JP3978367B2

JP3978367B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3978367B2
Application number: JP2002133833A
Authority: JP
Inventors: 和紀川上
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003326916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性に優れるとともに、ロードノイズやパターンノイズ等の車内音の低減が可能な空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より車内音の大きな要因であるロードノイズやパターンノイズを低減する方法として、トレッドゴムの硬度を下げて、トレッド面の接地による路面からの入力を和らげる方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トレッドゴムの硬度を下げると、トレッドのパターン剛性が低下し、操縦安定性が低下することになる。したがって、単一のトレッドのゴム配合や硬度の変更では、パターンノイズやロードノイズの低減と操縦安定性の向上とを両立させることは困難であった。操縦安定性は、主に、高速走行時における直進レーンチェンジの際や、ハンドリング走行の際の安定性を示すものであり、一般的にタイヤ剛性及びコーナリングパワーが増加すると操縦安定性も向上する。
【０００４】
上記問題を解決する方法として、特開２００１−１０３０８号公報に記載されているように、トレッド部をタイヤ軸方向に３分割し、トレッド部の中央部域と両側ショルダー部域とで硬度の異なるゴムを用いる方法が提案されている。この方法では、トレッド部の一部に硬度の低いゴムを使用することによって、ロードノイズ等を低減するとともに、操縦安定性の低下を抑えることが可能とされている。
【０００５】
しかしながら、上記方法では、操縦安定性については従来の性能を維持するにとどまり、操縦安定性を向上させるにいたっていないのが現状である。
本発明は、上記問題に鑑み、操縦安定性を改善するとともに、ロードノイズ等の低減が可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者が種々検討した結果、意外にも、トレッド部をタイヤ軸方向に５区域に区分し、各区域のゴム硬度を所定の範囲に設定すれば、ロードノイズやパターンノイズを低減可能であるとともに、単一のゴム硬度のものに比べて剛性及びコーナリングパワーが向上し、操縦安定性が改善されることを見い出して本発明を完成させるに至ったものである。
【０００７】
すなわち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部が、タイヤ赤道面が通る第一区域と、第一区域を挟んでその両側に形成される第二区域と、第二区域を挟んでその両側に形成される第三区域の５つの区域に区分され、第一区域のゴム硬度をｘ、第二区域のゴム硬度をｙ、第三区域のゴム硬度をｚとするとき、ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ異なる値にするとともに、ｘ及びｙがｚよりも大きくなるように設定したことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、タイヤの前後剛性、横剛性及びコーナリングパワーが向上し、操縦安定性を改善することが可能となり、さらにトレッド部のショルダー部に硬度の低いゴムを使用しているため、ロードノイズ及びパターンノイズを低減することが可能となる。
【０００９】
このように、各区域のゴム硬度を変化させることで操縦安定性の向上とロードノイズ等の低減が可能となるのは、各区域におけるゴム硬度の変化に対するタイヤ剛性、コーナリングパワー及びロードノイズ等の増加率、すなわち、感度がそれぞれ異なるためである。本発明においてはこれら感度の相違を利用することによって操縦安定性の向上とロードノイズ等の低減を両立させている。
【００１０】
トレッド部における第一区域と第二区域とを区分する第一境界線と、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線の配置については、赤道面を０としてトレッド端部の位置を１００とするとき、第一境界線を５〜５０の範囲内に位置させ、第二境界線を１０〜８０の範囲内に位置させるのが好ましく、第一境界線を５〜２５、第二境界線を４０〜６５の範囲内に位置させるのがより好ましい。
【００１１】
