JP2006327256A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤの耐転覆特性を向上できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】この空気入りタイヤ1は、タイヤのトレッド面を構成するキャップトレッドゴム51と、キャップトレッドゴム51の下層に配置されるアンダートレッドゴム52とを有する。そして、キャップトレッドゴム51は、タイヤ中心線CLよりも車両外側の領域に、タイヤ周方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMa(JIS−K6251)とタイヤ幅方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部511を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】この空気入りタイヤ1は、タイヤのトレッド面を構成するキャップトレッドゴム51と、キャップトレッドゴム51の下層に配置されるアンダートレッドゴム52とを有する。そして、キャップトレッドゴム51は、タイヤ中心線CLよりも車両外側の領域に、タイヤ周方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMa(JIS−K6251)とタイヤ幅方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部511を有する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの耐転覆特性を向上できる空気入りタイヤに関する。
近年では、車両の高重心化とタイヤの低扁平化とに伴い、タイヤの耐転覆特性(高速レーンチェンジ時などにおける車両の転覆を抑制するためのタイヤ特性)を向上すべき要請がある。かかる耐転覆特性は、操縦安定性等に影響を与えない範囲内で最大コーナリングフォースを適度に抑制することにより改善され、一般に、タイヤのCFカーブや接地形状の調整により適正化されている。
なお、この発明にかかる空気入りタイヤに対して課題が異なるが構成が類似する従来の空気入りタイヤとして、特許文献1に記載される技術が知られている。従来の空気入りタイヤは、トレッド表面に刻まれた溝で構成されるトレッドパターンがタイヤ赤道面に対して非対称であり、トレッドゴム層がキャップゴムと、前記キャップゴムの下に配置されたベースゴムを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ装着時、赤道面を挟んで車両外側領域の外側溝面積S1と車両内側領域の内側溝面積S2とが、0.6<S1/S2<1.0であり、前記キャップゴムの反発弾性率が40%を越え、かつ60%未満であり、かつ前記キャップゴムの車両外側領域に高硬度ゴム、車両内側領域に当該車両外側領域よりも低い硬度の低硬度ゴムを配置し、(高硬度ゴムの接地幅/タイヤ接地幅)が0.4を越え、かつ0.6未満となるように当該キャップゴムが配置されており、前記高硬度ゴムのゴム硬度が、63°を越え、かつ71°未満であり、前記低硬度ゴムのゴム硬度が、55°を越え、かつ63°未満であり、前記高硬度ゴムのゴム硬度と前記低硬度ゴムのゴム硬度とのゴム硬度の差が5°以上であり、前記ベースゴムの厚さが、1.0mmを越え、かつ3.0mm未満であり、前記ベースゴムの反発弾性率が64%を越え、かつ85%未満であることを特徴とする。
この発明は、タイヤの耐転覆特性を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤのトレッド面を構成するキャップトレッドゴムを有する空気入りタイヤであって、前記キャップトレッドゴムは、タイヤ中心線CLよりも車両外側の領域に、タイヤ周方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMa(JIS−K6251)とタイヤ幅方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部を有することを特徴とする。
この空気入りタイヤでは、キャップトレッドゴムが、車両外側の領域に、タイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部を有するので、車両外側の領域がタイヤ接地時にてタイヤ幅方向に変形し易い。これにより、高スリップアングル時や高加重時の最大コーナリングフォースが減少するので、タイヤの耐転覆特性が向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaが5[MPa]≦Ma≦15[MPa]の範囲内にある。
