(57)【要約】【課題】雪氷路性能を悪化させることなく、トラクション性能を向上しうる。【解決手段】回転方向Ｒが指定された空気入りタイヤ１である。トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向内側に配されかつタイヤ内腔面Ｎを形成するインナーライナ層９と、前記カーカス６と前記インナーライナ層９との間かつバットレス領域Ｂｓに配されるとともに短繊維１１で補強されたゴムからなる補強ゴム層１０とを具える。前記補強ゴム層１０の短繊維１１は、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向Ｒの後着側に配向されるとともに、該短繊維１１のタイヤ放射方向に対する角度θｓが３５〜５５°である。【選択図】図１
2013177065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向内側に配されかつタイヤ内腔面を形成するインナーライナ層と、前記カーカスと前記インナーライナ層との間かつバットレス領域に配されるとともに短繊維で補強されたゴムからなる補強ゴム層とを具え、
前記補強ゴム層の短繊維は、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向の後着側に配向されるとともに、該短繊維のタイヤ放射方向に対する角度が３５〜５５°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記補強ゴム層の幅は、５０〜１００mmである請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記バットレス領域の外面に、タイヤ軸方向外側に隆起したバットレスリブがタイヤ周方向に隔設され、
前記バットレスリブは、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向の後着側に傾斜するとともに、該バットレスリブのタイヤ放射方向に対する角度が３５〜５５°である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記バットレスリブのタイヤ半径方向の長さは、トレッド端からタイヤ最大幅位置までのタイヤ半径方向距離の３０〜５０％である請求項３記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
トレッド部に配された前記トレッドゴムのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）は、４５〜５５度、前記サイドウォール部に配されたサイドウォールゴムのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）は、５０〜５６度である請求項１乃至４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、雪氷路性能を悪化させることなく、トラクション性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面とトレッド面との摩擦力を高め雪氷路性能を向上させるため、トレッド部に柔軟なゴムからなるトレッドゴムを配した空気入りタイヤが知られている。このようなタイヤは、トレッドゴムに合わせて、サイドウォール部にも比較的柔らかいサイドウォールゴムが用いられる。
【０００３】
ところで、空気入りタイヤは、図４に示されるように、タイヤの転動による接地時、トレッドゴムｔとサイドウォールゴムｓとには、回転方向ｎに対して互いに逆向きの大きな力ｆ１、ｆ２が働き、バットレス部ｂに大きなせん断力ｃが作用する。このため、トレッドゴム及びサイドウォールゴムの双方に柔軟なゴムが用いられた空気入りタイヤでは、バットレス部の変形がより大きくなり、サイドウォール部の回転方向の力がこの変形によって損なわれ、十分なトラクション性能が発揮できないという問題があった。関連する技術としては、下記特許文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１８３２２１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６３００７号公報
【特許文献３】特開２００８−２９０５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、カーカスとインナーライナ層との間かつバットレス領域に短繊維で補強された補強ゴム層を配し、この短繊維の配向を特定することを基本として、雪氷路性能を悪化させることなく、トラクション性能を向上しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のうち請求項１記載の発明は、回転方向が指定された空気入りタイヤであって、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向内側に配されかつタイヤ内腔面を形成するインナーライナ層と、前記カーカスと前記インナーライナ層との間かつバットレス領域に配されるとともに短繊維で補強されたゴムからなる補強ゴム層とを具え、前記補強ゴム層の短繊維は、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向の後着側に配向されるとともに、該短繊維のタイヤ放射方向に対する角度が３５〜５５°であることを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記補強ゴム層の幅は、５０〜１００mmである請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記バットレス領域の外面に、タイヤ軸方向外側に隆起したバットレスリブがタイヤ周方向に隔設され、前記バットレスリブは、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向の後着側に傾斜するとともに、該バットレスリブのタイヤ放射方向に対する角度が３５〜５５°である請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
