JP2004050869A

JP2004050869A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004050869A
Application number: JP2002207303A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Sugihara; 杉原　秀明; Masahiro Hanya; 半谷　正裕; Takeshi Ota; 太田　武; Naoki Yugawa; 湯川　直樹
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: JP4153253B2

Abstract

【課題】ロードノイズ性能と操縦安定性とを両立して向上できる。
【解決手段】トレッドゴムＧのキャップゴム部Ｇ１は、ゴム硬度が７０〜７５°の硬質のゴムからなるとともに、キャップゴム部Ｇ１のタイヤ軸方向外端Ｇｅと、ベルト層７のタイヤ軸方向外端７ｅとの間のタイヤ軸方向距離ＬＡを５〜１５ｍｍとした。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性とロードノイズの低減とを両立して向上した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
車輌の高級化、高品質化に伴い、走行中のタイヤが路面の凹凸をひろい、その振動が伝達されて車内の空気を振動させることに基づいて発生する所謂ロードノイズの低減が望まれている。そして、このロードノイズの低減のために、従来、トレッドゴムのキャップゴム部に、ゴム硬度が６０〜６５度程度の軟質ものを使用し、路面からの衝撃力を緩和させることにより振動の入力を減じることが一般に行われている。
【０００３】
しかしこのものは、ゴム硬度の減少に伴いトレッド剛性が減じるため、コーナリングパワー（ＣＰ）が不可避的に下がり、操縦安定性を低下させるという問題がある。このように、ロードノイズ性能と操縦安定性とには、従来、二律背反の関係があり、双方を両立して向上することは難しいことであった。
【０００４】
このような状況に鑑み、本発明者は、ロードノイズ性能と操縦安定性とを両立すべく種々の研究を行った。その結果、キャップゴム部のゴム硬度を、従来に反して高めていくと、図３に例示するように、ある硬さまではゴム硬度の増加とともにロードノイズ性能が悪化していくが、ある硬さを越えると、ロードノイズ性能が悪化せず逆に改善され、ロードノイズ性能と操縦安定性との双方を向上しうることが判明した。
【０００５】
これは、キャップゴム部がゴム硬度７０度以上となって硬質化すると、トレッド部へのタガ状の拘束力が生まれ、半径方向の共振を抑えるとともに、振動伝達特性に変化を与え、振動伝達率のピークをより高周波数側に移行させるなど車両の振動伝達率のピークとの間にズレを生じさせるためと推測される。
【０００６】
しかしこのような効果を有効に発揮させるためには、さらに、前記キャップゴム部のタイヤ軸方向の巾を、ベルト層の巾に対して充分確保する必要があることも判明した。
【０００７】
すなわち本発明は、キャップゴム部をゴム硬度が７０°以上の硬質ゴムで形成し、かつこのキャップゴム部の外端とベルト層の外端との間のタイヤ軸方向距離を５ｍｍ以上確保することを基本として、トレッド部への拘束力を高め、半径方向の共振を抑えるとともに振動伝達率のピークをより高周波数側に移行せしめ、ロードノイズ性能と操縦安定性とを両立して向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層を含むトレッド補強層とを具える空気入りタイヤであって、
前記トレッド部をなすトレッドゴムは、トレッド面をなすキャップゴム部を少なくとも含み、かつこのキャップゴム部は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が７０〜７５°の硬質のゴムからなるとともに、該キャップゴム部のタイヤ軸方向外端と、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端との間のタイヤ軸方向距離を５〜１５ｍｍとしたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記ベルト層は、そのトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊を８〜１０Ｍｐａとしたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記トレッドゴムは、前記キャップゴム部と、その半径方向内側に配され前記トレッド補強層との間に介在するベースゴム部とからなり、かつこのベースゴム部は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を５０〜６０°、かつ損失正接（ｔａｎ　δ）を０．０５〜０．１とした低発熱ゴムからなることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤが乗用車用ラジアルタイヤである場合を例示する断面図、図２はその主要部を拡大して示す断面図である。
【００１２】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７を含むトレッド補強層９とを具える。
【００１３】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して、例えば７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成され、カーカスコードとして、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードが好適に採用される。又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで内から外に折り返すプライ折返し部６ｂを一体に具え、このプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間にはビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。
【００１４】
