説明

空気入りタイヤ

【課題】操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減すること。
【解決手段】左右一対のビードコア51と、各前記ビードコア51間に配置されるカーカス層6と、各前記ビードコア51のタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラー52と、前記カーカス層6のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層7と、を備え、車両装着時での車両内外の向きが指定されている空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラー52の子午断面での断面積を、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成し、かつ前記ベルト層7のタイヤ径方向最内側のベルト71と前記カーカス層6との間に、タイヤ周方向に対して実質90[度]のスチールコードがタイヤ周方向に並設され、タイヤ幅方向寸法が前記ベルト層7の有効ベルト幅の10[%]以上50[%]以下に形成されたスチール補強層9を配置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ロードノイズを低減する空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、空気入りタイヤが装着された車両の低燃費化を目的とし、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するため、使用空気圧を高圧化することが検討されている。ところが、使用空気圧の高圧化は、路面からの入力を増加させるため、ロードノイズが増大することになる。しかも、使用空気圧の高圧化によりタイヤ幅方向中央であるセンター領域の径成長が増加する傾向にあり、これに伴って低荷重時でのコーナリングパワーやセルフアライニングトルクが減少することから、操縦安定性が低下する問題が生じる。
【0003】
従来、乗り心地を損なうことなく横剛性を高くすることを目的とし、左右のビード部の剛性を非対称にすることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開昭64−30704号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
発明者等の研究によると、ビードフィラーの子午断面での断面積を、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成することにより、振動モードが車両装着内外で非対称となることから、ロードノイズを低減できることが発見された。しかし、上述した特許文献1に記載の空気入りタイヤのように、左右のビード部の剛性を非対称にすると、接地状態が非対称となって(例えば、子午断面が台形状に変形する)、操縦安定性を向上することは困難である。
【0006】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコアと、各前記ビードコア間に配置されるカーカス層と、各前記ビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラーと、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、を備え、車両装着時での車両内外の向きが指定されている空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーの子午断面での断面積を、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成し、かつ前記ベルト層のタイヤ径方向最内側のベルトと前記カーカス層との間に、タイヤ周方向に対して実質90[度]のスチールコードがタイヤ周方向に並設され、タイヤ幅方向寸法が前記ベルト層の有効ベルト幅の10[%]以上50[%]以下に形成されたスチール補強層を配置することを特徴とする。
【0008】
この空気入りタイヤによれば、ビードフィラーの子午断面での断面積が、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成されていると、ロードノイズに寄与が高い振動モードは、リム組みした状態で車両装着内側と車両装着外側とで非対称となる。このため、タイヤ幅方向で曲げ剛性の寄与が高い車両装着外側のビード部の剛性を比較的高くして、車両装着内側のビード部の剛性を比較的低くすることで、タイヤ全体の剛性を確保しつつ、ロードノイズを低減することができる。しかも、この空気入りタイヤによれば、スチール補強層を配置していることによって、トレッド部の圧縮変形剛性を向上して接地状態を好適に保つことができ、操縦安定性を向上することができる。
【0009】
また、本発明の空気入りタイヤは、前記ビードフィラーの車両装着外側と車両装着内側との断面積差が、断面積合計の10[%]以上80[%]以下であることを特徴とする。
【0010】
ビードフィラーの断面積差が断面積合計の10[%]以上であれば、非対称性によるロードノイズの低減効果が顕著に得られる。一方、ビードフィラーの断面積差が断面積合計の80[%]以下であれば、カーカス層の歪み状態を左右で大きく異ならせることを抑えるため、車両装着内外での弾性力を保ち操縦安定性の悪化を抑えることが可能である。従って、この空気入りタイヤによれば、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得ることができる。
