JP4758530B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードノイズ性能を向上した空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
空気入りラジアルタイヤでは、図7(A)〜(C)に略示する如く、ベルト層aの外側に、バンドコードをタイヤ周方向に配列したバンド層bを設けたものが広く知られている。
【0003】
このバンド層bとしては、ベルト層a外端部のみを覆うエッジバンドプライb1の1枚を用いた構造(1E構造という場合がある)、エッジバンドプライb1の2枚を重複させた構造(2E構造という場合がある)、或いはエッジバンドプライb1の1枚とベルト層a全体を覆うフルバンドプライb2とを重複させた構造(E+F構造という場合がある)等が一般的に用いられる。
【0004】
そしてこのバンド層bは、ベルト層aに対する拘束力を高めて高速耐久性能を向上させるだけでなく、トレッド剛性の増加によって振動伝達特性が変化し、振動伝達率のピークをより高周波数側に移行させるなど車両の振動伝達率のピークとの間にズレを生じせしめロードノイズ性能を向上させるという利点を具えている。
【0005】
しかしながら、近年の車両の静粛性の向上に伴い、タイヤに起因する騒音、特にロードノイズのいっそうの低減が強く望まれている。
【0006】
そこで本発明は、前記バンド層と組合わせて、ベルト層のクラウン領域とショルダー領域との間に各領域が互いに折れ曲がる折曲げ点を設けることを基本として、ベルト層の周方向剛性を高めタイヤの振動伝達特性をさらに変化させるとともに、タイヤへの振動の入力自体を軽減せしめ、これらの相乗作用によってロードノイズ性能をより向上しうる空気入りラジアルタイヤの提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配される1枚以上のベルトプライからなるベルト層と、このベルト層の外側に配されるバンド層とを具えた空気入りラジアルタイヤであって、
前記バンド層は、タイヤ周方向に対して5度以下の有機繊維コードからなるバンドコードが引き揃えられるバンドプライからなり、かつ
タイヤ赤道を含む中央部分に比してバンドプライの枚数を増すことにより段差を形成する小幅のエッジバンドプライを端部分に設けるとともに、
前記ベルト層の最大幅のベルトプライのタイヤ子午線断面での外側の輪郭線は、タイヤ赤道からのびタイヤ半径方向外に凸となる曲率半径R1が300mm以上の単一円弧からなるクラウン領域と、
そのタイヤ軸方向外側に折曲げ点を介してタイヤ半径方向内方に屈曲するショルダー領域とを有し、かつ
前記折曲げ点を、前記段差のタイヤ軸方向内外に15mmの範囲内に位置させるとともに、
前記折曲げ点における前記クラウン領域の輪郭線に対する法線と、ショルダー領域の輪郭線に対する法線とがなす角度αを3゜〜11゜としたことを特徴としている。
【0008】
また請求項2の発明では、前記折曲げ点における前記クラウン領域の輪郭線の曲率半径R1aに対する、ショルダー領域の輪郭線の曲率半径R2aの比R2a/R1aを0〜0.40としたことを特徴としている。
【0009】
また請求項3の発明では、前記比R2a/R1aは0.16〜0.30としたことを特徴としている。
【0010】
また請求項4の発明では、前記バンドコードは、0.0236g/dtexの荷重を負荷したときの伸び率が10%以下であることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図1は、本発明の空気入りラジアルタイヤ1(以下タイヤ1という)が、乗用車用の偏平タイヤとして形成され、しかも正規リムに装着されかつ正規内圧が充填された標準状態における子午断面を示している。
【0012】
なお「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば標準リム、TRAであれば "Design Rim" 、或いはETRTOであれば "Measuring Rim"を意味する。また「正規内圧」とは、前記規格によってタイヤ毎に定められている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" であり、タイヤが乗用車用である場合には一律に180(kPa)としている。
【0013】
図において、タイヤ1は、トレッド部2と、その両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部3と、各サイドウォール部3の内方端に位置するビード部4とを具える。又タイヤ1には、前記ビード部4、4間を跨るトロイド状のカーカス6と、トレッド部2の内方かつ前記カーカス6の外側に配されるベルト層7と、このベルト層7のさらに外側に配されるバンド層9とを設けている。
【0014】
なおトレッド部2には、タイヤ円周方向に沿ってのびる少なくとも2本の縦主溝Mによってトレッド面2Sを複数のリブJまたはブロックKの列に区分するリブタイプ、リブラグタイプもしくはブロックタイプのトレッドパターンが形成されている。
【0015】
