(57)【要約】【課題】従来の空気入りタイヤに比べて、タイヤ重量を低下しつつ、ロードノイズ及び操縦安定性能に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤは、カーカス層の他に、補強カーカス層を備える。この補強カーカス層は、内側ベルト層の端よりタイヤセンター側の、カーカス層と内側ベルト層との間の領域に始端を有し、ビードコアの周りを折り返すことなく、ビード部のビードフィラーのタイヤ外側を通り、ビードコア近傍に終端を有する。さらに、内側ベルト層のコードと外側ベルト層のコード間のインシュレーションゴムの厚さが０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄い。あるいは、ベルト層のコードを囲むインシュレーションゴムの、外側ベルト層の外側縁部と内側ベルト層の内側縁部との間の厚さが０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部に配置したビードコアの周りに、タイヤ内側から外側に折り返したカーカス層と、トレッド部のカーカス層のタイヤ外側に設けられる内側ベルト層及びこの内側ベルト層よりタイヤ外側に設けられる外側ベルト層を有するベルト層とを備える空気入りタイヤであって、
前記カーカス層の他に、前記内側ベルト層の端よりタイヤセンター側の、前記カーカス層と前記内側ベルト層との間の領域に始端を有し、前記ビードコアの周りを折り返すことなく、前記ビード部のビードフィラーのタイヤ外側を通り、前記ビードコア近傍に終端を有する補強用カーカス層を備え、
前記内側ベルト層のコードと前記外側ベルト層のコード間のインシュレーションゴムの厚さが０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄い、あるいは、前記ベルト層のコードを囲むインシュレーションゴムの、前記外側ベルト層の外側縁部と前記内側ベルト層の内側縁部との間の厚さが０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄いことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記インシュレーションゴムは、１００％モジュラスで、２．０〜５．０（ＭＰａ）のゴム材である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間に、前記内側ベルト層のタイヤ内側に、あるいは、前記外側ベルト層のタイヤ外側に、前記内側ベルト層及び前記外側ベルト層のインシュレーションゴムと同じゴム材からなる、厚さが０．３〜１．０ｍｍのゴムシートが設けられて前記ベルト層が構成されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のビード部に配置したビードコアの周りに、タイヤ内側から外側に折り返したカーカス層と、トレッド部のカーカス層のタイヤ外側に設けられる内側ベルト層及び外側ベルト層を有するベルト層とを備える空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの点から車両の燃費向上が強く求められている。このため、車両の軽量化が為されている。この車両の軽量化は、車両の質量が減少することにより、車両の運動特性の向上にも貢献する。
一方において、車両の衝突安全基準は強化され、耐衝突性向上のためのクロスメンバー補強等による重量増加が見られ、さらに、車両の室内静粛性、快適性の向上のために、防音材や断熱材を付与することによる重量増加も見込まれる。また、車両の制動距離向上のために、ブレーキディスクのサイズを大きくする場合、タイヤも高偏平化をする必要があり、重量増加に繋がる。
【０００３】
このような情況下、下記特許文献１では、空気入りタイヤが開示されている。当該公報では、カーカス強度を必要としないトレッド部のカーカス層では、カーカス強度係数を低くし、カーカス強度の必要とするサイド部では、カーカス強度係数を高めた構成のタイヤが記されている。特に、当該公報の図２に示すタイヤは、トレッド部のカーカス層が１層であり、ショルダー部〜サイド部ではカーカス層が２層であり、この２層のカーカス層のうち、一方はビードコアで折り返され、他方のカーカス層は、ビードコアで折り返されることなく、ビードフィラーのタイヤ外側からビードコア近傍で終端を成す構成となっている。上記他方のカーカス層は、ベルト層の端よりタイヤセンター側の位置を始端として設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３７０２９１１号公報
【０００５】
上記特許文献１の図２に示すタイヤのトレッド部では、カーカス層が１層となっているので、カーカス層が２層のタイヤに比べて重量を低減することができ、製造コストも低減することができる、とされている。しかも、タイヤのトレッド部では、カーカス層の補強係数をそれほど高くする必要がないため、タイヤの耐久性が維持されている。
しかし、これらのタイヤは、車室内のロードノイズの音圧レベルが従来のタイヤに比べて高くなり、さらに操縦安定性能においても良好な結果を得ることができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、従来のタイヤに比べて、タイヤ重量を低下しつつ、ロードノイズ及び操縦安定性能に優れた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】
