JP2022164930A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
第1の態様において、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、
一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤの断面幅SWが165(mm)未満であり、前記タイヤの断面幅SWと外径ODとの比SW/ODは、0.26以下であり、
前記タイヤの内面に、1つ以上の制音体を設け、
前記制音体の周長をL(mm)とし、前記制音体の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)は、0.02以上1.5以下であることを特徴とする。
本態様の乗用車用空気入りラジアルタイヤによれば、制音性を向上させることができる。
一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤの断面幅SWが165(mm)以上であり、前記タイヤの断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)は、関係式、
OD(mm)≧2.135×SW(mm)+282.3
を満たし、
前記タイヤの内面に、1つ以上の制音体を設け、
前記制音体の周長をL(mm)とし、前記制音体の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)は、0.02以上1.5以下であることを特徴とする。
この態様の乗用車用空気入りラジアルタイヤによっても、制音性を向上させることができる。
一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤの断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)は、関係式、
OD(mm)≧-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)-380
を満たし、
前記タイヤの内面に、1つ以上の制音体を設け、
前記制音体の周長をL(mm)とし、前記制音体の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)は、0.02以上1.5以下であることを特徴とする。
この態様の乗用車用空気入りラジアルタイヤによっても、制音性を向上させることができる。
この構成によれば、過度の重量増とならないようにしつつ、制音性を向上させることができる。
また、「規定内圧」とは、上記JATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。さらに、後述の「最大負荷荷重」とは、上記最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
また、「接地端」とは、上記タイヤをリムに組み込み、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際に、路面と接する接地面のタイヤ幅方向両端を意味する。
図1は、タイヤの断面幅SW及び外径ODを示す概略図である。
本発明の第1の態様における一実施形態の乗用車用空気入りラジアルタイヤ(以下、単にタイヤとも称する)は、タイヤの断面幅SWが165(mm)未満であり、タイヤの断面幅SWと外径ODとの比SW/ODは、0.26以下であり、狭幅・大径の形状をなしている。タイヤの断面幅SWをタイヤの外径ODに比して狭くすることにより、空気抵抗を低減することができ、且つ、タイヤの外径ODをタイヤの断面幅SWに比して大きくすることにより、タイヤの接地面付近でのトレッドゴムの変形を抑制して、転がり抵抗を低減することができ、これらにより、タイヤの燃費性を向上させることができる。上記SW/ODは、0.25以下とすることが好ましく、0.24以下とすることがより好ましい。
上記比は、タイヤの内圧が200kPa以上である場合に満たされるものであることが好ましく、220kPa以上である場合に満たされるものであることがより好ましく、280kPa以上である場合に満たされるものであることがさらに好ましい。転がり抵抗を低減することができるからである。一方で、上記比は、タイヤの内圧が350kPa以下である場合に満たされるものであることが好ましい。乗り心地性を向上させることができるからである。
ここで、タイヤの断面幅SWは、接地面積を確保する観点からは、上記比を満たす範囲において、105mm以上とすることが好ましく、125mm以上とすることがより好ましく、135mm以上とすることがさらに好ましく、145mm以上とすることが特に好ましい。一方で、タイヤの断面幅SWは、空気抵抗を低減する観点からは、上記比を満たす範囲において、155mm以下とすることが好ましい。また、タイヤの外径ODは、転がり抵抗を低減する観点からは、上記比を満たす範囲において、500mm以上とすることが好ましく、550mm以上とすることがより好ましく、580mm以上とすることがさらに好ましい。一方で、タイヤの外径ODは、空気抵抗を低減する観点からは、上記比を満たす範囲において、800mm以下とすることが好ましく、720mm以下とすることがより好ましく、650mm以下とすることがさらに好ましく、630mm以下とすることが特に好ましい。