JP6180703B2

JP6180703B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6180703B2
Application number: JP2011227950A
Authority: JP
Inventors: 哲生池上
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: JP2013086617A

Description

本発明は、トレッド部に複数本の周方向溝を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、キャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用した場合であっても、優れた操縦安定性を発揮することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤは、一般にトレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝を設け、これら周方向溝により複数列の陸部を区画した構造を有している（例えば、特許文献１参照）。このような空気入りタイヤでは、複数本の周方向溝により排水性を確保する一方で、複数列の陸部によりグリップ力を発揮するようになっている。

近年、世界的な環境性能への関心の高まりから、乗用車用の空気入りタイヤには転がり抵抗や車外騒音の低減が強く求められている。これら転がり抵抗や車外騒音を低減するには、キャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用することが有効である。つまり、低発熱性とすることで走行時のエネルギー損失を低減し、低硬度とすることで走行時のトレッド部による打音を低減することができる。

しかしながら、キャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用した場合、グリップ力やコーナリングパワーが低下し、操縦安定性が悪化するという問題がある。そのため、転がり抵抗や車外騒音を低減すると同時に優れた操縦安定性を維持することは極めて困難である。

特開２０００−１４２０３０号公報

本発明の目的は、キャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用した場合であっても、優れた操縦安定性を発揮することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部におけるタイヤ赤道線の両側にタイヤ周方向に延びる一対の周方向溝を設け、これら一対の周方向溝の相互間に第１陸部を区画し、前記一対の周方向溝の外側に第２陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部を構成するキャップトレッドコンパウンドに、ＪＩＳＫ６３９４に準拠して温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定されるｔａｎδが０．０５〜０．１８の範囲にあり、ＪＩＳＫ６２５３に準拠してＡタイプのデュロメータにより測定される硬さが５８〜６３の範囲にあるゴム組成物を使用し、正規リムに組み付けられて正規内圧に調整された状態で、前記第１陸部のタイヤ赤道線の位置がタイヤ最大外径部となるトレッドプロファイルを構成し、前記第１陸部のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ１を前記第２陸部のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ２よりも大きくし、かつ前記第１陸部の両側に配置された各周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁をタイヤ幅方向外側の溝壁よりも高くし、トレッド表面の法線方向に対する前記周方向溝の両溝壁の傾斜角度を互いに異ならせ、そのタイヤ幅方向内側の溝壁の傾斜角度をタイヤ幅方向外側の溝壁の傾斜角度よりも大きくしたことを特徴とするものである。

本発明では、第１陸部のタイヤ赤道線の位置がタイヤ最大外径部となるトレッドプロファイルを構成し、第１陸部のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ１を第２陸部のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ２よりも大きくし、かつ第１陸部の両側に配置された各周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁をタイヤ幅方向外側の溝壁よりも高くすることにより、タイヤ赤道線上に位置する第１陸部の両縁部での接地圧を高くするので、トレッド部のグリップ力を高めることができる。そのため、キャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用した場合であっても、優れた操縦安定性を発揮することができる。特に、操舵に対する応答性が良くなるため緊急回避性を改善することができる。

本発明において、トレッド部を構成するキャップトレッドコンパウンドには、ｔａｎδが０．０５〜０．１８の範囲にあり、硬さが５８〜６３の範囲にあるゴム組成物を使用することにより、転がり抵抗や車外騒音を低減することができる。

第１陸部の両側に配置された各周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁の高さＨａとタイヤ幅方向外側の溝壁の高さＨｂとの差は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍとすることが好ましい。これにより、転がり抵抗や車外騒音を悪化させることなく操縦安定性の改善効果を十分に得ることができる。

