(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る空気入りタイヤにおける一実施形態について、
図1及び
図2を参酌して説明する。本実施形態に係る空気入りタイヤは、乗用車用タイヤである。
【0016】
本実施形態に係る空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ともいう)1は、
図1及び
図2に示すように、一対の環状のビード部2,2と、ビード部2を包み込み、一対のビード部2,2の間に架け渡されたプライからなるカーカス層3とを備えている。また、タイヤは、各ビード部2からタイヤ径方向外側へ延びるサイドウォール部4,4と、各サイドウォール部4のタイヤ径方向外側端に連なるトレッドゴム5とを備えている。
【0017】
そして、タイヤ1は、カーカス層3を補強すべく、カーカス層3の外周側で且つトレッドゴム5の内周側に配置されるベルト層6と、ベルト層6を補強すべく、トレッドゴム5とベルト層6との間に配置されるベルト補強層7を備えている。なお、タイヤ1は、リム20に装着されている。
【0018】
トレッドゴム5は、タイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝8を備えていると共に、複数の主溝8により区画される複数の陸部9を備えている。そして、トレッドゴム5は、主溝8を含むように外層を構成し且つ外周面に接地面5aを有するキャップ部10と、キャップ部10の内周側に配置され、内層を構成するベース部11とを備えている。
【0019】
主溝8は、タイヤ周方向と平行となるように直線状に形成される、所謂、ストレート主溝である。主溝8は、摩耗するにしたがって露出することで摩耗度合が分かるように、一部溝を浅くしてある部分、所謂、トレッドウエアインジケータ(図示していない)を備えている。
【0020】
本実施形態においては、主溝8は、四本設けられており、これにより、陸部9は、五つ設けられている。以下、複数の主溝8を区別する際には、タイヤ赤道面S1を挟んで隣接する主溝8は、センター主溝8aといい、センター主溝8aよりタイヤ幅方向外側に配置される他の主溝8は、ショルダー主溝8bという。
【0021】
キャップ部10は、タイヤ幅方向の中央側(センター側)に配置されるセンターキャップ部10aと、タイヤ幅方向の外側(ショルダー側)に配置されるショルダーキャップ部10bとを備えている。キャップ部10は、センターキャップ部10aとショルダーキャップ部10bとの境界面であるキャップ界面10cを、タイヤ幅方向においてショルダー主溝8bの外側近傍に配置している。
【0022】
ショルダーキャップ部10bの損失正接は、センターキャップ部10aの損失正接よりも小さい。センターキャップ部10aの損失正接は、0.15〜0.30に設定されていることが好ましく、ショルダーキャップ部10bの損失正接は、0.10〜0.25に設定されていることが好ましい。
【0023】
本実施形態においては、センターキャップ部10aの損失正接は、0.23であり、ショルダーキャップ部10bの損失正接は、0.10である。なお、各損失正接は、UBM社製スペクトロメーターを使用し、初期歪み10%、動的歪み±1.0%、周波数10Hz、温度60℃の状態で測定している。
【0024】
ショルダーキャップ部10bのゴム硬度は、センターキャップ部10aのゴム硬度よりも小さい。センターキャップ部10aのゴム硬度は、65°〜72°に設定されていることが好ましく、ショルダーキャップ部10bのゴム硬度は、60°〜67°に設定されていることが好ましい。
【0025】
また、センターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bとゴム硬度との差は、8°未満に設定されていることが好ましく、7°以下に設定されていることがより好ましい。本実施形態においては、センターキャップ部10aのゴム硬度は、67°であり、ショルダーキャップ部10bのゴム硬度は、60°である。なお、ゴム硬度は、JISK6253のデュロメータ硬さ試験機(タイプA)により23℃で測定したゴム硬度としている。
【0026】
ベース部11は、タイヤ幅方向において、ベルト補強層7を覆うようにベルト補強層7の外周側に配置されている。ベース部11は、タイヤ幅方向に亘って、同じ材質のゴムで形成されている。即ち、ベース部11は、タイヤ幅方向に亘って、同じ損失正接であり、そして、同じゴム硬度である。
【0027】
ベルト層6は、少なくとも二層のベルトプライ(本実施形態では、二層のベルトプライ)6a,6bにより構成されている。各ベルトプライ6a,6bは、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角度(例えば、15°〜35°)で配列されたコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。
【0028】
ベルト補強層7は、
図3に示すように、内部に配置されるコード12(
図2においては、コード12を省略している)と、コード12を被覆するトッピングゴム部13とを備えている。
図1及び
