(57)【要約】【課題】空気入りタイヤにおいてベースゴム層のゴム構成で制動性能を向上させる。【解決手段】カーカス１４のクラウン部にトレッドゴム１８が設けられ、該トレッドゴムが接地面側のキャップゴム層２０とカーカス側のベースゴム層２２とを備えてなる空気入りタイヤにおいて、ベースゴム層２２のトレッドショルダー部２６を、幅方向モジュラスに対して周方向モジュラスの高い異方性ゴムで形成するとともに、該異方性ゴムの周方向モジュラスを前記ベースゴム層２２のトレッドセンター部２４を形成するゴムの周方向モジュラスよりも高く設定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスのクラウン部にトレッドゴムが設けられ、該トレッドゴムが接地面側のキャップゴム層とカーカス側のベースゴム層とを備えてなる空気入りタイヤにおいて、
前記ベースゴム層のトレッドショルダー部が、幅方向モジュラスに対して周方向モジュラスの高い異方性ゴムで形成されるとともに、該異方性ゴムの周方向モジュラスが前記ベースゴム層のトレッドセンター部を形成するゴムの周方向モジュラスよりも高く設定された空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記トレッドショルダー部を形成する異方性ゴムの周方向モジュラスが、幅方向モジュラスの１．５倍以上であり、かつ、前記トレッドセンター部を形成するゴムの周方向モジュラスの１．５倍以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記トレッドショルダー部を形成する異方性ゴムが短繊維を配合したゴムからなり、前記短繊維の配向方向がタイヤ周方向となるように配置された請求項１又は２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、空気入りタイヤに関するものであり、特にキャップ／ベース構造のトレッドゴムを備え、制動性能の改善を図った空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤにおいて、制動性能の改善、即ち制動距離の短縮には、主にキャップゴムのヒステリシスロス改善による効果が大きい。しかしながら、この手法では、制動性能が向上する反面、転がり抵抗が大きくなって低燃費性が損なわれるという二律背反の問題が生じる。そのため、キャップゴム層以外の構成で制動性能を改善する手法が求められる。
【０００３】
下記特許文献１には、ベースゴム層における幅方向モジュラスに対する周方向モジュラスの比ηを、トレッドショルダー部よりもタイヤ赤道部にて大きくすることにより、乗り心地とブレーキ性能を両立させることが提案されている。より詳細には、ブレーキ性能についてはトレッド部の周方向の剪断剛性が高いほど良化し、特に赤道部の寄与が高く、また、乗り心地については周方向のトレッド部曲げ剛性が柔らかい方がよく、特にショルダー部の寄与が高いことから、ベースゴム層のトレッドショルダー部で周方向モジュラスを低く設定することが提案されている。
【０００４】
下記特許文献２には、トレッドゴムのベースゴム層を、トレッドショルダー部とトレッドセンター部とで区画して設けた構造が開示されており、トレッドセンター部の方がトレッドショルダー部よりもモジュラスが高いゴムを用いることが開示されている。
【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】
【０００５】
特許文献１の上記提案に反し、本発明者らが解析したところによると、制動時に大きな荷重がかかるトレッドショルダー部の周方向モジュラスを低下させると、接地圧が悪化して、制動性能の改善が図れないことが判明した。
【０００６】
また、特許文献２は、発熱性を損なうことなく耐トレッド・ベルト間セパレーション性と耐カット・チッピング性を改善するためになされたものであって、制動性能の向上を意図したものではなく、また、構成上もトレッドショルダー部の方がモジュラスの低いゴムを用いるものであり、本発明とは異なる。
【０００７】
本発明は、トレッドゴムのベースゴム層においてトレッドショルダー部の周方向モジュラスを高くことで制動性能を向上させた空気入り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】
【０００８】
