JP4578842B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、タイヤのトレッドの改良に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire. In particular, the present invention relates to improvements in tire treads.
タイヤのトレッドは路面と接触するので、車の走行に伴って徐々に摩耗する。トレッドはまた、長期間外気にさらされる。トレッドの耐久性は、タイヤにとって重要である。特開平11−301210号公報には、トレッドが保護膜で被覆されたタイヤが開示されている。 Since the tread of the tire comes into contact with the road surface, it gradually wears as the vehicle travels. The tread is also exposed to the open air for long periods of time. Tread durability is important for tires. JP-A-11-301210 discloses a tire in which a tread is covered with a protective film.
雪氷路面では、古くはスパイクタイヤが用いられていたが、近年はスタッドレスタイヤが主流である。スタッドレスタイヤでは、雪氷路面における制動性能が重要である。制動性能の向上の目的で、高硬度なベース層と低硬度なキャップ層とを備えたトレッドが提案されている。低硬度なキャップ層は雪氷路面をよくグリップするので、このキャップ層によりタイヤの制動性能が高められる。
このように、雪氷路面における制動性能の観点からは、キャップ層が低硬度であることが好ましい。しかし、キャップ層の硬度が過小であると、トレッドのブロック剛性が低くなり、タイヤの操縦安定性能が損なわれる。厚みが小さなキャップ層と厚みが大きなベース層とが積層されることで、制動性能と操縦安定性能とが両立されうる。しかし、キャップ層の厚みが過小であると、このキャップ層が早期に摩滅しやすい。摩滅によりベース層が露出すると、制動性能が損なわれる。 Thus, from the viewpoint of braking performance on the snow and ice road surface, it is preferable that the cap layer has a low hardness. However, if the hardness of the cap layer is too small, the block rigidity of the tread becomes low, and the steering stability performance of the tire is impaired. By laminating the cap layer having a small thickness and the base layer having a large thickness, both braking performance and steering stability performance can be achieved. However, if the thickness of the cap layer is too small, the cap layer is easily worn away at an early stage. If the base layer is exposed due to abrasion, the braking performance is impaired.
本発明の目的は、操縦安定性能が損なわれることなく、使用初期における制動性能が高められた空気入りタイヤの提供にある。 An object of the present invention is to provide a pneumatic tire with improved braking performance in the initial use without impairing steering stability performance.
本発明に係る空気入りタイヤは、左右のサイドウォールとトレッドとを備える。このトレッドは、その一端がサイドウォールの半径方向外側端と当接する表面層と、この表面層と積層された下地層とを備える。この表面層の硬度は、下地層の硬度よりも小さい。トレッドの厚みに対する表面層の厚みの比率は、30%以下である。 The pneumatic tire according to the present invention includes left and right sidewalls and a tread. The tread includes a surface layer whose one end is in contact with the radially outer end of the sidewall, and a base layer laminated with the surface layer. The hardness of this surface layer is smaller than the hardness of the underlayer. The ratio of the thickness of the surface layer to the thickness of the tread is 30% or less.
好ましくは、表面層と下地層との常温下での硬度差は、7.0未満である。好ましくは、表面層と下地層との−10℃の温度下での硬度差は、5.0以上である。 Preferably, the difference in hardness between the surface layer and the underlayer at room temperature is less than 7.0. Preferably, the difference in hardness between the surface layer and the underlayer at a temperature of −10 ° C. is 5.0 or more.
好ましくは、トレッドは、表面層と、下地層としてのキャップ層と、このキャップ層と積層されたベース層とを備える。キャップ層の硬度は、ベース層の硬度よりも小さい。 Preferably, the tread includes a surface layer, a cap layer as a base layer, and a base layer laminated with the cap layer. The cap layer has a hardness smaller than that of the base layer.
