JP6346125B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
近年、環境問題への関心の高まりにより、低燃費性への要求が厳しくなってきている。かかる低燃費性は、転がり抵抗(RR)によって評価することができ、低転がり抵抗であるほど、低燃費となることが知られている。
2.135×SW+282.3≦OD
を満たし、前記トレッドゴムは、30℃における動的貯蔵弾性率E’が、6.0〜12.0MPaであり、60℃における損失正接tanδが、0.05〜0.15であり、前記複数本の陸部のうち少なくとも1本の陸部に、複数本のサイプがタイヤ周方向に沿って測った所定ピッチ長L(mm)で配設されるとともに、当該陸部の陸部幅W(mm)と、1つの前記ピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内の前記サイプのタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws(mm)と、前記ピッチ長L(mm)と、1つの前記ピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内の前記サイプのタイヤ周方向サイプ成分総長Ls(mm)との関係が、
0.6W≦Ws≦1.2W、および、L≦Ls≦3L
を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、狭幅、大径のラジアルタイヤにおいて、ウェット性能および転がり抵抗性能を向上させることができる。
なお、上記の「リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The Tire and Rim Association,Inc.)のYEAR BOOK等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指す(即ち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ETRTOのSTANDARDS MANUAL 2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズを挙げることができる。)が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。
本発明において、「トレッドゴム」とは、トレッド部に任意に含まれるベルト等の部材を含まないゴムを意味する。
また、本発明において、「ピッチ長L」とは、一のサイプのタイヤ周方向一端から、当該一のサイプとタイヤ周方向に隣り合うサイプの対応するタイヤ周方向一端までを、タイヤ周方向に沿って測った展開図上での長さをいう。また、「陸部幅W」とは、陸部をタイヤ幅方向に沿って測った長さをいう。また、「1つのピッチ長Lの範囲内に配設された陸部内のサイプのタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws」とは、1つのピッチ長Lの範囲内に配設された陸部内のサイプをタイヤ周方向に投影してタイヤ幅方向に沿って測った長さであり、当該範囲のサイプをタイヤ周向に投影した際に、例えばサイプが複数本存在し或いはサイプが折れ曲がる等することによって、投影したサイプに重複した部分がある場合には、当該重複した部分を重複した分だけ加算した長さをいうものとする。また、「1つのピッチ長Lの範囲内に配設された陸部内のサイプのタイヤ周方向サイプ成分総長Ls」とは、1つのピッチ長Lの範囲内に配設された陸部内のサイプをタイヤ幅方向に投影してタイヤ周方向に沿って測った長さであり、「タイヤ幅方向サイプ成分総長Ws」と同様に、投影したサイプに重複した部分がある場合には、当該重複した部分を重複した分だけ加算した長さをいうものとする。
この構成によれば、ウェット性能をより向上させることができる。
この構成によれば、ウェット性能をさらに向上させることができる。
より具体的には、トレッド部5と、トレッド部5の側部に連続してタイヤ半径方向内側に延びる一対のサイドウォール部6と、各サイドウォール部6のタイヤ半径方向の内端に連続するビード部2とを備えるとともに、一方のビード部2から他方のビード部2までトロイダル状に延びて上記各部を補強する1枚以上のカーカスプライからなるカーカス3を備えている。ビード部2にはビードコアが埋設されている。そしてさらに、上記ビード部2の補強部材として、ビード部2の外側面にゴムチェーファを備え、カーカス3のクラウン部に1枚以上のベルトプライからなるベルトを備えている。また、カーカス3のクラウン部のタイヤ半径方向外側にはトレッドゴム4が設けられている。
2.135×SW+282.3≦OD
を満たす。タイヤ1が、上記の関係であることにより、狭幅、大径の形状となり、タイヤ1の転がり抵抗性能を向上させ(転がり抵抗値を低減させ)、かつ、タイヤ1を軽量化することができる。
また、タイヤ1の転動時の内圧は、250kPa以上であることが好ましく、250〜350kPaであることがより好ましい。
また、タイヤ1の転がり抵抗値を低減し、かつ、タイヤ1を軽量化する観点から、タイヤ1の転動時の内圧が、250kPa以上の場合に、タイヤ1の断面幅SW(mm)と外径OD(mm)は、−0.0187×SW2+9.15×SW−380≦ODであることが好ましい。
