JP2019137277A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗が悪化することを抑制しつつロードノイズを低減することのできる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】キャップトレッド２１と、キャップトレッド２１を構成するゴムよりも硬さが硬いゴムからなり、キャップトレッド２１のタイヤ径方向内側に配設されるアンダートレッド２２とが積層されるトレッド部２を備えた空気入りタイヤ１であって、アンダートレッド２２は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの２２％以上３８％以下の範囲内の領域である増厚領域３１の少なくとも一部に、アンダートレッド２２における増厚領域３１よりもタイヤ幅方向内側に位置する部分の厚さと、アンダートレッド２２における増厚領域３１よりもタイヤ幅方向外側に位置する部分の厚さとよりも、厚さが厚い増厚部２３を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤは、様々な性能を確保するために、路面に接地するトレッド部に、物性の異なる複数のゴム材料が用いられることが多くなっている。空気入りタイヤのトレッド部は、例えば、実際に路面に接地する接地面を構成するゴム材料であるキャップトレッドと、トレッド部におけるキャップトレッドのタイヤ径方向内側に配設されてキャップトレッドとは物性が異なるゴム材料であるアンダートレッドとにより構成されるものが多くなっている。トレッド部は、このように物性が異なるキャップトレッドとアンダートレッドとが用いられることが多いため、従来の空気入りタイヤの中には、キャップトレッドとアンダートレッドとの厚さを調節することにより、所望の性能を確保しているものがある。

例えば、特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、アンダートレッドに相当するベースゴム層の厚みを、タイヤ肩部側領域よりタイヤ赤道面を含むタイヤ赤道面側領域の方が薄くなるように形成することにより、耐摩耗性能を高めると共に、トレッド中心部とトレッド肩部の摩耗バランスの悪化を防いでいる。また、特許文献２に記載の空気入りタイヤでは、キャップトレッド層の厚さに対するアンダートレッド層の比率を、低荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置から中荷重時接地幅端のタイヤ幅方向における位置に向かうに従って増加させることにより、操縦安定性を維持しつつ転覆特性の向上を図っている。また、特許文献３に記載の空気入りタイヤでは、トレッドゴム部の厚みに対するベースゴム層の厚みを、トレッドセンター部よりもトレッドショルダー部で大きく設定することにより、摩耗性能や転がり抵抗性能などの背反性能の低下を伴うことなく、アイス制動性能を向上させている。

特開２０１１−５７１８３号公報 特開２００８−２７３４８５号公報 特開２００７−１４３０号公報

ここで、静粛性が求められる車両に装着される空気入りタイヤでは、路面の凹凸に起因して発生する騒音であるロードノイズを低減させることが、重要な性能の１つになっており、特に、２５０Ｈｚ〜３１５Ｈｚの中周波帯域のロードノイズの低減が求められている。中周波ロードノイズは、空気入りタイヤの転動時におけるトレッド部等の振動が影響することが知られているため、中周波ロードノイズを低減させる手法としては、例えば、ベルト剛性を調整することによって、トレッド部の振動の状態を調節することが挙げられる。しかし、ベルト剛性は、転がり抵抗等の他の性能に大きく影響するため、ロードノイズを低減させるためにベルト剛性を調整した場合、剛性の変化に起因して転がり抵抗が大きくなる虞がある。このように、転がり抵抗を悪化させることなくロードノイズを低減するのは、大変困難なものとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、転がり抵抗が悪化することを抑制しつつロードノイズを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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、キャップトレッドと、前記キャップトレッドを構成するゴムよりも硬さが硬いゴムからなり、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内側に配設されるアンダートレッドとが積層されるトレッド部を備えた空気入りタイヤであって、前記アンダートレッドは、タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向にトレッド幅の２２％以上３８％以下の範囲内の領域である増厚領域の少なくとも一部に、前記アンダートレッドにおける前記増厚領域よりもタイヤ幅方向内側に位置する部分の厚さと、前記アンダートレッドにおける前記増厚領域よりもタイヤ幅方向外側に位置する部分の厚さとよりも、厚さが厚い増厚部を有することを特徴とする。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記増厚部は、前記アンダートレッドにおける、前記タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向に前記トレッド幅の１５％以下の範囲内の領域であるセンター領域に位置する部分の厚さと、前記タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向に前記トレッド幅の４５％以上５０％以下の範囲内の領域である接地端側領域に位置する部分の厚さとよりも、厚さが厚いことが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッドは、前記増厚部の最大厚さｈ１と、前記センター領域における最大厚さｈ２と、前記接地端側領域における最大厚さｈ３とが、１．５≦（ｈ１／ｈ２）≦３．０、且つ、１．５≦（ｈ１／ｈ３）≦３．０の関係を満たすことが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記増厚部は、タイヤ幅方向における前記タイヤ幅方向中心の両側に設けられ、且つ、複数の前記増厚部のタイヤ幅方向における総幅が、前記トレッド幅の１５％以上３０％以下の範囲内であることが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、転がり抵抗が悪化することを抑制しつつロードノイズを低減することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。 図２は、図１に示すトレッド部の詳細図である。 図３は、図２のＡ部詳細図である。 図４は、図２に示すアンダートレッドと断面２次固有振動モードでの振幅の大きさとの関係を示す説明図である。 図５は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、トレッド部に形成される周方向溝とアンダートレッドの増厚部との関係についての説明図である。 図６は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、増厚部が増厚領域の範囲外にも形成される場合の説明図である。 図７は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、増厚部が増厚領域の範囲外にも形成される場合の説明図である。 図８は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、増厚部が増厚領域の範囲外にも形成される場合の説明図である。 図９Ａは、空気入りタイヤの性能評価試験の結果を示す図表である。 図９Ｂは、空気入りタイヤの性能評価試験の結果を示す図表である。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸（図示省略）と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面（タイヤ赤道線）ＣＬに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤ１の回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面であり、タイヤ赤道面ＣＬは、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向における中心位置であるタイヤ幅方向中心線と、タイヤ幅方向における位置が一致する。タイヤ幅は、タイヤ幅方向において最も外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面ＣＬ上にあって空気入りタイヤ１のタイヤ周方向に沿う線をいう。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の要部を示す子午断面図である。図１に示す空気入りタイヤ１は、主に乗用車に用いられる空気入りタイヤ１になっており、トレッド部２と、その両側のショルダー部３と、各ショルダー部３から順次連続するサイドウォール部４及びビード部５とを有している。また、この空気入りタイヤ１は、カーカス層６と、ベルト層７と、ベルト補強層８と、インナーライナ９とを備えている。