【0011】
また、本発明の空気入りタイヤは、前記ビードフィラーの車両装着外側と車両装着内側とのタイヤ径方向寸法差が、正規リムに組み込んで正規内圧の5[%]を充填した状態において、タイヤ断面高さの5[%]以上60[%]以下であることを特徴とする。
【0012】
ビードフィラーのタイヤ径方向寸法差がタイヤ断面高さの5[%]以上であれば、非対称性によるロードノイズの低減効果が顕著に得られる。一方、ビードフィラーのタイヤ径方向寸法差がタイヤ断面高さの60[%]以下であれば、カーカス層の歪み状態を左右で大きく異ならせることを抑えるため、車両装着内外での弾性力を保ち操縦安定性の悪化を抑えることが可能である。従って、この空気入りタイヤによれば、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得ることができる。
【0013】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記スチール補強層は、タイヤ幅方向の中心位置を有効ベルト幅の0.5[%]以上15[%]以下の範囲でタイヤ赤道面に対して車両装着内側に寄せて配置することを特徴とする。
【0014】
この空気入りタイヤによれば、トレッド部の非対称性に関しては、曲げ剛性よりも質量感度の方が大きいため、変形の大きい側が軽くなるよう、有効ベルト幅の0.5[%]以上15[%]以下の範囲で、タイヤ赤道面よりも車両装着内側になる位置に、スチール補強層のタイヤ幅方向の中心位置を配置することで、接地形状の最適化を図ることができる。
【0015】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記スチール補強層は、前記スチールコードが直径0.27[mm]以上0.45[mm]以下の無撚りのモノフィラメントであることを特徴とする。
【0016】
この空気入りタイヤによれば、モノフィラメントを採用することによって、タイヤ質量の増加を抑えることができる。
【0017】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記スチール補強層は、前記スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が4.5[mm]以上6.8[mm]以下であり、かつ強度が3200[MPa]であることを特徴とする。
【0018】
この空気入りタイヤによれば、スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が4.5[mm]以上であれば、剛性が増して耐久性が向上する。また、スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が6.8[mm]以下であれば、コード間隔を密とせず他の層との接着性(耐久性)が向上する。
【0019】
また、本発明の空気入りタイヤは、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたトレッド部のトレッド面に、タイヤ周方向に延在する主溝を有しており、前記スチール補強層のタイヤ径方向外側に配置された主溝は、それ以外に配置された主溝よりも溝幅が小さいことを特徴とする。
【0020】
この空気入りタイヤによれば、スチール補強層のタイヤ径方向外側に配置された主溝の溝幅を他の主溝の溝幅よりも小さくすることで、トレッド部の曲げ剛性をさらに向上させ、ロードノイズの低減効果を顕著に得ることができる。
【0021】
また、本発明の空気入りタイヤは、高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用されることを特徴とする。
【0022】
使用空気圧の高圧化は、路面からの入力を増加させるため、ロードノイズが増大し、かつタイヤ幅方向中央であるセンター領域の径成長が増加する傾向にあって操縦安定性が低下する傾向となる。この空気入りタイヤによれば、このような高内圧の乗用車用空気入りタイヤにおいて、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得ることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明に係る空気入りタイヤは、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】図1は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの子午断面図である。
【図2−1】図2−1は、スチール補強層の有無や配置を示す概略図である。
【図2−2】図2−2は、スチール補強層の有無や配置を示す概略図である。
【図2−3】図2−3は、スチール補強層の有無や配置を示す概略図である。
【図2−4】図2−4は、スチール補強層の有無や配置を示す概略図である。
【図3−1】図3−1は、図2−1〜図2−4のスチール補強層の形態における通常内圧時でのコーナリングパワーを示す図である。
【図3−2】図3−2は、図2−1および図2−4のスチール補強層の形態における高圧時でのコーナリングパワーを示す図である。
【図4−1】図4−1は、図2−1〜図2−4のスチール補強層の形態における通常内圧時でのセルフアライニングトルクを示す図である。