混練の条件としては、特に制限はなく、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等を用いて、配合処方、混練装置への投入体積等に応じて、適宜、ローターの回転速度、ラム圧、混練温度、混練時間を調節すればよい。
また、ゴム組成物を加硫する際の条件としては、加硫温度は、例えば、100〜190℃とすることができる。加硫時間は、例えば、5〜80分とすることができる。
SBR、BRなどの共役ジエン系重合体を変性する方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、例えば、国際公開第2008/050845号に記載の方法(共役ジエン系重合体の活性末端に、変性剤を反応させ、チタン系縮合促進剤の存在下、当該変性剤が関与する縮合反応を行う方法)等を用いることができる。
共役ジエン系重合体としては、例えば、1,3−ブタジエンとスチレンとの共重合体が好適に挙げられる。
変性剤としては、例えば、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、1−トリメチルシリル−2−エトキシ−2−メチル−1−アザ−2−シラシクロペンタンが好適に挙げられる。
チタン系縮合促進剤としては、例えば、テトラキス(2−エチル−1,3−ヘキサンジオラト)チタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、チタンジ−n−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)が好適に挙げられる。
上述したゴム成分を1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係るタイヤ1は、トレッドゴム4を形成するゴム組成物が、少なくともゴム成分と充填剤とを含み、ゴム組成物において、ゴム成分100質量部に対して、充填剤が、50〜100質量部含まれていることが好ましい。これにより、耐摩耗性と加工性に優れるという利点がある。耐摩耗性と加工性の観点から、ゴム成分100質量部に対して、充填剤が、55〜85質量部含まれていることがより好ましく、75〜85質量部含まれていることがさらに好ましい。また、ジエン系ポリマー(ジエン系ゴム)100質量部に対して、充填剤が、50〜90質量部含まれていることがより好ましい。
充填剤としてシリカを用いる場合は、シリカをシランカップリング剤で処理してもよい。
また、tanδを上記のように0.05〜0.15とするためには、例えば、配合をジエン系ポリマー100phrのうち、NRを0〜20phrの範囲、変性S−SBRを20〜70phrの範囲、かつ、充填剤50〜80phrのうち、シリカを30〜80phrの範囲で適宜変更すればよい。
なお、本明細書において、「phr」は、ゴム成分100質量部に対する各種成分の配合量(質量部)をいう。
また、第1ショルダーサイプ9s1、第2ショルダーサイプ9s2および第3ショルダーサイプ9s3は、ピッチ長L(以下、各ショルダーサイプのピッチ長を「ピッチ長Lsho」と称す)で配設されるとともに、2本のショルダー陸部8sに配設される各ショルダーサイプ9sは、2本のショルダー陸部8s間で相互にタイヤ周方向にずれ、また、2本のショルダー陸部8s間で点対称になっている。
そこで、発明者らがウェット性能をさらに向上させるために鋭意検討したところ、上記のようなトレッドゴムを備えることにより、周方向せん断剛性が増大し粘着限界が大きくなるのでウェット性が向上できるものの、同時に圧縮剛性が増大するのでタイヤ1が路面に接地した際の実路接地面積が低下する傾向があり、それゆえに、周方向せん断剛性増大によるウェット性の向上効果が相殺されることがあった。
0.6W≦Ws≦1.2W、および、Lc≦Ls≦3Lc
を満たしている。
この構成によれば、周方向せん断剛性の低下を抑制して粘着限界を維持しつつ、圧縮剛性を低減して実路接地面積を向上させることができるので、ウェット性能を向上させることができる。具体的には、1つのピッチ長Lc(mm)の範囲内のタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws(mm)を、陸部幅W(mm)の0.6倍以上にすることにより、排水性を向上させることができ、陸部幅W(mm)の1.2倍以下にすることにより、周方向せん断剛性の低下を抑制することができる。また、1つのピッチ長Lc(mm)の範囲内のタイヤ周方向サイプ成分総長Ls(mm)を、ピッチ長Lc(mm)の1倍以上にすることにより、圧縮剛性を十分に低減することができ、ピッチ長Lc(mm)の3倍以下にすることにより、コーナリングパワーを十分に維持することができ、それゆえに、操縦安定性能の低下を抑制することができる。上記のようなトレッドゴム4を有することで、通常のトレッドゴムを有するタイヤと比較してコーナリングパワーが大きくなり、操縦安定性能が向上するところ、操縦安定性能が良好であるのでタイヤ周方向サイプ成分Lsを大きくしても操縦安定性能の低下を抑制することができる。
なお、サイプ9がタイヤ幅方向成分を有することにより、タイヤ幅方向成分を有しないサイプと比較して、ウェット路面走行時にトレッド踏面と路面との間の水をサイプ内に取り込みやすくなるとともに、サイプ9が周方向主溝7に開口していれば周方向主溝7に水を排水することができ、それゆえに、排水性を向上させることができる。
