WO2016001994A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

　より高いレベルで騒音が低減された空気入りタイヤを提供する。　少なくとも一つの周方向溝５と、複数の横方向溝６と、周方向溝５および横方向溝６によって画成され、周方向長さBLおよび軸方向幅BWを有する複数の接地要素７を有するトレッド部２と、トレッド部２の半径方向内側に隣接して設けられたアンダートレッド部と、アンダートレッド部の半径方向内側に隣接して設けられたプライと、を有する空気入りタイヤで１は、アンダートレッド部は、タイヤ周方向に少なくともトレッド部２に形成された横方向溝６の範囲を覆い、かつ、タイヤ軸方向に少なくとも接地要素７の軸方向幅BWの30%の範囲を覆うように設けられ、タイヤ径方向厚さtを有する補強要素８と、トレッド部２に形成された接地要素７の径方向内側、かつ、周方向に隣接する補強要素８の間に設けられた非補強部９を有する。

Description

空気入りタイヤ

　本発明は、空気入りタイヤに係わり、特に、騒音性能を向上させることが出来る空気入りタイヤに関する。

　近年における車輌の高級化、高品質化に伴う乗員の快適性、および環境への配慮の観点から、種々の騒音、特に通過騒音の低減が望まれている。このような騒音は、走行中のタイヤが路面の凹凸の影響により振動し、その振動が伝達されてタイヤの構造部材を振動させることにより発生する。そこで、タイヤの回転に伴い発生する振動を低減させるべく、トレッド部および／又はアンダートレッド部を硬度の低いゴム組成物により構成する手法や、タイヤのトレッド部にタイヤ軸方向に対して所定の角度で延伸するように所謂横溝を形成する手法を採用した空気入りタイヤが知られている。

　しかしながら、トレッド部および／又はアンダートレッド部を硬度の低いゴム組成物により構成した空気入りタイヤでは、トレッド部および／又はアンダートレッド部がその全体にわたって軟質であることから、操縦安定性が低下してしまう。また、タイヤのトレッド部にタイヤ軸方向に対して所定の角度で延伸するように横溝を形成した空気入りタイヤでは、横溝に面したブロックの横方向剛性が低下することにより操縦安定性が低下することが知られている。そこで、例えば、特許文献１（主に図２）には、ベルト層の半径方向外周側に、タイヤ周方向に対して斜めに延在するバイアス補強層およびタイヤ周方向に延びる端部補強層を設けるようにした空気入りタイヤが記載されている。

　また、特許文献２（主に図２）には、タイヤ周方向に対して所定の角度を持って傾斜して延びる補強要素を設けるようにした空気入りタイヤが記載されている。

特開平６－２６２９０７号公報 国際公開２０１０／１１５８６０号

　しかしながら、特許文献１乃至特許文献２に記載された空気入りタイヤでは、補強層はタイヤの全周にわたってほぼ均一に配設される。これに対して、トレッドパターンの影響によりトレッド部の曲げ剛性には不均一性が生じてしまうため、補強層による振動の低減は不十分であり、タイヤの回転に伴い発生する振動に基いて発生する騒音の低減効果が十分でない、という問題がある。

　そこで本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、より高いレベルで騒音が低減された空気入りタイヤを提供することを目的とする。

　定義：
　本明細書において、「溝」とは、通常の使用条件下で相互に接触することのない２つの対向する面（壁面、側壁）を、他の面（底面）により接続して構成された、幅及び深さを持つ空間のことを言う。

　また、「プライ」とは、タイヤのトレッド部の半径方向内側をタイヤ回転方向に延びる、ゴム組成物により被覆され平行に配列された鉄、ポリエステル、ナイロン等の金属線又は繊維線の単線又は撚り線からなる層のことをいう。プライを構成する金属線又は繊維線の延伸方向は、タイヤ回転方向と異なることもある。

