JP6450320B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明における、傾斜ベルト層および周方向ベルト層のタイヤ幅方向などは、タイヤを適用リムに装着し、JATMAなどに記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大付加能力に対応する空気圧(以下、所定空気圧)が充填され、無負荷の状態で測定するものとする。
また、空気入りタイヤ10は、1対のビード部13間に跨るカーカス15、傾斜ベルト16および周方向ベルト17を備えている。
当該コードの傾斜角度が35°以上であることより、トレッド部11の踏面が変形する際のゴムの周方向の伸びが増大するため、タイヤの接地長が十分に確保される。その結果、コーナリングパワーが向上し、高い旋回性が得られる。さらに、傾斜角度が50°以上であれば、さらにコーナリングパワーを向上可能である。
トレッド部11の踏面に前述のような広幅のショルダー陸部18を形成することにより、比較的小さなスリップアングルの走行条件下においても、コーナリングパワーが向上し、高い旋回性が得られる。当該作用について、以下に説明する。
スリップアングルが比較的小さい走行条件下では、第1の高角度傾斜ベルト層16aが前述のような傾斜角度のコードを有することにより、第1の高角度傾斜ベルト層16aのタイヤ幅方向の面内曲げ剛性が小さくなる。それゆえ、トレッドゴムおよび傾斜ベルト16間に発生するせん断力が小さくなり、スリップアングルが比較的小さい走行条件においては前述のような傾斜角度を有することによるコーナリングパワーの向上効果が低減する。そこで、前述のように広幅のショルダー陸部18を形成することにより、ショルダー陸部18のタイヤ幅方向の剛性を増大させ、傾斜ベルト16の面内曲げが低減化する。したがって、トレッドゴムおよび傾斜ベルト16間に発生するせん断力が大きくなり、コーナリングパワーが向上する。
特に、第1の高角度傾斜ベルト層16aの端縁から周方向主溝17の中心までの間隔W 5が0.2W1以上であることにより、スリップアングルの比較的小さな走行条件において十分にコーナリングパワーを向上し得るタイヤ幅方向の剛性を得ることが可能である。また、当該間隔W5が0.35W1以下であることにより、バックリングが生じてタイヤの接地長が短くなることによるコーナリングパワーの低化を抑制可能である。
図2に示すように、第2の高角度傾斜ベルト層16bのコードは、第1の高角度傾斜ベルト層16aのコードに対してタイヤ赤道CLを挟んで交差している。このような構成により、車両の旋回時に2層の高角度傾斜ベルト層16a、16bの層間でせん断力が働き、コーナリングパワーをいっそう向上可能である。
または、図3に示すように、第2の高角度傾斜ベルト層16bのコードは、タイヤ赤道CLに対して、第1の高角度傾斜ベルト層16bのコードと同じ方向に傾斜している。このような構成により、2層の高角度傾斜ベルト層16a、16bの層間で働くせん断力が小さくなるので、転がり抵抗を低減可能となる。
Xが700以下であることにより、周方向ベルト層の引張り強度が適度に小さくなり、タイヤのスリップアングルが変化する様々な走行条件下におけるコーナリングパワーの向上効果に寄与可能である。また、引張り強度の小さな周方向ベルトを適用することにより製造コストが低減化可能である。
したがって、第1の実施形態と同様に、タイヤのスリップアングルが変化する様々な走行条件下において、コーナリングパワーが向上し、高い旋回性が得られる。
高剛性領域を形成することにより、騒音性能を向上可能である。当該作用について、以下に説明する。
傾斜ベルト層のコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きく、例えば本実施形態のように35°以上であるタイヤは、400Hzから2kHzの高周波域において、断面方向の1次、2次および3次などの振動モードにてトレッド面が一律に大きく振動する形状(図5、2点鎖線参照)となるため、大きな放射音が生じる。そこで、高剛性領域を形成し、中央領域Cの周方向剛性を局所的に増加させると、トレッド部11の幅方向中央部がタイヤ径方向に広がり難くなる。その結果、トレッド面のタイヤ径方向への広がりが抑制され(図5、破線参照)、放射音が低減化される。特に、中央領域Cのタイヤ幅方向幅W 4が0.2W3以上であることにより、要求される騒音性能を満たすことが可能になる。
また、中央領域Cのタイヤ幅方向幅W4が0.6W3以下であることにより、高剛性領域が広過ぎることによるトレッド部11全体が振動するモードの発生を抑制し、全体の振動モードによる放射音の発生を抑制可能であり、且つタイヤ重量の増加を抑制可能である。
