JP6342691B2

JP6342691B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6342691B2
Application number: JP2014082997A
Authority: JP
Inventors: 勲桑山; 慎太郎畠中; 謙太郎上月
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: JP2015202775A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

近年、車両に対する静粛性の向上が要求されており、タイヤに対しては、転がり抵抗などの要求される多様な性能を維持しながら、タイヤから発する騒音の低減が求められている。例えば、カーカス層と、踏面部に設けられるベルト層との間において、タイヤ赤道面と交差する位置にゴム層を配置し、断面２次の振動モードの周波数帯域を低周波側にシフトさせることにより、騒音の低減を図ることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１８２１２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載で提案されているような、カーカス層とベルト層との間のゴム層の追加配置は、所期したカーカスラインの形成に影響を与えやすいので、一部のタイヤに対しては、特許文献１に提案されたような構成を適用しにくかった。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明は、カーカスラインに影響を与えること無く騒音を低減しながら、さらに転がり抵抗の増大も抑制し得るタイヤを提供することを目的とする。

上述した諸課題を解決すべく、本発明のタイヤは、１対のビード部間に跨るカーカスと、前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されるとともにタイヤ周方向に沿って延びるコードを有する少なくとも１層の周方向ベルト層からなる周方向ベルトと、前記カーカスの内側に配設されるインナーライナーと、を備える空気入りタイヤであって、
前記タイヤのサイド部の少なくとも一部における前記インナーライナーの厚みが１．５ｍｍ以上であり、前記周方向ベルト層の前記コードのヤング率をＹ（ＧＰａ）、該周方向ベルト層の層数をｍ、および５０ｍｍあたりの該コードの打ち込み本数をｎとして、Ｘ＝Ｙ×ｍ×ｎと定義するとき、Ｘが７５０以上であることを特徴とする。本発明のタイヤによれば、上記下限値以上の厚みのインナーライナーにより、タイヤの騒音を低減可能である。また、本発明のタイヤによれば、インナーライナーの厚みを大きくするので、カーカスラインには影響を及ぼさない。また、本発明のタイヤによれば、Ｘが７５０以上である周方向ベルトを有するので、転がり抵抗の増大が抑制される。

また、本発明のタイヤでは、前記インナーライナーの厚みが２．８ｍｍ以下であることが好ましい。このような構成によれば、転がり抵抗の増大が確実に抑制される。

また、本発明のタイヤでは、前記サイド部の少なくとも一部における、前記インナーライナーの厚みは、他の部分の厚みより大きいことが好ましい。このような構成によれば、タイヤの騒音をさらに低減可能である。

上記のように構成された本発明によれば、カーカスラインに影響を与えること無く８０から１００Ｈｚの車内騒音を低減しながら、転がり抵抗の増大も抑制し得るタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤのタイヤ幅方向部分断面図である。図１のタイヤの断面幅と外径を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの、リムに組み付け、３００ｋＰａの内圧を充填し、荷重を加えない無負荷の状態のタイヤの片側半部の、タイヤ幅方向部分断面図である。「リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴｈｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲＢＯＯＫではＤｅｓｉｎｇＲｉｍ）を指す。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、１対のビード部１１、ビード部１１に連なるサイドウォール部１２、および両サイドウォール部１２間を連結するトレッド部１３からなる。さらに空気入りタイヤ１０は、一対のビード部１１に埋設された１対のビードコア１４間にトロイダル状に跨るラジアル配列のコードのプライからなるカーカス１５と、カーカス１５のクラウン部におけるタイヤ径方向外側に配設された傾斜ベルト１６と、トレッド部１３における傾斜ベルト１６のタイヤ径方向外側、すなわちカーカス１５のクラウン部における径方向外側に配設された周方向ベルト１７と、カーカス１５の内側に配設されたインナーライナー１８とを備えている。
ビード部１１およびサイドウォール部１２とからなるサイド部１９の少なくとも一部におけるインナーライナー１８の厚みは、１．５ｍｍ以上である。なお、インナーライナー１８の厚みとは、インナーライナー１８の最薄部位における厚みをいう。なお、本実施形態においては、幅方向断面における全域においてインナーライナー１８の厚みは、１．５ｍｍ以上となっている。また、図１において、インナーライナー１８（後述する第１のインナーライナーゴム２０および第２のインナーライナーゴム２１）の厚みは、明瞭化のために実際よりやや強調してやや厚く描かれている。
周方向ベルト１７は、タイヤ周方向沿って延びるコードを有する、少なくとも１層の周方向ベルト層からなる。なお、「コードがタイヤ周方向に沿って延びる」とは、コードがタイヤ周方向に平行である場合およびコードをゴム被覆したストリップを螺旋巻回した際にタイヤ周方向に対してわずかに傾斜している場合（タイヤ周方向に対する傾斜角度５°程度）を含むものとする。周方向ベルト層のコードのヤング率をＹ（ＧＰａ）、周方向ベルト層の層数をｍ、および５０ｍｍあたりの当該コードの打ち込み本数をｎとして、Ｘ＝Ｙ×ｍ×ｎを定義するとき、Ｘが７５０以上である。また、Ｘが８００以上であることが、好ましく、９００以上であることが更に好ましい。また、Ｘが１５００以下であることが、好ましい。

