JP4674809B2

JP4674809B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4674809B2
Application number: JP2005335576A
Authority: JP
Inventors: 英司東
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: JP2007137309A

Description

本発明は、トレッドゴムを、接地面側のキャップ層とその内周側に配されるベース層との２層構造とした空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

スタッドレスタイヤは、路面の損傷を引き起こすスパイクタイヤに代わって広く普及しつつあり、氷雪路において優れた走行性能（アイス性能）を発揮しうるタイヤである。一般に、スタッドレスタイヤにおいては、トレッドゴムが軟質であるほどアイス性能が向上するものの、その一方で、乾燥路でのハンドリング性能（ＤＲＹハンドリング性能）が低下する傾向にある。そのため、従来では、トレッドゴムを接地面側のキャップ層とその内周側に配されるベース層との２層構造とし、該ベース層をキャップ層よりも硬質にすることで、アイス性能と乾燥路性能の両立が図られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。

ところが、このようなスタッドレスタイヤにおいて、アイス性能をより向上させるべくキャップ層のゴム硬度を更に低下させた場合、単にベース層のゴム硬度を高めるだけではアイス性能と乾燥路性能とを両立できず、特にＤＲＹハンドリング性能の確保が困難になる傾向にある。そのため、乾燥路性能を確保しながらアイス性能を良好に向上しうるタイヤの出現が望まれている。

下記特許文献３には、トレッドゴムのキャップ層をタイヤ幅方向の３つの領域に区分し、タイヤ赤道を含む中央の領域に比較的軟質のゴムを配するとともに、その両外側の領域に比較的硬質のゴムを配したスタッドレスタイヤが開示されている。しかしながら、かかる構造では、接地圧が比較的高いベルト端近傍の領域において更に接地圧が高くなり、接地面での圧力不均一化が顕著となるため、アイス性能及び乾燥路性能を十分に確保することが難しい。

また、下記特許文献４には、トレッドゴムをタイヤ幅方向の３つの領域に区分し、タイヤ赤道を含む中央の領域に比較的硬質のゴムを配するとともに、その両外側の領域に比較的軟質のゴムを配したスタッドレスタイヤが開示されている。しかしながら、かかるタイヤはトレッドゴムがキャップ層とベース層との２層構造をなすものではなく、軟質のゴムが配された両外側の領域での剛性が十分に確保されないため、乾燥路性能が低下する傾向にある。
特開平７−９８１６号公報特開平７−６１２０９号公報特許第３４１８１３１号公報特開昭６１−３７５０３号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、乾燥路性能を確保しながらアイス性能を向上しうる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、一対の環状のビード間を補強するカーカス層と、接地面側のキャップ層及び前記キャップ層の内周側に配されるベース層の２層構造をなすトレッドゴムと、前記カーカス層と前記トレッドゴムとの間に配されるベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、トレッド部が、タイヤ赤道を含むセンター域と、前記センター域のタイヤ幅方向両外側に配されるメディエイト域と、前記メディエイト域のタイヤ幅方向両外側に接地端近傍を外側端として配されるショルダー域とに区分され、前記キャップ層におけるセンター域、メディエイト域及びショルダー域のそれぞれのゴム硬度Ｈ１、Ｈ２及びＨ３、並びに、前記ベース層におけるセンター域、メディエイト域及びショルダー域のそれぞれのゴム硬度Ｈ４、Ｈ５及びＨ６が、Ｈ４≧Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ１＞Ｈ２≧Ｈ３の関係を満たすものである。

本発明に係る空気入りタイヤ（スタッドレスタイヤ）では、トレッドゴムの各領域のゴム硬度がＨ４≧Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ１＞Ｈ２≧Ｈ３の関係を満たしており、該トレッドゴムは比較的軟質のキャップ層と比較的硬質のベース層との２層構造をなす。しかも、キャップ層及びベース層の各々に対して、センター域に比較的硬質のゴムが配されるとともにショルダー域に比較的軟質のゴムが配されている。その結果、ベルト端近傍の領域における接地圧を低下させて接地面での圧力分布を均一化し、氷上制動性能やＤＲＹハンドリング性能を高めて、乾燥路性能を確保しながら優れたアイス性能を発揮することができる。

上記において、前記ベース層における前記ショルダー域のタイヤ幅方向両外側に配されるバットレス域のゴム硬度Ｈ７がＨ５≧Ｈ７＞Ｈ６を満たすものが好ましく、これによりタイヤの前後剛性及び横剛性が向上するため、氷上制動性能及びＤＲＹハンドリング性能を効果的に向上することができる。

上記において、ＪＩＳＡ硬度にて、Ｈ１＝４５〜６５°、Ｈ３＝３５〜５５°、Ｈ４＝６０〜７５°及びＨ６＝５５〜７０°であるものが好ましく、これによりトレッドゴムの各領域におけるゴム硬度の違いを利用して、乾燥路性能を確保しながらアイス性能を良好に向上することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。この空気入りタイヤ（スタッドレスタイヤ）は、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２間に設けられたトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビード１ａと、断面略三角形状をなす硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。