【図4−2】図4−2は、図2−1および図2−4のスチール補強層の形態における高圧時でのセルフアライニングトルクを示す図である。
【図5】図5は、図2−1および図2−4のスチール補強層の形態における音圧レベル変化を示す図である。
【図6】図6は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【0026】
図1は、本実施の形態に係る空気入りタイヤの子午断面図である。以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸(図示せず)と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから離れる側をいう。タイヤ赤道面CLとは、空気入りタイヤの回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面CL上にあって空気入りタイヤのタイヤ周方向に沿う線をいう。本実施の形態では、タイヤ赤道線にタイヤ赤道面と同じ符号「CL」を付す。
【0027】
本実施の形態の空気入りタイヤは、図1に示すようにトレッド部2と、その両側のショルダー部3と、各ショルダー部3から順次連続するサイドウォール部4およびビード部5とを有している。また、この空気入りタイヤは、カーカス層6と、ベルト層7と、ベルト補強層8とを備えている。
【0028】
トレッド部2は、ゴム材(トレッドゴム)からなり、空気入りタイヤのタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤの輪郭となる。トレッド部2の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面には、トレッド面21が形成されている。トレッド面21は、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線CLと平行なストレート主溝である複数(本実施の形態では4本)の主溝22が設けられている。そして、トレッド面21は、これら複数の主溝22により、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線CLと平行なリブ状の陸部23が複数形成されている。また、図には明示しないが、トレッド面21は、各陸部23において、主溝22に交差するラグ溝が設けられている。陸部23は、ラグ溝によってタイヤ周方向で複数に分割されている。また、ラグ溝は、トレッド部2のタイヤ幅方向最外側でタイヤ幅方向外側に開口して形成されている。なお、ラグ溝は、主溝22に連通している形態、または主溝22に連通していない形態の何れであってもよい。
【0029】
ショルダー部3は、トレッド部2のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部4は、空気入りタイヤにおけるタイヤ幅方向の最も外側に露出したものである。また、ビード部5は、ビードコア51とビードフィラー52とを有する。ビードコア51は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラー52は、カーカス層6のタイヤ幅方向端部がビードコア51の位置で折り返されることにより形成された空間に配置されるゴム材である。
【0030】
カーカス層6は、各タイヤ幅方向端部が、一対のビードコア51でタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返され、かつタイヤ周方向にトロイド状に掛け回されてタイヤの骨格を構成するものである。このカーカス層6は、タイヤ周方向に対する角度が90度(±5度)でタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向に複数並設されたカーカスコード(図示せず)が、コートゴムで被覆されたものである。カーカスコードは、有機繊維(ポリエステルやレーヨンやナイロンなど)からなる。このカーカス層6は、少なくとも1層で設けられている。
【0031】
ベルト層7は、少なくとも2層のベルト71,72を積層した多層構造をなし、トレッド部2においてカーカス層6の外周であるタイヤ径方向外側に配置され、カーカス層6をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト71,72は、タイヤ周方向に対して所定の角度(例えば、20度〜30度)で複数並設されたコード(図示せず)が、コートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維(ポリエステルやレーヨンやナイロンなど)からなる。また、重なり合うベルト71,72は、互いのコードが交差するように配置されている。
【0032】
