JP2009173066A

JP2009173066A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2009173066A
Application number: JP2008011368A
Authority: JP
Inventors: Junji Namaizawa; 淳治生井澤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2009-08-06

Abstract

【課題】ベルト部分の高速耐久性能を確保することができるとともに、２５０Ｈｚ帯域の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タイヤを提供する。
【解決手段】ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤ径方向外側に配置される、補強コードをその延長方向がタイヤ周方向に略平行になるようにスパイラル状に巻き回して成るベルト保護層を、片撚りのナイロンコードから成り、上記ベルト層１３ａ，１３ｂのほぼ全幅を覆うセンター部ベルト保護層１４と、両撚りのナイロンコードから成り、上記ベルト層１３ａ，１３ｂの端部側のみを覆うショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂとから構成することにより、センター部の周方向の剛性を抑えるとともに、ショルダー部の剛性を効果的に高めるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するもので、特に、高速耐久性能に優れ、かつ、ロードノイズの少ない空気入りタイヤに関する。

近年、乗用車の高速化に伴い、高速耐久性能や高速走行時における操縦安定性能に優れた空気入りタイヤが要求されている。高速走行時には、空気入りタイヤに大きな遠心力が作用するため、トレッド部の内面側に配置されているベルト層とその周囲のゴムがセパレーションを起こす場合がある。このセパレーションが起こると、上記ベルト層の幅方向両端部がせり上がり、タイヤのトレッド部分が外側に膨張してしまい、そのため、操縦安定性能が低下してしまう場合がある。
そこで、上記膨張を抑制するため、タイヤトレッドの内側に配置されたベルト層の外側に、上記ベルト層のタイヤセンター部を覆う、有機繊維やスチールから成るコードをタイヤ周方向に対して略平行になるように配列して成るセンター部ベルト保護層と、上記ベルト層の端部のみを覆う、上記コードをタイヤ周方向に対して略平行になるように配列して成るショルダー部ベルト保護層とを配置した空気入りタイヤが開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平７−２１５００５号公報特開２００７−１９６７４０号公報

しかしながら、上記特許文献１では、センター部ベルト保護層にはデニール数が１８００〜４０００である有機繊維コードを用い、ショルダー部ベルト保護層にはデニール数が４００〜１８００である有機繊維コードを用いていることから、ベルト層センター部の剛性が必要以上に高くなってしまい、その結果、ロードノイズ、特に、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズが増大してしまうといった問題点があった。
上記２５０Ｈｚ帯域のロードノイズは、タイヤ内部の空気の共振（空洞共鳴）に起因するもので、ベルト層の変形が小さいほど大きくなる傾向がある。
一方、上記特許文献２では、センター部ベルト保護層にはナイロンコードを用い、ショルダー部ベルト保護層にはＰＥＮコードを用いているので、ベルト層センター部の剛性はある程度低くすることはできる。しかしながら、上記ショルダー部ベルト保護層を構成するＰＥＮコードの剛性が高いため、上記２５０Ｈｚ帯域のロードノイズのうちの径２次モードの振動の固有振動数が十分に下がらなかったり、場合によって固有振動数が上がってしまって、上記２５０Ｈｚ帯域のロードノイズを十分に低減することが困難であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ベルト部分の高速耐久性能を確保することができるとともに、２５０Ｈｚ帯域の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、カーカス層と、このカーカス層のタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のベルト層と、これらのベルト層の外周側に配置された、補強コードをタイヤ周方向に対して略平行になるように配列して成るベルト保護層とを備えた空気入りタイヤであって、上記ベルト保護層は、上記ベルト層の少なくともタイヤセンター部を覆う第１の保護層と、上記ベルト層の端部のみを覆う第２の保護層とを備えており、上記第１の保護層の補強コードが片撚りのナイロンコードであり、上記第２の保護層の補強コードが両撚りのナイロンコードであることを特徴とするものである。
なお、「片撚り」は１本または２本以上のコードを引き揃えて撚りを加えたものを指し、「両撚り」は、１本または２本以上のコードを引き揃えて撚りを加えた（下撚りした）ものを２本束ねて、下撚り方向と反対方向に撚った（上撚りした）ものを指す。

本発明によれば、ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されて、ベルト層の少なくともタイヤセンター部を覆う第１の保護層の補強コードを片撚りのナイロンコードとして、タイヤセンター部のベルト層の剛性を低くするとともに、上記ベルト層の端部のみを覆う第２の保護層の補強コードを両撚りのナイロンコードとして、当該タイヤの空洞共振に起因する２５０Ｈｚ帯域の固有振動の周波数を下げるようにしたので、ベルト部分の高速耐久性能を確保することができるとともに、ロードノイズを効果的に低減することができる。

