(57)【要約】【課題】氷上性能と雪氷路での操縦安定性とを両立して向上する。【解決手段】トレッドゴム２Ｇのキャップゴム部１０は、その半径方向内面Ｓ２からトレッド面Ｓ１まで半径方向に立上がる第１のゴム層１４Ａと第２のゴム層１４Ｂとが交互に並ぶ積層体１４からなる。第１のゴム層１４Ａは、ガラス短繊維を３〜３０ｐｈｒの含有率で配合した第１ゴムからなり、かつ前記第２のゴム層１４Ｂは、ガラス短繊維の含有率を前記第１ゴムの含有率よりも小又は０、しかもゴム硬度Ｈｓ２を前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１よりも小とした第２ゴムからなる。【選択図】  図２
2005008072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部をなすトレッドゴムが、トレッド面をなすキャップゴム部と、その半径方向内面に隣接するベースゴム部とを具える空気入りタイヤであって、
前記キャップゴム部は、前記半径方向内面からトレッド面まで半径方向に立上がる第１のゴム層と第２のゴム層とが交互に並ぶ積層体からなるとともに、
前記第１のゴム層は、ガラス短繊維を３〜３０ｐｈｒの含有率で配合した第１ゴムからなり、
かつ前記第２のゴム層は、ガラス短繊維の含有率を前記第１ゴムの含有率よりも小又は０、しかもゴム硬度Ｈｓ２を前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１よりも小とした第２ゴムからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１ゴムと第２ゴムとは、ガラス短繊維の含有率以外、同一の組成を有することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記第１、第２のゴム層は、タイヤ周方向に延在する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。
【請求項４】
前記第１、第２のゴム層は、タイヤ軸方向に延在する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。
【請求項５】
前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１は４０〜６５°の範囲であり、前記第２ゴムのゴム硬度Ｈｓ２は、前記ゴム硬度Ｈｓ１との差（Ｈｓ１−Ｈｓ２）を２〜１０°としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に冬用タイヤとして好適であり、トレッドゴムのキャップゴム部を改善することにより、雪氷路での操縦安定性を損ねることなく氷上性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スノータイヤやスタッドレスタイヤ等の冬用タイヤでは、従来、雪氷上性能を向上させる目的で、トレッドのキャップゴム部に、例えば合成繊維、天然繊維、ガラス繊維などの短繊維を含有させたゴムを使用することが提案されている。
【０００３】
そして、これら短繊維のなかで、特にガラス繊維は、その硬度が氷よりも硬いため、合成繊維や天然繊維などの有機繊維に比して氷面への引っ掻き効果を高く発揮することができ、氷上性能向上のためにより好ましく採用しうる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このガラス繊維は、他方ではゴムへの補強作用も有している。従って、氷上性能向上のためにその含有量を増加した場合には、ゴム硬度の上昇を招くなど、トレッドのブロック剛性が高まってしまい、雪氷路での操縦安定性を低下させるという問題が生じる。このように、ガラス繊維では、氷上性能と雪氷路での操縦安定性とは二律背反の関係となり、双方を充分満足しうるレベルまで高めることは困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、キャップゴム部を、ガラス短繊維の含有率が高く硬度が大なゴムの層と、ガラス短繊維の含有率が０又は低く硬度が小なゴムの層との積層体で形成ことを基本として、優れた引っ掻き効果を発揮しながらブロック剛性の上昇を抑えることができ、氷上性能と雪氷路での操縦安定性とを両立して向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１４７１１１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６４０１５号公報
【特許文献３】
