JPWO2015170615A1 - タイヤ - Google Patents

Abstract

補強層（１２）とトレッド部（１３）とが、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されたタイヤ（１）であって、トレッド部（１３）は、内側ベース層（１４）、外側ベース層（１５）、及びキャップ層（１６）が、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されてなり、キャップ層（１６）は、外側ベース層（１５）を形成する材質より弾性率、及び損失正接が低い材質で形成され、内側ベース層（１４）は、キャップ層（１６）を形成する材質より弾性率の低い材質で形成されている。

Description

本発明は、タイヤに関する。
本願は、２０１４年５月８日に、日本に出願された特願２０１４−０９６８２４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来から、例えば下記特許文献１に示されるように、補強層とトレッド部とが、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層され、トレッド部が、ベース層及びキャップ層をタイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層してなるタイヤが知られている。

日本国特許第４８２７４９６号公報

しかしながら、従来のタイヤでは、互いに背反する氷雪性能と操縦安定性能とを両立して維持させつつ、転がり抵抗性能を向上させることが困難であるという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされ、互いに背反する氷雪性能と操縦安定性能とを両立して維持させつつ、転がり抵抗性能を向上させることができるタイヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のタイヤは、補強層とトレッド部とが、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されたタイヤであって、トレッド部は、内側ベース層、外側ベース層、及びキャップ層が、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されてなり、キャップ層は、外側ベース層を形成する材質より弾性率、及び損失正接が低い材質で形成され、内側ベース層は、キャップ層を形成する材質より弾性率の低い材質で形成されている。

この発明のタイヤによれば、互いに背反する氷雪性能と操縦安定性能とを両立して維持させつつ、転がり抵抗性能を向上させることができる。

本発明に係る一実施形態において、その一部を示すタイヤ幅方向に沿う縦断面図である。 本発明に係る従来例において、その一部を示すタイヤ幅方向に沿う縦断面図である。

以下、本発明に係るタイヤ１の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
このタイヤ１は、カーカス１１の外周面に補強層１２とトレッド部１３とが、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層された構成となっている。なお、図１において、ＣＬはタイヤ赤道部を示している。
補強層１２としては、例えばベルト層及びスパイラル層等の単層構造や多層構造が挙げられる。
トレッド部１３は、内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６が、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層された構成となっている。図示の例では、内側ベース層１４は、補強層１２をタイヤ径方向の外側から全域にわたって覆っていて、補強層１２に当接している。また、内側ベース層１４におけるタイヤ幅方向の両端部は、補強層１２よりタイヤ幅方向の外側に張り出している。
なお、トレッド部１３と補強層１２との間にトレッドアンダークッションを配設することで、内側ベース層１４を、トレッドアンダークッションを介して補強層１２に当接させてもよい。

トレッド部１３の外周面には複数の溝１７、１８が形成されている。複数の溝１７、１８は、ブロック部１３ｂを区画する主溝１７と、ブロック部１３ｂの外周面に形成されたサイプ１８と、を備えている。
内側ベース層１４は、溝１７、１８の底面１７ａ、１８ａよりタイヤ径方向の内側に離れて位置している。なお、溝１７、１８の底面１７ａ、１８ａは、外側ベース層１５に位置している。

外側ベース層１５の厚さは、キャップ層１６の厚さより薄くなっている。また、内側ベース層１４の厚さは、外側ベース層１５及びキャップ層１６それぞれの厚さより薄くなっている。すなわち、図示の例では、トレッド部１３のなかで、内側ベース層１４の厚さが最小となり、キャップ層１６の厚さが最大となっている。
例えば、内側ベース層１４の厚さは、キャップ層１６の厚さの約０．６倍以下とされ、外側ベース層１５の厚さは、キャップ層１６の厚さの約４分の１以上となっている。また例えば、内側ベース層１４及び外側ベース層１５の各厚さの総和は、キャップ層１６の厚さの０．４倍〜１．６倍となっている。どの場合においても、トレッド部１３の厚さは現行と同等に維持されている。
なお、前述した内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の各厚さは、それぞれの層１４〜１６のなかで最も厚さが厚い部分の厚さを示している。

キャップ層１６は、外側ベース層１５を形成する材質より弾性率、及び損失正接が低い材質で形成されている。
内側ベース層１４は、キャップ層１６を形成する材質より弾性率、及び損失正接が低い材質で形成されている。
例えば、内側ベース層１４を形成する材質の弾性率は、キャップ層１６を形成する材質の弾性率の０．１倍〜０．９５倍で、かつ外側ベース層１５を形成する材質の弾性率の０．２倍〜０．５倍となっている。また、内側ベース層１４を形成する材質の損失正接は、キャップ層１６を形成する材質の損失正接の０．２倍〜０．７倍で、かつ外側ベース層１５を形成する材質の損失正接の０．２倍〜０．５倍となっている。