上述のごとく、操縦安定性は、タイヤ剛性及びコーナリングパワーを増加させることにより向上するが、タイヤ剛性のみ又はコーナリングパワーのみを増加させても向上する。タイヤ剛性及びコーナリングパワーは、操縦安定性のみならず他の性能にも影響を及ぼすことを考慮すれば、それぞれの特性を選択的に増加させるようにするのが好ましい。
【００１２】
そこで、本発明者が鋭意検討した結果、第一境界線及び第二境界線を特定の範囲内に位置させた上で、第一区域のゴム硬度が最も高くなるように設定すれば、コーナリングパワーに比べてタイヤ剛性が大幅に増加し、また、第二区域のゴム硬度が最も高くなるように設定すれば、タイヤ剛性に比べてコーナリングパワーが大幅に増加することを見出した。
【００１３】
すなわち、本発明においては、タイヤ赤道面及びトレッド端部の位置をそれぞれ０及び１００とするときに、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線を５〜１０の範囲内に位置させ、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線を５０〜８０の範囲内に位置させるとともに、ｘ＞ｙ＞ｚになるように設定された構成を採用可能とし、これにより、タイヤ剛性を選択的に増加させることを可能とした。
【００１４】
また、タイヤ赤道面及びトレッド端部の位置をそれぞれ０及び１００とするときに、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線を５〜１０の範囲内に位置させ、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線を５０〜８０の範囲内に位置させるとともに、ｙ＞ｘ＞ｚになるように設定された構成を採用することで、コーナリングパワーを選択的に増加させることをも可能とした。
【００１５】
以上説明したように、第一境界線と第二境界線とを特定範囲内に位置させ、第一区域と第二区域のゴム硬度を調整することにより、タイヤ剛性及びコーナリングパワーのうち一方を選択的に増加させることが可能となり、用途に応じたきめ細かなタイヤ設計が可能となる。
【００１６】
上述した空気入りタイヤにおいて、ｘ、ｙ及びｚの硬度については、ｘとｙのうち、硬度の高い方をａ、低い方をｂとすると、６２°≦ａ≦７５°、５８°≦ｂ≦とし、ｚについては５２°≦ｚ≦６０°の範囲内になるようにするのが好ましい。
【００１７】
すなわち、ｘ＞ｙ＞ｚのときは、ａ＝ｘ、ｂ＝ｙとなり、ｙ＞ｘ＞ｚのときには、ａ＝ｙ、ｂ＝ｘとなる。なお、本明細書においてゴム硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３に規定するデュロメータＡ硬度を意味するものである。
【００１８】
上記範囲内において、ノイズ低減と操縦安定性の向上のためには、ａとｚの硬度差を６°以上とするのが好ましい。また、ｂの値としては、［（ａ＋２ｚ）／３］≦ｂ≦［（２ａ＋ｚ）／３］の範囲内とするのが好ましい。
【００１９】
トレッド部は、接地面からその下層側のベルト層まで全体を５つの区域に区分してもよいが、キャップ層とその内方に位置するベース層の２層構造を採用し、キャップ層のみ５区域に区分することも可能であり、この場合には耐久性と低燃費性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示す空気入りラジアルタイヤの軸（幅）方向の要部断面図である。このラジアルタイヤは、図示しない一対のビード部およびビード部から半径方向外向きに延びるサイドウォール部と、その上端をつなぐトレッド部１と、その内周に沿って両端がビードコアで折返されて支持されたカーカス２とを備えている。また、トレッド部１とカーカス２の間にベルト層３を備えており、その補強構造は一般的なラジアルタイヤの場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２１】
トレッド部１は、キャップ層４とその内方に位置するベース層５の２層からなるキャップ−ベース構造を備えており、キャップ層４の外周面にはタイヤ周方向に直線状もしくはジグザグ状をなして延びる複数本の主溝６が形成され、さらに図の断面図では図示を省略しているが、通常、前記の主溝６と交叉する方向の横溝、さらにはタイヤ周方向で主溝より細幅の副溝や横溝を繋ぐ補助溝が形成されて、所定のトレッドパターンが形成されている。
【００２２】
キャップ層４は、赤道面Ａを中心に挟んで形成された第一区域４ａと、第一区域４ａを挟んでその両側に形成される第二区域４ｂと、第二区域４ｂを挟んでその両側に形成される第三区域４ｃの５つの区域に区分されており、第一区域のゴム硬度をｘ、第二区域のゴム硬度をｙ、第三区域のゴム硬度をｚとするとき、ｘ＞ｚ、ｙ＞ｚになるように設定されている。
