JPWO2015159538A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

転がり抵抗の増大を抑制しながらカーカスラインの形成に影響を与えること無く騒音を低減化する。空気入りタイヤ10はカーカス13と傾斜ベルト14とインナーライナー15とを備える。傾斜ベルト14をカーカス13のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置する。傾斜ベルト14は少なくとも1層の傾斜ベルト層16からなる。傾斜ベルト層16はタイヤ周方向に対して35°以上傾斜して延びるコードを有する。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17の厚みが1.5mm以上である。

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化が求められている。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、騒音の低減化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対して傾斜して延びるコードを有する少なくとも1層の傾斜ベルト層からなる傾斜ベルトと、前記カーカスの内側に配設され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、前記傾斜ベルト層の内、少なくとも1層の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が35°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、タイヤ周方向に対して35°以上傾斜したコードを有する傾斜ベルト層を有するので、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化可能である。
また、本発明のタイヤでは、前記傾斜ベルトは、タイヤ幅方向幅の異なる2層の前記傾斜ベルト層を少なくとも有し、最広幅の傾斜ベルト層をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ1と、最狭幅の傾斜ベルト層をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ2とが、35°≦θ1≦85°、および10°≦θ2≦30°を満たし、且つ、前記最広幅の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅W1と前記最狭幅の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅W2とが、W2≦0.6×W1を満たすことが好ましい。このような構成によれば、タイヤの騒音をいっそう低減可能である。
また、本発明のタイヤでは、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を、更に備え、前記周方向ベルトは、タイヤ赤道面を含む領域である中央領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性が、他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より大きいことが好ましい。このような構成によれば、タイヤの騒音をいっそう低減可能である。
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のタイヤのベルト構造を示す平面図である。 図1のタイヤの第1変形例における、ベルト構造を示す平面図である。 図1のタイヤの断面幅と外径を示す図である。 図5(a)は、広幅のタイヤのウェット性能について説明するための図である。図5(b)は、狭幅のタイヤのウェット性能について説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッドパターンの第1例を示す展開図である。 本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッドパターンの第2例を示す展開図である。 本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッドパターンの第3例を示す展開図である。 本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッドパターンの第4例を示す展開図である。 図1のタイヤの第2変形例における、ベルト構造を示す平面図である。 本発明のタイヤがランフラットタイヤである場合における、本発明の一実施形態にかかるタイヤのタイヤ幅方向部分断面図である。
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JATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tire and Rim Technological Organization)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The and Rim Association, Inc.)のYEAR BOOK等に記載されている、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesing Rim)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、カーカス15の内側に配設されたインナーライナー17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17の厚みは、1.5mm以上である。なお、インナーライナー17の厚みとは、インナーライナー17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17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17(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。
