JP4240429B2

JP4240429B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4240429B2
Application number: JP18033099A
Authority: JP
Inventors: 与志男加地
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: JP2001010307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加速走行時においてタイヤから発生する通過騒音を低減し、トレッド部の耐偏摩耗（センター摩耗）性の向上を図った空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、タイヤの低騒音化が強く要求されており、特に加速走行時における通過騒音の低減が強く求められている。また、その一方で、トレッド部センター摩耗の抑制も要望されている。従来、この種の要望がなされる空気入りラジアルタイヤに関しては、トレッド中央区域のブロック剛性を高めることにより、加速時通過騒音の低減およびセンター摩耗の改良を実現してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トレッド中央域のブロック剛性を高めるには、この領域のラグ溝体積を小さくしなければならないため、排水性能が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで本発明の目的は、ブロック剛性を変更することなく、高排水性を維持しつつ、加速走行時の通過騒音を低減するとともに、トレッド部センター摩耗の抑制を実現し得る空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ベルト最外層のタイヤ半径方向位置において、ベルトをトレッド幅の０．４〜０．７倍の中央区域と、その両端区域とに分けたとき、中央区域を両端区域に対して１〜５ｍｍ内周側に配置することにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは下記に示すとおりである。
【０００６】
（１）左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイド部を経て両ビード部に延び、該ビードコアに巻回されてビード部に係留されたカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置された少なくとも二層のベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側に配置されたトレッドと、該トレッドの左右に配置された一対のサイドウォールとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの最外層を、タイヤ赤道面からそのタイヤ幅方向両側に夫々トレッド幅の０．２〜０．３５倍までを占める中央区域と、その両端区域とに分けたとき、該中央区域が該両端区域に対して１〜５ｍｍタイヤ半径方向内周側に配置されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【０００７】
（２）前記（１）の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト最外層の中央区域とトレッドとの間にゴム層を配置する空気入りラジアルタイヤである。
【０００８】
（３）前記（２）の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ゴム層が、トレッドゴムの弾性率に対し１〜５倍の弾性率を有する空気入りラジアルタイヤである。
【０００９】
（４）前記（２）または（３）の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ゴム層のタイヤ半径方向厚さが１〜５ｍｍである空気入りラジアルタイヤである。
【００１０】
（５）前記（１）の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記中央区域がタイヤ赤道面からそのタイヤ幅方向両側に夫々トレッド幅の０．２５〜０．３０倍である空気入りラジアルタイヤである。
【００１１】
（６）前記（４）の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ゴム層のタイヤ半径方向厚さが２〜４ｍｍである空気入りラジアルタイヤである。
【００１２】
加速負荷が生じた場合のタイヤ騒音は、接地面内におけるスティックスリップによりトレッドブロックが励振され、高周波域（１ｋＨｚ〜）のレベルが高くなることがわかっている。したがって、ブロックがすべり状態にある際の入力エネルギー、すなわち摩耗エネルギーを低減することが低騒音化につながる。一般的に従来の空気入りラジアルタイヤにおいては、トレッド中央区域では、両端区域と比較して摩耗エネルギーは大きく、騒音レベルも高いことがわかっている。本発明では、かかる中央区域の摩耗エネルギーの低減を実現し、これにより加速時タイヤ騒音を低減し、かつセンター摩耗の抑制を可能にしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、従来のタイヤと比較することで、加速走行時の通過騒音およびセンター摩耗の原因となる摩耗エネルギーの発生メカニズムを説明するとともに、これらの抑制を図ることのできる本発明の好適実施の形態およびその作用について説明する。
