(57)【要約】【課題】キャップ・ベース構造を採用した分割トレッドを備えることで転がり抵抗性能とＷＥＴ制動性能を両立させた空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】トレッド部１に配されるトレッドゴムは、踏面側に配されるキャップゴム９と、その内周側に配されるベースゴム１０とを備え、キャップゴム９は、タイヤ幅方向に少なくとも３分割されるとともに、タイヤ幅方向の中央部に配されたセンターゴム７と、センターゴム７のタイヤ幅方向両側に配され、且つ、センターゴム７よりも損失正接ｔａｎδが大きいショルダーゴム８とを備え、ベースゴム１０の、少なくともショルダーゴム８内周側に相当する領域は、６０℃での損失正接ｔａｎδが０．０３以上０．１０未満であり、２５℃での貯蔵弾性率Ｅ’が１０〜５０ＭＰａであることを特徴とする空気入りタイヤ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部間に設けられたトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部に配されるトレッドゴムは、踏面側に配されるキャップゴムと、その内周側に配されるベースゴムとを備え、
前記キャップゴムは、タイヤ幅方向に少なくとも３分割されるとともに、タイヤ幅方向の中央部に配されたセンターゴムと、前記センターゴムのタイヤ幅方向両側に配され、且つ、前記センターゴムよりも損失正接ｔａｎδが大きいショルダーゴムとを備え、
前記ベースゴムの、少なくとも前記ショルダーゴム内周側に相当する領域は、６０℃での損失正接ｔａｎδが０．０３以上０．１０未満であり、２５℃での貯蔵弾性率Ｅ’が１０〜５０ＭＰａであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ベースゴムの、前記センターゴム及び前記ショルダーゴム内周側に相当する領域は、６０℃での損失正接ｔａｎδが０．０３以上０．１０未満であり、２５℃での貯蔵弾性率Ｅ’が１０〜５０ＭＰａである請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記センターゴムの６０℃での損失正接ｔａｎδが０．１０〜０．２０であり、前記ショルダーゴムの０℃での損失正接ｔａｎδが０．４０〜０．５５であるとともに、前記ショルダーゴムの２５℃での複素弾性率Ｅ＊が１０〜２０ＭＰａである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記キャップゴムはタイヤ幅方向に３分割されており、前記センターゴムと前記ショルダーゴムとの境界は、タイヤ赤道線からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ赤道線から前記トレッド部の接地端までの距離の０．５〜０．８倍の距離にある請求項１〜３のいずれか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、いわゆるキャップ・ベース構造を採用した分割トレッドを備える空気入りタイヤに関し、より詳しくは転がり抵抗性能とＷＥＴ制動性能を両立させた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気入りタイヤにおいて、転がり抵抗性能とＷＥＴ性能とを両立させるために、トレッドゴムをタイヤ幅方向に複数領域に分割し、それらの領域に配されるゴムの損失正接ｔａｎδ（損失正接＝損失弾性率／貯蔵弾性率、以下ｔａｎδと省略する。）を適宜設定したものが提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、トレッドゴムのタイヤ赤道線付近に高弾性ゴムを、ショルダー部付近に低弾性ゴムを配し、それぞれのｔａｎδを略同一とした空気入りタイヤが提案されている。上記タイヤは、高弾性ゴムによりタイヤ赤道線付近の歪みを小さくするとともに、低弾性ゴムによりショルダー部付近の応力を低減することで、トレッドゴムの消費エネルギーを低減し、転がり抵抗を低減するものである。更に、ｔａｎδを略同一に設定することで、弾性率の違いによるＷＥＴ性能等の低下を回避するものである。
【０００４】
また、下記特許文献２では、トレッドゴムのタイヤ赤道線付近の０℃でのｔａｎδを０．６以上に、ショルダー部の６０℃でのｔａｎδを０．２以下に設定した空気入りタイヤが提案されている。上記タイヤは、トレッドゴムのタイヤ赤道線付近のｔａｎδを比較的大きくすることでＷＥＴ排水性を改善するとともに、ショルダー部のｔａｎδを比較的小さくすることで転がり抵抗を低減するものである。
