JP2007246052A

JP2007246052A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2007246052A
Application number: JP2006076250A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Sasaki; 龍一佐々木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】空洞共鳴音の低減と操縦安定性向上を両立することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビードコア１２を跨いで配置されたカーカス１４と、カーカス１４のタイヤ径方向外側に配置されたベルト２８と、ベルト２８のタイヤ径方向外側に配置されタイヤ周方向に沿って巻回されたベルト補強層３０と、ビードコア１２のタイヤ径方向外側に配置されたゴム製のビードフィラー２２と、を備える空気入りタイヤ１において、ベルト補強層３０は、複数本並列配置された熱収縮性有機繊維コードを一体的にゴム被覆してなるリボン状のコードストリップを、該コードストリップの幅の１．２倍以上のピッチで巻回して構成されており、ビードフィラー２２の少なくとも上端部のゴム硬さが８５以下とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両などに装着して用いられる空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤはその構造上、タイヤ内部の円管長さに起因する空洞共鳴現象を有することが知られており、空洞共鳴はタイヤ内部の空気が加振されることにより発生する。この空洞共鳴が車軸を介して車室内に伝達されると車室内の静粛性を妨げるので好ましくない。
そこで、空洞共鳴を抑制する技術が種々開発されている。例えば特許文献１ではトレッド部の剛性を低下させることにより、タイヤモード周波数を低下させ空洞共鳴の抑制を図っている。
特開２００２−９６６０９号公報

ところで、空洞共鳴を抑制するには、タイヤ自体の変形を抑制することが有効であるが、実際には路面入力がある限りタイヤの変形を伴うことは避けられない。そこで、タイヤが変形してもタイヤ内部の空気を加振させないようにするには、タイヤ全体で変形を負担することが有効であると考えられている。
タイヤ全体で変形を負担するためには、カーカスのタイヤ径方向外側に設けられているベルトのタイヤ周方向の剛性を低減するのが有効である。しかしながら、ベルトの剛性を低下させたり、ベルトの巻回角度（タイヤ周方向に対する傾き）を大きくすると、コーナリングパワーの低下を招いて操舵初期の応答性が低下し、操縦安定性に影響がでる虞がある。
そこで、この発明は、操縦の応答性、安定性が良好で、しかも空洞共鳴を抑制することができる空気入りタイヤを提供するものである。

この発明に係る空気入りタイヤでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、一対のビードコアを跨いで配置されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置されタイヤ周方向に沿って巻回されたベルト補強層と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたゴム製のビードフィラーと、を備える空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層は、複数本並列配置された熱収縮性有機繊維コードを一体的にゴム被覆してなるリボン状のコードストリップを、該コードストリップの幅の１．２倍以上のピッチで巻回して構成されており、前記ビードフィラーの少なくとも上端部のゴム硬さが８５以下であることを特徴とする。
ここで、「ゴム硬さ」とは、ＪＩＳＫ６２５３に規定するスプリング式硬さ試験機Ａ型により得られたゴム硬さのことをいうものとする。
このように構成することにより、ベルト補強層において隣接するコードストリップ間に所定の隙間が形成されるとともに、ビードフィラーのゴム硬さを低減してサイドウォールのゴム硬さに近づけることができるので、ベルトの剛性を低減させることなく、タイヤ周方向の剛性を低減してタイヤ全体で変形を負担することができる。その結果、空洞共鳴音の低減と操縦安定性の向上の両立を図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記ビードフィラーのタイヤ径方向に沿う長さがタイヤ断面高さの２５〜４５％の範囲であることを特徴とする。このように構成することにより、操縦安定性が向上する。
ここで、「タイヤ断面高さ」とは、ＪＡＴＭＡに定める断面高さの定義に従い、「タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、無負荷状態のタイヤの外径とリム径の差の１／２」をいうものとする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、サイド部における前記カーカスのタイヤ幅方向外側にゴム製のサイド補強層を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、タイヤ全体で変形を負担させつつタイヤ周方向の剛性を増大して、操縦安定性を向上させることができる。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記サイド補強層のタイヤ径方向外側の端部がタイヤ断面高さの４０〜６５％の範囲に位置することを特徴とする。
このように構成することにより、サイド部におけるタイヤ周方向の剛性を過大にならないようにすることができ、その結果、空洞共鳴音の低減と操縦安定性の向上の両立を図ることができる。
請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記サイド補強層のゴム硬さが９５以上であることを特徴とする。
このように構成することにより、サイド部におけるタイヤ周方向の剛性を確実に増大することができ、その結果、空洞共鳴音の低減と操縦安定性の向上の両立を図ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記ベルト補強層のコードストリップのピッチは、タイヤ幅方向の中央部のピッチがタイヤ幅方向の端部側のピッチよりも大きいことを特徴とする。
このように構成することにより、ベルト補強層においてタイヤ幅方向の中央部におけるタイヤ周方向の剛性を低減することができ、空洞共鳴音の低減効果がさらに向上する。