この空気入りタイヤでは、異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaが適正化されているので、必要なトレッド剛性が確保されてタイヤの操縦安定性能および制動性能が維持される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記異方性ゴム部のタイヤ幅方向のモジュラスMbが3[MPa]≦Mb≦13[MPa]の範囲内にある。
この空気入りタイヤでは、異方性ゴム部のタイヤ幅方向のモジュラスMbが適正化されているので、タイヤの耐転覆特性がより効果的に向上する利点がある。また、必要なトレッド剛性が確保されるので、タイヤの操縦安定性能および制動性能が維持される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとが0.5≦Mb/Maの関係を満たす。
この空気入りタイヤでは、異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとの比Mb/Maが適正化されているので、車両外側の領域(異方性ゴム部)におけるタイヤ周方向とタイヤ幅方向との剛性比あるいは剛性差が適正化されて、操縦安定性が確保される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaと、車両内側の領域における300[%]引張時のモジュラスMaとが、0.7≦Mc/Ma≦1.2の関係を満たす。
この空気入りタイヤでは、異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaと、車両内側の領域における300[%]引張時のモジュラスMaとが適正化されているので、タイヤの制動性能および操縦安定性能が確保される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、積層された複数のベルト材から成るベルト層を有し、複数の前記ベルト材のうちタイヤ径方向の最も内側にあるベルト材を第一ベルト材と呼ぶときに、前記異方性ゴム部の幅D0と前記第一ベルト材の幅Dとの比D0/Dが0.15≦D0/D≦0.40の範囲内にある。
この空気入りタイヤでは、異方性ゴム部の幅D0と第一ベルト材の幅Dとの比D0/Dが適正化されているので、タイヤの耐転覆特性および操縦安定性が向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記キャップトレッドゴムの硬度が車両外側の領域と車両内側の領域とで略均一である。
この空気入りタイヤでは、キャップトレッドゴムの硬度が、車両外側の領域と車両内側の領域とで略均一なので、タイヤの耐偏摩耗性能および操作フィーリング性能が向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記異方性ゴム部には、短繊維がタイヤ周方向に配列されて混合されている。
この空気入りタイヤでは、異方性ゴム部に、短繊維がタイヤ周方向に配列されて混合されているので、モジュラスの異方性のコントロールにより耐転覆特性と操縦安定性とを両立し易いという利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記キャップトレッドゴムの下層にアンダートレッドゴムを有し、前記アンダートレッドゴムが、タイヤのセンター領域に位置するセンター領域部とショルダー領域に位置するショルダー領域部とを有し、且つ、前記センター領域部の動的弾性率ECと前記ショルダー領域部の動的弾性率ESとがEC<ESの関係を有する。
この空気入りタイヤでは、アンダートレッドゴムが、タイヤのセンター領域に位置するセンター領域部とショルダー領域に位置するショルダー領域部とを有し、且つ、センター領域部の動的弾性率ECとショルダー領域部の動的弾性率ESとがEC<ESの関係を有する。かかる構成では、センター領域部の動的弾性率ECがショルダー領域部の動的弾性率ESよりも小さいので、高荷重時におけるタイヤ接地長の変化量が大きくなる。これにより、タイヤの耐転覆特性が向上する利点がある。また、ショルダー領域部のタイヤ剛性がセンター領域部よりも大きくなるので、操縦安定性能が確保される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記センター領域部の動的弾性率ECおよび前記ショルダー領域部の動的弾性率ESが、1.0[MPa]≦EC≦5.0[MPa]、5.0[MPa]≦ES≦15.0[MPa]、且つ、1.20≦ES/ECである。