【０００５】
また、下記特許文献３では、トレッドにキャップ・ベース構造を採用し、それらに配されるゴムのｔａｎδ等を適宜設定することで、各種性能を向上させた空気入りタイヤが提案されている。当該タイヤでは、キャップゴムのｔａｎδを０．０９〜０．１２に、ベースゴムのｔａｎδを０．０７５〜０．１１に設定して車両の燃費を向上させるとともに、他の物性値を適宜設定して各タイヤ性能を調整している。
【０００６】
しかしながら、下記特許文献１及び３に係る空気入りタイヤは、ショルダー部のｔａｎδが低いため、ＷＥＴ制動性能が十分でないことが判明した。しかも下記特許文献１においては、タイヤ赤道線付近とショルダー部のｔａｎδを略同一に設定する必要があるため、ショルダー部のｔａｎδを高く設定すると、タイヤ赤道線付近のｔａｎδをも高く設定する必要があり、転がり抵抗性能とＷＥＴ制動性能の両立が困難となる。また、下記特許文献２に係る空気入りタイヤは、ｔａｎδが大きいトレッドゴムをタイヤ赤道線付近に配置するものであるため、転がり抵抗性能が十分でなく、ｔａｎδが小さいトレッドゴムをショルダー部に配置するものであるため、ＷＥＴ制動性能が悪化することが判明した。
【０００７】
更に、実車のタイヤ挙動において、制動時に前輪に大きな荷重移動と制動力が加わると、タイヤのパターンブロックが座屈を起こして路面とブロックとの実接触面積が小さくなるため、ゴムの粘弾性特性を活かせないことがある。よって、ゴムのｔａｎδの設定だけでは、ＷＥＴ制動性能の向上を図るのに不十分であることが判明した。
【特許文献１】特開平７−１６４８２１号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２２６１１４号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】特開平９−２２６３１２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、キャップ・ベース構造を採用した分割トレッドを備える空気入りタイヤにおいて、転がり抵抗性能とＷＥＴ制動性能を両立させることができる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】
【０００９】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、１対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部間に設けられたトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部に配されるトレッドゴムは、踏面側に配されるキャップゴムと、その内周側に配されるベースゴムとを備え、前記キャップゴムは、タイヤ幅方向に少なくとも３分割されるとともに、タイヤ幅方向の中央部に配されたセンターゴムと、前記センターゴムのタイヤ幅方向両側に配され、且つ、前記センターゴムよりも損失正接ｔａｎδが大きいショルダーゴムとを備え、前記ベースゴムの、少なくとも前記ショルダーゴム内周側に相当する領域は、６０℃での損失正接ｔａｎδが０．０３以上０．１０未満であり、２５℃での貯蔵弾性率Ｅ’が１０〜５０ＭＰａである。なお、本発明におけるｔａｎδ等の物性値は、具体的には実施例の測定方法により測定される値である。
【００１０】
本発明の空気入りタイヤによれば、上記構成のキャップゴムの内周側に配されるベースゴムにおいて、ショルダーゴムの内周側に相当する領域のｔａｎδを上記範囲に設定することで転がり抵抗を低減しつつ、貯蔵弾性率Ｅ’（以下Ｅ’と省略する。）を上記範囲に設定することで乗り心地性の確保とＷＥＴ制動性の向上を図ることができる。また、定常走行時にエネルギー消費量が大きいトレッド部の中央部（タイヤ赤道線付近）に、ｔａｎδが比較的小さいセンターゴムを配置することにより、転がり抵抗を低減することができ、更に、制動時の面圧が高いトレッド部の接地端側にｔａｎδが比較的大きいショルダーゴムを配置することにより、ＷＥＴ制動性能を高めることができる。
【００１１】
上記の空気入りタイヤにおいて、前記ベースゴムの、前記センターゴム及び前記ショルダーゴム内周側に相当する領域は、６０℃での損失正接ｔａｎδが０．０３以上０．１０未満であり、２５℃での貯蔵弾性率Ｅ’が１０〜５０ＭＰａであっても構わない。
