(57)【要約】【課題】接地幅を広くかつ接地圧分布を均一化させて、制動性能を向上する。【解決手段】接地幅を広くするためのタイヤ形状として、タイヤの断面幅（ＳＷ）とトレッド幅（ＴＷ）の比を下記式（１）を満足するように定めるとともに、該断面幅（ＳＷ）をタイヤ規格の規格中心値断面幅（ＳＷ０）に対して下記式（２）を満足するように定める。また、接地圧の均一化のため、トレッド部１６のセンター領域２４ＣにおけるヤングモジュラスをＭｃとし、中間領域２４ＭにおけるヤングモジュラスをＭｍとして、下記式（３）を満足するように設定する。０．８１０ ≦ ＴＷ／ＳＷ ≦ ０．８７０  …（１）０．９９０ ≦ ＳＷ／ＳＷ０ ≦ １．０３０  …（２）１．２ ≦ Ｍｍ／Ｍｃ ≦ ３．０  …（３）【選択図】図１
2007290453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部が、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道面が通るセンター領域と、センター領域を挟んでその両側に形成される中間領域と、中間領域の更に外側に形成されるショルダー領域との５つの領域に区分された空気入りラジアルタイヤであって、
（１）タイヤをタイヤ規格に規定のリムに装着したときの断面幅（ＳＷ）に対するトレッド幅（ＴＷ）の比（ＴＷ／ＳＷ）が０．８１０〜０．８７０の範囲内であり、
（２）前記タイヤ規格の規格中心値断面幅（ＳＷ０）に対する前記断面幅（ＳＷ）の比（ＳＷ／ＳＷ０）が０．９９０〜１．０３０の範囲内であり、
（３）前記センター領域のゴムのヤングモジュラス（Ｍｃ）に対する前記中央領域のゴムのヤングモジュラス（Ｍｍ）の比（Ｍｍ／Ｍｃ）が１．２〜３．０の範囲内である
ことを特徴とする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するものであり、特に制動性能の向上が図られた空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気入りラジアルタイヤにおいては、制動性能を向上するために種々の方策がとられている。例えば、下記特許文献１には、トレッド部を、幅方向中央部のセンター領域と、その両側の中間領域と、更にその外側のショルダー領域との５つの領域に分け、中間領域のみモジュラスの高いゴムを使用することで、接地圧分布の悪化を抑えて制動性能の向上を図ることが提案されている。しかしながら、接地圧分布の均一化を図るのみでは、制動性能を充分に向上することは難しい。
【０００３】
なお、下記特許文献２には、タイヤの接地形状と材質構成を最適に設計することで、タイヤの転がり抵抗と湿潤制動性能を両立させる技術が開示されているが、接地幅を広くかつ接地圧分布を均一化することにより制動性能の向上を図る技術については開示されていない。
【特許文献１】特開平８−１７５１０８号公報
【特許文献２】特開昭６０−１５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制動性能の向上を図るためには、制動状態で接地幅を広く、かつ、接地圧が均一になるようなタイヤ形状およびタイヤ構造が求められる。これに対し、一般に、タイヤの接地幅を広くするためにはトレッド幅を広くすればよいが、単にトレッド幅を広くしたのみでは、接地幅は広がるものの接地圧分布が不均一になったり、軽量化や転がり抵抗が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、タイヤ形状を規定することにより接地幅を広くするとともに、トレッド部のヤングモジュラスを規定することで、上記タイヤ形状による接地幅拡大効果を損なうことなく接地圧分布を均一化させ、これにより、制動性能を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、トレッド部が、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道面が通るセンター領域と、センター領域を挟んでその両側に形成される中間領域と、中間領域の更に外側に形成されるショルダー領域との５つの領域に区分された空気入りラジアルタイヤであって、
（１）タイヤをタイヤ規格に規定のリムに装着したときの断面幅（ＳＷ）に対するトレッド幅（ＴＷ）の比（ＴＷ／ＳＷ）が０．８１０〜０．８７０の範囲内であり、