トレッド部２は、キャップトレッド２１と、アンダートレッド２２と、ウイングチップ２８とを有しており、キャップトレッド２１と、アンダートレッド２２と、ウイングチップ２８とは、それぞれ物性が異なるゴム組成物により構成されている。これらのゴム部材からなるトレッド部２は、空気入りタイヤ１のタイヤ径方向の最も外側で露出し、その外周表面が空気入りタイヤ１の輪郭となる。トレッド部２の外周表面は、主に走行時に路面と接触し得る面である接地面１０として構成されている。接地面１０には、タイヤ周方向に延びる周方向溝（図示省略）や、タイヤ幅方向に延びるラグ溝（図示省略）等の溝が複数形成されている。

トレッド部２を構成するゴム部材のうち、キャップトレッド２１とアンダートレッド２２とは、タイヤ径方向に積層されており、キャップトレッド２１のタイヤ径方向内側に、アンダートレッド２２が配設されている。また、ウイングチップ２８は、積層されるキャップトレッド２１とアンダートレッド２２とのタイヤ幅方向における両側に配設されている。また、アンダートレッド２２は、キャップトレッド２１を構成するゴムよりも硬さが硬いゴムからなり、具体的には、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠したＪＩＳ−Ａ硬度により示されるゴム硬さが、キャップトレッド２１のゴム硬さよりもアンダートレッド２２のゴム硬さの方が高くなっている。なお、キャップトレッド２１のゴム硬さは、２０℃の条件下で測定されるゴム硬さが５５以上７０以下の範囲内であるのが望ましく、アンダートレッド２２のゴム硬さは、２０℃の条件下で測定されるゴム硬さが６５以上７５以下の範囲内であるのが望ましい。

ショルダー部３は、トレッド部２のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部４は、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の最も外側に露出した部分を形成するものである。また、ビード部５は、ビードコア１５とビードフィラー１６とを有する。ビードコア１５は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラー１６は、カーカス層６のタイヤ幅方向端部がビードコア１５の位置で折り返されることにより形成された空間に配置されるゴム材である。

カーカス層６は、各タイヤ幅方向端部が、一対のビードコア１５でタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返され、且つ、タイヤ周方向にトロイド状に掛け回されてタイヤの骨格を構成するものである。このカーカス層６は、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向にある角度を持って複数並設されたカーカスコード（図示省略）が、コートゴムで被覆されたものである。カーカスコードは、例えば、ポリエステルやレーヨンやナイロン等の有機繊維からなる。このカーカス層６は、少なくとも１層で設けられている。

ベルト層７は、少なくとも２層のベルト７ａ，７ｂを積層した多層構造をなし、トレッド部２においてカーカス層６の外周であるタイヤ径方向外側に配置され、カーカス層６をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト７ａ，７ｂは、タイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、２０°〜３０°）で複数並設されたコード（図示省略）が、コートゴムで被覆されたものである。コードは、例えば、スチール、またはポリエステルやレーヨンやナイロン等の有機繊維からなる。また、重なり合うベルト７ａ，７ｂは、互いのコードが交差するように配置されている。

ベルト補強層８は、ベルト層７の外周であるタイヤ径方向外側に配置されてベルト層７をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に略平行でタイヤ幅方向に複数並設されたコード（図示省略）がコートゴムで被覆されたものである。コードは、例えば、スチール、またはポリエステルやレーヨンやナイロン等の有機繊維からなり、コードの角度はタイヤ周方向に対して±５°の範囲内になっている。本実施形態では、ベルト補強層８は、ベルト層７のタイヤ幅方向における全体を覆うように配設されるベルトカバー８ａと、ベルトカバー８ａのタイヤ径方向外側におけるベルト層７のタイヤ幅方向端部付近のみに配設されるエッジカバー８ｂとの２層が積層されている。ベルト補強層８は、これ以外の構成でもよく、ベルト層７全体を覆うように配設されるベルトカバー８ａのみや、ベルト層７のタイヤ幅方向端部を覆うように配設されるエッジカバー８ｂのみで構成されていてもよい。ベルト補強層８は、ベルト層７の少なくともタイヤ幅方向端部に重なって配設されていればよい。これらのように構成されるベルト補強層８は、例えば幅が１０ｍｍ程度の帯状のストリップ材をタイヤ周方向に巻き付けることにより配設されている。

