JP2005145144A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 転動抵抗を低下させることなく、周波数２００〜４００Ｈｚ域におけるロードノイズの低減を可能にする空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 キャップトレッド２とアンダートレッド３とからなるトレッド部を有し、トレッド部の表面にタイヤ周方向に延びる主溝４ａ、４ｂを形成した空気入りタイヤにおいて、主溝４ａ、４ｂのうちショルダー部最外側に位置する主溝４ａの溝下近傍のアンダートレッド３の厚さａと主溝４ａの溝下のアンダートレッド３の厚さｂとの比ａ／ｂを５〜５０とし、主溝４ａの溝下のキャップトレッドの厚さｃとアンダートレッドの厚さｂとの比ｃ／ｂを１〜４０とした空気入りタイヤ、及びその製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、転動抵抗を低下させることなく、周波数２００〜４００Ｈｚ域のロードノイズを低減するようにした空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

タイヤに起因して発生する騒音には、大別してパターンノイズなどの車外音とロードノイズの車内音とがある。ロードノイズとは、タイヤが路面から拾った振動が車軸を通して車室に伝達し、車室内で共振することにより発生する共鳴音であり、特に周波数２００〜４００Ｈｚ域の振動において顕著にあらわれる。

周波数２００〜４００Ｈｚ域のロードノイズを低減する手法としては、タイヤ断面２次モードの腹の振幅を小さくすればよいことがわかっているため、従来からタイヤ断面最大幅位置におけるサイドウォールの肉厚を部分的に大きくするなどの提案がある（例えば、特許文献１、２参照。）。しかしながら、これらの対策は何れもタイヤ質量の増加を招くため転動抵抗の悪化を招いていた。
特開平９−１１８１１１号公報 特開平２００１−１９１７４２号公報

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、転動抵抗を低下させることなく、周波数２００〜４００Ｈｚ域におけるロードノイズの低減を可能にする空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部がアンダートレッドと該アンダートレッドよりも弾性率の大きいキャップトレッドとの積層からなり、該トレッド部の表面にタイヤ周方向に延びる主溝を形成した空気入りタイヤにおいて、前記主溝のうちショルダー部の最外側に位置する主溝の溝下における前記アンダートレッド及びキャップトレッドの厚さをそれぞれｂ及びｃとし、前記最外側に位置する主溝の溝下近傍における前記アンダートレッドの厚さをａとするとき、前記厚さｂに対する前記厚さａの比ａ／ｂを５〜５０にし、前記厚さｂに対する前記厚さｃの比ｃ／ｂを１〜４０にしたことを特徴とする。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、トレッド部をキャップトレッドとアンダートレッドとの積層構造にし、ショルダー部の最外側に位置する主溝に対応する部位の前記アンダートレッドの内側に前記主溝に沿って延びる凹部を形成したトレッドゴム層をクラウン部に貼り付けることにより未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型内で加硫成形して上述する空気入りタイヤを製造することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部をアンダートレッドとこれより高弾性率のキャップトレッドの積層体で構成する場合、トレッド部からビード部への振動伝達経路となるショルダー部の最外側に位置する主溝の溝下でキャップトレッドが占める厚さの比率をアンダートレッドよりも大きくしたので、この弾性率の大きいキャップトレッドに基づきショルダー部におけるトレッド剛性が増加することにより、タイヤ断面２次モードの振幅が減少し、周波数２００〜４００Ｈｚ域におけるロードノイズを低減することができる。しかも、トレッド部自体の厚さは変えることなく、アンダートレッドとキャップトレッドとの比率を変えるだけであるので、タイヤの質量増加を招かず、転動抵抗の悪化はもたらさない。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫タイヤにおけるキャップトレッドとアンダートレッドとの積層面を面一にすると共に、アンダートレッドの内周面のショルダー部最外側に位置するタイヤ周方向主溝に対応する位置に凹部を形成したので、上述した性能の空気入りタイヤを効率よく製造することができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の空気入りタイヤのトレッド部のみを取り出して展開して示す半断面図で、図２は図１の矢印Ｒ部を拡大して示す拡大図である。