傾斜ベルト16は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる傾斜ベルト層18、22を有する。傾斜ベルト層18、22の内、少なくとも1層の傾斜ベルト層18のコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が、図2に示すように、35°以上である。
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、騒音を低減化可能である。
インナーライナー17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17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17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、タイヤ周方向に対して35°以上傾斜したコード構造と組合わせることによりタイヤ幅方向の収縮が抑制され、トレッド部13の接地時における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17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17を用いることにより、インナーライナー17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17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部分までの少なくとも一部における、インナーライナー17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17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17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17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17の重量の増加を抑制しながらも、騒音をいっそう低減化可能である。
更に、本実施形態では、傾斜ベルト16は、タイヤ幅方向幅の異なる2層の傾斜ベルト層18、22を含んでいる(図2参照)。傾斜ベルト層の中の、最広幅の傾斜ベルト層18をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ1と、最狭幅の傾斜ベルト層22をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ2とが、35°≦θ1≦85°、および10°≦θ2≦30°を満たしている。また、最広幅の傾斜ベルト層18のタイヤ幅方向幅W1と最狭幅の傾斜ベルト層22のタイヤ幅方向幅W2とが、W2≦0.6×W1を満たしている。
このような構成においては、以下に説明するように、騒音をいっそう低減化可能である。上述のように、インナーライナー17の肉厚化により、主に80Hzから100Hzの低周波域の断面1次の振動モードによる振動が抑制されるが、最広幅の傾斜ベルト層18のコードのタイヤ周方向に対する傾斜が35°以上であることにより400Hzから600Hzの高周波域の断面2次などの振動モードによる振動が増大され得る。そこで、上述の傾斜角度およびタイヤ幅方向幅を有する最狭幅の傾斜ベルト層22を備えることにより、タイヤ赤道面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ので、上記の振動モードによる、トレッド面の振動を抑制可能である。したがって、最狭幅の傾斜ベルト層22を有する、上述の構成によれば、低周波域のみならず高周波域の騒音も低減化可能である。
更に、本実施形態では、空気入りタイヤ10は、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のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置される周方向ベルト23を、更に備えている。周方向ベルト23は、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っている。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。
また、周方向ベルト23は、タイヤ赤道面CLを含む領域である中央領域CAの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性が、他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高くなっている。中央領域CAの幅W4は、タイヤ赤道面CLを中心として、周方向ベルト23、すなわち最広幅の周方向ベルト層24の幅W3の0.2倍以上0.6倍以下である、すなわち、0.2×W3≦W4≦0.6×W3を満足している。
例えば、周方向ベルト23において、タイヤ径方向幅の異なる最広幅の周方向ベルト層24および最狭幅の周方向ベルト層25を、タイヤ赤道面CLを含む中央領域CAにおいて重ねて配置することにより、中央領域CAの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性を他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高くすることができる。