ビード１ａ間は、少なくとも１枚のカーカスプライ９からなるカーカス層４により補強されている。カーカスプライ９は、タイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で平行配列された複数本のカーカスコードがゴム被覆されてなり、端部がビード１ａの外側に巻き返された状態で係止されている。カーカスコードとしては、スチールやポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機系繊維等が使用される。

カーカス層４の内周には、空気圧保持のためのインナーライナー層５が配されている。また、カーカス層４のトレッド部３外周には、たが効果による補強を行うベルト層６が配されており、ベルト層６は内外に積層された２枚のベルトプライから構成されている。各ベルトプライは、タイヤ赤道線Ｃに対して傾斜して延びるスチールコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように配設されている。ベルト層６の外周には、たが効果を補強するためのベルト補強層７が配設されている。

トレッド部３の外周側表面には、接地面側のキャップ層１１と、キャップ層１１の内周側に配されるベース層１２との２層構造をなすトレッドゴム１０が配されている。トレッドゴム１０の表面には、タイヤ周方向に沿って延びる主溝や主溝に交差して延びる横溝などが設けられており、所定のトレッドパターンが形成されている。

トレッド部３は、タイヤ赤道を含むセンター域Ｃｅと、センター域Ｃｅのタイヤ幅方向両外側に配されるメディエイト域Ｍｅと、メディエイト域Ｍｅのタイヤ幅方向両外側に配されるショルダー域Ｓｈと、ショルダー域Ｓｈのタイヤ幅方向両外側に配されるバットレス域Ｂｕとに区分され、ショルダー域Ｓｈの外側端は接地端Ｅの近傍に配されている。ここで、接地端Ｅは、空気圧を２００ｋＰａとした状態でタイヤを平面路面に垂直に置き、ＪＡＴＭＡで定められた最大負荷×０．８８×０．８に相当する荷重を加えたときに平面路面に接地するタイヤ幅方向の最外位置である。なお、接地端Ｅ間の距離が接地幅Ｗとなり、図１には接地幅Ｗの半分（Ｗ／２）を示している。

本実施形態では、領域間を区分する境界線がキャップ層１１とベース層１２とで略一致しており、タイヤ赤道線Ｃに関して対称に形成されているが、本発明はこれに限られるものではない。また、かかる境界線を溝側面に形成してもよく、トレッドゴム１０の厚み方向に対して傾斜して延びるものでも構わない。ベース層１１及びキャップ層１２の厚みは特に限定されず、キャップ層１１とベース層１２との境界線は溝底ラインを通るものに限られない。

センター域Ｃｅ、メディエイト域Ｍｅ、ショルダー域Ｓｈ及びバットレス域Ｂｕのそれぞれの幅寸法（タイヤ子午線半断面におけるタイヤ幅方向距離）をＷ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４とすると、Ｗ１＝０．０５Ｗ〜０．２５Ｗ、Ｗ２＝０．１Ｗ〜０．２５Ｗ、Ｗ３＝０．１Ｗ〜０．２５Ｗ、及び、Ｗ４＝０．１Ｗ〜０．２５Ｗとして例示できる。

ここで、１１ｃ、１１ｍ及び１１ｓは、それぞれセンター域Ｃｅ、メディエイト域Ｍｅ及びショルダー域Ｓｈにおけるキャップ層１１の領域を示しており、同じく１２ｃ、１２ｍ及び１２ｓは、それぞれセンター域Ｃｅ、メディエイト域Ｍｅ及びショルダー域Ｓｈにおけるベース層１２の領域を示している。領域１１ｃ、１１ｍ及び１１ｓのゴム硬度Ｈ１、Ｈ２及びＨ３、並びに、領域１２ｃ、１２ｍ及び１２ｓのゴム硬度Ｈ４、Ｈ５及びＨ６は、Ｈ４≧Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ１＞Ｈ２≧Ｈ３の関係を満たすように設定されている。これによりベルト端近傍の領域における接地圧を低下させて接地面での圧力分布を均一化し、氷上制動性能やＤＲＹハンドリング性能を高めて、乾燥路性能を確保しながら優れたアイス性能を発揮することができる。

上記において、Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３、及び／又は、Ｈ４＞Ｈ５＞Ｈ６を満たすことが好ましく、これにより接地面での圧力分布をより均一化することができ、氷上制動性能やＤＲＹハンドリング性能を効果的に高めることができる。

１２ｂは、バットレス域Ｂｕにおけるベース層１２の領域を示している。領域１２ｂのゴム硬度Ｈ７は、Ｈ５≧Ｈ７＞Ｈ６を満たすことが好ましく、これによりタイヤの前後剛性及び横剛性を向上して、氷上制動性能及びＤＲＹハンドリング性能を効果的に向上することができる。かかる場合、Ｈ４＞Ｈ５＞Ｈ７＞Ｈ６を満たすことが好ましく、これにより接地面での圧力分布をより均一化することができ、氷上制動性能やＤＲＹハンドリング性能を効果的に高めることができる。