（２）前記タイヤ規格の規格中心値断面幅（ＳＷ０）に対する前記断面幅（ＳＷ）の比（ＳＷ／ＳＷ０）が０．９９０〜１．０３０の範囲内であり、
（３）前記センター領域のゴムのヤングモジュラス（Ｍｃ）に対する前記中央領域のゴムのヤングモジュラス（Ｍｍ）の比（Ｍｍ／Ｍｃ）が１．２〜３．０の範囲内である
ことを満足するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記（１）及び（２）のようにタイヤ形状を規定することで、タイヤの接地幅を広くすることができる。また、上記（３）のようにトレッド部のゴムモジュラス分布を規定することで、上記タイヤ形状による接地幅の拡大効果を維持しながら、接地圧分布の均一化を図ることができる。そのため、接地幅を広げながら接地圧分布を均一化することができ、制動性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０のトレッド幅方向での断面図であり、リム４０に装着して規定内圧を充填した状態を示している。このタイヤ１０は、左右一対のビード部１２，１２及びサイドウォール部１４，１４と、両サイドウォール部１４間にまたがるトレッド部１６とからなり、これらの内周部に沿って配され両端がビード部１２で係止されたカーカス１８を備えるとともに、トレッド部１６におけるカーカス１８の径方向外側にベルト２０が設けられ、更にベルト２０の径方向外側にトレッドゴム２２が設けられている。かかる基本構造は、一般的なラジアルタイヤの場合と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００１０】
本実施形態のタイヤ１０では、トレッドゴム２２は、接地面側のキャップゴム層２４と、カーカス１８側のベースゴム層２６との２層で構成されている。キャップゴム層２４の外周面には、タイヤ周方向に直線状又はジグザグ状をなして延びる複数本（ここでは４本）の主溝２８Ａ，２８Ｂが設けられている。
【００１１】
トレッド部１６、より詳細にはキャップゴム層２４は、タイヤ幅方向において、上記４本の主溝２８Ａ，２８Ｂにより、タイヤ赤道面Ａが通るセンター領域２４Ｃと、センター領域２４Ｃを挟んでその両側に形成される中間領域２４Ｍ，２４Ｍと、中間領域２４Ｍの更に外側に形成される両端部のショルダー領域２４Ｓ，２４Ｓとの５つの領域に区分されている。より詳細には、センター領域２４Ｃと中間領域２４Ｍとの境界３０は、中央寄りの２本の主溝２８Ａ，２８Ａの溝底に沿ってそれぞれ設けられ、中間領域２４Ｍとショルダー領域２４Ｓとの境界３２は、外寄りの２本の主溝２８Ｂ，２８Ｂの溝底に沿ってそれぞれ設けられている。
【００１２】
なお、これら各領域の境界３０，３２は、必ずしも主溝２８Ａ，２８Ｂ内でなくてもよく、トレッド部１６の陸部表面に設けてもよい。特に、溝本数が４本ではない場合には、全ての境界を主溝内に設けることができないので、例えば、トレッド幅を５等分して上記各領域を定めることもできる。上記境界３０，３２の配置は、タイヤ赤道面Ａの位置を０としてトレッド端Ｂの位置を１００としたとき、センター領域２４Ｃと中間領域２４Ｍの境界３０を５〜６０、より好ましくは５〜３０の範囲内とし、中間領域２４Ｍとショルダー領域２４Ｓとの境界３２を３０〜９０、より好ましくは４０〜６０の範囲内に位置させることが好適である。
【００１３】
上記構成において、本実施形態では、接地幅を広くするためのタイヤ形状として、次のように設計されている。すなわち、タイヤを規定リムに装着したときの断面幅（ＳＷ）とトレッド幅（ＴＷ）の比を下記式（１）を満足するように定めるとともに、該断面幅（ＳＷ）をタイヤ規格の規格中心値断面幅（ＳＷ０）に対して下記式（２）を満足するように定めている。
【００１４】
０．８１０ ≦ ＴＷ／ＳＷ ≦ ０．８７０  …（１）
０．９９０ ≦ ＳＷ／ＳＷ０ ≦ １．０３０  …（２）。
【００１５】
ここで、上記断面幅（ＳＷ）とは、タイヤ１０をタイヤ規格に規定のリム４０に装着したときの断面幅であり、タイヤ側面の模様や文字などを除いた幅（サイドウォール間の直線距離）である（図１参照）。より詳細には、タイヤ１０を上記リム４０に取り付け、規定の空気圧に内圧充填して、ビード部１２をリム４０に正確に組んだ後、内圧未充填状態と実質的に同一のタイヤ形状を呈する内圧＝５０ｋＰａまで減じたときの無負荷状態での断面幅である。以下、この断面幅を「規定リム組み断面幅」ということがある。
【００１６】
また、トレッド幅（ＴＷ）とは、上記断面幅（ＳＷ）の測定時と同じ状態でのタイヤのトレッド模様部分の両端の直線距離である（図１参照）。