特開２００１−１３８７１８号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部をなすトレッドゴムが、トレッド面をなすキャップゴム部と、その半径方向内面に隣接するベースゴム部とを具える空気入りタイヤであって、
前記キャップゴム部は、前記半径方向内面からトレッド面まで半径方向に立上がる第１のゴム層と第２のゴム層とが交互に並ぶ積層体からなるとともに、
前記第１のゴム層は、ガラス短繊維を３〜３０ｐｈｒの含有率で配合した第１ゴムからなり、
かつ前記第２のゴム層は、ガラス短繊維の含有率を前記第１ゴムの含有率よりも小又は０、しかもゴム硬度Ｈｓ２を前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１よりも小とした第２ゴムからなることを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記第１ゴムと第２ゴムとは、ガラス短繊維の含有率以外、同一の組成を有することを特徴としている。
【０００９】
又請求項３の発明では、前記第１、第２のゴム層は、タイヤ周方向に延在することを特徴としている。
【００１０】
又請求項４の発明では、前記第１、第２のゴム層は、タイヤ軸方向に延在することを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明では、前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１は４０〜６５°の範囲であり、前記第２ゴムのゴム硬度Ｈｓ２は、前記ゴム硬度Ｈｓ１との差（Ｈｓ１−Ｈｓ２）を２〜１０°としたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用のスタッドレスタイヤである場合を例示する子午断面図、図２はトレッド部を拡大して示す断面図である。
【００１３】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方端に配されるビード部４とを具える。又タイヤ１は、前記ビード部４、４間に跨るカーカス６、及びこのカーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７を含むコード層によって補強される。
【００１４】
前記カーカス６は、前記トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５の廻りで折返して係止される１枚以上、本例では１枚のカーカスプライからなり、このカーカスプライは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５〜９０°の角度で配列している。
【００１５】
又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５゜の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。
【００１６】
次ぎに、前記ベルト層７の半径方向外側には、トレッド部２をなすトレッドゴム２Ｇが配される。このトレッドゴム２Ｇは、トレッド面Ｓ１をなすキャップゴム部１０と、このキャップゴム部１０の半径方向内面Ｓ２に隣接するベースゴム部１１とを含み、本例では、そのタイヤ軸方向両端に、サイドウォールゴム３Ｇとの接着性を高める断面三角形状のウイングゴム１２を配した場合を例示している。
【００１７】
そして本発明では、前記キャップゴム部１０を、前記半径方向内面Ｓ２からトレッド面Ｓ１まで半径方向に立上がる第１のゴム層１４Ａと、第２のゴム層１４Ｂとが交互に並ぶ積層体１４によって形成している。本例では、第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂがタイヤ周方向に延在する、即ち第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂがタイヤ軸方向に積層される場合を例示している。
【００１８】
ここで、前記第１のゴム層１４Ａは、氷面引っ掻き効果によって氷上性能を高めることを主目的としたゴム層であり、そのためゴム中に、ガラス短繊維を３〜３０ｐｈｒの含有率で配合した第１ゴムによって形成している。
【００１９】
この第１ゴムのゴム基材には、例えば、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどのジエン系ゴムが好適であり、これらを単独または２種類以上を混合して使用する。
【００２０】
又配合する前記ガラス短繊維としては、その平均径が１〜１００μｍ、さらには３〜５０μｍのものが好ましい。前記平均径が１μｍより小さい場合、氷面引っ掻き効果が有効に発揮されない傾向となり、逆に１００μｍより大きい場合、ゴムの粘着摩擦、凝着摩擦が妨げられるなど充分な粘着摩擦力、凝着摩擦力が得られない傾向となる。