図2に戻り、ベルト補強層7は、タイヤ幅方向において、ベルト層6を覆うようにベルト層6の外周側に配置されている。
【0029】
コード12は、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き回され(タイヤ周方向に対する傾斜角度は、例えば、0°〜5°である)、タイヤ幅方向に並ぶようにして配列されている。そして、コード12は、スチール繊維又は有機系繊維から形成されている。
【0030】
トッピングゴム部13は、タイヤ幅方向の中央側(センター側)に配置されるセンタートッピングゴム部13aと、タイヤ幅方向の外側(ショルダー側)に配置されるショルダートッピングゴム部13bとを備えている。トッピングゴム部13は、センタートッピングゴム部13aとショルダートッピングゴム部13bとの境界面であるトッピングゴム界面13cを、タイヤ幅方向においてショルダー主溝8bの外側近傍に配置している。
【0031】
ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度は、センタートッピングゴム部13aのゴム硬度よりも大きい。センタートッピングゴム部13aのゴム硬度は、50°〜65°に設定されていることが好ましく、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度は、60°〜75°に設定されていることが好ましい。
【0032】
また、センタートッピングゴム部13aのゴム硬度とショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度との差は、センターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bのゴム硬度との差よりも大きい。さらに、センタートッピングゴム部13aのゴム硬度とショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度との差は、12°未満に設定されていることが好ましく、11°以下に設定されていることがより好ましい。本実施形態においては、センタートッピングゴム部13aのゴム硬度は、63°であり、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度は、71°である。
【0033】
ショルダートッピングゴム部13bの損失正接は、センタートッピングゴム部13aの損失正接よりも大きい。センタートッピングゴム部13aの損失正接は、0.10〜0.25に設定されていることが好ましく、ショルダートッピングゴム部13bの損失正接は、0.15〜0.30に設定されていることが好ましい。
【0034】
また、センタートッピングゴム部13aの損失正接とショルダートッピングゴム部13bの損失正接との差は、0.1以下に設定されていることが好ましい。本実施形態においては、センタートッピングゴム部13aの損失正接は、0.20であり、ショルダートッピングゴム部13bの損失正接は、0.27である。
【0035】
以上より、本実施形態に係るタイヤ1によれば、転がり抵抗が、ショルダーキャップ部10bの損失正接に起因するため、ショルダーキャップ部10bの損失正接が、センターキャップ部10aの損失正接よりも小さくされている。これにより、転がり抵抗を低減することができる。
【0036】
また、本実施形態に係るタイヤ1によれば、操縦安定性能及び耐偏摩耗性能が、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度に起因するため、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度が、センタートッピングゴム部13aのゴム硬度よりも大きくされている。これにより、転がり抵抗を低減することができた上で、さらに、操縦安定性能及び耐偏摩耗性能を維持することができる。
【0037】
また、本実施形態に係るタイヤ1によれば、トッピングゴム部13がキャップ部10よりもタイヤ径方向の内周側に配置されているため、トッピングゴム部13におけるショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度とセンタートッピングゴム部13aのゴム硬度との差は、キャップ部10におけるセンターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bのゴム硬度との差よりも、大きくされている。
【0038】
具体的には、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度とセンタートッピングゴム部13aのゴム硬度との差は、8°であり、センターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bのゴム硬度との差である7°よりも、大きくされている。これにより、トレッドゴム5部及びベルト補強層7の領域において、ゴム剛性がより均一になるため、さらに、操縦安定性能及び耐偏摩耗性能を維持することができる。
【0039】
