JP2017159774A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】生産性への影響を抑えつつ、気柱共鳴音の低減が達成された空気入りタイヤ２の提供。【解決手段】このタイヤ２は、トレッド４、ベルト１６及びストリップ５０を備えている。上記ベルト１６は、上記トレッド４の半径方向内側に位置している。このベルト１６は、並列された多数のコードを含んでいる。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。上記トレッド４は、周方向に延在する溝２６を備えている。上記ストリップ５０は、半径方向において、上記溝２６と上記ベルト１６との間に位置している。上記ストリップ５０は、上記ベルト１６の幅よりも小さな幅を有している。上記トレッド４の周方向の弾性率に対する上記ストリップ５０の周方向の弾性率の比は、２以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

雨天時での走行が考慮され、タイヤのトレッドには通常、周方向に延在する溝（以下、主溝と称される。）が刻まれている。雨天時においてタイヤと路面との間に存在する水は、この主溝を通じて排出される。

タイヤが路面と接触すると、主溝と路面とによって囲まれた空間が形成される。この空間内には、気体（具体的には、空気）が存在する。走行状態では、この空気が振動し、８００Ｈｚから１ｋＨｚ帯域のノイズ（以下、高周波ノイズ）が発生してしまう。この高周波ノイズは、気柱共鳴音とも称される。気柱共鳴音は、タイヤの通過騒音に影響する。

静粛性の観点から、気柱共鳴音の低減に関し、様々な検討が行われている。この検討の一例が、特開２００５−０３５３４５公報に開示されている。

特開２００５−０３５３４５公報

主溝の容積は、気柱共鳴音に影響する。小さな容積を有する主溝は、通過騒音の低減に寄与する。しかし、気柱共鳴音の低減のために主溝の容積を低減すると、排水性が低下し、ウェットグリップ性能が損なわれる恐れがある。

上記公報に記載のタイヤでは、主溝の半径方向内側に、この主溝に沿って延在する補強層が設けられている。この補強層を、トレッド部を形成するゴムの幅方向剛性よりも、大きな幅方向剛性を有するゴムで形成することで、このトレッド部の幅方向の剛性をほぼ均一にし、高周波ノイズの低減が図られている。

ところで前述の、補強層のためのゴムは、幅方向の剛性を確保するために、例えば、周方向に対して９０°傾けられた、すなわち実質的に軸方向に延在する、コードを含んでいる。軸方向に延在する多数のコードを周方向に並列させた部品の製造には、多数のステップが必要である。このため、この補強層の採用は、タイヤの生産性を損なう恐れがある。

高周波ノイズ、言い換えれば、気柱共鳴音の低減のための技術に関しては、改善の余地が残されているのが実情である。

本発明の目的は、生産性への影響を抑えつつ、気柱共鳴音の低減が達成された空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド、ベルト及びストリップを備えている。上記ベルトは、上記トレッドの半径方向内側に位置している。このベルトは、並列された多数のコードを含んでいる。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。上記トレッドは、周方向に延在する溝を備えている。上記ストリップは、半径方向において、上記溝と上記ベルトとの間に位置している。上記ストリップは、上記ベルトの幅よりも小さな幅を有している。上記トレッドの周方向の弾性率に対する上記ストリップの周方向の弾性率の比は、２以上である。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記溝の底の幅に対する上記ストリップの幅の比は３以下である。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記ストリップの半径方向の弾性率はこのストリップの周方向の弾性率よりも小さい。より好ましくは、上記ストリップの周方向の弾性率に対するこのストリップの半径方向の弾性率の比は０．９以下である。

本発明に係る空気入りタイヤでは、溝の半径方向内側に、周方向の剛性が高いストリップが設けられている。このストリップは、溝の底の部分の剛性、詳細には、この部分の周方向の剛性に寄与する。溝の底の部分の剛性が高いので、このタイヤでは、この底の部分の振動が効果的に抑制される。

このタイヤでは、トレッドの内側にベルトが設けられている。発明者らは、詳細な検討により、軸方向の振動の減衰にベルトが効果的に寄与するという知見を得ている。つまりこのタイヤでは、このベルトによる振動の減衰効果もあって、つまり、ストリップとベルトとの相乗的な作用により、溝の底の部分の振動がかなり抑制される。振動の抑制は、小さな加振力を招来する。

このタイヤでは、加振力が小さくなる、すなわち、気柱共鳴音が低減される。しかもこの気柱共鳴音の低減のために、従来タイヤのように、軸方向の剛性確保のための部材を要しない。本発明によれば、生産性への影響を抑えつつ、気柱共鳴音の低減が達成された空気入りタイヤが得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのトレッド面の一部が示された平面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。 図５は、図４のストリップに含まれる短繊維が示された模式図である。 図６は、通過騒音に関する試験方法の概要を説明するための平面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、空気入りタイヤ２が示されている。図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。図１において、一点鎖線ＣＬはタイヤ２の赤道面を表わす。このタイヤ２の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。