上記目的を達成するために、本発明は、一対のビード部に配置したビードコアの周りに、タイヤ内側から外側に折り返したカーカス層と、トレッド部のカーカス層のタイヤ外側に設けられる内側ベルト層及びこの内側ベルト層よりタイヤ外側に設けられる外側ベルト層を有するベルト層とを備える空気入りタイヤであって、
前記カーカス層の他に、前記内側ベルト層の端よりタイヤセンター側の、前記カーカス層と前記内側ベルト層との間の領域に始端を有し、前記ビードコアの周りを折り返すことなく、前記ビード部のビードフィラーのタイヤ外側を通り、前記ビードコア近傍に終端を有する補強用カーカス層を備え、前記内側ベルト層のコードと前記外側ベルト層のコード間のインシュレーションゴムの厚さがが０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄く、あるいは、前記ベルト層のコードを囲むインシュレーションゴムの、前記外側ベルト層の外側縁部と前記内側ベルト層の内側縁部との間の厚さがが０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄いことを特徴とする空気入りタイヤを提供する。
【０００８】
前記インシュレーションゴムは、１００％モジュラスで、２．０〜５．０（ＭＰａ）のゴム材であることが好ましい。
【０００９】
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間に、前記内側ベルト層のタイヤ内側に、あるいは、前記外側ベルト層のタイヤ外側に、前記内側ベルト層及び前記外側ベルト層のインシュレーションゴムと同じゴム材からなる、厚さが０．３〜１．０ｍｍのゴムシートが設けられて前記ベルト層が構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、内側ベルト層のコードと外側ベルト層のコード間のインシュレーションゴムの厚さを０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄くすることにより、あるいは、ベルト層のコードを囲むインシュレーションゴムの、外側ベルト層の外側縁部と内側ベルト層の内側縁部との間の厚さを０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄くすることにより、従来に比べてタイヤ重量を低下しつつ、ロードノイズ及び操縦安定性の両性能を両立して向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の空気入りタイヤについて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態である空気入りタイヤ（以降、タイヤという）１０の子午線ＣＬに対して右半分の断面形状を示す断面図である。タイヤ１０は、トレッド部１２、サイドウォール部１４、ビード部１６とを主な構成部分として有する。
なお、以降説明に用いるタイヤ内側とは、タイヤに所定の内圧を与える空洞領域Ｒに面するタイヤ内面側をいい、タイヤ外側とは、タイヤ内周面と反対側の、ユーザが視認できるタイヤ外面側をいう。
【００１３】
タイヤ１０は、カーカス層２０、ベルト層２２、ベルト補強層２４、エッジ補強層２６、ビードコア２８、ビードフィラーゴム３０、トレッドゴム３２、サイドウォールゴム３４、リムクッションゴム３６及びインナーライナゴム３８を主に有して構成される。
【００１４】
カーカス層２０は、内側カーカス層２０ａ及び外側カーカス層２０ｂを有し、内側カーカス層２０ａ及び外側カーカス層２０ｂはいずれも、有機繊維からなる補強コードを一定間隔で一方向に向かって、例えばタイヤ幅方向に向かって、配列し、コードコーティングゴムで被覆した構成である。外側カーカス層２０ｂは、本発明における補強カーカス層である。
【００１５】
内側カーカス層２０ａは、後述する左右一対のビードコア２８にタイヤ内側からタイヤ外側に折り返され、サイドウォール部１４の領域で終端Ａを為している。図１中で示されていないタイヤ左半分についても、同様の端を有する。
外側カーカス層２０ｂは、トレッド部１２の所定の領域、すなわち、内側カーカス層２０ａと後述する内側ベルト層２０ａとの間に位置する始端Ｂからサイドウォール部１４を通り、ビードフィラー３０の外側を通り、ビードコア２８近傍で終端Ｃを為す構成となっている。
始端Ｂは、内側ベルト層２２ｂの端部からタイヤセンター（子午線ＣＬ）側に位置し、かつ、内側ベルト層２２ｂに比べて幅の短い外側ベルト層２２ａの端部からタイヤセンター（子午線ＣＬ）側に位置する。さらに、その位置は、内側ベルト層２２ｂの幅の１０％となる位置よりもタイヤセンター（子午線ＣＬ）側にある。
このような構成により、外側カーカス層２０ｂは、トレッド部１２の子午線ＣＬを中心に一定の範囲で存在しないので、従来に比べてタイヤ重量を抑えることができる。
【００１６】
ベルト層２２は、内側ベルト層２２ａ及び外側ベルト２２ｂを有し、内側ベルト層２２ａ及び外側ベルト層２２ｂはいずれも、スチールコードからなる補強コードを一定間隔でタイヤ周方向に対して傾斜した方向に向かって配列し、コードコーティングゴムで被覆して構成されている。