また、例えば、図3に示すように、周方向ベルト230において、2層の周方向ベルト層260が中央領域CAのみにおいて互いに重なるように配置することにより、中央領域CAの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性を他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高くすることができる。
また、例えば、周方向ベルト23において、周方向ベルト層25を構成するコードの中央領域CAにおける剛性を、例えば打ち込み本数や撚り数を局所的に増加させることにより、中央領域CAの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性を他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高くすることができる。
このような構成においては、以下に説明するように、騒音をいっそう低減化可能である。上述のように、インナーライナー17の肉厚化により、主に80Hzから100Hzの低周波域の断面1次の振動モードによる振動が抑制されるが、最広幅の傾斜ベルト層18のコードのタイヤ周方向に対する傾斜が35°以上であることにより400Hzから600Hzの高周波域の断面2次などの振動モードによる振動が増大され得る。そこで、上述の剛性を有する周方向ベルト23、230を備えることにより、トレッドの幅方向中央部が周方向に広がり難くなり、トレッド面の周方向への広がりが抑制され、上記の振動モードによる、トレッド面の振動を抑制可能である。したがって、上述の構成を有する周方向ベルト23、230を備える、上述の構成によれば、低周波域のみならず高周波域の騒音も低減化可能である。
更に、本実施形態では、内圧を250kPa以上とした際に、図4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の断面幅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。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転がり抵抗の増大がさらに抑制される。
さらに、本実施形態では、インナーライナー17を構成するゴム組成物の空気透過係数が1.0×10-14cc・cm/(cm2・s・cmHg)以上6.5×10-10cc・cm/(cm2・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17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17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17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17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17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、最狭幅の傾斜ベルト層17は、最広幅の傾斜ベルト層18の外周側に配設されている。
更に、本実施形態では、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。
また、このような構成においては、周方向ベルト23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、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。
本実施形態の空気入りタイヤ10のタイヤサイズとしては、具体的には、105/50R16、115/50R17、125/55R20、125/60R18、125/65R19、135/45R21、135/55R20、135/60R17、135/60R18、135/60R19、135/65R19、145/45R21、145/55R20、145/60R16、145/60R17、145/60R18、145/60R19、145/65R19、155/45R18、155/45R21、155/55R18、155/55R19、155/55R21、155/60R17、155/65R13、155/65R18、155/70R17、155/70R19、165/45R22、165/55R16、165/55R18、165/55R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/45R23、175/55R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、175/65R15、185/45R22、185/50R16、185/50R20、185/55R19、185/55R20、185/60R17、185/60R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20、195/60R19、195/65R17、205/50R21、205/55R16、205/55R20、205/60R16、205/60R18、215/50R21、215/60R17、225/65R17が例として挙げられる。
なお、本実施形態の空気入りタイヤ10は高内圧にて使用することが好ましい。具体的には、タイヤ10の内圧は、250kPa以上であることが好ましい。接地長が増大しやすいが、250kPa以上とすることにより接地長の増大を抑えて、トレッドゴムの変形量を低減し、転がり抵抗をさらに低減することができる。
ここで、本実施形態の空気入りタイヤ10では、トレッドを占める溝量を少なくすることがウェット性能とその他の性能との両立の観点から好ましい。具体的には、溝体積率(溝体積V2/トレッドゴム体積V1)を20%以下とすることが好ましく、また、ネガティブ率(トレッド踏面の面積に対する、溝面積の割合)を20%以下とすることが好ましい。これらの値は、従来サイズの空気入りタイヤにおける標準的な値よりも低い値である。