ベルト補強層8は、ベルト層7の外周であるタイヤ径方向外側に配置されてベルト層7をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト補強層8は、ベルト層7の外周を覆う態様で少なくとも2層配置された補強層81,82を有する。補強層81,82は、タイヤ周方向に並行(±5度)でタイヤ幅方向に複数並設されたコード(図示せず)がコートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維(ポリエステルやレーヨンやナイロンなど)からなる。図1で示すベルト補強層8は、補強層81および補強層82がベルト層7のタイヤ幅方向端部のみを覆うように配置されている。ベルト補強層8の構成は、上記に限らず、図には明示しないが、各補強層81,82が共にベルト層7よりもタイヤ幅方向で大きく形成されてベルト層7全体を覆うように配置された構成、またはベルト層7側の補強層81がベルト層7よりもタイヤ幅方向で大きく形成されてベルト層7全体を覆うように配置され、補強層81のタイヤ径方向外側の補強層82がベルト層7のタイヤ幅方向端部を覆うように補強層81のタイヤ幅方向端部にのみ配置されている構成であってもよい。すなわち、ベルト補強層8は、ベルト層7の少なくともタイヤ幅方向端部に重なるものである。また、ベルト補強層8は、補強層81,82のいずれか一つからなる構成であってもよい。また、ベルト補強層8(補強層81,82)は、帯状(例えば幅10[mm])のストリップ材をタイヤ周方向に巻き付けて設けられている。
【0033】
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、車両(図示せず)に装着した場合、タイヤ幅方向において、車両の内側および外側に対する向きが指定されている。向きの指定は、図には明示しないが、例えば、タイヤ側面となるサイドウォール部に設けられた指標により示される。以下、車両に装着した場合に車両の内側に向く側を車両装着内側、車両の外側に向く側を車両装着外側という。なお、車両装着内側および車両装着外側の指定は、車両に装着した場合に限らない。例えば、リム組みした場合に、タイヤ幅方向において、車両の内側および外側に対するリムの向きが決まっている。このため、空気入りタイヤは、リム組みした場合、タイヤ幅方向において、車両の内側(車両装着内側)および外側(車両装着外側)に対する向きが指定される。また、図1においては、タイヤ赤道面CLより右側を車両装着外側とし、タイヤ赤道面CLより左側を車両装着内側とする。
【0034】
このように構成された空気入りタイヤは、ビードフィラー52の子午断面での断面積が、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成されている。
【0035】
また、この空気入りタイヤは、スチール補強層9を備える。スチール補強層9は、ベルト層7のタイヤ径方向最内側のベルト71とカーカス層6との間に配置されている。スチール補強層9は、タイヤ周方向に対する角度が実質90[度](±5度の誤差を含む)でタイヤ周方向に複数並設されたスチールコード(図示せず)が、コートゴムで被覆されている。また、スチール補強層9は、タイヤ幅方向寸法W1がベルト層7の有効ベルト幅Wの10[%]以上50[%]以下に形成されている。このスチール補強層9は、タイヤ幅方向に分割されておらず、空気入りタイヤのタイヤ幅方向の中央位置となるタイヤ赤道面CL上に配置されている。また、スチール補強層9のスチールコード(金属コード)は、例えば、スチールや炭素鋼からなる。
【0036】
なお、ベルト層7の有効ベルト幅Wとは、ベルト層7において最もタイヤ幅方向寸法が短いベルト(本実施の形態ではベルト72)のタイヤ幅方向寸法を示す。
【0037】
本実施の形態の空気入りタイヤでは、ビードフィラー52の子午断面での断面積が、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成されていることによって、振動モードが車両装着内外で非対称となることから、315Hz帯の音圧レベルが低下することになる。
【0038】
ビードフィラー52の子午断面での断面積が、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成されていると、ロードノイズに寄与が高い振動モードは、リム組みした状態で車両装着内側と車両装着外側とで非対称となる。このため、タイヤ幅方向で曲げ剛性の寄与が高い車両装着外側のビード部5の剛性を比較的高くして、車両装着内側のビード部5の剛性を比較的低くすることで、タイヤ全体の剛性を確保しつつ、ロードノイズを低減することが可能になる。
【0039】
その一方で、ビードフィラー52の子午断面での断面積を、車両装着内側と車両装着外側とで異ならせると、接地状態が非対称となって(例えば、子午断面が台形状に変形する)、操縦安定性が悪化する傾向となる。
【0040】
そこで、本実施の形態の空気入りタイヤでは、車両装着内外でビードフィラー52の断面積差を設けると共に、ベルト層7のタイヤ径方向最内側のベルト71とカーカス層6との間に、タイヤ周方向に対して実質90[度]のスチールコードがタイヤ周方向に並設され、タイヤ幅方向寸法W1がベルト層7の有効ベルト幅Wの10[%]以上50[%]以下に形成されたスチール補強層9を配置している。このため、トレッド部2の圧縮変形剛性を向上して接地状態を好適に保つことができ、操縦安定性を向上することが可能になる。
【0041】
スチール補強層9の作用について具体的に説明する。図2−1〜図2−4は、スチール補強層の有無や配置を示す概略図であり、図3−1は、図2−1〜図2−4のスチール補強層の形態における通常内圧時(例えば230[kPa])でのコーナリングパワーを示す図であり、図3−2は、図2−1および図2−4のスチール補強層の形態における高圧時(例えば図2−1の形態が230[kPa]、図2−4の形態が300[kPa])でのコーナリングパワーを示す図であり、図4−1は、図2−1〜図2−4のスチール補強層の形態における通常内圧時(例えば230[kPa])でのセルフアライニングトルクを示す図であり、図4−2は、図2−1および図2−4のスチール補強層の形態における高圧時(例えば図2−1の形態が230[kPa]、図2−4の形態が300[kPa])でのセルフアライニングトルクを示す図であり、図5は、図2−1および図2−4のスチール補強層の形態における音圧レベル変化を示す図である。