【００１７】
ベルト層２２のタイヤ外側には、ベルト層２２をタイヤ幅方向の端から端まで覆う、有機繊維を有するカーバ補強層２４と、ベルト層２２の端部付近のみを覆う、有機繊維を有するエッジ補強層２６とが設けられ、ベルト層２２の補強を行っている。
ビード部１６には、内側カーカス層２０ａを折り返し、タイヤ１０をホイールに固定するために機能するビードコア２８と、ビードコア２８に接するようにビードフィラー３０が設けられている。
タイヤ１０は、この他にゴム材としてトレッドゴム３２、サイドウォールゴム３４、リムクッションゴム３６、及びタイヤ内周面に設けられるインナーライナ３８を有する。
【００１８】
なお、タイヤ１０のベルト層２２において、内側ベルト層２２ａのスチールコードと外側ベルト層２２ｂのスチールコードとの間に設けられるインシュレーションゴムの厚さは０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄くなっている。好ましくは、厚さは１．０以上１．３ｍｍ以下である。実際、上記厚さはトレッド部のタイヤ幅方向位置によって僅かに変化するが、タイヤ１０の子午線ＣＬからタイヤ幅方向に向かってベルト層２２ｂの端までの範囲で、いずれも０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄く、好ましくは、１．０ｍｍ以上１．３ｍｍ以下となっていることをいう。
このインシュレーションゴムは、室温（２３℃）の温度条件下、１００％モジュラスで２．０〜５．０（ＭＰａ）であることが好ましい。ここで、１００％モジュラスで２．０〜５．０（ＭＰａ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定したものである。
【００１９】
このような構成のベルト層２２は、タイヤ製造時、内側ベルト層２２ａとなる、スチールベルトをインシュレーションゴムで被覆したベルト部材と、外側ベルト層２２ｂとなる、スチールベルトをインシュレーションゴムで被覆したベルト部材との間に、スチールコードを被覆したインシュレーションゴムと同様のゴム材からなるゴムシートを挟むことにより構成することができる。このとき、挟まれるゴムシートの厚さは、０．３〜１．０ｍｍであることが好ましい。この場合、ゴムシートは、内側ベルト層２２ａの端から端まで設けられることが好ましい。ゴムシートの幅が、内側ベルト層２２ａの幅より狭い場合、ベルト層２２の厚さに段差が生じ、この段差によってタイヤ製造時にベルト層２２に十分な張力がかからず、タイヤに必要なタガ効果を十分に発揮することができない。
【００２０】
あるいは、内側ベルト層２２ａとなるベルト部材の、外側ベルト層２２ｂとなるベルト部材と貼り合せる側のインシュレーションゴムを通常より０．３〜１．０ｍｍ厚くすることで、０．３〜１．０ｍｍの厚さのゴムシートを用いた構成と同様のベルト層２２の構成を得ることができる。同様に、外側ベルト層２２ｂとなるベルト部材の、内側ベルト層２２ａとなるベルト部材と貼り合せる側のインシュレーションゴムを通常より０．３〜１．０ｍｍ厚くすることで、ベルト層２２と同様の構成を得ることもできる。
【００２１】
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、内側ベルト層２２ａのスチールコードと外側ベルト層２２ｂのスチールコードとの間のインシュレーションゴムの厚さＴ1を０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄くすることにより、従来に比べて厚くする。厚さＴ1を厚くすることにより、ベルト層２２の面外曲げ変形の中立軸からベルト層のスチールコードの位置が遠ざかるため、面外曲げ剛性は効率よく高くすることができ、後述するようにロードノイズが低減される。
【００２２】
本発明では、外側ベルト層２２ｂのタイヤ外側縁部にインシュレーションゴムと同じゴム材からなる厚さが０．３〜１．０ｍｍのゴムシートを設けることにより、図３（ｂ）に示すように、ベルト層２２のタイヤ外側縁部とタイヤ内側縁部との間の厚さＴ2を０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄くしてもよい。インシュレーションゴムを含むベルト層２２全体の厚さが厚くなるので、ベルト層の面外曲げ剛性は高くなり、ロードノイズが低減される。
さらに、本発明では、内側ベルト層２２ａのタイヤ内側縁部にインシュレーションゴムと同じゴム材からなる厚さが０．３〜１．０ｍｍのゴムシートを設けることにより、図３（ｃ）に示すように、ベルト層２２のタイヤ外側縁部とタイヤ内側縁部との間の厚さＴ3を０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄くしてもよい。同様に、インシュレーションゴムを含むベルト層２２の全体の厚さが厚くなるので、ベルト層の面外曲げ剛性は高くなり、ロードノイズが低減される。
【００２３】
なお、図２（ｂ）及び（ｃ）に示される厚さＴ2、Ｔ3は、タイヤ１０をタイヤ径方向に切断して作製されるタイヤカットサンプルにおいて、スチールコードを取り巻くインシュレーションゴムを、その周りのゴム部材との境界線を目視によって識別することができるので、実測することができる。あるいは、インシュレーションゴムは高いモジュラスを有するので、ゴムの硬さから、インシュレーションゴムとその周りのゴム部材との境界を識別することができるので、厚さＴ2、Ｔ3を実測することもできる。
