JP2012051480A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ショルダー領域とセンター領域とに質量差を設けて、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減することができる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】トレッド部３に埋設されたベルトプライ５ａと、一対のビード部１からサイドウォール部２を経由してベルトプライ５ａの端部の内周側に至り、トレッド部３にてタイヤ幅方向に分割されたカーカスプライ４とを備える空気入りタイヤにおいて、カーカスプライ４の分割幅がベルトプライの最大幅の３５％以上であり、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で延びる補強コードを配列してなる補助プライ６が、ベルトプライ５ａの端部の内周側にてカーカスプライ４と重なり合い且つカーカスプライ４の分割端部４ａよりもタイヤ幅方向内側に延出するように配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行時における１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減できるようにした空気入りタイヤに関する。

近年、車両の高級化及び高品質化に伴って、タイヤの低騒音化に対する要求が高まる傾向にあり、特にトレッド部で受けた路面の凹凸による振動が伝達されて生じるロードノイズの低減が重要になっている。

本発明者は、ロードノイズについて鋭意研究を重ねたところ、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズに影響する断面高次振動モードを解析と実験により見出し、タイヤの質量分布に関して、ショルダー領域の質量を上げつつセンター領域の質量を下げることにより、タイヤ全体の断面高次モードの振動を抑えて、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを有効に低減できるとの知見を得た。

下記特許文献１，２に記載の空気入りタイヤでは、耐久性の向上を目的として、カーカスプライをトレッド部で分割しているものの、カーカスプライを単に分割してもショルダー領域とセンター領域とに十分な質量差を設けられず、高周波ロードノイズを低減する効果には乏しい。また、当該文献では、カーカスプライの分割端部に補強層を付加的に重ね合わせているが、当該補強層はタイヤ周方向に延びるコードからなるため、断面高次モードの振動を抑えるには十分でなく、やはり高周波ロードノイズの低減効果には乏しい。

特開平１０−１５７４０８号公報 特開２００７−２８３９６２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ショルダー領域とセンター領域とに質量差を設けて、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部に埋設されたベルトプライと、一対のビード部からサイドウォール部を経由して前記ベルトプライの端部の内周側に至り、トレッド部にてタイヤ幅方向に分割されたカーカスプライとを備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの分割幅が前記ベルトプライの最大幅の３５％以上であり、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で延びる補強コードを配列してなる補助プライが、前記ベルトプライの端部の内周側にて前記カーカスプライと重なり合い且つ前記カーカスプライの分割端部よりもタイヤ幅方向内側に延出するように配されたものである。

本発明の空気入りタイヤでは、カーカスプライの分割幅がベルトプライの最大幅の３５％以上であるため、ベルトプライの端部の近くにカーカスプライの分割端部が配され、そのベルトプライの端部の内周側にて補助プライがカーカスプライと重なり合うことにより、カーカスプライの分割構造と相俟って、ショルダー領域とセンター領域とに質量差が設けられる。しかも、補助プライが、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で延びる補強コードを配列してなるため、タイヤの断面高次モードの振動を有効に抑えて、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減することができる。

本発明では、前記補助プライが前記カーカスプライの内周側に重なり合うものが好ましい。これにより、タイヤの内圧が補助プライに作用しやすくなり、タイヤの断面高次モードの振動を良好に抑えて、高周波ロードノイズの低減効果を高めることができる。

本発明では、前記補助プライがトレッド部にてタイヤ幅方向に分割され、その補助プライの分割幅が前記カーカスプライの分割幅よりも小さいものが好ましい。かかる構成によれば、タイヤのセンター領域の質量をより確実に低めて、高周波ロードノイズの低減効果を向上することができる。それでいて、補助プライがカーカスプライの分割端部よりもタイヤ幅方向内側に延出することから、ショルダー領域からセンター領域に亘って質量が段階的に低下し、急激な質量変化を回避できる。

本発明では、前記補強コードがタイヤ幅方向に対して傾斜して延びるとともに、前記カーカスプライを構成するカーカスコードが、前記補助プライと重なり合う部分にて前記補強コードとは逆向きに交差するようにタイヤ幅方向に対して傾斜して延びるものが好ましい。かかる構成によれば、タイヤのショルダー領域における剛性が高くなり、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減するうえで有用である。

