(57)【要約】【課題】操縦安定性能および乗心地性能を良好に維持し、制動性能の低下を防止しつつ、転がり抵抗を低減した空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】トレッド踏面１に、周方向に延びる複数の主溝２と、主溝２によって区分された複数の陸部３と、が形成された空気入りタイヤにおいて、複数の主溝２のうち少なくとも１つの主溝２は、その両方の溝底角部を含む溝底面、および溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面に、１００％引張モジュラスで０．１〜１．０ｋｇｆ／ｍｍ２の低モジュラスゴムからなるゴム層６を配設し、このゴム層６を、主溝２の溝底面にて分断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド踏面に、周方向に延びる複数の主溝と、前記主溝によって区分された複数の陸部と、が形成された空気入りタイヤにおいて、
複数の前記主溝のうち少なくとも１つの主溝は、その両方の溝底角部を含む溝底面、および溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面に、１００％引張モジュラスで０．１〜１．０ｋｇｆ／ｍｍ２の低モジュラスゴムからなるゴム層が配設されたものであって、
前記ゴム層は、前記主溝の溝底面にて分断されたものであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ゴム層の幅方向における分断幅が、トレッド踏面における前記主溝の溝幅に対して、２０〜５０％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ゴム層は、子午線方向断面にて、一対の三日月形状に形成されたものである請求項１または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】
本発明は、トレッド踏面に、周方向に延びる複数の主溝と、該主溝によって区分された複数の陸部と、が形成された空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために、トレッド厚みの低減などによりタイヤ質量を低減したり、トレッド部に配されるゴム（トレッドゴム）として、損失正接（損失正接＝損失弾性率／貯蔵弾性率、以下、単に「ｔａｎδ」とする）の低いゴムを使用したりしている。ここで、ｔａｎδの低いゴムを使用することで転がり抵抗の低減は達成されるものの、トレッドゴムがたわみ易くなるため、トレッドゴムの接地面積が低下し、空気入りタイヤの操縦安定性能の悪化、制動性能の低下、さらには乗心地性能の悪化が見られる。このように、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減と、操縦安定性能や乗心地性能などとは、二律背反関係にある。したがって、操縦安定性能や乗心地性能などの性能を維持しつつ、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することは非常に困難であり、今もなお改良の余地が大きい。
【０００３】
ここで、下記特許文献１では、外側に配置され、外側に開口した溝を形成されたキャップゴムと、その内側に配置されたベースゴムとからなるトレッド部を備える重荷重用空気入りタイヤにおいて、該溝の少なくとも溝底縁部に溝底ゴムを配置すると共に、キャップゴム（Ｃ）、ベースゴム（Ｂ）及び溝底ゴム（Ｇ）の各動的貯蔵弾性率ＥがＥＢ＞ＥＣ＞ＥＧの関係とした空気入りタイヤが記載されている。かかる構成によれば、トレッド部の溝のクラック発生を抑制できるものの、操縦安定性能や乗心地性能などの性能を維持しつつ、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減できるものではない。
【０００４】
また、下記特許文献２では、トレッド面にタイヤ周方向に延設した周方向溝の溝底から溝深さの３０〜５０％の下部領域に位置する溝壁面にＪＩＳ硬度４０〜５０でかつ厚さ２ｍｍ以下のゴム層を配置した空気入りタイヤが記載されている。かかる構成によれば、雪上路面における操縦安定性能は向上するものの、乾燥路面での操縦安定性能が悪化する傾向があり、空気入りタイヤの操縦安定性能などと転がり抵抗の低減とを両立できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１９１２２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１２３０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操縦安定性能および乗心地性能を良好に維持し、制動性能の低下を防止しつつ、転がり抵抗を低減した空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、トレッド踏面に、周方向に延びる複数の主溝と、これら主溝によって区分された複数の陸部と、が形成された空気入りタイヤを使用し、タイヤ走行時における陸部での歪の度合いを測定し、その歪の度合いと転がり抵抗との関係について鋭意検討した。その結果、このような空気入りタイヤでは、タイヤ子午線方向断面にて、タイヤ走行時に該陸部壁面の中心近傍が主溝側に膨らむような変形、いわゆる俵型変形することにより、主溝の中でも曲率半径が小さく、歪が集中しやすい溝底角部にて歪が大きくなることを見出した。さらに検討を進めたところ、本発明者らは、この主溝の溝底角部での歪を低減することにより、この部分での発熱を抑制し、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減できるとの知見を得た。本発明は、上記の検討の結果なされたものであり、下記の如き構成により上述の目的を達成するものである。
