(57)【要約】【課題】トレッド部の構造を適正化し、耐偏摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の小さいタイヤを提供する。【解決手段】１対のビード部間にトロイダル状に跨る少なくとも１層のカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードの多数本をゴムで被覆した少なくとも１層の傾斜ベルト層およびトレッドを配置した空気入りタイヤであって、前記傾斜ベルト層の少なくとも１層は、前記トレッドの接地端よりタイヤ幅方向外側まで延び、前記トレッドの表面における、前記トレッドの接地端と前記傾斜ベルト層の最大幅層の幅方向端部に対応する位置との間から、前記傾斜ベルト層の最大幅層の幅方向端部よりタイヤ幅方向外側までの領域に、該領域以外のトレッドゴムよりも耐摩耗性能の高い異種ゴム層を配置して成ることを特徴とする。【選択図】図１
2014083950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビード部間にトロイダル状に跨る少なくとも１層のカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードの多数本をゴムで被覆した少なくとも１層の傾斜ベルト層およびトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
前記傾斜ベルト層の少なくとも１層は、前記トレッドの接地端よりタイヤ幅方向外側まで延び、
前記トレッドの表面における、前記トレッドの接地端と前記傾斜ベルト層の最大幅層の幅方向端部に対応する位置との間から、前記傾斜ベルト層の最大幅層の幅方向端部よりタイヤ幅方向外側までの領域に、該領域以外のトレッドゴムよりも耐摩耗性能の高い異種ゴム層を配置して成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記傾斜ベルト層の最大幅層の端部は、前記トレッドの接地端から前記タイヤの最大幅位置までのタイヤ幅方向距離をＣとしたとき、前記トレッドの接地端側Ｃ／３までの範囲に位置し、前記異種ゴム層のタイヤ幅方向外側端は、前記トレッドの接地端側Ｃ／２までの範囲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。
【請求項３】
前記異種ゴム層のタイヤ径方向の厚みが、前記トレッドの表面からタイヤ径方向内側に向かって、前記傾斜ベルト層の最大幅層の端部におけるトレッドゴムゲージの１０％以上６０％以下の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ショルダー部の耐偏摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の小さい空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、より環境負荷の小さい製品の開発が盛んに行われている。これは、地球温暖化をはじめとする環境問題に対処するためであり、タイヤについても例外ではない。タイヤの耐偏摩耗性能を向上させてタイヤ寿命を延ばすことや、タイヤの転がり抵抗を低減して自動車の低燃費化に寄与することも前記環境問題への一対策であり、かような観点から従来様々な技術開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、耐偏摩耗性能を向上させ且つタイヤの転がり抵抗を低減する方法として、タイヤの接地形状の適正化を図る方法が開示されている。具体的には、周方向ベルト層のタイヤ周方向張力をタイヤ幅方向中央領域よりタイヤ幅方向外側域で大きくすることで、タイヤ幅方向中央域とタイヤ幅方向外側域との間の径差を減少し、タイヤの接地形状を均一にしたタイヤが提案されている。これは、タイヤ幅方向中央域と外側域との該径差に起因して、タイヤの転動時に周方向の剪断力がタイヤ幅方向において不均一となり、とりわけ幅方向外側域に生じる制動方向の剪断力によって、トレッドの接地端付近が優先摩耗することを低減する試みである。また、この方法は、タイヤの剪断歪みを低減することから、転がり抵抗の低減にも寄与していた。
【０００４】
ところで、上述したようなトレッドの接地端付近の摩耗は、タイヤの走行距離が増すにつれて、トレッドのクラウン形状に沿ってタイヤ幅方向外側へと進行する。つまり、タイヤの接地端がタイヤ幅方向外側へと経時的に移動することになるが、該接地端がバットレス付近に達すると、当該領域ではトレッド幅方向に延びる横溝が浅いことから、当該横溝が摩耗によって消失するまでの時間が他の領域に比べて短いため、トレッドが摩耗末期に至るまでの寿命が前記接地域の拡大に起因して極端に短くなることが、新たな問題として浮上してきた。そこで、走行距離に伴ってタイヤ幅方向外側へ進行する摩耗に適切に対処した、より耐偏摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の小さいタイヤが希求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、トレッド部の構造を適正化し、耐偏摩耗性能に優れかつ転がり抵抗の小さいタイヤを提供することにある。
【０００７】
発明者らは、まず、タイヤのベルト層の幅端位置を規制してトレッドショルダー部の剛性を高めた上で、トレッド幅方向についてトレッドゴムの配置を規制することによって、所期した性能の改良が可能であることの知見を得た。すなわち、ベルト層をタイヤの接地端よりタイヤ幅方向外側まで延在させ、さらにトレッドの接地端よりタイヤ幅方向外側の領域に、該領域以外のゴムよりも耐摩耗性能の高いゴムを配置することによって、転がり抵抗性能を維持しながら耐偏摩耗性能を改良できることを見出した。