また、リム径は、転がり抵抗を低減する観点からは、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記比を満たすとき、16インチ以上とすることが好ましく、17インチ以上とすることがより好ましく、18インチ以上とすることがさらに好ましい。一方で、リム径は、空気抵抗を低減する観点からは、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記比を満たすとき、22インチ以下とすることが好ましく、21インチ以下とすることがより好ましく、20インチ以下とすることがさらに好ましく、19インチ以下とすることが特に好ましい。また、タイヤの扁平率は、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記比を満たすとき、45~70とすることがより好ましく、45~65とすることがより好ましい。
具体的なタイヤサイズは、特に限定されるものではないが、一例として、105/50R16、115/50R17、125/55R20、125/60R18、125/65R19、135/45R21、135/55R20、135/60R17、135/60R18、135/60R19、135/65R19、145/45R21、145/55R20、145/60R16、145/60R17、145/60R18、145/60R19、145/65R19、155/45R18、155/45R21、155/55R18、155/55R19、155/55R21、155/60R17、155/65R18、155/70R17、155/70R19のいずれかとすることができる。
OD(mm)≧2.135×SW(mm)+282.3
を満たしており、狭幅・大径の形状をなしている。
上記の関係式を満たすことにより、空気抵抗を低減することができ、且つ、転がり抵抗を低減することができ、これらにより、タイヤの燃費性を向上させることができる。
なお、第2の態様において、タイヤの断面幅SW及び外径ODは、上記の関係式を満たした上で、比SW/ODが0.26以下であることが好ましく、0.25以下であることがより好ましく、0.24以下であることがさらに好ましい。タイヤの燃費性をさらに向上させることができるからである。
上記関係式及び/又は比は、タイヤの内圧が200kPa以上である場合に満たされるものであることが好ましく、220kPa以上である場合に満たされるものであることがより好ましく、280kPa以上である場合に満たされるものであることがさらに好ましい。転がり抵抗を低減することができるからである。一方で、上記関係式及び/又は比は、タイヤの内圧が350kPa以下である場合に満たされるものであることが好ましい。乗り心地性を向上させることができるからである。
ここで、タイヤの断面幅SWは、接地面積を確保する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、175mm以上とすることが好ましく、185mm以上とすることがより好ましい。一方で、タイヤの断面幅SWは、空気抵抗を低減する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、230mm以下とすることが好ましく、215mm以下とすることがより好ましく、205mm以下とすることがさらに好ましく、195mm以下とすることが特に好ましい。また、タイヤの外径ODは、転がり抵抗を低減する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、630mm以上とすることが好ましく、650mm以上とすることがより好ましい。一方で、タイヤの外径ODは、空気抵抗を低減する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、800mm以下とすることが好ましく、750mm以下とすることがより好ましく、720mm以下とすることがさらに好ましい。また、リム径は、転がり抵抗を低減する観点からは、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記関係式を満たすとき、18インチ以上とすることが好ましく、19インチ以上とすることがより好ましい。一方で、リム径は、空気抵抗を低減する観点からは、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記関係式を満たすとき、22インチ以下とすることが好ましく、21インチ以下とすることがより好ましい。また、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記関係式を満たすとき、タイヤの扁平率は、45~70とすることが好ましく、45~65とすることがより好ましい。
具体的なタイヤサイズは、特に限定されるものではないが、一例として、165/45R22、165/55R18、165/55R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/45R23、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、185/45R22、185/50R20、185/55R19、185/55R20、185/60R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20、195/60R19、205/50R21、205/55R20、215/50R21のいずれかとすることができる。