図１において、タイヤ２はリムＲに組み込まれている。このリムＲは、正規リムである。このタイヤ２には、正規内圧となるように空気が充填されている。

本発明では、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、特に言及がない限り、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。タイヤ２が乗用車用である場合は、特に言及がない限り、内圧が１８０ｋＰａの状態で、寸法及び角度が測定される。

本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。

本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

本明細書において正規荷重とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた荷重を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高負荷能力」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「LOAD CAPACITY」は、正規荷重である。

このタイヤ２は、トレッド４、一対のサイドウォール６、一対のウィング８、一対のクリンチ１０、一対のビード１２、カーカス１４、ベルト１６、バンド１８、インナーライナー２０及び一対のチェーファー２２を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着される。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２４を形成する。トレッド４には、溝２６が刻まれている。この溝２６により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４は、ベース層２８とキャップ層３０とを有している。キャップ層３０は、ベース層２８の半径方向外側に位置している。キャップ層３０は、ベース層２８に積層されている。ベース層２８は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層２８の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層３０は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。

ベース層２８は、キャップ層３０よりも軟質である。言い換えれば、キャップ層３０の複素弾性率Ｅｃ＊に対するこのベース層２８の複素弾性率Ｅｂ＊の比は１未満、詳細には、０．９以下である。トレッド４の剛性が適切に維持されるとの観点から、この比は０．５以上である。具体的には、このタイヤ２では、ベース層２８の複素弾性率Ｅｂ＊、詳細には、このベース層２８の周方向の複素弾性率Ｅｂｃ＊は２．５ＭＰａ以上７．０ＭＰａ以下の範囲で設定される。

本発明において、タイヤ２を構成する各部材の複素弾性率Ｅ＊は、「ＪＩＳ Ｋ ６３９４」の規定に準拠して、測定される。測定条件は、以下の通りである。
粘弾性スペクトロメーター：岩本製作所の「ＶＥＳＦ−３」
初期歪み：１０％
動歪み：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０℃

本発明においては、測定のための試験片は、原則、タイヤ２から切り出される。しかし、タイヤ２から試験片を切り出すことができない場合には、タイヤ２における部材の状態を再現したシートを作製し、このシートから切り出された試験片が用いられる。本発明においては、周方向の複素弾性率Ｅｃ＊、半径方向の複素弾性率Ｅｒ＊及び軸方向の複素弾性率Ｅａ＊が計測されるが、試験片の引張方向をタイヤ２の周方向に一致させて計測して得た複素弾性率Ｅ＊が周方向の複素弾性率Ｅｃ＊として表される。試験片の引張方向をタイヤ２の半径方向に一致させて計測して得た複素弾性率Ｅ＊が、半径方向の複素弾性率Ｅｒ＊として表される。そして、試験片の引張方向をタイヤ２の軸方向に一致させて計測して得た複素弾性率Ｅ＊が、軸方向の複素弾性率Ｅａ＊として表される。

前述したようにベース層２８は、架橋ゴムからなる。言い換えれば、このベース層２８はゴム組成物を架橋することで得られる。このタイヤ２では、このベース層２８のためのゴム組成物は、従来のタイヤのベース層のためのゴム組成物と同様、前述の基材ゴム以外に、補強剤、充填剤等の配合剤を含んでいる。しかしこのゴム組成物には、配向をコントロールすることで特定の方向の剛性を向上させることができる、短繊維のような配合剤は含まれていない。このため、このベース層２８の複素弾性率Ｅｂ＊については、周方向の複素弾性率Ｅｂｃ＊も、半径方向の複素弾性率Ｅｂｒ＊も、そして、軸方向の複素弾性率Ｅｂａ＊も概ね同等である。キャップ層３０についても、同様である。

それぞれのサイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６の半径方向外側部分は、トレッド４と接合されている。このサイドウォール６の半径方向内側部分は、クリンチ１０と接合されている。このサイドウォール６は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。このサイドウォール６は、カーカス１４の損傷を防止する。

それぞれのウィング８は、トレッド４とサイドウォール６との間に位置している。ウィング８は、トレッド４及びサイドウォール６のそれぞれと接合している。ウィング８は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。

それぞれのクリンチ１０は、サイドウォール６の半径方向略内側に位置している。クリンチ１０は、軸方向において、ビード１２及びカーカス１４よりも外側に位置している。クリンチ１０は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。クリンチ１０は、リムＲのフランジＦと当接する。

