JP2008087610A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト補強層の加硫拡張時におけるコードの伸長性を確保することができるとともに、タイヤの耐久性を低下させることなく、高周波ロードノイズを効果的に低減する。
【解決手段】スチールコードから成る補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束した、コード角が略０°のストリップを巻き回したベルト補強層１６を、径方向外側に位置するベルト層１５ａの外側、もしくは、径方向内側に位置するベルト層１５ｂの内側、あるいは、上記ベルト層１５ａ，１５ｂの間に設けるとともに、上記ベルト補強層１６の全ての補強コードに分断部を設けるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関するもので、特に、タイヤの耐久性の向上と高周波ロードノイズの低減に関する。

近年、空気入りラジアルタイヤにおいては、操縦安定性の改善などのため、タイヤの偏平化が進められているが、上記偏平化に伴いベルト層に対する負荷が増大するため、ベルト層の両端部踏面側、あるいは、ベルト層の全幅にわたる踏面側にベルト補強層を設けて、高速走行時におけるベルト層のせり上がりを抑制してタイヤの高速耐久性を向上させるようにしている。
一方、車両の静粛化に伴って、タイヤ騒音の低減が求められている。上記タイヤ騒音のうち、帯域が４００Ｈｚ〜７００Ｈｚの高周波のタイヤ放射音（高周波ロードノイズ）はタイヤの表面振動に起因するもので、この振動は両ビード部を固定端とし、その間に定常波を作ることにより発生し、タイヤ軸方向に振動モード（径方向モード）を形成する。
そこで、図６に示すように、ベルト層５１，５２の外側に、繊維コードを、最外層のベルト層５２を構成するコードの配列角度よりも５°〜２５°のより大きな傾斜角度で交差するように積層して形成したベルト補強層５３を配置することによりタイヤ軸方向の剛性を高め、同図の破線で示す振動モード（ここでは、径方向２次モードを例示した）の振幅を抑制して、タイヤ放射音を低減するようにした空気入りラジアルタイヤ５０が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３６４２５１号公報

しかしながら、ベルト補強層として、上記のようなベルト補強層５３を用いた場合には、従来の赤道面に対して平行配列したベルト補強層を用いたタイヤに比較して、タイヤ軸方向の剛性を高めることはできるが、タイヤ周方向の剛性が低下してしまうため、タイヤの耐久性が低下してしまうといった問題点があった。
一方、一般のベルト補強層では、補強層中に埋設される補強コードを、タイヤ周方向に沿って略０°に配列するようにしているが、コードの配列角度が小さいと加硫時にモールド内で拡張するときに十分に伸びることができず、そのため、タイヤ形状不良が発生する恐れがあった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ベルト補強層の加硫拡張時におけるコードの伸長性を確保することができるとともに、タイヤの耐久性を低下させることなく、高周波ロードノイズを効果的に低減することのできる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、タイヤトレッドゴムとカーカス層との間に少なくとも１層のベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤであって、幅が１５〜４０ｍｍ程度であるストリップ、もしくは、幅広な１枚もののベルトのような、１本もしくは複数本の補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したものを１層以上巻回したベルト補強層であって、タイヤ周方向に対するコード角が実質的に０°であり、かつ、上記ベルト補強層中に埋設されているコードが１周中で少なくとも１箇所分断されているベルト補強層を設けたことを特徴とするものである。
なお、上記ベルト補強層は、ベルト層の径方向外側に配置してもよいし、径方向内側に配置してもよい。また、ベルト層が２層以上の場合には、ベルト層の径方向外側、内側、及びベルト層の間のいずれかまたは複数箇所に配置してもよい。また、カーカス層の径方向内側に配置してもよい。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記分断されているコードの分断位置をタイヤ１周にわたって分散させたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記ベルト補強層中に埋設されている全てのコードに少なくとも１箇所以上の分断箇所を設けたものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記ベルト補強層の引張剛性を上記ベルト層の引張剛性よりも大きくしたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記ベルト補強層をタイヤ幅方向に所定距離離隔して設けたものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記補強コードをスチールコードとしたものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記補強コードをタイヤ幅方向に束状に配置したものである。