請求項1および請求項２に係る発明によれば、ベルトの剛性を低減させることなく、タイヤ周方向の剛性を低減してタイヤ全体で変形を負担することができるので、空洞共鳴音の低減と操縦安定性の向上の両立を図ることができる。
請求項３から請求項５に係る発明によれば、さらに操縦安定性が向上する。
請求項６に係る発明によれば、空洞共鳴音の低減効果をさらに向上させることができる。

以下、この発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１に示すように、空気入りタイヤ１（以下、「タイヤ１」と略称する）は、ビード部２に配置された１対のビードコア１２，１２と、１対のビードコア１２，１２にトロイド状に跨り、ビード部２、サイド部３、ショルダ部４、クラウン部５に亘って配置されたカーカス１４を備えている。このカーカス１４は、２枚のカーカスプライ（カーカス層）１６，１７から構成され、各カーカスプライ１６，１７は、タイヤ周方向に対して７０〜９０度傾斜したコードをゴム被覆して構成されている。なお、この実施の形態では、カーカス１４を２枚のカーカスプライ１６，１７で構成したが、カーカスプライは２枚に限るものではなく、１枚あるいは３枚以上であってもよい。

カーカスプライ１６，１７は、ビードコア１２の回りをタイヤ幅方向内側から外側へ向けて折り返されており、カーカスプライ１６がビードコア１２に直接接触し、カーカスプライ１７はカーカスプライ１６に重ねて配置されている。
カーカスプライ１７においてビードコア１２を折り返した後の部分（以下、折り返し部と称す。カーカスプライ１６についても同様に呼称する。）１７ｂのタイヤ径方向外側端部はサイド部３の略中央に位置しており、カーカスプライ１６においてビードコア１２を折り返す前の部分（以下、本体部と称す。カーカスプライ１７についても同様に呼称する。）１６ａのタイヤ幅方向外側に重ねられている。これに対して、カーカスプライ１６における折り返し部１６ｂのタイヤ径方向外側端部はカーカスプライ１７の折り返し部１７ｂよりもタイヤ径方向内側に位置し、カーカスプライ１６の本体部１６ａからタイヤ幅方向に離間して配置されている。なお、カーカスプライ１７の本体部１７ａはカーカスプライ１６の本体部１６ａに当接して重ねられており、カーカスプライ１７の本体部１７ａの内側にはインナーライナー３４が形成されている。

カーカスプライ１６の本体部１６ａとカーカスプライ１６，１７の折返部１６ｂ，１７ｂとの間には、ビード部２の剛性を確保するために、比較的硬度の高いゴムからなるビードフィラー２２が設けられている。このビードフィラー２２は断面が略三角形状をなし、ビードコア１２に隣接してタイヤ径方向外側に配置されている。
また、タイヤ１のサイド部３には、カーカスプライ１７の折り返し部１７ｂのタイヤ径方向外側端部と、該折り返し部１７ｂから露出するカーカスプライ１６の本体部１６ａとに跨がって、硬質ゴムシートからなるサイド補強層２０がタイヤ幅方向外側に添設されている。