この空気入りタイヤでは、センター領域部の動的弾性率ECおよびショルダー領域部の動的弾性率ESが適正化されているので、タイヤの耐転覆特性および転がり抵抗が確保される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、積層された複数のベルト材から成るベルト層を有し、複数の前記ベルト材のうちタイヤ径方向の最も内側にあるベルト材を第一ベルト材と呼ぶときに、前記センター領域部の幅DCと前記第一ベルト材の幅Dとの比DC/Dが0.30≦DC/D≦0.70の範囲内にある。
この空気入りタイヤでは、センター領域部の幅DCと第一ベルト材の幅Dとの比DC/Dが適正化されているので、タイヤの操縦安定性が維持されると共に耐転覆特性が向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ径方向に対する前記センター領域部の厚さTCと、前記キャップトレッドゴムおよび前記アンダートレッドゴムの厚さTとの比TC/Tが0.10≦TC/T≦0.50の範囲内にある。
この空気入りタイヤでは、タイヤ径方向に対するセンター領域部の厚さTCと、トレッド層全体(キャップトレッドゴムおよびアンダートレッドゴム)の厚さTとの比TC/Tが適正化されているので、タイヤの転がり抵抗を維持しつつ耐転覆特性を向上させ得る利点がある。
この発明にかかる空気入りタイヤでは、キャップトレッドゴムが、車両外側の領域に、タイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部を有するので、車両外側の領域がタイヤ接地時にてタイヤ幅方向に変形し易い。これにより、高スリップアングル時や高加重時の最大コーナリングフォースが減少するので、タイヤの耐転覆特性が向上する利点がある。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
図1は、この発明にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。図2は、図1に記載した空気入りタイヤのキャップトレッドゴムを示す説明図である。図3は、図1に記載した空気入りタイヤのアンダートレッドゴムを示す説明図である。図4および図5は、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。
この空気入りタイヤ1は、ビードコア(図示省略)と、カーカス層3と、ベルト層4と、キャップトレッドゴム51と、アンダートレッドゴム52と、サイドウォールゴム6とを含み構成される。ビードコアは、左右一対を一組として構成される。カーカス層3は、左右のビードコア2、2間にトロイド状に架け渡される。ベルト層4は、積層された複数のベルト材41〜43から成り、カーカス層3のタイヤ径方向外周に配置される。なお、これらのベルト材41〜43のうちタイヤ径方向の最も内側(最下層)に配置されるベルト材41を第一ベルト材と呼ぶ。
キャップトレッドゴム51は、ベルト層4のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド面を構成する。アンダートレッドゴム52は、キャップトレッドゴム51の下層(タイヤ径方向内側の層。キャップトレッドゴム51とベルト層4との間の層。)に配置される。なお、タイヤのトレッド部は、キャップトレッドゴム51、アンダートレッドゴム52、ショルダートレッドゴム53を含む複数種類のゴム材により構成される。サイドウォールゴム6は、カーカス層3のタイヤ幅方向外側に配置され、タイヤのサイドウォール部を構成する。
また、この空気入りタイヤ1では、車両に対する装着方向が規定されている。例えば、トレッドパターンがタイヤ中心線に対して点対称もしくは非対称に構成されており(図示省略)、タイヤ装着状態にて車両内側(あるいは車両外側)に対する向きが指定されている。
ここで、発明者らの研究によれば、タイヤの耐転覆特性(高速レーンチェンジ時などにおける車両の転覆を抑制するためのタイヤ特性)は、トレッド部を構成するゴム材のコンパウンド物性(特に300[%]引張時のモジュラス)およびサイドウォール部の剛性に大きく依存することが判明している。例えば、耐転覆特性に関する重相関分析によれば、キャップトレッドゴム51のコンパウンド物性が耐転覆特性に関する各パラメータ(最大コーナリングフォース)に対して高い寄与率を有することが判明している。
この点に鑑み、この空気入りタイヤ1では、キャップトレッドゴム51がタイヤ中心線CLよりも車両外側の領域に異方性ゴム部511を有する(図1参照)。この異方性ゴム部511は、タイヤ周方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMa(JIS−K6251)とタイヤ幅方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を有するゴム材(コンパウンド)から成る。すなわち、異方性ゴム部511では、タイヤ幅方向のモジュラスMbがタイヤ周方向のモジュラスMaよりも小さい(Ma>Mb)。したがって、キャップトレッドゴム51は、車両のコーナーリング時にて接地する部分(車両外側の領域)が変形し易いように構成されている。