なお、本発明に係る空気入りタイヤは、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明に係る空気入りタイヤは、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【0040】
上記実施形態に係るタイヤ1においては、トレッドゴム5のベース部11は、タイヤ幅方向に亘って同じゴム硬度及び同じ損失正接に設定されている、という構成である。しかしながら、本発明に係るタイヤ1は、斯かる構成に限られない。
【0041】
例えば、本発明に係るタイヤ1においては、
図4に示すように、ベース部11は、タイヤ幅方向の中央側(センター側)に配置されるセンターベース部11aと、タイヤ幅方向の外側(ショルダー側)に配置されるショルダーベース部11bとを備える、という構成でもよい。
図4に係るタイヤ1においては、ベース部11は、センターベース部11aとショルダーベース部11bとの境界面であるベース界面11cを、タイヤ幅方向においてショルダー主溝8bの外側近傍に配置している。
【0042】
そして、ショルダーベース部11bの損失正接は、センターベース部11aの損失正接よりも小さい。また、ショルダーベース部11bのゴム硬度は、センターベース部11aのゴム硬度よりも小さい。さらに、センターベース部11aのゴム硬度とショルダーベース部11bのゴム硬度との差は、8°未満に設定されていることが好ましく、7°以下に設定されていることがより好ましい。
【0043】
また、上記実施形態に係るタイヤ1は、ベルト層6の全幅を覆うベルト補強層7を一つ備える、という構成である。しかしながら、本発明に係るタイヤ1は、斯かる構成に限られない。
【0044】
例えば、本発明に係るタイヤ1は、
図5に示すように、ベルト層6の全幅を覆う第1のベルト補強層7と、ベルト層6のタイヤ幅方向の端部を覆う第2のベルト補強層14とを備える、という構成でもよい。また、本発明に係るタイヤ1は、
図6に示すように、ベルト層6の全幅を覆い且つ互いに積層される第1及び第2のベルト補強層7,15を備える、という構成でもよい。
【0045】
図5に係る第2のベルト補強層14は、第1のベルト補強層7の端部を覆うように第1のベルト補強層7の外周側に配置されている。また、第2のベルト補強層14は、第1のベルト補強層7のトッピングゴム界面13cよりも、タイヤ幅方向の外側に配置されている。したがって、第2のベルト補強層14のトッピングゴム部16のゴム硬度及び損失正接は、第1のベルト補強層7のショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度及び損失正接と同じに設定されている。
【0046】
図6に係る各ベルト補強層7,15のトッピングゴム部13,17は、タイヤ幅方向の中央側(センター側)に配置されるセンタートッピングゴム部13a,17aと、タイヤ幅方向の外側(ショルダー側)に配置され、センタートッピングゴム部13a,17aのゴム硬度よりも大きいゴム硬度を有するショルダートッピングゴム部13b,17bとを備えている。
【0047】
上記実施形態に係るタイヤ1においては、各界面10c,13cは、タイヤ幅方向においてショルダー主溝8bの外側近傍に配置されている、という構成である。しかしながら、本発明に係るタイヤ1は、斯かる構成に限られない。具体的には、本発明に係るタイヤ1においては、
図7及び
図8に示すように、各界面10c,13cは、タイヤ幅方向の最も外側に位置する主溝8bの接地面5aにおける外側端部を中心として、タイヤ幅方向の両側(内側及び外側)における接地幅W1の10%の幅W2の領域の中に、配置されている、という構成であればよい。
【0048】
接地幅W1は、タイヤ幅方向における接地端5b,5b間の距離である。なお、接地端5bは、タイヤ1をJATMA YEAR BOOK(2012年度版、日本自動車タイヤ協会規格)に規定されている標準リムに装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける空気圧(扁平率60以上の場合は200kPa、扁平率55以下の場合は220kPa)を内圧として充填し、最大負荷能力の88%を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合は、各々の規格に従う。
【0049】
上記実施形態に係るタイヤ1は、乗用車用タイヤである、という構成である。しかしながら、本発明に係るタイヤ1は、斯かる構成に限られない。
【実施例】
【0050】
本発明の構成と効果を具体的に示すため、本発明に係る空気入りタイヤの実施例とその比較例とについて、
図9を参酌して、以下に説明する。
【0051】
<転がり抵抗>
サイズが195/65R15である各タイヤをリムに組み付けた後、内圧200kPaを充填し、転がり抵抗試験機によって転がり抵抗を測定し、転がり抵抗係数を求めた。比較例1の結果を100とする指数で評価し、指数が小さいほど、転がり抵抗が低く、優れていることを示す。
【0052】
<操縦安定性能(コーナリングパワー)>
フラットベルト式コーナリング試験機を用いてコーナリングパワーを測定した。比較例1の結果を100とする指数で評価し、数値が大きいほど、コーナリングパワーが大きく、操縦安定性能に優れていることを示す。
【0053】
