(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドと、サイドウォールと、ビード部とを具え、トレッド中央域に、タイヤ赤道線を隔てて形成した二本の周溝によって陸部列を区画してなる空気入りラジアルタイヤであって、
トレッドを、内周側に配設したベースゴム層と、外周側に配設したキャップゴム層との積層構造とするとともに、ベースゴム層を、前記周溝間でトレッド表面に露出させ、
キャップゴム層のタイヤ幅方向の内端を、周溝の、タイヤ幅方向の外側溝壁の壁面内に位置させるとともに、そのキャップゴム層のタイヤ幅方向の外端を、ベースゴム層の同様の外端より外側に位置させ、
ベースゴムが含む白色フィラの、充填剤の全体量に対する質量比を、キャップゴムが含む白色フィラの同様の質量比より大きくし、ベースゴムとキャップゴムとのＪＩＳ  Ａ硬度による硬度差を１０度以下としてなる空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
白色フィラの前記質量比の差を０．０５〜０．１の範囲としてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
ベースゴムの、３０℃での動的貯蔵弾性率（Ｅ′）を、キャップゴムのそれ以上としてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
ベースゴムの、白色フィラの量に対するシリカの質量比を、キャップゴムの同様の質量比以上としてなる請求項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】
トレッドの全体積に占めるベースゴム層の体積の比率を３０〜７０％の範囲としてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記周溝よりタイヤ幅方向の外側に位置するトレッド部分にあって、そのトレッド部分の体積に占めるベースゴム層部分の体積の比率を４０〜６０％の範囲としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
前記周溝間の陸部列の幅の、トレッド接地幅に対する比率を８〜２０％の範囲としてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は空気入りラジアルタイヤ、なかでも、トレッドの改良に関するものであり、トレッドの、ウェット路面に対する摩擦係数を高めてなお、耐偏摩耗性能を向上させたものである。
【０００２】
【従来の技術】
ウェット路面での、タイヤの制動性能、駆動性能等を高めることを目的として、トレッドゴムに、石膏、タルク、シリカ（二酸化ケイ素）等からなる白色フィラを配合し、これによって、トレッドの、ウェット路面に対する摩擦係数を高めることは従来から行われており、たとえば、特開平１１−１１１１４号公報には、トレッドをその幅方向に機能分離させるべく、トレッドを、それの幅方向位置によって白色フィラの配合量が異なる複数種類のゴム材料により構成することが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このような従来技術にあっては、図３に略線横断面図で例示するように、トレッド５１を構成する二種類のゴム材料５２，５３の接合界面５４が、トレッド５１に設けた周溝５５にて区画される同一の陸部列５６の表面内に存在する場合に、それぞれのゴム材料５２，５３の耐摩耗性の相違により、タイヤの負荷転動によって同一陸部内に、接合界面５４を境とする段差摩耗、すなわち偏摩耗が発生するという問題があった。
【０００４】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、トレッドゴムに白色フィラを配合することによる、すぐれたウェット性能の発揮を担保しつつ、耐偏摩耗性能を大きく向上させた空気入りラジアルタイヤを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気入りラジアルタイヤは、トレッドのそれぞれの側部に連続させて形成されて、半径方向内方へ延びるサイドウォールの内周側にビード部を設けるとともに、トレッド中央域に、タイヤ赤道線を隔てて形成した二本の周溝によって陸部列を区画したものであり、トレッドを、内周側に配設したベースゴム層と、外周側に配設したキャップゴム層との積層構造とするとともに、ベースゴム層を、両周溝間で、前記陸部列としてトレッド表面に露出させ、また、キャップゴム層のタイヤ幅方向の内端を、周溝の、タイヤ幅方向の外側溝壁の壁面内に、好ましくは、その壁面に沿った１〜４ｍｍ程度の厚みをもって位置させるとともに、そのキャップゴム層のタイヤ幅方向の外端を、ベースゴム層の同様の外端より外側に位置させ、さらに、ベースゴムに配合した白色フィラの、シリカ、タルク、石膏等を含む充填剤の全体量に対する質量比を、キャップゴムに配合した白色フィラの同様の質量比より大きくし、そして、ベースゴムとキャップゴムとのＪＩＳ  Ａ硬度による硬度差を１０度以下としたものである。