【0042】
図2−1〜図2−4においては、ビードフィラー52の断面積を車両装着内側と車両装着外側とで異ならせていないもので、カーカス層6を示さず、ベルト層7(ベルト71,72)およびベルト補強層8(1つの補強層)を示している。そして、図2−1は、スチール補強層9を有していない形態である。図2−2は、スチール補強層9を有しているが、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の90[%]とした形態である。図2−3は、スチール補強層9を有し、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としているが、タイヤ幅方向の両側にそれぞれ配置した形態である。図2−4は、スチール補強層9を有し、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としており、かつタイヤ幅方向の中央位置に配置した形態である。また、図3−1および図4−1において、図2−1の形態を太い破線、図2−2の形態を一点鎖線、図2−3の形態を細い破線、図2−4の形態を実線で示し、図3−2および図4−2において、図2−1の形態を太い破線、図2−4の形態を実線で示し、図5において、図2−1の形態を四角、図2−4の形態を丸で示している。
【0043】
そして、図3−1に示すように、通常内圧時においては、低負荷(1[kN]〜3[kN])でコーナリングパワーが比較的高く、高負荷(3[kN]以上)でコーナリングパワーが高すぎないことが操縦安定性を向上するうえで好ましい。この点で、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−3および図2−4参照)、およびスチール補強層9を有していない形態(図2−1参照)は、高負荷においてコーナリングパワーが高すぎることがない。一方、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の90[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−2参照)では、高負荷においてコーナリングパワーが高すぎてしまう。
【0044】
また、図3−2に示すように、高圧時においては、低負荷時にコーナリングパワーが低下しないことが操縦安定性を向上するうえで好ましい。この点で、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−4参照)は、スチール補強層9を有していない形態(図2−1参照)と同等にコーナリングパワーの低下が見られない。なお、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−4参照)は、高負荷においてコーナリングパワーが低下しない。
【0045】
また、図4−1に示すように、通常内圧時においては、セルフアライニングトルクが比較的高いことが操縦安定性を向上するうえで好ましい。この点で、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−3および図2−4参照)、およびスチール補強層9を有していない形態(図2−1参照)は、セルフアライニングトルクが比較的高い。一方、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の90[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−2参照)では、セルフアライニングトルクが比較的低くなってしまう。
【0046】
また、図4−2に示すように、高圧時においては、タイヤ幅方向寸法をベルト層7の有効ベルト幅の45[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−4参照)は、スチール補強層9を有していない形態(図2−1参照)と同等にセルフアライニングトルクの低下が見られない。
【0047】
すなわち、図3および図4に示す作用から、スチール補強層9のタイヤ幅方向寸法を有効ベルト幅の50[%]を超えて形成すると、接地変形時のトレッド面21の圧縮剛性が高くなりすぎ、セルフアライニングトルクが減少するため操縦安定性の向上が見込めない。また、スチール補強層9のタイヤ幅方向寸法W1を有効ベルト幅Wの10[%]未満とすると、接地状態を好適に保てず操縦安定性の向上が見込めない。なお、スチール補強層9のタイヤ幅方向寸法W1を、ベルト層7の有効ベルト幅Wの20[%]以上45[%]以下に形成することが操縦安定性を向上するうえで好ましい。
【0048】
しかも、図5に示すように、舗装路を60[km/h]で走行した際の運転席窓側の車内音(ロードノイズ)について、タイヤ幅方向寸法W1をベルト層7の有効ベルト幅Wの45[%]としたスチール補強層9を有した形態(図2−4参照)は、スチール補強層9を有していない形態(図2−1参照)と比較して、音圧レベルが低下する傾向にある。
【0049】