【００１７】
更に、タイヤ規格の規格中心値断面幅（ＳＷ０）とは、タイヤ規格に記載されている断面幅の設計中心値（設計寸法）である（設計中心値は、規定の空気圧充填時での値である）。なお、タイヤ規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、例えば、日本における日本自動車タイヤ協会のＪＡＴＭＡ、米国におけるＴＲＡ（The Tire and Rim Association）、欧州におけるＥＴＲＴＯ（The European Tyre and Rim Technical Organization）、豪州における豪ＴＲＡ（The Tire and Rim Association of Australia）などがあり、設計対象とするタイヤの仕向地に応じて定められる。
【００１８】
上記式（１）において、ＴＷ／ＳＷが下限より小さい場合、接地幅の拡大効果が得られず、また接地圧の均一化も損なわれる。また、ＴＷ／ＳＷが上限よりも大きいと、軽量化および転がり抵抗が悪化してしまい、また接地圧の均一化も損なわれる。
【００１９】
上記式（２）についても、上記式（１）と基本的には同様の理由に基づくものであり、すなわち、ＳＷ／ＳＷ０が下限より小さいと、接地圧の均一化が損なわれ、また、上限よりも大きいと、軽量化や転がり抵抗が悪化し、また接地圧の均一化も損なわれる。
【００２０】
なお、実際にタイヤを使用する場合には、タイヤ規格に規定のリムに装着しない場合もあるが、上記規定リム組み断面幅が上記式（１）及び式（２）を満たしていれば、仮にリム幅が異なる使用リムに装着したときの断面幅が上記式（１）や式（２）を満足していなくても、上記作用効果は奏される。
【００２１】
本実施形態では、また、接地幅に影響を与えることなく、接地圧の均一化を図るためのタイヤ構造として、トレッド部１６のモジュラス分布が次のように設計されている。すなわち、センター領域２４Ｃにおけるキャップゴム層２４のヤングモジュラスをＭｃとし、中間領域２４Ｍにおけるキャップゴム層２４のヤングモジュラスをＭｍとしたとき、下記式（３）を満足するように設定されている。
【００２２】
１．２ ≦ Ｍｍ／Ｍｃ ≦ ３．０  …（３）
ここで、ヤングモジュラスは、ＪＩＳ Ｋ６２５１の加硫ゴムの引張試験法により求められる１００％伸張時の引張応力（Ｍ１００）であり、試料長さ２０ｍｍに設定し、２３℃で４ｍｍ／分で延伸して、得られる応力−歪曲線から求められる。
【００２３】
上記式（３）において、Ｍｍ／Ｍｃが下限より小さいと、接地圧均一化の改良効果が小さくなり、また、上限より大きいと中間領域２４Ｍの接地圧が高くなりすぎて、接地圧の均一化が却って損なわれる。Ｍｍ／Ｍｃのより好ましい下限は２．０以上である。
【００２４】
なお、ショルダー領域２４Ｓにおけるキャップゴム層２４のヤングモジュラスＭｓについては、特に限定されないが、センター領域２４Ｃのヤングモジュラスと同等以上であり、かつ、中間領域２４Ｍのヤングモジュラスよりも小さいことが好ましい（Ｍｃ≦Ｍｓ＜Ｍｍ）。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、規定リム組み断面幅ＳＷを規格中心値断面幅ＳＷ０に対して所定の範囲内に規定した上で、該規定リム組み断面幅ＳＷとトレッド幅ＴＷの比を規定したことにより、タイヤ形状によって接地幅を効果的に広げることができる。しかも、トレッド部のヤングモジュラス分布を上記のように規定したことにより、上記タイヤ形状による接地幅拡大効果を損なうことなく、接地圧を効果的に均一化することができる。このように接地幅を広く、かつ接地圧を均一化することができるので、制動性能を効果的に向上することができる。
【実施例】
【００２６】
タイヤサイズを２１５／５５Ｒ１７  ９３Ｖとして図１に示す断面構造を持つ乗用車用空気入りラジアルタイヤについて、実施例と比較例の各タイヤを作製した。各タイヤの形状及び構造は、下記表１に示す通りに設計し、表１に示す以外の構成は同一とした。
【００２７】
表１中のタイヤフリー時断面幅は、タイヤをリムに装着していないフリーの状態での断面幅である。また、規定リム組み断面幅ＳＷ及びトレッド幅ＴＷは、各タイヤをＪＡＴＭＡ規格の規定リム１７×７ＪＪ（リム幅＝７．０インチ）に取り付け、同規格の規定空気圧＝１８０ｋＰａに内圧充填した後、空気圧を５０ｋＰａまで減じたときの測定値である。各タイヤは、フリー状態でのビード部間隔が７．２５インチであり、リム組みによりビード部間隔が狭くなるため、規定リム組み断面幅の方が小さくなっている。
