JP6143636B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にベルトプライが埋設され、前記トレッド部の表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝が設けられた空気入りタイヤに関する。

車両が比較的荒れた路面を走行した場合、タイヤが路面凹凸により加振され、その振動がリム、車軸、車体といった経路で伝播して、最終的に車室内でロードノイズと呼ばれる騒音になることが知られている。

ロードノイズの中でも、３１５〜４００Ｈｚの周波数域にピークを有する中周波ロードノイズは、タイヤの振動モードとしては断面２次モードが関係すると考えられており、その対策としては、従来、ベルト端に補強層を設けてショルダー部の変形を抑制させる等の方法が採用されてきた。

しかし、このようにベルト端に補強層を設けると、タイヤの重量が増加するため、転がり抵抗が増大する。さらに、ベルト端を補強することでトレッド部の剛性が上がるため、路面からの入力が大きくなり、却ってロードノイズ全体が悪化することがあった。

ところで、下記特許文献１には、４００〜７００Ｈｚの周波数域にピークを有する高周波ロードノイズを低減する目的で、ベルト補強層をベルト層の外側のセンター部とショルダー部にそれぞれ設けた空気入りタイヤが記載されている。また、下記特許文献２には、１２５Ｈｚバンドにおけるロードノイズを低減する目的で、トレッド部とサイドウォール部との境界領域に補強層を設けた空気入りタイヤが記載されている。

特許文献１及び２の空気入りタイヤは、中周波ロードノイズを低減するものではなく、さらに、重量増加による転がり抵抗の増大やトレッド部の高剛性化によるロードノイズの悪化が懸念される。

特開２００８−８７６０８号公報 特開２０１０−２７４８１２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり抵抗の増大を抑制しつつ、ロードノイズを低減することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部にベルトプライが埋設され、前記トレッド部の表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝が設けられた空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトプライは、前記複数の主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝の内側溝壁よりもタイヤ幅方向外側の分断位置で、センター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライとに分断されているものである。

本発明に係る空気入りタイヤのベルトプライは、複数の主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝の内側溝壁よりもタイヤ幅方向外側の分断位置で、センター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライとに分断されている。分断されていない従来のベルトプライは、センター部の張力が大きいため、トレッド部の剛性が高くなり、路面からの入力が大きくなっている。これに対し、ベルトプライをセンター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライとに分断することで、センター部の張力が緩和されて小さくなるため、トレッド部の剛性が低くなり、路面からの入力が低減される。また、本発明の空気入りタイヤは、ベルト補強層を用いてベルトプライを補強するものではないため、重量増加による転がり抵抗の増大はない。その結果、本発明の空気入りタイヤによれば、転がり抵抗の増大を抑制しつつ、路面からの入力を低減させてロードノイズを低減することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、分断された前記ベルトプライが複数枚埋設されており、すべての前記センター側ベルトプライとすべての前記ショルダー側ベルトプライは、厚み方向にオーバーラップしていないことが好ましい。この構成によれば、センター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライが完全に分離されるため、トレッド部の剛性が低くなり、路面からの入力が低減される。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記センター側ベルトプライと前記ショルダー側ベルトプライとの間の分断幅は、前記ベルトプライの全幅の１０％以内であることが好ましい。分断幅をこの範囲とすることで、操縦安定性能を低下させることなく、転がり抵抗の増大を抑制しつつ、路面からの入力を低減させてロードノイズを低減することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー側ベルトプライを構成する補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、前記センター側ベルトプライを構成する補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも小さいことが好ましい。この構成によれば、ショルダー側ベルトプライの張力が大きくなるため、断面２次モードにおけるショルダー部の変形を抑制して、中周波ロードノイズを効果的に低減することができる。また、ベルトプライが分断されているため、ショルダー側ベルトプライの張力を大きくしてもトレッド部の剛性への影響が小さく、ロードノイズ全体が悪化しない。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー側ベルトプライを構成する補強コードは、前記センター側ベルトプライを構成する補強コードよりも軽いことが好ましい。この構成によれば、ショルダー側ベルトプライの軽量化を図ることができるため、転がり抵抗を低減できる。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 図１の空気入りタイヤの要部拡大図 図１の空気入りタイヤが備えるベルト層の平面図 比較例１におけるベルト層を模式的に示す断面図 比較例２におけるベルト層を模式的に示す断面図 比較例３におけるベルト層を模式的に示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤＴの要部を拡大して示すタイヤ子午線断面図である。

空気入りタイヤＴは、一対の環状のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、その一対のビード部１の間を補強するカーカス層４とを備えている。カーカス層４は、トロイド状をなすカーカスプライからなり、その端部はビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして折り返されている。トレッド部３におけるカーカス層４の外周には、たが効果によりカーカス層４を補強するベルト層５が配設されている。

トレッド部３におけるベルト層５の外周側には、接地面を構成するトレッドゴム８が設けられている。トレッドゴム８の外表面には、タイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝９が設けられている。本実施形態では、４本の主溝９が設けられている。

