JP5166331B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部表面にサイプが刻まれた空気入りタイヤに関し、より詳しくは氷雪路面における制動性能と、乾燥路面におけるハンドリング性能とを両立させた空気入りタイヤに関するものである。

一般に、氷雪路面用空気入りタイヤは、トレッドゴムとして低硬度ゴムを使用するとともに、トレッド部に形成されたリブやブロックにサイプを形成した構成とされており、これによりトレッド部の接地効果及びサイプ縁のエッジ効果等を高め、氷雪路面における制動性能の向上を図っている（特許文献１）。

特開平１１−３４２７０６号公報

しかしながら、上記空気入りタイヤにおいては、サイプによってリブやブロックの剛性が低下し、制動時やコーナリング時において大きな荷重がかかったときに変形しやすくなる。特に、コーナリング時においてはタイヤ軸方向に大きな荷重がかかり、特に主溝に接するリブやブロックの端部は倒れ込みながら変形するため、乾燥路面におけるハンドリング性能が悪化するという問題があった。

これを解決するために、リブやブロックの剛性を全体的に高めることも考えられるが、その場合、トレッド部の接地効果及びサイプ縁のエッジ効果が小さくなり、逆に氷雪路面における制動性が低下する。このように、空気入りタイヤにおいて、氷雪路面における制動性能と、乾燥路面におけるハンドリング性能とを両立させるのは困難とされていた。

そこで、本発明では、上記問題に鑑み、サイプによる氷雪路面における制動性能を維持しつつ、乾燥路面におけるハンドリング性能を向上させることが可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る空気入りタイヤは、カーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されるベルト層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置されるトレッド部とを備え、前記トレッド部は、タイヤ周方向に延びる複数の主溝で区画された複数の陸部領域を有し、前記各陸部領域がリブ又は複数のブロックから構成され、前記リブ及びブロックごとに少なくとも１本のサイプが形成され、前記ベルト層の半径方向外側でかつ前記主溝に接する前記各陸部領域の幅方向端部に補強層が設けられ、前記補強層の幅が、３ｍｍ以上、陸部領域幅×０．４以下の範囲に設定されたことを特徴とする。

すなわち、上記構成では、リブやブロックの基底全域に剛性の高い補強層を配置するのではなく、各陸部領域の幅方向中央部には補強層を配置せず、主溝に接する各陸部領域の幅方向端部にのみ補強層を配置することにより、陸部領域の中央部の剛性に比べて陸部領域両端部の剛性が高くなるようにしている。

これにより、陸部領域の中央部においてサイプ及び低硬度ゴムの特性を利用した氷雪路面での制動性能を確保しつつ、陸部領域の幅方向端部の剛性によってリブやブロックの変形を抑制することが可能となり、氷雪路面における制動性能と、乾燥路面におけるハンドリング性能とを両立させた空気入りタイヤを得ることができる。なお、タイヤ幅方向における陸部領域の範囲は、トレッド部の両接地端の間とされる。従って、各陸部領域の端部のうち、トレッド部の接地端に接する陸部領域の端部には主溝が形成されているわけではないことから、特に補強層を配置する必要はない。

ここで、主溝とは、トレッド部の外周面においてタイヤ周方向に形成された直線状もしくはジグザグ状の溝をいい、複数本の主溝によってトレッド部が複数の陸部領域に区画される。

補強層の幅は、３ｍｍ以上、かつ陸部領域幅×０．４以下とされる。補強層の幅が、３ｍｍ未満のときには、乾燥路面におけるハンドリング性能の向上効果が認められない場合がある。また、補強層の幅が、陸部領域幅×０．４を超えるときには、陸部領域の剛性が高くなりすぎて氷雪路面における制動性能が低下する場合が生じる。また、補強層は、ベルト層の半径方向外側に設置すればよく、特にベルト層と主溝の溝底の間に設置するのが好ましい。

