(57)【要約】【課題】カーカス層をスチールコードで構成した乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、その耐久性を低下させることなく、気柱共鳴音を低減するようにした乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】カーカス層４がスチールコード８からなり、カーカス層４の外周側にベルト層６を設けた乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４とベルト層６とのコード間の表面間距離ｄを０．５ｍｍ以上にすると共に、タイヤ空洞内のタイヤ内周面に吸音材１０をタイヤ周方向に連続的又は間欠的に取り付けたことを特徴とする。【選択図】図１
2010173573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカス層がスチールコードからなり、該カーカス層の外周側にベルト層を設けた乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記カーカス層とベルト層とのコード間の表面間距離を０．５ｍｍ以上にすると共に、タイヤ空洞内のタイヤ内周面に吸音材をタイヤ周方向に連続的又は間欠的に取り付けた乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記カーカス層とベルト層のコード間の表面間距離を０．８ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にした請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記吸音材の体積が、タイヤ空洞内体積の５％以上２５％以下である請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記カーカス層とベルト層との間にゴムシート層を介在させた請求項１，２又は３に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記吸音材が、連続気泡を有するポリウレタンフォームからなる請求項１〜４のいずれかに記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記ベルト層が、スチールコードからなる請求項１〜５のいずれかに記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、カーカス層をスチールコードで構成した乗用車用空気入りラジアルタイヤの耐久性を低下させることなく、気柱共鳴音を低減するようにした乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高性能用の乗用車用空気入りラジアルタイヤには、高速走行時の操縦安定性を一層向上する手段として、カーカス層を有機繊維コードに代えてスチールコードで構成することによりタイヤ剛性を高くすることが行われている。しかし、カーカス層をスチールコードで構成すると、有機繊維コードで構成したときに比べ、タイヤ空洞内に発生する気柱共鳴音に起因する室内騒音が大きくなるという問題がある。この気柱共鳴音を低減する手段としては、タイヤ空洞内の内周面にスポンジ材からなる吸音材を配置することが有効なことが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、カーカス層をスチールコードで構成したタイヤは、カーカス層の径方向の剛性が大きいため、カーカス層とベルト層端部との間のせん断歪みが大きく、この部分の発熱が非常に大きくなる。そのため、上記のように吸音材をタイヤ内周面に配置すると、上述したベルト層端部付近で発生した熱の放熱が吸音材により妨げられるため、ゴムが劣化してタイヤ耐久性が低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５２００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、カーカス層をスチールコードで構成した乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、その耐久性を低下させることなく、気柱共鳴音を低減するようにした乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、カーカス層がスチールコードからなり、該カーカス層の外周側にベルト層を設けた乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層とベルト層とのコード間の表面間距離を０．