ベルト層５は、複数のベルトプライにより構成されている。本実施形態では、ベルト層５は、カーカス層４の外周側の第１ベルトプライ６と、第１ベルトプライ６の外周側の第２ベルトプライ７により構成されている。第２ベルトプライ７の外周側はトレッドゴム８に接している。第２ベルトプライ７の全幅Ｗ２は、第１ベルトプライ６の全幅Ｗ１よりも小さくなっている。例えば、第２ベルトプライ７の全幅Ｗ２は、第１ベルトプライ６の全幅Ｗ１の８０〜１００％の範囲内に設定される。

第１ベルトプライ６は、複数の主溝９のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝９の内側溝壁９ａよりもタイヤ幅方向外側の分断位置Ｓで、センター側ベルトプライ６１とショルダー側ベルトプライ６２とに分断されている。同様に、第２ベルトプライ７は、分断位置Ｓで、センター側ベルトプライ７１とショルダー側ベルトプライ７２とに分断されている。ここで、主溝９の内側溝壁９ａよりもタイヤ幅方向外側とは、タイヤ子午線断面で視た場合に、内側溝壁９ａと溝底の交点よりもタイヤ幅方向外側のことをいう。このように、分断位置Ｓにてベルトプライをセンター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライとに分断することで、センター部の張力が緩和されて小さくなるため、トレッド部の剛性が低くなり、路面からの入力を低減させてロードノイズを低減することができる。

本発明において、分断されたベルトプライが複数枚埋設されており、すべてのセンター側ベルトプライとすべてのショルダー側ベルトプライは、厚み方向にオーバーラップしていないことが好ましい。すなわち、すべてのセンター側ベルトプライとすべてのショルダー側ベルトプライは、完全に分離されていることが好ましい。本実施形態では、第１ベルトプライ６のセンター側ベルトプライ６１と、第１ベルトプライ６のショルダー側ベルトプライ６２及び第２ベルトプライ７のショルダー側ベルトプライ７２は、厚み方向にオーバーラップしておらず、かつ、第２ベルトプライ７のセンター側ベルトプライ７１と、第１ベルトプライ６のショルダー側ベルトプライ６２及び第２ベルトプライ７のショルダー側ベルトプライ７２は、厚み方向にオーバーラップしていない。

本実施形態では、第１ベルトプライ６において、センター側ベルトプライ６１のタイヤ幅方向外側端６１ａとショルダー側ベルトプライ６２のタイヤ幅方向内側端６２ａとの間には、間隔を設けており、この間隔を分断幅Ｐ１と称する。同様に、第２ベルトプライ７において、センター側ベルトプライ７１のタイヤ幅方向外側端７１ａとショルダー側ベルトプライ７２のタイヤ幅方向内側端７２ａとの間には、間隔を設けており、この間隔を分断幅Ｐ２と称する。分断幅Ｐ１と分断幅Ｐ２は、等しくてもよいが、異なることが好ましい。分断幅Ｐ１と分断幅Ｐ２が等しい場合、センター側ベルトプライ６１，７１の端部同士及びショルダー側ベルトプライ６２，７２の端部同士が重なるため、分断位置Ｓで大きな剛性段差によって耐久力低下が生じる。本実施形態では、分断幅Ｐ１が分断幅Ｐ２よりも小さくなっている。例えば、分断幅Ｐ１は、分断幅Ｐ２の１００％以下に設定される。

また、分断幅Ｐ１と分断幅Ｐ２は、ベルトプライの全幅の１０％以内であることが好ましい。分断幅Ｐ１と分断幅Ｐ２をベルトプライの全幅の１０％よりも大きくすると、操縦安定性能の悪化に繋がる。なお、本発明のベルトプライの全幅は、ベルトプライが複数枚存在する場合には、最大幅のベルトプライの全幅とし、本実施形態では第１ベルトプライ６の全幅Ｗ１が該当する。

図３は、図１の空気入りタイヤＴが備えるベルト層５の平面図である。各ベルトプライ６１，６２，７１，７２は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる補強コード６１Ｃ，６２Ｃ，７１Ｃ，７２Ｃを含み、補強コード６１Ｃ，６２Ｃ，７１Ｃ，７２Ｃのタイヤ周方向に対する角度α１，β１，α２，β２は、例えば０〜３５°である。

センター側ベルトプライ６１の補強コード６１Ｃとセンター側ベルトプライ７１の補強コード７１Ｃは、互いに逆向きに交差するように積層されている。同様に、ショルダー側ベルトプライ６２の補強コード６２Ｃとショルダー側ベルトプライ７２の補強コード７２Ｃは、互いに逆向きに交差するように積層されている。

ショルダー側ベルトプライ６２を構成する補強コード６２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β１は、センター側ベルトプライ６１を構成する補強コード６１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α１よりも小さいことが好ましい。さらに、補強コード６２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β１は、補強コード６１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α１よりも１°以上小さいことがより好ましい。