補強層の剛性は、その外面に接する、トレッド部を構成するトレッドゴムの剛性よりも高くなるようにすればよい。たとえば、トレッド部がキャップ／ベースの２層構造である場合は、トレッドゴムはベース層を構成するベースゴムと、キャップ層を構成するキャップゴムとからなる。補強層の外面にベース層が接している場合は、補強層の剛性は、ベースゴムの剛性よりも高くなるようにする。また、トレッド部がキャップ層のみからなる１層構造の場合や、トレッド部がキャップ／ベースの２層構造であっても、補強層の外面にキャップ層が接している場合は、補強層の剛性はキャップゴムの剛性よりも高くなるようにすればよい。

補強層を構成する材料としては、上記ベースゴム又はキャップゴムよりも剛性の高いものであればよい。具体的には、ベースゴム又はキャップゴムよりも硬度の高いゴムを用いることができる。また、補強層の材料として、ベースゴム又はキャップゴムよりも剛性の高い材料をゴムに配合した複合材料（例えば合成樹脂製短繊維入りゴム）を使用したり、剛性の高い金属製又は合成樹脂製コードをゴムで被覆した帯状のゴム被覆コードを使用することも可能である。特に、補強層の剛性及び強力を高める効果が高い点で、ゴム被覆コードを使用するのが好ましい。

各陸部領域に設けられる補強層は、すべて同じ剛性としてもよいが、補強層のうち、車両装着時にタイヤ赤道よりも外側に存在する補強層の剛性を、それよりも内側に存在する補強層の剛性よりも高くすることもできる。

すなわち、コーナリング時には、タイヤを車両に装着した状態で、タイヤ赤道の内側よりもタイヤ赤道の外側に一層の負荷がかかる。そこで、負荷に合わせてタイヤ赤道よりも外側の補強層を、それよりも内側に存在する補強層よりも剛性を高くすることにより、トレッド部の変形を効果的に抑制することが可能となり、乾燥路面におけるハンドリング性能をより向上させることができる。

なお、本発明において、車両装着時にタイヤ赤道よりも外側に存在する補強層とは、補強層の幅方向両端部のうち、車両装着時に内側に位置する端部が、タイヤ赤道よりも外側に存在する補強層をいう。したがって、タイヤ赤道を通過する補強層は、車両装着時にタイヤ赤道よりも外側に存在する補強層には含まれない。

本発明では、トレッド部を、タイヤ周方向に延びる複数の主溝で複数の陸部領域に区画し、各陸部領域を構成するリブ及びブロックのすべてにサイプを形成するとともに、主溝に接する各陸部領域の幅方向端部に補強層を設け、補強層の幅を３ｍｍ以上、陸部領域幅×０．４以下の範囲に設定したため、氷雪路面における制動性能の向上と、乾燥路面におけるハンドリング性能の向上とを両立させた空気入りタイヤを得ることができる。

本発明の第一実施形態における空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図 図１における空気入りタイヤの軸方向の要部断面図 図１におけるトレッドパターンとは別の態様を示す平面図 本発明の第二実施形態における空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図 図４における空気入りタイヤの軸方向の要部断面図

［第一実施形態］
図１及び図２は、本発明の第一実施形態を示す空気入りタイヤの図である。図１は空気入りタイヤのトレッド部のトレッドパターンを示す平面図であり、図２は空気入りタイヤの軸（幅）方向の要部断面図である。この空気入りタイヤはラジアルタイヤであり、図示しない一対のビード部およびビード部から半径方向外向きに延びるサイドウォール部と、その上端をつなぐトレッド部１と、その内周に沿って両端がビードコアで折返されて支持されたカーカス層２とを備えている。カーカス層２の内部には、ラジアル方向に延びるカーカスコードが埋設されている。

また、トレッド部１とカーカス層２の間にベルト層３を備えている。ベルト層３は、タイヤ赤道Ｃに対して逆方向に傾斜したベルトコードが内部に埋設されている少なくとも２枚のベルトプライから構成されており、その他の補強構造は一般的なラジアルタイヤの場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。

