JP5217120B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ベルトカバー層の構造を工夫した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性を向上すると共に、中周波領域のロードノイズを効果的に低減することを可能にした空気入りタイヤに関する。

トレッド部にタイヤ周方向に延びる少なくとも１本の主溝を設けた空気入りタイヤについて、その接地形状を調べて見ると、接地前端線や接地後端線が主溝の近傍で括れる傾向がある。これは、主溝を境にしてトレッド部が座屈（バックリング）するからである。このように接地前端線や接地後端線が主溝の近傍で括れることで実接地面積が減少することは操縦安定性を低下させる要因となる。そこで、接地形状を適正化するために、キャップトレッドの押し出し工程において、ダイス形状を変更したり、押し出し速度を変更することで、トレッドのゴムゲージを増加させることが行われている。

しかしながら、接地形状は主溝の幅の影響を強く受けるため、主溝の溝幅が比較的大きいタイヤでは上述の不具合を完全には避けることができないのが現状である。そのため、空気入りタイヤにおいて、トレッド部の座屈による実接地面積の減少を抑えて操縦安定性を向上することが望まれている。

また、空気入りタイヤにおいては、周波数２５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ程度の中周波領域のロードノイズを低減することが要求されている。このような中周波領域のロードノイズを低減する手法として、ベルト層の外周側にタイヤ周方向に配向する補強コードを含むベルトカバー層を配置し、このベルトカバー層によりベルト層の拘束力を増大させることが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、タイヤ周方向に配向する補強コードを含むベルトカバー層を単にベルト層の外周側に配置するだけではロードノイズの低減効果が必ずしも十分ではなく、その改善が望まれている。
特開２００５−２４７０７０号公報 特開２００６−１３７３１５号公報

本発明の目的は、操縦安定性を向上すると共に、中周波領域のロードノイズを効果的に低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延び、トレッド表面における溝幅が１．０ｍｍ〜２５．０ｍｍであり、溝深さが３．０ｍｍ〜８．６ｍｍである複数本の主溝を設け、該主溝により複数列の陸部を区画すると共に、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を埋設し、これらベルト層を全幅にわたって覆うように補強コード入りのストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルトカバー層を設け、該ベルトカバー層のストリップ材を、前記主溝の下方領域ではストリップ材の幅を下回るピッチで重ね合わせながら巻回し、前記陸部の下方領域ではストリップ材の幅と同一のピッチで突き合わせながら巻回して、前記陸部の下方領域よりも該主溝の下方領域で密となるように巻回し、前記ベルトカバー層のストリップ材の前記主溝の下方領域での巻きピッチを該ストリップ材の幅の３３％〜５０％としたことを特徴とするものである。

本発明では、ベルト層を覆うように補強コード入りのストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルトカバー層を設けた空気入りタイヤにおいて、ベルトカバー層のストリップ材を陸部の下方領域よりも主溝の下方領域で密となるように巻回することにより、主溝を境にしてトレッド部が座屈することを防止し、実接地面積の減少を抑制して操縦安定性を向上することができる。また、上記のようにベルトカバー層のストリップ材の巻回密度を主溝の下方領域で相対的に高くした場合、最小限の追加部材でベルト部の剛性を増大させて中周波領域のロードノイズを効果的に低減することができる。

ベルトカバー層のストリップ材を密とする領域の幅は主溝のトレッド表面での溝幅の１００％〜２５０％とすることが好ましい。これにより、トレッド部の主溝に対応する部位を選択的に補強することができる。

本発明のベルトカバー層の構造は、補強効果を十分に確保するために、ベルトカバー層のストリップ材の主溝の下方領域での巻きピッチをストリップ材の幅の３３％〜５０％に設定している。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、このカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層６がタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、その補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層６の外周側には、ベルト層６を全幅にわたって覆うようにベルトカバー層７が埋設されている。このベルトカバー層７は複数本の補強コードを含むストリップ材Ｓをタイヤ周方向に螺旋状に巻回して得られるものである。ベルトカバー層７において補強コードはタイヤ周方向に対して０°〜５°となるように配向している。

トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝１１が形成され、これら主溝１１により複数列の陸部１２が区画されている。主溝１１はトレッド表面での溝幅が１．０ｍｍ〜２５．０ｍｍであり、溝深さが３．０ｍｍ〜８．６ｍｍである。勿論、トレッド部１には主溝１１の他にラグ溝やサイプ等を形成しても良い。

上記空気入りタイヤにおいて、ベルトカバー層７のストリップ材Ｓは陸部１２の下方領域（以下、陸部下領域という）Ｙよりも主溝１１の下方領域（以下、主溝下領域という）Ｘで密となるように巻回されている。つまり、図１において、主溝下領域Ｘではストリップ材Ｓの巻回密度が相対的に高く、陸部下領域Ｙではストリップ材Ｓの巻回密度が相対的に低くなっている。

このようにベルトカバー層７のストリップ材Ｓを陸部下領域Ｙよりも主溝下領域Ｘで密となるように巻回することにより、主溝１１を境にしてトレッド部１が座屈することを防止し、実接地面積の減少を抑制して操縦安定性を向上することができる。また、ベルトカバー層７のストリップ材Ｓの巻回密度を主溝下領域Ｘにおいて選択的に高くした場合、最小限の追加部材でトレッド部１の剛性を増大させて中周波領域のロードノイズを効果的に低減することができる。

図２は本発明の空気入りタイヤの接地形状を示し、図３は従来の空気入りタイヤの接地形状を示すものである。図２と図３との対比から明らかなように、本発明の空気入りタイヤの実接地面積は従来の空気入りタイヤの実接地面積よりも大きくなっている。