タイヤ１のクラウン部５において、カーカス１４のタイヤ径方向外側には、内側ベルト層２６と外側ベルト層２７の２層からなるベルト２８がカーカス１４に当接して設けられている。内側ベルト層２６はカーカス１４に当接してタイヤ径方向外側に配置され、外側ベルト層２７は内側ベルト層２６に当接してタイヤ径方向外側に配置されている。内側ベルト層２６及び外側ベルト層２７はそれぞれ、タイヤ周方向に対して比較的小さな角度で傾斜して延びるコードをゴム被覆して構成されており、この実施の形態では、内側ベルト層２６と外側ベルト層２７は互いにコードを交錯させるように配置されている。なお、この実施の形態では、ベルト２８を２層で構成したが、これに限られず３層以上で構成してもよい。

内側ベルト層２６のタイヤ幅方向端部は外側ベルト層２７のタイヤ幅方向端部よりもタイヤ幅方向外側へ突出している。
内側ベルト層２６のタイヤ幅方向端部内面とカーカスプライ１７の外面との間には、補間層２９が設けられており、補間層２９は内側ベルト層２６の該端部よりもタイヤ幅方向外側に延び、カーカスプライ１７の外面に当接している。

さらに、ベルト２８のタイヤ径方向外側には、内側ベルト補強層３１が外側ベルト層２７に当接して設けられている。内側ベルト補強層３１のタイヤ幅方向端部は、内側ベルト層２６および外側ベルト層２７のタイヤ幅方向端部よりもタイヤ幅方向外側に延出し、補間層２９に当接している。
図２に示すように、内側ベルト補強層３１は、リボン状のコードストリップ３３をタイヤ周方向にスパイラル状に巻き付けて構成されている。コードストリップ３３は、図３に示すように、複数本並列に配置された熱収縮性有機繊維からなるコード３４を一体的にゴム３５で被覆して構成されている。

また、内側ベルト補強層３１のタイヤ径方向外側であって、ショルダー部４の近傍には、外側ベルト補強層３２が内側ベルト補強層３１に当接して設けられている。外側ベルト補強層３２も、内側ベルト補強層３１と同様、リボン状のコードストリップ３３をタイヤ周方向にスパイラル状に巻き付けて構成されている。コードストリップ３３の構成も内側ベルト補強層３１のコードストリップ３３と同じである。この実施の形態において、内側ベルト補強層３１と外側ベルト補強層３２の２層は、ベルト補強層３０を構成する。

ところで、タイヤ１は路面入力がある限り変形を避けることができない。タイヤの変形を前提として空洞共鳴を抑制するには、タイヤ１全体で変形を負担することによりタイヤ内部の空気を加振させないようにするのが有効である。それには、内側ベルト層２６、外側ベルト層２７の剛性を低下させたり、これらベルト層２６，２７の巻回角度（タイヤ周方向に対する傾き）を大きくすることによって、ベルト２８のタイヤ周方向の剛性を低減するのが有効であるが、それでは、コーナリングパワーの低下を招いて操舵初期の応答性が低下し、操縦安定性が低下する虞がある。

そこで、この実施の形態におけるタイヤ１では、ベルト２８については従来構造を変更しないで、他の部分に改良を加えることで空洞共鳴の低減と操縦安定性の向上の両立を図っている。以下、これについて詳述する。
まず、このタイヤ１では、ベルト補強層３０の内側ベルト補強層３１および外側ベルト補強層３２のいずれにおいても、コードストリップ３３をタイヤ周方向に巻き付ける際のタイヤ幅方向のピッチ（以下、コードストリップのピッチと略す）Ｐと、コードストリップ３３の幅Ｗとの比（以下、ＰＷ比と称す）を１．２以上（Ｐ≧１．２Ｗ）に設定することにより、隣接するコードストリップ３３，３３間に０．２Ｗ以上の寸法の隙間を設けている。このようにすると、内側ベルト層２６および外側ベルト層２７の構成（すなわち、これらベルト層２６，２７の材料や巻回角度等）を変更することなく、タイヤ１の周方向の剛性を低減することができる。