インナーライナ９は、カーカス層６の内方側、或いは、カーカス層６の、空気入りタイヤ１における内部側に、カーカス層６に沿って配設されている。

図２は、図１に示すトレッド部２の詳細図である。トレッド部２が有するアンダートレッド２２は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの２２％以上３８％以下の範囲内の領域である増厚領域３１の少なくとも一部に、増厚部２３を有している。増厚部２３は、アンダートレッド２２における増厚領域３１よりもタイヤ幅方向内側に位置する部分の厚さと、アンダートレッド２２における増厚領域３１よりもタイヤ幅方向外側に位置する部分の厚さとよりも、タイヤ径方向における厚さが厚くなって形成されている。詳しくは、増厚部２３は、アンダートレッド２２における、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの１５％以下の範囲内の領域でありセンター領域３２に位置する部分の厚さと、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの４５％以上５０％以下の範囲内の領域である接地端側領域３３に位置する部分の厚さとよりも、厚さが厚くなって形成されている。

なお、この場合におけるトレッド幅ＴＷは、接地面１０の接地端Ｔ同士のタイヤ幅方向における間隔である。また、接地端Ｔは、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みして２３０ｋＰａの内圧で空気を充填し、静止状態にて平板に対して垂直に置かれて正規荷重の７０％に相当する荷重を加えられたときの、接地面１０における平板に接触する領域のタイヤ幅方向の両最外端をいい、タイヤ周方向に連続する。ここでいう正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、或いは、ＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、或いはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。また、図２では、トレッド幅ＴＷの範囲内でのキャップトレッド２１とアンダートレッド２２との形態を明確にするために、トレッド幅ＴＷの範囲内に位置するキャップトレッド２１とアンダートレッド２２とに、ハッチングを施している。

また、増厚領域３１、センター領域３２、接地端側領域３３の各領域は、トレッド幅ＴＷに対する接地面１０上におけるそれぞれの範囲の境界から、タイヤ内面１１に対して垂直に延ばした線によって囲まれる領域になっている。具体的には、増厚領域３１は、接地面１０上におけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの２２％の位置からタイヤ内面１１に対して垂直に延ばした線と、接地面１０上におけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの３８％の位置からタイヤ内面１１に対して垂直に延ばした線との間に位置する領域になっている。また、センター領域３２は、接地面１０上におけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向両側に向かってそれぞれトレッド幅ＴＷの１５％の位置からタイヤ内面１１に対して垂直に延ばした２本の線の間に位置する領域になっている。また、接地端側領域３３は、接地面１０上におけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの４５％の位置からタイヤ内面１１に対して垂直に延ばした線と、接地面１０上におけるタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの５０％の位置からタイヤ内面１１に対して垂直に延ばした線との間に位置する領域になっている。

アンダートレッド２２が有する増厚部２３は、アンダートレッド２２における、増厚領域３１よりもタイヤ幅方向内側に位置するセンター領域３２での最大厚さの１．３倍以上の厚さで、且つ、増厚領域３１よりもタイヤ幅方向外側に位置する接地端側領域３３での最大厚さの１．３倍以上の厚さとなる部分になっている。

一方、キャップトレッド２１は、タイヤ幅方向においてアンダートレッド２２の増厚部２３が形成されている位置では、アンダートレッド２２の増厚部２３が形成されている位置以外の位置と比較して、厚さが薄くなっている。換言すると、タイヤ幅方向における増厚部２３が形成されている位置では、増厚部２３が形成されている位置以外の位置と比較して、キャップトレッド２１とアンダートレッド２２とを合わせた厚さにおける、アンダートレッド２２の厚さの割合が大きくなっている。これにより、トレッド部２は、アンダートレッド２２に増厚部２３が形成されつつ、キャップトレッド２１とアンダートレッド２２とを合わせた厚さが、増厚部２３が形成される位置のタイヤ幅方向における両側にかけて一定の厚さ、或いは連続的に変化する厚さになっている。

なお、この場合におけるアンダートレッド２２の厚さは、アンダートレッド２２のタイヤ径方向内側の面とタイヤ径方向外側の面との距離になっている。つまり、ベルト補強層８が配設されている範囲では、アンダートレッド２２の厚さは、ベルト補強層８とアンダートレッド２２との境界面と、アンダートレッド２２のタイヤ径方向外側の面との距離になっている。また、増厚部２３は、アンダートレッド２２におけるセンター領域３２に位置する部分の最大厚さと、接地端側領域３３に位置する部分の最大厚さとに対して１．３倍以上であればよく、アンダートレッド２２における増厚領域３１とセンター領域３２との間の部分、及び増厚領域３１と接地端側領域３３との間の部分の厚さと、増厚部２３の厚さとの関係は問わない。