５ｍｍ以上にすると共に、タイヤ空洞内のタイヤ内周面に吸音材をタイヤ周方向に連続的又は間欠的に取り付けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記カーカス層とベルト層のコード間の表面間距離は、さらに好ましくは０．８ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にするとよい。前記吸音材の体積は、タイヤ空洞内体積の５％以上２５％以下にするとよい。また、前記カーカス層とベルト層との間にゴムシート層を介在させると更によい。
【０００８】
前記吸音材としては、連続気泡を有するポリウレタンフォームが好ましく使用され、また前記ベルト層としては、スチールコードから構成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スチールコードからなるカーカス層とベルト層とのコード間の表面間距離を０．５ｍｍ以上にしたので、カーカス層とベルト層との間に発生するせん断歪みを緩和し発熱を抑制すると共に分散させるため、吸音材をタイヤ内周面に取付けた場合でも、ベルト層のタイヤ幅方向端部におけるベルト剥離などの故障を抑制し、タイヤ耐久性を低下させないようにすることができる。また、吸音材をタイヤ内周面に周方向に連続的又は間欠的に取り付けたことにより、タイヤ空洞内の気柱共鳴音に起因する騒音を低減すると共に、カーカス層とベルト層とのコード間の表面間距離を０．５ｍｍ以上にしたのでベルト層からカーカス層への振動伝達が抑制され、吸音材による気柱共鳴音の抑制効果と相乗して室内騒音を一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。
【図２】図１において、カーカス層及びベルト層の一部を示すタイヤ赤道方向の部分断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の一例において、図２に相当する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。
【００１２】
図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、４はカーカス層である。カーカス層４はカーカスコードがスチールコードにより構成されている。このカーカス層４はビード部３に埋設された左右一対のビードコア５間に装架され、その両端部をそれぞれビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１の内側には、カーカス層４の外周側に、上下一対のスチールコードからなるベルト層６がタイヤ１周にわたって配置され、カーカス層４とベルト層６との間にゴムシート層７が介在している。また、トレッド部１のタイヤ内周面には、連続気泡を内包する樹脂材からなる吸音材１０が、タイヤ周方向に連続的又は間欠的に取り付けられている。
【００１３】
本発明のタイヤは、カーカス層４がスチールコードで構成されているため、有機繊維コードからなるタイヤに比べて、サイド剛性が高くなり、高速走行時の操縦安定性が著しく向上する。カーカス層に使用するスチールコードは特に限定されるものではなく、タイヤ材料に通常使用されているものであればよい。
【００１４】
また、タイヤ空洞内のトレッド部１に対応するタイヤ内周面に吸音材１０がタイヤ周方向に連続的又は間欠的に配置されていることにより、特にカーカス層がスチールコードから構成されている場合に顕著に現れる気柱共鳴音を吸収し、室内騒音を低減することができる。
【００１５】
上述したタイヤ構成において、スチールコードからなるカーカス層４とベルト層６との間は、図２に示すように、カーカス層４を構成するカーカスコード８と、ベルト層６を構成するベルトコード９とのコード間の表面間距離ｄが０．５ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下に構成されている。このようにコード間距離を維持することにより、カーカス層４がスチールコードであることに起因して発生するカーカス層とベルト層との間の大きなせん断歪みを緩和し、発熱を抑制することができる。このように発熱を抑制するため、ベルト層端部のゴム剥離を抑制し、タイヤ耐久性を低下させないようにする。また、カーカス層４とベルト層６とのコード間の表面間距離ｄを０．５ｍｍ以上にすることにより、ベルト層６からカーカス層４への振動伝達が抑制され、吸音材１０による吸音効果に相乗して室内騒音を一層低減することができる。