また、このタイヤ１では、サイド部３にも着目し、タイヤ１全体で変形を負担するために、ビードフィラー２２のゴム硬さを低減しサイド部３のサイドウォール３６のゴム硬さに近づけている。ただし、操縦安定性を確保するために、サイドウォール３６のゴム硬さＨｄを４０〜６０（４０≦Ｈｄ≦６０）とし、ビードフィラー２２のゴム硬さＨｄを７５〜８５（７５≦Ｈｄ≦８５）とし、ビードフィラー２２をタイヤ径方向に沿って計測した長さＬをタイヤ断面高さ（セクションハイト）ＳＨの２５％〜４５％（０．２５ＳＨ≦Ｌ≦０．４５ＳＨ）とする。
ここで、「タイヤ断面高さ」とは、ＪＡＴＭＡに定める断面高さの定義に従い、「タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、無負荷状態のタイヤの外径とリム径の差の１／２」をいうものとする。また「ゴム硬さ」とは、ＪＩＳＫ６２５３に規定するスプリング式硬さ試験機Ａ型により得られたゴム硬さのことをいうものとする。

なお、ビードフィラー２２のゴム硬さＨｄについては、少なくともビードフィラー２２においてタイヤ径方向外側の部分のゴム硬さが７５〜８５であればよく、必ずしもビードフィラー２２全体のゴム硬さを７５〜８５にする必要はない。
このように、ベルト２８については従来構造を変更しないので、コーナリングパワーの低下を防止して操舵初期の応答性低下を抑制することができ、且つ、ベルト補強層３０とビードフィラー２２に改良を加えることにより、タイヤ１全体で変形を負担することができるので、タイヤ１内の空洞共鳴を低減することができる。

さらに、このタイヤ１では、操縦安定性のさらなる向上を図るため、サイド部３にサイド補強層２０を設けている。サイド補強層２０を設けることにより、タイヤ１全体で変形を負担させつつ、タイヤ１の周方向の剛性を増大して操縦安定性を向上させることができる。
この場合、効果的に操縦安定性向上と空洞共鳴音低減を両立させるためには、サイド補強層２０におけるタイヤ径方向外側端部の位置ｈを、タイヤ断面高さＳＨの４０％〜６５％（０．４ＳＨ≦ｈ≦０．６５ＳＨ）に配置するのが望ましく、また、サイド補強層２０のゴム硬さＨｄを９５以上（Ｈｄ≧９５）にするのが望ましい。サイド補強層２０のゴム硬さを規制することにより、サイド部３におけるタイヤ周方向の剛性を確実に増大することができる。一方、サイド補強層２０におけるタイヤ径方向外側端部の位置ｈを規制することにより、サイド部３におけるタイヤ周方向の剛性が過大にならないようにすることができる。

なお、タイヤ１全体で変形を負担するためには、タイヤ幅方向の中央部におけるタイヤ周方向の剛性を低減することが特に有効である。これを実現するためには、内側ベルト補強層３１において、タイヤ幅方向の中央部におけるコードストリップ３３のピッチＰ_ＣＬを、タイヤ幅方向の端部（すなわち、ショルダー部４に近い部位）におけるコードストリップ３３のピッチＰ_ＳＨＯよりも大きくする（Ｐ_ＣＬ≧Ｐ_ＳＨＯ）ことによって可能である。

［実施例］
次に、この発明に係る空気入りタイヤを試作し、従来構造のタイヤとの比較性能評価を行ったので以下に説明する。
従来例、比較例、実施例１〜３のタイヤは、タイヤサイズが２３５／５０Ｒ１９のノーマルなラジアルタイヤであり、２枚のカーカスプライで構成されるカーカスと、２層のベルト層からなるベルトと、２層のベルト補強層と、ビードのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーとを備えており、それぞれ表１に示す諸元を有している。それぞれのタイヤの諸元の相違点を説明する。