このような構成によれば、以下に説明するように、カーカスラインの形成に影響を与えること無く、８０から１００Ｈｚの騒音を低減可能である。
インナーライナー１８を肉厚化することにより、断面１次の振動モードによるタイヤの振動の減衰効果が向上してゆく。そこで、上記の通り、１．５ｍｍ以上の厚みのインナーライナー１８を配設することにより、タイヤの騒音の大きな要因である断面１次の振動モードによる振動が抑制され、空気入りタイヤ１０の騒音を低減可能である。また、タイヤの構成要素の中で、肉厚化させるのは、カーカス１５の内側に配設されるインナーライナー１８なので、カーカスラインに影響を与えることを防止可能である。また、インナーライナーは既存のタイヤの部材であるため、部材数を増やすこと無く、騒音を低減することができる。
ところで、現在のタイヤ製品開発においては、要求される空気透過性を満たす範囲内で、インナーライナーに発生するロスを抑制し転がり抵抗を向上すべく、インナーライナーの薄肉化が一般的に求められている。
本発明の検討過程においても、インナーライナーの肉厚化による転がり抵抗の増加が予想された。しかし、本発明の構成においては、周方向ベルト１７の周方向の剛性が大きいので、トレッド部１３の接地時におけるタイヤ周方向の変形、および、それに伴うタイヤ幅方向の変形（ワイピング変形）が抑制される。したがって、インナーライナーを肉厚化しながらも、インナーライナーのロスの増大に伴うタイヤの変形に起因する転がり抵抗の増大が抑制される。

さらに、本実施形態では、インナーライナー１８の厚みが、２．８ｍｍ以下とされている。
上記の通り、２．８ｍｍ以下の厚みのインナーライナー１８を用いることにより、インナーライナー１８の重量に上限が設けられ、転がり抵抗の増大を確実に抑制可能である。
なお、上記と同様の観点から、インナーライナー１８の厚みは、より好ましくは、１．６ｍｍ以上２．４ｍｍ以下、更に好ましくは、１．８ｍｍ以上２．２ｍｍ以下である。

さらに、本実施形態では、サイド部１９の少なくとも一部における、インナーライナー１８の厚みは、他の部分より厚くされている。なお、ここで、サイド部１９における、インナーライナー１８の部分は、サイド部１９の内面側における、ビード部１１のタイヤ径方向内側端から傾斜ベルト１６のタイヤ幅方向のベルト端が配置されるタイヤ幅方向端までの部分をいうものとする。例えば、均一な厚みの第１のインナーライナーゴム２０の更に内側において、サイド部１９の少なくとも一部において、別の第２のインナーライナーゴム２１を更に配設することにより、サイド部１９の少なくとも一部において、インナーライナー１８の厚みを、他の部分より厚くすることが可能である。
このような構成によれば、インナーライナー１８の、断面１次の振動モードによるタイヤの振動の抑制に大きく寄与する部分の厚みのみを、さらに肉厚化するので、インナーライナー１８の重量の増加を抑制しながらも、騒音をいっそう低減可能である。