本発明者は、制動性能について鋭意検討した結果、ベースゴム層のトレッドショルダー部の周方向剛性（モジュラス）のみを増加させるという上記従来とは逆の構成を敢えて採用することにより、制動荷重がかかったときの接地形状の変化をコントロールして、ショルダー部の接地圧悪化を抑制しながら、接地幅の伸びを大きくすることができ、これにより、制動距離の短縮が図れることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る空気入りタイヤは、カーカスのクラウン部にトレッドゴムが設けられ、該トレッドゴムが接地面側のキャップゴム層とカーカス側のベースゴム層とを備えてなる空気入りタイヤにおいて、前記ベースゴム層のトレッドショルダー部が、幅方向モジュラスに対して周方向モジュラスの高い異方性ゴムで形成されるとともに、該異方性ゴムの周方向モジュラスが前記ベースゴム層のトレッドセンター部を形成するゴムの周方向モジュラスよりも高く設定されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベースゴム層におけるトレッドショルダー部の周方向モジュラスを増加させることで、制動荷重時の接地幅の伸びを拡大することができ、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】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤについて図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向での半断面図である。このタイヤは、左右一対のビードコア１２と、これら一対のビードコア１２間に跨るように両端部が係止されたトロイド状のカーカス１４と、カーカス１４のクラウン部における径方向外側に設けられたベルト層１６と、ベルト層１６の径方向外側に設けられたトレッドゴム１８とを備えてなる。
【００１３】
トレッドゴム１８は、接地面側のキャップゴム層２０と、カーカス１４側のベースゴム層２２との２層で構成されている。そして、ベースゴム層２２は、タイヤ赤道線ＣＬを含むトレッドセンター部２４と、そのタイヤ幅方向外側に隣接して配置されたトレッドショルダー部２６とで構成されており、トレッドショルダー部２６の周方向モジュラスのみが高くなるように、トレッドセンター部２４とトレッドショルダー部２６は異なる配合のゴム組成物で形成されている。
【００１４】
ここで、トレッドセンター部２４とトレッドショルダー部２６との比率は、上記本発明の効果を発揮させるために次のように設定されることが好ましい。すなわち、タイヤ赤道線ＣＬからトレッド接地端Ｅ（タイヤに標準荷重（ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％の荷重）を負荷したときに路面と接するトレッドゴム１８の外側端）との距離をｘとしたとき、トレッドセンター部２４とトレッドショルダー部２６の境界線Ｆがタイヤ赤道線ＣＬからｙ＝０．２ｘ〜０．８ｘの範囲内に設定されることが好ましく、より好ましくは０．４ｘ〜０．７ｘの範囲内に設定されることである。
【００１５】
トレッドショルダー部２６を形成するショルダーゴムは、幅方向モジュラスについては、トレッドセンター部２４を形成するセンターゴムと略同等でありながら、周方向モジュラスについては、該センターゴムのよりも高いゴムで形成されている。より詳細には、該センターゴムとしては、周方向モジュラスと幅方向モジュラスが略同等の等方性ゴムが用いられるのに対し、該ショルダーゴムとしては、幅方向モジュラスに対して周方向モジュラスの高い異方性ゴムが用いられる。
【００１６】
ここで、周方向モジュラスとは、タイヤ周方向に沿った方向のモジュラスであり、幅方向モジュラスとは、タイヤ幅方向に沿った方向のモジュラスである。また、モジュラスは、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定される１００％モジュラスである。
【００１７】
トレッドショルダー部２６を形成する上記異方性ゴムとしては、特に限定されないが、短繊維を配合したゴムを、該短繊維の配向方向がタイヤ周方向となるように配置する構成が好適である。
【００１８】
かかる短繊維としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などの有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などの無機繊維、高分子ウィスカー、金属やセラミックなどのウィスカーが挙げられる。好ましくはＰＶＡ短繊維であり、ＰＶＡ短繊維をレゾルシン・ホルマリン・ラテックス液（ＲＦＬ液）で処理したものが特に好ましく用いられる。ここで、ＲＦＬ液とは、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物（レゾルシンとホルマリンを塩基性触媒下で反応させたもの）をラテックスに混合したものであり、このＲＦＬ液にＰＶＡ短繊維を浸漬（ディッピング）するなどして処理したものが用いられる。