さらに、本発明では、前記領域のタイヤ幅方向位置に加えて該領域の厚みを規定することによって、上述の改良をさらに効果的に行うことが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）１対のビード部間にトロイダル状に跨る少なくとも１層のカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードの多数本をゴムで被覆した少なくとも１層の傾斜ベルト層およびトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
前記傾斜ベルト層の少なくとも１層は、前記トレッドの接地端よりタイヤ幅方向外側まで延び、
前記トレッドの表面における、前記トレッドの接地端と前記傾斜ベルト層の最大幅層の幅方向端部に対応する位置との間から、前記傾斜ベルト層の最大幅層の幅方向端部よりタイヤ幅方向外側までの領域に、該領域以外のトレッドゴムよりも耐摩耗性能の高い異種ゴム層を配置して成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【０００９】
（２）前記傾斜ベルト層の最大幅層の端部は、前記トレッドの接地端から前記タイヤの最大幅位置までのタイヤ幅方向距離をＣとしたとき、前記トレッドの接地端側Ｃ／３までの範囲に位置し、前記異種ゴム層のタイヤ幅方向外側端は、前記トレッドの接地端側Ｃ／２までの範囲に位置することを特徴とする前記（１）に記載の空気入りタイヤ。
【００１０】
（３）前記異種ゴム層のタイヤ径方向の厚みが、前記トレッドの表面からタイヤ径方向内側に向かって、前記傾斜ベルト層の最大幅層の端部におけるトレッドゴムゲージの１０％以上６０％以下の範囲であることを特徴とする前記（１）または（２）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に従って、トレッド接地端よりタイヤ幅方向外側のトレッド表層の領域に、それ以外の領域よりも耐摩耗性能の高いゴム層を配置することによって、走行時にタイヤにかかる荷重やコーナリング時に生じる応力によってもたらされるトレッド接地端付近における摩耗が、タイヤ幅方向外側へと拡大するのを抑制し、タイヤの摩耗寿命を延長させることを、タイヤの転がり抵抗性能を維持しながら実現できる。
さらに、該異種ゴム層の厚みを規制することによって、上述の効果をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤの、幅方向右半分の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施形態、および（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る空気入りタイヤの、サイド部からショルダー部にかけての幅方向断面図である。
【図３】各供試タイヤの走行距離と、タイヤの接地端Ｔｅにおける摩耗量との関係を示したグラフである。
【図４】各供試タイヤの転がり抵抗性能とタイヤの接地端Ｔｅにおけるタイヤの摩耗寿命との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤ（以下、タイヤとも称する）を、その実施形態を例示して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤの、幅方向右半分の断面を示している。このタイヤ１０は、１対のビードコア１と、両ビードコア１間にトロイダル状に跨るとともにその周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたカーカスプライからなる少なくとも１層（図示例では１層）のカーカス２を骨格として、該カーカス２のクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜して延びるコードの多数本をゴムで被覆した傾斜ベルト層３ａおよび３ｂから成る傾斜ベルト３と、該傾斜ベルト３の径方向外側のベルト補強層４およびトレッド６と、を順に備える。
また、タイヤ赤道面ＣＬを中心として、タイヤの最大幅をＳＷ、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂのベルト幅をＢＷ、トレッドの両接地端Ｔｅ間の距離をＴＷとして示した（図１は、タイヤ１０の幅方向右半分の断面図であるため、図に記載の前記距離はそれぞれＳＷ／２、ＢＷ／２およびＴｅ／２である）。
なお、図１では、傾斜ベルト層３ａおよび３ｂのうち、タイヤ径方向内側に位置する傾斜ベルト層３ｂが最大幅を有しているが、タイヤ径方向外側に位置する傾斜ベルト層３ａが最大幅を有してもよい。
また、本発明に係るタイヤは、図１の傾斜ベルト３の径方向外側に、タイヤ周方向に沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した少なくとも１層の周方向ベルト層から成る周方向ベルトを具えることもできる。
【００１４】
かかるタイヤ１０において、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂはトレッドの接地端Ｔｅよりタイヤ幅方向外側まで延び、端部ｅにて終端している。このようにして、傾斜ベルト層３ａおよび３ｂのうち少なくとも１層をタイヤ幅方向外側まで延在させると、タイヤのショルダー部の剛性を向上させる効果が期待できる。