このように、本実施の形態の空気入りタイヤによれば、ビードフィラー52の子午断面での断面積を、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成し、かつベルト層7のタイヤ径方向最内側のベルト71とカーカス層6との間に、タイヤ周方向に対して実質90[度]のスチールコードがタイヤ周方向に並設され、タイヤ幅方向寸法W1がベルト層7の有効ベルト幅Wの10[%]以上50[%]以下に形成されたスチール補強層9を配置することにより、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減することが可能になる。
【0050】
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、ビードフィラー52の車両装着外側と車両装着内側との断面積差(車両装着外側−車両装着内側)が、断面積合計の10[%]以上80[%]以下であることが好ましい。
【0051】
ビードフィラー52の断面積差が断面積合計の10[%]以上であれば、非対称性によるロードノイズの低減効果が顕著に得られる。一方、ビードフィラー52の断面積差が断面積合計の80[%]以下であれば、カーカス層6の歪み状態を左右で大きく異ならせることを抑えるため、車両装着内外での弾性力を保ち操縦安定性の悪化を抑えることが可能である。従って、この空気入りタイヤによれば、ビードフィラー52の断面積差を断面積合計の10[%]以上80[%]以下とすることで、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得ることが可能になる。
【0052】
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、ビードフィラー52の車両装着外側と車両装着内側とのタイヤ径方向寸法差(車両装着外側寸法Hout−車両装着内側寸法Hin)が、正規リムに組み込んで正規内圧の5[%]を充填した状態において、タイヤ断面高さHの5[%]以上60[%]以下であることが好ましい。
【0053】
ここで、正規リムとは、JATMAで規定する「標準リム」、TRAで規定する「Design Rim」、あるいは、ETRTOで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、JATMAで規定する「最高空気圧」、TRAで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはETRTOで規定する「INFLATION PRESSURES」である。そして、タイヤ断面高さHとは、タイヤの外径とリム径の差の1/2である。タイヤの外径とは、本実施の形態において、正規リムに組み込んで装着し、正規内圧の5[%]を充填して、無負荷状態のタイヤの外径(タイヤ径方向最大寸法)である。
【0054】
ビードフィラー52のタイヤ径方向寸法差がタイヤ断面高さHの5[%]以上であれば、非対称性によるロードノイズの低減効果が顕著に得られる。一方、ビードフィラー52のタイヤ径方向寸法差がタイヤ断面高さHの60[%]以下であれば、カーカス層6の歪み状態を左右で大きく異ならせることを抑えるため、車両装着内外での弾性力を保ち操縦安定性の悪化を抑えることが可能である。従って、この空気入りタイヤによれば、ビードフィラー52のタイヤ径方向寸法差をタイヤ断面高さHの5[%]以上60[%]以下とすることで、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得ることが可能になる。
【0055】
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、スチール補強層9は、タイヤ幅方向の中心位置を有効ベルト幅Wの0.5[%]以上15[%]以下の範囲Sでタイヤ赤道面CLに対して車両装着内側に寄せてオフセット配置することが好ましい。
【0056】
トレッド部2の非対称性に関しては、曲げ剛性よりも質量感度の方が大きいため、変形の大きい側が軽くなるよう、有効ベルト幅Wの0.5[%]以上15[%]以下の範囲Sで、タイヤ赤道面CLよりも車両装着内側になる位置に、スチール補強層9のタイヤ幅方向の中心位置を配置することで、接地形状最適化や、ロードノイズ低減化が可能となる。なお、オフセットする範囲Sは、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得るうえで、有効ベルト幅Wの2[%]以上8[%]以下が好ましい。また、コニシティの感度はトレッド部2の方が大きいため、オフセットする範囲Sを、ビードフィラー52の車両装着内外での断面積差に比較して小さくすることが望ましい。
【0057】
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、スチール補強層9は、スチールコードが直径0.27[mm]以上0.45[mm]以下の無撚りのモノフィラメントであることが好ましい。
【0058】
スチール補強層9は、トレッド部2の圧縮変形剛性を向上するものであるが、タイヤ質量を増加させないためには、モノフィラメントを採用することが好ましい。そして、当該モノフィラメントにおいてトレッド部2の圧縮変形剛性を向上するには、直径0.27[mm]以上0.45[mm]以下であることが望ましい。
【0059】
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、スチール補強層9は、スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が4.5[mm]以上6.8[mm]以下であり、かつ強度が3200[MPa]であることが好ましい。
