JP2011105054A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】優れた乗り心地性と静寂性を損なうことなく、高い操縦安定性を実現して、これら諸特性を両立できた空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】タイヤトレッド部に少なくとも２枚のベルト層を配し、該ベルト層のうちタイヤ径方向の最も内側に配されたベルト層と、少なくとも１枚以上配されたカーカスプライとの間に、タイヤ接地幅の９０％〜１１５％の幅を有するとともに、車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が下記（ａ）式を満足して相違するゴムシートを配置した空気入りタイヤ。
Ｈｓout ＞Ｈｓin ………（ａ）
ただし、Ｈｓout：車両装着時の外側のＪＩＳ硬度、Ｈｓin ：車両装着時の内側のＪＩＳ硬度
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、優れた乗り心地性と静寂性を損なうことなく、高い操縦安定性を実現し、これらの諸特性を両立させ得た空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りラジアルタイヤにおいて、走行性能を損なうことなく、走行時の通過騒音を低減させることが強く要請され、さまざまな検討がなされてきている。

たとえば、ベルト層を内層と外層の２枚のベルトプライから構成し、かつ外層のベルトプライの幅をトレッド巾の８０〜９０％、内層のベルトプライのプライの幅を外層のプライ幅よりも大きくかつトレッド幅の９０〜１００％とするとともに、該ベルト層とカーカス層の間に、カーカスプライ及び内層・外層のベルトプライのトッピングゴムよりもＪＩＳＡ硬度が３〜３０度大きくかつ特定の厚さと幅にした制振ゴム層を配置することにより雪路等における走行性能を損なうことなく、走行時の通過騒音を低減させる空気入りタイヤが提案されている（特許文献１）。

また、２枚以上のカーカス層と２枚のベルトプライを有する構造とし、そのカーカス層とカーカス層との間及びカーカス層とベルト層の間のそれぞれに特定の幅と厚さを有し、ＪＩＳＡ硬度が５５〜６５度のゴムからなる制振ゴム層を配することにより、雪路等における走行性能を損なうことなく走行時の通過騒音を低減させる空気入りタイヤが提案されている（特許文献２）。

また、操縦安定性能を損なうことなく通過騒音を低減することを目的に、トレッド部の内部でかつベルト層の外側に特定の弾性率を有したシート状の防振ゴム層を配した空気入りタイヤが提案されている（特許文献３）。

しかし、これらの提案によるものは、制振ゴム層あるいは防振ゴム層を配することによってタイヤ固有振動数を下げてロードノイズを低減させる静寂効果や乗り心地性の改良効果は認められるが、制振ゴム層あるいは防振ゴム層の存在に起因して、操縦安定性の点では優れているとは言い難いものであった。

特開平６−２９７９０９号公報 特開平８−１４２６０６号公報 特開平７−１４４５０８号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、優れた乗り心地性と静寂性を損なうことなく、高い操縦安定性を実現して、これら諸特性を両立できた空気入りタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）の構成を有する。
（１）タイヤトレッド部に少なくとも２枚のベルト層を配し、該ベルト層のうちタイヤ径方向の最も内側に配されたベルト層と、少なくとも１枚以上配されたカーカスプライとの間に、タイヤ接地幅の９０％〜１１５％の幅を有するとともに、車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が下記（ａ）式を満足して相違するゴムシートを配置した空気入りタイヤ。
Ｈｓout ＞Ｈｓin ………（ａ）
ただし、Ｈｓout：車両装着時の外側のＪＩＳ硬度
Ｈｓin ：車両装着時の内側のＪＩＳ硬度