それぞれのビード１２は、クリンチ１０の軸方向内側に位置している。ビード１２は、コア３２と、このコア３２から半径方向外向きに延びるエイペックス３４とを備えている。コア３２はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス３４は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス３４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１４は、カーカスプライ３６を備えている。このタイヤ２では、カーカス１４は１枚のカーカスプライ３６からなる。このカーカス１４が２枚以上のカーカスプライ３６から構成されてもよい。

このタイヤ２では、カーカスプライ３６は、両側のビード１２の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６に沿っている。カーカスプライ３６は、それぞれのコア３２の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ３６には、主部３６ａと一対の折り返し部３６ｂとが形成されている。すなわち、カーカスプライ３６は、主部３６ａと一対の折り返し部３６ｂとを備えている。

図示されていないが、カーカスプライ３６は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、７５°から９０°である。換言すれば、このカーカス１４はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１６は、トレッド４の半径方向内側に位置している。ベルト１６は、カーカス１４と積層されている。ベルト１６は、カーカス１４を補強する。ベルト１６は、内側層３８及び外側層４０からなる。図１から明らかなように、軸方向において、内側層３８の幅は外側層４０の幅よりも若干大きい。このタイヤ２では、ベルト１６の軸方向幅はタイヤ２の断面幅（ＪＡＴＭＡ参照）の０．６倍以上が好ましく、０．９倍以下が好ましい。

図示されていないが、内側層３８及び外側層４０のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。言い換えれば、ベルト１６は並列された多数のコードを含んでいる。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の一般的な絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側層３８のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層４０のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。この場合、この有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

バンド１８は、ベルト１６の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド１８はベルト１６の幅と同等の幅を有している。このバンド１８が、このベルト１６の幅よりも大きな幅を有していてもよい。

図示されていないが、バンド１８は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド１８は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、５°以下、さらには２°以下である。このコードによりベルト１６が拘束されるので、ベルト１６のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１６及びバンド１８は、補強層を構成している。ベルト１６のみから、補強層が構成されてもよい。

インナーライナー２０は、カーカス１４の内側に位置している。インナーライナー２０は、カーカス１４の内面に接合されている。インナーライナー２０は、空気遮蔽性に優れた架橋ゴムからなる。インナーライナー２０の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー２０は、タイヤ２の内圧を保持する。

それぞれのチェーファー２２は、ビード１２の近傍に位置している。タイヤ２がリムＲに組み込まれると、このチェーファー２２がリムＲと当接する。この当接により、ビード１２の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー２２は布とこの布に含浸したゴムとからなる。このチェーファー２２が、クリンチ１０と一体とされてもよい。この場合、チェーファー２２の材質はクリンチ１０の材質と同じとされる。

このタイヤ２では、トレッド４は溝２６として主溝４２を備えている。図１に示されているように、このトレッド４には、複数本、詳細には、３本の主溝４２が刻まれている。これらの主溝４２は、軸方向に間隔をあけて配置されている。このトレッド４には、３本の主溝４２が刻まれることにより、周方向に延在する４本のリブ４４が形成されている。つまり、リブ４４とリブ４４との間が主溝４２である。

それぞれの主溝４２は、周方向に延在している。主溝４２は、周方向に途切れることなく連続している。主溝４２は、例えば雨天時において、路面とタイヤ２との間に存在する水の排水を促す。このため、路面が濡れていても、タイヤ２は路面と十分に接触することができる。この主溝４２は、タイヤ２のウエットグリップに寄与する。

図２には、このタイヤ２の主溝４２の一部が示されている。この図２には、タイヤ２の外側からこの主溝４２を見た様子が示されている。この図２において、上下方向がタイヤ２の周方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の半径方向である。

このタイヤ２では、トレッド４には主溝４２以外に横溝４６もさらに刻まれている。図２に示されているように、１の主溝４２に対して、多数の横溝４６がこの主溝４２の左右それぞれの壁面４８から軸方向外向きに延在している。それぞれの横溝４６は、主溝４２と連結している。この横溝４６の軸方向長さ（図２の両矢印ＬＡ）に、特に制限はないが、この長さＬＡは、概ね、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲で適宜設定される。この横溝４６の周方向長さ、換言すれば、この横溝４６の幅（図２の両矢印ＬＣ）についても、特に制限はないが、この幅ＬＣは、概ね、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲で適宜設定される。

このタイヤ２では、横溝４６は、水の排出に寄与する溝容積の増加に寄与する。このタイヤ２では、主溝４２と、この主溝４２に連結された多数の横溝４６とによって、効率良く水が排出させられる。この観点から、このタイヤ２のように、トレッド４は主溝４２以外にこの主溝４２に連結された横溝４６をさらに備えているのが好ましい。

図１に示されているように、このタイヤ２はストリップ５０、詳細には、複数のストリップ５０をさらに備えている。これらのストリップ５０は、軸方向に並列されている。それぞれのストリップ５０は、周方向に延在している。