第１陸部はタイヤ周方向に連続的に延在するリブ構造を有することが好ましい。これにより、操縦安定性の改善効果を十分に得ることができる。

本発明において、空気入りタイヤの各寸法はタイヤを正規リムに組み付けて正規内圧に調整した状態で測定されるものである。ここで、正規リムとは、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るリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リムである。また、正規内圧とは、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る空気圧であり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。図１の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。図１の空気入りタイヤのトレッドプロファイル（参考例）を示す断面図である。図３のトレッドプロファイルの変形例（実施例）を示す断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。図２に示すように、トレッド部１にはタイヤ赤道線ＣＬの両側に位置してタイヤ周方向に延びる２本の周方向溝１１と各周方向溝１１の外側に位置する２本の周方向溝１２とが形成されている。周方向溝１１，１２の溝幅及び溝深さは特に限定されるものではないが、例えば、溝幅は６．５ｍｍ〜７．０ｍｍの範囲に設定され、溝深さは７．５ｍｍ〜７．８ｍｍの範囲に設定されている。これにより、一対の周方向溝１１，１１の相互間に陸部２１（第１陸部）が区画され、周方向溝１１，１２間に陸部２２（第２陸部）が区画され、各周方向溝１２のタイヤ幅方向外側に陸部２３（第３陸部）が区画されている。

タイヤ赤道ＣＬ上に位置する陸部２１は、タイヤ周方向に連続したリブ構造を有している。陸部２１のタイヤ幅方向外側に位置する陸部２２の各々には、タイヤ周方向に延びる１本の細溝１３と該細溝１３からタイヤ幅方向外側に向かって延びる複数本の傾斜溝１４とが形成されている。これにより、陸部２２は複数のブロック２２ａと１本の細リブ２２ｂとに細分化されている。陸部２２のタイヤ幅方向外側に位置する陸部２３の各々には、タイヤ幅方向に延びてショルダー側の周方向溝１２に連通する複数本のラグ溝１５とタイヤ幅方向に延びてショルダー側の周方向溝１２とは非連通となる複数本のラグ溝１６とが形成されている。これにより、陸部２３は複数のブロック２３ａに細分化されている。

図３は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドプロファイルを示すものである。なお、図３はトレッド部１のセンター領域のプロファイルを局部的に示すものであり、その理解を容易にするために実際よりも曲率半径の変化を強調するように描写したものである。

上述した空気入りタイヤは、正規リムに組み付けられて正規内圧に調整された状態において、図３に示すように、陸部２１のタイヤ赤道線ＣＬの位置がタイヤ最大外径部となるトレッドプロファイルを構成している。つまり、陸部２１のタイヤ赤道線ＣＬの位置が最もタイヤ径方向外側に突き出しており、タイヤ外径Ｄはタイヤ赤道線ＣＬの位置にて測定される。更に、陸部２１の両側に配置された各周方向溝１１のタイヤ幅方向内側の溝壁１１ａの高さＨａはタイヤ幅方向外側の溝壁１１ｂの高さＨｂよりも大きくなるように設定されている。周方向溝１１の溝壁１１ａ，１１ｂの高さＨａ，Ｈｂは周方向溝１１の溝底の法線方向に沿って測定されるものである。

上述した空気入りタイヤにおいては、陸部２１のタイヤ赤道線ＣＬの位置がタイヤ最大外径部となるトレッドプロファイルを構成し、かつ陸部２１の両側に配置された各周方向溝１１のタイヤ幅方向内側の溝壁１１ａの高さＨａをタイヤ幅方向外側の溝壁１１ｂの高さＨｂよりも大きくすることにより、タイヤ赤道線ＣＬ上に位置する陸部２１の両縁部での接地圧を高くするので、トレッド部１のグリップ力を高めることができる。そのため、転がり抵抗や車外騒音を低減するためにトレッド部１を構成するキャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用した場合であっても、緊急回避性を含む操縦安定性を良好に維持することができる。特に、タイヤ赤道線ＣＬ上に位置する陸部２１はタイヤ周方向に連続的に延在するリブ構造を有しているので、その陸部２１の両縁部での接地圧を高くすることは操縦安定性の改善に大きく寄与する。