また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、さらに、以下の（２）〜（４）のいずれかの構成からなることが好ましい。
（２）前記ゴムシートが、前記車両装着時の外側のＪＩＳ硬度Ｈｓoutを７０〜９０、前記車両装着時の内側のＪＩＳ硬度Ｈｓinを４５〜６５とした上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
（３）前記ゴムシートの全幅をＷ（ｍｍ）としたとき、そのうちの前記ＪＩＳ硬度Ｈｓoutを呈する部分の幅Ｗｈ（ｍｍ）、前記ＪＩＳ硬度Ｈｓinを呈する部分の幅Ｗｓ（ｍｍ）が下記（ｂ）式および（ｃ）式を満足する上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
Ｗ＝Ｗｈ＋Ｗｓ ………（ｂ）
０．２×Ｗ≦Ｗｈ≦０．５×Ｗ ………（ｃ）
（４）前記ゴムシートの厚さを０．４〜１．５ｍｍとした上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、タイヤトレッド部に少なくとも２枚のベルト層を配し、該ベルト層のうちタイヤ径方向の最も内側に配されたベルト層と、少なくとも１枚以上配されたカーカスプライとの間に、タイヤ接地幅の９０％〜１１５％の幅を有するとともに、車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が、前者が後者よりも大きいものであるように相違している一層のゴムシートを配置していることによりトレッド部の質量を大きくすることになる。これがタイヤの固有振動数（ｆ１）を下げることになり、ロードノイズの発生を低減させて騒音低減効果をもたらす。

また、車両アラインメントはネガティブキャンバーに設定することが一般に多いが、その場合、本発明の空気入りタイヤを使用する場合は、通常走行時に主として接地する車両装着時内側のゴムシートのＪＩＳ硬度が小さいものなので、これが路面入力の緩衝材としての役目を果たして乗り心地性を良好にする。

そして、車両の旋回走行時には、一般に車両装着時外側の接地圧が高くなるが、該車両装着時外側のゴムシートのＪＩＳ硬度が大きいので、該外側の接地圧が車両の旋回に応じて高くなったとしても、特に高い操縦安定性を良好に維持し実現することができるのである。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 硬度の異なる２種類のゴム材８ａ、８ｂの接合態様例を示したものであり、（ａ）〜（ｃ）は２色押出法による場合、（ｄ）は圧延法による場合のゴムシートの断面図である。

以下、本発明の空気入りタイヤについて図に示す実施例により説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。

本発明の空気入りタイヤ１は、タイヤトレッド部２に少なくとも２枚のベルト層３、４を配し、該ベルト層３、４のうちタイヤ径方向の最も内側に配されたベルト層３と、少なくとも１枚以上配されたカーカスプライ５との間に、タイヤ接地幅Ｗｇの９０％〜１１５％の幅Ｗを有するとともに、車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が下記（ａ）式を満足して相違するゴムシート８を配置したことを特徴とする。図１において、６はインナーライナー層、７はベルト補強層、９はタイヤの赤道線（赤道面）、１０はビード部である。
Ｈｓout ＞Ｈｓin ………（ａ）
ただし、Ｈｓout：ゴムシート８の車両装着時の外側のＪＩＳ硬度
Ｈｓin ：ゴムシート８の車両装着時の内側のＪＩＳ硬度

ゴムシート８は、その全幅にわたり連続した一つの層として形成されている。

ゴムシート８が、その車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が相違するとは、タイヤ赤道線位置を境界にして線対称的にＪＩＳ硬度が相違する場合の他、図１に示した境界部１１のように、車両装着時の外側寄りに偏った位置にある場合でもよい。図１において、矢印１２はタイヤの車両装着時の外側方向を示し、矢印１３は車両装着時の内側方向を示している。

すなわち、ゴムシート８は、ＪＩＳ硬度Ｈｓoutの硬度が大きい外側寄りのゴムシート部分８ａと、ＪＩＳ硬度Ｈｓin の硬度が小さい内側寄りのゴムシート部分８ｂから形成されている。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ接地幅Ｗｇの９０％〜１１５％の幅を有するとともに、車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が、前者が後者よりも大きいものであるように相違している一つの層のゴムシート８を配置していることにより、トレッド部の質量を大きくする。これがタイヤの固有振動数（ｆ１）を下げることになり、ロードノイズの発生を低減させ騒音低減効果をもたらす。

また、車両アラインメントはネガティブキャンバーに設定することが一般に多いが、その場合、本発明の空気入りタイヤを使用すると、通常走行時に主として接地する車両装着時内側のゴムシートのＪＩＳ硬度（Ｈｓin）が小さいので、これが路面入力の緩衝材としての役目を果たして乗り心地性を良好にする。一方で、車両の旋回走行時には、車両装着時外側の接地圧が高くなるが、車両装着時外側のゴムシートのＪＩＳ硬度（Ｈｓout）が大きいので、たとえ該外側の接地圧が高くなったとしても高い操縦安定性を良好に維持し実現する。