　上記の目的を達成するために、本発明は、タイヤ転動時に路面と接触する接地面に開口し、タイヤ周方向に連続的に延びる少なくとも一つの周方向溝と、接地面に開口し、タイヤ軸方向に延びる複数の横方向溝と、周方向溝および横方向溝によって画成され、周方向長さBLおよび軸方向幅BWを有する複数の接地要素を有するトレッド部と、トレッド部の半径方向内側に隣接して設けられたアンダートレッド部と、アンダートレッド部の半径方向内側に隣接して設けられ、タイヤ周方向に延びる少なくとも一つのプライと、を有する空気入りタイヤであって、アンダートレッド部は、タイヤ周方向に少なくともトレッド部に形成された横方向溝の範囲を覆い、かつ、タイヤ軸方向に少なくとも接地要素の軸方向幅BWの30%の範囲を覆うように設けられ、タイヤ径方向厚さtを有する補強要素と、トレッド部に形成された接地要素の径方向内側、かつ、周方向に隣接する補強要素の間に設けられた非補強部を有することを特徴としている。

　上記のように構成された本発明においては、アンダートレッド部が、少なくともタイヤ周方向にトレッド部に形成された横方向溝の範囲を覆い、かつ、タイヤ軸方向に少なくとも接地要素の軸方向幅BWの30%の範囲を覆うように設けられ、タイヤ径方向厚さtを有する補強要素を有することにより、トレッドパターンの特に横方向溝の存在に起因するトレッド部の曲げ剛性の不均一性を緩和することができる。これにより、タイヤの回転に伴い発生する振動を低減させることができ、その結果、騒音を低減することが出来る。

　さらに、本発明においては、アンダートレッド部が、トレッド部に形成された接地要素の径方向内側、かつ、周方向に隣接する補強要素の間に設けられた非補強部を有することにより、アンダートレッド部に補強要素を設けたことによるトレッド部の接地要素の部分の曲げ剛性が横方向溝の部分に対して高くなりすぎることを防止することが出来る。これにより、さらにトレッド部の曲げ剛性の不均一性を緩和することができ、タイヤの回転に伴い発生する振動をより低減し、その結果、より騒音を低減することが出来る。

　本発明において、好ましくは、非補強部の周方向長さが、接地要素の周方向長さBLの10%以上且つ80%以下である。
　このように構成された本発明においては、非補強部の周方向長さを適切に保つことにより接地要素部分のトレッド部の曲げ剛性が高くなりすぎることを防止することができ、より効果的に騒音を低減することが出来る。
　言い換えると、非補強部の周方向長さが接地要素の周方向長さBLの10%より小さい場合には、非補強部の周方向長さが十分でなく、トレッド部の曲げ剛性の不均一性の緩和が不十分となってしまい、十分に騒音を低減できなくなる恐れがある。また、非補強部の周方向長さが接地要素の周方向長さBLの80%より大きい場合には、タイヤの製造時に補強要素の配置が横方向溝の範囲から外れてしまう可能性が大きくなり、タイヤの生産性を低下させる恐れがある。

　本発明において、好ましくは、補強要素の軸方向幅が、接地要素の軸方向幅BWの60%以上且つ95%以下である。
　このように構成された本発明においては、補強要素による横方向溝の範囲の補強効果を効率的に発揮することができ、より騒音を低減することが出来る。
　言い換えると、補強要素の軸方向幅が接地要素の軸方向幅BWの60%より小さい場合には、補強要素によるトレッド部の横方向溝の範囲の補強効果が十分でなく、トレッド部の曲げ剛性の不均一性の緩和が不十分となってしまうので、騒音を十分に低減できない恐れがある。また、補強要素の軸方向幅が接地要素の軸方向幅BWの95%より大きい場合には、タイヤの製造時に補強要素が周方向溝の下方の領域にまで及んでしまう可能性が大きくなり、タイヤの生産性を低下させる恐れがある。

　本発明において、好ましくは、補強要素のタイヤ径方向厚さtが0.3mm以上且つ1.5mm以下である。
　このように構成された本発明においては、アンダートレッド部に配置した補強要素によるトレッド部の横方向溝の範囲の補強効果を効率的に発揮することが出来、より効果的に騒音を低減することができる。
　言い換えると、補強要素のタイヤ径方向厚さtを0.3mmより小さくすると、補強要素によるトレッド部の横方向溝の範囲における補強効果が十分でなく、トレッド部の曲げ剛性の不均一性の緩和が不十分となってしまうので、十分に騒音を低減できない恐れがある。また、補強要素のタイヤ径方向厚さtを1.5mmより大きくすると、補強要素による横方向溝の範囲における補強効果が過大となり、トレッド部の曲げ剛性の不均一性の緩和が不十分となってしまうので、十分に騒音を低減できない恐れがある。

