(57)【要約】【課題】本発明は、優れたハンドリング性能を有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。また、転がり抵抗の低い空気入りタイヤを提供することも更なる目的とする。【解決手段】一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ径方向外側にトレッドを具える空気入りタイヤであって、トレッドは、タイヤ径方向内側のベースゴム層およびタイヤ径方向外側のキャップゴム層からなり、ベースゴム層は、タイヤ幅方向に二分割され、一方側のベースゴム層は、他方側のベースゴム層と比較して、３０℃における貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接ｔａｎδが小さいことを特徴とする空気入りタイヤ。【選択図】図２
2014240238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ径方向外側にトレッドを具える空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、タイヤ径方向内側のベースゴム層およびタイヤ径方向外側のキャップゴム層からなり、
前記ベースゴム層は、タイヤ幅方向に二分割され、
一方側のベースゴム層は、他方側のベースゴム層と比較して、３０℃における貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接ｔａｎδが小さいことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ベースゴム層は、前記キャップゴム層と比較して３０℃におけるＥ’およびｔａｎδが小さいことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記一方側のベースゴム層は、前記他方側のベースゴム層と比較して、タイヤ径方向の厚さが大きいことを特徴とする、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ベースゴム層がタイヤ幅方向に二分割される位置は、タイヤ赤道面を中心としてトレッド踏面幅の１４％の範囲内にあることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記一方側のベースゴム層は、３０℃におけるＥ’が３〜６およびｔａｎδが０．１５以下であり、かつ前記他方側のベースゴム層は、３０℃におけるＥ’が７〜１８およびｔａｎδが０．１５以上であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記一方側のベースゴム層の平均厚が、前記他方側のベースゴム層の平均厚の１．５倍以上であることを特徴とする、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ、特に優れたハンドリング性能を有する空気入りタイヤ、更には転がり抵抗の低い空気入りタイヤに関する。
【０００２】
空気入りタイヤに対する要求性能の高まりに伴って、空気入りタイヤの諸性能を共に向上させた空気入りタイヤの提供が望まれている。このタイヤの諸性能の中でも、従来は相互に背反し両立が困難であると考えられていた、優れたハンドリング性能、更には低い転がり抵抗を満足するタイヤが希求されていた。ここで、ハンドリング性能は当該タイヤを装着した車両の操縦安定性に影響を与え、一方、転がり抵抗は同車両の燃費性に影響を与えることから、両者は空気入りタイヤの重要な特性である。
【背景技術】
【０００３】
従来の空気入りタイヤにおいては、図３に示すように、諸性能を同時に満足させるために、トレッド１を例えば２層のトレッドゴム層（ベースゴム層８ａ, キャップゴム層８ｂ）から形成する、いわゆるキャップ／ベース構造が適用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、キャップ／ベース構造を有する空気入りタイヤのベースゴム層を、１つの中央ゴム部とそれを挟む２つの外側ゴム部とに分割し、この中央ゴム部の複素弾性率Ｅ＊を外側ゴム部のそれと比較して小さく、かつ中央ゴム部の正接損失ｔａｎδを外側ゴム部のそれと比較して大きく規定することにより、乗り心地性と操縦安定性とを高いレベルで向上させた空気入りタイヤが提案されている。
【０００５】
ここで、車両がコーナリングする際などには、空気入りタイヤの車両装着時に車両内側（以下、「装着内側」という）に配されるトレッド半部と比較して同外側（以下、「装着外側」という）に配されるトレッド半部の方に、相対的に大きな荷重負荷がかかる。そのため、装着外側のトレッド半部の剛性を、装着内側のトレッド半部と比較して大きくすることにより、車両の操縦安定性やハンドリング性が向上することが知られている。
【０００６】