ここで好ましくは、ベースゴムのＪＩＳ  Ａ硬度をキャップゴムのそれより大きくする。
【０００６】
なおここで、ベースゴムに配合する充填剤の全体量と、キャップゴムに配合する充填剤の全体量とは、ゴム組成物に対する質量比において実質上同一である場合の他、いずれか一方が大きくなる場合もある。
また、ここにおけるＪＩＳ  Ａ硬度はＪＩＳ  Ｋ６２５３−１９９３に従い、デュロメータ硬さ試験・タイプＡ試験機を用いて、温度３０℃の下で測定した値である。
【０００７】
かかるタイヤでは、トレッドを、ベースゴム層とキャップゴム層との積層構造とすることで、タイヤに、それらのそれぞれのゴム物性に基づいた機能を発揮させることができ、ベースゴム層によって、ウェット路面上でのウェット性能、なかでも制動性能の向上をもたらすことができる。また、キャップゴム層とベースゴム層との関連の下で、摩耗が進行しても偏摩耗の発生を有効に防止することができる。
【０００８】
またここでは、白色フィラの配合比が大きいベースゴムを、直進走行時の接地圧がとくに大きくなるトレッド中央域で表面に露出させることで、白色フィラによる摩擦係数の増加を、ウェット路面での駆動および制動性能の向上に直接的に寄与させることができる。
【０００９】
そしてまた、キャップゴム層のタイヤ幅方向の内端を、周溝の溝壁内に位置させることで、キャップゴム層とベースゴム層との界面の、陸部表面への露出を防止して、従来技術で述べたような、同一陸部内への段差摩耗の発生を十分に防止できることはもちろん、キャップゴム層が露出するトレッド中央域の陸部と、その中央域陸部から周溝を隔てて位置してキャップゴム層が露出する、いわゆるセカンド陸部との間に、ゴム物性等の相違に起因する耐摩耗性の違いがあっても、この違いによる両陸部の摩耗量の差は、周溝の存在下で有利に潜在化されることになる。
【００１０】
ところで、キャップゴム層がトレッド表面に露出するセカンド陸部等の摩耗が進行してそのキャップゴム層が完全に摩滅した後は、セカンド陸部等でも、トレッド中央域と同様に、ベースゴム層が露出することになるので、その後は、ゴム物性等の相違に起因する偏摩耗の発生は有効に防止されることになる。
【００１１】
なお、タイヤの新品時には、キャップゴム層のタイヤ幅方向内端の、周溝溝壁に沿って測った厚みを、１〜４ｍｍの範囲とすることが好ましい。
すなわち、トレッドの摩耗が進んで、周溝深さが減少した場合には、ウェット制動性能、耐ハイドロプレーニング性能等が新品時より低下することになるので、このような性能低下を有効に抑制するためには、キャップゴム層の厚みを１〜４ｍｍとすることが好ましい。
【００１２】
この一方で、キャップゴム層のタイヤ幅方向の外端を、ベースゴム層の外端より外側に位置させ、これによって、トレッド側部でのベースゴム層の露出を防止して、その側部から両ゴム層の界面を取り除くことにより、トレッド側部に作用する横方向入口による、その界面位置での層間剥離のおそれを十分に除去することができる。
【００１３】
さらにこのタイヤでは、ベースゴム層を形成するベースゴムおよびキャップゴム層を形成するキャップゴムのそれぞれに先に述べたような白色フィラを配合することにより、トレッド、ひいては、タイヤの、ウェット路面に対する摩擦係数を有効に高めることができ、この場合、ベースゴムに対する白色フィラの配合割合いを、キャップゴムのそれより大きくすることで、トレッドの摩耗の進行に伴って周溝等の溝容積が減少してなお、ベースゴム層をもってウェット性能の低下を抑制することができる。
【００１４】
ここで、白色フィラは、ベースゴムへの配合量が多いほど、ウェット性能の低下抑制効果が高まることになるも、その配合量が多くなると耐摩耗性が低くなるので、ベースゴムとキャップゴムとの間の配合量の差が大きくなるとベースゴム層に、早期の摩耗が生じて、キャップゴム層とベースゴム層との間に段差が生じ、偏摩耗が発生し易くなる。そこで、その白色フィラの配合量の質量比の差は０．０５〜０．１の範囲とすることが好ましい。
【００１５】
加えてここでは、ベースゴムとキャップゴムとの、ＪＩＳ  Ａ硬度による硬度差を１０度以下として、ベースゴム層が露出する陸部と、キャップゴム層が露出する陸部との間の摩耗の均一性を担保する。