これらのように規定されるアンダートレッド２２の増厚部２３は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面ＣＬの両側に設けられており、即ち、増厚部２３は、タイヤ赤道面ＣＬのタイヤ幅方向両側２箇所の増厚領域３１に、それぞれ形成されている。２箇所の増厚領域３１にそれぞれ形成される増厚部２３は、タイヤ幅方向における幅が、それぞれの増厚部２３が位置する増厚領域３１の、接地面１０上でのタイヤ幅方向における幅ＷＡよりも小さくなっており、増厚部２３の全てが、増厚領域３１内に位置している。

なお、アンダートレッド２２の増厚部２３は、増厚領域３１内に、タイヤ幅方向における幅が接地面１０上での増厚領域３１のタイヤ幅方向における幅ＷＡに対して８０％以上となる範囲に形成されているのが望ましい。これらのように形成される増厚部２３は、タイヤ子午断面における形状が実質的に同じ形状で、タイヤ周方向の全周に亘って形成されている。

また、アンダートレッド２２の増厚部２３は、複数の増厚部２３のタイヤ幅方向における総幅が、トレッド幅ＴＷの１５％以上３０％以下の範囲内になっている。つまり、増厚部２３は、２箇所の増厚部２３のうちの一方の増厚部２３のタイヤ幅方向における幅をＰ１とし、他方の増厚部２３のタイヤ幅方向における幅をＰ２とする場合に、２箇所の増厚部２３の総幅Ｐ１＋Ｐ２が、トレッド幅ＴＷの１５％以上３０％以下の範囲内になっている。

図３は、図２のＡ部詳細図である。増厚部２３を有するアンダートレッド２２は、増厚部２３の最大厚さｈ１と、センター領域３２における最大厚さｈ２とが、１．５≦（ｈ１／ｈ２）≦３．０の関係を満たしている。また、アンダートレッド２２は、増厚部２３の最大厚さｈ１と、接地端側領域３３における最大厚さｈ３とが、１．５≦（ｈ１／ｈ３）≦３．０の関係を満たしている。即ち、アンダートレッド２２の増厚部２３は、アンダートレッド２２におけるセンター領域３２に位置する部分の最大厚さｈ２と、接地端側領域３３に位置する部分の最大厚さｈ３とのいずれに対しても、厚さが１．５倍以上３．０倍以下の範囲内になっている。

なお、アンダートレッド２２におけるセンター領域３２に位置する部分の最大厚さｈ２と接地端側領域３３に位置する部分の最大厚さｈ３とは、いずれも１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内であるのが望ましい。また、増厚部２３の最大厚さｈ１は、１．５ｍｍ以上９．０ｍｍ以下の範囲内であるのが望ましい。

また、アンダートレッド２２の増厚部２３は、タイヤ赤道面ＣＬから、増厚部２３のタイヤ幅方向における中心である増厚部中心ＣＰまでの距離ＤＰが、トレッド幅ＴＷの２５％以上３５％以下の範囲内となる位置に配置されるのが望ましい。

また、アンダートレッド２２における、増厚部２３と、増厚部２３以外の部分との境界に位置する境界部２４は、タイヤ幅方向において増厚部２３から離れた位置から増厚部中心ＣＰ側に向かうに従って、厚さが徐々に厚くなって形成されている。つまり、増厚部２３と、増厚部２３以外の部分との境界部２４は、タイヤ幅方向における増厚部２３から離れた位置から増厚部中心ＣＰ側に向かうに従って、タイヤ径方向における厚さが漸増する方向に、タイヤ径方向とタイヤ幅方向との双方に対して傾斜している。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１を車両に装着する際には、ビード部５にリムホイールを嵌合することによってリムホイールに空気入りタイヤ１をリム組みし、内部に空気を充填してインフレートした状態で車両に装着する。空気入りタイヤ１を装着した車両が走行すると、接地面１０のうち下方に位置して路面に対向する部分が路面に接触しながら当該空気入りタイヤ１は回転する。車両は、接地面１０と路面との間の摩擦力により、駆動力や制動力を路面に伝達したり、旋回力を発生させたりすることにより走行する。

例えば、空気入りタイヤ１を装着した車両で乾燥した路面を走行する場合には、主に接地面１０と路面との間の摩擦力により、駆動力や制動力を路面に伝達したり、旋回力を発生させたりすることにより走行する。また、濡れた路面を走行する際には、接地面１０と路面との間の水が、接地面１０に形成される周方向溝やラグ溝等の溝に入り込み、これらの溝で接地面１０と路面との間の水を排水しながら走行する。これにより、接地面１０は路面に接地し易くなり、接地面１０と路面との間の摩擦力により、車両は所望の走行をすることが可能になる。

また、トレッド部２を構成するアンダートレッド２２は、増厚部２３を有しており、増厚部２３は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの２２％以上３８％以下の範囲内の領域である増厚領域３１に、少なくとも一部が位置している。これにより、空気入りタイヤ１の転動時における撓みの変形による振動を安定させることができ、振動が不安定になることに起因してロードノイズが大きくなることを抑制することができる。