また請求項４記載の発明は、前記バットレスリブのタイヤ半径方向の長さは、トレッド端からタイヤ最大幅位置までのタイヤ半径方向距離の３０〜５０％である請求項３記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
また請求項５記載の発明は、前記トレッド部に配されたトレッドゴムのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）は、４５〜５５度、前記サイドウォール部に配されたサイドウォールゴムのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）は、５０〜５６度である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の空気入りタイヤでは、回転方向が指定され、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向内側に配されかつタイヤ内腔面を形成するインナーライナ層と、前記カーカスと前記インナーライナ層との間かつバットレス領域に配されるとともに短繊維で補強されたゴムからなる補強ゴム層とを具える。また、前記補強ゴム層の短繊維は、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向の後着側に配向されるとともに、該短繊維のタイヤ放射方向に対する角度が３５〜５５°である。このように短繊維の配向の向き及びその角度を特定することにより、バットレス領域の剛性が効果的に高められるため、転動時のバットレス領域の変形を抑え、サイドウォール部の回転方向の力をトレッド部に十分伝達し得る結果、雪氷路性能を悪化させることなくトラクション性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの正規状態の断面図である。
【図２】（ａ）は、補強ゴム層の側面図、（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図３】（ａ）は、空気入りタイヤの部分側面図、（ｂ）は、（ａ）の斜視図である。
【図４】駆動時の空気入りタイヤに働く力を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。本明細書において、「正規状態」とは、タイヤが、正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である状態とし、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、この正規状態で測定された値とする。
【００１４】
また、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"となる。また、前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。
【００１５】
前記タイヤ１は、例えば乗用車用のスタッドレスタイヤとして好適に利用され、タイヤの回転方向Ｒが指定されている。タイヤの回転方向Ｒは、例えばサイドウォール部（図３（ａ）に示す）に、文字等で表示される。このようなタイヤ１のトレッド面２ａには、適宜、タイヤ周方向や軸方向にのびる溝Ｇやサイピング（図示せず）等が設けられる。これにより、雪氷路面との摩擦力が高められて、トラクション性能が向上する。
【００１６】
本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２のタイヤ半径方向内側に配されるベルト層７と、カーカス６のタイヤ半径方向内側に配されるインナーライナ層９と、カーカス６とインナーライナ層９との間に配された補強ゴム層１０と、前記トレッド部２においてベルト層７の外側に配されたトレッドゴム２Ｇと、前記サイドウォール部３においてカーカス６の外側に配されたサイドウォールゴム３Ｇとを具えて構成される。
【００１７】
前記カーカス６は、一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの両側に連なりかつ前記ビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂを一連に設けた少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａからなる。前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードがタイヤ赤道Ｃ方向に対して例えば７５〜９０°の角度で傾けられている。前記カーカスコードには、例えば有機繊維コード又はスチールコードが採用される。
【００１８】
前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態では、タイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度で傾けられたスチールコード等の高弾性のベルトコードを有する。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。
【００１９】