本発明では、前記補助プライの単位幅当たりの質量が前記カーカスプライの単位幅当たりの質量よりも小さいものが好ましい。この場合においても、タイヤのショルダー領域とセンター領域とに質量差が設けられ、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズの低減効果が得られる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 トレッド部におけるプライを模式的に示す断面図 トレッド部におけるプライを示す平面図 本発明の別実施形態におけるプライの平面図 本発明の別実施形態におけるプライを模式的に示す断面図 本発明の別実施形態におけるプライを模式的に示す断面図 本発明の別実施形態におけるプライを模式的に示す断面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線半断面図である。図２は、そのタイヤのトレッド部３におけるプライを模式的に示す断面図である。図３は、それらプライを示す平面図であるが、図中のコードは概念的に記載されており、実際の配列ピッチはもっと密なものとなる。

本実施形態の空気入りタイヤＴは、タイヤ赤道ＣＬに関して左右対称な構造を有しており、一対のビード部１と、そのビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。一対のビード部１には、それぞれ環状のビードコア１ａと、そのビードコア１ａのタイヤ径方向外側に配された硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが設けられている。

トレッド部３には、ベルト層１５を構成する複層の（本実施形態では２層の）ベルトプライ５ａ，５ｂが埋設されている。各ベルトプライ５ａ，５ｂは、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角度（例えば１５〜３５°）で配列されたベルトコード５Ｃを含み、当該コード５Ｃがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。ベルトコード５Ｃには、スチール繊維や、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維が好ましく用いられる。ベルト層５の外周側には、必要に応じてベルト補強層を配設してもよい。

カーカス層１４を構成するカーカスプライ４は、一対のビード部１からサイドウォール部２を経由してベルトプライ５ａの端部の内周側に至り、ビード部１ではビードコア１ａを介して端部を内向きに巻き返されている。カーカスプライ４は、全体としてトロイド状に設けられているが、トレッド部３ではタイヤ幅方向に分割され、その分割端部４ａが互いに分離している。カーカスプライ４は、タイヤ周方向と略直交する方向に延びるカーカスコード４Ｃを配列してなり、当該コード４Ｃには上述のスチール繊維や有機繊維が好ましく用いられる。

カーカスプライ４の分割幅Ｗ４は、分割端部４ａを基準として求められ、例えばトレッド幅ＴＷの４０〜６０％に設定される。トレッド幅ＴＷは、タイヤの子午線断面において、トレッド面の曲率半径でショルダー側へ延長した仮想線と、両側のバットレス面の曲率半径でショルダー側へ延長した仮想線とが交わる２つのショルダー点Ｐのタイヤ幅方向距離として求められる。

また、ベルトプライの最大幅Ｗ５は、ベルト層１５を構成するベルトプライ５ａ，５ｂのうち、幅広となるベルトプライ５ａを基準にして求められる。本発明では、カーカスプライ４の分割幅Ｗ４がベルトプライの最大幅Ｗ５の３５％以上に設定され、ベルトプライ５ａの端部の近辺に分割端部４ａが配される。なお、ベルトプライ５ａの端部の内周側に配されるカーカスプライ４を確保する観点から、分割幅Ｗ４は最大幅Ｗ５の８０％以下が好ましい。

補助プライ６は、少なくともショルダー領域（トレッド部３のタイヤ幅方向外側の部位）にタイヤ周方向に沿った環状をなして設けられ、ベルトプライ５ａの端部の内周側にてカーカスプライ４と重なり合い、且つカーカスプライ４の分割端部４ａよりもタイヤ幅方向内側に延出するように配されている。この補助プライ６は、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で延びる補強コード６Ｃを配列してなり、当該補強コード６Ｃには上述のスチール繊維や有機繊維が好ましく用いられる。

この空気入りタイヤＴでは、ベルトプライ５ａ，５ｂの端部の内周側にて補助プライ６がカーカスプライ４と重なり合うことにより、カーカスプライ４の分割構造と相俟って、ショルダー領域とセンター領域とに質量差が設けられる。即ち、ショルダー領域では、カーカスプライ４と補助プライ６の配設によって質量が増加する一方、センター領域では、カーカスプライ４が欠落していることにより質量が低下し、両領域間での十分な質量差を実現することができる。