　本発明において、好ましくは、補強要素の半径方向最外側と、横方向溝の半径方向最内側との間のタイヤ径方向距離が0.1mm以上且つ1.0mm以下である。
　このように構成された本発明においては、アンダートレッド部に配置した補強要素による横方向溝の範囲における補強効果を効率的に発揮することが出来、より効果的に騒音を低減することが出来る。
　言い換えると、補強要素の半径方向最外側と、横方向溝の半径方向最内側との間のタイヤ径方向距離を0.1mmより小さくすると、補強要素が横方向溝の溝底に近づきすぎるため、補強要素の耐久性を低下させる恐れがある。また、補強要素の半径方向最外側と、横方向溝の半径方向最内側との間のタイヤ径方向距離を1.0mmより大きくすると、補強要素がプライに近づくことから曲げ剛性向上効果が小さくなり、トレッド部の曲げ剛性の不均一性の緩和が不十分となってしまうので、十分に騒音を低減できない恐れがある。

　本発明による空気入りタイヤによれば、より効果的に騒音を低減することが出来る。

本発明の実施形態による空気入りタイヤの一部を模式的に示す図である。 図１のII-II線に沿って見た空気入りタイヤの拡大断面図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。
　先ず、図１乃至図２により、本発明の実施形態による空気入りタイヤを説明する。図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの一部を模式的に示す図であり、図２は、図１のII-II線に沿って見た空気入りタイヤの拡大断面図である。

　図１に示すように、符号１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤである。なお、この空気入りタイヤ１のタイヤサイズは、例えば205/55R16である。タイヤ１において、以下に説明するトレッド部２、アンダートレッド部３およびプライ４以外の内部構造は通常のラジアルタイヤと同一であるため、ここでは説明を省略する。

　次に、図１及び図２により、空気入りタイヤ１の全体構成を説明する。
　図１に示すように、タイヤ１は径方向外周部にトレッド部２を有する。トレッド部２はタイヤ転動時に路面と接触する接地面２１を有し、トレッド部２の接地面２１には、タイヤ周方向に連続的に延びる周方向溝５と、タイヤ軸方向に延びる複数の横方向溝６が形成されている。さらに、トレッド部２には、周方向長さBLおよび軸方向幅BWを有する複数の接地要素７が、周方向溝５および横方向溝６により画成されている。なお、本実施形態においては、横方向溝６の周方向の幅は5mmであり、接地要素７の周方向長さBLは25mm、軸方向幅BWは40mmである。

　次に、図２に示すように、この空気入りタイヤ１は、トレッド部２に半径方向内側に隣接するように配置されるアンダートレッド部３と、アンダートレッド部３に半径方向内側に隣接するように配置されるプライ４と、を有する。アンダートレッド部３には、補強要素８が設けられ、タイヤ周方向に隣接する補強要素８の間に非補強部９が形成されている。

　次に、アンダートレッド部３の補強要素８および非補強部９の配置および構成を説明する。
　図１及び図２に示すように、本実施形態では、補強要素８は、タイヤ径方向厚さtを有し、周方向にトレッド部２に形成された横方向溝６の範囲及び横方向溝６に隣接する補強要素８の縁部の範囲を覆うようにアンダートレッド部３に配置されている。

　また、補強要素８は接地要素７の軸方向幅BWの75%の幅を有し、軸方向に接地要素７の軸方向幅BWの75%の範囲を覆うように（図１を参照）アンダートレッド部３に配置されている（すなわち、径方向外方から見て、接地要素７の軸方向幅BWの75%の領域が、補強要素８とオーバーラップしている）。また、本実施形態では、補強要素８のタイヤ径方向厚さtは0.5mmであり、補強要素８の径方向最外側と、横方向溝６の径方向最内側との間の径方向距離は0.5mmである。

　なお、本実施形態においては、アンダートレッド部３に設けられた補強要素８は、タイヤ径方向外側から見てトレッド部２に形成された横方向溝６の範囲のみならず接地要素７の範囲の一部まで延在しているが、補強要素８は、周方向に少なくとも横方向溝６の範囲を覆うように配置されていればよい。また、本実施形態において、軸方向に接地要素７の軸方向幅BWの75%の範囲を覆っているが、補強要素８は、軸方向に少なくとも接地要素７の軸方向幅BWの30%の範囲を覆っていればよい。ただし、補強要素８は、軸方向に周方向溝５の径方向内側の領域まで延びないことが好ましい。