前記インナーライナ層９は、例えば、一対のビード部４、４間に跨って連続してのび、かつカーカス６のタイヤ半径方向内側に配され、タイヤ内腔面Ｎを形成する。このようなインナーライナ層９は、タイヤ内腔内に充填される空気を気密に保持するため、ガスバリア性を有する例えばブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及び／又は臭素化ブチルゴムなどを含む低空気透過性ゴムから形成されるのが望ましい。
【００２０】
前記補強ゴム層１０は、カーカス６のタイヤ半径方向内側面とインナーライナ層９のタイヤ半径方向外側面とに接し、かつバットレス領域Ｂｓに配される。なお、前記バットレス領域Ｂｓとは、本明細書では、サイドウォール部３（ただし、模様や文字部分、リムプロテクタなどは除かれる。）が最もタイヤ軸方向外側に突出するタイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側のサイドウォール領域とする。
【００２１】
また、本実施形態の補強ゴム層１０は、図２（ａ）に示されるように、中心部分がくり抜かれたドーナツ状をなす。なお、補強ゴム層１０は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、タイヤ周方向にある長さを有した扇状のもの（図示せず）が、タイヤ周方向に隔設されたものでも良い。
【００２２】
本実施形態の補強ゴム層１０は、実質的に一定の厚さを有する薄いシート状のゴム層で形成され、かつゴム１００重量部に対して短繊維１１を１０〜３０重量部配合させた短繊維配合ゴムからなる。
【００２３】
前記短繊維１１としては、例えば、グラスファイバー又はカーボンファイバーなどの無機短繊維や、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、又はアラミド繊維などの有機短繊維が望ましい。
【００２４】
図２（ｂ）に示されるように、本実施形態の短繊維１１は、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向Ｒの後着側に配向され、かつ短繊維１１のタイヤ放射方向に対する角度θｓは、３５〜５５°で形成される。このように短繊維１１の配向の向き及びその角度を特定することにより、バットレス領域Ｂｓの剛性を効果的に高め、トレッド部２とサイドウォール部３とに作用するせん断力を小さくすることができ、転動時のバットレス領域Ｂｓの変形が抑制される。従って、サイドウォール部３の回転方向Ｒの力がトレッド部２に十分伝達される結果、トラクション性能が向上する。また、本実施形態のタイヤ１は、トレッドゴム２Ｇのゴム硬度やサイドウォールゴム３Ｇのゴム硬度を高めることがないため、雪氷路性能が悪化することがない。さらに、本実施形態の補強ゴム層１０は、タイヤ周方向に連続するドーナツ状であるため、トラクション性能を効果的に向上させる。なお、前記せん断力は、発明者らの種々の実験により、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向の後着側に向かってタイヤ放射方向に対し４５°の角度で最大となることが判明している。
【００２５】
前記角度θｓが大きくなる又は小さくなると、前記せん断力の方向と大きく乖離し、バットレス領域Ｂｓの変形抑制効果が発揮されないおそれがある。このため、前記角度θｓは、好ましくは４０°以上が望ましく、また好ましくは５０°以下が望ましい。なお、前記角度θｓは、短繊維１１の長手方向に対する角度であって、８０％以上の短繊維１１が前記角度の範囲内であればよい。
【００２６】
このような補強ゴム層１０は、図１に示されるように、そのタイヤ半径方向内端１０ｅとトレッド端Ｔｅとのタイヤ半径方向の長さＬｓが、タイヤ最大幅位置Ｍとトレッド端Ｔｅとのタイヤ半径方向の距離Ｈ１の４０〜６０％であるのが望ましい。これによりバットレス領域Ｂｓの剛性を効果的に高め、転動時のバットレス領域Ｂｓの変形をさらに抑えることができる。
【００２７】
ここで、前記「トレッド端」Ｔｅは、前記正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。そして、このトレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド接地幅ＴＷとして定められる。また、タイヤの各部の寸法等は、特に断りがない場合、前記正規状態での値とする。
【００２８】
さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。
【００２９】
また、タイヤ内腔面Ｎに沿った補強ゴム層１０の幅Ｗ１が大きくなると、トレッド部２の剛性が大きくなり、路面とトレッド面２ａとの摩擦力が低減され、雪氷路性能が悪化するおそれがある。他方、前記幅Ｗ１が小さくなると、転動時のバットレス領域Ｂｓの変形を抑制する効果が発揮されないおそれがある。このため、前記幅Ｗ１は、好ましくは５０mm以上、より好ましくは６０mm以上が望ましく、また好ましくは１００mm以下、より好ましくは９０mm以下が望ましい。
【００３０】
同様の観点より、補強ゴム層１０の厚さＴは、好ましくは０．５〜１．５mmが望ましい。
【００３１】
また、図３（ａ）、（ｂ）に良く示されるように、本実施形態のタイヤ１には、バットレス領域Ｂｓの外面１２に、タイヤ軸方向外側に隆起したバットレスリブ１３がタイヤ周方向に隔設される。
【００３２】
前記バットレスリブ１３は、タイヤ半径方向外側から内側へ向かって回転方向Ｒの後着側に傾斜する形状をなす。このようなバットレスリブ１３は、さらにバットレス領域Ｂｓの剛性を高め、上述のせん断力を小さくして、転動時のバットレス領域Ｂｓの変形をより一層抑制するのに役立つ。本実施形態のバットレスリブ１３は、タイヤ側面視において平行四辺形状をなすが、このような態様に限定されるものではなく、楕円状や三角形状のものでも良い。