それでいて、補助プライ６が、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で配列された補強コード６Ｃを含むことから、タイヤの断面高次モードの振動を有効に抑えることができる。かかる断面高次モードの振動は、タイヤ径方向へのトレッド部３の変形を伴うような振動であるため、仮に補強コード６Ｃがタイヤ周方向に延びるものであると、十分な抑制効果は得られない。以上により、この空気入りタイヤＴによれば、走行時において１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減することができる。

補助プライ６は、カーカスプライ４の外周側に重なり合うものでも構わないが、本実施形態のようにカーカスプライ４の内周側に重なり合うものが好ましい。これにより、タイヤの内圧が補助プライ６に作用しやすくなり、タイヤの断面高次モードの振動を良好に抑えて、高周波ロードノイズの低減効果を高めることができる。

本実施形態では、補助プライ６がトレッド部３にてタイヤ幅方向に分割されており、その補助プライ６の分割幅Ｗ６がカーカスプライ４の分割幅Ｗ４よりも小さく設定されている。このため、センター領域の質量をより確実に低めて、高周波ロードノイズの低減効果を向上できる。また、補助プライ６が分割端部４ａよりもタイヤ幅方向内側に延出するため、ショルダー領域からセンター領域に亘って質量が段階的に低下し、急激な質量変化を回避できる。

ショルダー領域の質量を的確に高めるうえで、補助プライ６は、ベルトプライ５ａの端部からタイヤ幅方向内側に向かって、少なくともベルトプライの最大幅Ｗ５の５〜３５％となる領域の範囲内に配されることが好ましい。また、センター領域の質量を的確に低めるうえで、補助プライ６の分割幅Ｗ６は、カーカスプライ４の分割幅Ｗ４の７０％以上であることが好ましい。

幅Ｗ４〜６などの寸法値は、タイヤ赤道線ＣＬに対して直角にタイヤを輪切りし、ベルトコード５Ｃなどのコード類の端部が確認できるようにバフ研磨したカットサンプルにおける実ペリフェリにより測定できる。実ペリフェリは、上記カットサンプルを、外部応力を加えていない自然状態にて、バフ研磨した面が上向きとなるように水平台上に載置したときの、測定対象となる部材のタイヤ幅方向における曲率に沿った円弧の長さである。したがって、図２における幅Ｗ４〜６は、２点間の直線距離ではなく、実際には円弧の長さとして測定される。

補強コード６Ｃはタイヤ幅方向に平行に延びるものに限られず、図４に例示するようにタイヤ幅方向に対して傾斜して延びてもよい。このとき、カーカスコード４Ｃは、補助プライ６と重なり合う部分にて補強コード６Ｃとは逆向きに交差するようにタイヤ幅方向に対して傾斜して延びることが好ましい。それによってタイヤのショルダー領域における剛性が高くなり、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減するうえで有用になる。この場合、コード４Ｃ，６Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、例えば７０〜８５°である。

補助プライ６は、単層で設けられるものに限られず、複層で設けても構わない。その場合には、図５に例示するように補助プライ６間で分割端の位置をずらし、ショルダー領域からセンター領域に亘って質量が段階的に低下するようにすることが好ましい。かかる構成において、補助プライ６の分割幅Ｗ６は、最もタイヤ幅方向内側に位置する分割端を基準にして求められる。

図６に示した別実施形態では、前述した補助プライ６に代えて、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で延びる補強コードを配列してなり、ベルトプライ５ａの端部の内周側にてカーカスプライ４と重なり合い、且つ分割端部４ａよりもタイヤ幅方向内側に延出してセンター領域に亘り延在する補助プライ７が配されている。この補助プライ７の単位幅当たりの質量は、カーカスプライ４の単位幅当たりの質量よりも小さく、ショルダー領域とセンター領域とに質量差を設けて、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズの低減可能に構成されている。これにより、センター領域とショルダー領域の質量差を確保しながら、幅方向面外曲げ剛性を確保する事ができ、耐摩耗性の向上が図れる。