【0060】
スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が4.5[mm]以上であれば、剛性が増して耐久性が向上する。また、スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が6.8[mm]以下であれば、コード間隔を密とせず他の層との接着性(耐久性)が向上する。
【0061】
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、ベルト層7のタイヤ径方向外側に配置されたトレッド部2のトレッド面21に、タイヤ周方向に延在する主溝22を有しており、スチール補強層9のタイヤ径方向外側に配置された主溝22の溝幅D1は、それ以外に配置された主溝22の溝幅D2よりも小さいことが好ましい。
【0062】
スチール補強層9のタイヤ径方向外側に配置された主溝22の溝幅D1を他の主溝22の溝幅D2よりも小さくすることで、トレッド部2の曲げ剛性をさらに向上させ、ロードノイズの低減効果を顕著に得ることが可能になる。
【0063】
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用されることが好ましい。ここで、高内圧とは、280[kPa]以上350[kPa]以下の範囲の内圧を示す。
【0064】
空気入りタイヤが装着された乗用車両の低燃費化は、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために使用空気圧を高圧化することが効果的であるが、使用空気圧の高圧化は、路面からの入力を増加させるため、ロードノイズが増大し、かつタイヤ幅方向中央であるセンター領域の径成長が増加する傾向にあって操縦安定性が低下する傾向となる。この空気入りタイヤによれば、このような高内圧の乗用車用空気入りタイヤにおいて、操縦安定性を向上しつつロードノイズを低減する効果を顕著に得ることが可能になる。
【実施例】
【0065】
本実施例では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、ロードノイズ、操縦安定性およびコニシティに関する性能試験が行われた(図6参照)。
【0066】
この性能試験では、タイヤサイズ195/65R15(有効ベルト幅134[mm]、断面高さ128[mm])の空気入りタイヤを、正規リム(15×6JJのアルミホイール)にリム組みし、正規内圧(230[kPa])を充填した。
【0067】
ロードノイズの評価方法は、上記空気入りタイヤを1500[cc]のフロント駆動乗用車の試験車両に装着し、当該試験車両の運転席窓側にマイクを取り付け、60[km/h]で凹凸のある路面を走行したときの車内音を計測する。具体的には、1/3オクターブバンド波形の中心周波数315Hz帯における音圧レベルを測定する。そして、この測定結果に基づいて、空気入りタイヤを基準(100)とし音圧レベル差を指数評価する。この指数評価は、数値が小さいほどロードノイズが低減されていることを示している。
【0068】
操縦安定性の評価方法は、上記空気入りタイヤを1500[cc]のフロント駆動乗用車の試験車両に装着し、当該試験車両にて乾燥試験路を走行し、レーンチェンジ時およびコーナリング時における操舵性ならびに直進時における安定性について、5人のテストドライバーによる10段階の官能評価の平均値によって行う。そして、この官能評価に基づいて従来例の空気入りタイヤを基準(100)とした指数評価を行う。この指数評価は、数値が大きいほど、操縦安定性が優れていることを示している。
【0069】
コニシティの評価方法は、上記空気入りタイヤをドラム径854[mm]のユニフォミティ試験機において、4.5[kN]の負荷を掛けて速度10[km/h]で回転したときに発生するタイヤの軸方向に発生する横力の平均値を測定する。この場合、従来例の空気入りタイヤを基準(100)とした指数で示し、指数が小さいほどコニシティが優れていることを示している。
【0070】
図6において、従来例の空気入りタイヤは、スチール補強層を有さず(図2−1参照)、ビードフィラーの断面積が車両装着内外で等しい。比較例1の空気入りタイヤは、スチール補強層を有さず、ビードフィラーの断面積が車両装着外側が大きい。比較例2の空気入りタイヤは、スチール補強層を有しているが(図2−2参照)、ビードフィラーの断面積が車両装着内外で等しい。比較例3の空気入りタイヤは、スチール補強層を有しているが(図2−3参照)、ビードフィラーの断面積が車両装着内外で等しい。比較例4の空気入りタイヤは、スチール補強層を有しているが(図2−4参照)、ビードフィラーの断面積が車両装着内外で等しい。
【0071】
また、図6において、実施例1〜実施例11の空気入りタイヤは、スチール補強層を有し(実施例1:図2−3参照、実施例2〜実施例11:図2−4参照)、ビードフィラーの断面積が車両装着内側よりも車両装着外側が大きい。そして、実施例9〜実施例11の空気入りタイヤは、スチール補強層の位置を車両装着内側に寄せて配置している。また、実施例10および実施例11の空気入りタイヤは、スチールコードが無撚りのモノフィラメントとされている。また、実施例5〜実施例11の空気入りタイヤは、ビードフィラーの車両装着外側と車両装着内側との断面積差が、断面積合計の10[%]以上80[%]以下の範囲とされている。また、実施例6〜実施例11の空気入りタイヤは、正規リムに組み込んで正規内圧の5[%]を充填した状態において、ビードフィラーの車両装着外側と車両装着内側とのタイヤ径方向寸法差がタイヤ断面高さの5[%]以上60[%]以下の範囲とされている。