なお、キャップトレッドゴム51は、車両外側の領域の少なくとも一部に異方性ゴム部511を有すれば良い。また、車両外側あるいは車両内側は、空気入りタイヤ1が車両に装着された状態を基準として定義される。
一方、キャップトレッドゴム51は、異方性ゴム部511以外のゴム部(以下、他のゴム部という。)512が通常のゴム材により構成される。例えば、他の部分512は、タイヤ周方向およびタイヤ幅方向に対して一様なモジュラスMcを有する。
具体的には、キャップトレッドゴム51が異方性ゴム部511と他のゴム部512とから成り(マルチトレッド構造)、タイヤ子午線方向の断面視にて、異方性ゴム部511と他のゴム部512との境界がタイヤ中心線CLよりも車両外側の領域に位置する。したがって、各ゴム部511、512の境界から車両外側の領域が異方性を有するゴム材により構成され、この境界から車両内側の領域が通常のゴム材により構成される。なお、キャップトレッドゴム51は、異方性ゴム部511および他のゴム部512以外の部分を有しても良い。
[効果]
この空気入りタイヤ1では、キャップトレッドゴム51が、車両外側の領域に、タイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部511を有するので、車両外側の領域がタイヤ接地時にてタイヤ幅方向に変形し易い。これにより、高スリップアングル時や高加重時の最大コーナリングフォースが減少するので、タイヤの耐転覆特性が向上する利点がある。
この空気入りタイヤ1では、キャップトレッドゴム51が、車両外側の領域に、タイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部511を有するので、車両外側の領域がタイヤ接地時にてタイヤ幅方向に変形し易い。これにより、高スリップアングル時や高加重時の最大コーナリングフォースが減少するので、タイヤの耐転覆特性が向上する利点がある。
[変形例1]
なお、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511のタイヤ周方向のモジュラスMaが5[MPa]≦Ma≦15[MPa]の範囲内にあることが好ましい。これにより、必要なトレッド剛性が確保されるので、タイヤの操縦安定性能および制動性能が維持される利点がある。
なお、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511のタイヤ周方向のモジュラスMaが5[MPa]≦Ma≦15[MPa]の範囲内にあることが好ましい。これにより、必要なトレッド剛性が確保されるので、タイヤの操縦安定性能および制動性能が維持される利点がある。
また、異方性ゴム部511のタイヤ幅方向のモジュラスMbが3[MPa]≦Mb≦13[MPa]の範囲内にあることが好ましい。これにより、タイヤ接地時における車両外側領域のタイヤ幅方向の変形量が適正化されているので、タイヤの耐転覆特性がより効果的に向上する利点がある。また、必要なトレッド剛性が確保されるので、タイヤの操縦安定性能および制動性能が維持される利点がある。
また、異方性ゴム部511のタイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとが、0.5≦Mb/Maの関係(下限)、あるいは、1≦Ma−Mb≦8の関係(剛性差)を満たすことが好ましい。これにより、車両外側の領域(異方性ゴム部511)におけるタイヤ周方向とタイヤ幅方向との剛性比あるいは剛性差が適正化されているので、耐転覆特性と操縦安定性とが両立される利点がある。
[変形例2]
また、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511のタイヤ周方向のモジュラスMaと、車両内側の領域における300[%]引張時のモジュラスMaとが、0.7≦Mc/Ma≦1.2の関係を満たすことが好ましい。また、これらが0.9≦Mc/Ma≦1.1の関係を満たすことがより好ましい。これにより、車両外側の領域(異方性ゴム部511)と車両内側の領域とのモジュラス差が適正化されているので、タイヤの制動性能および操縦安定性能が確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511のタイヤ周方向のモジュラスMaと、車両内側の領域における300[%]引張時のモジュラスMaとが、0.7≦Mc/Ma≦1.2の関係を満たすことが好ましい。また、これらが0.9≦Mc/Ma≦1.1の関係を満たすことがより好ましい。これにより、車両外側の領域(異方性ゴム部511)と車両内側の領域とのモジュラス差が適正化されているので、タイヤの制動性能および操縦安定性能が確保される利点がある。
