JP2013199154A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 操縦安定性を低下させることなくロードノイズを低減することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部１にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝５を設け、該周方向溝５により複数列の陸部６を区画した空気入りタイヤにおいて、トレッド部１の各陸部６をタイヤ径方向内側に位置する基礎ゴム層７とタイヤ径方向外側に位置する踏面ゴム層８との積層構造とし、基礎ゴム層７を硬度が相対的に高いゴム組成物から構成し、踏面ゴム層８を硬度が相対的に低いゴム組成物から構成すると共に、踏面ゴム層８の厚さを各陸部６のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トレッド部に硬度が異なる複数種類のゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性を低下させることなくロードノイズを低減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、通常、トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝を有し、該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。このような空気入りタイヤのキャップトレッドゴム層には必要とされるタイヤ特性を発揮するために最適なゴム組成物が使用される。

従来、空気入りタイヤにおいて、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減するために、キャップトレッドゴム層に硬度が異なる複数種類のゴム組成物を使用し、車両装着時に車両外側となる領域に配置されるゴム組成物の硬度を車両内側となる領域に配置されるゴム組成物の硬度よりも高くしたり、タイヤ幅方向のセンター領域に配置されるゴム組成物の硬度よりもショルダー領域に配置されるゴム組成物の硬度を高くすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述のようにトレッド部の領域毎にゴム組成物の硬度を異ならせるようにした場合、各陸部は単一種類のゴム組成物から構成されるため、硬度が高い陸部ではロードノイズが発生し易くなり、硬度が低い陸部は操縦安定性を低下させる要因となる。そのため、上記のような構造では、操縦安定性とロードノイズを必ずしも効果的に両立することができないのが現状である。

特開２００６−３５９７４号公報

本発明の目的は、操縦安定性を低下させることなくロードノイズを低減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、トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝を設け、該周方向溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部の各陸部をタイヤ径方向内側に位置する基礎ゴム層とタイヤ径方向外側に位置する踏面ゴム層との積層構造とし、前記基礎ゴム層を硬度が相対的に高いゴム組成物から構成し、前記踏面ゴム層を硬度が相対的に低いゴム組成物から構成すると共に、前記踏面ゴム層の厚さを各陸部のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させたことを特徴とするものである。

本発明では、トレッド部の各陸部を高硬度の基礎ゴム層と低硬度の踏面ゴム層との積層構造とし、踏面ゴム層の厚さを各陸部のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させ、それに伴って高硬度の基礎ゴム層を各陸部のタイヤ幅方向中心側から両端側に向かって厚くしているので、高硬度の基礎ゴム層に基づいて各陸部の倒れ込みを防止し、優れた操縦安定性を発揮することができる。その一方で、低硬度の踏面ゴム層の厚さを各陸部のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させているので、路面からの入力を緩和してロードノイズの発生を抑制することができる。その結果、操縦安定性を低下させることなくロードノイズを低減することが可能になる。

本発明において、基礎ゴム層の硬度と踏面ゴム層の硬度との差は５以上とすることが好ましい。これにより、ロードノイズの低減効果を十分に得ることができる。

各陸部における踏面ゴム層の最大厚さは該陸部に隣接する周方向溝の深さの４０％〜７０％の範囲に設定することが好ましい。これにより、操縦安定性とロードノイズをより高い次元で両立することが可能になる。

踏面ゴム層の最大厚さはトレッドセンター側に位置する陸部からショルダー側に位置する陸部に向かうにしたがって減少させることが好ましい。特に、タイヤ幅方向最外側に位置する一対の周方向溝よりも内側の領域をセンター領域とし、該センター領域よりもタイヤ幅方向外側の領域をショルダー領域としたとき、センター領域に含まれる陸部における踏面ゴム層の最大厚さをショルダー領域に含まれる陸部における踏面ゴム層の最大厚さの１．２倍〜１．５倍とすることが好ましい。つまり、車両旋回時にはセンター領域よりもショルダー領域に負荷が掛かり易いので、ショルダー領域の陸部における踏面ゴム層の最大厚さを相対的に小さくすることにより、ショルダー領域の陸部の剛性をセンター領域の陸部の剛性よりも相対的に高くし、ロードノイズの低減効果を維持しながら操縦安定性を改善することができる。

