JP6370180B2

JP6370180B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6370180B2
Application number: JP2014190058A
Authority: JP
Inventors: 法行辻
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: JP2016060375A

Description

本発明は、装着内側の内側ゴムと、この内側ゴムと剛性の異なる装着外側の外側ゴムとを有するトレッドゴムを備えた空気入りタイヤに関するものである。

コーナリング時においては、タイヤ幅方向の車両外側に大きな負担がかかるので、タイヤ幅方向の車両外側のリブ又はブロックに対する負荷が大きくなり、タイヤ幅方向の車両外側の摩耗の進行が早くなるという問題があった。特に、車重が重く、かつ重心が高いミニバン、ワンボックス車にタイヤが装着された場合、大きな問題となっていた。

かかる問題の解決手段として、トレッドゴムをタイヤの装着内側と外側とで剛性の異なるゴム材料の非対称配置とした空気入りタイヤが提案されている。例えば、下記特許文献１の空気入りタイヤは、トレッドゴムが、車両装着時のタイヤ外側に内側よりも高剛性のゴムが配されて構成されている。この空気入りタイヤによれば、コーナリング時に大きな負担がかかるタイヤ外側の剛性が高くなっているため、タイヤ外側の摩耗の進行が抑制される。

しかしながら、このようにトレッドゴムが高剛性のゴムよりなる外側ゴムとこれより剛性の低い内側ゴムとを有する場合、外側ゴムと内側ゴムとの界面において、セパレーションが発生したり、剛性差による偏摩耗が生じたりするおそれがある。

特開平１１−３２１２３７号公報

そこで、本発明の目的は、剛性の異なる内側ゴムと外側ゴムを有するトレッドゴムの耐久性及び耐偏摩耗性を向上させた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できる。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に設けられた複数枚のベルトプライにより構成されるベルト層と、前記トレッド部において前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備えた空気入りタイヤであって、
前記トレッドゴムは、タイヤ赤道に対して傾斜した傾斜界面によって区分された、装着内側の内側ゴムと、前記内側ゴムと剛性の異なる装着外側の外側ゴムとを有しており、
前記ベルト層と前記内側ゴム及び前記外側ゴムとの間であって前記傾斜界面の内方域に、補強層が設けられていることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤのトレッドゴムは、傾斜界面によって区分された内側ゴムと外側ゴムとを有している。このとき、内側ゴムと外側ゴムは剛性が異なるため、傾斜界面においてセパレーションが発生したり、剛性差による偏摩耗が生じたりするおそれがある。本発明の空気入りタイヤは、ベルト層と内側ゴム及び外側ゴムとの間であって傾斜界面の内方域に補強層が設けられているため、傾斜界面の動きを抑制して、傾斜界面でのセパレーションを防止でき、かつ剛性差による偏摩耗を低減できる。その結果、剛性の異なる内側ゴムと外側ゴムを有するトレッドゴムの耐久性及び耐偏摩耗性を向上できる。

本発明にかかる空気入りタイヤにおいて、前記補強層のタイヤ幅方向両端部は、前記傾斜界面の接地面側の界面位置及びベルト層側の界面位置よりもタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。

この構成によれば、補強層が傾斜界面の内方域全体に設けられるため、傾斜界面の動きを効果的に抑制して、傾斜界面でのセパレーションを防止でき、かつ剛性差による偏摩耗を低減できる。

さらに、本発明にかかる空気入りタイヤにおいて、前記接地面側の界面位置が、前記トレッドゴムに形成された主溝の一方の側壁面内に設定されており、前記補強層のタイヤ幅方向端部は、前記主溝の他方の側壁面の溝底端の内方に位置することが好ましい。

この構成によれば、傾斜界面の接地面側の界面位置が接地面に露出しないため、傾斜界面でのセパレーションを防止でき、かつ剛性差による偏摩耗を低減できる。また、補強層のタイヤ幅方向端部が、主溝の側壁面の溝底端の内方に位置しているため、この構成による溝底での故障を予防し、トレッド陸部での剛性差が小さくなることから偏摩耗を低減できる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、前記傾斜界面の内方域以外での強度が内方域での強度よりも低いことが好ましい。

この構成によれば、補強層の配置される部分と配置されない部分との剛性差を小さくできるので、接地形状が不均一となるのを防止することができる。

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図１の空気入りタイヤの部分拡大図他の実施形態に係るトレッド部のタイヤ子午線断面図他の実施形態に係るトレッド部のタイヤ子午線断面図他の実施形態に係るトレッド部のタイヤ子午線断面図

以下、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に示すように、空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、各々のビード部１からタイヤ径方向ＲＤ外側に延びるサイドウォール部２と、両サイドウォール部２のタイヤ径方向ＲＤ外側端に連なるトレッド部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コア１ａと、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。

また、このタイヤＴは、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るトロイド状のカーカス層４を備える。カーカス層４は、一対のビード部同士１の間に設けられ、少なくとも一枚のカーカスプライにより構成され、その端部がビードコア１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカスプライは、タイヤ赤道ＣＬに対して略直角に延びるコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。カーカス層４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム４ａが配置されている。

さらに、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外側には、サイドウォールゴム６が設けられている。また、ビード部１におけるカーカス層４の外側には、リム装着時にリム（図示しない）と接するリムストリップゴム７が設けられている。

トレッド部３におけるカーカス層４の外側には、カーカス層４を補強するためのベルト層４ｂと、ベルト補強層４ｃと、トレッドゴム５とが内側から外側に向けて順に設けられている。ベルト層４ｂは、複数枚のベルトプライにより構成されている。ベルト補強層４ｃは、タイヤ周方向に延びるコードをトッピングゴムで被覆して構成されている。ベルト補強層４ｃは、必要に応じて省略しても構わない。

トレッドゴム５は、接地面を構成するキャップ部５０と、キャップ部５０のタイヤ径方向内側に設けられるベース部５１とを有する。上記において接地面は、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地する面であり、そのタイヤ幅方向ＷＤの最外位置が接地端Ｅとなる。なお、正規荷重及び正規内圧とは、ＪＩＳＤ４２０２等に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧とし、正規リムとは、原則としてＪＩＳＤ４２０２等に定められている標準リムとする。

図１及び図２に示すように、キャップ部５０は、タイヤ赤道ＣＬに対して傾斜した傾斜界面Ｂによって区分された内側ゴム５２と、内側ゴム５２と剛性の異なる外側ゴム５３とを有している。内側ゴム５２は、装着内側（車両装着時に車両内側）ＷＤ１に配置され、外側ゴム５３は、装着外側（車両装着時に車両外側）ＷＤ２に配置される。外側ゴム５３は、内側ゴム５２よりも高剛性のゴムが配されるのが好ましい。これにより、コーナリング時に大きな負担がかかる装着外側ＷＤ２の剛性が高くなるため、装着外側ＷＤ２の摩耗の進行が抑制され、また操縦安定性も良好に保持される。

内側ゴム５２及び外側ゴム５３は、２３℃における硬度が５０〜７０に設定されている。内側ゴム５２と外側ゴム５３の硬度差は、５〜１０が好ましい。ここでの硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定した硬度を意味する。

トレッドゴム５は、剛性の異なる内側ゴム５２と外側ゴム５３とを有しており、タイヤ赤道ＣＬを基準として左右非対称な構造となっている。このような左右非対称な構造を有するタイヤは、装着方向指定型のタイヤであり、車両に装着する際には、装着外側ＷＤ２を車両の外側に向けるように指定されている。車両に対する装着方向の指定は、例えばタイヤのサイドウォール部に装着内側或いは装着外側となる旨の表示を付すことにより行われる。

傾斜界面Ｂは、タイヤ赤道ＣＬに対して傾斜しており、言い換えると、タイヤ子午線断面においてタイヤ径方向ＲＤ及びタイヤ幅方向ＷＤに対して傾斜している。傾斜界面Ｂは、接地面側からベルト層４ｂ側へ向かって装着内側ＷＤ１へ傾斜して延びているのが好ましい。