【００１４】
図２は、一般的な従来タイヤのトレッド周辺の断面図であり、トレッド補強構造部分の最内側にはカーカス１が位置する。このカーカス１のクラウン部タイヤ半径方向外側には、内側ベルト層２ａと外側ベルト層２ｂとからなるベルト２が、夫々のベルト層においてタイヤ周方向に対し角度をもって延びる交差スチールコードを有する。トレッド３は、ベルト２のタイヤ半径方向外側に配置され、このトレッド３の左右に一対のサイドウォールが配置される。
【００１５】
このような従来構成のタイヤにおいては、タイヤトレッド部の湾曲形状により、タイヤ回転軸中心からベルトまでの距離が、トレッド中央区域の方がその両端区域よりも大きくなる。このため、タイヤが回転する際のベルトの周方向進行速度は、中央区域の方が両端区域よりも速くなり、路面とベルトとの間の周方向相対変位（ブロック剪断変形）が大きくなり、剪断力、すべり量が増加し、摩耗エネルギーが増大する原因となる。
【００１６】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、このトレッド中央区域における摩耗エネルギーの低減を以下のようにして実現したものである。
図１は、本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤのトレッド周辺の断面図である。トレッド補強構造部分の最内側にはカーカス１が位置し、このカーカス１のクラウン部タイヤ半径方向外側には、内側ベルト層２ａと外側ベルト層２ｂとからなるベルト２が、夫々のベルト層においてタイヤ周方向に対し角度をもって延びる交差コードを有する。トレッド３は、ベルト２のタイヤ半径方向外側に配置され、このトレッド３の左右に一対のサイドウォールが配置される。以上の構成は従来構造と変わるところがなく、よって慣用に従いその材料や構造を選定すればよい。
【００１７】
本発明においては、ベルト２の外側ベルト層２ｂを、タイヤ赤道面からそのタイヤ幅方向両側に夫々トレッド幅５の０．２〜０．３５倍、好ましくは０．２５〜０．３０倍までを占める中央区域６と、その両端区域７とに分けたとき、中央区域６を両端区域７に対して１〜５ｍｍタイヤ半径方向内周側に配置させることが重要である。即ち、図１中の外側ベルト層２ｂの内面半径Ｒ_１をＲ_２より１〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍ小さくする。これによりベルトの中央区域の進行速度が両端区域より遅くなり、トレッド中央区域における摩耗エネルギーの低減が可能となる。ここで、トレッド中央区域６が占める前記倍率が０．２倍未満であるか、または中央区域６のタイヤ半径方向内周側への配置が１ｍｍ未満の場合には、中央区域における摩耗エネルギーの低減効果が得られず、一方、前記倍率が０．３５倍を超えると両端区域の接地長が増大して偏摩耗が発生し、また、前記配置が５ｍｍを超えるとタイヤ重量が大きくなり、転がり抵抗が増大する。
【００１８】
中央区域６を両端区域７に対して１〜５ｍｍタイヤ半径方向内周側に配置させるための具体的一手段としては、図１に示すように、外側ベルト層２ｂの中央区域とトレッド３との間にゴム層４を配置する手法が挙げられる。トレッド３のベルト進行速度に対する追従性を高め、よりその効果を引き出すためには、ゴム層４はトレッドゴムの弾性率に対し１〜５倍の弾性率であることが好ましい。ゴム層４の弾性率が１倍未満、例えば、０．５倍では、ゴム層４のベルト追従性が悪くなり、一方、ゴム層４の弾性率が５倍を超えると、例えば、６．０倍になると、タイヤ半径方向入力に対して硬過ぎるため、乗り心地が悪くなり、ロードノイズも悪化する。
【００１９】
なお、ここでの弾性率は、動的貯蔵弾性率（Ｅ’）であり、動的貯蔵弾性率（Ｅ’）は、東洋精機（株）製スペクトロメータを用いて、試料片厚さ：２ｍｍ、幅：４．７ｍｍ、長さ：３０ｍｍ（または、ＪＩＳＳ_１ｏｒＳ_２ｏｒＮ_１ｏｒＮ_２型試験片を用い）、静的に初期荷重：１６０ｇを与え、平均歪振幅：１％、周波数：５２Ｈｚの条件により試験温度：３０℃にて測定した場合の値である。
【００２０】
また、ゴム層４の厚さは、１〜５ｍｍの範囲内とすることが好ましく、より好適には２〜４ｍｍの範囲内である。ゴム層４の厚さが１ｍｍ未満、例えば、０．５ｍｍでは、径方向につぶれるためにゲージ効果がほとんどなく、一方５ｍｍを超えると、例えば、６．０ｍｍになると、ゴム層４なしと比較してタイヤ重量が大きくなり（１３ｋｇに対して１ｋｇ以上増加）、転がり抵抗が大きくなって、低燃費性能に劣ることになる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例に基づき説明する。