【００２１】
又ガラス短繊維の長さは、０．１〜５．０ｍｍ、さらには０．１〜３．０ｍｍが好ましい。前記長さが０．１ｍｍより短い場合、走行によりガラス短繊維がトレッド面Ｓ１から脱落しやすくなる傾向となり、逆に５．０ｍｍより長い場合、工程上ゴムの加工が難しくなる傾向がある。
【００２２】
又ガラス短繊維の含有率は、前述の如く３〜３０ｐｈｒの範囲であって、３ｐｈｒ未満では、ガラス短繊維の含有量が過小となって、氷面引っ掻き効果が充分に得られない。しかしガラス短繊維は、ゴムへの補強作用を有するため、含有率の増加に伴いゴム硬度の上昇を招くという特性を有する。従って、含有率が３０ｐｈｒをこえると、第１ゴムのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ１が過大となって、ゴム欠け傾向を招くとともに、耐摩耗性が減じて摩耗外観を損ねるという問題が生じる。そのため前記含有率は、１５〜３０ｐｈｒ、さらには１５〜２５ｐｈｒとするのが好ましい。
【００２３】
次に、前記第２のゴム層１４Ｂは、第１のゴム層１４Ａと交互に配されることで、第１ゴムに起因するブロック剛性の増加を抑え、雪氷路での操縦安定性を向上させることを主目的としている。そのため、この第２のゴム層１４Ｂは、ガラス短繊維の含有率を、前記第１ゴムにおけるガラス短繊維の含有率よりも小又は０とし、これによってゴム硬度Ｈｓ２を前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１よりも小とした軟質の第２ゴムによって形成される。
【００２４】
このように第２ゴムを軟質とすることにより、第１ゴムによる氷面引っ掻き効果を維持しながら、ブロック剛性を減じることができ、氷上性能と雪氷路での操縦安定性との両立を図ることが可能となる。
【００２５】
このとき、前記第１ゴムのゴム硬度Ｈｓ１は４０〜６５°の範囲、かつ前記第２ゴムのゴム硬度Ｈｓ２は、前記ゴム硬度Ｈｓ１との差（Ｈｓ１−Ｈｓ２）を２〜１０°の範囲とするのが好ましい。前記ゴム硬度Ｈｓ１が６５度を越えると、低温におけるゴム硬度が高く、氷上性能が低いものとなる。逆に、ゴム硬度Ｈｓ１が４０度未満では、耐摩耗性が低下し、またブロック剛性も低く操縦安定性が得られない。又ゴム硬度の差（Ｈｓ１−Ｈｓ２）が２度未満では、ブロック剛性の低減効果が充分発揮されず、逆に１０度を超えると、硬度差が大きすぎ、第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂ間で層間剥離が生じたり、又摩耗外観を低下させる傾向となる。
【００２６】
なお第２ゴムに用いるゴム基材、及びガラス短繊維として、層間剥離や摩耗性能の観点から、第１ゴムと同一のものを使用することが好ましいが、要求により、前記記載内容の範囲内において相違したものを使用しても良い。又第１ゴム、第２ゴムには、従来的なトレッドゴムと同様に、カーボン、シリカなどの補強剤、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、ワックス、老化防止剤、加硫促進助剤などのゴム用の添加剤を適宜配合することができる。
【００２７】
しかし本例では、前記層間剥離や摩耗性能の観点から、第１ゴムと第２ゴムとは、ガラス短繊維の含有率以外、全て同一のゴム組成としている。即ち、ゴム基材及び添加剤の種類及び配合量は、全て同一であり、前記ガラス短繊維の含有率のみを違えることにより、ゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２を相違させている。
【００２８】
又前記第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂでは、氷上性能をより高く発揮させるため、本例では、ガラス短繊維をトレッドゴム２Ｇの厚さ方向に実質的に配向させたものを例示している。ここで、「厚さ方向に実質的に配向する」とは、ガラス短繊維の９０％以上が、厚さ方向を中心とした±２０度以下の角度範囲に配向することを意味する。このように配向することにより、ガラス短繊維の端面が立つため、氷面引っ掻き効果をより高めることができる。
【００２９】
次に、前記トレッド部２には、図２に示すように、タイヤ周方向にのびる縦主溝２０と、これに交わる向きの横主溝２１（図示しない）とを含むトレッド溝により、リブ状及びブロック状の陸部３０からなる種々のトレッドパターンが形成される。
【００３０】