[変形例3]
また、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511の幅D0と第一ベルト材41の幅Dとの比D0/Dが0.15≦D0/D≦0.40の範囲内にあることが好ましい。かかる構成では、異方性ゴム部511の幅D0が第一ベルト材41の幅Dに対して適正化されているので、タイヤの耐転覆特性および操縦安定性が向上する利点がある。具体的には、比D0/DがD0/D<0.15であると、最大コーナリングフォースが効果的に低減されず、タイヤの耐転覆特性が改良されない。また、比D0/Dが0.40<D0/Dであると、トレッド部の剛性が低下して操縦安定性が悪化する。
また、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511の幅D0と第一ベルト材41の幅Dとの比D0/Dが0.15≦D0/D≦0.40の範囲内にあることが好ましい。かかる構成では、異方性ゴム部511の幅D0が第一ベルト材41の幅Dに対して適正化されているので、タイヤの耐転覆特性および操縦安定性が向上する利点がある。具体的には、比D0/DがD0/D<0.15であると、最大コーナリングフォースが効果的に低減されず、タイヤの耐転覆特性が改良されない。また、比D0/Dが0.40<D0/Dであると、トレッド部の剛性が低下して操縦安定性が悪化する。
[変形例4]
また、この空気入りタイヤ1では、キャップトレッドゴム51の硬度が、車両外側の領域と車両内側の領域とで略均一であることが好ましい。すなわち、異方性ゴム部511の硬度および他のゴム部512の硬度が略等しいことが好ましい。これにより、タイヤの耐偏摩耗性能および操作フィーリング性能が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、キャップトレッドゴム51の硬度が、車両外側の領域と車両内側の領域とで略均一であることが好ましい。すなわち、異方性ゴム部511の硬度および他のゴム部512の硬度が略等しいことが好ましい。これにより、タイヤの耐偏摩耗性能および操作フィーリング性能が向上する利点がある。
[変形例5]
また、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511に、短繊維がタイヤ周方向に配列されて混合されていることが好ましい。これにより、モジュラスの異方性のコントロールにより耐転覆特性と操縦安定性とを両立し易いという利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、異方性ゴム部511に、短繊維がタイヤ周方向に配列されて混合されていることが好ましい。これにより、モジュラスの異方性のコントロールにより耐転覆特性と操縦安定性とを両立し易いという利点がある。
なお、短繊維の種類には、例えば、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、PVA繊維(ビニロン繊維)、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアクリル繊維、アラミド繊維その他の有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維その他の無機繊維、あるいは、綿、麻その他の天然繊維が含まれる。ただし、短繊維の種類は、これらの限定されない。また、短繊維は、太さが5[dtex]〜15[dtex]であり、長さが3[mm]〜50[mm]であることが好ましい。また、かかる異方性ゴム部511は、例えば、未加硫のゴム材に短繊維を配合すると共に、これを押出機中にて混練しつつ板状に押し出すことにより成形される。
[変形例6]
また、この空気入りタイヤ1では、アンダートレッドゴム52が、タイヤのセンター領域に位置するセンター領域部521とショルダー領域に位置するショルダー領域部522とを有し、且つ、センター領域部521の動的弾性率ECとショルダー領域部522の動的弾性率ESとがEC<ESの関係を有することが好ましい(図1および図2参照)。例えば、アンダートレッドゴム52がセンター領域部521と一対のショルダー領域部522、521とから成り、センター領域部521を中心としてタイヤ幅方向の両外側に各ショルダー領域部522、521が配置される。なお、アンダートレッドゴム52は、センター領域部521およびショルダー領域部522が一体化されて成る単一構造を有しても良いし、センター領域部521およびショルダー領域部522に分割された構造を有しても良い。