以上説明したように、本実施形態によるタイヤ１によれば、トレッド部１３における内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の３層のなかで、接地する外周面から最も離れて位置する内側ベース層１４が、他の２層である外側ベース層１５及びキャップ層１６を形成する各材質より弾性率の低い材質で形成されている。従って、この内側ベース層１４が、弾性率の高い、補強層１２と外側ベース層１５との間に配置されていることと相俟って、内側ベース層１４を積極的に歪ませることが可能になり、内側ベース層１４よりタイヤ径方向の外側に位置する他の２層である外側ベース層１５及びキャップ層１６の歪みが抑えられ、タイヤ１の転がり抵抗性能を向上させることができる。

さらに、トレッド部１３における内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の３層のなかで、最もタイヤ径方向の外側に位置するキャップ層１６を形成する材質の損失正接が、外側ベース層１５を形成する材質の損失正接より低くなっているので、タイヤ１の転がり抵抗性能がより一層確実に向上されることとなる。
また、キャップ層１６を形成する材質の弾性率が、キャップ層１６よりタイヤ径方向の内側に位置する外側ベース層１５を形成する材質の弾性率より低くなっているので、トレッド部１３の外周面側を柔軟にすることで、優れた氷雪性能を発揮させることができる。
一方、外側ベース層１５を形成する材質の弾性率が、外側ベース層１５よりタイヤ径方向の外側に位置するキャップ層１６を形成する材質の弾性率より高くなっていることから、トレッド部１３の外周面に形成される個々のブロック部１３ｂ全体の剛性が確保されることとなり、操縦安定性能を維持することができる。

また、内側ベース層１４が、外側ベース層１５及びキャップ層１６を形成する各材質より損失正接の低い材質で形成されているので、内側ベース層１４が、トレッド部１３における内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の３層のなかで前述のように歪みやすいにもかかわらず、この内側ベース層１４の発熱を抑えることが可能になり、転がり抵抗性能を確実に向上させることができる。
また、トレッド部１３における内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の３層のなかで、前述のように歪みやすい内側ベース層１４の厚さが、外側ベース層１５及びキャップ層１６それぞれの厚さより薄くなっているので、内側ベース層１４が、内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の３層のなかで、接地する外周面から最も離れて位置していることと相俟って、トレッド部１３が内側ベース層１４を備えたことで、トレッド部１３全体の剛性が低下して操縦安定性能が悪化するのを防ぐことができる。

また、外側ベース層１５の厚さが、キャップ層１６の厚さより薄くなっているので、キャップ層１６の氷雪性能、及び、外側ベース層１５の剛性による操縦安定性能それぞれの効果を相互に発揮させることが可能になり、氷雪性能及び操縦安定性能を確実に両立させることができる。
また、内側ベース層１４が、溝１７、１８の底面１７ａ、１８ａよりタイヤ径方向の内側に離れて位置しているので、内側ベース層１４が、トレッド部１３の外周面に露出するのを防ぐことが可能になり、前述の作用効果が奏される反面、ブレーキ性能や耐久性が悪化するのを防ぐことができる。
また、トレッド部１３の厚さが、前述したように現行と同等に維持されているので、タイヤ１の総重量を増大させずに、前述した各作用効果を奏することができる。

次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。

実施例１〜３のタイヤ１として、トレッド部１３が、図１に示されるように、内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６が、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されてなる構成を採用し、従来例のタイヤ１００として、トレッド部１３が、図２に示されるように、外側ベース層１５、及びキャップ層１６が、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されてなる構成を採用した。
そして、これら４種類のタイヤ１、１００の、内側ベース層１４、外側ベース層１５、及びキャップ層１６の弾性率、損失正接、及び厚さを、表１に示される大きさとした。また、４種類全てのタイヤ１、１００について、サイズを１９５／６５Ｒ１５とした。