【０００８】
即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド踏面に、周方向に延びる複数の主溝と、前記主溝によって区分された複数の陸部と、が形成された空気入りタイヤにおいて、複数の前記主溝のうち少なくとも１つの主溝は、その両方の溝底角部を含む溝底面、および溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面に、１００％引張モジュラスで０．１〜１．０ｋｇｆ／ｍｍ２の低モジュラスゴムからなるゴム層が配設されたものであって、前記ゴム層は、前記主溝の溝底面にて分断されたものであることを特徴とする。
【０００９】
上記空気入りタイヤでは、主溝において、その両方の溝底角部を含む溝底面、および溝壁面に、１００％引張モジュラスで０．１〜１．０ｋｇｆ／ｍｍ２の低モジュラスゴムからなるゴム層が配設されている。これにより、タイヤ接地時の陸部の変形によって発生する溝底角部での歪の集中が緩和され、溝底角部での発熱が抑制される。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することができる。
【００１０】
ところで、空気入りタイヤのトレッド部に配設されるゴムは、トレッド部よりもタイヤ径方向内側に配設されるベルトとともに、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性に寄与しており、トレッド部に配設されるゴムの中でも、特にタイヤ径方向にてゴム厚が薄くなる主溝の溝底面に配設されるゴムは、曲げ方向の支持点となるため、幅方向の面外曲げ剛性に大きく寄与することとなる。上記空気入りタイヤにおいては、低モジュラスゴムからなるゴム層が、主溝の溝底面にて分断されている。つまり、主溝の溝底面の全てが低モジュラスゴムで構成されるわけではないため、幅方向の面外曲げ剛性の低下を抑制することができる。その結果、上記空気入りタイヤにおいては、操縦安定性能および乗心地性能を維持することができる。
【００１１】
加えて、上記空気入りタイヤにおいては、低モジュラスゴムからなるゴム層が、溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面にのみ配設される。つまり、トレッド踏面に低モジュラスゴムからなるゴム層が露出しない構成となっているため、トレッド踏面全体でゴム物性が一律となり、制動性能の低下を防止することができる。
【００１２】
上記空気入りタイヤにおいて、前記ゴム層の幅方向における分断幅が、トレッド踏面における前記主溝の溝幅に対して、２０〜５０％であることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ接地時の陸部の変形によって発生する溝底角部での歪の集中の緩和と、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性の低下の抑制と、をよりバランス良く両立することができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減と、操縦安定性能および乗心地性能の維持向上と、をよりバランス良く両立することができる。
【００１３】
上記空気入りタイヤにおいて、前記ゴム層は、子午線方向断面にて、一対の三日月形状に形成されたものであることが好ましい。かかる構成によれば、低モジュラスゴムからなるゴム層の使用量を必要最小限に留めることで、タイヤ接地時の陸部の変形によって発生する溝底角部での歪の集中を緩和しつつ、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性の低下をさらに抑制することができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減と、操縦安定性能および乗心地性能の維持向上と、を特にバランス良く両立し、かつ制動性能の低下を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の空気入りタイヤのトレッド部の子午線方向断面図の一例
【図２】図１の主溝部分の部分拡大図の一例
【図３】図１の主溝部分の部分拡大図の他の例
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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は本発明の空気入りタイヤのトレッド部の子午線方向断面図の一例であり、図２は、図１の主溝部分の部分拡大図である。図１において、ＷＤはタイヤ幅方向を示す。
【００１６】
図１に示すとおり、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド踏面１に、周方向に延びる複数の主溝２と、主溝２によって区分された複数の陸部３と、が形成され、陸部３を含むトレッドよりもタイヤ径方向内側には、少なくとも１枚以上のベルトからなるベルト層５と、ベルト層５のタイヤ径方向内側には、カーカス層４とを備える。さらに、本発明に係る空気入りタイヤは、図示を省略するが、左右一対の環状のビードコアを備え、このビードコア間でカーカス層４の両端が係止されている。
【００１７】
本発明において、陸部３は、周方向に延びる複数の主溝２のみによって区分されたリブで構成されるものであってもよく、あるいは周方向に延びる複数の主溝２と、幅方向に延びる横溝と、によって区分されたブロックで構成されるものであってもよく、さらにはリブおよびブロックで構成されるものであってもよい。
【００１８】