また、この空気入りタイヤ1では、アンダートレッドゴム52が、タイヤのセンター領域に位置するセンター領域部521とショルダー領域に位置するショルダー領域部522とを有し、且つ、センター領域部521の動的弾性率ECとショルダー領域部522の動的弾性率ESとがEC<ESの関係を有することが好ましい(図1および図2参照)。例えば、アンダートレッドゴム52がセンター領域部521と一対のショルダー領域部522、521とから成り、センター領域部521を中心としてタイヤ幅方向の両外側に各ショルダー領域部522、521が配置される。なお、アンダートレッドゴム52は、センター領域部521およびショルダー領域部522が一体化されて成る単一構造を有しても良いし、センター領域部521およびショルダー領域部522に分割された構造を有しても良い。
かかる構成では、センター領域部521の動的弾性率ECがショルダー領域部522の動的弾性率ESよりも小さいので、高荷重時におけるタイヤ接地長の変化量が大きくなる。これにより、タイヤの耐転覆特性が向上する利点がある。また、ショルダー領域部522のタイヤ剛性がセンター領域部521よりも大きくなるので、操縦安定性能が確保される利点がある。このように、アンダートレッドゴム52の動的弾性率EC、ESをタイヤ幅方向(センター領域部521およびショルダー領域部522)で変化させることにより、タイヤの平均接地長の最適化あるいはトレッド部の面外曲げ剛性の調整が可能となる。
なお、ショルダー領域部522の動的弾性率ESとセンター領域部521の動的弾性率ECとの差ES−ECは、2[MPa]≦ES−ECであることが好ましく、5[MPa]≦ES−ECであることがより好ましい。これにより、タイヤの耐転覆特性がより効果的に向上する利点がある。
また、上記の構成では、センター領域部521の動的弾性率ECおよびショルダー領域部522の動的弾性率ESが、1.0[MPa]≦EC≦5.0[MPa]、5.0[MPa]≦ES≦15.0[MPa]、且つ、1.20≦ES/EC(ESがECよりも20[%]以上大きい)であることが好ましい。かかる構成では、センター領域部521およびショルダー領域部522の動的弾性率ES、ECが適正化されているので、タイヤの耐転覆特性および転がり抵抗が確保される利点がある。例えば、センター領域部521の動的弾性率ECが5.0[MPa]<ECとなると、タイヤ接地長が不十分となり耐転覆特性が改良されない。また、ショルダー領域部522の動的弾性率ESが15.0[MPa]<ESとなると、耐転覆特性および転がり抵抗が悪化する。
また、上記の構成では、センター領域部521の幅DCと第一ベルト材41の幅Dとの比DC/Dが0.30≦DC/D≦0.70の範囲内にあることが好ましい(図3参照)。かかる構成では、センター領域部521の幅DCが適正化されているので、タイヤの操縦安定性が維持されると共に耐転覆特性が向上する利点がある。例えば、センター領域部521の幅が狭すぎてDC/D<0.30となると、高荷重時におけるタイヤ接地長の変化量が小さくなり、耐転覆特性が改良されない。また、0.70<DC/Dとなると、操縦安定性が悪化する。
また、上記の構成では、タイヤ径方向に対するセンター領域部521の厚さTCと、トレッド層全体(キャップトレッドゴム51およびアンダートレッドゴム52)の厚さTとの比TC/Tが0.10≦TC/T≦0.50の範囲内にあることが好ましい。かかる構成では、センター領域部521の厚さTCが適正化されているので、タイヤの転がり抵抗を維持しつつ耐転覆特性を向上させ得る利点がある。例えば、センター領域部521の厚さTCが薄くてTC/T<0.10となると、タイヤ幅方向の剛性変化が小さくなり、耐転覆特性が改良されない。また、センター領域部521の厚さTCが厚すぎると、タイヤ重量の増加や転がり抵抗の悪化が生ずる。
また、同様に、タイヤ径方向に対するショルダー領域部522の厚さTSと、トレッド層全体の厚さTとの比TS/Tが0.1≦TS/T≦0.4の範囲内にあることが好ましい。タイヤの転がり抵抗を維持しつつ耐転覆特性を向上させ得る利点がある。
[性能試験1]
この実施例では、キャップトレッドゴムの構成が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、(1)耐転覆特性、(2)操縦安定性能および(3)制動性能にかかる性能試験が行われた(図4参照)。この性能試験では、タイヤサイズ185/60R15 85Hの空気入りタイヤがJATMA規定の正規リムに装着され、この空気入りタイヤに正規内圧および正規荷重が付与される。
この実施例では、キャップトレッドゴムの構成が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、(1)耐転覆特性、(2)操縦安定性能および(3)制動性能にかかる性能試験が行われた(図4参照)。この性能試験では、タイヤサイズ185/60R15 85Hの空気入りタイヤがJATMA規定の正規リムに装着され、この空気入りタイヤに正規内圧および正規荷重が付与される。