<耐偏摩耗性能>
サイズが195/65R15である各タイヤを車両に装着して一般路を12,000km走行した後、センター側の主溝の摩耗量とショルダー側のスリットの摩耗量とを測定した。ショルダー側のスリットの摩耗量をセンター側の主溝の摩耗量で除したものを指数として評価し、指数が1に近いほど、耐偏摩耗性能が優れていることを示す。
【0054】
<実施例1〜4>
実施例1は、上記実施形態に係るタイヤである。
実施例2は、実施例1に対して、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度を74°に変更したタイヤである。
実施例3は、実施例1に対して、センターキャップ部10aのゴム硬度を69°(損失正接を0.25)に、ショルダーキャップ部10bのゴム硬度を65°(損失正接を0.20)に、それぞれ変更したタイヤである。
実施例4は、実施例3に対して、センタートッピングゴム部13aのゴム硬度を65°に、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度を75°に、それぞれ変更したタイヤである。
【0055】
<比較例1〜3>
比較例1は、実施例1に対して、ショルダーキャップ部10bのゴム硬度を67°(損失正接を0.23)に、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度を63°に、それぞれ変更したタイヤである。即ち、比較例1においては、センターキャップ部10a及びショルダーキャップ部10bが、同じゴム硬度(損失正接)であり、しかも、センタートッピングゴム部13a及びショルダートッピングゴム部13bが、同じゴム硬度(損失正接)である。
比較例2は、実施例1に対して、ショルダーキャップ部10bのゴム硬度を67°(損失正接を0.23)に変更したタイヤである。即ち、比較例2においては、センターキャップ部10a及びショルダーキャップ部10bのみが、同じゴム硬度(損失正接)である。
比較例3は、実施例1に対して、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度を63°に変更したタイヤである。即ち、比較例3においては、センタートッピングゴム部13a及びショルダートッピングゴム部13bのみが、同じゴム硬度(損失正接)である。
【0056】
<評価結果>
比較例1及び比較例2においては、ショルダーキャップ部10bの損失正接が大きいため、転がり抵抗が低減できない。また、比較例2及び比較例3においては、トレッドゴム5及びベルト補強層7の領域におけるゴム剛性が均一でないため、耐偏摩耗性能が劣っている。それに対して、実施例1〜4においては、転がり抵抗が低減できた上で、操縦安定性能及び耐偏摩耗性能が維持できている。
【0057】
次に、本発明の構成と効果を具体的に示すため、本発明に係る空気入りタイヤのより好ましい実施例について、
図10を参酌して、以下に説明する。
【0058】
評価項目である転がり抵抗、操縦安定性能(コーナリングパワー)及び耐偏摩耗性能は、上記の通りである。また、より好ましい実施例として、上記の実施例1〜4が挙げられる。
【0059】
<実施例5〜7>
実施例5は、実施例1に対して、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度を70°に変更したタイヤである。即ち、実施例5は、センターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bのゴム硬度との差が、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度とセンタートッピングゴム部13aのゴム硬度との差と、同じである。
実施例6は、実施例2に対して、センターキャップ部10aのゴム硬度を68°(損失正接を0.24)に変更したタイヤである。即ち、実施例6は、センターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bのゴム硬度との差が、8°以上である。
実施例7は、実施例1に対して、ショルダートッピングゴム部13bのゴム硬度を75°に変更したタイヤである。即ち、実施例7は、センターキャップ部10aのゴム硬度とショルダーキャップ部10bのゴム硬度との差が、12°以上である。
【0060】
<評価結果>
実施例5においては、実施例1〜4に対して、操縦安定性性能及び耐偏摩耗性能が少し劣る。これにより、トッピングゴム部13におけるショルダー側13bのゴム硬度とセンター側13aのゴム硬度との差が、キャップ部10におけるセンター側10aのゴム硬度とショルダー側10bのゴム硬度との差よりも大きくする、ことが好ましい。
実施例6においては、実施例1〜4に対して、耐偏摩耗性能が少し劣る。これにより、キャップ部10において、センター側10aのゴム硬度とショルダー側10bのゴム硬度との差は、8°未満である、ことが好ましい。
実施例7においては、実施例1〜4に対して、耐偏摩耗性能が少し劣る。これにより、トッピングゴム部13において、ショルダー側13bのゴム硬度とセンター側13aのゴム硬度との差は、12°未満である、ことが好ましい。