(57)【要約】【課題】  操縦安定性を低下させることなく高速耐久性を向上することを可能にする空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  トレッド部１をセンター部のＡ層とショルダー部内側のＢ層とショルダー部外表面を断面三日月状に覆うＣ層との少なくとも３種のゴム材で構成し、Ａ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０であり、Ｂ層のゴム材はｔａｎδがＡ層のｔａｎδの５〜６０％で、かつトレッド部１に占める断面積比率が１０〜４０％であり、Ｃ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０、ランボーン摩耗量が前記Ａ層の２〜５倍で、かつトレッド部１に占める断面積比率が１〜１０％である。【選択図】      図１
2005271654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の外周側とトレッド部との間に少なくとも２層のベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記トレッド部をセンター部のＡ層とショルダー部内側のＢ層とショルダー部外表面を断面三日月状に覆うＣ層との少なくとも３種のゴム材で構成し、前記Ａ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０であり、前記Ｂ層のゴム材はｔａｎδが前記Ａ層のｔａｎδの５〜６０％で、かつ前記トレッド部に占める断面積比率が１０〜４０％であり、前記Ｃ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０、ランボーン摩耗量が前記Ａ層の２〜５倍で、かつ前記トレッド部に占める断面積比率が１〜１０％である空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記Ｂ層のゴム材のｔａｎδが０．２以下である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記断面三日月状のＣ層の最大厚さが０．５〜３ｍｍである請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
タイヤ赤道から前記Ｂ層のタイヤ幅方向内端までの距離Ｗｂ及びタイヤ赤道から前記Ｃ層のタイヤ幅方向内端までの距離Ｗｃが、それぞれ前記タイヤ赤道からベルト層の最大幅端部までの距離Ｗの０．７〜０．９５倍の範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記Ｂ層のタイヤ幅方向内端とＣ層のタイヤ幅方向内端と相対的位置ずれが±５ｍｍ以内である請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、操縦安定性を低下させることなく高速耐久性を向上した空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤに対する荷重の増大や、車両に設定されるキャンバー角の増大などにより、高速走行時にベルト層の端部付近のトレッドゴムが過度に発熱し、ベルト層端部との界面で剥離故障を引き起こすという問題が生じている。
【０００３】
このようにベルト層端部付近のゴムが過度に発熱することに起因する故障対策としては、トレッドのショルダー部にヒシテリシスロスが小さい低発熱性のゴムを配置すること、つまり低ｔａｎδのゴムを配置すればよいと考えられる。従来、ショルダー部の発熱を抑制する目的からではないが、タイヤの転動抵抗を低減させて低燃費化するという目的から、ショルダー部に低ｔａｎδのゴムを配置するようにした提案がある（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、上記のように、単にトレッドのショルダー部に低ｔａｎδのゴムを配置しただけであると、その低ｔａｎδのゴムは剛性が低いためショルダー部剛性が低下して操縦安定性を悪化させてしまうという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−２０８２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述のような問題を解消し、操縦安定性を低下させることなく高速耐久性を向上することを可能にする空気入りラジアル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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の外周側とトレッド部との間に少なくとも２層のベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記トレッド部をセンター部のＡ層とショルダー部内側のＢ層とショルダー部外表面を断面三日月状に覆うＣ層との少なくとも３種のゴム材で構成し、前記Ａ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０であり、前記Ｂ層のゴム材はｔａｎδが前記Ａ層のｔａｎδの５〜６０％で、かつ前記トレッド部に占める断面積比率が１０〜４０％であり、前記Ｃ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０、ランボーン摩耗量が前記Ａ層の２〜５倍で、かつ前記トレッド部に占める断面積比率が１〜１０％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記のようにトレッド部をセンター部のＡ層とショルダー部内側のＢ層とショルダー部外表面のＣ層との少なくとも３種のゴム材で構成し、Ｂ層のゴム材のｔａｎδをＡ層のｔａｎδの５〜６０％に相当する低ｔａｎδのゴムにしたので、高速走行時にベルト層端部付近のゴムの発熱を抑制し、高速耐久性を向上することができる。また、ショルダー部外表面のＣ層のゴム材をＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の高剛性にしたことにより、低ｔａｎδのゴム材で構成されたＢ層の剛性低下を補うため、ショルダー部に低ｔａｎδのゴム材を設けていても摩耗初期の操縦安定性を低下させないようにすることができる。
【０００８】
また、トレッド部の摩耗中期には溝断面積が低下し、排水性が低下するためウェット制動性が低下するが、Ｃ層のランボーン摩耗量を大きくしたことにより、摩耗中期にＣ層を消失させ、トレッド接地圧を向上させて接地長が延びるのでウェット制動性の低下を抑制することができる。また、トレッド部の摩耗中期には厚み低下によりセンター部の剛性が増加するが、Ｃ層が消失することによってショルダー部の剛性は低下するため、トレッド体では剛性が上がり過ぎないようにバランスし、操縦安定性が経時に大きな変動を起こさないように抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、トレッド部はセンター部のＡ層とショルダー部内側のＢ層とショルダー部外表面を断面三日月状に覆うＣ層との少なくとも３種のゴム材で構成されている。このうちトレッドのセンター部に位置するＡ層は、操縦安定性を確保するため、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の高剛性のゴム材が使用される。Ａ層を構成するゴム材のＪＩＳ−Ａ硬度が６５よりも低いと、操縦安定性を良好に維持することが難しくなる。また、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０よりも大きいと、乗り心地が悪化したり、騒音・振動性能が悪化するようになる。
【００１０】
ショルダー部の内側に配置するＢ層には、ヒステリシスロスが小さい低ｔａｎδのゴム材が使用される。具体的には、Ａ層のｔａｎδの５〜６０％に相当する低ｔａｎδのゴム材が使用される。このＢ層はショルダー部の内側において、ベルト層端部に接するか、またはベルトカバー層が設けられている場合には、そのベルトカバー層に接するように配置される。
【００１１】
Ｂ層を構成するゴム材のｔａｎδが、Ａ層のゴム材のｔａｎδの６０％よりも大きいと、ベルト層端部近傍のゴムの発熱を抑制することが難しくなり、高速耐久性を向上することができなくなる。また、Ａ層のゴム材のｔａｎδの５％よりも小さいと、剛性低下により操縦安定性が低下する。
【００１２】
一般にＡ層のゴム材には、ｔａｎδが０．１２〜０．５の範囲のものが使用されるが、上記のような効果を奏するＢ層のｔａｎδとしては、０．２以下にすることが好ましい。下限は特に限定されないが、０．０１が好ましい。
【００１３】
また、Ｂ層は低ｔａｎδのゴムであることにより、発熱の抑制効果のほかタイヤの転がり抵抗を低減することができ、低燃費化を達成することができる。
【００１４】
ここでｔａｎδとは、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを使用し、初期歪み１０％、動歪±２％、周波数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で測定したものをいう。
【００１５】
上記のようにＢ層に基づいて得られる高速耐久性や低転がり性を確保するため、Ｂ層がトレッド部全体に占める断面積比率は１０〜４０％であることが重要である。断面積比率が１０％よりも少ないと、ゴムの発熱抑制効果が少ないため、高速耐久性の向上効果は得られない。また、断面積比率が４０％よりも多いと、センター部のＡ層が占める容積が少なくなるため剛性が低下し、操縦安定性が低下する。また、摩耗中期以降のウェット制動性も低下する。さらに好ましくは、タイヤ赤道ＣＬからＢ層のタイヤ幅方向内端までの距離Ｗｂを、タイヤ赤道からベルト層最大幅端部までの距離Ｗの０．７〜０．９５倍の範囲にするとよい。