(1)耐転覆特性にかかる性能試験では、排気量1300[cc]クラスの国産小型車に空気入りタイヤが装着されて、ダブルレーンチェンジ(ISO3888−2:エルクテスト)が実施された。そして、車両走行時にて車輪がリフトアップするか否かを基準として耐転覆特性が評価される。評価結果では、車輪がリフトアップしなかった場合に○印が付されている。
(2)操縦安定性にかかる性能試験では、空気入りタイヤが試験車両に装着され、この試験車両が平坦な周回路を有するテストコースを60[km/h]〜100[km/h]の走行速度にて走行する。そして、レーンチェンジ時およびコーナリング時の操舵性と直進時の安定性について、専門パネラー3名による感応評価が行われる。評価結果は、従来例を基準(100)とする指数値で示されており、この指数が大きいほど好ましい。
(3)制動性能にかかる性能試験では、空気入りタイヤが試験車両に装着され、平滑路面を有するテストコースにて100[km/h]の走行速度からの制動距離が測定される。そして、かかる測定値が各空気入りタイヤ毎に5回ずつ実施され、測定値の平均に対して評価が行われる。評価結果は、従来例を基準(100)とする指数値で示されており、この指数が大きいほど好ましい。
従来例1の空気入りタイヤは、キャップトレッドゴムが単一のゴム材料から成り、その車両内側の領域および車両外側の領域のモジュラスが等しい。発明例1、2の空気入りタイヤは、キャップトレッドゴム51の車両外側の領域に異方性ゴム部511を有し、この異方性ゴム部511のタイヤ幅方向のモジュラスMbがタイヤ周方向のモジュラスMaよりも小さい(Ma>Mb)。また、異方性ゴム部511がポリアミド繊維の配合により構成されている。なお、これらの空気入りタイヤは、そのトレッドコンパウンドのJIS硬度がいずれも相等しい。
図4の試験結果に示すように、発明例1、2の空気入りタイヤでは、タイヤの耐転覆特性がいずれも向上していることが分かる。また、発明例1、2および比較例1の空気入りタイヤを比較すると、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向のモジュラス比Mb/Maが適正化されていることにより、タイヤの耐転覆特性が向上することが分かる。また、発明例1および発明例5の空気入りタイヤを比較すると、異方性ゴム部511のトレッド幅比D0/Dが適正化されていることにより、タイヤの耐転覆特性が向上することが分かる。
[性能試験2]
また、この実施例では、アンダートレッドゴムの構成が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、(1)耐転覆特性、(2)操縦安定性能および(3)転がり抵抗にかかる性能試験が行われた(図5参照)。この性能試験では、タイヤサイズ185/60R15 85Hの空気入りタイヤがJATMA規定の正規リムに装着され、この空気入りタイヤに正規内圧および正規荷重が付与される。
また、この実施例では、アンダートレッドゴムの構成が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、(1)耐転覆特性、(2)操縦安定性能および(3)転がり抵抗にかかる性能試験が行われた(図5参照)。この性能試験では、タイヤサイズ185/60R15 85Hの空気入りタイヤがJATMA規定の正規リムに装着され、この空気入りタイヤに正規内圧および正規荷重が付与される。
(1)耐転覆特性にかかる性能試験は、上記した性能試験1と同様の試験方法にて行われる。
(2)操縦安定性にかかる性能試験では、フラットベルトにて空気入りタイヤのCP値(走行速度10[km/h]、スリップ角±1[deg]におけるコーナリングパワー)が測定され、この測定値に基づいて、従来例を基準(100)とする指数評価が行われる。この指数は、大きいほど好ましい。
(3)転がり抵抗にかかる性能試験では、回転ドラム上にて空気入りタイヤに一定の荷重が負荷され、タイヤの転がり抵抗が測定される。そして、この測定値に基づいて、従来例の測定値の逆数を基準(100)とする指数評価が行われる。この指数は、大きいほど好ましい。
従来例2、3の空気入りタイヤでは、アンダートレッドゴムが単一のゴム材料から成り一様な動的弾性率を有する。発明例3、4の空気入りタイヤは、アンダートレッドゴムのセンター領域部521およびショルダー領域部522の動的弾性率EC、ESに差(EC<ES)が設けられている。なお、これらの空気入りタイヤは、そのトレッドコンパウンドのJIS硬度がいずれも相等しい。
図5の試験結果に示すように、発明例6、7の空気入りタイヤでは、タイヤの耐転覆特性が向上しており、また、操縦安定性能および転がり抵抗が維持されていることが分かる。また、発明例6および比較例2の空気入りタイヤを比較すると、センター領域部521のトレッド幅比DC/Dが適正化されていることにより、タイヤの操縦安定性能が向上することが分かる。