内側ゴム５２と外側ゴム５３の傾斜界面Ｂのうち接地面側の界面位置Ｐ１は、タイヤ赤道部に配置されている。ここで、タイヤ赤道部は、タイヤ赤道ＣＬを中心として、接地面の最大幅Ｗの１５％の範囲内を意味する。界面位置Ｐ１は、タイヤ赤道部に配置されていればよいが、タイヤ赤道ＣＬには最も強い遠心力が作用するため、高速耐久性の観点から界面位置Ｐ１をタイヤ赤道ＣＬに配置するのは避けた方が好ましい。すなわち、高速耐久性を向上させるためには、界面位置Ｐ１をタイヤ赤道ＣＬからタイヤ幅方向ＷＤのいずれか一方に若干オフセットした方が好ましい。

ベルト層４ｂと内側ゴム５２及び外側ゴム５３との間であって傾斜界面Ｂの内方域には、補強層９が設けられている。補強層９を設けることで、傾斜界面Ｂの動きを抑制して、傾斜界面Ｂでのセパレーションを防止でき、かつ剛性差による偏摩耗を低減できる。

補強層９は、傾斜界面Ｂの全体を補強するのが好ましく、具体的には、補強層９のタイヤ幅方向両端部９１，９２は、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１及びベルト層４ｂ側の界面位置Ｐ２よりもタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。補強層９は、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１からベルト層４ｂ側の界面位置Ｐ２までのタイヤ幅方向長さよりも幅広となっている。

本実施形態では、図１に示すように、トレッドゴム５にはタイヤ周方向に延びる４本の主溝８を有する。このとき、補強層９のタイヤ幅方向両端部９１，９２は、４本の主溝８のうち傾斜界面Ｂに最も近い２本の主溝８のタイヤ幅方向内側の側壁面８１の溝底端８１ａの内方に位置する。これにより、トレッド陸部での剛性差が小さくなることから偏摩耗を低減できる。

補強層９は、傾斜界面Ｂの動きを抑制する構造のものであれば特に限定されないが、例えば、タイヤ周方向に延びる有機繊維コードをトッピングゴムで被覆して構成されている。有機繊維コードの引張モジュラスは、３００〜４００ＭＰａであることが好ましい。補強層９はタイヤをタイヤ周方向に拘束するため、接地形状に影響を与えるが、有機繊維コードの引張モジュラスを３００〜４００ＭＰａとすることで、接地形状が不均一となるのを防ぐことができる。なお、ここでの引張モジュラスは、ＪＩＳＫ１０１７に準拠して測定される。

補強層９のエンド数（単位幅あたりのコード本数）は、１０ｍｍあたり７〜１３本であることが好ましい。補強層９のエンド数を１０ｍｍあたり７〜１３本とすることで、補強層９によって接地形状が不均一となるのを防ぐことができる。

また、補強層９は、内側ゴム５２及び外側ゴム５３よりも１００％引張モジュラスが高いゴムのみにより構成されてもよい。補強層９を構成するゴムの１００％引張モジュラスは、５〜３０ＭＰａであることが好ましい。補強層９を構成するゴムの１００％引張モジュラスを５〜３０ＭＰａとすることで、補強層９によって接地形状が不均一となるのを防ぐことができる。また、補強層９を構成するゴムの１００％引張モジュラスは、内側ゴム５２を構成するゴムと外側ゴム５３を構成するゴムのうち１００％引張モジュラスが高いほうのゴム（本実施形態では外側ゴム５３を構成するゴム）に対し、１．２〜５倍であることが好ましい。なお、１００％引張モジュラスは、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して２５℃で測定される。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、補強層９のタイヤ幅方向両端部９１，９２が、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１及びベルト層４ｂ側の界面位置Ｐ２よりもタイヤ幅方向外側に位置する例を示したが、図３に示すように、補強層９のタイヤ幅方向両端部９１，９２は、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１及びベルト層４ｂ側の界面位置Ｐ２よりもタイヤ幅方向内側に位置していてもよい。また、補強層９のタイヤ幅方向両端部９１，９２のうち一方の端部が、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１及びベルト層４ｂ側の界面位置Ｐ２よりもタイヤ幅方向内側に位置し、他方の端部が、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１及びベルト層４ｂ側の界面位置Ｐ２よりもタイヤ幅方向外側に位置するようにしてもよい。