上記空気入りタイヤにおいて、図３に示すように、陸部２１のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ１は陸部２２のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ２よりも大きくなっている。より具体的には、陸部２１の輪郭がトレッドラジアスＴＲ１に基づいて規定されているのに対して、トレッド部１における陸部２１を除く全ての陸部２２，２３の輪郭はトレッドラジアスＴＲ２に基づいて規定されている。このように陸部２１の輪郭を相対的に大きなトレッドラジアスＴＲ１に基づいて規定することにより、陸部２１の中央部から両縁部に向かって接地圧を適度に高くし、操縦安定性を効果的に改善することができる。

陸部２１の両側に配置された各周方向溝１１のタイヤ幅方向内側の溝壁１１ａの高さＨａとタイヤ幅方向外側の溝壁１１ｂの高さＨｂとの差（Ｈａ−Ｈｂ）は、０．３ｍｍ〜１．１ｍｍ、より好ましくは、０．５ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲に設定すると良い。これにより、転がり抵抗や車外騒音を悪化させることなく操縦安定性の改善効果を十分に得ることができる。この差（Ｈａ−Ｈｂ）が小さ過ぎると操縦安定性の改善効果が低下し、逆に大き過ぎると転がり抵抗や車外騒音を悪化する。

図４は図３のトレッドプロファイルの変形例を示すものである。図４において、トレッドラジアスＴＲ１，ＴＲ２及び溝壁高さＨａ，Ｈｂの関係は図３の場合と同様に設定されているが、トレッド表面の法線方向に対する周方向溝１１の両溝壁１１ａ，１１ｂの傾斜角度は互いに異なっており、タイヤ幅方向内側の溝壁１１ａの傾斜角度がタイヤ幅方向外側の溝壁１１ｂの傾斜角度よりも大きくなっている。このように周方向溝１１の両溝壁１１ａ，１１ｂの傾斜角度を互いに異ならせることが可能である。特に、周方向溝１１のタイヤ幅方向内側の溝壁１１ａの傾斜角度をタイヤ幅方向外側の溝壁１１ｂの傾斜角度よりも大きくした場合、タイヤ赤道線ＣＬ上に位置する陸部２１の剛性が高くなるため操縦安定性を更に改善することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、転がり抵抗や車外騒音の低減を目的として、トレッド部１を構成するキャップトレッドコンパウンドには低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用することが望ましい。例えば、ｔａｎδが０．０５〜０．１８の範囲にあり、硬さが５８〜６３の範囲にあるゴム組成物を使用すると良い。そのようなゴム組成物は配合するポリマー種の選択及び比率の適正化や、カーボンブラックの配合量を少なくし、その替わりにシリカを配合すること等で適宜調整することができる。

ここで、ｔａｎδはＪＩＳＫ６３９４に準拠して測定され、即ち、粘弾性スペクトロメータ（東洋精機製作所製）を使用して、温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定されるものである。また、硬さはＪＩＳＫ６２５３に準拠して測定され、即ち、デュロメータ（Ａタイプ）を使用して測定されるデュロメータ硬さである。

上述のようにキャップトレッドコンパウンドに低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用した場合、転がり抵抗や車外騒音の低減と操縦安定性とを高度に両立することが可能になるが、本発明では必ずしも低発熱性で低硬度のゴム組成物を使用する必要はない。つまり、キャップトレッドコンパウンドに汎用のゴム組成物を使用した場合には、転がり抵抗や車外騒音の低減効果は減少するものの、より優れた操縦安定性を得ることが可能になる。

タイヤサイズが１７５／６５Ｒ１５であり、図２に示すように、トレッド部にタイヤ周方向に延びる４本の周方向溝を設け、これら周方向溝により５列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、正規リムに組み付けられて正規内圧に調整された状態で、第１陸部のタイヤ赤道線の位置がタイヤ最大外径部となるトレッドプロファイルを構成し、キャップコンパウンド、第１陸部の両側に配置された各周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁高さＨａ及びタイヤ幅方向外側の溝壁高さＨｂ、溝壁高さＨａと溝壁高さＨｂとの差（Ｈａ−Ｈｂ）を表１のように設定した従来例１，２、実施例１〜４及び参考例１，２のタイヤを作製した。