更に、本実施形態では、内圧を２５０ｋＰａ以上とした際に、図２に示すように、空気入りタイヤ１０の断面幅ＳＷおよび外径ＯＤは、以下の関係を満たしている。即ち、空気入りタイヤ１０の断面幅ＳＷが１６５ｍｍ未満である場合は、ＳＷ／ＯＤが０．２６以下である。また、空気入りタイヤ１０の断面幅ＳＷが１６５ｍｍ以上である場合は、ＯＤ≧２．１３５×ＳＷ＋２８２．３である。
本実施形態の空気入りタイヤ１０は、断面幅ＳＷおよび外径ＯＤが、上記関係を有する、狭幅大径のタイヤなので、トレッド部１３の接地時におけるタイヤ幅方向の変形が抑制され、また偏心変形が抑制される。したがって、通常のサイズのタイヤに比べて、断面幅ＳＷおよび外径ＯＤが上記の関係を有する、狭幅大径のサイズのタイヤでは、タイヤの変形に起因する転がり抵抗の増大が抑制される。このため、通常のサイズのタイヤに比べて、断面幅ＳＷおよび外径ＯＤが上記の関係を有する、狭幅大径のサイズのタイヤでは、インナーライナーを肉厚化しながらもインナーライナーのロスの増大に伴う転がり抵抗の増大が、いっそう抑制される。

さらに、本実施形態では、インナーライナー１８を構成するゴム組成物の空気透過係数が１．０×１０^−１４ｃｃ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以上６．５×１０^−１０ｃｃ・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下である。このような構成によれば、インナーライナー１８の高い空気バリア性を保持し、タイヤの内圧を高く維持しながら、重量および製造コストの増加を抑制可能となる。
また、本実施形態では、インナーライナー１８を構成するゴム組成物の−４０℃における動的貯蔵弾性率Ｅ´が、５００ＭＰａ以上８０００ＭＰａ以下である。このような構成によれば、低温におけるインナーライナー１８の割れを防止しながら十分なタイヤの成型性を得ることが可能である。
また、本実施形態では、インナーライナー１８を構成するゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）は０．１以上０．３以下である。このような構成によれば、弾性率の維持および損失増大を抑制可能である。

また、本実施形態では、インナーライナー１８の厚みが全体で均一であってもよい。また、本実施形態では、傾斜ベルト１６は、互いに交差し、赤道面ＣＬに対して傾斜したコードを有する２層の傾斜ベルト層によってなっている。また、本実施形態では、周方向ベルト１７は１層であるが何層であってもよい。また、本実施形態では、周方向ベルト１７の幅は、タイヤ幅方向幅Ｗ_ｘに対して、０．６５×Ｗ_ｘ以上０．８５×Ｗ_ｘ以下となっている。

次に本発明に従う空気入りタイヤを試作して、転がり抵抗および車内騒音に関する性能評価を行ったので、以下で説明する。タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５（通常サイズ、断面幅ＳＷ＝２０５ｍｍ、外径ＯＤ＝６３０ｍｍ）の比較例１、２および実施例１の空気入りタイヤ、ならびに、タイヤサイズが１６５／６０Ｒ１９（狭幅大径サイズ、断面幅ＳＷ＝１７５ｍｍ、外径ＯＤ＝６８０ｍｍ）の比較例３から５および実施例２から６の空気入りタイヤを試作した。比較例１から５の空気入りタイヤおよび実施例１から６の空気入りタイヤにつき、以下の方法で車内騒音および転がり抵抗を評価した。結果を表１、２に示す。