【００１９】
短繊維の繊度および繊維長は、特に限定されるものではないが、例えば、繊度が０．５〜５ｄｔｅｘ、繊維長が１〜１０ｍｍ程度のものが好ましい。また、短繊維の配合量も特に限定されないが、ゴム成分１００重量部に対して２〜８重量部程度が好適である。
【００２０】
短繊維を配合するベースとなるゴム組成物配合は、通常のベースゴム配合を用いることができ、即ち、ゴム成分としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のジエン系ゴムが用いられ、これに各種添加剤として、硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸、カーボンブラックやシリカ等の補強用充填材、軟化剤、老化防止剤などが配合される。
【００２１】
このような短繊維が配合されたゴムは、押し出し機を用いて押し出される際に、短繊維が移送方向、即ち列理方向に配向する。そのため、この押し出し物をその長手方向（列理方向）がタイヤ周方向になるようにベルト層１６上に配置すれば、短繊維をタイヤ周方向に配向させることができる。これにより、タイヤ周方向のモジュラスが高く、該周方向と直交するタイヤ幅方向やタイヤ径方向（ベースゴム層２２の厚み方向）でのモジュラスを低く設定することができる。
【００２２】
以上のようにベースゴム層２２のトレッドショルダー部２６の周方向モジュラスのみを増加させることにより、制動時に大きな荷重がかかるショルダー部において、通常接地時から制動荷重がかかったときの接地形状の変化をコントロールして、ショルダー部の接地圧悪化を抑制することができる。また、制動時に、トレッドショルダー部２６において、接地長の伸びは、高い周方向モジュラスにより抑制されるとともに、幅方向についてはモジュラスが低く設定されているので、接地幅の伸び（即ちタイヤの幅方向への広がり）を大きくすることができる。そのため、制動距離が短縮され、制動性能を向上することができる。すなわち、制動性能向上のためには、制動時におけるセンター部での接地長の伸びは抑制せずに、ショルダー部での接地長の伸びを抑制して、ショルダー部での接地幅の伸びを増大させることが効果的であると考えられ、上記のようにトレッドショルダー部２６の周方向モジュラスのみを増加させることでかかる作用効果を有利に奏することができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、ベースゴム層２２の構成により制動性能を向上するものであり、キャップゴム層２０については従来と同様の構成を採用することができるので、耐摩耗性などの他のタイヤ性能を損なうことを回避できる。
【００２４】
上記トレッドショルダー部２６を形成する異方性ゴムは、その周方向モジュラスが幅方向モジュラスの１．５倍以上であることが、上記作用効果の点から好ましく、より好ましくは２倍以上である。なお、上限は特に限定されないが、通常４倍以下である。また、該異方性ゴムの周方向モジュラスは、トレッドセンター部２４を形成するゴムの周方向モジュラスの１．５倍以上であることが、上記作用効果の点から好ましく、より好ましくは２倍以上である。なお、上限は特に限定されないが、通常４倍以下である。
【実施例】
【００２５】
（ゴムの調製および物性測定）
下記表１に示す配合に従って、配合Ａ〜Ｃのゴム組成物を調製した。表１中の各成分の詳細は次の通りである。
【００２６】
・ＳＢＲ：ＪＳＲ社製スチレンブタジエンゴム（商品名「ＳＢＲ１５０２」）、
・天然ゴム：ＲＳＳ＃３、
・短繊維１：株式会社クラレ製ＲＦＬ処理ビニロン短繊維（商品名「ＦＷ−Ｒ」）、
・短繊維２：帝人社製アラミド短繊維（商品名「タウロン１０９１」）、
・ＦＥＦ：東海カーボン社製カーボンブラック（商品名「シーストＳＯ」）、
・アロマオイル：ジャパンエナジー株式会社製アロマ系プロセスオイル（商品名「ＪＯＭＯプロセスＸ−１４０」）。
【００２７】