【００２８】
表１中の規格中心値断面幅ＳＷ０は、ＪＡＴＭＡ規格に記載された断面幅の設計中心値（設計寸法）である。
【００２９】
表１中の式（１）のＴＷ／ＳＷは、上記トレッド幅ＴＷと、規定リム組み断面幅ＳＷとの比であり、式（２）のＳＷ／ＳＷ０は、規定リム組み断面幅ＳＷと規格中心値断面幅ＳＷ０との比である。
【００３０】
トレッドキャップゴム層２４の構成については、比較例１〜３及び比較例６は、幅方向の全体で同じゴム（下記表２に示す配合１）を用い、その他の比較例及び実施例では、センター領域２４Ｃとショルダー領域２４Ｓはそのまま（配合１）で、中間領域２４Ｍのゴムを表１に示す通りに変更した（表２に示す配合２〜４）。
【表１】
2007290453.tif 000003
【表２】
2007290453.tif 000004
【００３１】
なお、表２中、各配合のヤングモジュラスは、配合１を１００とした指数で表示した。
【００３２】
上記で作製した各タイヤについて、接地幅、接地圧分散、重量、転がり抵抗、制動性能を測定・評価した。各測定方法は以下の通りである。
【００３３】
・接地幅：１７×７ＪＪのリムに装着し、空気圧１８０ｋＰａとしたタイヤに、制動時にタイヤ１輪あたりに負荷される鉛直方向の荷重に相当する５８８０Ｎ（＝ＪＡＴＭＡ最大荷重×０．８×１．１５）を負荷して、接地幅（トレッド部接地面の周方向に直角の方向の最大長さ）を測定し、比較例１を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど、接地幅が広く、良化されたことを示す。
【００３４】
・接地圧分散：１７×７ＪＪのリムに装着し、空気圧１８０ｋＰａとしたタイヤに、制動時にタイヤ１輪あたりに負荷される鉛直方向の荷重に相当する５８８０Ｎ（＝ＪＡＴＭＡ最大荷重×０．８×１．１５）を負荷して、接地面内における各測定点での垂直接地圧力および平均接地圧を算出の上で、各測定点の接地圧と平均接地圧の差の平方二乗の全測定点の総和を全測定点数で除した値を求め、この値を接地圧分散として、比較例１を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、接地圧が均一化され、良化されたことを示す。
【００３５】
・重量：リム組み前のタイヤ重量を測定し、比較例１を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、軽量であり、良化されたことを示す。
【００３６】
・転がり抵抗：ＳＡＥ Ｊ１２６９に準拠して測定し、比較例１を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗が小さく、良化されたことを示す。
【００３７】
・制動性能：各タイヤを２５００ｃｃの乗用車に装着し、速度１００ｋｍ／ｈからの停止距離を測定し、比較例１を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、良化されたことを示す。
【００３８】
結果は、表１に示す通りであり、コントロールとした比較例１に対し、式（１）が下限を下回った比較例２や、式（１）が上限を超えた比較例３、式（３）が下限を下回った比較例４及び比較例６、式（３）が上限を超えた比較例５、式（３）のみを満たす比較例７、式（１）及び式（３）は満たすが式（２）を満たさない比較例８では、いずれも、軽量化や転がり抵抗を悪化させることなく、接地幅を広げ、かつ接地圧分布を均一化させる上で、充分な結果が得られず、制動性能の向上効果も不十分であった。これに対し、上記式（１）〜（３）を満足する実施例１〜３では、軽量化や転がり抵抗を大きく悪化させることなく、接地幅を広げ、かつ接地圧の均一化が図られており、優れた制動性能の向上効果が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
上記のように本発明によれば、制動性能を向上することができるので、各種空気入りラジアルタイヤに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…空気入りラジアルタイヤ、１６…トレッド部、２４…キャップゴム層、２４Ｃ…センター領域、２４Ｍ…中間領域、２４Ｓ…ショルダー領域、Ａ…タイヤ赤道面、ＳＷ…規定リム組み断面幅、ＴＷ…トレッド幅、Ｒ…リム幅
【図１】
2007290453.tif 000005