図４は、図２に示すアンダートレッド２２と断面２次固有振動モードでの振幅の大きさとの関係を示す説明図である。空気入りタイヤ１の転動時には、路面への接地面１０の接地と離間とを繰り返しながら回転するため、空気入りタイヤ１は、トレッド部２が繰り返し撓みながら回転する。これにより、トレッド部２は、空気入りタイヤ１の転動時における撓みによって、いわゆる定常波の形態で振幅が繰り返されて振動する。空気入りタイヤ１の転動時には、このようにトレッド部２は定常波の形態で振動するため、トレッド部２の振動状態を表す断面２次固有振動モードでの、トレッド部２の振動波Ｖの振幅の大きさは、タイヤ幅方向における位置によって異なる。

断面２次固有振動モードでの振動波Ｖの振幅の大きさは、図４に示すように、タイヤ赤道面ＣＬ付近が最も大きく、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側に向かうに従って小さくなり、タイヤ赤道面ＣＬと接地端Ｔとの間の範囲におけるタイヤ幅方向の中央付近からタイヤ幅方向外側に向かうに従って大きくなる。つまり、断面２次固有振動モードでは、タイヤ赤道面ＣＬ付近に、振動波Ｖの振幅が最も大きくなる、定常波のいわゆる腹Ｖａが位置し、タイヤ赤道面ＣＬと接地端Ｔとの間の範囲におけるタイヤ幅方向の中央付近に、振動波Ｖの振幅が最も小さくなる節Ｖｎが位置している。また、振動波Ｖの節Ｖｎは、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面ＣＬの両側に位置しており、２箇所の節Ｖｎは、それぞれタイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの２２％以上３８％以下の範囲内に位置している。

アンダートレッド２２の増厚部２３は、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向にトレッド幅ＴＷの２２％以上３８％以下の範囲内の領域である増厚領域３１の少なくとも一部に設けられているため、増厚部２３は、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎに位置していることになる。これにより、トレッド部２は、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎに相当する位置付近の剛性が高くなっており、節Ｖｎの位置では変形し難くなっている。つまり、トレッド部２は、キャップトレッド２１よりもアンダートレッド２２の方がゴム硬さが硬くなっており、増厚部２３は、相対的にゴム硬さが硬いアンダートレッド２２に形成されている。このため、トレッド部２における、タイヤ幅方向において増厚部２３が形成される位置は、増厚部２３が形成される位置以外の位置と比較して剛性が高くなっている。空気入りタイヤ１は、トレッド部２において相対的に剛性が高くなる増厚部２３のタイヤ幅方向における位置を、節Ｖｎのタイヤ幅方向における位置に近付けることにより、節Ｖｎの位置でのトレッド部２の変形を低減することができる。このため、空気入りタイヤ１の転動時に、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの部分でトレッド部２が振動し易くなることを抑制でき、断面２次固有振動モードの周波数を高くすることができるため、ロードノイズを低減することができる。特に、中周波帯域のロードノイズである中周波ロードノイズを低減することができる。

また、ロードノイズを低減するにあたって、ベルト層７によって剛性を調整するではなくて、トレッド部２が有するアンダートレッド２２に増厚部２３を設けることにより、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置の剛性を高めているため、空気入りタイヤ１の他の性能への影響を軽減することができる。つまり、ベルト層７は、トレッド部２の剛性を確保するための部材として設けられているため、トレッド部２の剛性を高める際には、ベルト層７の剛性を高めるのが効果的であるが、ベルト層７はゴム単体と比較して剛性が大幅に高いため、ベルト層７の剛性を高めることによってトレッド部２の剛性を高める場合、所望の位置以外の剛性も高くなってしまう虞がある。このため、トレッド部２の、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置の剛性を高める際に、節Ｖｎの位置に相当するベルト層７の剛性を高めた場合、節Ｖｎの位置に相当する剛性のみでなく、その周囲の位置の剛性も高くなってしまう虞がある。また、トレッド部２における節Ｖｎの位置に相当する位置の剛性も、高くなり過ぎてしまう虞がある。この場合、トレッド部２の剛性のバランスが悪化し、これに起因して空気入りタイヤ１の転動時における転がり抵抗が悪化する虞がある。

これに対し、アンダートレッド２２は、ベルト層７と比較して剛性が低いため、アンダートレッド２２に増厚部２３を設けることによって、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置の剛性を高めた場合、トレッド部２における節Ｖｎの位置に相当する部分の剛性のみを適度に高めることができる。これにより、トレッド部２の剛性のバランスが悪化して転がり抵抗が悪化することを抑制することができる。これらの結果、転がり抵抗が悪化することを抑制しつつロードノイズを低減することができる。

また、アンダートレッド２２において、厚さを厚くする部分のタイヤ幅方向における幅が大き過ぎる場合、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎる虞があるが、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎると、接地面１０が路面に接地した際に、トレッド部２が路面から受ける衝撃が、顕著になり易くなる。即ち、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎると、路面からの衝撃をトレッド部２の弾力性よって吸収し難くなり、トレッド部２の路面緩衝効果が低減する。このため、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎると、接地面１０が接地した際の衝撃音が大きくなり易くなるため、ロードノイズを低減し難くなる。