本発明に係るタイヤでは、表面層が雪氷路面での制動性能に寄与し、下地層が操縦安定性能に寄与する。このタイヤでは、制動性能と操縦安定性能とが両立される。 In the tire according to the present invention, the surface layer contributes to the braking performance on the snow and ice road surface, and the foundation layer contributes to the steering stability performance. This tire achieves both braking performance and steering stability performance.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ2の一部が示された断面図である。この図1において上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向である。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。このタイヤ2は、トレッド4、ベルト6、サイドウォール8、ビード10、カーカス12、インナーライナー14及びチェーファー16を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a
トレッド4は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド4は、路面と接地するトレッド面18を形成する。トレッド面18には、溝20が刻まれている。この溝20により、トレッドパターンが形成されている。
The
ベルト6は、トレッド4の半径方向内側に位置している。ベルト6は、外側ベルトプライ22及び内側ベルトプライ24からなる。外側ベルトプライ22と内側ベルトプライ24とは、積層されている。図示されていないが、外側ベルトプライ22及び内側ベルトプライ24のそれぞれは、ベルトコードとトッピングゴムとからなる。外側ベルトプライ22及び内側ベルトプライ24は、カーカス12を補強する。
The
サイドウォール8は、トレッド4の端から半径方向内向きに延びている。このサイドウォール8は、架橋ゴムからなる。サイドウォール8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8は、カーカス12の外傷を防止する。
The
ビード10は、ビードコア26と、このビードコア26から半径方向外向きに延びるエーペックス28とからなる。ビードコア26はリング状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー(典型的にはスチール製ワイヤー)を含む。エーペックス28は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、高硬度な架橋ゴムからなる。
The
カーカス12は、カーカスプライ30からなる。カーカスプライ30は、トレッド4、サイドウォール8及びビード10の内周面に沿うように、両側のビード10の間に架け渡されている。カーカスプライ30は、ビードコア26の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。図示されていないが、カーカスプライ30はカーカスコードとトッピングゴムとからなる。
The
インナーライナー14は、カーカス12の内周面に接合されている。インナーライナー14は、架橋ゴムからなる。インナーライナー14には、空気透過性の少ないゴムが用いられる。インナーライナー14は、タイヤ2の内圧を保持する役割を果たす。
The
チェーファー16は、ビード10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16がリムと当接する。この当接により、ビード10の近傍が保護される。チェーファー16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16が用いられてもよい。
The
図2は、図1のタイヤ2のトレッド4の一部が示された拡大断面図である。この図2に示されるように、トレッド4は、ベース層32と、キャップ層34と、表面層36とからなる。ベース層32、キャップ層34及び表面層36は、半径方向内側から外側に向かい、この順に積層されている。キャップ層34は、表面層36にとっての下地層である。図2において両矢印Tで示されているのは、トレッド4の厚みである。厚みTは、4.0mm以上18.0mm以下が好ましい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the
ベース層32は、ベルト6と当接している(図1参照)。ベース層32は、架橋ゴムから成る。ベース層32には、タイヤ2の転動によっても発熱が生じにくいゴム組成物が用いられる。通常ベース層32には、主成分として天然ゴムが用いられる。常温(25℃)におけるベース層32の硬度Hb(25)は、50以上80以下が好ましい。図2において両矢印Tbで示されているのは、ベース層32の厚みである。厚みTbは、1.0mm以上7.0mm以下が好ましい。
The
本発明において硬度は、JIS−Aタイプのスプリング式硬度計によって測定される。タイヤ2の軸を含む平面によってタイヤ2が切断されたときの断面に硬度計が押しつけられて、硬度が測定される。
In the present invention, the hardness is measured by a JIS-A type spring type hardness tester. A hardness meter is pressed against a cross section when the