このタイヤ２では、ストリップ５０はトレッド４とベルト１６との間に位置している。このタイヤ２では、これらのストリップ５０はバンド１８に積層されている。図１から明らかなように、それぞれのストリップ５０の幅は、ベルト１６の幅よりも小さい。言い換えれば、このストリップ５０はベルト１６の幅よりも小さな幅を有している。

図３には、図２のIII−III線に沿った、このタイヤ２の断面が示されている。この図３において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。

図３に示されるように、ストリップ５０は主溝４２の半径方向内側に位置している。つまり、このタイヤ２では、ストリップ５０は、半径方向において、主溝４２とベルト１６との間に位置している。ストリップ５０は、半径方向において、主溝４２の全体と重複している。図１から明らかなように、このタイヤ２では、全ての主溝４２の半径方向内側に、ストリップ５０が設けられている。言い換えれば、このタイヤ２では、ストリップ５０の数は主溝４２の数と同等である。

このタイヤ２では、ストリップ５０はゴム組成物を架橋したもの、すなわち、架橋ゴムからなる。このゴム組成物は、基材ゴムを含む。この基材ゴムとしては、天然ゴム、ポリブ４４タジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、ポリクロロプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びイソブチレン−イソプレン共重合体が例示される。

ストリップ５０のためのゴム組成物は、短繊維をさらに含む。短繊維は、ストリップ５０の強度に寄与する。この短繊維としては、有機繊維が例示される。有機繊維としては、ナイロン繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びポリエステル繊維が例示される。質量の軽量化及び低コスト化の観点から、この短繊維として、クラフト紙及び新聞古紙からなる原料紙が細片化されて叩解されることにより得られる紙繊維が用いられてもよい。

ストリップ５０のためのゴム組成物には、前述の基材ゴム及び短繊維以外に、ゴム工業で一般的に使用される配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、カーボンブラック、シリカ、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、軟化剤、ワックス、架橋助剤等が、必要に応じ、適宜配合される。

図４には、図３のIV−IV線に沿った断面が示されている。この図４には、ストリップ５０のの一部が示されている。この図４において、上下方向がタイヤ２の周方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の半径方向である。

図４に示されているように、ストリップ５０は、多数の短繊維５２と、マトリクス５４とで構成されている。換言すれば、このストリップ５０は繊維補強ゴム（ＦＲＲ）からなる。これら短繊維５２は、マトリクス５４に分散している。これら短繊維５２の長手方向は、略周方向に沿っている。このストリップ５０において、短繊維５２は周方向に配向している。

図５は、図４のストリップ５０の短繊維５２が示された模式図である。図５において、上下方向がタイヤ２の周方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の半径方向である。矢印θで示されているのは、短繊維５２の角度である。角度θは、直線Ｘ１と直線Ｘ２とがなす角度である。直線Ｘ１は、周方向に延びている。直線Ｘ２は、短繊維５２の一端５２ａ及び他端５２ｂを通過している。この角度θは、短繊維５２の長手方向が周方向に対してなす角度である。角度θは、０°以上９０°以下である。なお、図５中、両矢印Ｌで示されているのが繊維長である。この繊維長Ｌは、一端５２ａから他端５２ｂまでの長さが計測されることにより得られる。

ストリップ５０がタイヤ２の剛性に効果的に寄与しうるとの観点から、角度θが２０°以下である短繊維５２の数の、短繊維５２の総数に対する比率は、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、９０％以上が特に好ましい。比率の算出においては、ストリップ５０の、周方向に沿った断面に露出した短繊維５２の角度が、測定される。無作為に抽出された１００本の短繊維５２について、角度の測定がなされる。なお、角度θが２０°以下である短繊維５２の数の、短繊維５２の総数に対する比率が９０％以上である場合が、ストリップ５０における短繊維５２が周方向に配向している状態である。

前述したように、このタイヤ２では、ストリップ５０において、短繊維５２が周方向に配向している。この短繊維５２による、ストリップ５０の周方向の剛性への貢献の程度は、このストリップ５０の半径方向又は軸方向の剛性への貢献の程度よりも大きい。このタイヤ２のストリップ５０では、その剛性が、周方向の剛性が半径方向の剛性よりも大きくなるように整えられている。このストリップ５０の剛性は、周方向の剛性が軸方向の剛性よりも大きくなるように整えられている。このストリップ５０は、その剛性に関し、異方性を有している。詳述しないが、本発明においては、前述の、短繊維５２の配合量に加え、用いる短繊維５２の材質、長さ等を適宜調整することでストリップ５０の周方向の剛性が整えられているのは言うまでもない。短繊維５２の配合以外の方法で、このストリップ５０の剛性が異方性を有するように整えられてもよい。