キャップコンパウンドとしては、汎用のゴム組成物Ａと低転がり抵抗のゴム組成物Ｂを用いた。ゴム組成物Ａのｔａｎδは０．２２であり、硬さは６７である。一方、ゴム組成物Ｂのｔａｎδは０．１２であり、硬さは６２である。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、転がり抵抗、操縦安定性、車外騒音を評価し、その結果を表１に併せて示した。

転がり抵抗：
各試験タイヤをリムサイズ１５×５Ｊのホイールに組み付けて空気圧を２３０ｋＰａとして転がり抵抗測定装置に装着し、速度８０ｋｍ／ｈでの転がり抵抗を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。

操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１５×５Ｊのホイールに組み付けて空気圧を２３０ｋＰａとして排気量１２００ｃｃクラスの試験車両（ＦＦ車）に装着し、乾燥路面にて操縦安定性（応答ゲイン）についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を３とする５点満点の評価値にて示した。この評価値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

車外騒音：
各試験タイヤをリムサイズ１５×５Ｊのホイールに組み付けて空気圧を２３０ｋＰａとして排気量１２００ｃｃクラスの試験車両（ＦＦ車）に装着し、乾燥路面にて速度５３ｋｍ／ｈで走行した際の車外騒音を測定した。評価結果は、従来例１を基準とし、その基準に対する差にて示した。マイナス値は従来例１に比べて車外騒音が減少したことを意味し、プラス値は従来例１に比べて車外騒音が増加したことを意味する。

表１から明らかなように、実施例１，２のタイヤは、従来例１に比べて転がり抵抗及び車外騒音が低減され、しかも従来例２に比べて操縦安定性が改善されていた。実施例３〜４は、実施例１，２には劣るものの、従来例１，２との対比において相対的に良好な結果が得られていた。

１トレッド部
１１，１２周方向溝
１３細溝
１４傾斜溝
１５，１６ラグ溝
２１，２２，２３陸部
２２ａ，２３ａブロック
２２ｂ細リブ
ＣＬタイヤ赤道線

Claims

トレッド部におけるタイヤ赤道線の両側にタイヤ周方向に延びる一対の周方向溝を設け、これら一対の周方向溝の相互間に第１陸部を区画し、前記一対の周方向溝の外側に第２陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部を構成するキャップトレッドコンパウンドに、ＪＩＳＫ６３９４に準拠して温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％の条件で測定されるｔａｎδが０．０５〜０．１８の範囲にあり、ＪＩＳＫ６２５３に準拠してＡタイプのデュロメータにより測定される硬さが５８〜６３の範囲にあるゴム組成物を使用し、正規リムに組み付けられて正規内圧に調整された状態で、前記第１陸部のタイヤ赤道線の位置がタイヤ最大外径部となるトレッドプロファイルを構成し、前記第１陸部のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ１を前記第２陸部のタイヤ子午線方向のトレッドラジアスＴＲ２よりも大きくし、かつ前記第１陸部の両側に配置された各周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁をタイヤ幅方向外側の溝壁よりも高くし、トレッド表面の法線方向に対する前記周方向溝の両溝壁の傾斜角度を互いに異ならせ、そのタイヤ幅方向内側の溝壁の傾斜角度をタイヤ幅方向外側の溝壁の傾斜角度よりも大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記第１陸部の両側に配置された各周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁の高さＨａとタイヤ幅方向外側の溝壁の高さＨｂとの差を０．３ｍｍ〜１．１ｍｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記第１陸部がタイヤ周方向に連続的に延在するリブ構造を有することを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。