すなわち、硬度が小さいと、陸部の変形量が多く、摩耗が早くなるので、両ゴムの硬度差を１０度以下の小さい値とすることで、それぞれの陸部の変形量をできるだけ近づけて、それらの陸部間での偏摩耗の発生を抑制する。
【００１６】
このようなタイヤにおいて、より好ましくは、ベースゴムの、３０℃での動的貯蔵弾性率（Ｅ′）を、キャップゴムのそれ以上とし、たとえば０．５〜４ＭＰａ程度高い値とする。
なお、ここでの動的貯蔵弾性率（Ｅ′）は、東洋精機社製のスペクトロメータを用いて、厚さ２．０ｍｍ、幅５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍのサンプルに、静的に初期荷重１５０ｇを与え、平均歪振幅１％、周波数３２Ｈｚの条件の下で、試験温度３０℃にて測定することにより求めたものである。
これによれば、タイヤの内周側から、ベルト、ベースゴム層、キャップゴム層の順に次第に動的貯蔵弾性率を低減させて、路面入力に対する、陸部の、漸次の自然な変形を可能にし、トレッド表面の路面追従性を高めることができる。
【００１７】
また好ましくは、ベースゴムの、白色フィラの量に対するシリカの質量比を、キャップゴムにおける同様の質量比以上とし、これにより、シリカの存在に基づいてウェット路面で発現する、ウェット摩擦性能の高さを有効に利用して、トレッド摩耗の進行にともなうウェット性能の低下を効果的に抑制する。
【００１８】
また好ましくは、トレッドの全体積に占めるベースゴム層の体積の比率を３０〜７０％の範囲とし、これにより、摩耗後に生じるウェット性能の低下に対し、ベースゴム層の出現をもって対抗する。
すなわち、比率が３０％未満では、接地面に対するベースゴム層の露出量が少なく、ウェット性能の低下抑制効果が小さい。一方、７０％を越えると、摩耗の初期からベースゴム層が露出し、白色フィラの配合量が多いそのベースゴム層の摩耗が早く進行して摩耗寿命が短くなるおそれがある。
【００１９】
なお、前記周溝よりタイヤ幅方向の外側に位置するトレッド部分で、そのトレッド部分の体積に占めるベースゴム層部分の体積の比率を４０〜６０％の範囲とした場合には、キャップゴムとベースゴムの体積量をほぼ半量ずつとすることができ、摩耗によるベースゴム層の露出時期を摩耗のほぼ中期に設定することができる。
【００２０】
そして、前記周溝間の陸部列の幅の、トレッド接地幅に対する比率を８〜２０％の範囲とした場合には、新品時のウェット性能に寄与する陸部列の幅を十分に確保することができる。
８％より小さいと、陸部幅が狭く、コーナリング時等の横方向入力に対して陸部が倒れ込み、接地面積が減少し横力を発生できない。また、２０％より大きいと接地幅の中央部分に、白色フィラを多く配合するベースゴム層が幅広く配置されることになり、白色フィラを多く配合するゴムの特徴である耐摩耗性の悪さから、タイヤ寿命を短くすることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態を、タイヤの半部について示す横断面図であり、タイヤをＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに規定される適用リムＲに装着するとともに、内部に、それもＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに規定される空気圧を充填した状態で示すこのタイヤにおいて、１はトレッドを、２は、トレッド１のそれぞれの側部に連続して半径方向内方に延びるサイドウォールを、そして３は、サイドウォール２の内周側に設けたビード部をそれぞれ示す。
【００２２】
このタイヤでは、両ビード部間に、たとえば二枚のカーカスプライからなるラジアルカーカス４をトロイダルに延在させて構成各部を補強するとともに、ラジアルカーカス４のクラウン部とトレッド１との間に、たとえば二層以上のベルト層からなり、層間でコードが相互に交差するベルト５を配設してトレッド１を補強する。
なおここにおいては、実質上タイヤ周方向に延びる有機繊維コード等よりなり、ベルト５をその外周側から抑え込む一層以上のベルト補強層を設けることもできる。
【００２３】
またこのタイヤでは、トレッド中央域６に、タイヤ赤道線を隔てて直線状に、またはジグザグ状に形成した二本の周溝７によって、リブもしくはブロックからなる陸部列８を区画する。
【００２４】
ところでここでは、トレッド１を、タイヤの内周側に位置するベースゴム層９と、外周側に位置するキャップゴム層１０との積層構造とするとともに、そのベースゴム層９を、両周溝７間の陸部列８でトレッド表面に露出させる。
【００２５】