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タイヤ１０の構成を示す断面図で、同図において、１１はビード部、１１Ｃはビードコア、１２はカーカス層、１３ａ，１３ｂはベルト層、１４はセンター部ベルト保護層、１５ａ，１５ｂはショルダー部ベルト保護層、１６はトレッドである。
カーカス層１２は、ビード部１１に配置された１対のビードコア１１Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられた、当該空気入りタイヤ１０の骨格を成す部材で、このカーカス層１２のクラウン部のタイヤ径方向外側に２枚のベルト層１３ａ，１３ｂが配置されている。上記ベルト層１３ａ，１３ｂは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードを、赤道方向に対して２０°〜７０°の角度で交錯するように配置したもので、タイヤ径方向内側に配置されるベルト層１３ａのコードの延長方向とタイヤ径方向外側に配置されるベルト層１３ｂのコードの延長方向とは互いに交錯している。
センター部ベルト保護層１４は、片撚りのナイロンコードをその延長方向がタイヤ周方向に略平行になるようにスパイラル状に巻き回したもので、上記ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤ径方向外側に配置されて、上記ベルト層１３ａ，１３ｂのほぼ全幅を覆っている。
一方、ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂは、両撚りのナイロンコードをその延長方向がタイヤ周方向に略平行になるようにスパイラル状に巻き回したもので、上記ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤ径方向外側に配置されて、上記ベルト層１３ａ，１３ｂの両端部のみをそれぞれ覆っている。本例では、図１に示すように、上記センター部ベルト保護層１４とショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂとを、それぞれ一層ずつ設けるとともに、上記ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂを上記センター部ベルト保護層１４のタイヤ径方向外側に配置するようにしている。
トレッド１６は、上記センター部ベルト保護層１４とショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのタイヤ径方向外側に配置された、ゴム部材（トレッドゴム）である。

タイヤのセンター部１０Ａを中心に配置されるセンター部ベルト保護層１４は、主に、悪路走行時においてベルト層１３ａ，１３ｂを保護する役割をし、タイヤのショルダー部１０Ｂに配置されるショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂは、主に、高速走行時におけるショルダー部のせり出しを抑えることで、高速耐久性能を確保する役割をする。
上記センター部ベルト保護層１４のコードと上記ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのコードとをともに、両撚りコードとすると、高速耐久性能は確保できるが、センター部の剛性が必要以上に上がってしまうため、タイヤ空洞共鳴に起因する２５０Ｈｚ帯域のロードノイズが増大してしまう。
逆に、上記センター部ベルト保護層１４のコードと上記ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのコードとをともに、片撚りコードとすると、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズは減少するが、高速耐久性能が大幅に悪化してしまう。
これに対して本例では、高速耐久性能にはあまり寄与しないセンター部ベルト保護層１４のコードを片撚りのコードとすることにより、センター部の周方向の剛性を抑えて、上記２５０Ｈｚ帯域のロードノイズを減少させるとともに、ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのコードを両撚りのコードとしてショルダー部の剛性を高め、高速走行時に作用する大きな遠心力に起因するショルダー部１０Ｂのせり出しを抑えて、当該タイヤ１０の高速耐久性能を確保することができるようにしている。なお、悪路走行時におけるベルト層１３ａ，１３ｂの保護については、片撚りのコードであっても十分にその機能を果たすことができるので、問題はない。
また、本例では、センター部ベルト保護層１４のコードとショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのコードを、ともに、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのナイロンコードとしている。ナイロンコードはゴムとの接着性もよく、スチールに比べて軽量であるため、タイヤ重量を小さくすることができる。また、ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのコードを両撚りのコードとしても、ＰＥＮ（ポリエチレン−２，６−ナフタレート）コードやスチールコードなどのように、ショルダー部の剛性が必要以上に高くならないので、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズのうちの径２次モードの振動の固有振動数を効果的に下げることができるので、上記２５０Ｈｚ帯域のロードノイズを十分に低減することができる。

このように、本最良の形態によれば、ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤ径方向外側に配置される、補強コードをその延長方向がタイヤ周方向に略平行になるようにスパイラル状に巻き回して成るベルト保護層を、片撚りのナイロンコードから成る、上記ベルト層１３ａ，１３ｂのほぼ全幅を覆うセンター部ベルト保護層１４と、両撚りのナイロンコードから成り、上記ベルト層１３ａ，１３ｂの端部側のみを覆うショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂとから構成したので、センター部の周方向の剛性が抑えられ、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズを減少させることができるとともに、ショルダー部の剛性を効果的に高めることができるので、当該タイヤ１０の高速耐久性能を確保することができる。