具体的には、特に、キャンバー角を付与した走行時、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅがトレッドの接地端Ｔｅよりタイヤ幅方向外側に位置すると、荷重によって生じる傾斜ベルト３の撓みを最小限に留めることがでるため、タイヤの径差に起因するタイヤ幅方向外側の剪断歪を抑制することができる。
【００１５】
また、接地端Ｔｅよりタイヤ幅方向外側の斜線で示したトレッド表層の領域に、該領域以外のトレッドゴムよりも耐摩耗性能の高い異種ゴム層Ｑを配置することが肝要である。
ここにおいて、異種ゴム層Ｑを、トレッド６の接地端Ｔｅと傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅとの間から、前記傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅよりタイヤ幅方向外側にわたる領域に配置している。
【００１６】
かかる構成によれば、横溝が摩耗して消失するまでの時間が他の領域に比べて短いショルダー部の摩耗を遅らせ、その結果、タイヤの摩耗寿命（タイヤが摩耗末期に至るまでの寿命）を延ばすことができる。一般に、トレッドの接地端位置は、トレッド表面における摩耗の進行に伴って、新品タイヤの接地端Ｔｅの位置からタイヤ幅方向外側へ移動する。そのため、新品タイヤの接地端Ｔｅのタイヤ幅方向外側に耐摩耗性能の高いトレッド領域を設けると、該領域においては、トレッド表面の摩耗の進行を遅らせること、つまり、接地端Ｔｅのタイヤ幅方向外側への移動量を減少させることができる。このようにして、接地端Ｔｅよりタイヤ幅方向外側のトレッド表面において進行する摩耗を抑制できる。また、トレッドの径方向に異なるゴムを配置することによって、トレッド表面への剪断歪みが伝播しにくくなり、トレッド表面の摩耗を抑制する効果がある。
また、該異種ゴム層Ｑは、硬度が高く摩耗速度が遅い性質を有する一方で、ヒステリシスロスが大きく、タイヤの転がり抵抗を増加させる傾向にあるが、本発明の配置では、該異種ゴム層Ｑが定常接地域内にないため転がり抵抗性を阻害しない。
なお、ここでいう接地端Ｔｅとは、新品タイヤにおける接地端位置のことである。
【００１７】
次に、図２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るタイヤの、サイド部からショルダー部にかけての断面図である。図１と同じ構成要素は、図１と同じ参照符号を付してその説明を省略する。かかるタイヤ１０において、異種ゴム層Ｑをトレッド６の接地端Ｔｅと傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅとの間から、前記傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅよりタイヤ幅方向外側までの領域に配置している。
ここでは、さらに、トレッドの接地端Ｔｅからタイヤの最大幅位置ｉまでのタイヤ幅方向距離をＣとしたとき、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅをトレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／３の範囲に配置し、異種ゴム層Ｑのタイヤ幅方向外側端をトレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／２の範囲に配置することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、タイヤの転がり抵抗を抑制しながら、トレッドの耐偏摩耗性能を向上させることが可能である。上述したように、異種ゴム層Ｑのゴム組成は、硬度が高く摩耗速度が遅い性質を有する一方でヒステリシスロスが大きく、タイヤの転がり抵抗を増加させる傾向にある。そのため、異種ゴム層Ｑのタイヤ幅方向の長さを、タイヤ幅方向距離Ｃに応じて適切な範囲に制限することによって、特に、トレッドの接地端が、走行距離が増えるに従って異種ゴム層Ｑの領域に移動した際の走行において、異種ゴム層Ｑにおける発熱量を一定量以下に抑制し、タイヤの転がり抵抗が極端に増加することを防ぐことができる。
また、トレッド表面の摩耗に伴う接地端位置の移動量を考慮しても、異種ゴム層Ｑが上述の範囲であれば、トレッドの偏摩耗を十分に抑制してタイヤの摩耗寿命を延ばすことが可能である。
【００１９】
次に、図２（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るタイヤの、サイド部からショルダー部にかけての断面図である。かかるタイヤ１０において、異種ゴム層Ｑをトレッド６の接地端Ｔｅと傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅとの間から接地端Ｔｅ側Ｃ／２の範囲に配置しているが、ここでは、さらに、該異種ゴム層Ｑの径方向の厚みを、トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅにおけるトレッドゴムケージの１０％以上６０％以下にすることが好ましい。
【００２０】