【００１６】
Ｃ層は断面が三日月状になるように形成され、かつショルダー部の外表面を薄肉状に覆うように形成される。また、Ｃ層を構成するゴム材は、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０で、かつランボーン摩耗量がＡ層のランボーン摩耗量の２〜５倍であるものが使用される。このようにＣ層がＡ層と同等のＪＩＳ−Ａ硬度を有することで同等の剛性を有するため、低ｔａｎδであるＢ層の剛性低下を補い、摩耗初期における操縦安定性を確保するようにする。
【００１７】
ここで、ランボーン摩耗量とは、ＪＩＳ−Ｋ６２６４の規定に準拠するランボーン摩耗試験により測定した摩耗量をいう。
【００１８】
Ｃ層は、ランボーン摩耗量の摩耗特性がＡ層のランボーン摩耗量の２〜５倍であるため、トレッド部の摩耗中期までに消失し、ショルダー部をラウンド形状にする。Ｃ層がこのように摩耗消失してショルダー部をラウンド形状にすることによりトレッド接地圧が高まり、かつ接地長が増大する。したがって、溝断面積が低下してもウェット路面での制動性能を維持することができる。
【００１９】
また、トレッド部の摩耗が中期以降になると、Ａ層のセンター部は厚さが低下することにより剛性が増加する。逆にショルダー部の方は、摩耗中期以降では剛性の高いＣ層が消失してＢ層が露出するため剛性が低下する。したがって、このようにセンター部とショルダー部とが互いに逆方向に剛性変化することでトレッド全体の剛性がバランスし、操縦安定性の変動が小さくなるように抑制することができる。
【００２０】
上記のようなＣ層による効果を得るため、Ｃ層はトレッド部全体に占める断面積比率が１〜１０％であるようにすることが必要である。Ｃ層の断面積比率がトレッド部全体の１％未満であっては、摩耗初期における安定した操縦安定性を得ることはできない。また、Ｃ層の断面積比率が１０％よりも大きくなると、トレッド部が摩耗中期になってもＣ層が消失しないことがあり、良好なウェット制動性を得ることができなくなる。さらに好ましくは、タイヤ赤道ＣＬからＣ層のタイヤ幅方向内端までの距離Ｗｃを、タイヤ赤道からベルト層最大幅端部までの距離Ｗの０．７〜０．９５倍の範囲にするとよい。
【００２１】
Ｃ層のランボーン摩耗量がＡ層のランボーン摩耗量の２倍未満であると、トレッド摩耗中期にもＣ層が残るようになるため、上述した効果を得ることが難しくなる。また、５倍よりも大きいと、トレッド摩耗初期における操縦安定性が得られなくなる。
【００２２】
また、Ｃ層のタイヤ幅方向内端とＢ層のタイヤ幅方向内端とは、タイヤ赤道ＣＬからの距離をほぼ同一にするように配置することが好ましい。好ましくは、Ｃ層のタイヤ幅方向内端とＢ層のタイヤ幅方向内端とのタイヤ幅方向の相対的位置ずれとして、±５ｍｍ以内にするとよい。
【００２３】
断面三日月状のＣ層は、その最大厚みｔを０．５〜３ｍｍの範囲にすることが望ましい。最大厚みｔが０．５ｍｍ未満であると、上述した摩耗初期における剛性補完能が不足するため良好な操縦安定性を得ることができなくなる。また、３ｍｍよりも大きいと、トレッド部が約５０％摩耗したときにも消失せずに残存する場合がある。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの半断面を示す。
【００２５】
図ではタイヤセンターＣＬ（タイヤ赤道）から片側だけが図示されてる。１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。タイヤ内部にカーカス層４が設けられている。そのカーカス層４は、トレッド部１の両側から左右一対のサイドウォール部２，２及びビード部３，３へ延長したのち、ビードコア５，５をそれぞれタイヤ内側から外側へ折り返されている。また、カーカス層４の外周側にはトレッド部１との間に内外２層のベルト層６，６が層間で補強コードを交差するように設けられ、さらに外側のベルト層６の外側にベルトカバー層７が全体を覆うように設けられている。
【００２６】
トレッド部１はセンター部のＡ層と、ショルダー部内側のＢ層と、ショルダー部外表面を覆うＣ層とから構成され、かつこれらＡ層、Ｂ層、Ｃ層はそれぞれ異なるゴム材から構成されている。また、Ｂ層はベルトカバー層７の表面に接するように配置され、Ｃ層は断面が三日月状になるように形成されている。
【００２７】
上記Ａ層のゴム材はＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０で高い剛性を有するゴムからなり、タイヤの操縦安定性を確保するようにしている。Ｂ層のゴム材は低ｔａｎδであり、Ａ層が有するｔａｎδの５〜６０％に相当し、かつトレッド部１に占める断面積比率が１０〜４０％になるようにしてある。この低ｔａｎδのＢ層をベルト層６の端部近傍に配置したことにより、高速走行時の発熱を抑制し、高速耐久性を向上するようにしている。
【００２８】