なお、上記最良の形態では、センター部ベルト保護層１４がベルト層１３ａ，１３ｂのほぼ全幅を覆っている例を示したが、上記センター部ベルト保護層１４の幅はこれよりも狭くてもよく、少なくとも、上記ベルト層１３ａ，１３ｂのタイヤセンター部を覆っていれば、十分に悪路走行時におけるベルト層１３ａ，１３ｂの保護機能を果たすことができる。
また、上記例では、ショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂを上記センター部ベルト保護層１４のタイヤ径方向外側に配置したが、センター部ベルト保護層１４をショルダー部ベルト保護層１５ａ，１５ｂのタイヤ径方向外側に配置するようにしても、同様の効果を得ることができる。

ベルト層のタイヤ径方向外側に、片撚りの６，６ナイロンコードから成るセンター部ベルト保護層と両撚りの６，６ナイロンコードから成るショルダー部ベルト保護層とを設けた本発明によるタイヤ（本発明）と、センター部ベルト保護層のコードとショルダー部ベルト保護層のコードとを、ともに、両撚りの６，６ナイロンコードとしたタイヤ（比較例１）と、センター部ベルト保護層のコードとショルダー部ベルト保護層のコードとを、ともに、片撚りの６，６ナイロンコードとしたタイヤ（比較例２）とを準備し、上記各タイヤについて、高速耐久性能を評価した結果と２５０Ｈｚ帯域のロードノイズを測定した結果とを以下の表１に示す。なお、上記６，６ナイロンコードのサイズ数は、片撚り、両撚りともに、総表示デシテックス数で1400dtexで、コード径は、片撚りが0.35mm、両撚りが0.54mmのものを用いた。
タイヤは乗用車用のタイヤで、タイヤサイズは２０５／５５Ｒ１６９１Ｖである。
高速耐久性能は、16x6.5Jのホイールに組込んだタイヤを、直径３ｍのスチール製のドラムに押付け、下記の表２に示すように、慣らし走行後、所定時間毎に車速（ドラム回転速度）を段階的に上昇させるドラム走行試験を行い、タイヤが故障した速度（ステップ）を当該タイヤの高速耐久性能とした（ECE No30準拠、Ｖレンジ条件にて実施）。なお、試験時のタイヤ内圧は300kPaで、荷重は4.42kNとした。
また、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズは、上記各タイヤを試験車両に搭載し、走行時の車内音を測定した結果を、比較例１の場合を基準（０ｄＢ）とした値で示した。

表１から明らかなように、センター部ベルト保護層に片撚りのナイロンコードを用い、ショルダー部ベルト保護層に両撚りのナイロンコードを用いた本発明によるタイヤでは、センター部ベルト保護層及びショルダー部ベルト保護層ともに両撚りのナイロンコードを用いた比較例１のタイヤと同等の高速耐久性能を有しながら、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズが比較例１のタイヤよりも３ｄＢ向上している。一方、センター部ベルト保護層及びショルダー部ベルト保護層ともに片撚りのナイロンコードを用いた比較例２のタイヤでは、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズについては改善されているものの、高速耐久性能が低下してしまっている。
これらの結果から、センター部ベルト保護層には片撚りのナイロンコードを用い、ショルダー部ベルト保護層には両撚りのナイロンコードを用いるようにすれば、優れた高速耐久性能を維持しながら、２５０Ｈｚ帯域のロードノイズを改善できることが確認された。

このように、本発明によれば、優れた高速耐久性能を備えるとともに、ロードノイズの少ない空気入りタイヤを提供することができるので、車両の安全性と乗り心地性を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空気入りタイヤ、１１ビード部、１１Ｃビードコア、１２カーカス層、
１３ａ，１３ｂベルト層、１４センター部ベルト保護層、
１５ａ，１５ｂショルダー部ベルト保護層、１６トレッド。

Claims

カーカス層と、このカーカス層のタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のベルト層と、これらのベルト層の外周側に配置された、補強コードをタイヤ周方向に対して略平行になるように配列して成るベルト保護層とを備えた空気入りタイヤであって、上記ベルト保護層は、上記ベルト層の少なくともタイヤセンター部を覆う第１の保護層と、上記ベルト層の端部のみを覆う第２の保護層とを備えており、上記第１の保護層の補強コードが片撚りのナイロンコードであり、上記第２の保護層の補強コードが両撚りのナイロンコードであることを特徴とする空気入りタイヤ。