JP2023002264A

JP2023002264A - タイヤ

Info

Publication number: JP2023002264A
Application number: JP2021103398A
Authority: JP
Inventors: 侑果都築; Yuka Tsuzuki; 雄一石崖; Yuichi Ishigake
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2023-01-10
Also published as: US20220402305A1; CN115503399A; EP4108475B1; EP4108475A1

Abstract

【課題】トレッド部の摩耗が進行しても、ウェット性能及び操縦安定性を維持することができるタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部２を有するタイヤである。トレッド部２は、第１キャップゴム層１１と、第２キャップゴム層１２とを含む。第２キャップゴム層１２の損失正接ｔａｎδ２は、第１キャップゴム層１１の損失正接ｔａｎδ１よりも大きい。トレッド部２には、接地面２ｓで開口する複数のサイプ１５が設けられている。複数のサイプ１５は、接地面２ｓから少なくとも第１キャップゴム層１１と第２キャップゴム層１２との境界を超えた位置まで延びている。複数のサイプ１５は、サイプ１５の第２キャップゴム層１２での最大の長さＬ２が、サイプ１５の接地面２ｓでの長さＬ１よりも小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤに関する。

下記特許文献１には、トレッド部のベースゴム層の損失正接が規定された空気入りタイヤが提案されている。前記空気入りタイヤは、前記ベースゴム層が、トレッド外面を形成するキャップゴム層よりも小さい損失正接の低発熱ゴムを含むことにより、耐摩耗性及び低燃費性能の向上を期待している。

特開２０１７－０１３５３９号公報

近年では、環境への配慮や、車両の自動運転技術の実用化に伴い、長期に亘ってメンテナンスフリーなタイヤが求められており、とりわけ、トレッド部の摩耗終期まで、十分なウェット性能及び操縦安定性を発揮できるタイヤが求められている。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、トレッド部の摩耗が進行しても、ウェット性能及び操縦安定性を維持することができるタイヤを提供することを主たる課題としている。

本発明は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、接地面を構成する第１キャップゴム層と、前記第１キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に配された第２キャップゴム層とを含み、前記第２キャップゴム層の損失正接ｔａｎδ２は、前記第１キャップゴム層の損失正接ｔａｎδ１よりも大きく、前記トレッド部には、前記接地面で開口する複数のサイプが設けられ、前記複数のサイプは、前記接地面から少なくとも前記第１キャップゴム層と前記第２キャップゴム層との境界を超えた位置まで延びており、前記複数のサイプは、前記サイプの前記第２キャップゴム層での最大の長さＬ２が、前記サイプの前記接地面での長さＬ１よりも小さい。

本発明のタイヤにおいて、前記損失正接ｔａｎδ１は、０．１３～０．２９であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記損失正接ｔａｎδ２は、０．３０～０．４０であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部は、前記第２キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴム層を含み、前記ベースゴム層の損失正接ｔａｎδｂは、前記損失正接ｔａｎδ１よりも小さいのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記損失正接ｔａｎδｂは、０．１２以下であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝が設けられ、前記サイプの最大の深さは、前記周方向溝の最大の深さの７５％～１００％であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記サイプの前記第２キャップゴム層での最大の長さＬ２は、前記サイプの前記接地面での長さＬ１の６０％～８０％であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記サイプの横断面において、前記サイプは、タイヤ半径方向に波状に延びているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記サイプのタイヤ半径方向の波長は、前記第２キャップゴム層のタイヤ半径方向の厚さの２０％～６０％であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記サイプは、タイヤ軸方向に延びる横サイプを含むのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記サイプは、タイヤ周方向に延びる縦サイプを含むのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の構成を採用したことによって、トレッド部の摩耗が進行しても、ウェット性能及び操縦安定性を維持することができる。

本発明のタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線断面図である。図１の陸部の拡大断面図である。陸部及びサイプの拡大断面図である。第２キャップゴム層が露出したときの陸部の拡大断面図である。他の実施形態の陸部及びサイプの拡大断面図である。他の実施形態のサイプの横断面図である。縦サイプの拡大断面図である。比較例のタイヤの陸部及びサイプの拡大断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。図１は、本発明の一実施形態を示すタイヤ１の正規状態におけるタイヤ子午線断面図である。図１に示されるように、本発明は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤに適用されるのが望ましい。但し、このような態様に限定されるものではなく、本発明は、例えば、自動二輪車用や重荷重用のタイヤに適用されても良い。