【0072】
そして、図6の試験結果に示すように、実施例1〜実施例11の空気入りタイヤは、操縦安定性を向上しつつロードノイズが低減されていることが分かる。
【符号の説明】
【0073】
2 トレッド部
21 トレッド面
22 主溝
23 陸部
3 ショルダー部
4 サイドウォール部
5 ビード部
51 ビードコア
52 ビードフィラー
6 カーカス層
7 ベルト層
71,72 ベルト
8 ベルト補強層
81,82 補強層
9 スチール補強層
CL タイヤ赤道面(タイヤ赤道線)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
左右一対のビードコアと、各前記ビードコア間に配置されるカーカス層と、各前記ビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラーと、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、を備え、車両装着時での車両内外の向きが指定されている空気入りタイヤにおいて、
前記ビードフィラーの子午断面での断面積を、車両装着内側よりも車両装着外側を大きく構成し、かつ前記ベルト層のタイヤ径方向最内側のベルトと前記カーカス層との間に、タイヤ周方向に対して実質90[度]のスチールコードがタイヤ周方向に並設され、タイヤ幅方向寸法が前記ベルト層の有効ベルト幅の10[%]以上50[%]以下に形成されたスチール補強層を配置することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項2】
前記ビードフィラーの車両装着外側と車両装着内側との断面積差が、断面積合計の10[%]以上80[%]以下であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
前記ビードフィラーの車両装着外側と車両装着内側とのタイヤ径方向寸法差が、正規リムに組み込んで正規内圧の5[%]を充填した状態において、タイヤ断面高さの5[%]以上60[%]以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
【請求項4】
前記スチール補強層は、タイヤ幅方向の中心位置を有効ベルト幅の0.5[%]以上15[%]以下の範囲でタイヤ赤道面に対して車両装着内側に寄せて配置することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【請求項5】
前記スチール補強層は、前記スチールコードが直径0.27[mm]以上0.45[mm]以下の無撚りのモノフィラメントであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【請求項6】
前記スチール補強層は、前記スチールコードの1本の断面積と50[mm]あたりの打ち込み本数との積が4.5[mm]以上6.8[mm]以下であり、かつ強度が3200[MPa]であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【請求項7】
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたトレッド部のトレッド面に、タイヤ周方向に延在する主溝を有しており、前記スチール補強層のタイヤ径方向外側に配置された主溝は、それ以外に配置された主溝よりも溝幅が小さいことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【請求項8】
高内圧の乗用車用空気入りタイヤに適用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。

【図1】
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【図2−1】
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【図2−2】
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【図2−3】
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【図2−4】
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【図3−1】
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【図3−2】
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【図4−1】
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【図4−2】
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【図5】
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【図6】
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