トレッド部１は、キャップトレッド２とアンダートレッド３とからなり、耐摩耗性、乗心地性などの諸性能を確保するため、キャップトレッド２にはアンダートレッド３よりも弾性率（剛性）の高いゴムが使用されている。トレッド部１の表面にはタイヤ周方向に延びる主溝４ａ、４ｂが形成されている。これら主溝４ａ、４ｂのうちショルダー部最外側に位置する主溝４ａの溝下におけるキャップトレッド２とアンダートレッド３との厚さｃ及びｂは、同等又は厚さｃの方がｂよりも大きくなるように形成されている。さらに具体的には、主溝４ａの溝下近傍のアンダートレッド３の厚さをａとすると、前記厚さｂに対する上記厚さａ及びｃの比は、比ａ／ｂが５〜５０、好ましくは２５〜４０、比ｃ／ｂが１〜４０、好ましくは２０〜３０に設定されている。

ここで、主溝４ａの溝下近傍とは、最もショルダー部側に位置する主溝４ａとタイヤセンター側の主溝４ｂとの間の溝下を除く範囲Ｑをいい、主溝４ａの溝下近傍のアンダートレッド３の厚さａとは、上記範囲Ｑにおけるアンダートレッド３の平均厚さをいう。

このように、トレッド部の総厚さやショルダー部最外側に位置する主溝４ａの溝下近傍のアンダートレッド３の厚さａを従来タイヤと同等にした上で、その主溝４ａの溝下におけるキャップトレッドの厚さｃを同位置におけるアンダートレッド３の厚さｂに比較して同等又は大きくしたので、トレッド部からビード部への振動伝達経路に相当するショルダー部のトレッド剛性が増加することにより、タイヤ断面２次モードの振幅が減少するため、周波数２００〜４００Ｈｚ域におけるロードノイズを低減することができる。また、上述するようにトレッド部の総厚さは従来タイヤと変わらないので、タイヤ質量の増加はなく、転動抵抗の増加はない。

溝下近傍のアンダートレッド３の厚さａと溝下のアンダートレッド３の厚さｂとの比ａ／ｂが５未満では２００〜４００Ｈｚ域におけるロードノイズが悪化することとなり、５０超では転動抵抗の悪化となる。一方、溝下のキャップトレッド２の厚さｃと溝下のアンダートレッド３の厚さｂとの比ｃ／ｂが１未満では転動抵抗が悪化することとなり、４０超では転動抵抗の改良効果が低減する。

上述する本発明タイヤは、以下のようにして製造することにより、効率よく製造することができる。

図３（ａ）〜（ｃ）に例示するように、 予め未加硫状態におけるトレッドゴム層１Ａの横断面を、キャップトレッド２とアンダートレッド３との積層面を面一にすると共に、アンダートレッド３の内周面のショルダー部最外側に位置するタイヤ加硫金型５の主溝成形骨５Ａに対応する位置に凹部３Ａを形成しておく。なお、図３（ａ）〜（ｃ）にはアンダートレッド３の内周面のタイヤセンター側に位置するタイヤ加硫金型５の主溝成形骨５Ｂに対応する位置にも凹部３Ｂを形成した場合を示している。

このようにして得られたトレッドゴム層１Ａをクラウン部に貼り付けて未加硫タイヤを成形し、次いで未加硫タイヤを金型５内で加硫することにより、図１及び図２に示すように、ショルダー部最外側に位置する主溝４ａの溝下近傍のアンダートレッド３の厚さａとその主溝４ａの溝下のアンダートレッド３の厚さｂとの比ａ／ｂが５〜５０、ショルダー部側に位置する主溝４ａの溝下のキャップトレッド２の厚さｃとアンダートレッドの厚さｂとの比ｃ／ｂが１〜４０となる空気入りタイヤが得られる。

すなわち、トレッドゴム層１Ａは、金型５内で成形骨５Ａ、５Ｂによりキャップトレッド２が押圧されて主溝４ａ、４ｂを形成し、アンダートレッド３の凹部３Ａ、３Ｂがその空間を埋めるようにタイヤ本体側に押し潰される。したがって、上記凹部３Ａ、３Ｂの変形に際して、アンダートレッド３がキャップトレッド２に与える反力は極めて小さいものとなり、そのため主溝４ａ、４ｂの溝底には、常に所望の厚さのキャップトレッド２を保持させることができる。