前記「正規状態」とは、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。各種の規格が定められていないタイヤの場合、前記正規状態は、タイヤの使用目的に応じた標準的な使用状態であって車両に未装着かつ無負荷の状態を意味する。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、前記正規状態で測定された値である。

「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim" である。

「正規内圧」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" である。

本実施形態のタイヤ１の内部には、カーカス６及びベルト層７等のタイヤ構成部材が配されている。これらのタイヤ構成部材には、公知の態様が適宜採用される。

カーカス６は、一方側のビード部４から、一方側のサイドウォール部３、トレッド部２、他方側のサイドウォール部３を経て、他方側のビード部４に至る。本実施形態のカーカス６は、例えば、２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂで構成されている。２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂは、例えば、タイヤ周方向に対して７５～９０度の角度で配列された有機繊維からなるカーカスコードで構成されている。

ベルト層７は、例えば、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成されている。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、例えば、タイヤ周方向に対して１０～４５度の角度で配列されたベルトコードで構成されている。ベルトコードには、例えば、有機繊維コードやスチールコードが適宜採用され得る。他の実施形態では、ベルト層７の外側に、バンド層等のトレッド補強層がさらに配されても良い。

本実施形態のトレッド部２には、タイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝８が設けられている。これにより、トレッド部２は、複数の周方向溝８に区分された複数の陸部９を含んでいる。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではない。

図２には、トレッド部２の構成を説明するための図として、陸部９の拡大断面図が示されている。図２に示されるように、トレッド部２は、接地面２ｓを構成する第１キャップゴム層１１と、第１キャップゴム層１１のタイヤ半径方向内側に配された第２キャップゴム層１２とを含む。本実施形態のトレッド部２は、第２キャップゴム層１２のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴム層１０をさらに含む。これにより、本実施形態のトレッド部２は、第１キャップゴム層１１、第２キャップゴム層１２及びベースゴム層１０からなる３つのゴム層で構成されている。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではない。なお、図２及びこれ以降の各図では、各ゴム層には互いに異なるハッチングが施されているが、図１では、図が煩雑になるのを避けるため、前記ハッチングは省略されている。

本発明では、第２キャップゴム層１２の損失正接ｔａｎδ２は、第１キャップゴム層１１の損失正接ｔａｎδ１よりも大きい。なお、本明細書において、損失正接ｔａｎδは、ＪＩＳ－Ｋ６３９４の規定に準拠して、下記の条件で、ＧＡＢＯ社製動的粘弾性測定装置（イプレクサーシリーズ）を用いて測定された値である。
初期歪：５％
動歪の振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：伸張
測定温度：３０℃

トレッド部２には、接地面で開口する複数のサイプ１５が設けられている。本実施形態のサイプ１５は、タイヤ軸方向に延びる横サイプとして構成されている。但し、本発明において、サイプ１５の長さ方向は、特に限定されるものではない。このため、サイプ１５は、タイヤ周方向に延びる縦サイプでも良い。また、１つのトレッド部２に、横サイプ及び縦サイプの両方が設けられても良い。なお、図２は、サイプを含まない位置での陸部９の断面であるため、図２では、サイプ１５の底部１５ｄが破線で示されている。

本明細書において、「サイプ」とは、小さな幅を有する切れ込み要素であって、互いに向き合って略平行に延びる２つの内壁間の幅が１．５mm以下であるものを意味する。また、「略平行」とは、２つの内壁の間の角度が１０°以下である態様を意味する。サイプの前記幅は、望ましくは０．５～１．５mmであり、より望ましくは０．４～１．０mmとされる。サイプの構成は、特に限定されるものではなく、別の態様では、両側のサイプエッジの少なくとも一方が面取り部で構成されても良い。また、サイプの底部には、幅が１．５mmを超えるフラスコ底が連なっても良い。