トレッド部１は、キャップ層４とその内方に位置するベース層５の２層からなるキャップ／ベース構造を備えており、キャップ層４の外周面にはタイヤ周方向に環状に形成された主溝６が４本形成されている。なお、本実施形態においては、トレッドパターンが、赤道Ｃを挟んでタイヤ幅方向に対称に形成されるため、図１及び２ではタイヤ赤道Ｃから一側のトレッド部１のみを示している。

トレッド部１には主溝６や接地端Ｅによって区画された陸部領域７が複数形成される。すなわち、陸部領域７は、隣り合う２本の主溝６，６で囲まれた領域又は隣り合う接地端Ｅと主溝６とで囲まれた領域とされる。本実施形態では、４本の主溝６によって赤道が通る陸部領域７ａと、陸部領域７ａを挟んでその両側に形成される陸部領域７ｂと、陸部領域７ｂの外側に形成される陸部領域７ｃの計５つの陸部領域７が形成されている。

陸部領域７のパターン形状としては、隣り合う主溝６と主溝６、又は隣り合う主溝６と接地端Ｅとで区画形成されたリブ形状とすることができるほかに、隣り合う主溝６と主溝６、又は隣り合う主溝６と接地端Ｅとを繋ぐように複数の横溝９を形成するによってリブを分割して複数のブロック形状とすることもできる。このようにして形成された各リブ８及びブロック１０のそれぞれにサイプ１１が形成される。これにより、空気入りタイヤの氷雪路面での制動性能を確保することができる。

主溝６に接する陸部領域７の幅方向端部には補強層１２が配置される。補強層１２は、トレッド部１の内部で、かつ、その幅が３ｍｍ以上、陸部領域幅×０．４以下になるように各陸部領域７の幅方向端部に配置される。陸部領域７の幅は、主溝６の溝底端から隣り合う主溝６の溝底端までの距離、または、トレッド部１の接地端Ｅから隣り合う主溝６の溝底端までの距離とされる。

本実施形態においては、補強層１２は、複数本が一列に並んで配置されたナイロン６６製コードで補強された帯状のコード補強ゴムから構成され、ベルト層３とトレッド部１との間に配置される。すなわち、補強層１２の外面にはベース層５が接するため、補強層１２の剛性は、ベースゴムよりも剛性が高いものであることが必要とされる。

このように、主溝６に接する陸部領域７の幅方向端部に補強層１２を配置することにより、陸部領域７の中央部の剛性に比べて陸部領域７の両端部の剛性が高くなり、リブ８やブロック１０の変形を抑制することが可能となる。その結果、氷雪路面における制動性能の向上と、乾燥路面におけるハンドリング性能の向上とを両立させた空気入りタイヤを得ることができる。

なお、図１及び図２では図示を省略しているが、通常、タイヤ周方向で主溝６より細幅の副溝や横溝を繋ぐ補助溝が形成される。また、主溝６や横溝９は、一定幅のものに限らず、溝幅が変動するものであってもよい。これらの溝の種類及び形状を種々組み合わせることでトレッドパターンが形成されている。上述のごとく、主溝６が非直線状である場合には、陸部領域７の幅も変動する。この場合、補強層１２の幅は、タイヤ周方向の各場所において、３ｍｍ以上、陸部領域幅×０．４以下の範囲に入るように設定すればよい。

本実施形態においては、サイプ１１はタイヤ幅方向に延びる直線状の横サイプを採用しているが、これに限らず、トレッドパターンの別の態様として、たとえば、図３に示すように、陸部領域７をブロック１０のみで構成し、サイプ１１の一部を縦サイプとすることも可能である。