キャップ層34は、ゴム組成物が架橋されることによって形成されている。好適なゴムは、天然ゴム及びジエン系合成ゴムである。ジエン系合成ゴムとしては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、イソプレン−イソブチレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体及びアクリロニトリル−ブタジエン共重合体が例示される。表面層36が摩滅した後は、キャップ層34が路面と接触する。摩滅後の制動性能の観点から、キャップ層34にガラス繊維、セルコ、クレー、シラス等の充填剤が配合されるのが好ましい。制動性能の観点から、キャップ層34が発泡体とされてもよい。
The
常温におけるキャップ層34の硬度Hc(25)は、42以上70以下が好ましい。図2において両矢印Tcで示されているのは、キャップ層34の厚みである。厚みTcは、2.0mm以上10.0mm以下が好ましい。
The hardness Hc (25) of the
表面層36は、トレッド面18を形成している。表面層36の一端38は、図1に示されるように、サイドウォール8の半径方向外側の端40と当接している。表面層36のサイドウォール8近傍は、厚肉となっている。これにより、トレッド4とサイドウォール8との密着が高められている。
The
表面層36は、ゴム組成物が架橋されることによって形成されている。好適なゴムは、キャップ層34と同様に、天然ゴム及びジエン系合成ゴムである。特に、天然ゴムとポリブタジエンとが併用されることが、強度と耐久性との観点から好ましい。天然ゴムとポリブタジエンとの質量比は40/60以上95/5以下が好ましい。制動性能の観点から、表面層36にガラス繊維、セルコ、クレー、シラス等の充填剤が配合されるのが好ましい。制動性能の観点から、表面層36が発泡体とされてもよい。
The
常温における表面層36の硬度Hs(25)は、38以上58以下が好ましい。図2において両矢印Tsで示されているのは、表面層36の厚みである。厚みTsは、0.2mm以上3.0mm以下が好ましい。
The hardness Hs (25) of the
表面層36の硬度Hs(25)は、キャップ層34の硬度Hc(25)よりも小さい。この表面層36は、使用初期の雪氷路面での制動性能に寄与する。表面層36のブロック剛性への悪影響は、少ない。このタイヤ2では、制動性能と操縦安定性能とが両立される。制動性能の観点から、硬度Hc(25)と硬度Hs(25)との差は2.0以上が好ましく、3.5以上がより好ましい。操縦安定性能の観点から、硬度Hc(25)と硬度Hs(25)との差は7.0未満が好ましく、6.0以下がより好ましい
The hardness Hs (25) of the
スタッドレスタイヤ2は、雪氷路面で使用されることが多い。雪氷路面における諸性能は、低温(例えば−10℃)な環境下での硬度に依存する。制動性能の観点から、−10℃におけるキャップ層34の硬度Hc(-10)と表面層36の硬度Hs(-10)との差は、5.0以上が好ましい。操縦安定性能及び耐摩耗性の観点から、差は10.0以下が好ましい。
The
−10℃の温度におけるベース層32の硬度Hb(-10)、キャップ層34の硬度Hc(-10)及び表面層36の硬度Hs(-10)が、下記数式に示す関係を有することが好ましい。
Hb(-10) > Hc(-10) > Hs(-10)
この数式が満たされるタイヤ2では、使用初期段階では表面層36が制動性能に寄与する。表面層36が摩滅してキャップ層34が露出した場合でも、比較的低硬度なキャップ層34によって制動性能が維持される。高硬度なベース層32は、操縦安定性能に寄与する。制動性能と操縦安定性能との両立の観点から、硬度Hb(-10)と硬度Hc(-10)との差は3.0以上10.0以下が好ましい。
It is preferable that the hardness Hb (−10) of the
Hb (-10)> Hc (-10)> Hs (-10)
In the
トレッド4の厚みTに対する表面層36の厚みTsの比率は、30%以下が好ましい。この比率が30%を超えると、操縦安定性能が阻害される。この観点から、比率は28%以下が好ましく、25%以下がより好ましい。比率が過小であると、制動性能が不十分となる。この観点から、比率は2%以上が好ましい。トレッド4の接地幅(図1において両矢印Wで示されている)の全体にわたり、厚みTと厚みTsとが上記関係を満たすことが好ましい。
The ratio of the thickness Ts of the
ベース層32、キャップ層34及び表面層36を備えたトレッド4は、それぞれを構成するゴム組成物が3軸タイプの押出機で押し出されることによって成形されうる。
The
ベース層32及びキャップ層34が形成されず、単一の下地層と表面層36とからトレッドが構成されてもよい。この場合も、表面層36の硬度が下地層の硬度よりも小さくされることで、制動性能と操縦安定性能とが両立される。
The
図3は、本発明の他の実施形態に係るタイヤのトレッド40の一部が示された断面図である。このトレッド40は、ベース層42、キャップ層44及び表面層46からなる。ベース層42の材質及び厚みは、図1及び図2に示されたタイヤ2のベース層32と同等である。キャップ層44の材質及び厚みは、図1及び図2に示されたタイヤ2のキャップ層34と同等である。表面層46の材質及び厚みは、図1及び図2に示されたタイヤ2の表面層36と同等である。図3から明らかなように、トレッド面48の中央近傍には、表面層46が形成されていない。この中央近傍では、キャップ層44が露出している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of a
このタイヤでも、表面層46が使用初期の制動性能に寄与する。制動性能の観点から、接地幅の半分(W/2)に対する表面層46の幅Wsの比率は40%以上が好ましく、60%以上がより好ましい。
Also in this tire, the
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。 Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples. However, the present invention should not be construed in a limited manner based on the description of the examples.