　また、補強要素８の軸方向幅は、接地要素７の軸方向幅BWの75%には限られないが、接地要素７の軸方向幅BWの60%以上且つ95%以下であることが好ましく、周方向溝５の径方向内側の領域まで延びないことが好ましい。また、補強要素８のタイヤ径方向厚さtは、0.5mmに限られないが、0.3mm以上且つ1.5mm以下であることが好ましい。また、補強要素８の半径方向最外側と、横方向溝６の半径方向最内側との間の径方向距離は、0.5mmに限られないが、0.1mm以上且つ1.0mm以下であることが好ましい。

　また、各非補強部９は、周方向に隣接する補強要素８の間に位置し、補強要素８と等しい軸方向幅を有する。非補強部９の周方向両端部は、周方向においてトレッド部２に形成された接地要素７の周方向両端部の間に位置する。すなわち、各非補強部９は、タイヤ径方向外方からみて、トレッド部２に形成された接地要素７の領域の内側に位置している。また、非補強部９の周方向長さは接地要素７の周方向長さBLの25%である。
　なお、非補強部９の周方向長さは、接地要素７の周方向長さBLの25%に限られないが、接地要素７の周方向長さBLの10%以上且つ80%以下であることが好ましい。

　補強要素８を構成する材料としては、特に限定はされないが、例えば、鉄や真鍮といった金属材料、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂といった熱硬化性材料、セルロースアセテート、ポリアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリカーボネート、芳香族ポリエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンといった熱可塑性材料、エボナイトのような強度の高い天然樹脂を、薄板状や、ゴム組成物で被覆しプライ状等に加工したものを使用することが出来る。また、補強要素８を構成する材料としては、例えば、アンダートレッド部３を構成するゴム組成物よりも１０度以上ＪＩＳ　Ａ硬度の高いゴム組成物を用いてもよい。本実施形態において、補強要素８はポリエチレンテレフタレートを薄板状に加工したものであり、アンダートレッド部３またはトレッド部２を構成するゴム組成物よりも剛性が高い。

　また、非補強部９は、アンダートレッド部３またはトレッド部２を構成するゴム組成物等と同じ材料により構成することができる。また、非補強部９は、補強効果を有しない（すなわち、剛性がアンダートレッド部３またはトレッド部２を構成するゴム組成物の剛性以下である）、アンダートレッド部３またはトレッド部２を構成するゴム組成物等とは異なる他の材料、例えばゲル状の組成物等により構成することも出来る。なお、本実施形態においては、非補強部９はアンダートレッド部３と同一のゴム組成物である。

　次に、本実施形態の主な作用効果を説明する。
　タイヤが転動し、トレッド部２の接地面２１（接地要素７）が路面と接触しまたは路面から離れて変形する際、トレッド部２に横方向溝６が設けられているため、アンダートレッド部３及びトレッド部２、特にトレッド部２の曲げ剛性の不均一性が生じる。そして、この剛性の不均一性に起因してプライ４が加振され、タイヤの回転に伴う振動が発生し、この振動が騒音となる。これに対して、本実施形態によれば、アンダートレッド部３に、周方向に少なくとも横方向溝６を覆い、かつ、少なくとも接地要素７の軸方向幅BWの30%の範囲を覆うように、タイヤ径方向厚さtを有する補強要素８が設けられているため、アンダートレッド部３及びトレッド部２、特にトレッド部２の曲げ剛性の不均一性を緩和することができ、その結果、騒音を低減することが出来る。

　アンダートレッド部３及びトレッド部２、特にトレッド部２の曲げ剛性の不均一性を緩和する効果は、アンダートレッド部３の、トレッド部２に形成された接地要素７の径方向内側、かつ、周方向に隣接する補強要素８の間に設けられた非補強部９により、さらに向上させることが出来、その結果、より騒音を低減することが出来る。

　次に、本実施形態の変形例を説明する。
　アンダートレッド部３に配置される補強要素８は、周方向にトレッド部２に形成された横方向溝６の範囲を覆い、かつ、軸方向に少なくとも接地要素７の軸方向幅BWの30%の範囲を覆うように設けられる限り、タイヤ軸方向の幅の小さい複数の補強要素を、タイヤ軸方向に並置してもよい。この場合、補強要素８のタイヤ軸方向の幅は、ある横方向溝６に対して設けられた複数の補強要素のタイヤ軸方向幅の合計が、接地要素７の軸方向幅BWの60%以上且つ95%以下となるようにすることが好ましい。