また、サイプ１１を、長さ方向がタイヤ周方向に対して傾斜するように形成することも可能である。さらに、サイプ１１は、直線状だけでなく波形やジグザグ形状にしたり、途中に幅広部を形成することも可能である。なお、本実施形態におけるサイプ１１は、両端が閉鎖したクローズドサイプとしているが、これに限らず、少なくとも一端が開放されたオープンサイプとすることも可能である。

［第二実施形態］
図４及び図５は、本発明の第二実施形態を示す空気入りタイヤの図であり、図４はトレッドパターンの平面図を、図５はタイヤの軸（幅）方向の要部断面図をそれぞれ示す。本実施形態では、乾燥路面におけるハンドリング性能をより向上させるために、空気入りタイヤを車両に装着したときに、タイヤ赤道より車両外側に存在する補強層の剛性を、それよりも内側に存在する補強層の剛性よりも高くしたことが特徴とされる。タイヤの基本構成及び補強層１２の配置等については第一実施形態と同じとされている。

本実施形態における空気入りタイヤは、トレッドパターンがタイヤ赤道Ｃを中心として左右（タイヤ幅方向）で非対称とされている。具体的には、空気入りタイヤを車両に装着した状態で、タイヤ赤道Ｃより車両外側に陸部領域７ｆ及び７ｇが形成され、タイヤ赤道Ｃを通過し、かつ車両内側寄りに陸部領域７ｅが形成され、陸部領域７ｅよりも車両内側に陸部領域７ｄが形成されている。

陸部領域７ｄ〜７ｇのうち、陸部領域７ｆ，７ｇに設けられる補強層１２ａは、車両装着時にタイヤ赤道Ｃよりも外側に存在する。一方、陸部領域７ｄ，７ｅに形成される補強層１２ｂは補強層１２ａよりも内側に存在する。本実施形態においては、補強層１２ａの方が補強層１２ｂよりも剛性が高くなるように設定されている。補強層１２ａ及び１２ｂの剛性は、例えば、補強層１２ａ及び１２ｂに含まれるコードエンド数（補強層の幅５０ｍｍ当たりのコード埋め込み本数）を変えることによって調整することができる。

このように、タイヤ赤道より車両外側にはコーナリング時に大きな負荷がかかるため、この領域に存在する補強層１２ａの剛性を、タイヤ赤道Ｃを含む車両内側に存在する補強層１２ｂの剛性よりも高くすることで乾燥路面におけるハンドリング性能をより向上させることができる。

なお、本実施形態においては、トレッドパターンはコーナリング性能及び氷雪路面における制動性能をバランスさせる目的で、赤道Ｃよりも車両外側にのみリブパターン８を設け、赤道Ｃを含む車両内側にはブロックパターン１０のみを設けた非対称パターンを採用している。しかし、これに限らず、対称パターンにおいても赤道Ｃよりも車両外側に存在する補強層の剛性を、他の補強層の剛性よりも高くすることで乾燥路面におけるハンドリング性能をより向上させることができるのは勿論である。

以下、実施例を挙げて本発明について更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
［タイヤの作製］
図１及び図２に示すトレッドパターンでラジアルタイヤを作製した。具体的には、表１に示すように、陸部領域７の幅βに対する補強層１２の幅αの比（α／β）を種々変化させてラジアルタイヤを作製した（実施例１〜３、比較例２、３）。また、比較のために、補強層を設けないタイヤ（比較例１）、及び、ベルト層の外面にトレッド部の全域にわたって補強層を１層積層したタイヤ（比較例４）を作製した。なお、補強層には、構造１２６０ｄ／２のナイロン６６製コードを、コードエンド数が４０本／50mmとなるようにゴムで被覆したゴム被覆コードを用いた。

さらに、図４及び図５に示すトレッドパターンでラジアルタイヤを作製した。具体的には、表２に示すように、陸部領域７の幅βに対する補強層１２の幅αの比（α／β）を０．３で一定とし、剛性の異なる２種類の補強層を組み合わせてラジアルタイヤを作製した（実施例４，５）。すなわち、コードとして構造１２６０ｄ／２のナイロン６６製コードを使用し、コードエンド数が４０本／50mmのゴム被覆コード（構成Ａ）と、コードエンド数が６０本／50mmのゴム被覆コード（構成Ｂ）の２種類のゴム被覆コードを用いて補強層を構成した。なお、タイヤサイズはいずれも２０５／５５Ｒ１６とした。