このように、未加硫段階におけるトレッドゴム層１Ａの横断面を、キャップトレッド２とアンダートレッド３との積層面を面一にすると共に、アンダートレッド３の内周面のショルダー部最外側に位置する主溝４ａに対応する位置に凹部３Ａを形成したので、上述した空気入りタイヤを効率よく製造することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、アンダートレッド３の内周面に凹部３Ａを形成したトレッドゴム層１Ａを生タイヤに貼り合わせるため、これにより加硫時にトレッドゴム層１Ａとタイヤ本体側との間に空気溜りが生ずる場合がある。このような事態を防ぐため、アンダートレッド３の内周面には前記凹部３Ａから幅方向に延びる図示しない複数の凹溝をタイヤ周方向に間欠的に形成しておくとよい。或いは、トレッドゴム層１Ａに凹部３Ａからキャップトレッド２の表面まで貫通する複数の貫通穴を形成しておくとよい。これにより加硫故障のない空気入りタイヤを得ることができる。

本発明において、上述する実施形態では、ショルダー部最外側に位置する主溝４ａの溝下におけるキャップトレッド２とアンダートレッド３との厚さｃ、ｂをそれぞれ特定の関係に設定する場合を説明してきたが、上述する実施形態における主溝４ａの溝下ゲージに関する構成は、上記するショルダー部最外側に位置する主溝４ａに限られることなく、タイヤの赤道線から接地端までの中間位置から接地端に至るまでのタイヤ総接地幅の１／４に相当するショルダー域に形成された全ての主溝に対して適用させることが好ましい。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、図１に示すようにトレッド部に４本の周方向溝を形成し、主溝４ａの溝下近傍のアンダートレッド３の厚さａと主溝４ａの溝下のアンダートレッド３の厚さｂとの比ａ／ｂ及び主溝４ａの溝下におけるキャップトレッド２の厚さｃとアンダートレッド３の厚さｂとの比ｃ／ｂを表１のように異ならせた従来タイヤ（従来例１〜３）及び本発明タイヤ（実施例１〜４）を作製した。

各タイヤについて以下の評価方法により周波数２００〜４００Ｈｚ域のロードノイズ及び転動抵抗を調べ、その結果を従来例１を１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほど優れていることを示している。
［ロードノイズの評価］
各タイヤを排気量２０００ｃｃの乗用車に装着して時速６０ｋｍで粗い路面を走行させ、運転席窓側の耳元の位置で周波数域２００〜４００Ｈｚの車内騒音を計測した。
［転動抵抗の評価］
タイヤをリム（１５×６ＪＪ）組みして内圧２３０ｋＰａを充填し、室内ドラム（ドラム径：１７０７ｍｍ）式のタイヤ転動抵抗試験機を用いて、ＪＡＴＭＡ最大荷重の７０％に相当する荷重を負荷した状態で速度８０ｋｍ／ｈで走行させた時の転動抵抗を測定した。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤに比し、転動抵抗を低下させることなく、ロードノイズを低減していることがわかる。

本発明の空気入りタイヤのトレッド部のみを取り出して展開して示す半断面図である。 図１の矢印Ｒ部を拡大して示す拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態からなる未加硫状態におけるトレッドゴム層の形状を説明するための半断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
１Ａ トレッドゴム層
２ キャップトレッド
３ アンダートレッド
３Ａ、３Ｂ 凹部
４ａ、４ｂ 主溝
５ 金型
５Ａ、５Ｂ 成形骨

Claims (4)

1. トレッド部がアンダートレッドと該アンダートレッドよりも弾性率の大きいキャップトレッドとの積層からなり、該トレッド部の表面にタイヤ周方向に延びる主溝を形成した空気入りタイヤにおいて、
   前記主溝のうちショルダー部の最外側に位置する主溝の溝下における前記アンダートレッド及びキャップトレッドの厚さをそれぞれｂ及びｃとし、前記最外側に位置する主溝の溝下近傍における前記アンダートレッドの厚さをａとするとき、前記厚さｂに対する前記厚さａの比ａ／ｂを５〜５０にし、前記厚さｂに対する前記厚さｃの比ｃ／ｂを１〜４０にした空気入りタイヤ。
2. トレッド部をキャップトレッドとアンダートレッドとの積層構造にし、ショルダー部の最外側に位置する主溝に対応する部位の前記アンダートレッドの内側に前記主溝に沿って延びる凹部を形成したトレッドゴム層をクラウン部に貼り付けることにより未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型内で加硫成形して請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記アンダートレッドの内側に、前記凹部からタイヤ幅方向に延びる複数の凹溝をタイヤ周方向に間欠的に形成した請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記トレッド部に、前記凹部から前記キャップトレッドの表面まで貫通する複数の貫通穴を形成した請求項２又は３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
   

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