JP4759922B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、中周波ロードノイズを低減すると共に耐ショルダー摩耗性能の悪化を抑制し得る空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、自動車においては快適性能の向上が強く求められており、その快適性能の一つとして騒音性能が挙げられる。この騒音性能には、防音材を貼付する等して車体側で車室内の騒音を低減させる手法と騒音の要因たる音源が発する騒音を低減させる手法とがあるが、音源毎に騒音の周波数帯域が異なるので、車体側での騒音低減対策には限度がある。そこで、音源自体による騒音低減が強く望まれている。

ここで、音源の一つにはタイヤが挙げられ、このタイヤからの騒音の主たるものは、路面の凹凸に起因する騒音（所謂ロードノイズ）である。従来、このロードノイズの中でも特に２５０〜３１５Ｈｚ（以下、「中周波」という。）帯域については、タイヤショルダー部のベルト剛性をタイヤセンタ部よりも向上させることによって、タイヤ断面２次固有振動数を増加させ、これにより音圧レベルを低減できることが知られている。

これが為、従来は、ベルトカバー層を構成するジョイントレスベルトカバー材（Ｊ／Ｌ材）をベルト端部で多層化し、タイヤショルダー部のベルト剛性の向上を図っている。

特開２００２−９６６０９号公報

しかしながら、一般的に、ベルト端部の剛性を向上させるとタイヤショルダー部の剛性向上に伴ってトレッドラジアスが減少する。特に、例えば、図４に示すベルトカバー層５０Ａにおける２層の重ね巻部５０ａを図５に示すベルトカバー層５０Ｂのように３層化すると、ベルト端部の剛性が大幅に向上するので、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間における接地長さが大きく変化し、図６に示す接地形状Ｒｓ₁が接地形状Ｒｓ₂の如く丸くなってしまう。そして、これによりトー角付加時においてタイヤショルダー部ＳＨの摩擦エネルギが増加し、耐ショルダー摩耗性能の悪化を招来してしまう。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、中周波ロードノイズの低減と耐ショルダー摩耗性能の両立を図り得る空気入りラジアルタイヤを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、ベルト層を補強するベルトカバー層が少なくとも一枚設けられた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層は、各タイヤショルダー側にジョイントレスベルトカバー材を重ねて巻き付けた重ね巻部を有すると共に、その夫々の重ね巻部の間にジョイントレスベルトカバー材を所定の間隔を空けて巻き付けた間隔巻部を有し、前記ジョイントレスベルトカバー材のストリップ幅をＷ_J/L，前記間隔巻部の間隔をＳ₁，前記重ね巻部におけるジョイントレスベルトカバー材の重なり部分の幅をＳ₂，そのベルトカバー層の最大幅をＷ₁，前記重ね巻部の総幅をＷ₂とした際に、「０．５Ｗ_J/L≦Ｓ₁≦Ｗ_J/L」，「０．５Ｗ_J/L≦Ｓ₂≦０．６Ｗ_J/L」，「０．１５≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．３０」となるよう設定している。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤによれば、タイヤショルダー部側のベルト剛性をタイヤセンタ部側よりも高くして中周波ロードノイズを低減することができる。更に、タイヤセンタ部〜タイヤショルダー部間のベルト剛性差の最適化を図り得る設定値のベルトカバー層を具備しているので、耐ショルダー摩耗性能の悪化を抑制することも可能となる。

以下に、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤの実施例を図１から図３に基づいて説明する。

前述したが如く、タイヤショルダー部ＳＨのベルト剛性をタイヤセンタ部ＣＬに対して大幅に向上させてしまうと、中周波ロードノイズを低減することはできても、耐ショルダー摩耗性能は悪化してしまう。そこで、本実施例の空気入りラジアルタイヤは、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間のベルト剛性差を調整することによって、中周波ロードノイズの低減と耐ショルダー摩耗性能の両立を図る。