このタイヤ２の製造では、複数のゴム部材がアッセンブリーされて、ローカバー（未加硫タイヤ２）が得られる。このローカバーが、モールドに投入される。ローカバーの外面は、モールドのキャビティ面と当接する。ローカバーの内面は、ブラダー又は中子に当接する。ローカバーは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ２が得られる。そのキャビティ面に凸凹模様を有するモールドが用いられることにより、タイヤ２に凹凸模様が形成される。

このタイヤ２の製造では、ストリップ５０は、このストリップ５０のためのゴム組成物を押し出しして、テープ状に成形することで準備される。前述したように、ストリップ５０のためのゴム組成物は、例えば、トレッド４のベース層２８のためのゴム組成物とは異なり、短繊維５２を含んでいる。このため、このゴム組成物を押し出して成形したストリップ５０においては、短繊維５２は、その押出方向、言い換えれば、その長さ方向に配向している。

このようにして準備されたストリップ５０は、主溝４２の半径方向内側に相当する位置において、その長さ方向をタイヤ２の周方向に一致させて巻回される。ストリップ５０において短繊維５２はその長さ方向に配向しているので、これにより、周方向に配向した短繊維５２を含むストリップ５０が得られる。このタイヤ２の製造では、ゴム組成物を押し出して形成したものを巻き回すことで、ストリップ５０が得られる。このストリップ５０の製造には、従来のタイヤで採用された、軸方向に延在する多数のコードを周方向に並列させた部品の製造のように、多数のステップは不要である。

このタイヤ２では、ストリップ５０は周方向に配向した短繊維５２を含んでいるので、このストリップ５０は周方向において高い剛性を有している。特に、このタイヤ２では、ストリップ５０の周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊は、トレッド４、詳細には、トレッド４のベース層２８の周方向の複素弾性率Ｅｂｃ＊よりも大きい。具体的には、このベース層２８の複素弾性率Ｅｂｃ＊に対するストリップ５０の周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊の比は２以上である。これにより、ストリップ５０が主溝４２の底５６の部分の剛性に効果的に寄与する。つまり、このタイヤ２では、主溝４２の半径方向内側に、周方向の剛性が高いストリップ５０が設けられており、このストリップ５０が、主溝４２の底５６の部分の剛性、詳細には、この部分の周方向の剛性に寄与する。主溝４２の底５６の部分の剛性が高いので、特に、この部分における周方向の変形が抑えられる。このタイヤ２では、ベルト１６が効果的に拘束され、この底５６の部分の振動が効果的に抑制される。この観点から、この比は３以上が好ましく、５以上がより好ましい。一方、このストリップ５０による剛性への貢献の程度が大きくなり過ぎると、乗り心地等の性能が損なわれるともに転がり抵抗が増大する恐れがある。この観点から、この比は１５以下が好ましく、１３以下がより好ましい。

このタイヤ２では、トレッド４の内側にベルト１６が設けられている。発明者らは、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ；ＦＥＭ）等による、振動伝達に関する詳細な検討により、軸方向の振動の減衰にベルト１６が効果的に寄与するという知見を得ている。つまりこのタイヤ２では、このベルト１６による振動の減衰効果もあって、つまり、ストリップ５０とベルト１６との相乗的な作用により、溝２６の底５６の部分の振動がかなり抑制される。振動の抑制は、小さな加振力を招来する。

このタイヤ２では、加振力が小さくなる、すなわち、気柱共鳴音が低減される。しかもこの気柱共鳴音の低減のために、従来タイヤのように、軸方向の剛性確保のための部材を要しない。本発明によれば、生産性への影響を抑えつつ、気柱共鳴音の低減が達成された空気入りタイヤ２が得られる。

図３に示されているように、主溝４２の壁面４８とその底５６との間には角５８が設けられている。このタイヤ２では、この角５８は丸めとされている。符号Ｇ１は、一方の角５８の一端における接線とこの角５８の他端における接線との交点である。本発明においては、交点Ｇ１はこの主溝４２の第一仮想角である。符号Ｇ２は、他方の角５８の一端における接線とこの角５８の他端における接線との交点である。本発明においては、交点Ｇ２はこの主溝４２の第二仮想角である。両矢印Ｗｇは、第一仮想角Ｇ１から第二仮想角Ｇ２までの距離を表している。本発明においては、この距離Ｗｇが主溝４２の底５６の幅である。なお、主溝４２において、底５６の端が明確に特定できる場合には、この底５６の一端から他端までの長さで、この底５６の幅は表される。図３において、両矢印Ｗｓはストリップ５０の幅である。

このタイヤ２では、溝２６の底５６の幅Ｗｇに対するストリップ５０の幅Ｗｓの比は３以下が好ましい。これにより、このタイヤ２の走行状態において、リブ４４を通じて伝えられる力の作用が適度に抑えられる。このタイヤ２では、乗り心地及び転がり抵抗が適切に維持される。この観点から、この比は２．５以下がより好ましい。主溝４２の底５６の部分の振動が効果的に抑制されるとの観点から、この比は１以上が好ましく、１．５以上がより好ましい。