【００１２】
上記の構造によれば、ベースゴムのｔａｎδが比較的低いものであるため、転がり抵抗を悪化させることなく、ショルダーゴム内周側への当該ベースゴムの配置により、ＷＥＴ制動性能を高めることができる。また、ベースゴムの物性範囲を部分的ではなく全体的にに設定することで、ベースゴムの構造がシンプルとなるため、容易に形成することができるようになる。
【００１３】
上記において、前記センターゴムの６０℃での損失正接ｔａｎδが０．１０〜０．２０であり、前記ショルダーゴムの０℃での損失正接ｔａｎδが０．４０〜０．５５であるとともに、前記ショルダーゴムの２５℃での複素弾性率Ｅ＊が１０〜２０ＭＰａであることが好ましい。
【００１４】
上記構成によって、上述の効果を好適に奏することができる。すなわち、センターゴムのｔａｎδを比較的小さく設定することにより転がり抵抗を低減しつつ、ショルダーゴムのｔａｎδ及び複素弾性率Ｅ＊（以下Ｅ＊と省略する。）を比較的大きく設定することにより、パターンブロックの座屈を抑制しつつゴムの粘弾性特性を活かしてＷＥＴ制動性能を高めることができる。
【００１５】
上記において、前記キャップゴムはタイヤ幅方向に３分割されており、前記センターゴムと前記ショルダーゴムとの境界は、タイヤ赤道線からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ赤道線から前記トレッド部の接地端までの距離の０．５〜０．８倍の距離にあることが好ましい。
【００１６】
上記構成を採用することで、ｔａｎδが大きいショルダーゴムを制動時の面圧が高いトレッド部の接地端側に好適に配置することができる。また、トレッドゴムにおいてショルダーゴムが配される領域以外は、ｔａｎδが小さいセンターゴムが配されることになるため、タイヤの転がり抵抗を効果的に低減することができる。ここで、接地端とは、タイヤを適用リムに装着した後、内圧を１８０ｋＰａとし、表示されたタイヤの最大負荷能力の８８％に相当する質量を荷重負荷した際に、平面路面に接地する両側の最外部の位置を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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一例を示す半断面図である。本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、一対のビード部３と、ビード部３から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２間に設けたトレッド部１とを備える。この構造は一般的なタイヤと同じ構造であり、本発明は当該構造を有する何れのタイヤにも適用することができる。
【００１８】
一対のビード部３の間にはカーカス層６が架け渡されるように配される。カーカス層６はポリエステル等のコードをゴム引きした１層から形成されたラジアルカーカスであり、カーカス層６のタイヤ幅方向外側にはゴム層が形成される。また、チューブレスタイヤでは最内層にインナーライナー層４が形成される。カーカス層６のタイヤ径方向外側には、たが効果による補強を行うベルト層５が配置され、そのベルト層５のタイヤ径方向外側にトレッド部１が形成される。ベルト層５はタイヤ赤道線Ｃに対して約２０°の傾斜角度で平行配列したスチールコードをゴム引きした２層を、スチールコードがタイヤ赤道線Ｃを挟んで交差するように積層して形成される。
【００１９】
トレッド部１を形成するトレッドゴムの原料としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらのゴムはカーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。  
【００２０】
トレッドゴムは、踏面側に配されるキャップゴム９と、その内周側に配されるベースゴム１０とを備えており、更にキャップゴム９は中央部に配置されたセンターゴム７と、センターゴム７のタイヤ幅方向両側に配置されたショルダーゴム８とに３分割されている。また、ショルダーゴム８のｔａｎδはセンターゴム７のそれよりも大きく設定されている。
【００２１】