また、周方向ベルト層の層数を、中央領域Cにおいて2層とし、中央領域Cのタイヤ幅方向外側の領域において1層として高剛性領域を形成することにより、騒音性能を維持しながら、製造コストおよびタイヤ重量の増加を抑制可能である。
あるいは、広幅の周方向ベルト層170aは、第1の高角度傾斜ベルト層16aよりもタイヤ幅方向幅が大きく、広幅の周方向ベルト層170aのタイヤ幅方向端縁から第1の高角度傾斜ベルト層16aのタイヤ幅方向端縁までの間隔が5mm以上であってもよい。
広幅の周方向ベルト層170aおよび第1の高角度傾斜ベルト層16aが上述の関係を満たすことにより、傾斜ベルトのベルト端セパレーションが抑制される。
したがって、第1の実施形態と同様に、タイヤのスリップアングルが変化する様々な走行条件下において、確実にコーナリングパワーが向上し、高い旋回性が得られる。
したがって、第2の実施形態と同様に、高剛性領域を形成することにより騒音性能を向上可能である。
また、周方向ベルト層の層数を、中央領域Cにおいて2層とし、中央領域Cのタイヤ幅方向外側の領域において1層として高剛性領域を形成することにより、騒音性能を維持しながら、製造コストおよびタイヤ重量の増加を抑制可能である。
したがって、第1の実施形態と同様に、タイヤのスリップアングルが変化する様々な走行条件下において、コーナリングパワーが向上し、高い旋回性が得られる。
したがって、第2の実施形態と同様に、高剛性領域を形成することにより騒音性能を向上可能である。
傾斜ベルト層が1層の高角度傾斜ベルト層および1層の低角度傾斜ベルト層のみによって構成されることにより、騒音性能を維持しながら、製造コストおよびタイヤ重量の増加を抑制可能である。
したがって、第1の実施形態と同様に、タイヤのスリップアングルが変化する様々な走行条件下において、コーナリングパワーが増大し、高い旋回性が得られる。
低角度傾斜ベルト層163dを設けることにより、騒音性能を向上可能である。当該作用について、以下に説明する。
前述のように、高角度傾斜ベルト層163cのコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が大きなタイヤは、400Hzから2kHzの高周波域において、断面方向の1次、2次および3次などの振動モードにてトレッド面が一律に大きく振動する形状(図5、2点鎖線参照)となるため、大きな放射音が生じる。そこで、低角度傾斜ベルト層163dにおけるコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が、高角度傾斜ベルト層163cのコードの傾斜角度より小さく且つ30°以下であることにより、タイヤ赤道CL付近における、タイヤ周方向の面外曲げ剛性が適度に保持される。その結果、トレッド面のタイヤ径方向への広がりが抑制され(図5、破線参照)、放射音が低減化される。
低角度傾斜ベルト層163dのコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が10°以上であることにより、高角度傾斜ベルト層163cによる接地長を確保する作用を阻害すること無く、タイヤ周方向の面外曲げ剛性を確保可能である。
低角度傾斜ベルト層163dのタイヤ幅方向幅W2が0.6W1以下であることにより、騒音性能を向上可能であり、コーナリングパワーの向上効果を維持可能であり、また転がり抵抗を低減可能である。当該作用について、以下に説明する。
タイヤ周方向の面外曲げ剛性が大きい領域のタイヤ幅方向幅が大きくなり過ぎると、トレッド部11が一律に振動し易くなるため、放射音の低減化効果が低下する。そこで、低角度傾斜ベルト層163dのタイヤ幅方向幅W2が0.6W1以下であることにより、トレッド部11全体が振動するモードの誘発を抑制するので、騒音性能を向上可能である。
さらに、車両の旋回時においては、トレッド部11の踏面が路面に強く押付けられることによりコーナリングパワーが得られる。それゆえ、タイヤ周方向の剛性に対してタイヤに負荷される荷重が不十分である場合、トレッド部11の踏面の路面への押し付けが不十分となる。その結果、トレッド部11のショルダー域が路面から浮き上がる現象が生じ得、コーナリングパワーの向上効果が低下する。そこで、低角度傾斜ベルト層163dのタイヤ幅方向幅W2が0.6W1以下であることにより、トレッド部11のショルダー域におけるタイヤ周方向の剛性が適度に低減化し、トレッド部11の浮き上がりの発生を抑制できる。その結果、コーナリングパワーの向上効果が維持される。