OD(mm)≧-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)-380
を満たしており、狭幅・大径の形状をなしている。
上記の関係式を満たすことにより、空気抵抗を低減することができ、且つ、転がり抵抗を低減することができ、これらにより、タイヤの燃費性を向上させることができる。
なお、第3の態様において、タイヤの断面幅SW及び外径ODは、上記の関係式を満たした上で、比SW/ODが0.26以下であることが好ましく、0.25以下であることがより好ましく、0.24以下であることがさらに好ましい。タイヤの燃費性をさらに向上させることができるからである。
上記関係式及び/又は比は、タイヤの内圧が200kPa以上である場合に満たされるものであることが好ましく、220kPa以上である場合に満たされるものであることがより好ましく、280kPa以上である場合に満たされるものであることがさらに好ましい。転がり抵抗を低減することができるからである。一方で、上記関係式及び/又は比は、タイヤの内圧が350kPa以下である場合に満たされるものであることが好ましい。乗り心地性を向上させることができるからである。
ここで、タイヤの断面幅SWは、接地面積を確保する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、105mm以上とすることが好ましく、125mm以上とすることがより好ましく、135mm以上とすることがさらに好ましく、145mm以上とすることが特に好ましい。一方で、タイヤの断面幅SWは、空気抵抗を低減する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、230mm以下とすることが好ましく、215mm以下とすることがより好ましく、205mm以下とすることがさらに好ましく、195mm以下とすることが特に好ましい。また、タイヤの外径ODは、転がり抵抗を低減する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、500mm以上とすることが好ましく、550mm以上とすることがより好ましく、580mm以上とすることがさらに好ましい。一方で、タイヤの外径ODは、空気抵抗を低減する観点からは、上記関係式を満たす範囲において、800mm以下とすることが好ましく、750mm以下とすることがより好ましく、720mm以下とすることがさらに好ましい。また、リム径は、転がり抵抗を低減する観点からは、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記関係式を満たすとき、16インチ以上とすることが好ましく、17インチ以上とすることがより好ましく、18インチ以上とすることがさらに好ましい。一方で、リム径は、空気抵抗を低減する観点からは、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記関係式を満たすとき、22インチ以下とすることが好ましく、21インチ以下とすることがより好ましく、20インチ以下とすることがさらに好ましい。また、タイヤの扁平率は、タイヤの断面幅SW及び外径ODが上記比を満たすとき、45~70とすることがより好ましく、45~65とすることがより好ましい。
具体的なタイヤサイズは、特に限定されるものではないが、一例として、105/50R16、115/50R17、125/55R20、125/60R18、125/65R19、135/45R21、135/55R20、135/60R17、135/60R18、135/60R19、135/65R19、145/45R21、145/55R20、145/60R16、145/60R17、145/60R18、145/60R19、145/65R19、155/45R18、155/45R21、155/55R18、155/55R19、155/55R21、155/60R17、155/65R18、155/70R17、155/70R19、165/45R22、165/55R18、165/55R19、165/55R20、165/55R21、165/60R19、165/65R19、165/70R18、175/45R23、175/55R18、175/55R19、175/55R20、175/55R22、175/60R18、185/45R22、185/50R20、185/55R19、185/55R20、185/60R19、185/60R20、195/50R20、195/55R20、195/60R19、205/50R21、205/55R20、215/50R21のいずれかとすることができる。
ここで、「ビード部」とは、ビードフィラを有する場合には、リムベースラインからビードフィラのタイヤ径方向最外側端までのタイヤ径方向領域にある部分をいい、ビードフィラを有しない場合には、リムベースラインからビードコアのタイヤ径方向最外側端までのタイヤ径方向領域にある部分をいう。