ベルトカバー層７の補強コードの材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）、或いは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）に代表されるポリエステル等からなる有機繊維コードを使用することができる。

ベルトカバー層７のストリップ材Ｓを密とする主溝下領域Ｘの幅は、主溝１１のトレッド表面での溝幅Ｗｇの１００％〜２５０％の範囲、より好ましくは１２０％〜２５０％の範囲に設定されている。ストリップ材Ｓを密とする主溝下領域Ｘの幅が１００％未満であると補強効果が不足し、逆に２５０％を超えると選択的な補強構造を構成することができなくなる。主溝１１は平面視で直線状又はジグザグ状とすることが可能であるが、ストリップ材Ｓを密とする主溝下領域Ｘの幅は主溝１１の平面視形状に合わせて適宜選択すれば良い。

次に、ベルトカバー層の構造について具体的に説明する。図４は本発明の空気入りタイヤにおけるベルトカバー層の具体例を示すものである。

図４において、ベルトカバー層７のストリップ材Ｓは、主溝下領域Ｘではストリップ材Ｓの幅Ｗｓを下回るピッチで隣り合う周回部分を互いに重ね合わせながら巻回され、陸部下領域Ｙではストリップ材Ｓの幅Ｗｓと同一のピッチで隣り合う周回部分を互いに突き合わせながら巻回されている。本発明では、補強効果を十分に確保するために、ベルトカバー層７のストリップ材Ｓの主溝下領域Ｘでの巻きピッチはストリップ材Ｓの幅Ｗｓの３３％〜５０％に設定されている。

図４の構造は、ベルトカバー層７の補強コードが始端と終端を除いて実質的な端部を持たずにタイヤ周方向に連続的に巻回しているため、操縦安定性のみならず高速耐久性の点でも優れている。しかも、ストリップ材Ｓを巻き付ける際に、ストリップ材Ｓのタイヤ周方向の巻回速度とタイヤ軸方向の移動速度とを制御するだけでストリップ材Ｓの巻回密度がベルト幅方向に位置に応じて変動したベルトカバー層７を容易に成形することが可能である。なお、ベルトカバー層７は単一のストリップ材Ｓから構成しても良いが、複数本のストリップ材Ｓから構成しても良い。例えば、タイヤ赤道位置の両側において互いに独立したストリップ材Ｓをそれぞれ巻回することも可能である。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６で、トレッド部にタイヤ周方向に延びる４本の主溝を設け、これら主溝により３列の陸部を区画すると共に、トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を埋設し、これらベルト層を覆うように補強コード入りのストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルトカバー層を設けた空気入りタイヤにおいて、陸部下領域と主溝下領域におけるベルトカバー層のストリップ材の成形時の巻きピッチを表１のように設定した従来例及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ作製した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、操縦安定性、ロードノイズ、高速耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１６×６Ｊのホイールに組付け、空気圧２３０ｋＰａとして車両に装着し、テストコースにてテストドライバーによるフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

ロードノイズ：
試験タイヤをリムサイズ１６×６Ｊのホイールに組付け、空気圧２３０ｋＰａとして車両に装着し、運転席窓側耳の位置にマイクロフォンを設置し、粗い路面を速度１００ｋｍ／ｈで走行したときの周波数３１５Ｈｚの音圧（ｄＢ）を測定した。評価結果は、従来例を基準値とし、その基準値に対する差分にて示した。マイナス値は基準値よりもロードノイズが少ないことを意味する。

高速耐久性：
試験タイヤをリムサイズ１６×６Ｊのホイールに組付け、空気圧２３０ｋＰａとしてドラム試験機に取り付け、以下の要領で高速耐久性能試験を実施した。即ち、荷重を４．５５ｋＮとし、表２に示す走行時間と試験速度に基づいて走行試験を行い、タイヤに故障を生じるまでの走行距離を測定した。なお、表２のステップ１３までに故障を生じない場合、以降、１０分毎に試験速度を１０ｋｍ／ｈずつ上昇させた。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜２のタイヤは、従来例に比べて操縦安定性及び高速耐久性が優れていると共に、ロードノイズが低減されていた。比較例のタイヤは各性能の改善効果が不十分であった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明の空気入りタイヤの接地形状を示す平面図である。 従来の空気入りタイヤの接地形状を示す平面図である。 本発明の空気入りタイヤにおけるベルトカバー層の具体例を示す断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ベルトカバー層
１１ 主溝
１２ 陸部
Ｓ ストリップ材

Claims (2)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延び、トレッド表面における溝幅が１．０ｍｍ〜２５．０ｍｍであり、溝深さが３．０ｍｍ〜８．６ｍｍである複数本の主溝を設け、該主溝により複数列の陸部を区画すると共に、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を埋設し、これらベルト層を全幅にわたって覆うように補強コード入りのストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルトカバー層を設け、該ベルトカバー層のストリップ材を、前記主溝の下方領域ではストリップ材の幅を下回るピッチで重ね合わせながら巻回し、前記陸部の下方領域ではストリップ材の幅と同一のピッチで突き合わせながら巻回して、前記陸部の下方領域よりも前記主溝の下方領域で密となるように巻回し、前記ベルトカバー層のストリップ材の前記主溝の下方領域での巻きピッチを該ストリップ材の幅の３３％〜５０％としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ベルトカバー層のストリップ材を密とする領域の幅を前記主溝のトレッド表面での溝幅の１００％〜２５０％としたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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