図３において、符号ＣＳはストリップ５０の幅方向中心である。符号ＣＧは、主溝４２の底５６の幅方向中心である。

このタイヤ２では、ストリップ５０が気柱共鳴音の低減に効果的に寄与するとの観点から、ストリップ５０は、その幅方向中心ＣＳが主溝４２の底５６の幅方向中心ＣＧと軸方向において一致するように、このタイヤ２に設けられるのが好ましい。なお、本発明においては、軸方向に計測される中心ＣＳから中心ＣＧまでの距離が３ｍｍ以内である場合に、中心ＣＳが中心ＣＧと軸方向において一致していると判断される。

前述したように、このタイヤ２のストリップ５０では、その剛性が、周方向の剛性が半径方向の剛性よりも大きくなるように整えられている。言い換えれば、このタイヤ２では、ストリップ５０の半径方向の剛性、すなわち、ストリップ５０の半径方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊は、その周方向の剛性、すなわち、このストリップ５０の周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊よりも小さい。このため、このタイヤ２では、主溝４２の半径方向内側に位置するストリップ５０による半径方向の剛性への寄与は意外に小さい。このタイヤ２では、その走行状態において、リブ４４を通じて伝えられる力の増幅が効果的に抑えられている。このタイヤ２では、乗り心地及び転がり抵抗が適切に維持される。この観点から、このタイヤ２では、ストリップ５０の周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊に対するこのストリップ５０の半径方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊の比は、０．９以下が好ましい。ストリップ５０が半径方向においても適度な剛性を有し、このストリップ５０が振動の抑制により効果的に寄与するとの観点から、この比は０．１以上が好ましい。

前述したように、ストリップ５０は短繊維５２を周方向に配向させることで、この剛性の異方性が整えられている。このため、このタイヤ２では、ストリップ５０の軸方向の剛性、すなわち、ストリップ５０の軸方向の複素弾性率Ｅｓａ＊は、その半径方向の剛性、すなわち、このストリップ５０の半径方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊と同等である。したがって、このタイヤ２では、ストリップ５０の周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊に対するこのストリップ５０の軸方向の複素弾性率Ｅｓａ＊の比は、０．１以上が好ましく、０．９以下が好ましい。

このタイヤ２では、ストリップ５０のためのゴム組成物における短繊維５２の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１質量部以上が好ましく、５０質量部以下が好ましい。この短繊維５２の配合量が１質量部以上に設定されることにより、ストリップ５０が適度な強度を有する。このストリップ５０は、気柱共鳴音の低減に寄与する。この観点から、この配合量は２質量部以上がより好ましい。この短繊維５２の配合量が５０質量部以下に設定されることにより、ストリップ５０の剛性が適切に維持される。このタイヤ２では、乗り心地及び転がり抵抗が適切に維持される。この観点から、この配合量は４０質量部以下がより好ましい。

このタイヤ２では、短繊維５２の平均長さＬａは１μｍ以上が好ましく、１００μｍ以下が好ましい。平均長さＬａが１μｍ以上に設定されることにより、ストリップ５０において、短繊維５２の周方向への配向が達成される。このストリップ５０は、気柱共鳴音の低減に寄与する。この観点から、この平均長さＬａは５μｍ以上が好ましい。平均長さＬａが１００μｍ以下に設定されることにより、短繊維５２がマトリクス５４に良好に分散しうる上に、短繊維５２とこの短繊維５２の周りに存在するゴムとが十分に接合されうる。このタイヤ２では、ストリップ５０による耐久性への影響が効果的に抑えられる。この観点から、平均長さＬａは９０μｍ以下が好ましい。なお、この平均長さＬａは、無作為に抽出された１００本の短繊維５２について計測された長さ（前述の繊維長Ｌ）の平均値で表される。

このタイヤ２では、短繊維５２の平均直径Ｄａは、０．０４μｍ以上が好ましい。平均直径Ｄａが０．０４μｍ以上である短繊維５２により、ストリップ５０の強度が十分に高められる。マトリクス５４への分散性の観点から、平均直径Ｄａは５００μｍ以下が好ましい。なお、この平均直径Ｄａは、無作為に抽出された１００本の短繊維５２について計測された直径の平均値で表される。この短繊維５２の直径は、実体顕微鏡で計測される。