本実施形態において、ベルト層4a、4bのベルトコードとしては、金属コード、特にスチールコードを用いるのが最も好ましいが、有機繊維コードを用いることもできる。スチールコードはスチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むことができる。本実施形態において、ベルト層4a、4bのベルトコードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを引き揃えたコード、複数のフィラメントを撚り合せたコードを用いることができる。撚り構造も種々のものを採用することができ、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものとすることができる。さらには異なる材質のフィラメントを撚り合せたコードを用いることもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。
本実施形態では、ベルト層4a、4bのベルトコードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して10°以上とすることが好ましい。本実施形態では、ベルト層4a、4bのベルトコードの傾斜角度を高角度、具体的にはタイヤ周方向に対して20°以上、好ましくは35°以上、特にタイヤ周方向に対して55°~85°の範囲とすることが好ましい。傾斜角度を20°以上(好ましくは35°以上)とすることにより、タイヤ幅方向に対する剛性を高め、特にコーナリング時の操縦安定性能を向上させることができるからである。また、層間ゴムのせん断変形を減少させて、転がり抵抗を低減することができるからである。
なお、タイヤをリムに組み込み、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際の、タイヤ幅方向断面において、接地端E間のタイヤ幅方向中央50%のタイヤ幅方向領域をセンター領域Cとし、該センター領域よりタイヤ幅方向両外側の25%ずつのタイヤ幅方向領域をショルダー領域Sとしている。
例えば、センター領域Cにおける周方向ベルト層の層数をショルダー領域Sより多くすることにより、センター領域Cの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性を、ショルダー領域Sの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高くすることができる。ここで、ベルト層4a、4bのベルトコードがタイヤ周方向に対して35°以上で傾斜するタイヤの多くは、400Hz~2kHzの高周波域において、断面方向の1次、2次および3次等の振動モードにて、トレッド踏面が一律に大きく振動する形状となるため、大きな放射音が生じる。そこで、トレッド5のセンター領域Cのタイヤ周方向剛性を局所的に増加させると、トレッド5のセンター領域Cがタイヤ周方向に広がり難くなり、トレッド踏面のタイヤ周方向への広がりが抑制される結果、放射音を減少させることができる。
本実施形態では、タイヤ幅方向の幅が最も広いベルト層(図示例ではベルト層4a)のベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ1と、タイヤ幅方向の幅が最も狭いベルト層(図示例ではベルト層4b)のベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ2とが、35°≦θ1≦85°、10°≦θ2≦30°、及び、θ1>θ2を満たすことも好ましい。タイヤ周方向に対して35°以上で傾斜するベルトコードを有するベルト層を備えたタイヤの多くは、400Hz~2kHzの高周波域において、断面方向の1次、2次および3次等の振動モードにて、トレッド踏面が一律に大きく振動する形状となるため、大きな放射音が生じる。そこで、トレッド5のセンター領域Cのタイヤ周方向剛性を局所的に増加させると、トレッド5のセンター領域Cがタイヤ周方向に広がり難くなり、トレッド踏面のタイヤ周方向への広がりが抑制される結果、放射音を減少させることができる。
ここで、本実施形態では、周方向ベルトを設ける場合は、周方向ベルト層は高剛性であることが好ましく、より具体的にはタイヤ周方向に延びるコードのゴム引き層からなり、コードのヤング率をY(GPa)、打ち込み数をn(本/50mm)とし、周方向ベルト層をm層とし、コード径をd(mm)として、X=Y×n×m×dと定義するとき、1500≧X≧225であることが好ましい。狭幅・大径サイズの乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいては、路面からの旋回時における入力に対しタイヤ周方向において局所的な変形を起こし、接地面は略三角形状、すなわち、タイヤ幅方向の位置によって周方向の接地長が大きく変化する形状となりやすい。これに対し、高剛性の周方向ベルト層とすることにより、タイヤのリング剛性が向上して、タイヤ周方向の変形が抑制されることとなるため、ゴムの非圧縮性により、タイヤ幅方向の変形も抑制され、接地形状が変化しにくくなる。さらには、リング剛性が向上することにより偏心変形が促進され、転がり抵抗も同時に向上する。さらに、上記のように高剛性の周方向ベルト層を用いた場合には、ベルト層4a、4bのベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を高角度、具体的には35°以上とすることが好ましい。