ウェット性能を向上させるには、溝量を増やすのが一般的な考え方であるが、図5(b)に、図5(a)との対比で示すように、狭幅大径サイズである本実施形態の空気入りタイヤ10の場合には、接地面の幅Wが狭くなるため、水がタイヤ幅方向に排出されやすくなる。このため、溝量を減らしてもウェット性能は維持され、かつ陸部剛性の向上によりコーナリングパワーなど他性能も向上させることができるのである。
なお、溝体積率は、例えば、傾斜ベルト16を構成する傾斜ベルト層のうちタイヤ幅方向に最大幅を有する、最大幅傾斜ベルト層の幅方向両端部よりタイヤ幅方向内側にあり、且つ、タイヤ幅方向中央位置における、タイヤ径方向最外側の補強部材(図1の例では、最狭幅の周方向ベルト層25)よりタイヤ径方向外側にあるトレッドゴムの体積をV1とし、トレッド踏面に形成した溝の合計体積をV2とするとき、比V2/V1と定義される。
本実施形態の空気入りタイヤ10は、例えば図6に示す例のように、2本の周方向溝31、32もしくは周方向溝32とトレッド端TEとによりタイヤ幅方向を区画された、リブ状陸部33、34を主体とするトレッドパターンであることが好ましい。ここでリブ状陸部33、34とはタイヤ幅方向に横断する幅方向溝を有さずにタイヤ周方向に延びる陸部をいうが、リブ状陸部33、34はサイプやリブ状陸部内で終端する幅方向溝は有していてもよい。このことは、従来サイズの標準的な空気入りタイヤにおいては、ウェット性能を向上させるために幅方向溝を有するパターンが多くみられるのに対し対照的である。
これは、本実施形態の空気入りタイヤ10は、接地幅が狭く、また、特に高内圧(例えば250kPa以上)使用下において高接地圧となるため、周方向せん断剛性を増加させることによりウェット路面上での接地性が向上するためと考えられる。
図6の例のように、リブ状陸部33、34を主体とするトレッドパターンでは、タイヤ赤道面CLを中心とするトレッド幅TWの80%のタイヤ幅方向領域においてリブ状陸部のみからなる(すなわち、幅方向溝を有しない)トレッドパターンとすることができる。このタイヤ幅方向領域における排水性能が特にウェット性能への寄与が大きいためである。
ここで、「トレッド端TE」とは、タイヤをリムに装着し、タイヤを装着する車両毎に規定される内圧を充填し、上記産業規格に定められ、あるいは、将来的に定められる最大負荷荷重、あるいは、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、最大乗員数を想定した時に、4輪の中で最も荷重のかかるタイヤへの負荷荷重を負荷した際に、路面に接地することとなる接地面のタイヤ周方向全域にわたる領域のうち、タイヤ幅方向最外側の位置をいう。
「タイヤを装着する車両毎に規定される内圧」とは、上記産業規格に定められ、あるいは、将来的に定められる最大負荷荷重に対応する空気圧をいい、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、最大乗員数を想定した時に、4輪の中で最も荷重のかかるタイヤへの負荷荷重に対応する空気圧をいうものとする。
「トレッド幅TW」とは、トレッド端TE間のタイヤ幅方向の距離をいうものとする。
また、図6に示すように、トレッド踏面にサイプ30を設けることにより、様々な性能を向上させることができる。
特にウェット性能を向上させる観点からは、サイプ30は、その両端部のうち一方の端が溝に開口し他方の端が陸部内で終端する、片側開口サイプ30であることがましい。片側開口サイプ30によって接地面内の水膜を除去しつつ、両端開口サイプの場合との対比で周方向せん断剛性を増大させることができるため、周方向せん断剛性向上によるウェット性能向上の効果を得ることができるためである。同様の理由により、図6に示すように、片側開口サイプ30をリブ状陸部33、34主体のパターンと組み合わせて用いることが好ましい。
本実施形態の空気入りタイヤ10において、さらにウェット性能を向上させる観点からは、高剛性ゴムをトレッドゴムに用いた場合に、トレッド踏面に、図6に示すような小穴35や、図7に示すような周方向サイプ36を、設けることが好ましい。高剛性ゴムを用いた場合は、周方向せん断剛性が増大して排水が促進されるが、一方で、タイヤと路面との実接地面積が減少してウェット性能を押し下げる要因となりうる。そこで、ゴムの圧縮剛性を低下させる周方向サイプ及び/又は小穴を用いることにより、ゴムの圧縮剛性を低減して実接地面積を増大させることができる。ここで、小穴35及び/又は周方向サイプ36は、周方向せん断剛性を低減させる効果が十分に小さいため、周方向せん断剛性の向上によるウェット性能の向上効果は維持することができる。
ここで、本実施形態にあっては、タイヤ10の車両装着方向が指定される場合には、タイヤ赤道面CLを境界とした車両装着内側と車両装着外側とのタイヤ幅方向半部間でネガティブ率に差を設けてもよい。
本実施形態にあっては、図8に示す例のように、タイヤ赤道面CLの近傍からトレッド端TEまでタイヤ幅方向に延びる幅方向溝37を有するトレッドパターンとしてもよく、この場合は、周方向溝を含まなくてもよい。図8の例のような幅方向溝37が主体のトレッドパターンによれば、特に雪上性能を効果的に発揮することができる。
本実施形態において、図6、図7、及び図9に示されるような、リブ状陸部33、34のうち、タイヤ幅方向最外側の周方向溝32とトレッド端TEとにより区分されるショルダーリブ状陸部34に関しては、様々な構成を採用することができる。例えば、車両装着方向が指定されるタイヤおいて、車両装着外側と内側におけるショルダーリブ状陸部34のタイヤ幅方向の幅を変えることもできる。なお、操縦安定性を考慮した場合には車両装着外側のショルダーリブ状陸部34のタイヤ幅方向の幅を車両装着内側のショルダーリブ状陸部34のタイヤ幅方向の幅よりも大きくすることが好ましい。