【００１６】
カーカス層４とベルト層６とのコード間の表面間距離ｄが０．５ｍｍ未満であると、カーカスコード８とベルトコード９との間のせん断歪みを十分に緩和することができず発熱が大きくなるためタイヤ耐久性が低下するのを十分に防止することができない。また、ベルト層からカーカス層への振動伝達を低減することができない。また、表面間距離ｄが２．５ｍｍを超えるとゴム量の増加によりタイヤ重量が大きくなる。コード間の表面間距離ｄは、さらに好ましくは０．８〜２．０ｍｍにするのがよい。
【００１７】
カーカス層４とベルト層６の間には、図２のように、ゴムシート層７を介在させても、或いは図３に示すように、ゴムシート層を使用しないで、カーカス層４及びベルト層６の被覆ゴムの厚さを調整して、カーカス層４とベルト層６とを直接積層させてもよい。しかし、カーカス層４とベルト層６との間のコード間の表面間距離ｄは、図２に示すように、薄いゴムシート層７を間に介在させることにより、コード間距離を調整しやすくすることができる。また、ゴムシート層７の利用によりカーカス層４及びベルト層６の被覆ゴムを増量する必要がないので、タイヤ重量の増加を抑制することができる。ゴムシート層７を構成するゴム組成物は、特に制限されるものではないが、カーカス層又はベルト層を構成する被覆ゴムと同じゴム組成物を使用することが好ましい。
【００１８】
本発明において、トレッド部に対応するタイヤ内周面に取り付ける吸音材は、タイヤ周方向に延長するものであり、タイヤ１周にわたり連続するように取付けてもよいし、間欠的に取付けてもよい。吸音材の体積は、好ましくはタイヤ空洞内体積の５％以上２５％以下、より好ましくは１５％〜２５％にするとよい。吸音材の体積が空洞内体積の５％未満であると、気柱共鳴音を低減する効果が不十分になる。また、吸音材の体積が空洞内体積の２５％を超えると、気柱共鳴音の低減効果が飽和すると共に、タイヤ重量が増加する。なお、本発明において、空気入りラジアルタイヤの空洞内体積とは、吸音材を取り付けてないタイヤをリムに組みつけて、内圧２４０ｋＰａで充填したときの空洞内体積をいう。測定方法は、以下の方法に従う。先ず吸音材を取り付けてないタイヤを所定の方法でリムに組みつけ、内圧２４０ｋＰａにて２４時間以上放置した後に再度内圧を２４０ｋＰａに調整する。このリム組みタイヤのリムに質量約４０ｋｇの錘をくくりつけて、全体の重量（リム組みタイヤと錘の合計重量）を、室温２５℃の空気中及び水温２５℃の水中にて測定し、それぞれＷＡ、ＷＡ′とする。また、タイヤ、リム、錘について室温２５℃の空気中の重量を測定し、それぞれＷＴ、ＷＲ、ＷＷとする。同じく水温２５℃の水中のタイヤ、リム、錘の重量をそれぞれ測定し、ＷＴ′、ＷＲ′、ＷＷ′とする。これによりタイヤ、リム、錘及び全体（リム組みタイヤと錘の合計）のそれぞれの体積ＶＴ、ＶＲ、ＶＷ及びＶＡが下記の式により求められる。
Ｖｉ＝（Ｗｉ−Ｗｉ′）／ρ
【００１９】
上記式において、Ｖｉは体積（ｍ３）、Ｗｉは空気中の重量（ｋｇ）、Ｗｉ′は水中の重量（ｋｇ）、ρは水の密度（１×１０−３ｋｇ／ｍ３）、添え字ｉはＴ（タイヤ）、Ｒ（リム）、Ｗ（錘）、Ａ（リム組みタイヤと錘の合計）を示す。
【００２０】
以上により求められたタイヤ、リム、錘及び全体（リム組みタイヤと錘の合計）の体積ＶＴ、ＶＲ、ＶＷ及びＶＡから、タイヤ空洞内体積Ｖは、下記式により求められる。
Ｖ＝ＶＡ−（ＶＴ＋ＶＲ＋ＶＷ）
【００２１】
本発明で使用する吸音材の材質は、特に制限されるものではなく、例えば発泡樹脂、発泡ゴム、不織布、海綿等の多孔質材料であればよく、特に連続気泡を有するものが好ましい。発泡樹脂としては、例えば発泡ウレタン樹脂、発泡ポリプロピレン樹脂等を例示することができる。特に発泡ウレタン樹脂の中でも、ポリウレタンフォームが、タイヤ内圧に対して圧縮変形し難く、耐圧性が優れるため好ましい。ポリウレタンフォームとしては、低密度であるものが好ましく、好ましくは０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ３にするとよい。ポリウレタンフォームの密度が０．０１ｇ／ｃｍ３未満であると、機械的強度が不足し、遠心力や繰り返し変形に対してタイヤリムに固定することが困難になる。また、ポリウレタンフォームの密度が０．１ｇ／ｃｍ３を超えると、気柱共鳴音の低減効果が不十分になると共に、タイヤ重量が増加する。