【００３３】
また、バットレスリブ１３のタイヤ放射方向に対する角度θｂが大きくなる又は小さくなると、せん断力の方向と大きく乖離し、バットレス領域Ｂｓの変形抑制効果が発揮されないおそれがある。このため、前記角度θｂは、好ましくは３５°以上、より好ましくは４０°以上が望ましく、また好ましくは５５°以下、より好ましくは５０°以下が望ましい。なお、バットレスリブ１３の前記角度θｂは、該バットレスリブ１３の長手方向の中心線１３ｉとタイヤ半径方向線との角度をいう。
【００３４】
このように、本実施形態のタイヤ１では、補強ゴム層１０及びバットレスリブ１３を設け、これら補強ゴム層１０の短繊維１１の前記角度θｓと、バットレスリブ１３の前記角度θｂとを規定することにより、バットレス領域Ｂｓの変形をより効果的に抑制し、十分なトラクション性能を発揮するとともに、雪氷路性能が高く維持される。このため、バットレスリブ１３は、その少なくとも一部と補強ゴム層１０とが、タイヤ内腔面Ｎの法線上に形成されるのが望ましい。
【００３５】
また、本実施形態のバットレスリブ１３のタイヤ半径方向の長さＬｂは、バットレス領域Ｂｓの剛性を高めつつ、トレッド部２の剛性増加を抑制するため、トレッド端Ｔｅからタイヤ最大幅位置Ｍまでのタイヤ半径方向の距離Ｈ１の３０〜５０％であるのが望ましい。
【００３６】
同様の観点より、バットレスリブ１３の幅（バットレスリブ１３の長手方向と直角な幅であって、長手方向に亘る最大の幅）Ｗ２は、５〜１０mmが望ましく、また、バットレスリブ１３は、タイヤ周方向に対して、３〜７°のピッチ角度αで形成されるのが望ましい。
【００３７】
前記トレッドゴム２Ｇは、トレッド部２の幅方向にのびかつトレッド面２ａを形成し、好ましくは、前記トレッド接地幅ＴＷの８０％以上の幅を占めるように配されるのが望ましい。本実施形態のトレッドゴム２Ｇは、トレッド端Ｔｅをタイヤ軸方向外側に越えて配される。
【００３８】
前記サイドウォールゴム３Ｇは、そのタイヤ半径方向の外端がトレッドゴム２Ｇのタイヤ半径方向内側面に接続されている。他方、サイドウォールゴム３Ｇのタイヤ半径方向の内端は、折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側に配されるとともにリム（図示せず）に接触するクリンチゴム４Ｇに接続されている。
【００３９】
本実施形態では、トレッドゴム２Ｇのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｔは、４５〜５５度が望ましく、また、サイドウォールゴム３Ｇのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓは、５０〜５６度であるのが望ましい。これにより、路面とトレッド面２ａとの摩擦力が高められ雪氷路性能が向上されるとともに、両ゴム２Ｇ及び３Ｇの剛性が確保され操縦安定性能が維持される。なお、ゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づき、デュロメータータイプＡにより標準温度２３℃±２℃の下で測定した温度デュロメータＡ硬さである。
【００４０】
以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。
【実施例】
【００４１】
図１に示されるタイヤの基本構造をなすサイズ１７５／６５Ｒ１４の空気入りタイヤが表１の仕様に基づき試作されるとともに、各試供タイヤの雪氷路性能及びトラクション性能がテストされた。なお、トレッドパターンは全て同じ形状である。また、共通仕様は以下の通りである。
補強ゴム層のゴム材料：カーカスプライのトッピングゴムと同配合
短繊維の材料：アラミド繊維
トレッドゴムのゴム硬度：５２度
サイドウォールゴムのゴム硬度：５５度
テスト方法は、次の通りである。
【００４２】
＜雪路性能・氷路性能＞
各試供タイヤを、１５×６ＪＪのリム、２１０ｋＰａの内圧条件下で、排気量２０００ｃｃの前輪駆動車の全輪に装着して雪路及び氷路のテストコースをドライバー１名乗車で走行し、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する走行特性がドライバーの官能評価により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で表示している。数値が大きいほど良好である。
【００４３】
＜トラクション性能＞
上記テスト車両にて、雪路及び氷路の各テストコースを直線で５０ｍ走行したときの走行時間が測定された。結果は、比較例１の走行時間の合計の逆数を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど良好である。
【００４４】
【表１】
2013177065.tif 000003
2013177065.tif 000004
【００４５】
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、トラクション性能が有意に向上していることが確認できる。
【符号の説明】
【００４６】
１    空気入りタイヤ
２    トレッド部
３    サイドウォール部
４    ビード部
５    ビードコア
６    カーカス
９    インナーライナ層
１０    補強ゴム層
１１    短繊維
Ｂｓ  バットレス領域
Ｎ    タイヤ内腔面
Ｒ    回転方向
【図１】
2013177065.tif 000005
【図２】
2013177065.tif 000006
【図３】
2013177065.tif 000007
【図４】
2013177065.tif 000008