本発明によれば、タイヤトレッドゴムとカーカス層との間に少なくとも１層のベルト層を備えた空気入りタイヤにおいて、幅の細いストリップ、もしくは、幅広な１枚もののベルトのような、１本もしくは複数本の補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したものを１層以上巻回したものであって、かつ、タイヤ周方向に対するコード角が実質的に０°であるベルト補強層を設けるとともに、上記ベルト補強層を補強層中に埋設されているコードを１周中で少なくとも１箇所分断することにより、加硫拡張時におけるコードの伸長性を確保することができるようにしたので、加硫後のタイヤ形状を適切に保持しつつ、高剛性を確保することができる。したがって、タイヤの耐久性を低下させることなく、タイヤ放射音の原因であるタイヤ径方向の振動モードの振幅を抑制することができるので、高周波ロードノイズを効果的に低減することができる。
このとき、上記分断されているコードの分断位置をタイヤ１周にわたって分散させるようにすれば、タイヤ加硫拡張時におけるコードの伸長性を周方向に均一にできるので、タイヤのユニフォミティの悪化を防止することができる。

また、上記ベルト補強層中に埋設されている全てのコードに少なくとも１箇所以上の分断箇所を設けるようにすれば、コードの伸長性を十分に確保することができる。
また、上記ベルト補強層の引張剛性を上記ベルト層の引張剛性よりも大きくして、ベルト層へのタガ効果を更に高めるようにすれば、高周波ロードノイズを更に効果的に低減することができる。
更に、上記ベルト補強層をタイヤ幅方向に所定距離離隔して設けるようにすれば、タイヤ放射音の発生を効果的に低減できる。このとき、上記ストリップのタイヤ幅方向の位置を、タイヤ振動の径方向モードの振幅が最大になる位置とすることが好ましい。
また、上記補強コードとして周方向剛性の高いスチールコードを用いたり、上記補強コードをタイヤ幅方向に束状に配置したりすれば、周方向剛性を更に高めることができ、タイヤ振動振幅の抑制効果を更に高めることができる。
また、上記ベルト補強層と、有機繊維コードから成るキャップなどの従来のベルト補強層とを併用しても、同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０の構成を示す断面図で、同図において、１１は踏面側にトレッドパターンを有するタイヤトレッド、１２はサイド部、１３はビード部、１４はタイヤ赤道面に対してほぼ９０°に配列するように設けられたカーカスコードを備えたカーカス層、１５ａ，１５ｂは上記タイヤトレッド１１とカーカス層１４との間にそれぞれ設けられたベルト層、１６は上記ベルト層１５ａ，１５ｂの径方向外側に設けられたベルト補強層である。
上記ベルト補強層１６は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、スチールコードから成る複数本(図では５本)の補強コード１６ａを互いに平行に引き揃えてゴム１６ｂに埋設して集束した、幅が１５〜４０ｍｍのストリップをタイヤ周方向に１層巻き回したもので、上記ベルト層１５ａ，１５ｂの図示しないコードがタイヤ周方向に対してそれぞれ２０°前後のコード角で互いに交差するように配置されているのに対し、上記補強コード１６ａのコード角を略０°としている。

本例では、上記ベルト補強層１６を、図１に示すように、径方向外側に位置するベルト層１５ａの外側で、上記タイヤトレッド１１のタイヤ赤道面上に位置する陸部（中央陸部）１１ａの径方向内側に設けることにより、タイヤの表面振動に起因する４００Ｈｚ〜７００Ｈｚの高周波のタイヤ放射音を抑制するようにしている。
上記タイヤ放射音は、径方向２次の振動モードと、図１の破線で示した径方向３次の振動モードの振幅が大きいことから、上記のように、上記ベルト補強層１６を、上記２つの振動モードの腹の部分に当たるタイヤトレッド１１の中央陸部１１ａとショルダー部１１ｂ，１１ｂの径方向内側にそれぞれ設けるようにすれば、タガ効果により上記各振動モードの振幅を効果的に低減することができるので、４００Ｈｚ〜７００Ｈｚの高周波のタイヤ放射音を大幅に抑制することができる。
なお、上記ベルト補強層１６は、本例のように、上記２つの振動モードの腹の部分に当たる部分に設けることが肝要で、従来例のように、上記ベルト層１５ａ，１５ｂの全幅を覆うようにしても振幅の低減効果は少ないので、本発明のように、タイヤ放射音を大幅に抑制することは困難である。