前記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して75゜〜90゜の角度で配列した1枚以上、本例では、1枚のカーカスプライ6Aから形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に採用されるが、タイヤのサイズやカテゴリー、或いは要求性等に応じてスチールコードも採用しうる。
【0016】
また前記カーカス6は、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至る本体部6aの両側に、前記ビードコア5の廻りで内側から外側に折り返されて係止される折返し部6bを有する。この本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴム8が配される。本例では、前記折返し部6bは、その半径方向外端のビードベースラインBLからの高さをビードエーペックスゴム8の半径方向外端の高さよりも大とした所謂ハイターンアップ構造をなし、前記ビードエーペックスゴム8と協同してビード部4を補強しかつタイヤ横剛性を高めている。なおカーカス6が複数枚のプライで形成される場合には、少なくとも1枚のプライをハイターンアップ構造とするのが好ましい。
【0017】
前記ベルト層7は、高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して10゜〜35゜の角度で傾斜配列した1枚以上、本例では2枚のベルトプライ7U、7Lから形成される。各ベルトプライ7U、7Lは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように向きを違えて配され、これによるコードのトライアングル構造によってベルト剛性を高め、トレッド部2の略全巾をタガ効果を有して補強する。ベルトコードとしては、スチールコード或いは、スチールに近い強度を有する例えば芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維等の高弾性繊維コードが好適に使用される。
【0018】
本例では、ベルト外端に作用する応力集中を緩和するために内のベルトプライ7Lを外のベルトプライ7Uに比べてやや巾広に形成しており、従って本例では、この内のベルトプライ7Lを最大幅のベルトプライ7Aとしている。
【0019】
次に、前記バンド層9は、タイヤ周方向に対して5度以下の角度の有機繊維コードからなるバンドコード10が引き揃えられるバンドプライ11から構成される。
【0020】
このバンド層9は、タイヤ赤道Cを含む中央部分YCに比してバンドプライ11の枚数を増すことにより段差Dを形成する小幅のエッジバンドプライ11Aを端部分YSに設けている。即ちバンド層9は、図2(A)〜(C)に略示するように、エッジバンドプライ11Aの1枚を用いた前記1E構造、エッジバンドプライ11Aの2枚を重複させた2E構造、或いはエッジバンドプライ11Aの1枚とベルト層7全体を覆うフルバンドプライ11Bとを重複させたE+F構造等を採用することができる。
【0021】
何れの場合にも、エッジバンドプライ11Aのタイヤ軸方向内端において、中央部分YCに比してバンドプライ11の枚数が増す段差Dを形成している。なお段差Dが、前記縦主溝Mの溝底下方に位置した場合には、応力集中によって溝底に亀裂損傷が発生しやすくなる。従って、耐久性のために、前記段差Dと溝底縁とのタイヤ軸方向の距離L1を5mm以上、さらには10mm以上確保するのが好ましい。
【0022】
又図1、図3にはE+F構造のバンド層9を例示しており、又バンドプライ11は、本例では、夫々1本以上のバンドコード10を引き揃えた小巾の帯状プライ12(図6に示す)をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより形成している。
【0023】
この帯状プライ12は、バンドコード10を引き揃えたコード並列体をトッピングゴムで被覆した小巾のリボン状をなす。このとき、帯状プライ12内のバンドコード10の本数は5〜15本程度が好ましく、少なすぎるとプライ形成効率が低下し、逆に多すぎると、バンドコードのコード角度が過大となって拘束力が減じバンド層9としての機能を充分発揮できなくなる。
【0024】
また帯状プライ12は、その側縁12eを互いに突き合わせて螺旋状に巻回することによって、バンドコード10が実質的に一定のピッチPで配列するバンドプライ11を形成する。なおバンドコード10としては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが使用できる。
【0025】
そして本願では、図3に示すように、タイヤ標準状態において、前記最大幅のベルトプライ7Aの子午線断面での外側の輪郭線Tは、タイヤ赤道Cからのびるクラウン領域TCと、そのタイヤ軸方向外側に折曲げ点Pを介して設けられるショルダー領域TSとを有するとともに、この折曲げ点Pを、前記段差Dのタイヤ軸方向内外に15mmの範囲内に位置させることに、特徴の一つを有している。
【0026】
この時、ベルト層7は、従来的なタイヤと同様、トレッド部2をタガ効果を有して適正に補強することが必要であり、そのために、トレッド面2Sが外に凸となる通常のタイヤの場合には、輪郭線Tもタイヤ半径方向外に凸となり、前記クラウン領域TCの曲率半径R1は、タイヤ半径方向外側に凸となる300mm以上となる。