さらに、低角度傾斜ベルト層163dのタイヤ幅方向幅W2が0.6W1以下であることにより、タイヤ重量が軽量化されるので、空気入りタイヤ103の転がり抵抗を低減化可能である。
このような構成によれば、タイヤ赤道CL付近におけるベルト剛性が十分に確保されるため、トレッド部11のタイヤ周方向への広がりを抑制して放射音を低減化させるとともに、コーナリングパワーを確実に増大可能である。
実施例1は第1の実施形態の空気入りタイヤ(図1参照)に対応する。実施例2は第2の実施形態の空気入りタイヤ(図4参照)に対応する。実施例3は第3の実施形態の空気入りタイヤ(図6参照)に対応する。実施例4は第5の実施形態の空気入りタイヤ(図8参照)に対応する。実施例5は、第5の実施形態の空気入りタイヤ(図8参照)に似た構成を有している。ただし、実施例5では、狭幅傾斜ベルト層(第5の実施形態における低角度傾斜ベルト層)のタイヤ幅方向幅が広幅傾斜ベルト層(第5の実施形態における高角度傾斜ベルト層)のタイヤ幅方向幅の0.6倍を超える点において第5の実施形態の空気入りタイヤの構成と異なる。
比較例1から3および実施例1から5の空気入りタイヤの諸元を表1に示す。
※1は、タイヤ周方向に対するコードの傾斜角度である。
※2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。
※3は、タイヤ幅方向の最も外側に配置された周方向主溝の位置を、広幅傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端縁から当該周方向主溝のタイヤ幅方向中心までのタイヤ幅方向間隔として表わしたものである。
表1に示した諸元の、比較例1から3および実施例1から5のタイヤを試作し、適用リムに組付け、車両に装着し、フラットベルト式コーナリング試験機において測定を行った。ベルト速度を100km/hとして、タイヤの転動方向ドラムの円周方向との間のスリップアングル(SA)を1°、3°の状態でコーナリングフォースを測定した。結果を表2に示す。
結果は、比較例1のコーナリングフォースを100として指数化したものである。当該指数が大きくなる程、各スリップアングルにおけるコーナリングフォース、すなわち各スリップアングルにおけるコーナリングパワーが良好であることを示す。
表1に示した諸元の、比較例1から3および実施例1から5のタイヤを試作し、適用リムに組付け、車両に装着し、走行試験用ドラム上で、当該ドラムを100km/hの速度で回転させるとともに、マイク移動式でノイズレベルを測定した。結果を表2に示す。
結果は、比較例1のノイズレベルを基準としたノイズレベルの差を評価した。数値が低いほど、騒音の低減効果が良好であることを示す。
表1に示した諸元の、比較例1から3および実施例1から5のタイヤを試作し、適用リムに組付け、車両に装着し、走行試験用ドラム上で、当該ドラムを100km/hの速度で回転させて転がり抵抗を測定し、転がり抵抗係数(RRC)を算出した。結果を表2に示す。
結果は、比較例1の転がり抵抗係数の逆数を指数化したものである。数値が高いほど、転がり抵抗が良好であることを示す。
表2のコーナリングフォースの行に示すように、実施例1から5と比較例2、3とを比べると、スリップアングルが1°のときも3°のときも、比較例1に比べてコーナリングフォースが向上している。したがって、タイヤ周方向に対する傾斜角度が35°以上90°未満であって、0.2W1≦W5≦0.35W1であれば、スリップアングルが1°または3°においてもコーナリングパワーが向上することが分かる。
表2の騒音性能の行に示すように、実施例1と実施例2、3とを比べると、実施例2、3の方が実施例1よりも騒音性能が良好である。したがって、周方向ベルトによって高剛性領域を形成することにより、騒音性能が向上することが分かる。また、実施例1と実施例4とを比べると、実施例4の方が実施例1よりも騒音性能が良好である。したがって、コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が高角度傾斜ベルト層のコードの傾斜角度より小さく且つ30°以下である低角度傾斜ベルト層を設けることにより、騒音性能が向上することが分かる。
表2のRRCの行に示すように、実施例5と実施例4とを比べると、実施例4の方が実施例5よりも転がり抵抗性能が良好である。したがって、W2≦0.6W1であれば、転がり抵抗性能が向上することが分かる。
163c:高角度傾斜ベルト層 163d:低角度傾斜ベルト層 17、170、171、172:周方向ベルト 170a:広幅の周方向ベルト層 170b:狭幅の周方向ベルト層 171c:第1の周方向ベルト層 171d:第2の周方向ベルト層 18:ショルダー陸部 C:中央領域 CL:タイヤ赤道 R:適用リム