【００２４】
このようなタイヤ１０では、カーカス層２０ｂが、子午線ＣＬを中心として一定の範囲でタイヤトレッド部１２に存在しない構成であるため、タイヤ重量を軽減することができる一方、タイヤ耐久性を確保できる。しかし、タイヤトレッド部１２の質量が低下したことにより、タイヤの１次固有振動数が上昇し、低周波ロードノイズ、例えば、音圧レベルのスペクトル波形において１２５Ｈｚ近傍に位置する音圧ピークレベルが上昇し、タイヤ騒音性能は劣る。本発明では、この固有１次振動数の上昇を抑制するために、ベルト層２２の厚さを従来に比べて厚くする。これによって、操縦安定性を向上することができる。なお、ベルト層２２の厚さを厚くすることによって、操縦安定性が向上できるのは、カーカス層２２ｂが、ビードフィラー３０のタイヤ外側を通り、ビードコア２８近傍に終端Ｃを有する構成においてのみである。
特に、内側ベルト層２２ａと外側ベルト層２２ｂにおけるコード間に設けられるインシュレーションゴムの厚さを厚くすることにより、効果的に操縦安定性を向上することができる。
【００２５】
〔実施例〕
タイヤサイズ２２５／４０Ｒ１８の乗用車用タイヤで、本発明の空気入りタイヤの効果を調べた。
作製したタイヤは以下の通りである（タイヤＡ〜Ｈ）。表１中のゴムシートは、内側ベルト層と外側ベルト層の間に設けたゴムシートであり、いずれもスチールコードを被覆するインシュレーションゴムと同じ、１００％モジュラス３．６（ＭＰa）のゴム材を用いた。
表１中のタイヤＥ〜Ｈのカーカス構造については、図３（ａ）及び（ｂ）に示す。
タイヤＡ〜Ｃにおける内側ベルト層のコードと外側ベルト層のコード間のインシュレーションゴムの厚さは０．６ｍｍより厚く、１．３ｍｍより薄く、本発明の空気入りタイヤに該当する。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
作製したタイヤＡ〜Ｈについて、内圧２３０（Ｐａ）とし、２０００ｃｃのセダンタイプの乗用車に装着して、走行速度１００ｋｍ／時におけるドライバによる官能評価により操縦安定性を評価し、走行速度６０ｋｍ／時でロードノイズ路面を走行したときのロードノイズの車内騒音測定を行った。操縦安定性では、主にレーンチェンジにおける応答性とヨーイングの線形感を評価した。車内騒音測定は、ドライバの耳元に騒音マイクを設置して測定した。測定データは、周波数分析を行って、低周波ロードノイズ及び低周波ロードノイズより周波数帯域の高い中周波ロードノイズに分け、それぞれのロードノイズを、音圧レベルのスペクトル波形の音圧ピークレベルによって評価した。低周波ロードノイズは１２５Ｈｚ近傍に位置する音圧ピークレベルを、中周波ロードノイズは３１５Ｈｚ近傍に位置する音圧ピークレベルを、それぞれ調べた。評価結果を表２に示す。操縦安定性は、タイヤＥを基準（１００）として表し、数値が大きいほど良い評価であることを示している。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
表２から明らかなように、ゴムシートを有さないタイヤＤに対して、タイヤＡ〜Ｃは、いずれも操縦安定性が向上し、かつ、低周波ロードノイズ及び中周波ロードノイズも低減することがわかる。タイヤＥに対してゴムシートを有するタイヤＦ、及びタイヤＧに対してゴムシートを有するタイヤＨは、いずれも操縦安定性が低下し、ゴムシートを有する効果は、図１に示すカーカス構造によって発揮されることがわかる。また、タイヤＡ〜Ｃは、基準とするタイヤＥに対してタイヤ重量が低減する。タイヤ重量の低減は、１００〜２５０ｇ程度であるが、車両に装着される４本のタイヤでは４００ｇ〜１ｋｇとなる。この低減重量は、車両のサスペンションより接地面側に位置する車両のばね下重量の低減に相当し、このばね下重量の低減は、４００ｇ〜１ｋｇの低減であっても、操縦安定性において有効に寄与する。
【００３０】
以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施形態である空気入りタイヤの子午線ＣＬに対して右半分の断面形状を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、ベルト層における厚さを説明する図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、従来の空気入りタイヤのカーカス層の構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  空気入りタイヤ
１２  トレッド部
１４  サイドウォール部
１６  ビード部
２０  カーカス層
２０ａ  内側カーカス層
２０ｂ  外側カーカス層
２２  ベルト層
２２ａ  内側ベルト層
２２ｂ  外側ベルト層
２４  ベルト補強層
２６  エッジ補強層
２８  ビードコア
３０  ビードフィラーゴム
３２  トレッドゴム
３４  サイドゴム
３６  リムクッションゴム
３８  インナーライナゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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