【0027】
又クラウン領域TCは、その全域が前記曲率半径R1の単一円弧で形成される。
【0028】
このように、ベルト層7は、クラウン領域TCとショルダー領域TSとの間に折曲げ点Pを有してタイヤ半径方向内方に屈曲するとともに、ショルダー領域TS側はより枚数の多いバンド層9によって強く拘束されている。
【0029】
従って、ベルト層7の周方向剛性が大巾に高まり、タイヤの振動伝達率のピークがより高周波数側に移行する向きに振動伝達特性が変化するため、車両の振動伝達率のピークとの間のズレがいっそう大きくなる。しかも、ベルト層7の屈曲によって、ショルダー領域TS側の接地圧が減じるため、路面から受ける振動の入力のうち、振動を伝達しやすいベルト外端部への入力自体が低減される。その結果、これらの相乗効果によって、ロードノイズ性能を効果的に向上しうるのである。
【0030】
ここで、前記ロードノイズ性能の向上効果を発揮するためには、図4に略示する如く、前記折曲げ点Pにおける前記クラウン領域TCの輪郭線Tに対する法線と、ショルダー領域TSの輪郭線Tに対する法線とがなす角度αが3゜〜11゜の範囲とすることが必要である。もし3゜未満では、前記向上効果が発揮されなくなり、逆に11゜を越えると折曲げ点Pにベルト層7の変形応力が集中することから、耐久性の低下を招いてしまう。従って、好ましくは、前記角度αは5゜〜9゜の範囲である。
【0031】
又ベルト層7の周方向剛性の向上のためには、前記折曲げ点Pにおける前記クラウン領域TCの輪郭線Tの曲率半径R1aに対する、ショルダー領域TSの輪郭線Tの曲率半径R2aの比R2a/R1aを0〜0.40とすることも重要である。即ち、この比R2a/R1aが、小さいほど周方向剛性が高まる傾向にあり、従って0.4を越えると、前記ロードノイズ性能の向上効果が充分に発揮されなくなる。しかしながらその反面、比R2a/R1aが0に近づくにつれ、接地圧がショルダー側で高まるため、ベルト外端部での振動入力が増加し、同様に前記ロードノイズ性能の向上効果が充分に発揮されなくなる。従って、好ましくは、R2a/R1aは0.16〜0.30の範囲である。
【0032】
又ベルト層7の屈曲が有効に機能するためには、前記折曲げ点Pが、前記縦主溝Mの溝底下方に位置しないことが望ましく、特に折曲げ点Pと溝底縁とのタイヤ軸方向の距離L2を10mm以上とするのが好ましい。さらには折曲げ点P上方のリブJ又はブロックKに、周方向のサイピングを設けないのが好ましい。
【0033】
次に、前記折曲げ点Pを有するベルト層7は、加硫成形する際の加硫金型内でのタイヤのストレッチを利用して形成することができる。
【0034】
即ち、前記バンド層9では、その中央部分YCと端部分YSとではバンドプライ11の枚数が異なるため、ベルト層7に及ぼす拘束力も相違する。従って、拘束力が弱い中央部分YC側のベルト層7は、端部分YS側に比して半径方向外方に大きく移動し、その結果、屈曲が行われる。
【0035】
このとき、通常3%程度であった加硫成形時のストレッチを、例えば5%以上と従来よりも大きく設定する、或いはバンドコードとして従来よりも低伸度のコード材料を使用することが必要である。何れの場合も、加硫成形時、ベルト層7のストレッチ量(半径方向への移動量)を中央部分YCと端部分YSとで大きく相違させることができ、ベルト層7を屈曲させることが可能となる。
【0036】
このため、前記折曲げ点Pは、段差Dの近傍、即ちに段差Dのタイヤ軸方向内外に15mmの範囲内に形成されることとなる。なお折曲げ点Pと段差Dとの位置が一致したとき、剛性段差が生じる恐れがあり、従って、好ましくは、折曲げ点Pと段差Dとの距離L3を5mm以上とするのがよい。
【0037】
ここで前記したストレッチを大きく設定する手段では、加硫成形時にベルト層7等の変形が大きくなり、かつ部分的なゴム流れも大きくなることから、タイヤのユニフォミティー(均一性)の低下を招きやすく、例えば振動特性に不利となる。
【0038】
従って、低伸度のバンドコード10を使用する手段が好ましく、このときバンドコード10として、0.0236g/dtexの荷重を負荷したときの伸び率が10%以下のものを用いる。これにより、屈曲の形成を可能としながら、3%程度のストレッチにおいても、バンド層9による必要な拘束力を確保でき、バンド層9の前記機能(高速耐久性能の向上およびロードノイズの低減等)を有効に発揮できる。
【0039】
なお従来のナイロン製バンドコードの伸び率は14%程度である。又前記伸び率は、JISL1017に準拠して測定した値である。
【0040】
又バンド層9は、ベルト層7の端部分YS側での剛性を補足向上させるために、前記段差Dのベルトプライ7Aの外端7Eからの距離L4を、前記ベルトプライ7Aのプライ幅BWの1/12〜3/12倍、さらには1/12〜2/12倍とすることが好ましい。
【0041】
又バンド層9は、段差Dから外端7Eまでの領域全てに介在する必要はなく、図5(A)、(B)に示すように、フルバンドプライ11B又はエッジバンドプライ11Aの一方又は双方を、前記領域内で終端させても良い。これによって、転がり抵抗の向上に期待ができる。しかしながらバンド層9による必要な拘束力を得るために、バンド層9のプライ枚数が最大となる最大層部分の幅W1は、10mm以上確保することが好ましい。