図１および図２に示すとおり、本発明に係る空気入りタイヤでは、複数の主溝２のうち少なくとも１つの主溝２は、この主溝２の両方の溝底角部を含む溝底面、および溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面に、１００％引張モジュラスで０．１〜１．０ｋｇｆ／ｍｍ２の低モジュラスゴムからなるゴム層６が配設されている。かかる構成によれば、主溝２において、歪が集中しやすい溝底角部を含む溝底面および溝壁面に、低モジュラスゴムからなるゴム層６が配設されているため、タイヤ接地時の陸部３の変形によって発生する溝底角部での歪の集中が緩和され、溝底角部での発熱が抑制される。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することができる。なお、本発明において、「溝底角部」とは、主溝２の中でも曲率半径の小さな部分（図１の点線で示した部分Ｒ）であって、タイヤ走行時に陸部３が変形した場合に最も歪が集中する部分を意味する。
【００１９】
本実施形態では、図１および図２に示すとおり、溝底面および溝壁面において、ゴム層６の厚みが略一定の例を示す。ゴム層６の厚みを略一定とした場合、その厚みは３．０ｍｍ以下（主溝２の溝深さＨ１の略３５％以下）とすることが好ましい。
【００２０】
ゴム層６は、複数の主溝２のうち、全ての主溝２の両方の溝底角部を含む溝底面、および溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面に配設されてもよく、あるいはタイヤ接地時に陸部３が最も変形する部位、例えば幅方向外側に位置する主溝２のみに配設されてもよい。
【００２１】
また、本発明に係る空気入りタイヤにおいては、低モジュラスゴムからなるゴム層６が、主溝２の溝底面にて分断されている。つまり、主溝２の溝底面の全てが低モジュラスゴムで構成されるわけではないため、幅方向の面外曲げ剛性の低下を抑制することができる。その結果、この空気入りタイヤにおいては、操縦安定性能および乗心地性能を維持することができる。
【００２２】
本実施形態に係る空気入りタイヤにおいては、ゴム層６の幅方向における分断幅Ｗ２が、トレッド踏面１における主溝２の溝幅Ｗ１に対して、０．２Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１（Ｗ２はＷ１の２０〜５０％）となるように設定されている。かかる構成によれば、タイヤ接地時の陸部３の変形によって発生する溝底角部での歪の集中の緩和と、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性の低下の抑制と、をよりバランス良く両立することができる。一方、Ｗ２≦０．２Ｗ１であると、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性が低下し、操縦安定性能および乗心地性能を維持できない場合があり、０．５Ｗ１≦Ｗ２であると、主溝２の溝底角部にゴム層６が配置できず、転がり抵抗の低減が達成できない場合がある。これらの特性を特にバランス良く両立するためには、Ｗ２をＷ１の略３５％（具体的には、０．３Ｗ１≦Ｗ２≦０．４Ｗ１）とすることがより好ましい。なお、本発明において、トレッド踏面１における主溝２の溝幅Ｗ１は、６〜１２ｍｍのものが例示される。
【００２３】
本発明に係る空気入りタイヤにおいては、低モジュラスゴムからなるゴム層６が、溝底から溝深さの３５％の領域にある溝壁面にのみ配設される。つまり、トレッド踏面１に低モジュラスゴムからなるゴム層６が露出しない構成となっているため、トレッド踏面１全体でゴム物性が一律となり、制動性能の低下を防止することができる。本実施形態では、主溝２の溝深さをＨ１、主溝２の溝底からタイヤ径方向外側に向かって測定したゴム層６の高さをＨ２としたとき、０．１５Ｈ１≦Ｈ２≦０．３５Ｈ１となるように設定されている。Ｈ２≦０．１５Ｈ１であると、特に転がり抵抗の低減効果が十分に発揮されない場合があり、０．３５Ｈ１≦Ｈ２であると、タイヤ使用に伴う摩耗の中期〜末期過程において、トレッド踏面１に低モジュラスゴムからなるゴム層６が露出し、制動性能の低下を招く場合がある。転がり抵抗の低減と、制動性能の低下の防止と、を特にバランスよく両立するためには、Ｈ２はＨ１の略２５％（具体的には、０．２０Ｈ１≦Ｈ２≦０．３０Ｈ１）とすることが好ましい。なお、本発明において、主溝２の溝深さＨ１は、６〜１０ｍｍのものが例示される。
【００２４】
本発明においては、低モジュラスゴムからなるゴム層６以外の、陸部３を含むトレッドを構成するゴム部を、ゴム層６に配置した低モジュラスゴムよりも高いモジュラスゴム、具体的には、１００％引張モジュラスで０．１５〜２．０ｋｇｆ／ｍｍ２であって、かつ低モジュラスゴムの１００％引張モジュラスをＧとしたとき、２．０Ｇ〜２０Ｇの範囲内の１００％引張モジュラスであるゴムで構成することが好ましい。このような低モジュラスゴム（ゴム層６）および高モジュラスゴム（ゴム層６以外のトレッドを構成するゴム）は、当業者において公知の手法（例えば、主たるゴム成分を構成するポリマー、オイルや補強剤などの配合比の変更など）により製造可能である。
【００２５】
本発明の空気入りタイヤは、主溝を上記の如き構成する以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。
【００２６】
［他の実施形態］