本実施形態の空気入りタイヤ10は、図9に示すように、バックリングを抑制してコーナリングパワーを向上させる観点からは、タイヤを車両に装着した際に周方向溝32から車両装着内側に延びる一端開口溝42を設けることが好ましい。より具体的には、トレッド踏面における、タイヤ赤道面CLを境界とする少なくとも一方の半部において、トレッド端TEに隣接し、且つトレッド端TEとのタイヤ幅方向の距離が、トレッド幅TWの25%以上離間した、タイヤ周方向に延びるトレッド端TE側の周方向溝32を有し、その周方向溝32とトレッド端TEとによって区画されるショルダーリブ状陸部34に隣接するリブ状陸部33の1つに、トレッド端TE側の周方向溝32からタイヤ幅方向に延びて前記隣接する陸部33内に留まる、少なくとも1本の一端開口溝42を有することが好ましい。なお、図9における、溝43は、周方向溝32よりも溝深さの小さい浅溝である。
本実施形態のように、狭幅大径サイズの空気入りタイヤの場合には、車両装着外側では圧縮応力を受け、車両装着内側では引張応力を受けることとなり、これらの応力により、トレッドゴムが変形し、ベルトが変形して、接地面が浮き上がってしまう。
ここで、トレッド端TE側の周方向溝32からタイヤ幅方向に延びてリブ状陸部33内に留まる一端開口溝42を有するため、リブ状陸部33内の車両装着外側においては、圧縮応力により一端開口溝42が閉じる構造となるため、一端開口溝42を設けない場合や、一端開口溝42が車両装着外側まで延びていない場合と比べて、圧縮応力によるトレッドやベルトの変形が抑制される。
さらに、一端開口溝42がリブ状陸部33内に留まるため、車両装着内側まで一端開口溝42が延在している場合と比較して、車両装着内側での引張応力に対する剛性が高くなり、これによりトレッドやベルトの変形が抑制される。
本実施形態の空気入りタイヤ10においては、図1に示すように、タイヤ幅方向断面にて、タイヤ赤道面CLにおけるトレッド表面上の点Pを通りタイヤ幅方向に平行な直線をm1とし、トレッド端TEを通りタイヤ幅方向に平行な直線をm2として、直線m1と直線m2とのタイヤ径方向の距離を落ち高LCRとするとき、比LCR/TWを0.045以下とすることが好ましい。比LCR/TWを上記の範囲とすることにより、タイヤ10のクラウン部がフラット化(平坦化)し、接地面積が増大して、路面からの入力(圧力)を緩和して、タイヤ径方向の撓み率を低減し、タイヤの耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。
本実施形態の空気入りタイヤ10においては、高弾性ゴムをトレッドゴムに用いることがウェット性能を向上させる観点から好ましい。このことは、従来サイズの空気入りタイヤでは低弾性ゴムを用いる方が、ウェット性能が向上する傾向にあるのに対して対照的である。狭幅大径サイズである本実施形態の空気入りタイヤ10は、接地幅が狭く、また、特に高内圧使用化において高接地圧となるため、周方向せん断剛性を増大させることによりウェット路面上での接地性が向上するためと考えられる。
高弾性ゴムとは、具体的には30℃における動的貯蔵弾性率E’が、6.0〜12.0MPaであることが好ましい。この範囲を満たすことにより、空気入りタイヤ10においてウェット性能をさらに向上させることができる。さらにトレッドゴムの60℃における損失正接tanδが、0.05〜0.15であることが好ましい。この範囲を満たすことにより、転がり抵抗をさらに低減することができる。
本実施形態では、上記の高弾性ゴムを使用したトレッドゴムに加えて、図6、図7、及び図9に示すようなリブ状陸部33、34主体のトレッドパターンを使用することにより、さらに周方向せん断剛性を増大させて、ウェット性能を向上させることができる。
本実施形態のタイヤ10において、トレッドゴムは、異なる複数のゴム層がタイヤ径方向に積層されて形成されていても良い。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを用いることができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚さの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝31、32(図1)の溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。
本実施形態では、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていても良い。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の幅の比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また、周方向溝31、32近傍のみ、トレッド端TE近傍のみ、ショルダー陸部34のみ、センター陸部33のみといった限定された一部の領域のみを、その周囲とは異なるゴム層とすることもできる(図1)。
本実施形態のタイヤ10では、図1の傾斜ベルト16における最広幅の傾斜ベルト層18のタイヤ幅方向の幅が、トレッド幅TWの90%〜115%であることが好ましく、トレッド幅TWの100%〜105%であることが特に好ましい。
本実施形態において、図1の傾斜ベルト16を構成する最広幅の傾斜ベルト層18及び最狭幅の傾斜ベルト層22のベルトコードとしては、金属コード、特にスチールコードを用いるのが最も一般的であるが、有機繊維コードを用いることも可能である。スチールコードはスチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むことができる。
本実施形態において、図1の傾斜ベルト16を構成する最広幅の傾斜ベルト層18及び最狭幅の傾斜ベルト層22のベルトコードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを撚り合せたコードを用いることができる。撚り構造も種々の設計が採用可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものを用いることができる。さらには異なる材質のフィラメントを撚り合せたコードを用いることもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。