高剛性の周方向ベルト層を用いた場合には、タイヤ周方向の剛性が高くなることにより、タイヤによっては、接地長が減少してしまうことがある。そこで、高角度のベルト層を用いることにより、タイヤ周方向の面外曲げ剛性を低下させて、踏面変形時のゴムのタイヤ周方向の伸びを増大させ、接地長の減少を抑制することができる。また、本実施形態では、周方向ベルト層には、破断強度を高めるために波状のコードを用いてもよい。同様に破断強度を高めるために、ハイエロンゲーションコード(例えば破断時の伸びが4.5~5.5%)を用いてもよい。さらに、本実施形態では、周方向ベルト層には、種々の材質が採用可能であり、代表的な例としては、レーヨン、ナイロン、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アラミド、ガラス繊維、カーボン繊維、スチール等が採用できる。軽量化の点から、有機繊維コードが特に好ましい。ここで、本実施形態では、周方向ベルトを設ける場合は、周方向ベルト層のコードは、モノフィラメントコードや、複数のフィラメントを引き揃えたコード、複数のフィラメントを撚り合せたコード、さらには異なる材質のフィラメントを撚り合せたハイブリッドコードを用いることもできる。また、本実施形態では、周方向ベルト層の打ち込み数は、20~60本/50mmの範囲とすることができるが、この範囲に限定されるのもではない。さらに、本実施形態では、タイヤ幅方向に剛性・材質・層数・打ち込み密度等の分布を持たせることもでき、例えばショルダー部Sのみにおいて、周方向ベルト層の層数を増やすこともでき、一方でセンター領域Cのみにおいて、周方向ベルト層の層数を増やすこともできる。また、本実施形態では、周方向ベルト層は、ベルト層4a、4bよりもタイヤ幅方向の幅を大きくすることも小さくすることも同じとすることもできる。例えば、周方向ベルト層のタイヤ幅方向の幅は、ベルト層4a、4bのうちタイヤ幅方向の幅が最も広いベルト層(図示例ではベルト層4a)のタイヤ幅方向の幅の90%~110%とすることができる。ここで、周方向ベルト層は、スパイラル層として構成することが製造の観点から特に有利である。
また、本実施形態では、タイヤ幅方向断面において、タイヤ赤道面CLにおけるトレッド表面上の点Pを通りタイヤ幅方向に平行な直線をm1とし、接地端Eを通りタイヤ幅方向に平行な直線をm2として、直線m1と直線m2とのタイヤ径方向の距離を落ち高LCRとし、タイヤの接地幅をWとするとき、比LCR/Wを0.045以下とすることが好ましい。比LCR/Wを上記の範囲とすることにより、タイヤのクラウン部がフラット化(平坦化)し、接地面積が増大して、路面からの入力(圧力)を緩和して、タイヤ径方向の撓み率を低減し、タイヤの耐久性及び耐摩耗性を向上させることができる。
本実施形態では、トレッド5を占める溝量を少なくすることがウェット性能とその他の性能との両立の観点から好ましい。具体的には、溝体積率(溝体積V2/トレッドゴム体積V1)を30%以下とすることが好ましく、また、ネガティブ率(トレッド踏面の面積に対する、溝面積の割合)を30%以下とすることが好ましい。
狭幅・大径の乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、センター領域Cでの接地圧がショルダー領域S対比で高くなるため、センター領域Cでの発熱が相対的に大きくなりやすい。そこで、本実施形態のように、センター領域C(図示例ではタイヤ赤道面CL上)に1本の周方向主溝6を有することにより、効率的に放熱を行うことができる。また、本実施形態では、後述するように、制音体9は、少なくともセンター領域C及びショルダー領域Sに設けられるため、各ショルダー領域Sにも1本以上(この例で1本)の周方向主溝6を有することにより、効率的に放熱を行うことができる。
一方で、ベルト構造等により、センター領域Cのタイヤ周方向の剛性を高めたタイヤでは、トレッド5はトレッド踏面の少なくともタイヤ赤道面CLを含む領域に、タイヤ周方向に連続する陸部を有することも、接地長を確保してコーナリング性能を向上させるからは好ましい。
本発明においては、周方向主溝6の本数や配置は、特に上記の例には限定されない。また、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝や、接地時に閉塞するサイプ等も適宜設けることができる。
さらに、ノイズ性能とウェット性能とを両立させる観点からは、各周方向主溝の断面積は、24mm2以上96mm2以下とすることが好ましく、このとき周方向主溝の本数は、2本以上5本以下とすることが好ましく、従って、トレッド踏面全体での周方向主溝の断面積の総和は、48mm2以上480mm2以下とすることが好ましい。
本実施形態では、インナーライナー8は、ブチルゴムを主体としたゴム層のほか、樹脂を主成分とするフィルム層によって形成することもできる。本実施形態では、タイヤ内面7のうち、制音体9が配置されていない箇所には、パンク時の空気の漏れを防ぐためのシーラント部材を備えることもできる。