また、本例では、上記ベルト補強層１６のコードとして、スチールコードを用いることにより、その引張剛性を上記ベルト層１５ａ，１５ｂの引張剛性よりも２倍以上大きくしている。これにより、上記ベルト補強層１６の周方向剛性が高められるので、タイヤ放射音を効率よく低減することができる。
しかしながら、引張剛性の大きなスチールコードを用いると、上記ベルト補強層１６のコード角を略０°とした場合には、加硫時にタイヤが拡張するときにコードが伸びにくく、タイヤ形状が整わなくなる恐れがある。
そこで、本発明では、更に、上記ベルト補強層１６の全ての補強コード１６ａに１周中で少なくとも１つの分断部１６ｋを設けて加硫時におけるコードの伸びを許容できるようにすることにより、加硫拡張時における上記ベルト補強層１６のコードの伸長性を確保するようにしている。これにより、加硫後のタイヤ形状を適切に保持することができるとともに、加硫後においても高剛性を維持することができるので、タイヤ放射音を効果的に低減することができる。
また、上記各補強コード１６ａの分断部１６ｋの位置をタイヤ１周にわたって分散させるようにすれば、タイヤ加硫拡張時におけるコードの伸長性を周方向に均一にできるので、タイヤのユニフォミティの悪化を防止することができるだけでなく、周方向剛性も均一になるので、高周波ロードノイズを確実に低減することができる。
なお、上記ベルト補強層１６中のコードを全て分断する必要は必ずしもないが、本例のように、全てのコードが少なくとも１箇所以上の分断部１６ｋを設けた方が、コードの伸長性を十分に確保することができる。

このように、本最良の形態によれば、スチールコードから成る補強コード１６ａを互いに平行に引き揃えてゴム１６ｂに埋設して集束した、コード角が略０°のストリップを巻き回したベルト補強層１６を、径方向外側に位置するベルト層１５ａの外側で、上記タイヤトレッド１１の中央陸部１１ａの径方向内側に設けて、タイヤ放射音になりやすい振動モードの振幅を低減させるとともに、上記ベルト補強層１６の全ての補強コード１６ａに分断部１６ｋを設けて加硫時におけるコードの伸びを許容できるようにしたので、加硫後のタイヤ形状を適切にできるとともに、加硫後においても高剛性を維持することができるので、タイヤ放射音を効果的に低減することができる。
また、上記各補強コード１６ａの分断部１６ｋの位置をタイヤ１周にわたって分散させて、コードの伸長性が周方向で均一になるようにしたので、タイヤのユニフォミティの悪化を防止することができる。

なお、上記最良の形態ではベルト補強層１６をベルト層１５ａ，１５ｂの径方向外側に設けたが、これに限るものではなく、ベルト層１５ａ，１５ｂの径方向内側、もしくは、ベルト層１５ａとベルト層１５ｂとの間に設けてもよい。また、カーカス層１４の径方向内側に設けてもよい。
また、ベルト補強層１６をベルト層１５ａ，１５ｂの径方向外側と内側の両方に設けるなど、ベルト補強層１６を複数箇所に配置してもよい。
また、上記例では、ベルト補強層１６をタイヤトレッド１１のタイヤ赤道面上に位置する中央陸部１１ａの径方向内側に設けたが、これは、当該タイヤ１０が中央陸部１１ａを有するトレッドパターンを備えたタイヤであるためで、中央陸部がないトレッドパターンを有するタイヤの場合には、上記ベルト補強層１６をタイヤトレッドの幅方向中心の内側に設けるようにすれば、同様の効果を得ることができる。
また、上記例では、ベルト補強層１６として、幅が１５〜４０ｍｍのストリップをタイヤ周方向に１層巻き回したものを用いたが、ストリップの層数としては１層に限るものではなく、図３に示すように、ストリップを２層巻き回したベルト補強層１６Ｚのように、１層以上巻き回したものであればよい。なお、この場合にも、補強コード１６ａは１周中で少なくとも１箇所の分断部１６ｋが設けられた構成とすることが肝要で、全ての補強コード１６ａが少なくとも１箇所以上の分断部１６ｋを有していることが好ましく、上記分断部１６ｋがタイヤ１周にわたって分散されていれば、特に好ましい。
また、上記ストリップに代えて、幅広な１枚もののベルトをタイヤ周方向に１層以上巻き回したものをベルト補強層として用いてもよい。
また、ベルト補強層１６のコードとしては、有機繊維コードを用いてもよいが、本例のように、スチールコードを用いた方がベルト補強層１６の引張剛性を高くできるので、タイヤ放射音を効率よく低減するためには、スチールコードを用いることが好ましい。