[ゴム組成物の調整]
80重量部の天然ゴム、20重量部のポリブタジエン、60重量部のISAFカーボンブラック、20重量部のアロマティックオイル、1.5重量部の硫黄、1.0重量部の加硫促進剤、1.0重量部のワックス、2.0重量部の老化防止剤、2.0重量部のステアリン酸及び3.0重量部の酸化亜鉛をバンバリーミキサーで混練し、タイプAのゴム組成物を得た。
[Adjustment of rubber composition]
80 parts by weight natural rubber, 20 parts by weight polybutadiene, 60 parts by weight ISAF carbon black, 20 parts by weight aromatic oil, 1.5 parts by weight sulfur, 1.0 part by weight vulcanization accelerator, 0 parts by weight of wax, 2.0 parts by weight of anti-aging agent, 2.0 parts by weight of stearic acid and 3.0 parts by weight of zinc oxide were kneaded with a Banbury mixer to obtain a type A rubber composition.
カーボンブラック及びアロマティックオイルの配合量を下記の表1に示されるとおりとした他はタイプAと同様にして、タイプBからEのゴム組成物を得た。 Type B to E rubber compositions were obtained in the same manner as type A, except that the amounts of carbon black and aromatic oil were as shown in Table 1 below.
[実施例1]
厚みが3.5mmでありタイプAのゴム組成物が用いられたキャップ層と、厚みが1.5mmでありタイプDのゴム組成物が用いられた表面層を備えた、実施例1の冬用スタッドレスタイヤを得た。このタイヤの構造は、図1及び図2に示される通りである。このタイヤのサイズは、「185/70R14 88Q」である。
[Example 1]
Winter for Example 1 comprising a cap layer having a thickness of 3.5 mm and using a type A rubber composition and a surface layer having a thickness of 1.5 mm and using a type D rubber composition A studless tire was obtained. The structure of the tire is as shown in FIGS. The size of this tire is “185 / 70R14 88Q”.
[実施例3から5]
表面層に用いるゴム組成物を下記の表2に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例3から5のタイヤを得た。
[Examples 3 to 5]
Tires of Examples 3 to 5 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the rubber composition used for the surface layer was as shown in Table 2 below.
[実施例2及び6並びに比較例3]
表面層及びキャップ層の厚みを下記の表2に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2及び6並びに比較例3のタイヤを得た。
[Examples 2 and 6 and Comparative Example 3]
Tires of Examples 2 and 6 and Comparative Example 3 were obtained in the same manner as Example 1 except that the thicknesses of the surface layer and the cap layer were as shown in Table 2 below.
[比較例1]
表面層を設けず、キャップ層の厚みを5.0mmとした他は実施例1と同様にして、比較例1のタイヤを得た。このタイヤは、市販されている従来のスタッドレスタイヤに相当する。
[Comparative Example 1]
A tire of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface layer was not provided and the thickness of the cap layer was 5.0 mm. This tire corresponds to a commercially available conventional studless tire.
[比較例2]
キャップ層にタイプCのゴム組成物を用いた他は比較例1と同様にして、比較例2のタイヤを得た。
[Comparative Example 2]
A tire of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as Comparative Example 1 except that a type C rubber composition was used for the cap layer.