　また、アンダートレッド部３に、タイヤ径方向に積層された複数の薄い補強要素８を設ける構成としてもよい。この場合、補強要素８のタイヤ径方向厚さtは、ある横方向溝６に対して設けられた複数の補強要素のタイヤ径方向厚さの合計が、0.3mm以上且つ1.5mm以下となるようにすることが好ましい。

　非補強部９は、本実施形態のように、接地要素７の周方向の中心に近い領域の径方向内側に、接地要素７の中心に対して周方向に対称に設けられることが好ましいが、アンダートレッド部３の接地要素７の径方向内側の領域であれば、接地要素７の周方向の中心に対してタイヤ周方向に非対称に配置するようにしてもよい。

　なお、本実施形態では、アンダートレッド部３における全ての横方向溝６の径方向内側の領域に補強要素８が設けられているが、タイヤ軸方向外側に位置する横方向溝６の径方向内側の領域にのみ、補強要素８を設けるように配置してもよい。

　以上、本発明の特に好ましい実施形態について記述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

　次に、本発明の効果を明確にするため、本発明の実施例に係る補強要素および非補強部を有する空気入りタイヤ、及び、補強要素および非補強部を有さない従来例の空気入りタイヤと、を用いて行った試験結果について説明する。

　実施例、および従来例に係る供試タイヤのタイヤサイズは、いずれも、205/55R16を使用し、ホイールサイズは6.5J×16とし、内圧は180kPaに設定した。

　騒音性能：
　未使用の供試タイヤを、上述した適用リム、内圧にて、452daNの荷重を負荷し、半無響室において直径2.7mのISO路を有するドラム上を時速80km/hにて走行させ、タイヤ半径方向の中心から後方に0.2m、高さ0.32mおよびタイヤ接地中心からタイヤ軸方向外側に1m離間した位置に設置したマイクロホンにより、騒音レベルdB(A)を測定した。この測定結果を表１に示す。表１において、各測定値は従来例を100とする指数で表され、数値の大きいほうが良好である。

　表１に示される如く、実施例１による空気入りタイヤによれば、騒音性能を効果的に向上しうるのが確認できる。

　１　空気入りタイヤ
　２　トレッド部
　２１　接地面
　３　アンダートレッド部
　４　プライ
　５　周方向溝
　６　横方向溝
　７　接地要素（ブロック）
　８　補強要素
　９　非補強部

Claims (5)

1. 　タイヤ転動時に路面と接触する接地面（２１）に開口し、タイヤ周方向に連続的に延びる少なくとも一つの周方向溝（５）と、前記接地面に開口し、タイヤ軸方向に延びる複数の横方向溝（６）と、前記周方向溝（５）および前記横方向溝（６）によって画成され、周方向長さBLおよび軸方向幅BWを有する複数の接地要素（７）を有するトレッド部（２）と、
   　前記トレッド部（２）の半径方向内側に隣接して設けられたアンダートレッド部（３）と、
   　前記アンダートレッド部（３）の半径方向内側に隣接して設けられ、タイヤ周方向に延びる少なくとも一つのプライ（４）と、を有する空気入りタイヤ（１）であって、
   　前記アンダートレッド部（３）は、タイヤ周方向に少なくとも前記トレッド部（２）に形成された前記横方向溝（６）の範囲を覆い、かつ、タイヤ軸方向に少なくとも前記接地要素（７）の前記軸方向幅BWの30%の範囲を覆うように設けられた補強要素（８）と、
   　前記トレッド部（２）に形成された前記接地要素（７）の径方向内側、かつ、周方向に隣接する前記補強要素（８）の間に設けられた非補強部（９）を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 　前記非補強部（９）の周方向長さが、前記接地要素（７）の前記周方向長さBLの10%以上且つ80%以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 　前記補強要素（８）の軸方向幅が、前記接地要素（７）の前記軸方向幅BWの60%以上且つ95%以下である、請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 　前記補強要素（８）のタイヤ径方向厚さtが0.3mm以上且つ1.5mm以下である、請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 　前記補強要素（８）の半径方向最外側と、前記横方向溝（６）の半径方向最内側との間のタイヤ径方向距離が0.1mm以上且つ1.0mm以下である、請求項１乃至４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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