ゴムシート８の幅Ｗは、タイヤ接地幅の９０％〜１１５％の幅を有することが上述したトレッド部の質量の増加効果を得る上で重要であり、９０％よりも小さいとロードノイズ低減効果を得ることが難しくなる。それら効果をより明確に得るために、さらに好ましくはゴムシート８の幅Ｗはタイヤ接地幅の９５％〜１０５％である。

ゴムシート８の好ましい硬度は、車両装着時の外側のＪＩＳ硬度Ｈｓoutが７０〜９０、より好ましくは７５〜８５である。車両装着時の内側のＪＩＳ硬度Ｈｓinは好ましくは４５〜６５、より好ましくは５０〜６０である。硬度の値がこれら範囲を外れると効果が乏しくなるので好ましくない。ここで、ゴムのＪＩＳ硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３に規定され測定されるデュロメータ硬さをいう。

車両装着時の外側のＪＩＳ硬度Ｈｓoutが、７０よりも小さいときは操縦安定性の向上効果を得ることはむずかしく、９０よりも大きいときはゴム層の耐久性が低下するので好ましくない。また、車両装着時の内側のＪＩＳ硬度Ｈｓinが４５よりも小さいときは操縦安定性が劣る方向であり好ましくなく、６５よりも大きいときは乗り心地が悪化する方向であり好ましくない。

また、ゴムシート８の全幅をＷ（ｍｍ）としたとき、そのうちのＪＩＳ硬度Ｈｓoutを呈する部分の幅をＷｈ（ｍｍ）、ＪＩＳ硬度Ｈｓinを呈する部分の幅をＷｓ（ｍｍ）として、それらが下記（ｂ）式および（ｃ）式を満足することが好ましい。
Ｗ＝Ｗｈ＋Ｗｓ ………（ｂ）
０．２×Ｗ≦Ｗｈ≦０．５×Ｗ ………（ｃ）

すなわち、ＪＩＳ硬度Ｈｓoutを呈する部分の幅Ｗｈ（ｍｍ）は、ゴムシート８の全幅Ｗ（ｍｍ）に対して多くても５０％までとすることが好ましく、５０％よりも多いと乗り心地が低下する方向である。下限は２０％までがよく、それよりも小さいと優れた操縦安定性を得ることがむずかしくなる。

より好ましくは、０．３５×Ｗ≦Ｗｈ≦０．４５×Ｗ の関係を満たすことである。

ゴムシート８の厚さは、０．４〜１．５ｍｍとするのが所期の効果を高く得る上で好ましく、より好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。厚さが０．４ｍｍ未満のときはロードノイズの低減効果が小さくなり、また乗り心地を良くする効果は乏しくなる。１．５ｍｍよりも厚い場合に操縦安定性が低下するので好ましくない。

ゴムシート８を構成するゴムは、特に限定されるものではなく、天然ゴム、合成ゴム、合成エラストマー組成物、あるいはそれらの混合ゴム・混合物等を使用することができる。ゴムシート８を、車両装着時の外側と内側とで硬度を相違させて、一枚のゴムシートとして製造する方法は特に限定されないが、例えば、硬度の異なる２種類のゴム材を並列させて一体的に押し出して接合させる２色押出法や、あるいは別途に製造された硬度の異なる２種類のゴム材からなるシートを、その端部どおしを重ねて圧延して接合させる圧延法などを採用することができる。

図２の（ａ）〜（ｃ）は上述した２色押出法による場合の硬度の異なる２種類のゴム材８ａ、８ｂの接合態様例を示し、（ｄ）は上述した圧延法による場合の接合態様例を示した断面図である。これらの図に示したように、硬度の異なる２種類のゴム材８ａ、８ｂの境界面は、タイヤ赤道面に平行な面を呈するものでもよく（図２（ａ））、あるいは傾斜した面を呈するものでもよい（図２（ｂ）、（ｃ））。あるいは階段状を呈するものでもよい（図２（ｄ））。