【００２３】
本実施形態においては、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線７と、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線８は、主溝６の底面に沿って形成されている。また、第一境界線７と第二境界線８は、それぞれ赤道面Ａを挟んで対称位置に一対ずつ形成されている。第一境界線７及び第二境界線８は、トレッド部１の陸部表面に形成してもよい。なお、第一境界線７と第二境界線８は、それぞれ赤道面Ａを挟んで対称位置に一対ずつ形成されるため、図ではタイヤ赤道面Ａから一側のトレッド端部Ｂまでの半分のみを示している。
【００２４】
【実施例】
表１に示すように、６種類のラジアルタイヤを作製して評価試験を行った。具体的には、キャップ層を５区域に区分した本発明に係るラジアルタイヤ（実施例１〜４）と、キャップ層を区分せずに単一のゴムを使用したもの（比較例１）、及び、キャップ層を、赤道面を通る中央部域と、中央部域を挟んでその両側に形成されるショルダー部域とに３区分したもの（比較例２）を作製して比較評価を行った。
【００２５】
なお、テストに供したタイヤは、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６８９Ｖのラジアルタイヤである。テスト車両としては、２０００ｃｃのＦＲ車を使用した。
【００２６】
［タイヤの作製］
実施例１〜４については、キャップ層を５区域に区分したラジアルタイヤを使用した。具体的には、実施形態で述べたように、キャップ層４を、タイヤ赤道面Ａを中心とする第一区域４ａと、第一区域４ａを挟んでその両側に形成される第二区域４ｂと、第二区域４ｂを挟んでその両側に形成される第三区域４ｃの５つの区域に区分し、赤道面Ａの位置を０としトレッド端部Ｂの位置を１００とするときに、第一境界線７および第二境界線８を表１に記載する所定の位置に形成した。
【００２７】
実施例１及び３については、第一区域４ａのゴム硬度ｘ（ＪＩＳＫ６２５３に規定するデュロメータＡ硬度、以下同じ）を７０°、第二区域４ｂのゴム硬度ｙを６５°、第三区域４ｃのゴム硬度ｚを６０°になるようにしてタイヤを作製した。
【００２８】
また、実施例２及び４については、第一区域４ａのゴム硬度ｘを６５°、第二区域４ｂのゴム硬度ｙを７０°、第三区域４ｃのゴム硬度ｚを６０°になるようにしてタイヤを作製した。
【００２９】
比較例１については、キャップ層をゴム硬度６５°の単一ゴムでタイヤを作製した。また、比較例２については、キャップ層を、赤道面を中心に挟んで形成されるゴム硬度６５°の中央部域と、中央部域を挟んでその両側に形成されるゴム硬度６０°のショルダー部域とに３区分した。なお、中央部域ショルダー部域とを区分する一対の境界線は、赤道面の位置を０とし、トレッド端部の位置を１００とするときに、３５の位置に形成した。
【００３０】
［評価試験］
評価試験の項目としては、タイヤ剛性（前後剛性及び横剛性）並びにテスト車両にタイヤを装着したときの操縦安定性、パターンノイズ及びロードノイズの４項目とした。以下、各項目ごとに試験方法を説明する。
【００３１】

【００３２】
（操縦安定性）
実車走行時における直進レーンチェンジ、ハンドリング走行安定性について官能評価。なお、数値は比較例１の操縦安定性を１００とした場合の相対値で表しており、数値が高いほど操縦安定性に優れていることを示す。
【００３３】
（ロードノイズ）
空気圧２２０ｋＰａを充填したタイヤを車両に装着し、粗い路面を６０ｋｍ／ｈの速度で走行したときの車室内の運転席側の耳の位置におけるロードノイズの音圧レベル（ｄＢ）を計測し、音圧レベルの積算値（ＯＡ）で表示。
【００３４】
（パターンノイズ）
粗い路面に代えて、平滑路面で計測する以外は上記ロードノイズの試験方法と同様にして実施。
【００３５】
【表１】

【００３６】
［評価結果］
表１に評価結果を示す。表によれば、キャップ層を５区域に区分した実施例１〜４は、いずれも比較例１に比べて操縦安定性が向上し、かつ、パターンノイズ及びロードノイズも低い値を示している。
【００３７】
一方、キャップ層を中央部域とショルダー部域とに区分した比較例２においては、パターンノイズ及びロードノイズについては、比較例１よりも低い値を示しているものの操縦安定性が比較例１と同レベルで性能の改善は見られなかった。
【００３８】
実施例で見れば、実施例１及び２は、第一境界線を５〜１０の範囲内とし、第二境界線を５０〜８０の範囲内に位置させるという特定の条件を満たしていない。その結果、第一区域のゴム硬度を最大とした場合（実施例１）、及び、第二区域のゴム硬度を最大とした場合（実施例２）、のどちらの場合でも、タイヤ剛性及びコーナリングパワーの両方の特性が増加した結果となっている。