（２）本発明において、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１が、トレッドゴム５に形成された主溝８の一方の側壁面内に設定されているのが好ましい。特に、図４に示すように、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１が、トレッドゴム５に形成された主溝８のタイヤ幅方向内側の側壁面８１内に設定されているのが好ましい。この構成によれば、傾斜界面Ｂの接地面側の界面位置Ｐ１が接地面に露出しないため、傾斜界面Ｂでのセパレーションを防止でき、かつ剛性差による偏摩耗を低減できる。このとき、補強層９のタイヤ幅方向端部９１は、主溝８の他方の側壁面８２の溝底端８２ａの内方に位置することが好ましい。

（３）前述の実施形態では、ベース部５１のタイヤ径方向内側に補強層９を配置しているが、ベース部５１とキャップ部５２の間に補強層９を配置してもよい。この構成によれば、補強層９が傾斜界面に近づくため、補強層９によって傾斜界面Ｂの動きを効果的に抑制できる。

（４）また、本発明において、補強層９は、傾斜界面Ｂの内方域以外での強度が内方域での強度よりも低いことが好ましい。例えば、図５に示すように、補強層９のうち傾斜界面Ｂの内方域以外に位置する部分９ｂのエンド数ｅ２を、傾斜界面Ｂの内方域に位置する部分９ａのエンド数ｅ１よりも少なくする。エンド数ｅ２は、エンド数ｅ１の０．７〜０．９倍とするのが好ましい。

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、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

耐偏摩耗性
実車に対象タイヤを装着させてテストコースを走行後、タイヤの摩耗量を計測した。各ブロックの摩耗量の差が少ないほど耐偏摩耗性が良好である。評価は、比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど耐偏摩耗性が良好であることを示す。評価結果を表１に示す。

セパレーション耐性
対象タイヤを定格の内圧、荷重で接地させ、転舵させたときの各ブロックの変位量を計測した。横軸に接地幅方向位置、縦軸に変位量としたとき、線形であるほど界面でのセパレーションが起こりにくい。評価は、比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどセパレーション耐性が良好であることを示す。評価結果を表１に示す。

比較例１
傾斜界面の内方域に補強層を設けないものを比較例１とした。

実施例１
比較例１のタイヤに図３に示す補強層を設けたものを実施例１とした。

実施例２
比較例１のタイヤに図２に示す補強層を設けたものを実施例２とした。

実施例３
傾斜界面を図４に示す位置に配置し、傾斜界面の内方域に補強層を設けたものを実施例３とした。

表１の結果から以下のことが分かる。実施例１〜３の空気入りタイヤは、比較例１と比べて、耐偏摩耗性及びセパレーション耐性を向上できた。

Ｔ空気入りタイヤ
３トレッド部
４ｂベルト層
５トレッドゴム
５２内側ゴム
５３外側ゴム
Ｂ傾斜界面

Claims

トレッド部に設けられた複数枚のベルトプライにより構成されるベルト層と、前記トレッド部において前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムとを備えた空気入りタイヤであって、
前記トレッドゴムは、タイヤ赤道に対して傾斜した傾斜界面によって区分された、装着内側に配される内側ゴムと、前記内側ゴムを構成するゴムと硬度の異なるゴムで構成され、装着外側に配される外側ゴムとを有しており、
前記ベルト層と前記内側ゴム及び前記外側ゴムとの間であって前記傾斜界面のタイヤ径方向内側に、補強層が設けられており、
前記傾斜界面の接地面側の界面位置が、前記トレッドゴムに形成された主溝の一方の側壁面内に設定されており、
前記補強層のタイヤ幅方向端部は、前記主溝の他方の側壁面の溝底端のタイヤ径方向内側に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記補強層のタイヤ幅方向両端部は、前記傾斜界面の接地面側の界面位置及びベルト層側の界面位置よりもタイヤ幅方向外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記補強層は、タイヤ周方向に延びる有機繊維コードをトッピングゴムで被覆して構成されており、前記傾斜界面のタイヤ径方向内側に位置する領域以外でのエンド数（単位幅あたりのコード本数）がタイヤ径方向内側に位置する領域でのエンド数（単位幅あたりのコード本数）よりも少ない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。