前記ビードエーペックスゴム８は、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方に向けて先細状にのびる断面三角形状の硬質のゴムからなり、本例では、高性能タイヤとして必要なタイヤ剛性を確保するため、ビードベースラインＢＬからの高さｈ１を、タイヤ断面高さＨＴの０．２５〜０．５倍の範囲としている。なお前記プライ折返し部６ｂは、前記ビードエーペックスゴム８を半径方向外方に越えて延在する所謂ハイターンアップ構造をなし、本例では、タイヤ最大幅位置Ｍの近傍で終端したものを例示している。
【００１５】
又トレッド補強層９は、本例では、前記ベルト層７と、その外側に重置されてベルト層７のリフティングを抑えることにより高速耐久性を向上させるバンド層１０とによって構成している。
【００１６】
前記ベルト層７は、スチールコード等の高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して、例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。このうち、内側のベルトプライ７Ａのプライ巾ＢＷ１は、外側のベルトプライ７Ｂのプライ巾よりも大であり、この巾広のプライ巾ＢＷ１であるベルト巾を、トレッド接地巾ＴＷの１０５〜１２０％とすることにより、トレッド部２の略全巾を強固に補強している。なおベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように傾斜の向きを違えて重置され、これによってベルト剛性を高めている。
【００１７】
ここで、前記「トレッド接地巾ＴＷ」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地するトレッド接地面のタイヤ軸方向巾を意味する。又前記「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、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば　”Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｉｍ”　、或いはＥＴＲＴＯであれば　”Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｒｉｍ”　を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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”　であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。また前記「正規荷重」とは、前記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、タイヤが乗用車用である場合には、その８８％の荷重とする。
【００１８】
又前記バンド層１０は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回させた一枚以上のバンドプライ１０Ａからなる。このバンドプライ１０Ａとしては、ベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライ、又は外端部のみを覆う巾狭のエッジバンドプライが使用でき、本例では、バンド層１０がエッジバンドプライの２枚を重置させたものを例示している。
【００１９】
次に、前記トレッド部２をなすトレッドゴムＧは、トレッド面２Ｓをなすキャップゴム部Ｇ１を少なくとも含み、本例では、トレッドゴムＧが、このキャップゴム部Ｇ１と、その半径方向内側に配され前記トレッド補強層９との間に介在するベースゴム部Ｇ２との２層構造をなすものを例示している。
【００２０】
そして本実施形態では、図２に拡大して示すように、前記キャップゴム部Ｇ１に、ゴム硬度Ｈｓ１（デュロメータＡ硬さ）が７０〜７５°の硬質のゴムを使用するとともに、このキャップゴム部Ｇ１のタイヤ軸方向外端Ｇｅと、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端７ｅとの間のタイヤ軸方向距離ＬＡを５〜１５ｍｍとしている。
【００２１】
これは、キャップゴム部Ｇ１に、ゴム硬度Ｈｓ１が７０°以上の硬質のゴムを採用すると、該キャップゴム部Ｇ１にトレッド部２をタガ状に拘束する機能が発生し、半径方向の共振を抑えるとともに、振動伝達特性に変化を与え、振動伝達率のピークをより高周波数側に移行させるなど車両の振動伝達率のピークとの間にズレを生じさせるという効果が生まれるからである。
【００２２】
そしてこの効果が、硬質ゴムの採用によって上昇する路面からの振動入力の影響に打ち勝つ結果、ロードノイズ性能を向上させることができるのである。
【００２３】
このとき、キャップゴム部Ｇ１が前記機能を有効に発揮するためには、キャップゴム部Ｇ１は、ベルト層７より巾広であり、かつ前記外端Ｇｅ、７ｅ間の前記距離ＬＡを５ｍｍ以上確保するが重要である。これは、前記距離ＬＡが５ｍｍ未満では、トレッド部２への拘束力が過小となり、半径方向の共振を抑える効果が減じるなどロードノイズ性能を向上することができなくなるからである。なお前記距離ＬＡが１５ｍｍを越えるとキャップゴム部Ｇ１とサイドウォールゴム３Ｇとの接合部の歪が大きくなり、耐久性上不利になる。従って、前記距離ＬＡは、好ましくは５〜１０ｍｍの範囲とするのがよい。
【００２４】
なおキャップゴム部Ｇ１の前記外端Ｇｅは、トレッド接地端Ｔｅよりもタイヤ軸方向外側であり、かつ外端Ｇｅとトレッド接地端Ｔｅとのタイヤ軸方向距離ＬＢが７ｍｍ以上であることが、前記拘束力の観点からさらに好ましい。
【００２５】
又キャップゴム部Ｇ１の前記ゴム硬度Ｈｓ１も７０°未満では、拘束力が過小となってロードノイズ性能を向上することができなくなり、逆に７５°を越えると、ブロックが路面と衝突する際の衝突音（打撃音）が大きくなり、通過騒音性を悪化させる傾向となる。従って、前記ゴム硬度Ｈｓ１は、好ましくは７０〜７３°の範囲とするのがよい。なお低温脆化を考慮して、キャップゴム部Ｇ１のゴムの２次転移点（ガラス転移点）Ｔｇの温度を−１５℃以下、さらには−２０℃以下とするのが好ましい。
【００２６】