【0042】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様にて変形して実施しうる。
【0043】
【実施例】
タイヤサイズが195/60R15でありかつ図1に示す構造のタイヤを、表1〜3の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの耐久性能、ロードノイズ性能、及び転がり性能をテストし比較した。テスト方法は次の通り。
【0044】
(1) 耐久性能:
試供タイヤを、リム(15×6.5JJ)、内圧(200kPa)、荷重(8.3kN)の基でドラム上を、速度100km/hで200km走行させた後のベルト層のセパレーションを目視検査し確認できたものを不良とした。
【0045】
(2)ロードノイズ性能:
前記試供タイヤを、リム(15×6.5JJ)、内圧(210kPa)にて乗用車用(1600cc、FF車)の全輪に装着し、スムース路面を速度50km/hにて走行させ、ドライバーの官能評価により5点法で評価した。数値が大きいほど騒音レベルが小さく良好である。
【0046】
(3) 転がり性能:
転がり抵抗試験機を用い、試供タイヤを、リム(15×6.5JJ)、内圧(230kPa)、荷重(4.0kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例1(従来タイヤ)を100とした時の指数で表示した。指数は大きい方が良好である。
【0047】
【表1】
【0048】
【表2】
【0049】
【表3】
【0050】
【発明の効果】
叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、バンド層と組合わせ、ベルト層のクラウン領域とショルダー領域との間に各領域が互いに折れ曲がる折曲げ点を形成しているため、ベルト層の周方向剛性を高めタイヤの振動伝達特性をさらに変化させるとともに、タイヤへの振動の入力自体を軽減せしめ、これらの相乗作用によってロードノイズ性能をより向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】(A)〜(C)は、本願に好適に採用しうるバンド層の構造を略示する線図である。
【図3】ベルト層をバンド層とともに拡大して示す断面図である。
【図4】ベルト層の輪郭線を説明する線図である。
【図5】(A)、(B)は、バンド層の他の実施例を示す断面図である。
【図6】バンド層に用いる帯状プライを例示する斜視図である。
【図7】従来技術を説明するバンド層の略断面図である。
【符号の説明】
2 トレッド部
2S トレッド面
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
7 ベルト層
7A 最大幅のベルトプライ
9 バンド層
10 バンドコード
11 バンドプライ
11A エッジバンドプライ
C タイヤ赤道
D 段差
P 折曲げ点
T 輪郭線
TC クラウン領域
TS ショルダー領域
YC 中央部分
YS 端部分
Claims (4)
- トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配される1枚以上のベルトプライからなるベルト層と、このベルト層の外側に配されるバンド層とを具えた空気入りラジアルタイヤであって、
前記バンド層は、タイヤ周方向に対して5度以下の有機繊維コードからなるバンドコードが引き揃えられるバンドプライからなり、かつ
タイヤ赤道を含む中央部分に比してバンドプライの枚数を増すことにより段差を形成する小幅のエッジバンドプライを端部分に設けるとともに、
前記ベルト層の最大幅のベルトプライのタイヤ子午線断面での外側の輪郭線は、タイヤ赤道からのびタイヤ半径方向外に凸となる曲率半径R1が300mm以上の単一円弧からなるクラウン領域と、
そのタイヤ軸方向外側に折曲げ点を介してタイヤ半径方向内方に屈曲するショルダー領域とを有し、かつ
前記折曲げ点を、前記段差のタイヤ軸方向内外に15mmの範囲内に位置させるとともに、
前記折曲げ点における前記クラウン領域の輪郭線に対する法線と、ショルダー領域の輪郭線に対する法線とがなす角度αを3゜〜11゜としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 前記折曲げ点における前記クラウン領域の輪郭線の曲率半径R1aに対する、ショルダー領域の輪郭線の曲率半径R2aの比R2a/R1aを0〜0.40としたことを特徴とする請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記比R2a/R1aは0.16〜0.30としたことを特徴とする請求項2記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記バンドコードは、0.0236g/dtexの荷重を負荷したときの伸び率が10%以下であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の空気入りラジアルタイヤ。
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