（車内騒音性能の評価）
比較例１、２および実施例１のタイヤをリムサイズ６．５Ｊ−１５のリムに組付け、また、比較例３から５および実施例２から６のタイヤをリムサイズ５．５Ｊ−１９のリムに組付け、それぞれ内圧３００ｋＰａを付与した後、走行試験用ドラム上で荷重４．２８ｋＮを与えて、時速４０ｋｍ、６０ｋｍ、８０ｋｍ、１００ｋｍで回転させて車内でノイズ（騒音）レベルを測定し、これら測定値の平均を算出した。比較例１、２および実施例１の結果を表１に、比較例１を基準とした騒音の変化量（ｄＢ）で示した。また、比較例３から５および実施例２から６の結果を表２に、比較例３を基準とした騒音の変化量（ｄＢ）で示した。いずれも値が小さいほど良好である。

（転がり抵抗性能の評価）
比較例１、２および実施例１のタイヤをリムサイズ６．５Ｊ−１５のリムに組付け、また、比較例３から５および実施例２から６のタイヤをリムサイズ５．５Ｊ−１９のリムに組付け、それぞれ内圧３００ｋＰａを付与した後、直径１．７ｍの鉄板表面を持つドラム試験機（速度：８０ｋｍ／ｈ）を用いて、車軸の転がり抵抗力を求めた。この転がり抵抗の測定はＩＳＯ１８１６４に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。比較例１、２および実施例１の結果を表１に、比較例１の値を１００とする指数にて示した。また、比較例３から５および実施例２から６の結果を、比較例１の結果とともに、表２に、比較例３の値を１００とする指数にて示した。いずれも値が小さいほど良好である。

表１において、※１は、ヤング率、層数、および打ち込み本数の積であるパラメータＸである。※２において、ハイブリッドコードは有機繊維のアラミドおよびナイロンのハイブリッドコードである。

表２において、※１は、ヤング率、層数、および打ち込み本数の積であるパラメータＸである。※２において、ハイブリッドコードは有機繊維のアラミドおよびナイロンのハイブリッドコードである。

表１に示すように、実施例１は、比較例１に比べて、騒音性能が向上しながら、転がり抵抗性能も向上する。したがって、本発明の空気入りタイヤによれば、騒音を低減しながら、転がり抵抗の増大を抑制し得ることが分かる。
表２に示すように、比較例４では、比較例３に比べて転がり抵抗性能が向上するものの、騒音性能が向上されない。また、比較例５では、比較例３に比べて騒音性能が向上するものの、転がり抵抗性能が低下する。一方で、実施例２から６は、比較例３に比べて、騒音性能が向上しながら、転がり抵抗性能は同等に維持または向上する。
以上の結果から、本発明の空気入りタイヤによれば、騒音を低減しながら、転がり抵抗の増大を抑制し得ることが分かる。

１０空気入りタイヤ
１１ビード部
１２サイドウォール部
１３トレッド部
１４ビードコア
１５カーカス
１６傾斜ベルト
１７周方向ベルト
１８インナーライナー
１９サイド部
２０第１のインナーライナーゴム
２１第２のインナーライナーゴム

Claims

１対のビード部間に跨るカーカスと、前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されるとともにタイヤ周方向に沿って延びるコードを有する少なくとも１層の周方向ベルト層からなる周方向ベルトと、前記カーカスの内側に配設されるインナーライナーと、を備える空気入りタイヤであって、
前記タイヤのサイド部の少なくとも一部における前記インナーライナーの厚みが１．５ｍｍ以上であり、
前記周方向ベルト層の前記コードのヤング率をＹ（ＧＰａ）、該周方向ベルト層の層数をｍ、および５０ｍｍあたりの該コードの打ち込み本数をｎとして、Ｘ＝Ｙ×ｍ×ｎと定義するとき、Ｘが７５０以上である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記インナーライナーの厚みが２．８ｍｍ以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記サイド部の少なくとも一部における、前記インナーライナーの厚みは、他の部分の厚みより大きい、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。