図10は、ベルト構造の別の例を概略的に示しており、2層の傾斜ベルト層71、72のタイヤ径方向外側に、1層の周方向ベルト層73が積層されている。
本実施形態の空気入りタイヤ10においては、図2、図3及び図10に示すような周方向ベルト層24、25、260、73は、高剛性であることが好ましく、より具体的にはタイヤ周方向に延びるコードのゴム引き層からなり、コードのヤング率をY(GPa)、打ち込み数をn(本/50mm)とし、周方向ベルト層24、25、260、73をm層として、X=Y×n×mと定義するとき、1500≧X≧750であることが好ましい。狭幅大径サイズである本実施形態の空気入りタイヤ10においては、路面からの旋回時における入力に対しタイヤ周方向において局所的な変形を起こし、接地面は略三角形状、すなわち、タイヤ幅方向の位置によって周方向の接地長が大きく変化する形状となりやすい。これに対し、高剛性の周方向ベルト層24、25、260、73とすることにより、タイヤのリング剛性が向上して、タイヤ周方向の変形が抑制されることとなるため、ゴムの非圧縮性により、タイヤ幅方向の変形も抑制され、接地形状が変化しにくくなる。さらには、リング剛性が向上することにより偏心変形が促進され、転がり抵抗も同時に向上する。この転がり抵抗の向上効果は、本実施形態の空気入りタイヤ10において、特に向上効果の幅が大きくなる。
さらに、上記のように高剛性の周方向ベルト層24、25、260、73を用いた場合には、傾斜ベルト層18、71、72のベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を高角度、具体的には35°以上とすることが好ましい。高剛性の周方向ベルト層24、25、260、73を用いた場合には、タイヤ周方向の剛性が高くなることにより、タイヤによっては、接地長が減少してしまうことがある。そこで、高角度の傾斜ベルト層を用いることにより、タイヤ周方向の面外曲げ剛性を低下させて、踏面変形時のゴムのタイヤ周方向の伸びを増大させ、接地長の減少を抑制することができる。
また、本実施形態では、周方向ベルト層24、25、260、73には、破断強度を高めるために波状のコードを用いてもよい。同様に破断強度を高めるために、ハイエロンゲーションコード(例えば破断時の伸びが4.5〜5.5%)を用いてもよい。
さらに、本実施形態では、周方向ベルト層24、25、260、73には、種々の材質が採用可能であり、代表的な例としては、レーヨン、ナイロン、ポリエチレンナフタレート(PEN),ポリエチレンテレフタレート(PET)、アラミド、ガラス繊維、カーボン繊維、スチール等が採用できる。軽量化の点から、有機繊維コードが特に好ましい。
ここで、本実施形態では、周方向ベルト層24、25、260、73のコードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを縒り合せたコード、さらには異なる材質のフィラメントを縒り合せたハイブリットコードを採用することもできる。
また、本実施形態では、周方向ベルト層24、25、260、73のコードの打ち込み数は、20〜60本/50mmの範囲とすることができるが、この範囲に限定されるのもではない。
さらに、本実施形態では、タイヤ幅方向に周方向ベルト層24、25、260、73の剛性・材質・層数・打ち込み密度等の分布を持たせることもでき、例えばタイヤ幅方向端部のみにおいて、周方向ベルト層24、25、260、73の層数を増やすこともでき、一方でセンター部のみにおいて、周方向ベルト層24、25、260、73の層数を増やすこともできる。
また、本実施形態では、周方向ベルト層24、25、260、73は、傾斜ベルト層18、22、71、72よりも広幅または狭幅に設計することができる。例えば、傾斜ベルト層18、22、71、72のうちタイヤ幅方向の幅の最も大きい最広幅の傾斜ベルト層18、71の90%〜110%のタイヤ幅方向の幅とすることができる。
ここで、周方向ベルト層24、25、260、73は、スパイラル層として構成することが製造の観点から特に有利である。
なお、本実施形態では、周方向ベルト層24、25、260、73を設けないことも可能である。
本実施形態では、カーカスラインには様々な構造を採用することができる。例えば、カーカス15のタイヤ径方向でのカーカス最大幅位置をビード部11側に近づけることも、トレッド部13側に近づけることもできる。例えば、カーカス15のタイヤ径方向でのカーカス最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ断面高さの50%〜90%の範囲に設けることができる。
また、本実施形態では、カーカス15も様々な構造を採用することができる。例えば、カーカス15を構成するカーカスコードの打ち込み数としては、20〜60本/50mmの範囲とすることができるが、これに限定されるものではない。
さらに、例えば、図11に示すように、カーカス15の折り返し端15aをビードフィラ82のタイヤ径方向端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができる。あるいは、カーカス折り返し端15aをビードフィラ82のタイヤ径方向外側端やタイヤ径方向でのタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置させ、場合によっては傾斜ベルト16のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで延在させることもできる。さらに、カーカス15が複数層のカーカスプライで構成される場合には、各カーカスプライの折り返し端のタイヤ径方向位置どうしを互いに異ならせることもできる。また、カーカス15に、そもそもカーカス折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟みこんだり、ビードコア14に巻きつけた構造を採用したりすることもできる。