そして本例の如く、前記第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂが、タイヤ周方向に延在する場合には、タイヤ子午断面において、一つの陸部３０に配されるゴム層１４Ａ、１４Ｂの合計層数を、３〜１０層に設定するのが好ましい。３層未満では陸部内で剛性が不均一となり、逆に１０層を越えると氷上性能及び操縦安定性のさらなる向上効果が見込めなくなるとともに、トレッドゴムの生産性を低下させる。又一つの陸部３０においては、タイヤ軸方向両外側に配されるゴム層を、硬質の第１のゴム層１４Ａとするのが好ましく、これによりゴム欠けなどを防ぎ陸部３０の耐久強度を高めることができる。又前記縦主溝２０に起因する損傷を防止するため、この縦主溝２０の内面（溝壁面及び底面を含む）には、ゴム層間の臨界面が現れないのが好ましい。又氷上性能をより高く発揮するため、第１のゴム層１４Ａの層巾Ｗａを、第２のゴム層１４Ｂの層巾Ｗｂより大に設定するのが好ましい。
【００３１】
次に、図３に、キャップゴム部１０の他の実施例を示す。本例では、前記キャップゴム部１０は、第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂがタイヤ軸方向に延在する、即ち第１、第２のゴム層１４Ａ、１４Ｂがタイヤ周方向に積層される積層体から形成される。係る場合にも、横主溝２１、２１間の陸部３０は、周方向断面において、一つの陸部３０に配されるゴム層１４Ａ、１４Ｂの合計層数を、３〜１０層に設定するのが好ましい。又一つの陸部３０において、タイヤ周方向両側に配されるゴム層を、硬質の第１のゴム層１４Ａとするのが好ましく、又横主溝２１の内面に、ゴム層間の臨界線を設けないのが好ましい。第１のゴム層１４Ａの層巾Ｗａを、第２のゴム層１４Ｂの層巾Ｗｂより大に設定するのも好ましい。
【００３２】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３３】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズが１８５／７０Ｒ１４のスタッドレスタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの、氷上性能、操縦安定性、摩耗外観性をテストし比較した。なお表１以外の仕様は同一であり、又表１で用いた第１ゴム、第２ゴムのゴム組成は表２に記載した。
【００３４】
（１）氷上性能：
試供タイヤを、リム（５．５Ｊ×１４）、内圧（２２０ｋＰａ）にて、乗用車（２０００ｃｃ）の４輪に装着し、氷路面にて、時速３０ｋｍ／ｈからの制動停止距離を測定し、その逆数を従来タイヤを１００とする指数で表示した。数値の大きい方が良好である。
【００３５】
（２）操縦安定性：
前記車両を用い、雪氷路のテストコースを走行し、操縦安定性（制駆動、コーナリング性）を、ドライバーの官能評価により従来タイヤを６として１０点法で評価した。数値が大きい方が良好である。
【００３６】
（３）摩耗外観性：
前記車両を用い、ドライアスファルト路面を５０００ｋｍ走行した後、トレッド面の摩耗外観性を目視により、以下の３段階で評価した。
○：摩耗後の商品として合格レベル
△：摩耗後の商品として許容範囲であるが改善が望まれるレベル。
×：摩耗後の商品として不合格レベル
【００３７】
【表１】
2005008072.tif 000003
【００３８】
【表２】
2005008072.tif 000004
【００３９】
比較例１、２の如く、ガラス短繊維の含有率の増加につれ、氷上性能が向上するが雪氷路での操縦安定性が低下するのが確認できる。又実施例１〜３により、本発明では氷上性能と、雪氷路での操縦安定性とを両立して向上しうるのが確認できる。又実施例４より、含有率が許容範囲を越えると、ブロックエッジから摩耗が進行し外観性を損ねる傾向となり、又その許容範囲は３０ｐｈｒ以下であることが確認できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、優れた引っ掻き効果を発揮しながらブロック剛性の上昇を抑えることができ、氷上性能と雪氷路での操縦安定性とを両立して向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのトレッド部を拡大して示す断面図である。
【図３】キャップゴム部の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
２      トレッド部
２Ｇ    トレッドゴム
１０    キャップゴム部
１１    ベースゴム部
１４    積層体
１４Ａ  第１のゴム層
１４Ｂ  第２のゴム層
【図１】
2005008072.tif 000005
【図２】
2005008072.tif 000006
【図３】
2005008072.tif 000007