またここでは、キャップゴム層１０のタイヤ幅方向の内端を、周溝７の、タイヤ幅方向の外側溝壁１１の壁面内に位置させ、好ましくはその溝壁１１に沿う層厚みを１〜４ｍｍの範囲とする一方で、そのキャップゴム層１０のタイヤ幅方向の外端を、ベースゴム層９の幅方向の外端および、ベルト５の同様の外端より外側に位置させる。
【００２６】
このようなベースゴム層９およびキャップゴム層１０を形成するベースゴムおよびキャップゴムのそれぞれには、石膏、カオリン、タルク、ベントナイト、二酸化チタン、各種ケイ酸塩、シリカ等の無機強化フィラからなる白色フィラを配合するとともに、ベースゴムに配合した白色フィラの、他の補強フィラを含む他、カーボンブラック等の物質をも含む充填剤の全体量に対する質量比を、キャップゴムに配合した白色フィラの同様の質量比より大きくする。
【００２７】
これによれば、白色フィラの配合量の多いベースゴムのゴム硬度は、キャップゴムの硬度より高くなるも、ここでは、ベースゴムとキャップゴムとのＪＩＳ  Ａ硬度による硬度差を１０度以下とする。
【００２８】
このように構成してなるタイヤでは、先に述べたように、ウェット路面に対する高い摩擦係数を実現して、偏摩耗の発生を有利に防止することができる。
【００２９】
かかるタイヤにおいてより好ましくは、白色フィラの前記質量比の差を、ベースゴムで０．０５〜０．１大きくし、また好ましくは、ベースゴムの、白色フィラ量に対するシリカの質量比を、キャップゴムの同様の質量比以上とする。
【００３０】
またこのタイヤでは、ベースゴムの、３０℃での動的貯蔵弾性率（Ｅ′）をキャップゴムのそれ以上とすることが好ましく、トレッドの全体積に占める、ベースゴム層９の体積の比率を３０〜７０％の範囲とすること、および、周溝７よりタイヤ幅方向の外側に位置するトレッド部分、すなわち、外側溝壁１１の開口縁に立てた法線Ｎより外側のトレッド部分にあって、そのトレッド部分の体積に占めるベースゴム層部分の体積の比率を４０〜６０％の範囲とすることが好ましい。
そしてまた好ましくは、周溝間の陸部列８の幅ｗの、トレッド接地幅Ｗに対する比率を８〜２０％の範囲とする。
【００３１】
【実施例】
サイズが２０５／５５  Ｒ１６のタイヤを、６．５ＪＪのリムに組付けるとともに、２２０ｋＰａの空気圧を充填して実車走行を行って、ウェット路面上での制動性能および耐偏摩耗性能を求めたところ、表１に示す通りとなった。
なお、実施例タイヤは、図２（ａ）に示すトレッド構造および諸元を有するものとし、比較タイヤ１は図２（ｂ）に示す、そして比較タイヤ２は図２（ｃ）に示すトレッド構造等を有するものとした。
【００３２】
【表１】
0004596653.tif 000002
【００３３】
ここでウェット路面の制動性能は、常時散水したアスファルト路面上を国産ＦＲ車で走行し、８０ｋｍ／ｈからフルブレーキをかけたときの、停止に至るまでの距離を測定して指数評価することにより求め、また、耐偏摩耗性能は、ドライ走行したときに生じたキャップゴム層とベースゴム層の摩耗量の大きさを測定して、それぞれの摩耗量の差を指数評価することにより求めた。
なお指数値はいずれも、大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
また、摩耗後のウェット性能を評価するため、溝深さを５０％減じた試験タイヤを準備して、ウェット路面での制動性能評価を行った。
【００３４】
表１によれば、実施例タイヤは、比較タイヤ１に比して高いウェット制動性能をもたらすとともに、比較タイヤ２に比して、はるかにすぐれた耐偏摩耗性能を実現し得ることが解る。
【００３５】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、とくには白色フィラの作用の下で、タイヤのウェット性能を有効に改善してなお、偏摩耗の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態をタイヤの半部について示す横断面図である。
【図２】実施例タイヤおよび比較タイヤのトレッド構造等を示す図である。
【図３】従来のトレッド構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
１  トレッド
２  サイドウォール
３  ビード部
４  ラジアルカーカス
５  ベルト
６  トレッド中央域
７  周溝
８  陸部列
９  ベースゴム層
１０  キャップゴム層
１１  外側溝壁
ｗ  陸部列幅
Ｗ  トレッド踏面幅
Ｎ  法線
Ｒ  リム
【図１】
0004596653.tif 000003
【図２】
0004596653.tif 000004
【図３】
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