本実施携帯の空気入りタイヤ10においては、サイド部19を薄くすることが好ましい。「サイド部19を薄くする」とは、例えば、ビードフィラ82のタイヤ幅方向断面積S1を、ビードコア14のタイヤ幅方向断面積S2の1倍以上4倍以下とすることができる。また、タイヤ径方向でのタイヤ最大幅位置におけるサイドウォール部12のゲージTsと、ビードコア14のタイヤ径方向中心位置におけるビード幅Tbとの比Ts/Tbを、15%以上40%以下とすることができる。また、タイヤ径方向でのタイヤ最大幅位置におけるサイドウォール部12のゲージTsと、カーカス15のカーカスコードの径Tcとの比Ts/Tcを5以上10以下とすることができる。
なお、ゲージTsはゴム、カーカス15、インナーライナー17などすべての部材の厚みの合計となる。また、ビードコア14がカーカス15によって複数の小ビードコアに分割されている構造の場合には、全小ビードコアのうち幅方向最内側端部と最外側端部の距離をTbとする。
本実施形態では、タイヤ10のタイヤ径方向でのタイヤ最大幅位置を、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ断面高さの50%〜90%の範囲に設けることができる。
本実施形態のタイヤ10は、リムガードを有する構造とすることもできる。
本実施形態のタイヤ10は、ビードフィラ82を設けない構造とすることもできる。
本実施形態では、ビードコア14は断面円形や断面多角形状など、様々な構造を採用することができる。
本実施形態では、ビード部11には補強等を目的としてゴム層・コード層等をさらに設けることもできる。このような追加部材はカーカス15やビードフィラ82に対して様々な位置に設けることができる。
本実施形態では、空洞共鳴音を低減するために、タイヤ内面に、多孔質部材を配置したり、静電植毛加工を行ったりすることもできる。
本実施形態のタイヤ10は、タイヤ内面に、パンク時の空気の漏れを防ぐためのシーラント部材を備えることもできる。
本実施形態の空気入りタイヤ10は、図11に示すように、サイド部19に断面三日月型のサイド補強ゴム81を有した、サイド補強型ランフラットタイヤとすることもできる。
図11に示す例のように、本実施形態の空気入りタイヤ10において、サイド補強型ランフラットタイヤとする場合には、サイド部19を簡素化させた構造により、ランフラット耐久性と燃費性能の両立を実現することができる。狭幅大径サイズである空気入りランフラットタイヤの場合には、ランフラット走行時に、サイド部19及びトレッド部13の変形が相対的に小さく、一方でショルダー部からバットレス部にかけて相対的に変形が大きくなるという知見に基づくものである。この変形は、従来サイズではサイド部に変形が相対的に大きくなるのと対照的である。このような、狭幅大径サイズに特徴的な変形のために、簡素化構造によってもランフラット耐久性を十分に確保し、かつ燃費性能をさらに向上させることができる。
具体的な簡素化手法としては少なくとも以下の(i)〜(iii)のいずれか一つの条件を満たすことにより可能となる。
(i)図11に示すように、カーカス15のカーカス折り返し部の折り返し端15aが、タイヤ10のタイヤ径方向でのタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する。
(ii)タイヤ10をリムに組み込み、所定の内圧を充填し、無負荷とした、基準状態の際のタイヤ幅方向断面における、サイド補強ゴム81のタイヤ径方向最大長さをH1とし、ビードフィラ82のタイヤ径方向最外点とビードコア14のタイヤ径方向最外点とを結んだ線分の長さをH2とするとき、1.8≦H1/H2≦3.5、を満たす。ここで、図11の例のように、ビードフィラ82のタイヤ径方向最外点とビードコア14のタイヤ径方向最外点とを結んだ線分の長さH2が複数存在する場合は、そのうち最大のものを、該長さH2として用いる。
(iii)関係式、10(mm)≦(SW/OD)×H1≦20(mm)を満たす。
本実施形態の空気入りタイヤ10では、図11に示すように、サイド補強型ランフラットタイヤである場合、タイヤ幅方向最外側の周方向溝32を、タイヤ幅方向のタイヤ赤道面CLよりに配置することにより、ランフラット耐久性の更なる向上を実現することができる。これは、狭幅大径サイズである図11の例の空気入りランフラットタイヤの場合には、ランフラット走行時に、サイド部19及びトレッド部13の変形が相対的に小さく、一方でショルダー部からバットレス部にかけて相対的に変形が大きくなるという知見に基づくものである。この変形は、従来サイズではサイド部に変形が相対的に大きくなるのと対照的である。このような、狭幅大径サイズに特徴的な変形のために、タイヤ幅方向最外側の周方向溝32をタイヤ赤道面CLよりに配置することで、ランフラット走行時のショルダー陸部からバットレス部にかけての接地性を高めることができ接地圧が緩和される。この結果として、ランフラット耐久性をさらに向上させることができる。
具体的には、タイヤをリムに組み込み、所定の内圧を充填し、無負荷とした、基準状態の際のタイヤ幅方向断面における、傾斜ベルト16を構成する1層以上のベルト層のうちタイヤ幅方向の幅が最大のベルト層のタイヤ幅方向の半幅をWBとし、タイヤ幅方向の幅が最大のベルト層のタイヤ幅方向端部から1本以上の周方向溝31、32のうちタイヤ幅方向最外側の周方向溝32のタイヤ幅方向中心位置までのタイヤ幅方向距離をWGとするとき、関係式、0.5≦WG/WB≦0.8を満たすことが好ましい。
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。表1に示す諸元の、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1、2および実施例1から5、ならびにタイヤサイズが195/60R15(通常サイズ、断面幅SW=205mm、外径OD=630mm)の比較例3の空気入りタイヤを試作した。比較例1から6の空気入りタイヤおよび実施例1から7の空気入りタイヤにつき、以下の方法で車外騒音および転がり抵抗を評価した。結果を表1に示す。