Ｃ層のゴム材は、ＪＩＳ−Ａ硬度がＡ層と同レベルの６５〜８０で高剛性であるが、摩耗特性についてはＡ層よりも低く、ランボーン摩耗量としてＡ層のランボーン摩耗量の２〜５倍になっている。また、トレッド部１に占める断面積比率が１〜１０％になっている。このような特性のＣ層をショルダー部の外表面に配置したことにより、Ｂ層の低い剛性を補い、トレッド摩耗初期における操縦安定性を良好に維持するようにする。また、Ｃ層は摩耗中期には消失してトレッド接地圧を増大するため、ウェット制動性を摩耗初期時と変わらないように維持する。
【００２９】
また、タイヤ赤道ＣＬからＢ層のタイヤ幅方向内端までの距離Ｗｂや、タイヤ赤道ＣＬからＣ層のタイヤ幅方向内端までの距離Ｗｃは、それぞれタイヤ赤道ＣＬからベルト層６の最大幅端部（図では内層側のベルト層の端部）までの距離Ｗの０．７〜０．９５倍に位置するように設定されている。また、断面三日月状のＣ層は、その最大厚みｔが０．５〜３ｍｍに設定されている。
【００３０】
図２〜図４は、それぞれ本発明の他の実施形態を例示する。
【００３１】
トレッド部１のショルダー部を占めるＢ層とＣ層は、図１の実施態様のようにＢ層とＣ層が互いに同一幅で完全に重なった積層状態である必要はなく、図２〜図４にそれぞれ例示するように、センター部のＡ層が延長してＢ層とＣ層の間に介在するようになっていてもよい。いずれの場合にも、Ｂ層はベルトカバー層７に接しており、またベルトカバー層７がない場合にはベルト層６に直接するようになっており、またＣ層はショルダー部の外表面を覆う状態になっている。
【実施例】
【００３２】
タイヤサイズが２２５／４５ＺＲ１７、タイヤ基本構造が図１である点を共通にし、トレッド部を構成するＡ層のＪＩＳ−Ａ硬度、Ｂ層のｔａｎδのＡ層に対する比率、Ｂ層のトレッド部に占める断面積比率、Ｃ層のＪＩＳ−Ａ硬度、Ｃ層のランボーン摩耗量のＡ層のランボーン摩耗量に対する倍数、Ｃ層のトレッド部に占める断面積比率を、それぞれ表１に記載のように異ならせた７種類の空気入りタイヤ（実施例１〜３、比較例１〜４）を製作した。なお、比較例１は、Ｃ層を設ずにＡ層とＢ層だけで構成した空気入りタイヤとした。
【００３３】
これら７種類のタイヤについて、下記の試験方法により高速耐久性、摩耗初期の操縦安定性Ｓｉと摩耗中期の操縦安定性Ｓｍ、摩耗初期のウェット制動性Ｂｉと摩耗中期のウェット制動性Ｂｍをそれぞれ測定し、その結果を表１に記載した。
【００３４】
〔高速耐久性〕
試験タイヤをドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機に装着し、ＪＩＳ  Ｄ４２３０に規定の高速耐久性試験を終了した後、さらに速度を３０分毎に１０ｋｍ／ｈづつタイヤが破壊するまで増速して、タイヤが破壊したときの速度を測定した。
【００３５】
評価は比較例１の測定値を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。
【００３６】
〔操縦安定性Ｓｉ，Ｓｍ〕
試験タイヤを排気量２．５リットルの乗用車に装着し、テストドライバー５人がテストコースを周回するときの操縦安定性を５点法でフィーリング測定し、５人の点数の平均値で評価した。なお、操縦安定性Ｓｉは新品時のタイヤの試験値であり、操縦安定性Ｓｍは１万ｍを走行後のタイヤの試験値である。
【００３７】
評価は比較例１の点数を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
【００３８】
〔ウェット制動性Ｂｉ，Ｂｍ〕
試験タイヤを排気量２．５リットルの乗用車に装着し、散水したアスファルト路面を初速４０ｋｍ／ｈで走行し、急制動したときの制動距離を測定した。なお、ウェット制動性Ｂｉは新品時のタイヤの試験値であり、ウェット制動性Ｂｍは１万ｍ走行後のタイヤの試験値である。
【００３９】
評価は測定値の逆数をもって行い、比較例１の測定値の逆数を１００とする指数で示した。指数値が大きいほどウェット制動性が優れていることを意味する。
【００４０】
【表１】
2005271654.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの要部を示す半断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの要部を示す半断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの要部を示す半断面図である。
【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
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ベルト層
７  ベルトカバー層
【図１】
2005271654.tif 000004
【図２】
2005271654.tif 000005
【図３】
2005271654.tif 000006
【図４】
2005271654.tif 000007