補助プライ７とカーカスプライ４との間で単位幅当たりの質量差を設けるには、コードの材料や径寸法、エンド数（単位幅あたりのコード本数）を異ならせる手法が採用しうる。例えば、補助プライ７を構成する補強コードをＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）で形成し、カーカスプライ４を構成するカーカスコードをスチールで形成してもよいし、或いは、上記補強コードの径寸法又はエンド数を相対的に小とし、上記カーカスコードの径寸法又はエンド数を相対的に大としてもよい。また、単に補助プライ７の単位幅当たりの厚みをカーカスプライ４の単位幅当たりの厚みよりも小さくしてもよい。

また、補助プライ７は、前述した補助プライ６と同様に、トレッド部３にてタイヤ幅方向に分割されているものでもよく、タイヤ幅方向に対して傾斜して延びる補強コードを配列してなるものでもよい。更に、補助プライ７は、単層で設けられるものに限られず、複層で設けても構わない。図７は、補助プライ７を補助プライ６と併用した例であり、かかる構成においても１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを低減可能である。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズに関する騒音性能を評価したので、以下に説明する。この性能評価では、テストタイヤ（タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７）を、空気圧２２０ｋＰａ（前輪）／２６０ｋＰａ（後輪）、使用リム１７×８−ＪＪとしてテスト車両（２．５ＬのＦＲ車、２名乗車）に装着し、テストコースのロードノイズ路を１００ｋｍ／ｈの速度で走行したときのロードノイズレベル（６３０〜１．６ｋＨｚ）をマイクロホンを用いて測定した。

比較例１，２
図１のタイヤ構造において、カーカスプライを分割せずにトレッド部にて連続させ且つ補助プライを設けていないものを、比較例１とした。また、図１のタイヤ構造において、図２のようにプライを配し、補助プライに含まれる補強コードのタイヤ幅方向に対する角度を９０°としたものを、比較例２とした。

実施例１〜３
図１のタイヤ構造において、図２のようにプライを配したものを実施例１とし、図６のようにプライを配したものを実施例２とし、図５のようにプライを配したものを実施例３とした。表１に評価結果を示す。

表１に示すように、比較例２では、ショルダー領域とセンター領域とに質量差を設けているものの、断面高次モードの振動を抑えるには十分でなく、高周波ロードノイズの低減効果には乏しい。これに対し、実施例１〜３では、１ｋＨｚ付近の高周波ロードノイズを有効に低減できている。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカスプライ
４ａ 分割端部
４Ｃ カーカスコード
５ ベルト層
５ａ ベルトプライ
５ｂ ベルトプライ
５Ｃ ベルトコード
６ 補助プライ
６Ｃ 補強コード
７ 補助プライ
１４ カーカス層
１５ ベルト層
Ｗ４ カーカスプライの分割幅
Ｗ５ ベルトプライの最大幅
Ｗ６ 補助プライの分割幅

Claims (5)

1. トレッド部に埋設されたベルトプライと、一対のビード部からサイドウォール部を経由して前記ベルトプライの端部の内周側に至り、トレッド部にてタイヤ幅方向に分割されたカーカスプライとを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスプライの分割幅が前記ベルトプライの最大幅の３５％以上であり、タイヤ幅方向に対して±２０°の範囲内の角度で延びる補強コードを配列してなる補助プライが、前記ベルトプライの端部の内周側にて前記カーカスプライと重なり合い且つ前記カーカスプライの分割端部よりもタイヤ幅方向内側に延出するように配されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補助プライが前記カーカスプライの内周側に重なり合う請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補助プライがトレッド部にてタイヤ幅方向に分割され、その補助プライの分割幅が前記カーカスプライの分割幅よりも小さい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強コードがタイヤ幅方向に対して傾斜して延びるとともに、前記カーカスプライを構成するカーカスコードが、前記補助プライと重なり合う部分にて前記補強コードとは逆向きに交差するようにタイヤ幅方向に対して傾斜して延びる請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補助プライの単位幅当たりの質量が前記カーカスプライの単位幅当たりの質量よりも小さい請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images