又本発明者の研究の結果、前記ベルト層７のトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊を８Ｍｐａ以上に高めることによっても、トレッド部２の振動を拘束する効果があり、前記キャップゴム部Ｇ１と併用することにより、ロードノイズ性能の向上効果をいっそう高めうることが判明した。又このトッピングゴムの高弾性化は、前記キャップゴム部Ｇ１の硬質化と同様、タイヤのコーナリングパワーを高めるため操縦安定性の向上にも有利となる。
【００２７】
なお複素弾性率Ｅ＊が１０Ｍｐａを越えると、工程で作りにくいという不利がある。従って複素弾性率Ｅ＊は、好ましくは８〜９．５Ｍｐａの範囲とするのがよい。なお複素弾性率は、岩本製作所粘弾性スペクトロメータを用い、測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み（振幅）±２．０％、周波数１０Ｈｚの条件で測定した値である。
【００２８】
又本実施形態では、前記トレッド補強層９とトレッドゴムＧとで構成される所謂トレッドリングが、剛性の高いベルト層７と、硬質ゴムのキャップゴム部Ｇ１とで挟み込まれてパッキングされるため、このトレッドリングの剛性が高く確保される。
【００２９】
その結果、前記ベースゴム部Ｇ２に、ゴム硬度Ｈｓ２が５０〜６０°かつ損失正接（ｔａｎ　δ）が０．０５〜０．１の低発熱ゴムを採用することができ、前記ロードノイズ性と操縦安定性との向上効果を高く維持しながら、乗り心地性及び低燃費性の向上効果も奏することが可能となる。このとき、キャップゴム部Ｇ１の厚さｔ１とベースゴム部Ｇ２の厚さｔ２の比ｔ１／ｔ２は、１．０〜３．０の範囲が好ましい。
【００３０】
なお前記ゴム硬度Ｈｓ２が５０°未満、及び損失正接（ｔａｎ　δ）が０．０５未満では、ロードノイズ性と操縦安定性との向上効果が発揮できなくなる。又ゴム硬度Ｈｓ２が６０°より大、及び損失正接（ｔａｎ　δ）が０．１より大では、夫々、乗り心地性及び低燃費性の向上効果が不十分となる。
【００３１】
本実施形態のタイヤは、特に操縦安定性の重要度が高いタイヤ偏平率が６５％よりも小さい超偏平タイヤに好適に採用しうる。以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３２】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５であるタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのロードノイズ性、及び操縦安定性をテストしその結果を表１に記載した。
【００３３】
（１）ロードノイズ性；
（ａ）レプリカテスト
供試タイヤを、リム（６ＪＪ×１５）、内圧（２２０ｋＰａ）、荷重（３．５ｋＮ）の条件でレプリカ路面上を速度６０ｋｍ／Ｈから３０ｋｍ／Ｈの惰行走行させる。このときの軸力を計測し、上下方向共振のピーク周波数を比較した。ピーク周波数が高いほど、ロードノイズ性に優れている。
（ｂ）実測テスト
試供タイヤを、リム（６ＪＪ×１５）、内圧（２２０ｋＰａ）の条件にて、車両（２０００ｃｃ／ＦＦ車）の４輪に装着し、ノイズ評価用のアスファルトの粗面路を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、ドライバーの官能評価により比較例１を３点とする５点法で評価した。値の大きい方が良好である。
【００３４】
（２）操縦安定性；
室内試験器を用いて測定したコーナリングフォースからコーナリングパワーを求め、実施例３を１００とした指数によって比較した。数値が大きいほどコーナリングパワーが高く、操縦安定性に優れている。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表の如く、実施例タイヤは、ロードノイズ性と操縦安定性とを両立して向上しているのが確認できる。
【００３７】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、キャップゴム部に高硬質のゴムを使用しトレッド部への拘束力を高めているため、半径方向の共振を抑えるとともに振動伝達率のピークをより高周波数側に移行させることができ、ロードノイズ性能と操縦安定性とを両立して向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】その主要部を拡大して示す断面図である。
【図３】キャップゴム部のゴム硬度とロードノイズの関係を例示する線図である。
【符号の説明】
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
７　　　ベルト層
９　　　トレッド補強層
Ｇ　　　トレッドゴム
Ｇ１　　キャップゴム部
Ｇ２　　ベースゴム部

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層を含むトレッド補強層とを具える空気入りタイヤであって、
前記トレッド部をなすトレッドゴムは、トレッド面をなすキャップゴム部を少なくとも含み、かつこのキャップゴム部は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が７０〜７５°の硬質のゴムからなるとともに、該キャップゴム部のタイヤ軸方向外端と、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端との間のタイヤ軸方向距離を５〜１５ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ベルト層は、そのトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊を８〜１０Ｍｐａとしたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記トレッドゴムは、前記キャップゴム部と、その半径方向内側に配され前記トレッド補強層との間に介在するベースゴム部とからなり、かつこのベースゴム部は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を５０〜６０°、かつ損失正接（ｔａｎ　δ）を０．０５〜０．１とした低発熱ゴムからなることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。