図１の符号１０は本実施例の空気入りラジアルタイヤを示し、この図１は空気入りラジアルタイヤ１０をタイヤ径方向に向けて切ったタイヤ幅方向の断面図を表す。

本実施例の空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビードコア１，１と、これら各ビードコア１，１の周囲で端部を折り返したカーカス層２と、トレッド部Ｔｒにおけるカーカス層２の接地踏面側に設けた二層の第１及び第２のベルト層３，４と、これら第１及び第２のベルト層３，４の内の最も外側の第２ベルト層４における接地踏面側に設けたベルトカバー層５とを備えている。

上記カーカス層２は、複数本の例えばポリエステル等からなる有機繊維のカーカスコードがラジアル方向に配列されたものである。また、上記第１及び第２のベルト層３，４は、複数本のスチールコードがタイヤ周方向に又はタイヤ周方向に対して所定の角度で配置されたものである。尚、カーカス層は少なくとも一層備えていればよく、また、ベルト層は少なくとも二層備えていればよい。

ここで、本実施例にあっては、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間のベルト剛性差を上記ベルトカバー層５で調整する。

このベルトカバー層５は、複数本の例えばナイロンやポリエステル等からなるジョイントレスベルトカバー材がタイヤ周方向に又はタイヤ周方向に対して所定の角度で以下の如く巻き付けられたジョイントレスベルトカバーである。

先ず、本実施例のベルトカバー層５は、図２に示す如く、ジョイントレスベルトカバー材を重ねて巻き付けた重ね巻部５ａを夫々のタイヤショルダー部ＳＨに有する。例えば、この図２に示す重ね巻部５ａにおいては、２枚のジョイントレスベルトカバー材の重なっている部分（重なり部分）が所定の間隔Ｓ₂で連続して設けてある。換言すれば、この重ね巻部５ａは、２層構造となっている。

また、このベルトカバー層５の夫々の重ね巻部５ａの間においては、図２に示す如く、所定の間隔Ｓ₁を空けてジョイントレスベルトカバー材を巻き付けた間隔巻部５ｂが設けられている。

このように、各タイヤショルダー部ＳＨの重ね巻部５ａ及びその間における間隔巻部５ｂが設けられたベルトカバー層５で第１及び第２のベルト層３，４を覆うことによって、この第１及び第２のベルト層３，４は、タイヤショルダー部ＳＨにおける高剛性化と、それ以外の位置（タイヤセンタ部ＣＬ等）におけるタイヤショルダー部ＳＨに対しての低剛性化とを図ることができる。

ここで、上記タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間のベルト剛性差は、重ね巻部５ａにおけるジョイントレスベルトカバー材の重なり部分の枚数（層数）Ｌ，その重なり部分の幅Ｓ₂によって変えることができる。この重なり部分の枚数（層数）Ｌと幅Ｓ₂の関係は、下記の式（１）により導くことができる。

Ｓ₂＝Ｗ_J/L｛１−１／Ｌ｝ … （１）

更に、その間のベルト剛性差は、ベルトカバー層５の最大幅Ｗ₁と重ね巻部５ａの総幅Ｗ₂との比「Ｗ₂／Ｗ₁」，間隔巻部５ｂの間隔Ｓ₁によっても変えることができる。

これが為、これらの最適化を図ることにより中周波ロードノイズの低減と耐摩耗性能の両立が可能になる。

そこで、上記重ね巻部５ａにおける重なり部分の枚数（層数）Ｌ及びこの枚数（層数）Ｌにおける重なり部分の幅Ｓ₂，並びに間隔巻部５ｂの間隔Ｓ₁を変えた本実施例の空気入りラジアルタイヤ（後述するタイプＡ〜Ｈ）１０を製作し、ロードノイズ（Ｒ／Ｎ）測定試験と摩擦エネルギ測定試験を行って夫々の性能評価をした。