【００３９】
一方、上記特定条件を満たす実施例３及び４においては、第一区域のゴム硬度を最大とした場合（実施例３）は、コーナリングパワーよりもタイヤ剛性が大幅に増加し、第二区域のゴム硬度を最大とした場合（実施例４）は、タイヤ剛性よりもコーナリングパワーが大幅に増加していることが判る。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、トレッド部が、タイヤ赤道面が通る第一区域と、第一区域を挟んでその両側に形成される第二区域と、第二区域を挟んでその両側に形成される第三区域の５つの区域に区分され、第一区域のゴム硬度をｘ、第二区域のゴム硬度をｙ、第三区域のゴム硬度をｚとするときに、ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ異なる値にするとともに、ｘ及びｙがｚよりも大きくなるように設定された構成を採用したので、操縦安定性を改善するとともに、ロードノイズ等を低減することができる。
【００４１】
また、タイヤ赤道面を０としてトレッド端部の位置を１００とするときに、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線を５〜１０の範囲内に位置させ、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線を５０〜８０の範囲内に位置させるという特定の条件のもと、ｘ＞ｙ＞ｚになるように設定した場合にはコーナリングパワーに比べてタイヤ剛性を大幅に増加させることができ、ｙ＞ｘ＞ｚになるように設定した場合にはタイヤ剛性に比べてコーナリングパワーを大幅に増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すラジアルタイヤの要部断面図
【符号の説明】
１トレッド部
２カーカス
３ベルト層
４キャップ層
４ａ第一区域
４ｂ第二区域
４ｃ第三区域
５ベース層
６主溝
７第一境界線
８第二境界線
Ａタイヤ赤道面
Ｂトレッド端部

Claims

トレッド部が、タイヤ赤道面が通る第一区域と、第一区域を挟んでその両側に形成される第二区域と、第二区域を挟んでその両側に形成される第三区域の５つの区域に区分され、第一区域のゴム硬度をｘ、第二区域のゴム硬度をｙ、第三区域のゴム硬度をｚとするとき、ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ異なる値にするとともに、ｘ及びｙがｚよりも大きくなるように設定したことを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤ赤道面を０としてトレッド端部の位置を１００とするときに、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線を５〜５０の範囲内に位置させ、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線を１０〜８０の範囲内に位置させたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
タイヤ赤道面を０としてトレッド端部の位置を１００とするときに、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線を５〜１０の範囲内に位置させ、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線を５０〜８０の範囲内に位置させるとともに、ｘ＞ｙ＞ｚになるように設定されたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記ｘ、ｙ及びｚのデュロメータＡ硬度が、それぞれ６２°≦ｘ≦７５°、５８°≦ｙ≦７０°及び５２°≦ｚ≦６０°の範囲内とされたことを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤ。
タイヤ赤道面を０としてトレッド端部の位置を１００とするときに、第一区域と第二区域とを区分する第一境界線を５〜１０の範囲内に位置させ、第二区域と第三区域とを区分する第二境界線を５０〜８０の範囲内に位置させるとともに、ｙ＞ｘ＞ｚになるように設定されたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記ｘ、ｙ及びｚのデュロメータＡ硬度が、それぞれ５８°≦ｘ≦７０°、６２°≦ｙ≦７５°及び５２°≦ｚ≦６０°の範囲内とされたことを特徴とする請求項５記載の空気入りタイヤ。