ベースゴム１０は、キャップゴム９の分割箇所に合わせてタイヤ幅方向に分割されており、ショルダーゴム８内周側に相当する領域１０ｓの６０℃でのｔａｎδは０．０３以上０．１０未満、２５℃でのＥ’は１０〜５０ＭＰａに設定されている。これらのより好ましい範囲は、６０℃でのｔａｎδが０．０４以上０．０７以下、２５℃でのＥ’が２０〜４０ＭＰａである。領域１０ｓにおける６０℃でのｔａｎδが０．０３未満である場合、引き裂き力の低下によってベースゴムの耐久力が低下する。一方、０．１０以上であると、転がり抵抗が悪化するため好ましくない。また、２５℃でのＥ’が１０ＭＰａ未満であると、ＷＥＴ制動性能が十分でなく、５０ＭＰａを超えると、乗心地性能が悪化する。
【００２２】
なお、ベースゴム１０のセンターゴム７内周側に相当する領域１０ｃの物性値は特に限定されず、ベースゴムに通常使用される物性のものを適用することができる。ベースゴム１０は０．５〜２．５ｍｍの略一定厚さを有するシート状に形成されたものが好ましい。
【００２３】
センターゴム７の６０℃でのｔａｎδは０．１０〜０．２０に設定されていることが好ましく、より好ましくは０．１０〜０．１５である。センターゴム７の６０℃でのｔａｎδが０．１０未満であるとＷＥＴ制動性能が悪化し、０．２０を超えると転がり抵抗が大きくなる。ショルダーゴム８の０℃でのｔａｎδは０．４０〜０．５５に設定されていることが好ましく、より好ましくは０．４５〜０．５０である。ショルダーゴム８の０℃でのｔａｎδが０．４０未満であるとＷＥＴ制動性能が悪化し、０．５５を超えると転がり抵抗が大きくなる。更に、ショルダーゴム８の２５℃でのＥ＊は１０〜２０ＭＰａに設定されていることが好ましく、より好ましくは１５〜２０ＭＰａである。ショルダーゴム８の２５℃でのＥ＊が１０ＭＰａ未満であると、制動時にパターンブロックが座屈を起こし易くなるためＷＥＴ制動性能が悪化する。また、２０ＭＰａを超えるとパターンブロックが目的とする接地形状を得ることができず、ＷＥＴ制動性能も転がり抵抗性能も悪化する。
【００２４】
センターゴム７とショルダーゴム８との境界１３は、タイヤ赤道線Ｃからタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ赤道線Ｃからトレッド部１の接地端Ｋまでの距離Ｗの０．５〜０．８倍の距離にあることが好ましい。更に、境界１３は、トレッド部１に形成された周方向溝１１の底面又は側面に配置されていることが好ましい。境界がトレッド部１の陸部表面に存在していると、その部分でゴム質の違いや剛性差等による偏摩耗を生じことがあるためである。本発明に係る空気入りタイヤは、特定のトレッドパターンを備えるものに限られないが、上記理由により周方向溝を備えるものが好ましい。
【００２５】
上記物性を有するためのゴム組成は公知であり、実施例に示す配合が例示できる。
【００２６】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、トレッドゴムをタイヤ幅方向に３分割した例を示したが、本発明のトレッドゴムは３分割するものに限られず、例えば、図２に示すように５分割するものであっても構わない。図２に示す空気入りタイヤの場合、センターゴム７とショルダーゴム８との間に中間ゴム１２が配されている。中間ゴム１２の転がり抵抗性能およびＷＥＴ制動性能は、センターゴム７とショルダーゴム８との中間の性能であることが好ましい。これにより、トレッドゴムの偏摩耗等の不具合を回避することができる。
【００２７】
（２）前述の実施形態では、ベースゴム１０が接地幅（２×Ｗ）全域に亘って配される例を示したが、本発明の空気入りタイヤは当該形態に限られず、ベースゴムが少なくともショルダーゴム８の内周側に配されるものであればよい。
【００２８】
（３）前述の実施形態では、ベースゴム１０をタイヤ幅方向に分割し、領域１０ｓのみのｔａｎδ及びＥ’を所定の範囲に設定する例を示したが、本発明に係る空気入りタイヤはベースゴム全体のｔａｎδ及びＥ’を所定の範囲に設定するものでもよい。この場合においても、当該ベースゴムはｔａｎδが低いものであるため、転がり抵抗を悪化させずにＷＥＴ制動性能を高めることができる。
【００２９】
（４）本発明において、キャップゴム９における境界１３と、ベースゴムが有する境界とが、タイヤ幅方向において同位置にある必要は無い。また、境界１３は、必ずしも直線状である必要は無く、センターゴム７とショルダーゴム８とが相互に入り込んで変形したもので、全体として斜めになっていてもよい。
【００３０】
