では、前記30%摩耗状態において、外側横溝25のタイヤ軸方向の内端25iは、トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向内側に位置するのが望ましい。これにより、トレッド部2が摩耗しても十分なウェット性能を発揮することができる。なお、上記構成におけるトレッド接地端Teとは、トレッド部2が摩耗した状態における接地面13の端を意味する。
タイヤ新品時における、トレッド接地端Teから外側横溝25のタイヤ軸方向の内端25iまでのタイヤ軸方向の距離L1は、上述の効果が発揮できる様に適宜決定される。具体的には、前記距離L1は、例えば、2.0~10.0mmとされる。これにより、タイヤ新品時のドライ路面での操縦安定性を維持しつつ、上述の効果を確実に発揮することができる。
図5には、図4のA-A線断面図が示されている。図5は、外側横溝25の長さ方向に沿った断面の形状を示す図である。図5に示されるように、外側横溝25の最大の深さd1は、2.0~4.0mmである。また、外側横溝25は、タイヤ軸方向の内端25iからタイヤ軸方向外側に向かって深さが大きくなっており、外側横溝25の溝長手方向の中央部に、最大の深さd1が構成されている。これにより、外側横溝25の断面形状は、最大深さ位置を鈍角の頂点とする鈍角三角形に構成されている。これにより、バットレス面14のゴムボリュームを維持してこの領域の耐久性を維持しつつ、上述の効果を得ることができる。
以上、本開示の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本開示は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
[付記]
本開示は以下の態様を含む。
[本開示1]
トレッド部を有するタイヤであって、
前記トレッド部は、一対のトレッド接地端と、前記一対のトレッド接地端の間の接地面と、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向外側の一対のバットレス面と、少なくとも前記接地面を構成する第1キャップゴムからなる第1ゴム層と、前記第1ゴム層のタイヤ半径方向内側に配された第2キャップゴムからなる第2ゴム層とを含み、
前記一対のバットレス面は、前記トレッド部の摩耗に伴って、前記トレッド接地端がタイヤ軸方向外側に移動するような傾斜を有し、
前記第2キャップゴムの損失正接tanδ2は、前記第1キャップゴムの損失正接tanδ1よりも大きく、
前記一対のバットレス面の少なくとも一方には、タイヤ軸方向に延びる少なくとも1本の外側横溝が設けられており、
前記外側横溝は、タイヤ新品時において、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向外側に位置しており、かつ、
前記トレッド部の摩耗によって前記トレッド接地端がタイヤ軸方向外側に移動したときに、前記外側横溝の少なくとも一部が前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、
タイヤ。
[本開示2]
前記トレッド部は、前記第2ゴム層のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴムからなる第3ゴム層を含み、
前記ベースゴムの損失正接tanδbは、前記損失正接tanδ1よりも小さい、本開示1に記載のタイヤ。
[本開示3]
前記外側横溝のタイヤ軸方向に対する角度は、30~45°である、本開示1又は2に記載のタイヤ。
[本開示4]
前記第2キャップゴムが露出する摩耗状態において、前記外側横溝のタイヤ軸方向の内端は、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、本開示1ないし3のいずれかに記載のタイヤ。
[本開示5]
前記トレッド部の30%摩耗状態において、前記外側横溝のタイヤ軸方向の内端は、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、本開示1ないし3のいずれかに記載のタイヤ。
[本開示6]
前記30%摩耗状態において、前記第2ゴム層の少なくとも一部は前記接地面に露出する、本開示5に記載のタイヤ。
[本開示7]
前記トレッド部には、少なくとも1本の溝が設けられており、
前記溝は、溝底部から局部的に突出した少なくとも1つの摩耗インジケータを含み、
前記摩耗インジケータが前記接地面に現れた摩耗状態において、前記第2ゴム層は、前記接地面を構成する、本開示1ないし6のいずれかに記載のタイヤ。
[本開示8]
前記外側横溝の最大の深さは、2.0~4.0mmである、本開示1ないし7のいずれかに記載のタイヤ。
[本開示9]
前記外側横溝は、タイヤ軸方向の内端からタイヤ軸方向外側に向かって深さが大きくなっている、本開示1ないし7のいずれかに記載のタイヤ。
2 トレッド部
13 接地面
14 バットレス面
21 第1ゴム層
21G 第1キャップゴム
22 第2ゴム層
22G 第2キャップゴム
25 外側横溝
Te トレッド接地端

Claims (9)

  1. トレッド部を有するタイヤであって、
    前記トレッド部は、一対のトレッド接地端と、前記一対のトレッド接地端の間の接地面と、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向外側の一対のバットレス面と、少なくとも前記接地面を構成する第1キャップゴムからなる第1ゴム層と、前記第1ゴム層のタイヤ半径方向内側に配された第2キャップゴムからなる第2ゴム層とを含み、
    前記一対のバットレス面は、前記トレッド部の摩耗に伴って、前記トレッド接地端がタイヤ軸方向外側に移動するような傾斜を有し、
    前記第2キャップゴムの損失正接tanδ2は、前記第1キャップゴムの損失正接tanδ1よりも大きく、
    前記一対のバットレス面の少なくとも一方には、タイヤ軸方向に延びる少なくとも1本の外側横溝が設けられており、
    前記外側横溝は、タイヤ新品時において、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向外側に位置しており、かつ、
    前記トレッド部の摩耗によって前記トレッド接地端がタイヤ軸方向外側に移動したときに、前記外側横溝の少なくとも一部が前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、
    タイヤ。
  2. 前記トレッド部は、前記第2ゴム層のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴムからなる第3ゴム層を含み、
    前記ベースゴムの損失正接tanδbは、前記損失正接tanδ1よりも小さい、請求項1に記載のタイヤ。
  3. 前記外側横溝のタイヤ軸方向に対する角度は、30~45°である、請求項1又は2に記載のタイヤ。
  4. 前記第2キャップゴムが露出する摩耗状態において、前記外側横溝のタイヤ軸方向の内端は、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  5. 前記トレッド部の30%摩耗状態において、前記外側横溝のタイヤ軸方向の内端は、前記トレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側に位置する、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  6. 前記30%摩耗状態において、前記第2ゴム層の少なくとも一部は前記接地面に露出する、請求項5に記載のタイヤ。
  7. 前記トレッド部には、少なくとも1本の溝が設けられており、
    前記溝は、溝底部から局部的に突出した少なくとも1つの摩耗インジケータを含み、
    前記摩耗インジケータが前記接地面に現れた摩耗状態において、前記第2ゴム層は、前記接地面を構成する、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のタイヤ。
  8. 前記外側横溝の最大の深さは、2.0~4.0mmである、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のタイヤ。
  9. 前記外側横溝は、タイヤ軸方向の内端からタイヤ軸方向外側に向かって深さが大きくなっている、請求項1ないし8のいずれか1項に記載のタイヤ。
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