また、かかる試験の際には、前述した図４に示すベルトカバー層５０Ａを有する従来の空気入りラジアルタイヤ（以下、「従来品Ａ」という。）と上記特許文献１に開示された空気入りラジアルタイヤ（以下、「従来品Ｂ」という。）についても同様の性能評価を行って、本実施例の空気入りラジアルタイヤ１０との比較を行った。

ここで、この性能評価試験においては、タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６の上記の各空気入りラジアルタイヤを１６×６ １／２ＪＪの標準リムのホイールに組み付け、空気圧を２２０ｋＰａに設定した。

また、試験に使用する全ての空気入りラジアルタイヤは、ベルトカバー層の最大幅（タイヤ幅方向における最大幅）Ｗ₁，ジョイントレスベルトカバー材（Ｊ／Ｌ材）のストリップ幅Ｗ_J/L，及び重ね巻部を有するものはその幅Ｗ₂を一定にした。尚、これにより、図３に示す如く上記ベルトカバー層５の最大幅Ｗ₁と重ね巻部５ａの総幅Ｗ₂との比「Ｗ₂／Ｗ₁」が「０．２」で一定になるが、この比「Ｗ₂／Ｗ₁」は、０．１５〜０．３０の範囲内にあればよい。

先ず、上記ロードノイズ（Ｒ／Ｎ）測定試験においては、評価対象の空気入りラジアルタイヤを排気量３０００ｃｃのＦＲ（Ｆｒｏｎｔ ｅｎｇｉｎｅ Ｒｅａｒ ｄｒｉｖｅ）車に実装し、この車輌で荒れた路面を走行して運転席の窓側で走行中の車室内の騒音を測定した。

また、上記摩擦エネルギ測定試験は、台上摩擦エネルギ試験機でトー角を０〜３ｍｍに変化させたときのタイヤショルダー部ＳＨのエネルギ増加量を計測し、この増加量をタイヤショルダー部ＳＨにおける摩擦エネルギに置き換えた。

これら各性能評価試験の試験結果を図３に示す。ここで、ロードノイズ（Ｒ／Ｎ）測定試験においては、３１５Ｈｚ １／３Ｏｃｔ．Ｂａｎｄ帯域の音圧レベル（ｄＢ（Ａ））の差を算出し、従来品に対して０．５ｄＢ（Ａ）以上低減されたタイプの空気入りラジアルタイヤを中周波ロードノイズの低減に優れるものとする。また、摩擦エネルギ測定試験においては、従来品の摩擦エネルギと比して５Ｊ未満の増加量である場合に耐ショルダー摩耗性能に優れるものとする。

その図３に示す試験結果によれば、従来品Ｂは、耐ショルダー摩耗性能は従来品Ａと同等であるが、中周波ロードノイズが増加していることが判る。これに対して本実施例の空気入りラジアルタイヤ（タイプＢ〜Ｈ）１０は、中周波ロードノイズを低減できていることが判る。

ここで、タイプＡの空気入りラジアルタイヤ１０において中周波ロードノイズの低減効果が少ない理由としては、タイプＢとの比較からも明らかなように、間隔巻部５ｂの間隔Ｓ₁が３ｍｍと狭いので、かかる間隔巻部５ｂにおけるベルト剛性が高くなり、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間のベルト剛性差が小さくなりすぎてしまうからである。

次に、図３の試験結果から、上記タイプＢ〜Ｈの空気入りラジアルタイヤ１０の内、タイプＥ，Ｈは、摩擦エネルギが増加して耐ショルダー摩耗性能が悪化していることが判る。

その理由として、先ずタイプＥの空気入りラジアルタイヤ１０は、タイプＤとの比較からも明らかなように、間隔巻部５ｂの間隔Ｓ₁が１３ｍｍと広いので、かかる間隔巻部５ｂにおけるベルト剛性が低くなり、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間のベルト剛性差が大きくなりすぎてしまうからである。