タイヤサイズ２５５／４０Ｒ１７の乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、図１に示す本発明のタイヤ（実施例１、２）および図２に示す従来タイヤ（比較例）を試作し、その性能を評価した。実施例１、２および比較例は、いずれも図３のトレッドパターンを有する空気入りタイヤで、トレッド３はブロック陸部１１および溝部１２により形成されている。
【００２２】
実施例１の空気入りラジアルタイヤは、ベルト最外層中央区域とトレッドとの間に配置するゴム層４の幅をトレッド幅の６０％、厚さを２．２ｍｍ、弾性率をトレッドのゴムとほぼ等倍とした。
【００２３】
実施例２の空気入りラジアルタイヤは、ベルト最外層中央区域とトレッドとの間に配置するゴム層４の幅をトレッド幅の６０％、厚さを２．２ｍｍ、弾性率をトレッドのゴムのほぼ４倍とした。
【００２４】
実施例１、２および比較例の供試タイヤについて、耐偏摩耗（センター摩耗）性能および加速走行騒音の試験を行った。試験方法は以下の通りである。
耐偏摩耗（センター摩耗）性能
３種の供試タイヤを夫々リム９Ｊｘ１７に装着し、空気圧２５０ｋＰａ、荷重４．５０ｋＮ、負荷駆動力１．４７ｋＮ、走行時アライメント状態ネガティブキャンバ１．８°とし、タイヤ、プレッシャ、スリップ、プレート（ＴＰＳＰ）試験により、中央周線に対して車体内側８から外側９にかけて、図３におけるブロック１１ａ〜ｆ夫々の中心点の摩耗エネルギー（Ｊ／ｍ^２）を測定した。得られた結果を図４に示す。図４から、アライメントの影響により、中央周線に対して外側９の領域の摩耗が大きいものの、実施例２、実施例１、比較例の順にセンター摩耗が抑制されることがわかる。
【００２５】
加速走行騒音
ＩＳＯ３６２に規定する実車加速騒音試験によって実施し、供試タイヤを装着した実車を実線状のテストコースにおいて、騒音測定区間の十分手前から５０ｋｍ／ｈの定速度で走行し、車両前端が測定区間に達した時から車両後端が測定区間を抜けるまで、加速ペダルを一杯に踏み込む際、該コースの中間点において走行中心線から横に７．５ｍを隔てて、かつテスト路面から１．２ｍｍの位置に設置した定置マイクロホンにより、加速走行騒音を測定した。オーバーオールの騒音レベルを比較例に対して評価すると、実施例１では０．７ｄＢ、実施例２では１．２ｄＢの低下が確認された。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、ブロック剛性を変更することなく、高排水性を維持しつつ、加速走行時の通過騒音を低減するとともに、トレッド部センター摩耗改良を実現させる空気入りラジアルタイヤを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である空気入りラジアルタイヤの部分断面図である。
【図２】比較例である従来空気入りラジアルタイヤの部分断面図である。
【図３】比較例および実施例１、２の空気入りラジアルタイヤのトレッド表面ブロックパターンの一部を示す展開図である。
【図４】比較例および実施例１、２の空気入りラジアルタイヤの摩耗エネルギーの差を示すグラフである。
【符号の説明】
１カーカス
２ベルト
２ａ内側ベルト
２ｂ外側ベルト
３トレッド
４ゴム層
５トレッド幅
６中央区域
７両端区域
８車体内側
９車体外側
１０タイヤ回転方向
１１ａ〜ｆブロック陸部
１２溝部

Claims

左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイド部を経て両ビード部に延び、該ビードコアに巻回されてビード部に係留されたカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置された少なくとも二層のベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側に配置されたトレッドと、該トレッドの左右に配置された一対のサイドウォールとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの最外層を、タイヤ赤道面からそのタイヤ幅方向両側に夫々トレッド幅の０．２〜０．３５倍までを占める中央区域と、その両端区域とに分けたとき、該中央区域が該両端区域に対して１〜５ｍｍタイヤ半径方向内周側に配置されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記ベルト最外層の中央区域とトレッドとの間にゴム層を配置する請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム層が、トレッドゴムの弾性率に対し１〜５倍の弾性率を有する請求項２記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム層のタイヤ半径方向厚さが１〜５ｍｍである請求項２または３記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記中央区域がタイヤ赤道面からそのタイヤ幅方向両側に夫々トレッド幅の０．２５〜０．３０倍である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム層のタイヤ半径方向厚さが２〜４ｍｍである請求項４記載の空気入りラジアルタイヤ。