トレッドゴム１０のゴム硬度は、具体的にはＪＩＳＡ硬度（ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータ硬さ試験に準じて測定したゴム硬度）にて、Ｈ１＝４５〜６５°、Ｈ３＝３５〜５５°、Ｈ４＝６０〜７５°、及び、Ｈ６＝５５〜７０°であることが好ましく、これによりゴム硬度の違いを利用して、乾燥路性能を確保しながらアイス性能を良好に向上することができる。なお、他の領域のゴム硬度としては、Ｈ２＝３５〜５５°、Ｈ５＝６０〜７５°、Ｈ７＝６０〜７５°が例示できる。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドゴムのゴム硬度を上述のように調整する程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。このようなトレッドゴムは、例えばストリップビルド法において、ゴムストリップをタイヤ周方向に巻き付けてトレッドゴムを成形するに際し、領域に応じてゴム硬度の異なるゴムストリップを用いることにより簡易に成形することができる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）氷上制動性能
実車（２０００ｃｃの４ドアセダン車、２名乗車）の全輪にテストタイヤを装着し、車指定の空気圧にて氷上を３０ｋｍ／ｈで走行して、制動開始から車両停止に至るまでの距離を測定した。なお、評価は従来例を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど制動距離が短く、氷上制動性に優れていることを示す。

（２）ＤＲＹハンドリング性能
実車（２０００ｃｃの４ドアセダン車、２名乗車）の全輪にテストタイヤを装着し、車指定の空気圧にて乾燥路を走行して、直進走行や旋回走行、制動などを実施して、ドライバーの官能試験により評価した。なお、評価は１０点満点とし、数値が大きいほどＤＲＹハンドリング性能に優れていることを示す。

従来例、比較例１〜３、実施例１〜３
トレッドゴムの各領域におけるゴム硬度Ｈ１〜Ｈ７をそれぞれ表１に示す値に設定し、タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｈのラジアルタイヤを製造した。なお、接地幅Ｗ＝１７０ｍｍとし、キャップ層及びベース層共にＷ１＝１５ｍｍ、Ｗ２＝３５ｍｍ、Ｗ３＝３５ｍｍ、Ｗ４＝３０ｍｍとした。上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

表１に示すように、比較例１では、従来例に比べてＤＲＹハンドリング性能が向上しているものの、キャップ層が比較的硬質であることにより氷上制動性能が低下している。一方、比較例２では、キャップ層が比較的軟質であることにより従来例に比べて氷上制動性能が向上しているものの、ＤＲＹハンドリング性能が低下している。比較例３では、比較例２よりもベース層を硬質に設定しているものの、ＤＲＹハンドリング性能を確保することができていない。

これに対して、実施例１〜３では、ＤＲＹハンドリング性能を確保しながら氷上制動性能を向上することができている。特に、実施例２では、ゴム硬度がＨ５≧Ｈ７＞Ｈ６を満たすことにより、氷上制動性能とＤＲＹハンドリング性能とを実施例１よりも良好に両立することができている。更に、実施例３では、ゴム硬度がＨ１＞Ｈ２＞Ｈ３、及び、Ｈ４＞Ｈ５＞Ｈ７＞Ｈ６を満たすことによって、実施例２よりも接地面での接地圧分布がより均一化され、氷上制動性能とＤＲＹハンドリング性能とをより効果的に両立することができている。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図

符号の説明

１ビード部
１ａビード
３トレッド部
４カーカス層
６ベルト層
１０トレッドゴム
１１キャップ層
１２ベース層
Ｃｅセンター域
Ｍｅメディエイト域
Ｓｈショルダー域
Ｂｕバットレス域

Claims

一対の環状のビード間を補強するカーカス層と、接地面側のキャップ層及び前記キャップ層の内周側に配されるベース層の２層構造をなすトレッドゴムと、前記カーカス層と前記トレッドゴムとの間に配されるベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、
トレッド部が、タイヤ赤道を含むセンター域と、前記センター域のタイヤ幅方向両外側に配されるメディエイト域と、前記メディエイト域のタイヤ幅方向両外側に接地端近傍を外側端として配されるショルダー域とに区分され、
前記キャップ層におけるセンター域、メディエイト域及びショルダー域のそれぞれのゴム硬度Ｈ１、Ｈ２及びＨ３、並びに、前記ベース層におけるセンター域、メディエイト域及びショルダー域のそれぞれのゴム硬度Ｈ４、Ｈ５及びＨ６が、Ｈ４≧Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ１＞Ｈ２≧Ｈ３の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ベース層における前記ショルダー域のタイヤ幅方向両外側に配されるバットレス域のゴム硬度Ｈ７がＨ５≧Ｈ７＞Ｈ６を満たす請求項１記載の空気入りタイヤ。
ＪＩＳＡ硬度にて、Ｈ１＝４５〜６５°、Ｈ３＝３５〜５５°、Ｈ４＝６０〜７５°及びＨ６＝５５〜７０°である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。