（５）前述の実施形態では、ベースゴム１０と周方向溝１１との間に境界１３を設けた例を示したが、本発明は図３に示すように、ベースゴム１０と周方向溝１１とが接触した構造であってもよい。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。
【００３２】
（１）ｔａｎδ、貯蔵弾性率Ｅ’、複素弾性率Ｅ＊
岩本製作所製スペクトロメーター試験機を用いて、初期伸長率１０％、動歪２％、温度０〜６０℃、振動数１０Ｈｚの条件下で測定した。試験片には５ｍｍ幅×１ｍｍ厚の短冊状のものを用意し、つかみ長さを２０ｍｍとした。
【００３３】
（２）転がり抵抗性能
後述する試作タイヤをサイズ１５×５・１／２ＪＪのリムに組み付けた後、内圧２１０ｋＰａを充填し、米国の自動車技術者協会試験法ＳＡＥ  Ｊ１２６９に準じて転がり抵抗を測定した。転がり抵抗性能は、実施例１における転がり抵抗を１００として指数で評価した。当該指数が小さいほど転がり抵抗が小さくて好ましい。
【００３４】
（３）ＷＥＴ制動性能
後述する試作タイヤをサイズ１５×５・１／２ＪＪのリムに組み付けた後、内圧２１０ｋＰａを充填して実車装着し、平均水深１ｍｍの耐水路面を速度１００ｋｍ／ｈで走行した後にブレーキをかけて制動距離を測定した。ＷＥＴ制動性能は、実施例１における制動距離を１００として指数で評価した。当該指数が小さいほどＷＥＴ制動性能が良好であることを意味する。
【００３５】
実施例１
図１に示した構造に従って、サイズ１９５／６５Ｒ１５の試作タイヤを製作し、転がり抵抗性能及びＷＥＴ制動性能を評価した。試作タイヤが備えるキャップゴムは、６０℃でのｔａｎδが０．１４であるセンターゴムと、０℃でのｔａｎδが０．４、２５℃でのＥ＊が５０ＭＰａであるショルダーゴムとからなるものを使用した。センターゴムとショルダーゴムとの境界は、タイヤ赤道線からタイヤ幅方向外側に向かって、前記距離Ｗの０．５７倍の位置に設けた。ベースゴムの厚みは２ｍｍとし、ショルダーゴム内周側に相当する領域には表１に示した配合で製造した実施品を、センターゴム内周側に相当する領域には同じく表１の比較品２を配した。
【００３６】
実施例２、比較例１及び２
ベースゴム全体に表１に示した配合で製造した実施品、比較品１、２をそれぞれ配した点以外は実施例１と同様の試作タイヤを製作し、転がり抵抗性能及びＷＥＴ制動性能を評価した。
【００３７】
比較例３
キャップゴムをタイヤ幅方向に分割せずに６０℃でのｔａｎδを０．１４に設定した点以外は、実施例１と同様の試作タイヤを製作し、転がり抵抗性能及びＷＥＴ制動性能を評価した。
【００３８】
表１に、実施品、比較品１及び２の配合と、それらのｔａｎδ及びＥ’の測定結果を示す。表２に、各実施例及び各比較例における転がり抵抗性能及びＷＥＴ制動性能の評価結果を示す。
【００３９】
【表１】
2005199949.tif 000003
【００４０】
【表２】
2005199949.tif 000004
表２の実施例１の結果が示すように、本発明に係る空気入りタイヤによれば、上記構成のキャップゴムを用いて、少なくともショルダーゴム内周側に所定の物性を有するベースゴムを配することで、転がり抵抗性能とＷＥＴ制動性能とを好適に両立させることができる。また、実施例２のようにベースゴム全体に実施品を配した場合でも、実施品のｔａｎδが低いため転がり抵抗を悪化させることはなく、ショルダーゴム内周側におけるベースゴムの物性によってＷＥＴ制動性能を高めることができる。一方、比較例１はベースゴムのｔａｎδが高いために転がり抵抗が悪化しており、比較例２はベースゴムの剛性が低いためにＷＥＴ制動性能が悪化している。比較例３はキャップゴム全体のｔａｎδが低いために、転がり抵抗性能は良好であるが、ＷＥＴ制動性能が悪化している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す半断面図
【図２】別実施形態に係る本発明の空気入りタイヤの一例を示す半断面図
【図３】別実施形態に係る本発明の空気入りタイヤの一例を示す半断面図
【符号の説明】
【００４２】
１    トレッド部
２    サイドウォール部
３    ビード部
７    センターゴム
８    ショルダーゴム
９    キャップゴム
１０  ベースゴム
Ｃ    タイヤ赤道線
Ｋ    接地端
Ｗ    タイヤ赤道線Ｃから接地端Ｋまでの距離
【図１】
2005199949.tif 000005
【図２】
2005199949.tif 000006
【図３】
2005199949.tif 000007