前述の実施形態では、図１および図２に示すとおり、溝底面および溝壁面において、ゴム層６の厚みが略一定の例を示した。しかしながら図３に示すとおり、本発明においては、ゴム層６が子午線方向断面にて、一対の三日月形状に形成されたものであってもよい。かかる構成によれば、低モジュラスゴムからなるゴム層６の使用量を必要最小限に留めることで、タイヤ接地時の陸部３の変形によって発生する溝底角部での歪の集中を緩和しつつ、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性の低下をさらに抑制することができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減と、操縦安定性能および乗心地性能の維持向上と、を特にバランス良く両立し、かつ制動性能の低下を確実に防止することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例などについて説明する。なお、実施例などにおける評価項目は下記のようにして測定を行った。
【００２８】
（１）転がり抵抗
テストタイヤを使用し、ドラム走行試験にて測定した転がり抵抗を指数評価した。比較例１の転がり抵抗を１００として指数化し、指数が小さいほど転がり抵抗が低減されていることを示す。尚、走行条件は、ドラム径＝１．７ｍ、キャンバー角＝０°、内圧＝２３０ｋＰａ、速度＝８０ｋｍ／ｈ、荷重＝６．５ｋＮとした。
【００２９】
（２）操縦安定性能
テストタイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスＳＵＶ（スポーツユーティリティビークル））に装着し、乾燥路面を走行して官能評価により評価した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほど乾燥路面での操縦安定性能が良好であることを示す。
【００３０】
（３）乗心地性能
テストタイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスＳＵＶ（スポーツユーティリティビークル））に装着し、乾燥路面を走行して官能評価により評価した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほど乗心地性能が良好であることを示す。
【００３１】
（４）制動性能
テストタイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスＳＵＶ（スポーツユーティリティビークル））に装着し、乾燥路面で走行速度を１００ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈに落としたときの停止距離の逆数を測定し、指数評価を行った。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほど、制動性能が良好であることを示す。
【００３２】
実施例１
トレッド踏面１に、周方向に延びる複数の主溝２と、これら主溝２によって区分された複数の陸部３と、が形成され、その全ての主溝２に図１および図２に示したゴム層６（Ｈ１＝９．０ｍｍ、Ｗ１＝９．８ｍｍ、（ゴム層６の１００％引張モジュラス）＝０．２ｋｇｆ／ｍｍ２、Ｈ２＝２．２５ｍｍ、Ｗ２＝３．４ｍｍ（Ｗ２はＷ１の３５％）、（ゴム層６の厚み）＝１ｍｍ）が配設されたテストタイヤ（タイヤサイズ：２８５／６０Ｒ１８  １１６Ｖ、リム１８×８−ＪＪ）を製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３３】
比較例１
主溝２は備えるが、ゴム層６を備えていないこと以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３４】
実施例２
ゴム層６の１００％引張モジュラスを０．１ｋｇｆ／ｍｍ２に変更した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３５】
実施例３
Ｗ２＝２．０ｍｍ（Ｗ２はＷ１の２０％）に変更した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３６】
実施例４
ゴム層６を、図３に示すとおり、子午線方向断面形状にて一対の三日月形状に形成（（ゴム層６の最大厚み）＝１ｍｍ）した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３７】
実施例５
Ｗ２＝１．０ｍｍ（Ｗ２はＷ１の１０％）に変更した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３８】
比較例２
Ｗ２＝０ｍｍ（ゴム層６が主溝２の溝底面にて分断されていない）に変更した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2011042325.tif 000003
【００４０】
表１の結果から、実施例１〜４に係る空気入りタイヤでは、操縦安定性能および乗心地性能が維持され、制動性能の低下が防止されるとともに、転がり抵抗が低減されていることがわかる。一方、比較例２に係る空気入りタイヤでは、ゴム層が主溝の溝底面にて分断されていないため、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性が低下する。このため、操縦安定性能が特に悪化することがわかる。なお、実施例５に係る空気入りタイヤでは、ゴム層の幅方向における分断幅が狭いことから、タイヤ踏面部の幅方向の面外曲げ剛性が低下する傾向があり、その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減と、操縦安定性能および乗心地性能の維持向上と、をバランス良く両立できていない。したがって、この実施例５の結果と、実施例１〜４の結果と、を比較すると、本発明においては、ゴム層の幅方向における分断幅を、トレッド踏面における主溝の溝幅に対して、２０〜５０％とすることが好ましいことがわかる。
【符号の説明】
【００４１】
１：トレッド踏面
２：主溝
３：陸部
４：カーカス層
５：ベルト層
６：ゴム層
【図１】
2011042325.tif 000004
【図２】
2011042325.tif 000005
【図３】
2011042325.tif 000006