本発明において、硬度とはＪＩＳ−Ｋ６２５３に規定されるデュロメータ硬さを意味し、Ａタイプのテュロメータを用いて測定されるものである。

また、本発明において、センター領域及びショルダー領域は接地領域内に規定される領域である。接地領域とは、接地幅にて規定されるタイヤ周上の領域である。接地幅は、タイヤを正規リムにリム組して正規内圧を充填した状態で該タイヤを平面に対して垂直に置き正規荷重を加えたときの平面との接触面におけるタイヤ軸方向の最大直線距離である。「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、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。「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、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＲＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には１８０ｋＰａとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＲＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であり、タイヤが乗用車の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部を示す子午線断面図である。 図１における陸部を拡大して示す斜視断面図である。 図１における陸部を拡大して示す断面図である。 本発明において陸部を構成する基礎ゴム層と踏面ゴム層の変形例を示し、（ａ）〜（ｄ）は各変形例の断面図である。

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〜図３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を備えている。この空気入りタイヤは、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と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えているが、ここでは省略されている。

トレッド部１には、一対のビード部間に装架されたカーカス層２と、該カーカス層２の外周側に配置されたベルト層３と、該ベルト層３の外周側に配置されたベルトカバー層４とが埋設されている。ベルト層３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３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。一方、ベルトカバー層４は、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列した構造を有している。このベルトカバー層４は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。ベルトカバー層４の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

上記トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝５が形成されており、これら周方向溝５により複数列の陸部６が区画されている。陸部６は、タイヤ周方向に連続するリブであっても良く、或いは、タイヤ幅方向に延びる横溝により区分された複数のブロックから構成されていても良い。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部１のキャップトレッドゴム層には硬度が異なる２種類のゴム組成物が使用されている。即ち、図２に示すように、各陸部６はタイヤ径方向内側に位置する基礎ゴム層７とタイヤ径方向外側に位置する踏面ゴム層８とを含み、これら基礎ゴム層７と踏面ゴム層８とを積層した構造になっている。基礎ゴム層７は硬度が相対的に高いゴム組成物から構成され、踏面ゴム層８は硬度が相対的に低いゴム組成物から構成されている。そして、踏面ゴム層８の厚さは各陸部６のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加している。

上述した空気入りタイヤにおいては、トレッド部１の各陸部６を高硬度の基礎ゴム層７と低硬度の踏面ゴム層８との積層構造とし、踏面ゴム層８の厚さを各陸部６のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって徐々に増加させ、それに伴って高硬度の基礎ゴム層７を各陸部６のタイヤ幅方向中心側から両端側に向かって徐々に厚くしている。つまり、低硬度の踏面ゴム層８を受容するように高硬度の基礎ゴム層７が各陸部６のタイヤ幅方向両端側においてタイヤ径方向外側に突き出している。そのため、高硬度の基礎ゴム層７に基づいて各陸部６の倒れ込みを防止し、優れた操縦安定性を発揮することができる。

その一方で、低硬度の踏面ゴム層８の厚さを各陸部６のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させているので、路面からの入力を緩和してロードノイズの発生を抑制することができる。その結果、操縦安定性を低下させることなくロードノイズを低減することが可能になる。

上記空気入りタイヤにおいて、基礎ゴム層７及び踏面ゴム層８を構成するゴム組成物の硬度は６１〜７５の範囲から選択することが可能であるが、基礎ゴム層７の硬度と踏面ゴム層８の硬度との差は５以上、好ましくは、５〜１２の範囲、更に好ましくは、５〜１０の範囲に設定される。基礎ゴム層７の硬度と踏面ゴム層８の硬度との差を上記のように設定することにより、ロードノイズの低減効果を十分に得ることができる。両者の硬度差が５未満であるとロードノイズの低減効果が低下する。また、両者の硬度差が過大であると耐偏摩耗性が低下する要因となる。

図３に示すように、各陸部６における踏面ゴム層８の最大厚さＴは該陸部６に隣接する周方向溝５の深さＧＤの４０％〜７０％の範囲に設定されている。これにより、操縦安定性とロードノイズをより高い次元で両立することが可能になる。踏面ゴム層８の最大厚さＴが周方向溝５の深さＧＤの４０％未満であるとロードノイズの低減効果が低下し、逆に７０％を超えると操縦安定性が低下することになる。

図１において、踏面ゴム層８の最大厚さＴはトレッドセンター側に位置する陸部６（ ６Ａ）からショルダー側に位置する陸部６（６Ｃ）に向かうにしたがって徐々に減少している。このようにショルダー領域の陸部６Ｃにおける踏面ゴム層８の最大厚さＴを相対的に小さくすることにより、ショルダー領域の陸部６Ｃの剛性をセンター領域の陸部６Ａの剛性よりも相対的に高くし、ロードノイズの低減効果を維持しながら操縦安定性を改善することができる。