従来例のタイヤは、ベルト補強層におけるコードストリップのＰＷ比を１（Ｐ＝Ｗ）としており、したがって隣り合うコードストリップ間に隙間を有していない。また、タイヤのサイド部にサイド補強層がなく、ビードフィラーのゴム硬さは９７である。
比較例のタイヤは、ベルト補強層におけるコードストリップのＰＷ比はこの発明の範囲内の１．３（Ｐ＝１．３Ｗ）であるが、ビードフィラーのゴム硬さは従来例と同じ９７で、この発明の範囲外としたものである。
実施例１，２のタイヤは、ベルト補強層におけるコードストリップのＰＷ比を１．３（Ｐ＝１．３Ｗ）としている。実施例３のタイヤは、内側ベルト補強層のタイヤ幅方向の中央部におけるＰＷ比を１．７（Ｐ_ＣＬ＝１．７Ｗ）、内側ベルト補強層のタイヤ幅方向の端部におけるＰＷ比を１．３（Ｐ_ＳＨＯ＝１．３Ｗ）とし、すなわち、中央部におけるコードストリップのピッチＰ_ＣＬを、端部におけるコードストリップのピッチＰ_ＳＨＯよりも大きくした例である。
実施例１〜３のタイヤのビードフィラーのゴム硬さは８０である。
実施例１のタイヤはサイド補強層がなく、実施例２，３のタイヤはサイド補強層を備えている。

これらタイヤを装着したテスト車両により実走テストを行い、操縦安定性と空洞共鳴音低減についてフィーリング評価を行った。その評価結果を表１に示す。なお、表１において操縦安定性評価、空洞共鳴音低減評価はいずれも数値が大きいほど優れている。

表１に示す評価結果から、ベルト補強層のＰＷ比が１．３以上で、且つ、ビードフィラーのゴム硬さが８０の場合に、空洞共鳴音低減の効果が顕著に表れる。特に、実施例３のようにタイヤ幅方向中央部におけるコードストリップのピッチＰ_ＣＬを、端部におけるコードストリップのピッチＰ_ＳＨＯよりも大きくすると、空洞共鳴音低減の効果がより顕著になる。
ただし、操縦安定性との両立を考えた場合には、サイド補強層を備えるのが好ましいことがわかる。

この発明に係る空気入りタイヤの一実施の形態におけるタイヤ幅方向の断面図である。前記実施の形態における空気入りタイヤのベルト補強層の断面図である。前記ベルト補強層を構成するコードストリップの断面図である。

符号の説明

１空気入りタイヤ
１２ビードコア
１４カーカス
２０サイド補強層
２２ビードフィラー
２８ベルト
３０ベルト補強層
３３コードストリップ
３４コード

Claims

一対のビードコアを跨いで配置されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に配置されタイヤ周方向に沿って巻回されたベルト補強層と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたゴム製のビードフィラーと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト補強層は、複数本並列配置された熱収縮性有機繊維コードを一体的にゴム被覆してなるリボン状のコードストリップを、該コードストリップの幅の１．２倍以上のピッチで巻回して構成されており、前記ビードフィラーの少なくとも上端部のゴム硬さが８５以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ビードフィラーのタイヤ径方向に沿う長さがタイヤ断面高さの２５〜４５％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
サイド部における前記カーカスのタイヤ幅方向外側にゴム製のサイド補強層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記サイド補強層のタイヤ径方向外側の端部がタイヤ断面高さの４０〜６５％の範囲に位置することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記サイド補強層のゴム硬さが９５以上であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の空気入りタイヤ。
前記ベルト補強層のコードストリップのピッチは、タイヤ幅方向の中央部のピッチがタイヤ幅方向の端部側のピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。