図３には、陸部９及びサイプ１５の拡大断面図が示されている。なお、図３で示されるサイプ１５の断面は、サイプ１５の長さ方向に沿った断面に相当する。図３に示されるように、複数のサイプ１５は、接地面２ｓから少なくとも第１キャップゴム層１１と第２キャップゴム層１２との境界１６を超えた位置まで延びている。また、複数のサイプ１５は、サイプ１５の第２キャップゴム層１２での最大の長さＬ２が、サイプ１５の接地面２ｓでの長さＬ１よりも小さい。なお、前記長さＬ１及び長さＬ２は、それぞれ、トレッド部２の接地面２ｓに対して平行に測定されたものであり、かつ、サイプ１５の長さ方向に沿った所謂ペリフェリ長さを意味する。

本発明は、上述の構成を採用したことにより、トレッド部２の摩耗が進行しても、ウェット性能及び操縦安定性を維持することができる。その理由としては、以下のメカニズムが推察される。

図４には、トレッド部２が摩耗して第２キャップゴム層１２が接地面２ｓとして露出したときの陸部９の拡大断面図が示されている。図４に示されるように、本発明では、第２キャップゴム層１２の損失正接ｔａｎδ２が、第１キャップゴム層１１の損失正接ｔａｎδ１よりも大きいため、トレッド部２の摩耗が進行して第２キャップゴム層１２が露出したとき、第２キャップゴム層１２がウェット路面で大きなグリップ力を発揮できる。これにより、ウェット性能を維持することができる。

一方、本発明では、図３に示されるように、サイプ１５の第２キャップゴム層１２での最大の長さＬ２が、サイプ１５の接地面での長さＬ１よりも小さいため、図４に示されるように、第２キャップゴム層１２が露出したときのサイプ１５の長さが相対的に小さい。このため、第２キャップゴム層１２が露出した摩耗状態でも、トレッド部２の剛性を維持でき、ひいては操縦安定性が維持される。また、本発明では、トレッド部２の剛性が維持されることにより、第２キャップゴム層１２が露出した状態からの摩耗の進行を遅らせることも期待できる。

本発明では、上述の理由により、トレッド部２の摩耗が進行しても、ウェット性能及び操縦安定性を維持することができると考えられる。

以下、本実施形態のさらに詳細な構成が説明される。なお、以下で説明される各構成は、本実施形態の具体的態様を示すものである。したがって、本発明は、以下で説明される構成を具えないものであっても、上述の効果を発揮し得るのは言うまでもない。また、上述の特徴を具えた本発明のタイヤに、以下で説明される各構成のいずれか１つが単独で適用されても、各構成に応じた性能の向上は期待できる。さらに、以下で説明される各構成のいくつかが複合して適用された場合、各構成に応じた複合的な性能の向上が期待できる。

図２に示されるように、第１キャップゴム層１１の厚さｔ１は、例えば、トレッド部２の接地面からベルト層７の外面までのトレッドゴム総厚さＴａ（図１に示され、以下、同様である。）の２５％～３５％である。また、第２キャップゴム層１２の厚さｔ２は、例えば、トレッドゴム総厚さＴａの１５％～２５％である。

これにより、トレッド部２の接地面から第２キャップゴム層１２とベースゴム層１０との境界１７までのタイヤ半径方向の距離Ｌ３は、周方向溝８の深さｄ１の６０％～８０％となっている。このような各ゴム層の配置により、トレッド部２の摩耗の後半時期から終期にかけて、大きなグリップ力が期待できる第２キャップゴム層１２が露出する。このため、ウェット性能を確実に維持することができる。なお、本実施形態において、第１キャップゴム層１１と第２キャップゴム層１２との境界１６、及び、第２キャップゴム層１２とベースゴム層１０との境界１７は、それぞれ、トレッド部２の接地面２ｓと平行に延びている。

第１キャップゴム層１１の損失正接ｔａｎδ１は、望ましくは０．１３以上、より望ましくは０．１５以上であり、望ましくは０．２９以下、より望ましくは０．２５以下である。第２キャップゴム層１２の損失正接ｔａｎδ２は、望ましくは０．３０以上、より望ましくは０．３３以上であり、望ましくは０．４０以下、より望ましくは０．３７以下である。また、前記損失正接ｔａｎδ１は、前記損失正接ｔａｎδ２の５０％～６５％である。このような第１キャップゴム層１１及び第２キャップゴム層１２は、タイヤの総合的な性能をバランス良く発揮でき、かつ、第１キャップゴム層１１と第２キャップゴム層１２との境界１６におけるゴムの剥離を抑制することができる。