また、上記例では、補強コード１６ａを面上に並べて配置したベルト補強層１６を用いたが、補強コード１６ａをタイヤ幅方向に束状に配置した構成としてもよい。この場合には、補強コード１６ａが束状になっているので、ベルト補強層１６の周方向剛性を更に高めることができ、タイヤ振動モードの振幅を更に低減することができる。
また、上記例では、ベルト補強層１６をタイヤトレッド１１のタイヤ赤道面上に位置する中央陸部１１ａの径方向内側にのみ設けたが、上記ベルト補強層１６をタイヤ幅方向に所定距離離隔して設けるようにしてもよい。このとき、図４に示すように、各ベルト補強層１６，１６Ｓ，１６Ｓの位置を、タイヤ振動の径方向モードの節部を避けて配置するようにすれば、上記径モードの腹を抑えることができるので、タイヤ放射音を効率よく低減することができる。なお、上記隣接するベルト補強層１６，１６Ｓの間隔については、タイヤの形状や構造等により適宜決定されるが、トレッド幅に対して、１０％程度であることが好ましい。

図１に示した、センター部にベルト補強層を備えた本発明によるタイヤ（本発明１）とセンター部とショルダー部とにベルト補強層を備えた本発明によるタイヤ（本発明２）と、ベルト補強層のない従来のタイヤ（従来例）とをそれぞれ装着した車両を走行させてタイヤ近接音を測定した結果を図５の表に示す。なお、測定は、帯域が４００Ｈｚ〜７００Ｈｚの高周波ロードノイズについて行い、その大きさを、従来例を基準（０ｄＢ）とした値で示した。
表に示すように、センターにベルト補強層を備えた本発明１のタイヤでは、タイヤ形状も正常で、かつ、ロードノイズの大きさは、ベルト補強層のない従来例に比較して５．９ｄＢも小さく、タイヤ放射音が大幅に低減されていることが分かった。なお、参考として、センターにベルト補強層を有するが、コードに分断部を有していないタイヤについても製造したが、加硫後のタイヤ形状が不良となったため、測定は行わなかった。
また、センター部とショルダー部とにベルト補強層を備えた本発明２のタイヤでは、ロードノイズの低減効果が７．０ｄＢと、タイヤ放射音が更に低減された。
このように、本発明のベルト補強層を備えたタイヤは加硫時の伸長性を確保することができるとともに、タイヤ放射音を大幅に低減することができることが確認された。
これにより、本発明のベルト補強層を備えたタイヤは加硫時のコード切れもなく、タイヤ放射音を大幅に低減することができることが確認された。また、ショルダー部にもベルト補強層を設ければ、高周波ロードノイズを更に低減できることが確認された。

このように、本発明によれば、加硫後のタイヤ形状を適切に保持しつつ、高剛性を確保することができるので、高周波ロードノイズを効果的に低減することができ、車両の静粛性を一層向上させることができる。

本発明の最良の形態に係る空気入りラジアルタイヤの構成を示す断面図である。 本発明によるベルト補強層の構成を示す図である。 本発明によるベルト補強層の他の構成を示す図である。 本発明によるベルト補強層の他の構成を示す図である。 本発明によるタイヤと従来のタイヤのタイヤ放射音及びコード切れの比較結果を示す表である。 従来のベルト補強層を有する空気入りラジアルタイヤの構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りラジアルタイヤ、１１ タイヤトレッド、１１ａ 中央陸部、
１２ サイド部、１３ ビード部、１４ カーカス層、１５ａ，１５ｂ ベルト層、
１６ ベルト補強層、１６ａ 補強コード、１６ｂ ゴム、１６ｋ 分断部。

Claims (7)

1. タイヤトレッドゴムとカーカス層との間に少なくとも１層のベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、１本もしくは複数本の補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したものを１層以上巻き回して成るベルト補強層であって、タイヤ周方向に対するコード角が実質的に０°であり、かつ、上記ベルト補強層中に埋設されているコードが１周中で少なくとも１箇所分断されているベルト補強層を設けたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 上記分断されているコードの分断位置がタイヤ１周にわたって分散されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 上記ベルト補強層中に埋設されている全てのコードが少なくとも１箇所以上の分断箇所を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 上記ベルト補強層の引張剛性を上記ベルト層の引張剛性よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 上記ベルト補強層をタイヤ幅方向に所定距離離隔して設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 上記補強コードをスチールコードとしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 上記補強コードをタイヤ幅方向に束状に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

Images