これに対し、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、アンダートレッド２２の増厚部２３は増厚領域３１内に位置するため、アンダートレッド２２に増厚部２３を設けることに起因してトレッド部２の剛性が高くなり過ぎることを抑制することができる。これにより、アンダートレッド２２に増厚部２３を設けることによって中周波ロードノイズを低減する際に、トレッド部２の路面緩衝効果が低減することを抑制することができる。この結果、より確実にロードノイズを低減することができる。

また、増厚部２３は、アンダートレッド２２における、センター領域３２に位置する部分の厚さと、接地端側領域３３に位置する部分の厚さとよりも厚さが厚いため、トレッド部２における増厚領域３１の剛性を、増厚領域３１以外の部分の剛性と比較して、より確実に高くすることができる。これにより、トレッド部２における、断面２次固有振動モードの振動波Ｖの節Ｖｎに相当する位置の剛性を、これ以外の位置の剛性と比較して、より確実に高くすることができ、振動波Ｖの節Ｖｎの部分でのトレッド部２の振動を、より確実に抑制することができる。この結果、より確実にロードノイズを低減することができる。

また、アンダートレッド２２は、増厚部２３の最大厚さｈ１と、センター領域３２における最大厚さｈ２と、接地端側領域３３における最大厚さｈ３とが、１．５≦（ｈ１／ｈ２）≦３．０、且つ、１．５≦（ｈ１／ｈ３）≦３．０の関係を満たすため、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎること抑制しつつ、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置でのトレッド部２の振動を抑えることができる。つまり、増厚部２３の最大厚さｈ１と、センター領域３２における最大厚さｈ２との関係が（ｈ１／ｈ２）＜１．５であったり、増厚部２３の最大厚さｈ１と、接地端側領域３３における最大厚さｈ３との関係が（ｈ１／ｈ３）＜１．５であったりする場合は、増厚部２３の最大厚さｈ１が薄過ぎるため、アンダートレッド２２に増厚部２３を設けても、増厚部２３の位置の剛性を向上させるのが困難になる虞がある。この場合、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置でのトレッド部２の剛性を確保するのが困難になり、この位置でのトレッド部２の振動を効果的に抑えるのが困難になる虞がある。また、増厚部２３の最大厚さｈ１と、センター領域３２における最大厚さｈ２との関係が（ｈ１／ｈ２）＞３．０であったり、増厚部２３の最大厚さｈ１と、接地端側領域３３における最大厚さｈ３との関係が（ｈ１／ｈ３）＞３．０であったりする場合は、増厚部２３の最大厚さｈ１が厚過ぎるため、トレッド部２における増厚部２３が形成されている位置の剛性が高くなり過ぎる虞がある。この場合、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎることに起因してトレッド部２の路面緩衝効果が低減する虞があり、接地面１０が接地した際の衝撃音が大きくなり易くなるため、アンダートレッド２２に増厚部２３を設けても、ロードノイズを低減するのが困難になる虞がある。

これに対し、アンダートレッド２２は、増厚部２３の最大厚さｈ１と、センター領域３２における最大厚さｈ２と、接地端側領域３３における最大厚さｈ３との関係が、１．５≦（ｈ１／ｈ２）≦３．０、且つ、１．５≦（ｈ１／ｈ３）≦３．０を満たす場合は、アンダートレッド２２に適度な厚さで増厚部２３を設けることができるため、トレッド部２の剛性が高くなり過ぎること抑制しつつ、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置でのトレッド部２の振動を、効果的に抑えることができる。この結果、より確実にロードノイズを低減することができる。

また、アンダートレッド２２の増厚部２３は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面ＣＬの両側に設けられ、且つ、複数の増厚部２３のタイヤ幅方向における総幅が、トレッド幅ＴＷの１５％以上３０％以下の範囲内であるため、トレッド部２が節Ｖｎの位置で振動し易くなることを、より確実に抑制することができる。つまり、増厚部２３の総幅がトレッド幅ＴＷの１５％未満である場合は、増厚部２３の総幅が狭過ぎるため、アンダートレッド２２に増厚部２３を設けてもトレッド部２の剛性を確保し難くなる虞がある。この場合、増厚部２３を設けても、断面２次固有振動モードの節Ｖｎの位置でトレッド部２が振動し易くなることを抑制し難くなる虞がある。また、増厚部２３の総幅がトレッド幅ＴＷの３０％を超える場合は、増厚部２３の総幅が広過ぎるため、断面２次固有振動モードの節Ｖｎ以外の位置のトレッド部２の剛性を、増厚部２３によって高めてしまう虞がある。この場合、トレッド部２における断面２次固有振動モードの節Ｖｎの位置の剛性と、節Ｖｎ以外の位置の剛性との差が低減するため、空気入りタイヤ１の転動時に、トレッド部２は、節Ｖｎ以外の位置のみでなく、節Ｖｎの位置でも振動し易くなる虞がある。