以下、実施例により本発明の空気入りタイヤの具体的構成と効果について説明する。

なお、本発明において、接地幅は以下の方法により求めたものである。ロードノイズ（静寂性）、乗り心地および操縦安定性は以下の方法により評価したものである。
（１）接地幅：
ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００８年度版）に規定される空気圧−負荷能力対応表において、最大負荷能力に対応する空気圧をタイヤに充填し、その最大負荷能力の８０％の荷重をかけたとき、タイヤ軸方向に測定される幅である。
（２）ロードノイズ（静寂性）：
特殊路面でのフィーリング評価によって点数をつけて評価した。点数は、５点満点とし、従来例１のレベルを３点とし、０．２５点刻みで評価した。
（３）乗り心地：
特殊路面でのフィーリング評価によって点数をつけて評価した。点数は、５点満点とし、従来例１のレベルを３点とし、０．２５点刻みで評価した。
（４）操縦安定性：
ハンドリングコースでのフィーリング評価によって点数をつけて評価した。点数は、５点満点とし、従来例１のレベルを３点とし、０．２５点刻みで評価した。

実施例１〜９、従来例１〜２、比較例１
実施例１〜９、従来例１〜２、比較例１の計１２種類の試験タイヤ（サイズ２１５／５５Ｒ１７）を国産車（セダン）に装着し試験コース・試験路面を走行して、ロードノイズ、乗り心地および操縦安定性を評価した。

試験タイヤは、同一の金型を用いて以下に記載したようにタイヤ構造が相違する１２種類を準備した。

従来例１はベルト層とカーカス層の間にゴムシートを何も配さない構造として、従来例２はベルト層とカーカス層の間に全幅均一な硬度のゴムシートを配した構造とした。

本発明の実施例１〜９は、それぞれ表１、表２に示した数値を有するものとし、比較例１は車両装着時に外側と内側のゴム硬度の大小関係が、本発明の場合と逆転した構造のものである。ゴムシートにおける硬軟のゴム材の境界面は、図２の（ａ）に示した態様とした。

各試験タイヤの詳細は表１、表２に示した通りであり、これら表１、２からわかるように、本発明の空気入りタイヤは静寂性（ロードノイズ）、乗り心地および操縦安定性のいずれにおいても優れ、かつそのバランスが良く、総合性能が非常に優れているものである。

１：空気入りタイヤ
２：タイヤトレッド部
３：ベルト層
４：ベルト層
５：カーカスプライ
６：インナーライナー層
７：ベルト補強層
８：ゴムシート
８ａ：硬度が大きい、車両装着時において外側寄りのゴムシート部分
８ｂ：硬度が小さい、車両装着時において内側寄りのゴムシート部分
９：タイヤ赤道線（赤道面）
１０：ビード部
１１：硬度が大きいゴムシート部分と硬度が小さいゴムシート部分の境界部
１２：タイヤの車両装着時の外側方向
１３：タイヤの車両装着時の内側方向
Ｗ：ゴムトート８の全幅
Ｗｇ：タイヤ
Ｗｓ：ＪＩＳ硬度Ｈｓinを呈する部分の幅
Ｗｈ：ＪＩＳ硬度Ｈｓoutを呈する部分の幅

Claims (4)

1. タイヤトレッド部に少なくとも２枚のベルト層を配し、該ベルト層のうちタイヤ径方向の最も内側に配されたベルト層と、少なくとも１枚以上配されたカーカスプライとの間に、タイヤ接地幅の９０％〜１１５％の幅を有するとともに、車両装着時の外側と内側とでＪＩＳ硬度が下記（ａ）式を満足して相違するゴムシートを配置した空気入りタイヤ。
   Ｈｓout ＞Ｈｓin ………（ａ）
   ただし、Ｈｓout：車両装着時の外側のＪＩＳ硬度
   Ｈｓin ：車両装着時の内側のＪＩＳ硬度
2. 前記ゴムシートが、前記車両着時の外側のＪＩＳ硬度Ｈｓoutを７０〜９０、前記車両装着時の内側のＪＩＳ硬度Ｈｓinを４５〜６５とした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴムシートの全幅をＷ（ｍｍ）としたとき、そのうちの前記ＪＩＳ硬度Ｈｓoutを呈する部分の幅Ｗｈ（ｍｍ）、前記ＪＩＳ硬度Ｈｓinを呈する部分の幅Ｗｓ（ｍｍ）が下記（ｂ）式および（ｃ）式を満足する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
   Ｗ＝Ｗｈ＋Ｗｓ ………（ｂ）
   ０．２×Ｗ≦Ｗｈ≦０．５×Ｗ ………（ｃ）
4. 前記ゴムシートの厚さを０．４〜１．５ｍｍとした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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