また、特許文献２には、上記事実を参酌して、キャップ／ベース構造を有する空気入りタイヤの、ベースゴム層をタイヤ幅方向に分割し、その各分割領域を車両装着時の外側と内側とに選択適用することで、空気入りタイヤをタイヤ幅方向外側と内側とで機能分担させている。具体的には、キャップゴム層の貯蔵弾性率Ｅ’をベースゴムのそれと比較して大きくしつつ、ベースゴムの装着方向内側のベースゴム層の厚さを、装着方向外側のベースゴム層の厚さと比較して厚くすることにより、装着方向外側のトレッドの貯蔵弾性率Ｅ’を装着方向内側のトレッド内側のそれと比較して大きくし、操縦安定性と快適性とを両立させた空気入りタイヤが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６３１７５号公報
【特許文献２】国際公開第２００８−１４３１０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、装着内側のベースゴム層と比較して装着外側のベースゴム層で貯蔵弾性率Ｅ’を大きくする上記従来の空気入りタイヤでは、操縦安定性やハンドリング性はある程度向上させることができるものの、その向上は十分ではなかった。また、近年の環境保全や省エネルギーの観点から要求される空気入りタイヤの転がり抵抗の低減に関しては改良の余地を残していた。
【０００９】
そこで、本発明は、優れたハンドリング性能を有する空気入りタイヤを提供することを目的とし、更には、転がり抵抗の低い空気入りタイヤを提供することも更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、空気入りタイヤのトレッドにおいて、空気入りタイヤのベースゴム層について、トレッド幅方向に分割して機能分担を図る際に、分割各領域におけるＥ’に加えて、転がり抵抗と密接に関係するｔａｎδを共に増減させることによって、空気入りタイヤのハンドリング性能を向上させ、更には転がり抵抗を低減する方途を究明した。
【００１１】
ここで、（図３に示す）キャップ／ベース構造を有する従来の空気入りタイヤにおいて、例えば、操縦安定性能に関わるトレッド面の摩擦係数（μ）を増加させるために、ベースゴム層８ａのＥ’およびｔａｎδをキャップゴム層８ｂと比較して大きくすると、空気入りタイヤのトレッド１の剛性が相対的に大きくなるため、ハンドリング性能は向上する。その一方で、トレッド１における発熱が大きくなるため、転がり抵抗は増大する。逆に、ベースゴム層８ａのＥ’およびｔａｎδをキャップゴム層８ｂと比較して小さくすると、トレッド１における発熱が小さくなるため、転がり抵抗は低減する。その一方で、トレッド１の剛性が相対的に小さくなるため、ハンドリング性能は低下する。このように、上記従来の空気入りタイヤにおいては、ハンドリング性能の向上と転がり抵抗の低減とは相互に背反する関係であるため、その両立は困難であった。
【００１２】
発明者は、ベースゴムをタイヤ幅方向に二分割しつつ、各分割領域においてＥ’およびｔａｎδを規定することにより、ハンドリング性能を向上させること、更には転がり抵抗を低減することが可能であるとの知見を得た。
【００１３】
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ径方向外側にトレッドを具える空気入りタイヤであって、前記トレッドは、タイヤ径方向内側のベースゴム層およびタイヤ径方向外側のキャップゴム層からなり、前記ベースゴム層は、タイヤ幅方向に二分割され、一方側のベースゴム層は、他方側のベースゴム層と比較して、３０℃における貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接ｔａｎδが小さいことを特徴とする。空気入りタイヤを上記構成として、該タイヤの一方側が装着内側を向くように（すなわち、他方側が装着外側となるように）、車両に装着したときに、他方側ベースゴム層を含む装着外側トレッド部分において、相対的に剛性が大きくなるため、空気入りタイヤのハンドリング性能を向上させることができる。また、他方側ベースゴム層を含む装着外側トレッド部分において、相対的にエネルギー損失が増大する。そのため、トレッド面の摩擦係数（μ）が増加し、ブレーキ性能を向上させることができる。このブレーキ性能の向上により、ハンドリング時における制動距離を短くすることができるため、ハンドリング性能を更に向上させることができる。
【００１４】
ここで、貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接ｔａｎδは、スペクトロメーター（東洋精機社製）を使用して測定した。加硫成形した空気入りタイヤのゴム層から、幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍのゴム片を切り出し、該ゴム片を試料として、チャック間距離１０ｍｍ、初期歪２％、動歪２％、周波数５０Ｈｚ、測定温度３０℃の条件で測定した値を、ゴム層の貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接ｔａｎδとした。