かかる構成によれば、タイヤの転がり抵抗を確実に抑制しながら、トレッドの耐偏摩耗性能をさらに向上させることが可能である。上述したように、異種ゴム層Ｑのゴム組成は、硬度が高く摩耗速度が遅い性質を有する一方で、ヒステリシスロスが大きく、タイヤの転がり抵抗性能を阻害する傾向にある。そこで、該異種ゴム層Ｑの厚みを制限して異種ゴム層の体積を適切な範囲に保つことで、上述の第１実施形態および第２実施形態のタイヤよりも異種ゴム層Ｑにおける発熱量を低減し、ヒステリシスロスを最小限に留めることが可能になる。
また、異種ゴム層Ｑの厚みを上記の範囲に制限し、トレッドの表面と内側で異なるゴム層をバランス良く配置すると、トレッド表面への剪断歪みがより伝播しにくくなり、トレッド表面の摩耗を抑制する効果が高まる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明する。
サイズ２４５／４０Ｒ１８の従来例タイヤ、比較例タイヤおよび発明例タイヤを以下の仕様にて試作した。そして、各供試タイヤを適用リムに組み付け、内圧２３０ｋＰａを充填した後、車両に装着し、乾いたサーキット路面で走行させて、接地端部における走行距離に対する耐摩耗性能および転がり抵抗性能を評価した。転がり抵抗性能とは、転がり抵抗を低減する性能のことである。
適用リムとは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リムをいう。
【００２２】
各供試タイヤはいずれも１層のカーカス、２層の傾斜ベルト層、および１層の補強ベルトを備えている。
発明例タイヤ１は、図１に示す基本構造を有し、トレッド６の接地端Ｔｅのタイヤ幅方向外側から該方向に向かって異種ゴム層Ｑを備えている。
発明例タイヤ２は、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅがトレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／３の範囲に位置し、異種ゴム層Ｑのタイヤ幅方向外側端がトレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／２の範囲に位置していること意外は、発明例タイヤ１と同様である。
発明例タイヤ３は、傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅが、トレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／３の範囲に位置し、異種ゴム層Ｑのタイヤ幅方向外側端が、トレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／２の範囲に位置し、さらに、異種ゴム層Ｑの径方向の厚みが、トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅにおけるトレッドゴムケージの３０％であること以外は、発明例タイヤ１と同様である。
従来例タイヤは、異種ゴム層Ｑを備えていないこと以外は、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ１は、異種ゴム層Ｑがトレッド６の接地端Ｔｅを超えてタイヤ幅方向内側まで延在していること以外は、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ２は、異種ゴム層Ｑの内側端がトレッド６の接地端Ｔｅよりタイヤ幅方向内側に、外側端がトレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／２の範囲に位置していること以外は、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ３は、異種ゴム層Ｑの内側端がトレッド６の接地端Ｔｅよりタイヤ幅方向内側に、外側端がトレッドの接地端Ｔｅ側Ｃ／２の範囲に位置し、さらに、異種ゴム層Ｑの径方向の厚みが、トレッド表面からタイヤ径方向内側に向かって傾斜ベルト層の最大幅層３ｂの端部ｅにおけるトレッドゴムケージの３０％であること以外は、発明例タイヤ１と同様である。
【００２３】
（耐偏摩耗性能）
図３は、走行距離と接地端Ｔｅにおける摩耗量の関係について、摩耗が接地端Ｔｅの溝深さに達するまでを示したグラフである。
図中において、緩やかな線の傾きは、摩耗が緩やかに進行していることを示しており、タイヤの摩耗寿命（接地端Ｔｅの溝深さ）に達するまでの走行距離が長い方が耐偏摩耗性能に優れているということを意味している。
【００２４】
（転がり抵抗性能）
図４は、各供試タイヤの接地端Ｔｅにおける摩耗寿命と転がり抵抗性能のバランスを示したグラフである。ここでは、グラフ左上に行くほど、摩耗寿命および転がり抵抗性能ともに性能評価は低く、グラフ右下に行くほど、両性能ともに評価が高いことを示している。
【符号の説明】
【００２５】
１：ビードコア    ２：カーカス    ３：傾斜ベルト    ３ａ：傾斜ベルト層    ３ｂ：傾斜ベルト層の最大幅層    ４：ベルト補強層    ６：トレッド    １０：空気入りタイヤ    ｅ：ベルト端    ｉ：タイヤ最大幅位置    Ｔｅ：接地端    Ｑ：異種ゴム層    Ｃ：接地端Ｔｅとタイヤ最大幅位置ｉ間距離    ＣＬ：タイヤ赤道面    ＳＷ：タイヤ幅    ＢＷ：ベルト幅    ＴＷ：トレッド幅（接地端間距離）
【図１】
2014083950.tif 000003
【図２】
2014083950.tif 000004
【図３】
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【図４】
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