これに対し、複数の増厚部２３の総幅が、トレッド幅ＴＷの１５％以上３０％以下の範囲内である場合は、トレッド部２における節Ｖｎの位置での剛性を、節Ｖｎ以外の位置の剛性に対してより確実に高めることができ、節Ｖｎの位置で振動し易くなることを、より確実に抑制することができる。これにより、断面２次固有振動モードの周波数をより確実に高くすることができ、より確実にロードノイズを低減することができる。

また、アンダートレッド２２の増厚部２３は、増厚領域３１内に、増厚領域３１のタイヤ幅方向における幅ＷＡの８０％以上の範囲に形成されているため、断面２次固有振動モードにおける振動波Ｖの節Ｖｎの位置でのトレッド部２の剛性を、より確実に高めることができる。これにより、トレッド部２が節Ｖｎの位置で振動し易くなることを、より確実に抑制することができ、断面２次固有振動モードの周波数を、より確実に高くすることができる。この結果、より確実にロードノイズを低減することができる。

［変形例］
なお、上述した実施形態の説明では、トレッド部２に形成される溝について省略して説明しているが、トレッド部２に溝が形成される場合でも、アンダートレッド２２には、増厚領域３１の少なくとも一部に増厚部２３が設けられる。図５は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、トレッド部２に形成される周方向溝４０とアンダートレッド２２の増厚部２３との関係についての説明図である。トレッド部２の接地面１０に、例えば、図５に示すように、タイヤ周方向に延びる周方向溝４０が複数形成される場合において、一部の周方向溝４０が増厚領域３１に位置する場合でも、アンダートレッド２２には、増厚領域３１に位置する周方向溝４０のタイヤ径方向内側に増厚部２３が形成される。この場合における増厚部２３は、図５に示すように、周方向溝４０のタイヤ径方向内側の位置も含めて、アンダートレッド２２におけるセンター領域３２に位置する部分や接地端側領域３３に位置する部分の厚さよりも厚さが厚くなって形成されるのが好ましい。

なお、増厚領域３１に周方向溝４０が位置する場合は、アンダートレッド２２はこれ以外の形態であってもよく、アンダートレッド２２における、増厚領域３１に位置する周方向溝４０のタイヤ径方向内側の位置では、厚さがアンダートレッド２２のセンター領域３２での最大厚さや接地端側領域３３での最大厚さに対して、１．３倍未満であってもよい。即ち、増厚部２３は、１つの増厚領域３１の範囲内に複数が離間して配設されていてもよい。

また、上述した実施形態では、アンダートレッド２２の増厚部２３は、全て増厚領域３１の範囲内に位置しているが、増厚部２３は、増厚領域３１の範囲外に形成されていてもよい。図６〜図８は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、増厚部２３が増厚領域３１の範囲外にも形成される場合の説明図である。アンダートレッド２２の増厚部２３は、例えば、図６に示すように、増厚部２３のタイヤ幅方向内側に位置する境界部２４が、増厚領域３１とセンター領域３２との間に位置していてもよく、図７に示すように、増厚部２３のタイヤ幅方向外側に位置する境界部２４が、増厚領域３１と接地端側領域３３との間に位置していてもよい。または、アンダートレッド２２の増厚部２３は、図８に示すように、増厚部２３のタイヤ幅方向内側に位置する境界部２４が増厚領域３１とセンター領域３２との間に位置し、増厚部２３のタイヤ幅方向外側に位置する境界部２４が増厚領域３１と接地端側領域３３との間に位置していてもよい。アンダートレッド２２の増厚部２３は、少なくとも一部が増厚領域３１の範囲内に設けられていれば、増厚領域３１の範囲外に形成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、アンダートレッド２２の増厚部２３は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面ＣＬの両側２箇所に設けられているが、増厚部２３は、２箇所以外であってもよい。増厚部２３は、少なくともタイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面ＣＬの一方側に位置する増厚領域３１の範囲内に、少なくとも一部が位置していれば、その数は問わない。また、アンダートレッド２２の増厚部２３が、タイヤ赤道面ＣＬの両側に位置する増厚領域３１のうち、一方の増厚領域３１の範囲内に位置し、他方の増厚領域３１の範囲内に位置しない場合は、トレッド部２における当該他方の増厚領域３１側は、アンダートレッド２２の増厚部２３以外によって剛性を高めてもよい。トレッド部２における、増厚部２３が位置しない側の増厚領域３１は、例えば、ベルト層７によって剛性を高めてもよい。また、タイヤ赤道面ＣＬの両側に増厚部２３が設けられる場合は、タイヤ赤道面ＣＬからのタイヤ幅方向における距離や、タイヤ幅方向における幅は、複数の増厚部２３で互いに異なっていてもよい。

［実施例］
図９Ａ、図９Ｂは、空気入りタイヤの性能評価試験の結果を示す図表である。以下、上記の空気入りタイヤ１について、従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ１と、本発明に係る空気入りタイヤ１と比較する比較例の空気入りタイヤとについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、空気入りタイヤ１の転動時におけるロードノイズと、転がり抵抗とについての試験を行った。

性能評価試験は、ＪＡＴＭＡで規定されるタイヤの呼びが１９５／６５Ｒ１５サイズの空気入りタイヤ１を、リムサイズ１５×６ＪのＪＡＴＭＡ標準のリムホイールにリム組みし、空気圧を２５０ｋＰａに調整して行った。