【００１５】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記ベースゴム層は、前記キャップゴム層と比較して３０℃におけるＥ’およびｔａｎδが小さいことが好ましい。空気入りタイヤを上記構成とすれば、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することができる。
【００１６】
更に、本発明の空気入りタイヤでは、前記一方側のベースゴム層は、前記他方側のベースゴム層と比較して、タイヤ径方向の厚さが大きいことが好ましい。空気入りタイヤを上記構成とすれば、空気入りタイヤの転がり抵抗を更に低減することができる。
【００１７】
更に、本発明の空気入りタイヤでは、前記ベースゴム層がタイヤ幅方向に二分割される位置は、タイヤ赤道面を中心としてトレッド踏面幅の１４％の範囲内にあることが好ましい。空気入りタイヤを上記構成とすれば、操縦安定性能を向上させることができる。
なお、トレッド踏面幅とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ規格に定める適用リムに装着し、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときに空気入りタイヤが接地する部分の幅を指す。
【００１８】
更に、本発明の空気入りタイヤでは、前記一方側のベースゴム層は、３０℃におけるＥ’が３〜６およびｔａｎδが０．１５以下であり、かつ前記他方側のベースゴム層は、３０℃におけるＥ’が７〜１８およびｔａｎδが０．１５以上であることが好ましい。空気入りタイヤを上記構成とすれば、ハンドリング性能を更に向上させつつ、ハンドリング性能を更に向上させることができる。
【００１９】
更に、本発明の空気入りタイヤでは、前記一方側のベースゴム層の平均厚が、前記他方側のベースゴム層の平均厚の１．５倍以上であることが好ましい。空気入りタイヤを上記構成とすれば、ハンドリング性能の低下を抑制しつつ、転がり抵抗を向上させることができる。
なお、ベースゴム層の平均厚とは、ベースゴムのタイヤ径方向の厚さのうち、最大の厚さと最小の厚さを平均した値とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の空気入りタイヤによれば、優れたハンドリング性能を有する空気入りタイヤを提供することができ、更には、転がり抵抗の低い空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態の空気入りタイヤのタイヤ半部について示すタイヤ幅方向断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態の空気入りタイヤのタイヤ半部について示すタイヤ幅方向断面図である。
【図３】従来の空気入りタイヤのタイヤ半部について示すタイヤ幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の空気入りタイヤは、例えば、トレッド１と、該トレッド１の両側部からタイヤ径方向内方に延びる一対のサイドウォール部２と、各サイドウォール部２からタイヤ径方向内方に延びるビード部３とに渡ってトロイド状に延びる少なくとも１枚（本発明の第一および第二実施形態の空気入りタイヤについて示す図１, 図２では１枚）のカーカス４と、該カーカスのタイヤ径方向外方に配置された少なくとも１枚（図１, 図２では５ａ, ５ｂ, ５ｃの３枚）のベルト５とを有する。
【００２３】
ベルト層５ａ, ５ｂは、スチールコード等の高強力のベルトコードを、タイヤ周方向に対して、例えば、２５゜〜５０゜で配設して構成される。また、ベルト５の耐久性を高める目的で、このベルト層５ａ, ５ｂのタイヤ半径方向外側にベルト層５ａ, ５ｂ全体を覆うようにベルト層５ｃが設けられる。ベルト層５ｃは、例えば、ＮＹＬＯＮ、ＰＯＬＹＥＳＴＥＲの補強コードを、タイヤ周方向に対して、例えば０゜〜１０゜で配設して構成される。
【００２４】
そして、この空気入りタイヤは、このベルト層５ｃのタイヤ半径方向外側に、ベースゴム層８ａおよびキャップゴム層８ｂを順に配置した二層構造を有する。
【００２５】
上記ベースゴム層８ａは、図１, 図２に示すように、タイヤ赤道面Ｐによって、タイヤ幅方向一方側のベースゴム層（以下、「一方側ベースゴム層」という）８１ａとタイヤ幅方向他方側のベースゴム層（以下、「他方側ベースゴム層」という）８２ａとに、タイヤ幅方向に二分割される。この位置をベースゴム分割位置９という。
【００２６】
なお、本発明の空気入りタイヤは、本発明の空気入りタイヤの一方側が装着内側に配されるように（すなわち、他方側が装着外側となるように）、車両に装着される。このとき、例えばコーナリング時などに、本発明の空気入りタイヤを装着した車両に横力がかかった際には、装着内側のトレッド、すなわち本発明の空気入りタイヤの一方側のトレッド（以下、「一方側トレッド」という）１１と比較して、装着外側のトレッド、すなわち本発明の空気入りタイヤの他方側のトレッド（以下、「他方側トレッド」という）１２に大きな荷重負荷がかかる。そのため、空気入りタイヤの一方側トレッド１１と比較して、他方側トレッド１２の方が、空気入りタイヤのハンドリング性能に対して大きく影響を及ぼすことになる。