本実施形態では、制音体9は、センター領域C及びショルダー領域Sにおける、タイヤ内面7に設けられており、図示例では、タイヤ幅方向断面上、センター領域C及びタイヤ幅方向各半部のショルダー領域Sにおける、タイヤ内面7の全域にわたって設けられている。 本実施形態では、タイヤ幅方向各半部のショルダー領域Sのそれぞれよりもタイヤ幅方向外側の領域におけるタイヤ内面7には、制音体9は設けられていない。
なお、本発明では、制音体9は、タイヤ内面7のいずれかの位置に設けられていれば良く、例えば、センター領域Cのタイヤ内面7のみ(タイヤ幅方向断面上の全域又は一部)、ショルダー領域Sのタイヤ内面7のみ(全域又は一部)、センター領域C、ショルダー領域S、及びショルダー領域Sよりタイヤ幅方向外側の領域のタイヤ内面7(タイヤ幅方向断面上の全域又は一部)、ショルダー領域及びそれよりタイヤ幅方向外側の領域のタイヤ内面7(タイヤ幅方向断面上の全域又は一部)、等に設けることができる。
また、図示例では、制音体9のタイヤ幅方向端は、接地端Eのタイヤ幅方向位置にあるが、接地端Eよりタイヤ幅方向内側又は外側に位置していても良い。
本実施形態では、制音体9は、センター領域C及びタイヤ幅方向各半部のショルダー領域Sにおける、タイヤ内面7に(図示例ではその全域にわたって)(図示しない)接着層を介して接着されている。接着層は、任意の既知のものを用いることができる。あるいは、融着等で接着することもできる。また、例えば、上記領域の一部のみにおいて、制音体9とタイヤ内面7とを接着させることもできるが、接着力を確保するためには、本例のように、センター領域C及びタイヤ幅方向各半部のショルダー領域Sにおける、タイヤ内面7の全域にわたって接着させることが好ましい。なお、タイヤ内面7にインナーライナー8を有しない場合においては、制音体9は、タイヤ内面7に直接接着等して設けることができる。
また、制音体9は、連続した延在領域においては、1つの制音体9で構成することが好ましいが、2つ以上の制音体9を接着層等により接着して構成することもできる。
なお、本発明においては、制音体9の断面形状は、三角形状等の他の多角形状、台形状、円形状、楕円形状等、任意の形状とすることができる。
なお、本実施形態では、任意のタイヤ幅方向断面において、制音体9の断面形状及びサイズは同一であるが、タイヤ周方向に変化していても良い。
制音体9の体積は、タイヤ内腔の全体積の0.1%~80%とすることが好ましい。タイヤ内腔の全体積に対して制音体9の体積を0.1%以上とすることにより、空洞共鳴音の低減効果を有効に得ることができ、一方で、タイヤ内腔の全体積に対して制音体9の体積を80%以下とすることで、制音体9による重量増を抑制することができる。また、制音体9に熱がこもるのを抑制することができる。同様の理由により、制音体9の体積は、タイヤ内腔の全体積の5~70%とすることがより好ましく、15~50%とすることがさらに好ましい。
便宜上、タイヤをリムに組み込み、規定内圧を充填した状態を示す図において、寸法等を示しているが、制音体の体積及び後述の幅、厚さ、扁平率、断面積、ペリフェリ長さ等は、常温、常圧下での、タイヤをリムから取り外した状態でのものとする。
本実施形態では、制音体9の扁平率T1/L1は、0.2~0.8とすることが好ましい。扁平率を0.2以上とすることにより、ペリフェリ長さL1に比して厚さT1を大きくし、制音体9の体積を確保して、制音性をより向上させることができ、一方で、扁平率を0.8以下とすることにより、ペリフェリ長さL1に比して厚さT1を小さくし、制音体9に熱がこもるのを抑制して、タイヤ耐久性をより向上させることができるからである。同様の理由により、扁平率T1/L1は、0.3~0.6とすることがより好ましい。
例えば、センター領域Cでの制音体9の最大厚さT1は、上記の扁平率T1/L1の範囲において、5~40mmとすることができる。また、例えば、ショルダー領域Sでの制音体の最大厚さT2は、上記の扁平率T1/L1の範囲において、6~50mmとすることができる。
また、制音体9の断面積をS(mm2)とするとき、比S(mm2)/T1(mm)は、30~150とすることが好ましい。比S(mm2)/T1(mm)を30以上とすることにより、厚さT1に比して断面積Sを大きくして制音性をより向上させることができ、一方で、比S(mm2)/T1(mm)を150以下とすることにより、厚さT1に比して断面積Sを小さくし、制音体9に熱がこもるのを抑制して、タイヤ耐久性をより向上させることができるからである。同様の理由により、比S(mm2)/T1(mm)は、40~120とすることがより好ましい。
スポンジ材の材料としては、例えば、エーテル系ポリウレタンスポンジ、エステル系ポリウレタンスポンジ、ポリエチレンスポンジなどの合成樹脂スポンジ、クロロプレンゴムスポンジ(CRスポンジ)、エチレンプロピレンゴムスポンジ(EPDMスポンジ)、ニトリルゴムスポンジ(NBRスポンジ)などのゴムスポンジが挙げられる。制音性、軽量性、発泡の調節可能性、耐久性などの観点を考慮すれば、エーテル系ポリウレタンスポンジを含むポリウレタン系又はポリエチレン系等のスポンジを用いることが好ましい。
本実施形態のように、制音体9がスポンジ材である場合は、スポンジ材の硬度は、特には限定されないが、5N~450Nの範囲とすることが好ましい。硬度を5N以上とすることにより、制音性を向上させることができ、一方で、硬度を450N以下とすることにより、制音体の接着力を増大させることができる。同様に、制音体の硬度は、8~300Nの範囲とすることがより好ましい。ここで、「硬度」とは、JIS K6400の第6項の測定法のうち、6.3項のA法に準拠して測定された値とする。