ベースゴム層１０の損失正接ｔａｎδｂは、第１キャップゴム層１１の損失正接ｔａｎδ１よりも小さいのが望ましい。具体的には、前記損失正接ｔａｎδｂは、例えば、０．１２以下であり、望ましくは０．０７～０．１２である。これにより、トレッド部２の過度な発熱が抑制され、タイヤの耐久性が向上する。但し、ベースゴム層１０の損失正接ｔａｎδｂは、このような範囲に限定されるものではない。

なお、上述の各ゴム層の損失正接ｔａｎδは、公知の材料を適宜組み合わせることで得ることができ、ここでの説明は省略される。

図３に示されるように、本実施形態のサイプ１５は、タイヤ軸方向に延びる横サイプとして構成されており、望ましい態様ではタイヤ軸方向に平行に延びている（図示省略）。また、サイプ１５は、トレッド部２の接地面において、トレッド部２をタイヤ軸方向に完全に横断している。一方、図４に示されるように、本実施形態のサイプ１５は、第２キャップゴム層１２が露出した状態において、両端が陸部９内で途切れている。これにより、第２キャップゴム層１２が露出した状態において、トレッド部２の剛性が確実に維持される。

図３に示されるように、サイプ１５の第２キャップゴム層１２での最大の長さＬ２は、サイプ１５の接地面２ｓでの長さＬ１の望ましくは６０％以上、より望ましくは６５％以上であり、望ましくは８０％以下、より望ましくは７５％以下である。このようなサイプ１５は、トレッド部２が摩耗したときのウェット性能及び操縦安定性をバランス良く高めるのに役立つ。

サイプ１５の底部１５ｄは、例えば、ベースゴム層１０内に配されている。但し、サイプ１５の底部１５ｄは、第２キャップゴム層１２内に配されるものでも良い。サイプ１５の最大の深さｄ２は、例えば、周方向溝８の最大の深さｄ１の７５％～１００％であるのが望ましい。このようなサイプ１５は、ウェット性能を高めるのに役立つ。

サイプ１５の長さ方向に沿った断面の構成は、上述の態様に限定されるものではない。図５には、サイプ１５の別の実施態様が示されている。図５に示されるように、この実施形態では、トレッド部２の接地面２ｓにおいて、一端が周方向溝８に連通し、かつ、他端が陸部９内で途切れている。また、この実施形態では、第２キャップゴム層１２が露出した状態では、サイプ１５の両端が陸部内で途切れる。このようなサイプ１５は、優れた操縦安定性を発揮するのに役立つ。

図６には、別の実施態様のサイプ１５の横断面図が示されている。なお、図６は、サイプ１５の長さ方向と直行する断面を示している。図６に示されるように、サイプ１５の横断面において、サイプ１５は、タイヤ半径方向に波状に延びるものでも良い。このようなサイプ１５は、互いに向き合うサイプ壁が接触したときに陸部９の剛性を高めることができ、優れた操縦安定性を発揮することができる。なお、図６で示されるサイプ１５の長さ方向に沿った断面の構成として、図３等で示された上述の構成を適用できるのは言うまでもない。

図６に示される実施態様では、サイプ１５のタイヤ半径方向の波長Ａ１は、第２キャップゴム層１２のタイヤ半径方向の厚さｔ２の２０％～６０％であるのが望ましい。これにより、上述の効果を確実に高めることができる。

図７には、タイヤ周方向に延びる縦サイプ２０の拡大断面図が示されている。図７において、矢印Ａが、タイヤ周方向に相当する。図７に示されるように、本発明のサイプ１５は、タイヤ周方向に延びる縦サイプ２０でも良い。この場合、縦サイプ２０がタイヤ軸方向の摩擦力を提供し、ウェット路面での旋回性能を高めることができる。

以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、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され得る。