【００２７】
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、図１に示すように、一方側ベースゴム層８１ａと他方側ベースゴム層８２ａとが同じ厚さを有する。
【００２８】
ここで、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤでは、一方側ベースゴム層８１ａは、他方側ベースゴム層８２ａと比較して、空気入りタイヤの典型的な使用温度である３０℃におけるＥ’およびｔａｎδが小さい。そのため、他方側ベースゴム層８２ａを含む他方側トレッド１２において、相対的に剛性が大きくなるため、空気入りタイヤのハンドリング性能を向上させることができる。また、他方側ベースゴム層８２ａを含む他方側トレッド１２において、相対的にエネルギー損失が増大する。そのため、トレッド面の摩擦係数（μ）が増加し、ブレーキ性能を向上させることができる。このブレーキ性能の向上により、ハンドリング時における制動距離を短くすることができるため、ハンドリング性能を更に向上させることができる。
【００２９】
特に、一方側のベースゴム層の３０℃における、Ｅ’を３未満とすれば、転がり抵抗は低減するが、キャップゴムと合わせたトレッドゴム全体の剛性が低くなりすぎてタイヤ全体としてハンドリング性能が悪化する虞があり、Ｅ’を６超とすれば、キャップゴムと合わせたトレッドゴム全体の剛性が高くなりすぎて、ハンドリング性能は向上するが、転がり抵抗は悪化する虞がある。そして、ｔａｎδを０．１５超とすれば、タイヤの摩擦係数（μ）が高くなりすぎて、ハンドリング性能は向上するが、転がり抵抗が悪化する虞がある。
また、他方側ベースゴム層の３０℃における、Ｅ’を７未満とすれば、キャップゴムと合わせたトレッドゴム全体の剛性が低くなりすぎて、ハンドリング性能が悪化してしまう虞があり、Ｅ’を１８超とすれば、キャップゴムと合わせたトレッドゴム全体の剛性が高くなりすぎて、ハンドリング性能は向上するが、タイヤ全体としての転がり抵抗は悪化する虞がある。そして、ｔａｎδを０．１５以下とすれば、転がり抵抗は向上するが、タイヤの摩擦係数（μ）が低くなりすぎて、ハンドリング性能は悪化してしまう虞がある。
【００３０】
そして、ベースゴム層８ａは、路面と直接接触するキャップゴム層８ｂと比較して、３０℃におけるＥ’およびｔａｎδが相対的に小さい。そのため、トレッド１の全てをキャップゴム層８ｂと同じゴムとした場合と比較して、トレッド１全体における発熱が低減され、空気入りタイヤの転がり抵抗が低減される。
【００３１】
本発明の第二実施形態の空気入りタイヤは、図２に示すように、一方側ベースゴム層８１ａが、他方側ベースゴム層８２ａと比較して、タイヤ径方向の厚さが大きい。この点以外は、本発明の第一実施形態と同様の構成を有する。
なお、以下では、同様の要素には同一の符号を付し、同様の要素に係る説明を省略する。
【００３２】
ここで、上記ベースゴム層の厚さの変化は、ベースゴム分割位置９、すなわち一方側ベースゴム層８１ａと他方側ベースゴム層８２ａとの境界位置において切り替わる。この点において、ベースゴム層の厚さがトレッド踏面に渡って（例えば、トレッド両端の間において）タイヤ幅方向一方側から他方側に向けて連続的に変化する構成（図示せず）とは明確に異なる。
【００３３】
図２に示すように、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤでは、一方側ベースゴム層８１ａのタイヤ径方向の厚さ（図２では、代表的な厚さｄ１を示す。）は、他方側ベースゴム層８２ａのタイヤ径方向の厚さ（図２では、代表的な厚さｄ２を示す。）と比較して大きい。本発明の第一および第二実施形態の空気入りタイヤでは、ベースゴム層８ａの３０℃におけるＥ’およびｔａｎδが、キャップゴム層８ｂのＥ’およびｔａｎδと比較して小さいため、上記構成により一方側ベースゴム層８１ａを含む一方側トレッド１１のｔａｎδが、他方側ベースゴム層８２ａを含む他方側トレッド１２のｔａｎδと比較して更に相対的に小さくなる。そのため、トレッド１における発熱が更に低減され、空気入りタイヤの転がり抵抗を更に低減させることができる。
【００３４】
特に、一方側ベースゴム層の平均厚を前記装着外側ベースゴム層の平均厚の１．５倍以上とすれば、一方側トレッド１１全体の平均ｔａｎδを減少させて、転がり抵抗をより低減することができる。
一般に、装着外側は、ハンドリング性能に対する寄与が大きいため、あまりＥ’およびｔａｎδが比較的小さいベースゴムの厚さを大きくすると、キャップゴムを含むトレッドゴム全体の剛性がベースゴム部分の影響を受けて、ハンドリング性能が低下してしまう。一方側のベースゴム層の平均厚を、他方側のベースゴム層の平均厚の１．５倍以上とすれば、ハンドリング性能の低下を抑制することができる。