また、スポンジ材の比重は、0.001~0.090とすることが好ましい。スポンジ材の比重を0.001以上とすることにより、制音性を向上させることができ、一方で、スポンジ材の比重を0.090以下とすることにより、スポンジ材による重量増を抑制することができるからである。同様に、スポンジ材の比重は、0.003~0.080とすることがより好ましい。ここで、「比重」とは、JIS K6400の第5項の測定法に準拠し、見かけ密度を比重に換算した値とする。
また、スポンジ材の引張り強さは、20kPa~500kPaとすることが好ましい。引張り強さを20kPa以上とすることにより、接着力を向上させることができ、一方で、引張り強さを500kPa以下とすることにより、スポンジ材の生産性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の引張り強さは、40~400kPaとすることがより好ましい。ここで、「引張り強さ」とは、JIS K6400の第10項の測定法に準拠し、1号形のダンベル状試験片で測定した値とする。
また、スポンジ材の破断時の伸びは、110%以上800%以下とすることが好ましい。破断時の伸びを110%以上とすることにより、スポンジ材にクラックが発生するのを抑制することができ、一方で、破断時の伸びを800%以下とすることにより、スポンジ材の生産性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の破断時の伸びは、130%以上750%以下とすることがより好ましい。ここで、「破断時の伸び」とは、JIS K6400の第10項の測定法に準拠し、1号形のダンベル状試験片で測定した値とする。
また、スポンジ材の引裂強さは、1~130N/cmとすることが好ましい。引裂強さを1N/cm以上とすることにより、スポンジ材にクラックが発生するのを抑制することができ、一方で、引裂強さを130N/cm以下とすることにより、スポンジ材の製造性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の引裂強さは、3~115N/cmとすることがより好ましい。ここで、「引裂強さ」とは、JIS K6400の第11項の測定法に準拠し、1号形の試験片で測定した値とする。
また、スポンジ材の発泡率は、1%以上40%以下とすることが好ましい。発泡率を1%以上とすることにより、制音性を向上させることができ、一方で、発泡率を40%以下とすることにより、スポンジ材の生産性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の発泡率は、2~25%とすることがより好ましい。ここで、「発泡率」とは、スポンジ材の固相部の比重Aの、スポンジ材の比重Bに対する比A/Bから1を引いて、その値に100を乗じた値をいう。
また、スポンジ材の質量は、5~800gとすることが好ましい。質量を5g以上とすることにより、制音性を低減することができ、一方で、質量を800g以下とすることにより、スポンジ材による重量増を抑制することができるからである。同様に、スポンジ材の質量は、20~600gとすることが好ましい。
本実施形態においては、制音体9の周長をL(mm)とし、制音体9の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)を0.02以上1.5以下としている。
比L(mm)/S(mm2)が0.02未満だと、スポンジ本体が蓄熱されタイヤの発熱耐久性が低下し、また、比L(mm)/S(mm2)が1.5超だと制音性が低下しまう。
これに対し、本実施形態では、比L(mm)/S(mm2)を0.02以上1.5以下としているため、制音性を向上させることができる。
同様の理由により、比L(mm)/S(mm2)は、0.03以上1.0以下とすることがより好ましく、0.04以上0.5以下とすることがさらに好ましく、0.05以上0.3以下とすることが特に好ましい。
また、本実施形態では、各ショルダー領域Sよりもタイヤ幅方向外側の領域には、制音体9を設けていないため、制音体9に熱がこもらないようにすることができ、また、制音体9による重量増を抑制することができる。
本発明において、制音体9を設ける領域を(例えば図2に示した場合と比べて)狭くした場合は、制音体9の体積が小さくなって熱がこもらないようにすることができるし、一方で、制音体9を設ける領域を(例えば図2に示した場合と比べて)広くした場合は、制音体9の体積を大きく確保して、制音性を向上させることができる。
以上のように、本発明の第1~第3の態様の本実施形態にかかる乗用車用空気入りラジアルタイヤによれば、制音性を向上させることができる。
ここでのタイヤ・リム組立体は、上記第1~第3の態様の各実施形態にかかる乗用車用空気入りラジアルタイヤをリムに組み付けてなるものである。本例のタイヤ・リム組立体によれば、上記第1~第3の態様の各実施形態にかかる乗用車用空気入りラジアルタイヤについて説明したのと同様の作用効果を得ることができる。このとき、タイヤ・リム組立体の内圧は、200kPa以上であることが好ましく、220kPa以上であることがより好ましく、280kPa以上であることがさらに好ましい。高内圧とすることで転がり抵抗をより低減することができるからである。一方で、タイヤ・リム組立体の内圧は、350kPa以下であることが好ましい。乗り心地性を向上させることができるからである。