各試験項目の評価方法は、ロードノイズについては、排気量が１．８Ｌの前輪駆動の試験車両に試験タイヤを装着し、１名乗車の試験車両でテストコースのロードノイズ路を６０ｋｍ／ｈの速度で走行した際のロードノイズレベルを、テストドライバーの官能評価により比較した。ロードノイズは、テストドライバーの官能評価を、後述する従来例を１００として指数で表すことによって評価し、指数が大きいほどロードノイズが小さく、ロードノイズ性能に優れていることを示している。

また、転がり抵抗については、室内のドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を使用し、ＩＳＯ２８５８０に準拠し荷重４．８ｋＮ、速度８０ｋｍ／時の条件における転がり抵抗係数を算出した。その結果を、後述する従来例の転がり抵抗係数の逆数を１００とする指数で示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が低いことを示している。

性能評価試験は、従来の空気入りタイヤの一例である従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ１である実施例１〜９と、本発明に係る空気入りタイヤ１と比較する空気入りタイヤである比較例１、２との１２種類の空気入りタイヤについて行った。このうち、従来例の空気入りタイヤは、アンダートレッド２２のゴム硬さがキャップトレッド２１のゴム硬さよりも硬くなっておらず、アンダートレッド２２に増厚部２３が設けられていない。また、比較例１の空気入りタイヤは、アンダートレッド２２のゴム硬さがキャップトレッド２１のゴム硬さよりも硬くなっているものの、アンダートレッド２２に増厚部２３が設けられていない。また、比較例２の空気入りタイヤは、アンダートレッド２２のゴム硬さがキャップトレッド２１のゴム硬さよりも硬くなっており、アンダートレッド２２に増厚部２３が設けられているものの、増厚部２３が増厚領域３１の範囲内に位置していない。

これに対し、本発明に係る空気入りタイヤ１の一例である実施例１〜９は、全てアンダートレッド２２のゴム硬さがキャップトレッド２１のゴム硬さよりも硬くなっており、アンダートレッド２２に増厚部２３が設けられており、増厚部２３は少なくとも一部が増厚領域３１の範囲内に位置している。さらに、実施例１〜９に係る空気入りタイヤ１は、トレッド幅ＴＷに対する増厚部２３の総幅の比［％］、増厚部２３の最大厚さｈ１／アンダートレッド２２のセンター領域３２における最大厚さｈ２、増厚部２３の最大厚さｈ１／アンダートレッド２２の接地端側領域３３における最大厚さｈ３が、それぞれ異なっている。

これらの空気入りタイヤ１を用いて性能評価試験を行った結果、図９Ａ、図９Ｂに示すように、実施例１〜９に係る空気入りタイヤ１は、比較例１、２とは異なり、従来例に対して転がり抵抗が大きくなることを抑制しつつ、ロードノイズを低減させることができることが分かった。つまり、実施例１〜９に係る空気入りタイヤ１は、転がり抵抗が悪化することを抑制しつつロードノイズを低減することができる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ ショルダー部
４ サイドウォール部
５ ビード部
６ カーカス層
７ ベルト層
７ａ、７ｂ ベルト
８ ベルト補強層
８ａ ベルトカバー
８ｂ エッジカバー
９ インナーライナ
１０ 接地面
１１ タイヤ内面
１５ ビードコア
１６ ビードフィラー
２１ キャップトレッド
２２ アンダートレッド
２３ 増厚部
２４ 境界部
２８ ウイングチップ
３１ 増厚領域
３２ センター領域
３３ 接地端側領域
４０ 周方向溝

Claims (4)

1. キャップトレッドと、前記キャップトレッドを構成するゴムよりも硬さが硬いゴムからなり、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内側に配設されるアンダートレッドとが積層されるトレッド部を備えた空気入りタイヤであって、
   前記アンダートレッドは、タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向にトレッド幅の２２％以上３８％以下の範囲内の領域である増厚領域の少なくとも一部に、前記アンダートレッドにおける前記増厚領域よりもタイヤ幅方向内側に位置する部分の厚さと、前記アンダートレッドにおける前記増厚領域よりもタイヤ幅方向外側に位置する部分の厚さとよりも、厚さが厚い増厚部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記増厚部は、前記アンダートレッドにおける、前記タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向に前記トレッド幅の１５％以下の範囲内の領域であるセンター領域に位置する部分の厚さと、前記タイヤ幅方向中心からタイヤ幅方向に前記トレッド幅の４５％以上５０％以下の範囲内の領域である接地端側領域に位置する部分の厚さとよりも、厚さが厚い請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記アンダートレッドは、
   前記増厚部の最大厚さｈ１と、
   前記センター領域における最大厚さｈ２と、
   前記接地端側領域における最大厚さｈ３とが、
   １．５≦（ｈ１／ｈ２）≦３．０、且つ、１．５≦（ｈ１／ｈ３）≦３．０の関係を満たす請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記増厚部は、タイヤ幅方向における前記タイヤ幅方向中心の両側に設けられ、且つ、複数の前記増厚部のタイヤ幅方向における総幅が、前記トレッド幅の１５％以上３０％以下の範囲内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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