また、装着内側は、ハンドリング性能に対する寄与は小さいため、ベースゴムの厚さを大きくしてもキャップゴムを含むトレッドゴム全体の剛性がベースゴム部分の影響を受けず、ハンドリング性能が低下する虞は小さい。一方、装着内側は、転がり抵抗に対する寄与が大きいため、Ｅ’およびｔａｎδが比較的小さいベースゴムの厚さを大きくすれば、転がり抵抗を低減させることができる。一方側のベースゴム層の平均厚を、他方側のベースゴム層の平均厚の１．５倍以上とすれば、ハンドリング性能の低下を回避しつつ、転がり抵抗を低減させることができる。
【００３５】
本発明の空気入りタイヤでは、一方側トレッド１１のトレッド踏面のネガティブ率を、他方側トレッド１２のトレッド踏面のネガティブ率よりも大きくすれば、他方側トレッド１２の剛性が相対的に大きくなるため、より有効である。前述の通り、ハンドリング性能には他方側トレッド１２の及ぼす影響が大きいため、空気入りタイヤのハンドリング性能を更に向上させることができるからである。
【００３６】
更に本発明の空気入りタイヤでは、ベースゴム分割位置９を、タイヤ赤道面を中心としてトレッド踏面幅Ｔｗの１４％以内とすれば、通常、直進時には、ｔａｎδの低いベースゴムが接地するため、転がり抵抗を低減することができる。また、操縦安定性能が問題となる、横力が大きく入るコーナリング時には、接地面がタイヤ幅方向外側まで広がるため、ｔａｎδの高いベースゴムが位置することにより、タイヤの摩擦係数（μ）が増大し、操縦安定性能を向上させることができる。
【００３７】
なお、本発明の空気入りタイヤは、上記第一および第二実施形態に限定されることなく、適宜変更することができるものとする。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
表１、２に示す諸元のトレッドを有する空気入りタイヤを作製し、該空気入りタイヤを用いて、下記の走行性能評価を行った。
【００４０】
（比較例１）
表１、２に示す諸元のトレッドを有する空気入りタイヤを作製し、該空気入りタイヤを用いて、実施例１と同様に下記の走行性能評価を行った。
【００４１】
（走行性能評価）
空気入りタイヤ（２４５／４５Ｒ１８）を、ＪＡＴＭＡ規格に定める適用リムに装着して、空気入りタイヤを作製した。そして、上記空気入りタイヤの一方側が装着内側に配されるように（すなわち、他方側が装着外側となるように）、車両に装着し、以下（１）および（２）に示す試験を行い、空気入りタイヤの走行性能を評価した。
（１）コーナリングパワー試験
上記空気入りタイヤを、室内フラットベルト試験機を使用して、内圧２２０ｋＰａ、荷重０．６ｔの条件の下、キャンバー角度を他方側（すなわち、装着外側）へ２°として、ベルト上を速度１００ｍ／ｈで走行させ、スリップアングルを５°としたときのコーナリングパワーを測定して上記空気入りタイヤを評価した。具体的には、比較例１の評価結果を１００とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表１に示す。数値が大きいほどコーナリングパワーが大きい、すなわちハンドリング性能が良好であることを示す。
（２）転がり抵抗試験
タイヤ車輪に内圧２２０ｋＰａ、荷重０．６ｔの条件の下、フォース式転がり抵抗試験機上を速度６０ｋｍ／ｈで走行させ、その後タイヤを慣性走行させたときのタイヤの減速度から転がり抵抗を測定して評価した。具体的には、比較例１の評価結果を１００とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表１に示す。数値が小さいほど転がり抵抗が低いことを示す。
【００４２】
（実施例２、比較例２〜４）
表１、２に示す諸元のトレッドを有する空気入りラジアルタイヤを作製し、該空気入りラジアルタイヤを用いた以外は実施例１と同様に上記走行性能評価を行った。
【００４３】
【表１】
2014240238.tif 000003
【００４４】
【表２】
2014240238.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の空気入りタイヤによれば、優れたハンドリング性能を有する空気入りタイヤを提供することができ、更には、転がり抵抗の低い空気入りタイヤを提供することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１, １１, １２：トレッド、２：サイドウォール部、３：ビード部、４：カーカス、５：ベルト、５ａ、５ｂ、５ｃ：ベルト層、８ａ, ８１ａ, ８２ａ：ベースゴム層、８ｂ：キャップゴム層、９：ベース分割位置、Ｐ：タイヤ赤道面、Ｔｗ：トレッド踏面幅
【図１】
2014240238.tif 000005
【図２】
2014240238.tif 000006
【図３】
2014240238.tif 000007