なお、各ゴム組成物には、共通配合として、ゴム成分１００重量部に対し、老化防止剤（フレキシス製、商品名「サントフレックス６ＰＰＤ」）１．５重量部、ステアリン酸（花王石鹸製、商品名「ルナックＳ２０」）２．０重量部、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製、商品名「亜鉛華１号」）２．０重量部、加硫促進剤ＣＺ（大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーＣＺ−Ｇ」）１．５重量部、硫黄（細井化学工業株式会社製、商品名「粉末硫黄１５０メッシュ」）２．０重量部を配合した。
【００２８】
各ゴム組成物について、１２インチロールを用いて、厚み２ｍｍの未加硫ゴムシートを作製し、縦１２０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚み２ｍｍに成型し、１６０℃×２０分でプレス加硫してサンプルを作製した。そして、該サンプルについて、列理方向（押し出し方向）と、列理方向に対して直角方向の２方向について、それぞれ１００％モジュラスをＪＩＳ  Ｋ６２５１準拠の方法により測定した。結果を表１に示す。なお、表１中の（  ）内は、配合Ａの列理方向の１００％モジュラスを１００とした指数表示である。
【表１】
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【００２９】
（タイヤの作製及び評価）
実施例１，２および比較例１〜３のタイヤとして、図１に示す断面構造の乗用車用空気入りラジアルタイヤを、タイヤサイズ：２１５／６５Ｒ１６として作製した。各タイヤにおけるベースゴム層２２のゴム構成は下記表２に示す通りであり、該ゴム構成以外は実施例１，２と比較例１〜３とで同様の構成とした。なお、比較例１は、コントロールとして、ベースゴム層がトレッドショルダー部とトレッドセンター部で分割されていないタイヤである。また、各タイヤにおいて、ベースゴム層２２の厚みは２．０ｍｍとし、キャップゴム層２０の厚みは８．０ｍｍとした。また、タイヤ赤道線ＣＬからトレッドセンター部２４とトレッドショルダー部２６の境界線Ｆまでの距離ｙは、ｙ＝０．６ｘとした（ｘ＝８３ｍｍ、ｙ＝５０ｍｍ）。
【００３０】
実施例１，２及び比較例１〜３の各タイヤについて、制動時における接地幅の伸びとショルダー部での接地長伸びと最大接地圧を測定するとともに、制動性能を評価測定した。各測定方法は以下の通りである。
【００３１】
・接地幅伸び、接地長伸び、最大接地圧：使用リム：１６×６．５ＪＪ、空気圧：２３０ｋＰａとし、タイヤに負荷する荷重を通常時６４０ｋｇ、制動時８３０ｋｇとして、通常時から制動時における接地幅の変化と、ショルダー部での接地長の変化を測定し、比較例１を１００とした指数で表示した。また、制動荷重時における最大接地圧を比較例１を１００とした指数で表示した。
【００３２】
・制動性能（制動距離短縮率）：使用リム：１６×６．５ＪＪ、空気圧：２３０ｋＰａとして、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を基準とした制動距離の短縮率を求めた。
【表２】
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【００３３】
表２に示すように、本発明に係る実施例１，２では、比較例１に対し、制動時におけるショルダー部での接地長の伸びが抑えられて、接地幅の伸びが増加しており、最大接地圧が低減していた。そして、その結果、比較例１に対し、制動距離が短縮されており、制動性能が向上していた。
【００３４】
これに対し、トレッドセンター部２４とトレッドショルダー部２６の双方に上記配合Ｂの異方性ゴムを用いた比較例２や、トレッドセンター部２４のみに上記配合Ｂの異方性ゴムを用いてトレッドセンター部２４の周方向モジュラスのみを増加させた比較例３では、制動性能の向上効果が認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
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、各種空気入りタイヤに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの幅方向半断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１２…ビードコア、１４…カーカス、１６…ベルト層、１８…トレッドゴム、２０…キャップゴム層、２２…ベースゴム層、２４…トレッドセンター部、２６…トレッドショルダー部
【図１】
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