このタイヤ２では、周方向に配向しているとはいえ、ストリップ５０は短繊維５２を含んでいる。この短繊維５２は、ストリップ５０の半径方向の剛性にも若干寄与する。特に、このタイヤ２では、このストリップ５０の剛性は、その半径方向の剛性がベース層２８の剛性よりも僅かに高くなるように整えられている。このため、このストリップ５０は、溝２６の底５６の部分における半径方向の変形を効果的に抑える。これにより、このタイヤ２では、気柱共鳴音がより効果的に低減されている。この観点から、このベース層２８の複素弾性率Ｅｂｃ＊に対するストリップ５０の半径方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊の比は１．１以上が好ましい。前述したように、ストリップ５０の半径方向の剛性が大きくなり過ぎると、乗り心地が低下し転がり抵抗が増大する恐れがある。この観点から、この比は１．９以下が好ましい。このタイヤ２では、ストリップ５０の軸方向の複素弾性率Ｅｓａ＊は、このストリップ５０の半径方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊と同等であるので、ベース層２８の複素弾性率Ｅｂｃ＊に対するストリップ５０の軸方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊の比は１．１以上が好ましく、１．９以下が好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１−２に示されたタイヤを製作した。このタイヤのサイズは、２３５／４５Ｒ１８である。実施例１の諸元は、下記の表１に示される通りである。主溝には、このサイズのタイヤで通常採用される溝の形状が採用されている。主溝が浅溝でないことが、表１の「浅溝」の欄に「Ｎ」で表されている。トレッドのベース層では、周方向の複素弾性率Ｅｂｃ＊は４．０ＭＰａに設定された。

［比較例１］
ストリップを採用しなかった他は実施例１と同様にして、比較例１のタイヤを得た。

［比較例２］
ストリップを採用せず、主溝の深さを浅くした他は実施例１と同様にして、比較例２のタイヤを得た。主溝が浅溝であることが、表１の「浅溝」の欄に「Ｙ」で表されている。

［比較例３］
ストリップの幅Ｗｓをベルトの幅と同等とした、すなわち、ベルトの幅と同等の幅を有する一枚のシートを準備し、これをストリップとしてバンドに積層した他は実施例１と同様にして、比較例３のタイヤを得た。ベルトの幅と同等の幅のストリップを採用したことが、表１の「Ｗｓ／Ｗｇ」の欄に「ＢＷ」で表されている。

［比較例４］
ストリップの周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊、及び、その軸方向の複素弾性率Ｅｓａ＊を変えて、ベース層の複素弾性率Ｅｂｃ＊に対する複素弾性率Ｅｓｃ＊の比（Ｅｓｃ＊／Ｅｂｃ＊）及び複素弾性率Ｅｂｃ＊に対する複素弾性率Ｅｓａ＊の比（Ｅｓａ＊／Ｅｂｃ＊）を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、比較例４のタイヤを得た。この比較例４のストリップでは、短繊維は軸方向に配向している。

［実施例２−８］
主溝の底の幅Ｗｇに対するストリップの幅Ｗｓの比（Ｗｓ／Ｗｇ）を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２−８のタイヤを得た。

［実施例９−１４］
ストリップの周方向の複素弾性率Ｅｓｃ＊、その半径方向の複素弾性率Ｅｓｒ＊、及び、その軸方向の複素弾性率Ｅｓａ＊を変えて、ベース層の複素弾性率Ｅｂｃ＊に対する複素弾性率Ｅｓｃ＊の比（Ｅｓｃ＊／Ｅｂｃ＊）、複素弾性率Ｅｂｃ＊に対する複素弾性率Ｅｓｒ＊の比（Ｅｓｒ＊／Ｅｂｃ＊）及び複素弾性率Ｅｂｃ＊に対する複素弾性率Ｅｓａ＊の比（Ｅｓａ＊／Ｅｂｃ＊）を下記の表３に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例９−１４のタイヤを得た。

［通過騒音］
タイヤをリム（サイズ＝８．０Ｊ×１８）に組み込み、このタイヤに空気を充填した。タイヤの内圧は、平均で１７６ｋＰａであった。このタイヤを、排気量が２０００ｃｃである乗用車に装着した。ドライバーに、この乗用車をアスファルトの路面で構成されたテストコースで運転させて、ＥＣＥ Ｒ１１７に準拠して通過騒音を計測した。タイヤに付与された荷重は、平均で４．６０ｋＮであった。

図６には、テストコースに設けられた通過騒音の計測箇所の様子が模式的に示されている。この図６において、Ａ−Ａ線は計測の開始位置である。Ｂ−Ｂ線は、計測の終了位置である。乗用車は、その幅方向中心がＣ−Ｃ線と概ね重なるように、Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線との間を走行させられた。Ａ−Ａ線からＢ−Ｂ線までの距離は、２０ｍに設定された。

Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線との中間地点には、通過騒音を計測するために、２つのマイクロフォン（図６の符号Ｓ）が設置された。これらのマイクロフォンＳはＣ−Ｃ線を挟んで配置され、Ｃ−Ｃ線から各マイクロフォンＳまでの距離は７．４５〜７．５５ｍの範囲で設定された。このマイクロフォンＳの地上高さは、１．１８〜１．２２ｍの範囲で設定された。乗用車は、２つのマイクロフォンＳの間を通過させられた。