Claims (9)
- 1対のビード部およびトレッド部を含んで構成され、前記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対して傾斜するコードを有する少なくとも2層の傾斜ベルト層からなる傾斜ベルトと、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を備える空気入りタイヤであって、
前記トレッド部踏面には、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも1本の周方向主溝が設けられ、
前記傾斜ベルトは、前記少なくとも2層の傾斜ベルト層として、前記コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が35°以上90°以下である高角度傾斜ベルト層を含み、
少なくとも一方のトレッド半部において、最もタイヤ幅方向外側に配置された周方向主溝よりも前記高角度傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端縁がタイヤ幅方向外側に位置し、該端縁から該周方向主溝の中心までのタイヤ幅方向間隔が、前記高角度傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅をW1として、0.2W1以上0.35W 1 以下であり、
前記高角度傾斜ベルト層として、第1の高角度傾斜ベルト層と、前記第1の高角度傾斜ベルト層よりもタイヤ径方向外側に配置された第2の高角度傾斜ベルト層と、が設けられており、
前記第2の高角度傾斜ベルト層のコードは、タイヤ赤道に対して、前記第1の高角度傾斜ベルト層のコードと同じ方向に傾斜している
ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記周方向ベルトは、タイヤ赤道を含む領域である中央領域における単位幅あたりのタイヤ周方向剛性が、前記中央領域のタイヤ幅方向外側の領域における単位幅あたりのタイヤ周方向剛性よりも高い、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記周方向ベルト層の層数は、前記中央領域において2層であり、前記中央領域のタイヤ幅方向外側の領域において1層である、請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記傾斜ベルトは、前記少なくとも2層の傾斜ベルト層として、前記コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が前記高角度傾斜ベルト層のコードよりも小さく且つ30°以下である低角度傾斜ベルト層を、更に含み、
前記低角度傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅W 2 が、0.6W1以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 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=Ymnと定義するとき、Xが700以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記周方向ベルトは、前記周方向ベルト層として、広幅の周方向ベルト層および狭幅の周方向ベルト層を含み、
前記狭幅の周方向ベルト層は、前記広幅の周方向ベルト層よりもタイヤ径方向外側に配置されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記周方向ベルトは、前記周方向ベルト層として、第1の周方向ベルト層および第2の周方向ベルト層を有しており、
前記第1の周方向ベルト層および前記第2の周方向ベルト層が、前記中央領域において、タイヤ径方向に重ねられている、請求項2又は3に記載の空気入りタイヤ。 - 前記周方向ベルトのタイヤ幅方向幅をW 3 としたとき、前記中央領域のタイヤ幅方向幅W 4 は、0.2W 3 以上0.6W 3 以下である、請求項2又は3に記載の空気入りタイヤ。
- 前記低角度傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅W 2 が、0.25W 1 以上である、請求項4に記載の空気入りタイヤ。
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