なお、以下、サイプ9をピッチ長Lで配設するとともに、そのサイプ9のタイヤ幅方向サイプ成分総長Wsおよびタイヤ周方向サイプ成分総長Lsを規定した陸部8について、センター陸部8cに着目して説明するが、サイプ9を上記のように規定することは、センター陸部8cのセンターサイプ9cに限らず、または、センターサイプ9cに代えて、他の陸部8、本実施形態ではショルダー陸部8sに配設したショルダーサイプ9sに対しても規定することができる。
ここで、上記の「タイヤ周長」とは、低圧無負荷状態で測定した長さであり、「トレッド幅」とは、タイヤ1を先述のリムに組み込むとともに250kPa以上の内圧を適用した状態で、両側のトレッド接地端E間を、タイヤ幅方向に沿って測った長さであり、「トレッド接地端」とは、トレッド踏面Tの、トレッド幅方向の最外位置であり、「トレッド踏面」とは、先述のリムに組み込むとともに250kPa以上の内圧を適用したタイヤ1を、最大負荷能力の75%の負荷を加えた状態でタイヤ1を転動させた際に、路面に接触することになる、タイヤ1の全周にわたる外周面である。
なお、図示では、センター陸部8cにおいて、小穴10が、センターサイプ9cのタイヤ幅方向部分およびタイヤ周方向部分と、当該センターサイプ9cとタイヤ周方向に隣り合うセンターサイプ9cで囲まれる陸部分に2個配設されている。
また、この実施形態では、ショルダーサイプ9sが配設された2本のショルダー陸部8sにおいても、同様な小穴10が配設されており、当該小穴10が、第1ショルダーサイプ9s1と、第2ショルダーサイプ9s2と、第3ショルダーサイプ9s3のタイヤ周方向部分とのそれぞれの略延長線上に1個配設されている。
また、小穴10について、その断面積Sを0.1mm2以上にするので、圧縮剛性を十分に低減することができる。また、断面積Sを4mm2以下にするので、陸部8の陸部分の面積の低下を防止することができて実接地面積の低下によるウェット性能向上効果の減少を防止することができる。また、小穴10を設けることで小穴10周りの陸部8の変形増加による歪エネルギーロスの増加が生じ得るが、小穴10が小さいのでその増加を抑制することができ、また小穴10の追加によって陸部8の体積が減少するので、それゆえに歪エネルギーロスの増加を相殺することができ、その結果として転がり抵抗が悪化することを防止することができる。
なお、図3の例では、ピッチ長Lを変更した3種類のパターンを示したが、2種類または4種類以上のパターンとすることは任意である。また、パターンP1〜P3を順に繰り返し設けているが、パターン配置の順序は任意であり、例えば1つパターンのみを複数回繰り返し配置した後、他のパターンを1回または複数回配置することもできる。
実施例1のタイヤは、図1および2に示すような、タイヤサイズ165/60R19であるタイヤであって、表1に示す諸元の構成を有し、トレッド踏面Tに、2本の周方向主溝が配設されている。また、実施例1のタイヤは、当該2本の周方向主溝で区画されるセンター陸部において、複数本のサイプ(センターサイプ)がタイヤ周方向に沿って測った所定ピッチ長Lで配設されるとともに、当該陸部の陸部幅W(mm)と、1つのピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内のサイプのタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws(mm)と、ピッチ長L(mm)と、1つのピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内のサイプのタイヤ周方向サイプ成分総長Ls(mm)との関係が、0.6W≦Ws≦1.2W、および、L≦Ls≦3Lを満たしている。なお、実施例1のタイヤは、サイプ(センターサイプ)の平均ピッチ長Lが30mm(タイヤ周長の1.4%)であり、センター陸部の陸部幅Wが、25mm(トレッド幅の19%)である。また、周方向主溝は、溝幅が9mm、溝深さが7mmであり、当該センターサイプは、幅が0.7mmであり、深さが3mmである。
[実施例2〜6]
実施例2〜6のタイヤは、各諸元を表1に示すように変化させるとともに、小穴を配設した以外、実施例1のタイヤと同様である。
[比較例1]
比較例1のタイヤは、タイヤサイズ195/65R15であるタイヤであって、表1に示す諸元の構成を有し、トレッド踏面Tに、3本の周方向主溝(溝幅:9mm)が配設されている。また、比較例1のタイヤは、トレッド踏面のセンター側に配置される周方向主溝に隣接する2本の陸部において、複数本のサイプ(センターサイプ)がタイヤ周方向に沿って測った所定ピッチ長Lで配設されるとともに、当該陸部の陸部幅W(mm)と、1つのピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内のサイプのタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws(mm)との関係のみが、0.6W≦Ws≦1.2Wを満たしている。なお、比較例1のタイヤは、サイプ(センターサイプ)のピッチ長Lがタイヤ周長の1.3%であり、センター陸部の陸部幅Wが、トレッド幅の18%である。また、周方向主溝は、溝幅が9mm、溝深さが6.5mmであり、当該センターサイプは、幅が0.5mmであり、深さが5mmである。
[比較例2]
比較例2のタイヤは、トレッドゴムの物性を表1に示すように変化させた以外、比較例1のタイヤと同様である。
[比較例3、4]