[制動性能の評価]
タイヤを「14×5.5−JJ」のリムに組み込み、タイヤの内圧を200kPaとした。このリムを、排気量が1600cm3であるフロントエンジンフロントドライブの乗用車に装着した。この乗用車を30km/hの速度にて氷路面の上で走らせて、ブレーキをかけたときの制動距離を測定した。制動距離の逆数が、指数として下記の表2に示されている。
[Evaluation of braking performance]
The tire was incorporated into a “14 × 5.5-JJ” rim, and the tire internal pressure was set to 200 kPa. This rim was attached to a front engine front drive passenger car having a displacement of 1600 cm 3 . This passenger car was run on an icy road surface at a speed of 30 km / h, and the braking distance when the brake was applied was measured. The reciprocal of the braking distance is shown in Table 2 below as an index.
[操縦安定性能の評価]
上記制動性能の評価に用いた乗用車を氷路面上でドライバーに運転させ、旋回時及びブレーキ時の操縦安定性をAからCの3ランクで格付けさせた。この結果が、下記の表2に示されている。
[Evaluation of steering stability]
The passenger car used for the evaluation of the braking performance was driven by the driver on the icy road surface, and the steering stability during turning and braking was rated in three ranks from A to C. The results are shown in Table 2 below.
[耐摩耗性の評価]
上記操縦安定性能の評価の後、トレッド面の摩耗状態を目視で観察し、AからCの3ランクで格付けした。この結果が、下記の表2に示されている。
[Evaluation of wear resistance]
After the evaluation of the steering stability performance, the wear state of the tread surface was visually observed, and was rated by 3 ranks from A to C. The results are shown in Table 2 below.
表2に示されるように、実施例のタイヤは制動性能及び操縦安定性能に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。 As shown in Table 2, the tires of the examples are excellent in braking performance and steering stability performance. From this evaluation result, the superiority of the present invention is clear.
本発明に係るタイヤは、種々の自動車に装着されうる。 The tire according to the present invention can be mounted on various automobiles.
2・・・空気入りタイヤ
4、40・・・トレッド
6・・・ベルト
8・・・サイドウォール
10・・・ビード
12・・・カーカス
14・・・インナーライナー
16・・・チェーファー
18、48・・・トレッド面
20・・・溝
22・・・外側ベルトプライ
24・・・内側ベルトプライ
26・・・ビードコア
28・・・エーペックス
30・・・カーカスプライ
32、42・・・ベース層
34、44・・・キャップ層
36、46・・・表面層
2 ...
Claims (4)
このトレッドが、その一端がサイドウォールの半径方向外側端と当接する表面層と、この表面層と積層されたキャップ層と、このキャップ層と積層されたベース層とを備えており、
JIS−A硬度計で測定された−10℃の温度下におけるベース層の硬度Hb(-10)、キャップ層の硬度Hc(-10)及び表面層の硬度Hs(-10)が、下記数式に示す関係を有しており、
上記キャップ層の常温下でのJIS−A硬度Hc(25)から上記表面層の常温下でのJIS−A硬度Hs(25)を減じた値が1.0以上5.0以下であり、
上記キャップ層の硬度Hc(−10)から上記表面層の硬度Hs(−10)を減じた値が5.0以上であり、
トレッドの厚みに対する表面層の厚みの比率が5.3%以上26.3%以下である空気入りタイヤ。
Hb(-10) > Hc(-10) > Hs(-10) It has left and right sidewalls and a tread,
The tread includes a surface layer whose one end is in contact with the radially outer end of the sidewall, a cap layer laminated with the surface layer, and a base layer laminated with the cap layer.
The base layer hardness Hb (−10), cap layer hardness Hc (−10), and surface layer hardness Hs (−10) measured at a temperature of −10 ° C. measured with a JIS-A hardness meter are expressed by the following formulas. Have the relationship
The value obtained by subtracting the JIS-A hardness Hs (25) at room temperature of the surface layer from the JIS-A hardness Hc (25) at room temperature of the cap layer is 1.0 or more and 5.0 or less,
The value obtained by subtracting the hardness Hs (-10) of the surface layer from the hardness Hc (-10) of the cap layer is 5.0 or more,
A pneumatic tire in which the ratio of the thickness of the surface layer to the thickness of the tread is 5.3% or more and 26.3% or less.
Hb (-10)> Hc (-10)> Hs (-10)
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