［評価試験］
（１）氷雪路面における制動性能
タイヤを実車（国産２０００ｃｃクラスのＦＦセダン）に装着し、車両指定の空気圧にて氷雪路面を走行させ、時速４０ｋｍ／ｈからのＡＢＳ制動距離を測定し、試料１の制動距離を１００としたときの指数で表示した。値が大きくなるほど制動性能が優れていることを示す。
（２）タイヤを実車（国産２０００ｃｃクラスのＦＦセダン）に装着し、車両指定の空気圧にて乾燥路面を走行させ、直進走行や旋回走行、制動などを実施して、ドライバーの官能試験により評価した。なお、評価は１０点満点とし、数値が大きいほど乾燥路面におけるハンドリング性能に優れていることを示す。

［評価結果］
表１及び表２に評価結果を記す。表１より、補強層幅が３ｍｍ以上、かつ陸部領域幅×０．４以下の範囲に設定された実施例１〜３は、補強層を設けていない比較例１と比較して、氷雪路面における制動性能（以下、制動性能と略する）を維持しながら、乾燥路面のハンドリング性能（以下、ハンドリング性能と略する）が向上している。一方、補強層幅が３ｍｍよりも小さい比較例２は、補強層による補強効果が小さく、また、補強層幅が陸部領域幅×０．４よりも大きい比較例３，４は、陸部領域の剛性が高くなりすぎて制動性能が低下する結果となった。

また、表２より、比較例５は、比較例１と同様に補強層が形成されていないにもかかわらず、トレッドパターンを変更したことにより、ハンドリング性能は比較例１よりも高くなった。補強層のすべてを表１と同じ構成（構成Ａ）とし、補強層幅を３ｍｍ以上、陸部領域幅×０．４以下に設定した実施例４では、制動性能を維持しつつ、比較例５よりもハンドリング性能が向上している。

さらに、補強層のうち、車両装着時にタイヤ赤道より外側に存在する補強層を剛性が高い構成Ｂとし、それよりも内側に存在する補強層を構成Ａとした実施例５では、実施例４よりもさらにハンドリング性能が向上している。これにより、車両装着時にタイヤ赤道よりも外側に存在する補強層の剛性を、それよりも内側に存在する補強層の剛性よりも高くすることで、ハンドリング性能をさらに向上させることが可能であることが明らかとなった。

１ トレッド部
２ カーカス層
３ ベルト層
４ キャップ層
５ ベース層
６ 主溝
７ 陸部領域
８ リブ
９ 横溝
１０ ブロック
１１ サイプ
１２ 補強層
Ｃ タイヤ赤道面
Ｅ 接地端

Claims (4)

1. カーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されるベルト層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置されるトレッド部とを備え、前記トレッド部は、タイヤ周方向に延びる複数の主溝で区画された複数の陸部領域を有し、前記各陸部領域がリブ又は複数のブロックから構成され、前記リブ及びブロックごとに少なくとも１本のサイプが形成され、前記ベルト層の半径方向外側でかつ前記主溝に接する前記各陸部領域の幅方向端部に補強層が設けられ、前記補強層の幅が、３ｍｍ以上、陸部領域幅×０．４以下の範囲に設定されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強層のうち、車両装着時にタイヤ赤道よりも外側に存在する補強層の剛性が、それよりも内側に存在する補強層の剛性よりも高いことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強層の剛性が、その外面に接する、前記トレッド部を構成するトレッドゴムの剛性よりも高いことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強層は、複数本のコードを含むことを特徴とする請求項１，２又は３記載の空気入りタイヤ。

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