特に、タイヤ幅方向最外側に位置する一対の周方向溝５よりも内側の領域をセンター領域Ａｃｅとし、該センター領域Ａｃｅよりもタイヤ幅方向外側の領域をショルダー領域Ａｓｈとしたとき、センター領域Ａｃｅに含まれる陸部６（６Ａ，６Ｂ）における踏面ゴム層８の最大厚さＴはショルダー領域Ａｓｈに含まれる陸部６（６Ｃ）における踏面ゴム層８の最大厚さＴの１．２倍〜１．５倍であると良い。これにより、ロードノイズの低減効果と操縦安定性の改善効果を最大限に享受することができる。ここで、センター領域Ａｃｅの陸部６（６Ａ，６Ｂ）における踏面ゴム層８の最大厚さＴとショルダー領域Ａｓｈの陸部６（６Ｃ）における踏面ゴム層８の最大厚さＴとの関係が上記範囲から外れるとロードノイズの低減効果と操縦安定性の改善効果のいずれか一方が低下することになる。

図４（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明において陸部を構成する基礎ゴム層と踏面ゴム層の変形例を示すものである。つまり、図３においては踏面ゴム層８のタイヤ子午線断面での断面形状が逆三角形状をなしているが、例えば、図４（ａ）〜（ｃ）のように基礎ゴム層７と踏面ゴム層８との境界面を湾曲面としたり、図４（ｄ）のようには踏面ゴム層８のタイヤ子午線断面での断面形状を逆台形状とすることも可能である。

タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、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、トレッド部の各陸部をタイヤ径方向内側に位置する基礎ゴム層とタイヤ径方向外側に位置する踏面ゴム層との積層構造とし、踏面ゴム層の厚さを各陸部のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させ、踏面ゴム層の硬度、基礎ゴム層の硬度、最もトレッドセンター側に位置する陸部における踏面ゴム層の最大厚さＴｃｅと該陸部に隣接する周方向溝の深さＧＤとの比率（Ｔｃｅ／ＧＤ×１００％）、最もトレッドセンター側に位置する陸部における踏面ゴム層の最大厚さＴｃｅと最もショルダー側に位置する陸部における踏面ゴム層の最大厚さＴｓｈとの比率（Ｔｃｅ／Ｔｓｈ×１００％）を表１のように設定した比較例１及び実施例１〜５のタイヤを製作した。

比較のため、全ての陸部を高硬度のゴム組成物（硬度＝７０）から構成した従来例１のタイヤを用意した。また、センター領域の陸部を低硬度のゴム組成物（硬度＝６４）から構成する一方で、ショルダー領域の陸部を高硬度のゴム組成物（硬度＝７０）から構成した従来例２のタイヤを用意した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、操縦安定性及びロードノイズを評価し、その結果を表１に併せて示した。

操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件にて、操縦安定性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１００とする指数にて示した。この指数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。

ロードノイズ：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件にて、走行時のロードノイズ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１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどロードノイズが少ないことを意味する。

表１から判るように、全ての陸部を高硬度のゴム組成物から構成した従来例１のタイヤに比べて、センター領域の陸部を低硬度のゴム組成物から構成する一方でショルダー領域の陸部を高硬度のゴム組成物から構成した従来例２のタイヤは、ロードノイズの改善効果が認められるものの操縦安定性が低下していた。

これに対して、実施例１〜５のタイヤは、従来例１との対比において、操縦安定性を維持しながらロードノイズを低減することができた。また、比較例１のタイヤは、基礎ゴム層と踏面ゴム層の硬さ関係が実施例１〜５とは逆であるため、操縦安定性及びロードノイズがいずれも悪化していた。

１ トレッド部
２ カーカス層
３ ベルト層
４ ベルトカバー層
５ 周方向溝
６ 陸部
７ 基礎ゴム層
８ 踏面ゴム層

Claims (5)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝を設け、該周方向溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部の各陸部をタイヤ径方向内側に位置する基礎ゴム層とタイヤ径方向外側に位置する踏面ゴム層との積層構造とし、前記基礎ゴム層を硬度が相対的に高いゴム組成物から構成し、前記踏面ゴム層を硬度が相対的に低いゴム組成物から構成すると共に、前記踏面ゴム層の厚さを各陸部のタイヤ幅方向両端側から中心側に向かって増加させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記基礎ゴム層の硬度と前記踏面ゴム層の硬度との差を５以上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。
3. 各陸部における前記踏面ゴム層の最大厚さを該陸部に隣接する周方向溝の深さの４０％〜７０％の範囲に設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記踏面ゴム層の最大厚さをトレッドセンター側に位置する陸部からショルダー側に位置する陸部に向かうにしたがって減少させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ幅方向最外側に位置する一対の周方向溝よりも内側の領域をセンター領域とし、該センター領域よりもタイヤ幅方向外側の領域をショルダー領域としたとき、前記センター領域に含まれる陸部における踏面ゴム層の最大厚さを前記ショルダー領域に含まれる陸部における踏面ゴム層の最大厚さの１．２倍〜１．５倍としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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