以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤの耐転覆特性を向上できる点で有用である。
1 空気入りタイヤ
2 ビードコア
3 カーカス層
4 ベルト層
41 第一ベルト材
51 キャップトレッドゴム
511 異方性ゴム部
512 他のゴム部
52 アンダートレッドゴム
53 ショルダートレッドゴム
6 サイドウォールゴム
521 センター領域部
522 ショルダー領域部
2 ビードコア
3 カーカス層
4 ベルト層
41 第一ベルト材
51 キャップトレッドゴム
511 異方性ゴム部
512 他のゴム部
52 アンダートレッドゴム
53 ショルダートレッドゴム
6 サイドウォールゴム
521 センター領域部
522 ショルダー領域部
Claims (12)
- タイヤのトレッド面を構成するキャップトレッドゴムとを有する空気入りタイヤであって、
前記キャップトレッドゴムは、タイヤ中心線CLよりも車両外側の領域に、タイヤ周方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMa(JIS−K6251)とタイヤ幅方向にかかる300[%]引張時のモジュラスMbとがMb/Ma≦0.9の関係を満たす異方性ゴム部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaが5[MPa]≦Ma≦15[MPa]の範囲内にある請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記異方性ゴム部のタイヤ幅方向のモジュラスMbが3[MPa]≦Mb≦13[MPa]の範囲内にある請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaとタイヤ幅方向のモジュラスMbとが0.5≦Mb/Maの関係を満たす請求項1〜3のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記異方性ゴム部のタイヤ周方向のモジュラスMaと、車両内側の領域における300[%]引張時のモジュラスMaとが、0.7≦Mc/Ma≦1.2の関係を満たす請求項1〜4のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
- 積層された複数のベルト材から成るベルト層を有し、複数の前記ベルト材のうちタイヤ径方向の最も内側にあるベルト材を第一ベルト材と呼ぶときに、
前記異方性ゴム部の幅D0と前記第一ベルト材の幅Dとの比D0/Dが0.15≦D0/D≦0.40の範囲内にある請求項1〜5のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。 - 前記キャップトレッドゴムの硬度が車両外側の領域と車両内側の領域とで略均一である請求項1〜6のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記異方性ゴム部には、短繊維がタイヤ周方向に配列されて混合されている請求項1〜7のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記キャップトレッドゴムの下層にアンダートレッドゴムを有し、
前記アンダートレッドゴムが、タイヤのセンター領域に位置するセンター領域部とショルダー領域に位置するショルダー領域部とを有し、且つ、前記センター領域部の動的弾性率ECと前記ショルダー領域部の動的弾性率ESとがEC<ESの関係を有する請求項1〜8のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。 - 前記センター領域部の動的弾性率ECおよび前記ショルダー領域部の動的弾性率ESが、1.0[MPa]≦EC≦5.0[MPa]、5.0[MPa]≦ES≦15.0[MPa]、且つ、1.20≦ES/ECである請求項9に記載の空気入りタイヤ。
- 積層された複数のベルト材から成るベルト層を有し、複数の前記ベルト材のうちタイヤ径方向の最も内側にあるベルト材を第一ベルト材と呼ぶときに、
前記センター領域部の幅DCと前記第一ベルト材の幅Dとの比DC/Dが0.30≦DC/D≦0.70の範囲内にある請求項9または10に記載の空気入りタイヤ。 - タイヤ径方向に対する前記センター領域部の厚さTCと、前記キャップトレッドゴムおよび前記アンダートレッドゴムの厚さTとの比TC/Tが0.10≦TC/T≦0.50の範囲内にある請求項9〜11のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
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