(車内騒音性能の評価)
比較例1から3および実施例1から7のタイヤをリムサイズ5.5J−19のリムに組付け、また、比較例4から6のタイヤをリムサイズ6.5J−15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)レベルを低周波域(80Hz以上100Hz)および高周波域(400Hz以上800Hz以下)別に測定し、これら測定値の平均を算出した。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。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から3および実施例1から7のタイヤをリムサイズ5.5J−19のリムに組付け、また、比較例4から6のタイヤをリムサイズ6.5J−15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。結果を表1に、比較例1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。
Figure 2015159538
表1の、※1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。※2は、タイヤ幅方向幅である。
表1に示すように、比較例2、4から6では、比較例1に比べて低周波域における騒音性能が向上するものの、転がり抵抗性能が低下する。比較例3では、比較例1に比べて転がり抵抗性能が向上するものの、高周波域における騒音性能が低下する。一方で、実施例1から7では、比較例1に比べて、少なくとも低周波域における騒音性能が向上しながら、転がり抵抗性能は良好または同等である。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、転がり抵抗性能の増大も抑制し得ることが分かる。
また、実施例6では、実施例1に比べて高周波域における騒音性能が良好である。したがって、上術の、周方向に対する傾斜角度およびタイヤ幅方向幅を有する最狭幅の傾斜ベルト層を備えることにより、高周波域における騒音性能も向上可能であることが分かる。また、実施例7では、実施例1に比べて高周波域における騒音性能が良好である。したがって、中央領域において他の領域より周方向剛性の大きな周方向ベルトを備えることにより、高周波域における騒音性能も向上可能であることが分かる。
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
15a カーカスの折り返し部の折り返し端
16 傾斜ベルト
17 インナーライナー
18 最広幅の傾斜ベルト層
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
22 最狭幅の傾斜ベルト層
23、230 周方向ベルト
24 最広幅の周方向ベルト層
25 最狭幅の周方向ベルト層
30 サイプ
31、32 周方向溝
33、34 リブ状陸部
35 小穴
36 周方向サイプ
37 幅方向溝
42 一端開口溝
43 浅溝
71、72 傾斜ベルト層
73 周方向ベルト層
81 サイド補強ゴム
82 ビードフィラ
260 周方向ベルト層
CA 中央領域
CL タイヤ赤道面
TE トレッド端

Claims (5)

  1. 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して延びるコードを有する傾斜ベルト層からなる傾斜ベルトと、前記カーカスの内側に配設され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前記インナーライナーの厚みが1.5mm以上であり、
    前記傾斜ベルト層の内、少なくとも1層の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が35°以上である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 前記傾斜ベルトは、タイヤ幅方向幅の異なる2層の前記傾斜ベルト層を少なくとも有し、最広幅の傾斜ベルト層をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ1と、最狭幅の傾斜ベルト層をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ2とが、
    35°≦θ1≦85°、及び、
    10°≦θ2≦30°
    を満たし、
    且つ、前記最広幅の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅W1と前記最狭幅の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向幅W2とが、
    2≦0.6×W1
    を満たす、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  5. 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を、更に備え、
    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の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性が、他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より大きい、請求項1から4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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