実施例のタイヤとして、サイズ２３５／６５Ｒ１６Ｃの空気入りタイヤが製造された。実施例のタイヤは、図１の基本構造を有し、かつ、トレッド部に図２で示される各ゴム層が配されており、しかも、図３で示されるサイプを複数有している。また、比較例として、図８で示される陸部ａ及びサイプｂを有するタイヤが製造された。比較例のタイヤは、第１キャップゴム層の損失正接ｔａｎδ１が、第２キャップゴム層の損失正接ｔａｎδ２よりも大きく、かつ、サイプｂの全体が陸部ａをタイヤ軸方向に完全に横断している。比較例のタイヤは、上記の事項を除き、実施例のタイヤと実質的に同じである。これらのテストタイヤについて、新品時のウェット性能及び操縦安定性、並びに、５０％摩耗時のウェット性能及び操縦安定性がテストされた。なお、前記５０％摩耗時とは、周方向溝の残り深さが新品時の５０％となる状態まで摩耗した状態のタイヤを意味する。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１６×７．０Ｊ
タイヤ内圧：４７５kPa
テスト車両：排気量３０００cc、後輪駆動
テストタイヤ装着位置：全輪

＜ウェット性能（新品時及び５０％摩耗時）＞
新品時又は５０％摩耗時のテストタイヤを装着したテスト車両でウェット路面を走行したときのウェット性能が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例の新品時のウェット性能を１００とする評点であり、数値が大きい程、ウェット性能が優れていることを示す。

＜操縦安定性（新品時及び５０％摩耗時）＞
新品時又は５０％摩耗時のテストタイヤを装着したテスト車両でドライ路面を走行したときの操縦安定性が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例の新品時の操縦安定性を１００とする評点であり、数値が大きい程、操縦安定性が優れていることを示す。
テストの結果が表１～２に示される。

表１～２に示されるように、比較例は、５０％摩耗時のウェット性能が６０ポイントであり、５０％摩耗時の操縦安定性が８０ポイントである。これに対し、実施例のタイヤは、５０％摩耗時のウェット性能が７７～８５ポイントと高く維持されている。また、実施例のタイヤは、５０％摩耗時の操縦安定性が８７～９２ポイントと高く維持されている。以上の通り、実施例のタイヤは、トレッド部の摩耗が進行しても、ウェット性能及び操縦安定性を維持していることが確認できた。

２トレッド部
２ｓ接地面
１１第１キャップゴム層
１２第２キャップゴム層
１５サイプ
Ｌ１サイプの接地面での長さ
Ｌ２サイプの第２キャップゴム層での最大の長さ

Claims

トレッド部を有するタイヤであって、
前記トレッド部は、接地面を構成する第１キャップゴム層と、前記第１キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に配された第２キャップゴム層とを含み、
前記第２キャップゴム層の損失正接ｔａｎδ２は、前記第１キャップゴム層の損失正接ｔａｎδ１よりも大きく、
前記トレッド部には、前記接地面で開口する複数のサイプが設けられ、
前記複数のサイプは、前記接地面から少なくとも前記第１キャップゴム層と前記第２キャップゴム層との境界を超えた位置まで延びており、
前記複数のサイプは、前記サイプの前記第２キャップゴム層での最大の長さＬ２が、前記サイプの前記接地面での長さＬ１よりも小さい、
タイヤ。
前記損失正接ｔａｎδ１は、０．１３～０．２９である、請求項１に記載のタイヤ。
前記損失正接ｔａｎδ２は、０．３０～０．４０である、請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記トレッド部は、前記第２キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に配されたベースゴム層を含み、
前記ベースゴム層の損失正接ｔａｎδｂは、前記損失正接ｔａｎδ１よりも小さい、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記損失正接ｔａｎδｂは、０．１２以下である、請求項４に記載のタイヤ。
前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝が設けられ、
前記サイプの最大の深さは、前記周方向溝の最大の深さの７５％～１００％である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記サイプの前記第２キャップゴム層での最大の長さＬ２は、前記サイプの前記接地面での長さＬ１の６０％～８０％である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記サイプの横断面において、前記サイプは、タイヤ半径方向に波状に延びている、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記サイプのタイヤ半径方向の波長は、前記第２キャップゴム層のタイヤ半径方向の厚さの２０％～６０％である、請求項８に記載のタイヤ。
前記サイプは、タイヤ軸方向に延びる横サイプを含む、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記サイプは、タイヤ周方向に延びる縦サイプを含む、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のタイヤ。