また、タイプＨの空気入りラジアルタイヤ１０は、タイプＧとの比較からも明らかなように、重ね巻部５ａにおけるジョイントレスベルトカバー材の重なり部分の枚数（層数）Ｌが２．８枚と多いので、かかる重ね巻部５ａにおけるベルト剛性が高くなり、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間のベルト剛性差が大きくなりすぎてしまうからである。

以上の試験結果から、タイプＢ〜Ｄ，Ｆ，Ｇの空気入りラジアルタイヤ１０が中周波ロードノイズの低減に優れていることが判り、更に、この低減効果と共に耐ショルダー摩耗性能の悪化を抑制し得ることが判る。

これが為、中周波ロードノイズを低減すると共に耐ショルダー摩耗性能の悪化を抑制するには、前述した如くベルトカバー層５の最大幅Ｗ₁と重ね巻部５ａの総幅Ｗ₂との比「Ｗ₂／Ｗ₁」を「０．１５≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．３０」の範囲内に設定すると共に、間隔巻部５ｂの間隔Ｓ₁を「０．５Ｗ_J/L≦Ｓ₁≦Ｗ_J/L」の範囲内に設定し、且つ重ね巻部５ａの重なり部分の幅Ｓ₂を前述した式（１）に基づき「Ｓ₂＝Ｗ_J/L｛１−１／（２〜２．５｝｝」，即ち「０．５Ｗ_J/L≦Ｓ₂≦０．６Ｗ_J/L」範囲内に設定することが好ましい。

以上示した如く本実施例の空気入りラジアルタイヤ１０は、重ね巻部５ａ及び間隔巻部５ｂを上記範囲内に設定することによって、タイヤセンタ部ＣＬ〜タイヤショルダー部ＳＨ間におけるベルト剛性差の最適化を図ることができ、これにより中周波ロードノイズの低減と耐ショルダー摩耗性能を両立させることが可能になる。

以上のように、本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、中周波ロードノイズの低減と耐ショルダー摩耗性能の悪化抑制に有用であり、特に、その両者の効果を両立させるのに適している。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤの一例をタイヤ径方向に向けて切ったタイヤ幅方向の断面図である。 図１に示すベルトカバー層について説明する概略図である。 本発明に係る空気入りラジアルタイヤのロードノイズ測定試験及び摩擦エネルギ測定試験の試験結果を示す図である。 従来のベルトカバー層の一例について説明する概略図である。 従来のベルトカバー層の他の例について説明する概略図である。 従来のベルトカバー層においてタイヤショルダー部のベルト剛性を向上させた際の空気入りラジアルタイヤの接地形状の変化を説明する説明図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス層
３ 第１ベルト層
４ 第２ベルト層
５ ベルトカバー層
１０ 空気入りラジアルタイヤ
Ｔｒ トレッド部
ＳＨ タイヤショルダー部
ＣＬ タイヤセンタ

Claims (1)

1. ベルト層を補強するベルトカバー層が少なくとも一枚設けられた空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルトカバー層は、各タイヤショルダー側にジョイントレスベルトカバー材を重ねて巻き付けた重ね巻部を有すると共に、該夫々の重ね巻部の間にジョイントレスベルトカバー材を所定の間隔を空けて巻き付けた間隔巻部を有し、前記ジョイントレスベルトカバー材のストリップ幅をＷ_J/L，前記間隔巻部の間隔をＳ₁，前記重ね巻部におけるジョイントレスベルトカバー材の重なり部分の幅をＳ₂，該ベルトカバー層の最大幅をＷ₁，前記重ね巻部の総幅をＷ₂とした際に、
   ０．５Ｗ_J/L≦Ｓ₁≦Ｗ_J/L
   ０．５Ｗ_J/L≦Ｓ₂≦０．６Ｗ_J/L
   ０．１５≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．３０
   となるよう設定することを特徴とした空気入りラジアルタイヤ。

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