弾性率及び損失正接（ｔａｎδ）は、上島製作所（株）製スペクトロメーターを用いて、初期歪２％、動歪１％、周波数５２Ｈｚの条件下で、３０℃における動的引張貯蔵弾性率Ｅ´を弾性率として、損失正接（ｔａｎδ）を測定した。
弾性率の数値が大きい程、高弾性であることを示し、損失正接（ｔａｎδ）の数値が大きい程、高発熱性であることを示す。
ここで、測定した弾性率は、動的引張粘弾性試験における動的引張貯蔵弾性率Ｅ´及び損失正接（ｔａｎδ）である。しかしながら、上記以外の試験、例えば動的圧縮粘弾性試験、動的せん断粘弾性試験及びその他の動的粘弾性試験においても、それらの結果は、動的引張粘弾性試験の結果と同様の傾向を示す。従って、本願の請求項１に記載されているタイヤの弾性率及び損失正接（ｔａｎδ）の関係は、上記測定条件又はそれに準ずる測定条件における動的粘弾性試験において、全て成立する。
なぜならば、タイヤのトレッド部に使用されているゴムは、ポアソン比が０．５に近く、変形しても、体積変化がきわめて少ないため、引張の弾性率と、圧縮の弾性率と、せん断の弾性率とは比例するからである。

そして、氷雪性能、及び操縦安定性能については、各タイヤを、２１０ｋＰａの空気圧をかけて適用リム１５×６Ｊを介して車両に装着し試験を行って評価した。
氷雪性能は、氷上路面のテストコースを速度２０ｋｍ／ｈで直進走行中にフル制動したときの制動距離の測定値を、従来例のタイヤでの結果を１００とした指数で表した値と、雪上路面のテストコースを速度４０ｋｍ／ｈで直進走行中にフル制動したときの制動距離の測定値を、従来例のタイヤでの結果を１００とした指数で表した値と、の平均値で評価した。
操縦安定性能は、ドライ路面のテストコースを速度８０ｋｍ／ｈで直進走行中にコーナリング走行に切り替えたときの応答性や安定性について、ドライバーが感じたフィーリングに基づき、従来例のタイヤでの結果を１００とした指数で評価した。
以上の２つの評価では、数値が大きいほど各性能が優れていることを示している。
転がり抵抗性能は、室内ドラム試験機を用いてフォース式試験法を適用し、空気圧２１０ｋＰａ、試験荷重４．８２ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で測定したときの測定値を、従来例のタイヤでの結果を１００とした指数で評価した。
この評価では、数値が小さいほど性能が優れていることを示している。
以上の結果、表１に示されるように、実施例１〜３のタイヤ１では、氷雪性能と操縦安定性能とを両立して維持させつつ、従来例のタイヤ１００と比べて、転がり抵抗性能を向上させることができることが確認された。

なお、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、内側ベース層１４を、損失正接がキャップ層１６を形成する材質より低い材質で形成したが、内側ベース層１４を、損失正接がキャップ層１６を形成する材質と同等かそれより高い材質で形成してもよい。
また、内側ベース層１４の厚さを、外側ベース層１５及びキャップ層１６それぞれの厚さと同等かそれより厚くしてもよい。
また、外側ベース層１５の厚さを、キャップ層１６の厚さと同等かそれより厚くしてもよい。
また、溝１７、１８の底面１７ａ、１８ａを、内側ベース層１４に位置させてもよい。
また、外側ベース層１５及びキャップ層１６のうちの少なくとも一方は、発泡ゴムで形成してもよい。
また、トレッド部１３は、キャップ層１６上に配置された外層を備えてもよい。なお、この外層は、発泡ゴムで形成してもよいし、弾性率が、例えば、キャップ層１６を形成する材質や内側ベース層１４を形成する材質より低い材質で形成する等、任意の材質で形成してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記の実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記の変形例を適宜組み合わせてもよい。

本発明のタイヤによれば、互いに背反する氷雪性能と操縦安定性能とを両立して維持させつつ、転がり抵抗性能を向上させることができる。

１ タイヤ
１２ 補強層
１３ トレッド部
１４ 内側ベース層
１５ 外側ベース層
１６ キャップ層
１７、１８ 溝
１７ａ、１８ａ 底面

Claims (5)

1. 補強層とトレッド部とが、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されたタイヤであって、
   前記トレッド部は、内側ベース層、外側ベース層、及びキャップ層が、タイヤ径方向の内側から外側に向けてこの順に積層されてなり、
   前記キャップ層は、前記外側ベース層を形成する材質より弾性率、及び損失正接が低い材質で形成され、
   前記内側ベース層は、前記キャップ層を形成する材質より弾性率の低い材質で形成されているタイヤ。
2. 前記内側ベース層は、前記キャップ層を形成する材質より損失正接の低い材質で形成されている請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記内側ベース層の厚さは、前記外側ベース層及び前記キャップ層それぞれの厚さより薄い請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記外側ベース層の厚さは、前記キャップ層の厚さより薄い請求項３に記載のタイヤ。
5. 前記トレッド部の外周面には溝が形成され、前記内側ベース層は、前記溝の底面よりタイヤ径方向の内側に離れて位置している請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤ。

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