この通過騒音の計測では、乗用車の先端がＡ−Ａ線に到達すると、ギアがニュートラルの状態にされ、エンジンが止められた。乗用車は、Ｂ−Ｂ線に向かって惰力で走行させられた。そしてこのＡ−Ａ線からＢ−Ｂ線まで走行する際に発生した通過騒音が、マイクロフォンＳで計測された。この計測結果から、８００〜１０００Ｈｚ付近の主溝気柱共鳴音のピークレベルが把握された。７０〜９０ｋｍ／ｈの範囲の速度でピークレベルを計測し、この計測で得た複数のピークレベルを用いて回帰式による演算処理をすることで、８０ｋｍ／ｈの速度におけるピークレベルを求めた。このピークレベルに関して、比較例１のピークレベルとの差を算出した。この結果が、下記の表１−３に示されている。数値が負である場合が気柱共鳴音が比較例１のそれよりも小さいことを表している。したがって、この数値が小さいほど気柱共鳴音の低減が図られており好ましい。０．３ｄｂ（Ａ）以上の低減が、本発明の目標とされた。

［ウェット］
通過騒音の計測で用いた乗用車と同様に、乗用車が準備された。ドライバーに、この乗用車を、半径１００ｍのアスファルト路面のテストコースで運転させて、ウェットに関する評価を実施した。このテストコースには、水深１０ｍｍ、長さ２０ｍの水たまりが設けられた。８０ｋｍ／ｈの速度でこの水たまりに乗用車を進入させて、この進入時の前輪に作用する平均横加速度（横Ｇ）を計測した。この結果が、指数で、下記の表１−３に示されている。数値が大きいほど横Ｇが大きく、ウェットグリップに優れる、言い換えれば、排水性に優れることを表している。ウエットグリップの低下代の許容範囲は、５％未満に設定された。なお、グリップの低下代を２％以内とすることが目標に設定された。

［乗り心地］
通過騒音の計測で用いた乗用車と同様に、乗用車が準備された。ドライバーに、この乗用車を、アスファルト路面のテストコースで運転させて、乗り心地を官能的に評価させた。この結果が、指数として下記の表１−３に示されている。数値が大きいほど好ましい。乗り心地の低下代の許容範囲は、５％未満に設定された。なお、乗り心地の低下代を２％以内することが目標に設定された。

［転がり抵抗係数］
転がり抵抗試験機を用い、下記の測定条件で転がり抵抗係数（ＲＲＣ）を測定し、比較例１の転がり抵抗係数との差を算出した。
使用リム：８．０Ｊ×１８（アルミニウム合金製）
内圧：２２０ｋＰａ
荷重：４．６ｋＮ
速度：８０ｋｍ／ｈ
この結果が、下記の表１−３に示されている。数値が正である場合が転がり抵抗が比較例１のそれよりも大きく悪化したことを表している。したがって、この数値が小さいほど転がり抵抗の増加が抑えられており好ましい。転がり抵抗の増加の許容範囲は、０．５未満に設定された。転がり抵抗の増加を０．２以内にすることが、本発明の目標とされた。

表１−３に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された気柱共鳴音を低減するための技術は、種々のタイヤにも適用されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
１０・・・クリンチ
１２・・・ビード
１４・・・カーカス
１６・・・ベルト
１８・・・バンド
２４・・・トレッド面
２６・・・溝
２８・・・ベース層
３０・・・キャップ層
３６・・・カーカスプライ
３８・・・内側層
４０・・・外側層
４２・・・主溝
４４・・・リブ
４６・・・横溝
４８・・・壁面
５０・・・ストリップ
５２・・・短繊維
５４・・・マトリクス
５６・・・底

Claims (4)

1. トレッド、ベルト及びストリップを備えており、
   上記ベルトが上記トレッドの半径方向内側に位置しており、このベルトが並列された多数のコードを含んでおり、それぞれのコードが赤道面に対して傾斜しており、
   上記トレッドが、周方向に延在する溝を備えており、
   上記ストリップが、半径方向において、上記溝と上記ベルトとの間に位置しており、
   上記ストリップが、上記ベルトの幅よりも小さな幅を有しており、
   上記トレッドの周方向の弾性率に対する上記ストリップの周方向の弾性率の比が２以上である、空気入りタイヤ。
2. 上記溝の底の幅に対する上記ストリップの幅の比が３以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記ストリップの半径方向の弾性率がこのストリップの周方向の弾性率よりも小さい、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 上記ストリップの周方向の弾性率に対するこのストリップの半径方向の弾性率の比が０．９以下である、請求項３に記載の空気入りタイヤ。

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