【００２２】
カーカス層及びベルト層の被覆ゴムを構成するゴム組成物並びにゴムシート層のゴム組成物は、空気入りラジアルタイヤ用ゴム組成物として通常使用されるものであればよい。また、ベルト層を構成するベルトコードは、乗用車用空気入りラジアルタイヤに使用可能なベルトコードであればよい。ベルトコードとしては、スチールコードを用いることが好ましい。
【００２３】
以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。
【実施例】
【００２４】
タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６、タイヤ構造を図１に示す構成とし、カーカスコードとしてスチールコード、ベルトコードとしてスチールコードを使用することを共通条件とし、カーカスコードとベルトコードとのコード間の表面間距離ｄ（表中、「コード間距離ｄ」と表す。）、吸音材の有無、吸音材を配置した場合のタイヤ空洞内体積に対する吸音材の体積分率を表１，２に示すように異ならせた１４種類の乗用車用空気入りラジアルタイヤ（実施例１〜１０、比較例１〜３、従来例）を製作した。なお、吸音材は、連続気泡を有するポリウレタンフォームで構成し、タイヤ内周面に周方向に間欠的に取付けた。
【００２５】
得られた１４種類の乗用車用空気入りラジアルタイヤを、リム（サイズ１６×６．５ＪＪ）にリム組みして、車室内騒音、車室内騒音フィーリング及び耐久性を以下に示す方法で評価した。
【００２６】
車室内騒音
リム組みした空気入りラジアルタイヤを２２０ｋＰａに調整し、国産２．４リットル車に装着してテストコースを６０ｋｍ／ｈで走行したときの車室内騒音性を、運転席窓側位置に取付けたマイクで集音し、周波数スペクトルを求めて２５０Ｈｚ付近のピーク音圧（ｄＢ）を求めた。測定した結果は、従来例の空気入りラジアルタイヤのピーク音圧との差を「車室内騒音」として表１，２に示した。「車室内騒音」の値が低いほど、低騒音性能が優れることを意味する。
【００２７】
車室内騒音フィーリング
リム組みした空気入りラジアルタイヤを２２０ｋＰａに調整し、国産２．４リットルのＦＲ車に装着して、訓練された５人のドライバーがテストコースを走行したときの車室内騒音をフィーリング評価した。判定方法は、従来例の空気入りラジアルタイヤを３（基準）とし、５（すばらしい）、４（優れる）、３．５（やや優れる）、３（基準と同等）、２．５（やや劣る）、２（劣る）、１（大きく劣る）という判定基準で評価した。得られた結果は、最高点と最低点を除いた３名の評点の平均点として、表１，２に示した。なお評点２．５（やや劣る）が実用下限レベルである。
【００２８】
耐久性
リム組みした空気入りラジアルタイヤを２８０ｋＰａで酸素封入して、室温７０℃のチャンバー内に２週間保持した。その後、タイヤ内部の酸素を開放し、１７０ｋＰａで空気を充填した。このように前処理した試験タイヤを、ＪＩＳ  Ｄ４２３０に準拠しドラム表面が平滑な鋼製のドラム試験機（直径１７０７ｍｍ）にかけて、周辺温度を３８±３℃に制御し、走行速度を５０ｋｍ／ｈ、スリップ角を０°±３°、荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７０％±４０％の変動条件下で、スリップ角と荷重を０．０８３Ｈｚの矩形波で変動させて１００時間、５０００ｋｍ走行させた。走行後、試験タイヤを切開しベルト層のタイヤ幅方向端部における幅方向へのセパレーション（長さ５ｍｍ以上の剥離部）の有無を確認した。得られた結果を「ベルト剥離の有無」として表１，２に示す。ベルト剥離がなければ耐久性が優れることを意味する。
【００２９】
【表１】
2010173573.tif 000003
【００３０】
【表２】
2010173573.tif 000004
【符号の説明】
【００３１】
１  トレッド部
３  ビード部
４  カーカス層
６  ベルト層
７  ゴムシート層
８  カーカスコード
９  ベルトコード
１０  吸音材
ｄ  表面間距離
【図１】
2010173573.tif 000005
【図２】
2010173573.tif 000006
【図３】
2010173573.tif 000007