比較例3、4のタイヤは、各諸元を表1に示すように変化させた以外、実施例1のタイヤと同様である。なお、比較例3、4のタイヤは、センター陸部の陸部幅W(mm)と、1つのピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内のサイプのタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws(mm)との関係のみが、0.6W≦Ws≦1.2Wを満たしている。
[ウェット性能]
上記の各供試タイヤを、下記の条件でリムに装着し内圧を充填して、車両に装着した後、ウェット路面を時速80km/hで走行させた。そして、上記状態で走行後、フルブレーキを行った際の、停止距離(m)を計測し、このときの平均減速度(m/s2)=V2/25.92Lを算出した(ウェット時の摩擦係数(wet μ))。評価結果は、各供試タイヤについての値を逆数にして、比較例1に記載のタイヤを100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウェット性能がよいことを意味する。
実施例1〜6、比較例3〜4:リムサイズ5.5J−19、内圧300kPa
比較例1、2:リムサイズ6.5J−15、内圧220kPa
[転がり抵抗性能]
上記の各供試タイヤを、ウェット性能の測定条件と同じ条件で、リムに装着し内圧を充填して、各タイヤに規定される最大荷重を負荷して、ドラム回転速度100km/hの条件にて転がり抵抗値を測定した。
評価結果は、各供試タイヤについての値を逆数にして、比較例1に記載のタイヤを100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗性能がよいことを意味する。
[コーナリングパワー]
コーナリングパワーは、フラットベルト式コーナリング試験機を用いて測定した。具体的には、上記の各供試タイヤを、ウェット性能の測定条件と同じ条件で、リムに装着し内圧を充填して、フラットベルト式コーナリング試験機取り付けて測定を行った。ベルト速度を100km/hとして、タイヤの転動方向ドラムの円周方向との間のスリップアングル(SA)を1°の状態でコーナリングフォースを測定した。
評価結果は、比較例1のコーナリングフォースを100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、スリップアングルにおけるコーナリングフォース、すなわちスリップアングルにおけるコーナリングパワーが良好であることを意味する。
2:ビード部
3:カーカス
4:トレッドゴム
5:トレッド部
6:サイドウォール部
7:周方向主溝
8:陸部
8c:センター陸部
8s:ショルダー陸部
8m:中間陸部
9:サイプ
9c:センターサイプ
9s:ショルダーサイプ
9s1:第1ショルダーサイプ
9s2:第2ショルダーサイプ
9s3:第3ショルダーサイプ
9m:中間サイプ
10:小穴
T:トレッド踏面
E:トレッド接地端
L:ピッチ長
Lc:センター陸部のサイプのピッチ長
Lsho:ショルダー陸部のサイプのピッチ長
W:陸部幅
P1〜P3:パターン
Claims (2)
- 一対のビード部間でトロイダル状に跨るラジアル配列コードのカーカスプライからなるカーカスと、当該カーカスのタイヤ半径方向外側に設けられたトレッドゴムと、トレッド踏面に設けられた、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも2本の周方向主溝と、トレッド踏面に設けられた、相互に隣り合う前記周方向主溝の2本で、並びに前記周方向主溝のうち最もタイヤ幅方向外側に位置する周方向主溝およびトレッド接地端で区画される複数本の陸部と、を備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤをリムに組み込み、内圧を250kPa以上とした際に、
前記タイヤの断面幅SWが165(mm)未満である場合は、前記タイヤの断面幅SWと外径OD(mm)との比SW/ODが0.26以下であり、
前記タイヤの断面幅SWが165(mm)以上である場合は、前記タイヤの断面幅SWと外径OD(mm)との関係が、
2.135×SW+282.3≦OD
を満たし、
前記トレッドゴムは、30℃における動的貯蔵弾性率E’が、6.0〜12.0MPaであり、60℃における損失正接tanδが、0.05〜0.15であり、
前記複数本の陸部のうち少なくとも1本の陸部に、複数本のサイプがタイヤ周方向に沿って測った所定ピッチ長L(mm)で配設されるとともに、当該陸部の陸部幅W(mm)と、1つの前記ピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内の前記サイプのタイヤ幅方向サイプ成分総長Ws(mm)と、前記ピッチ長L(mm)と、1つの前記ピッチ長L(mm)の範囲内に配設された当該陸部内の前記サイプのタイヤ周方向サイプ成分総長Ls(mm)との関係が、
0.6W≦Ws≦1.2W、および、L≦Ls≦3L
を満たすことを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。 - 前記サイプが配設された前記陸部において、1つの前記ピッチ長L(mm)の範囲内に、小穴が少なくとも1個配設され、
前記小穴の、トレッド踏面への開口面積S(mm2)が0.1≦S≦4の範囲内である、請求項1に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
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