同様に、ショルダー側ベルトプライ７２を構成する補強コード７２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β２は、センター側ベルトプライ７１を構成する補強コード７１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α２よりも小さいことが好ましい。さらに、補強コード７２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β２は、補強コード７１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α２よりも１°以上小さいことがより好ましい。

ショルダー側ベルトプライ６２，７２を構成する補強コード６２Ｃ，７２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β１，β２を、センター側ベルトプライ６１，７１を構成する補強コード６１Ｃ，７１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α１，α２よりも小さくすることで、ショルダー側ベルトプライ６２，７２の張力が大きくなるため、断面２次モードにおけるショルダー部の変形を抑制して、中周波ロードノイズを効果的に低減することができる。

補強コード６２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β１、補強コード７２Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度β２、補強コード６１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α１、補強コード７１Ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度α２は、３２°以下であり、かつ傾斜角度β１，β２は、傾斜角度α１，α２よりも小さくなるのが好ましい。特に、傾斜角度β１，β２は、０°が最も好ましい。

補強コードの材料としては、スチールコードが例示されるが、有機繊維コードも使用可能である。有機繊維コードの素材としては、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンを例示することができるが、アラミドが好ましい。

軽量化を図る観点から、ショルダー側ベルトプライ６２，７２を構成する補強コード６２Ｃ，７２Ｃは、センター側ベルトプライ６１，７１を構成する補強コード６１Ｃ，７１Ｃよりも軽いことが好ましい。例えば、ショルダー側ベルトプライ６２，７２の補強コード６２Ｃ，７２Ｃを有機繊維コードとし、センター側ベルトプライ６１，７１の補強コード６１Ｃ，７１Ｃをスチールコードとすることが好ましい。

＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、ベルト層５が２枚のベルトプライにより構成されているが、３枚以上のベルトプライにより構成されてもよい。

（２）前述の実施形態では、分断幅Ｐ１が分断幅Ｐ２よりも小さくなっているが、分断幅Ｐ１が分断幅Ｐ２よりも大きくなっていても構わない。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）転がり抵抗
テストタイヤ（タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１６）を、ＪＩＳ Ｄ４２３４に準拠した転がり抵抗試験を実施した。比較例１を１００として指数評価し、指数が小さいほどＲＲＣが小さく、転がり抵抗性能に優れていることを示す。

（２）ロードノイズ
テストタイヤ（タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１６）を、空気圧２５０ｋＰａ、使用リム１６×６−ＪＪとしてテスト車両（２．５ＬのＦＲ車、２名乗車）に装着し、テストコースのロードノイズ路を６０ｋｍ／ｈの速度で走行したときのロードノイズレベルをマイクロホンを用いて測定した。比較例１を基準として、その差異を表示している。

比較例１
図４に示すようにベルト層５の端部にベルト補強層５０を設けたものを比較例１とした。

実施例１〜５
図１に示すタイヤ構造のように、２枚のベルトプライ６，７をそれぞれセンター側ベルトプライ６１，７１とショルダー側ベルトプライ６２，７２に分断したもの実施例１〜５とした。なお、実施例５については、ベルト層５の端部にベルト補強層５０も設けた。

比較例２
図５に示すように、２枚のベルトプライ６，７をそれぞれ異なる分断位置にてセンター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライに分断したものを比較例２とした。

比較例３
図６に示すように、第１ベルトプライ６をセンター部にて分断し、第２ベルトプライ７を本発明と同じ分断位置にてセンター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライとに分断したものを比較例３とした。

表１の結果から以下のことが分かる。実施例１〜５の空気入りタイヤは、比較例１と比較して、転がり抵抗の増大を抑制しつつ、ロードノイズを低減することができた。

３ トレッド部
５ ベルト層
６ 第１ベルトプライ
７ 第２ベルトプライ
９ 主溝
６１ センター側ベルトプライ
６２ ショルダー側ベルトプライ
７１ センター側ベルトプライ
７２ ショルダー側ベルトプライ
６１Ｃ 補強コード
６２Ｃ 補強コード
７１Ｃ 補強コード
７２Ｃ 補強コード
Ｐ１ 第１ベルトプライの分断幅
Ｐ２ 第２ベルトプライの分断幅
Ｓ 分断位置
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (4)

1. トレッド部にベルトプライが埋設され、前記トレッド部の表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝が設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルトプライは、前記複数の主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝の内側溝壁よりもタイヤ幅方向外側の分断位置で、センター側ベルトプライとショルダー側ベルトプライとに分断され、
   分断された前記ベルトプライが複数枚埋設されており、すべての前記センター側ベルトプライとすべての前記ショルダー側ベルトプライは、厚み方向にオーバーラップしていないことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記センター側ベルトプライと前記ショルダー側ベルトプライとの間の分断幅は、前記ベルトプライの全幅の１０％以内であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ショルダー側ベルトプライを構成する補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、前記センター側ベルトプライを構成する補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ショルダー側ベルトプライを構成する補強コードは、前記センター側ベルトプライを構成する補強コードよりも軽いことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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