ここでの乗用車用空気入りラジアルタイヤの使用方法は、上記第1~第3の態様の各実施形態にかかる乗用車用空気入りラジアルタイヤを使用する。本例の乗用車用空気入りラジアルタイヤの使用方法によれば、上記第1~第3の態様の各実施形態にかかる乗用車用空気入りラジアルタイヤについて説明したのと同様の作用効果を得ることができる。このとき、内圧を200kPa以上として使用することが好ましく、220kPa以上として使用することがより好ましく、280kPa以上として使用することがさらに好ましい。高内圧とすることで転がり抵抗をより低減することができるからである。一方で、内圧を350kPa以下として使用することが好ましい。乗り心地性を向上させることができるからである。
ここでいう「制音体の周長」は、制音体の周長をタイヤ周方向に計測した際に最小となるような位置での周長をいい、制音体が複数個に分割されている場合は、複数個の制音体のうち、周長が最小となる制音体の周長をいう。また、制音体がタイヤ周方向に分断されている場合は、合計の周長をいうものとする。
燃費性を向上させるためには、内圧を高くして転がり抵抗を低減することが好ましく、また、扁平率を低くして軽量化することやタイヤ変形を抑制することも好ましく、また、タイヤの断面幅を狭くして、空気抵抗を低減することも好ましい。
一方で、内圧を高く設定すると、トレッド踏面における接地圧が高くなるため、空洞共鳴音は悪化する傾向となる。また、扁平率を低くすると、ベルト張力が増大して、トレッド踏面における接地圧が高くなるため空洞共鳴音は悪化する傾向となる。また、タイヤの断面幅を狭くするとトレッド幅もそれに伴い狭くなるため、一般的には制音体の断面積も減少し、空洞共鳴が悪化する傾向となる。
そこで、タイヤの外径を大きくして、制音体の周方向長さを長くすることで制音体の断面積を大きくすることなく、制音体の総体積を増大させて、空洞共鳴を抑制することができる。さらに、制音体の断面積が小さいため、制音体の発熱量を抑えることもできる。
このように、上記の構成によれば、空洞共鳴の低減と、転がり抵抗の低減と、発熱耐久性能とを、高次元で両立することができる。
同様に、タイヤ・リム組立体は、SWが165mm以上であり、OD(mm)≧2.135×SW(mm)+282.3、を満たし、且つ、内圧が200kPa以上であり、且つ、扁平率が70以下であり、且つ、リム径18インチ以上であって、制音体(例えばスポンジ材)の周長が1800mm以上であることが好ましい。
また、同様に、タイヤ・リム組立体は、OD(mm)≧-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)-380、を満たし、且つ、内圧が200kPa以上であり、且つ、扁平率が70以下であり、且つ、リム径18インチ以上であって、制音体(例えばスポンジ材)の周長が1800mm以上であることが好ましい。
2:ビード部、 2a:ビードコア、 2b:ビードフィラ、
3:カーカス、 4:ベルト、 4a、4b:ベルト層、 5:トレッド、
6:周方向主溝、 7:タイヤ内面、 8:インナーライナー、
9:制音体、
CL:タイヤ赤道面、 E:接地端、
C:センター領域、 S:ショルダー領域
Claims (4)
- 一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤの断面幅SWが165(mm)未満であり、前記タイヤの断面幅SWと外径ODとの比SW/ODは、0.26以下であり、
前記タイヤの内面に、1つ以上の制音体を設け、
前記制音体の周長をL(mm)とし、前記制音体の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)は、0.02以上1.5以下であることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。 - 一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤの断面幅SWが165(mm)以上であり、前記タイヤの断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)は、関係式、
OD(mm)≧2.135×SW(mm)+282.3
を満たし、
前記タイヤの内面に、1つ以上の制音体を設け、
前記制音体の周長をL(mm)とし、前記制音体の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)は、0.02以上1.5以下であることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。 - 一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤの断面幅SW(mm)及び外径OD(mm)は、関係式、
OD(mm)≧-0.0187×SW(mm)2+9.15×SW(mm)-380
を満たし、
前記タイヤの内面に、1つ以上の制音体を設け、
前記制音体の周長をL(mm)とし、前記制音体の断面積をS(mm2)とするとき、比L(mm)/S(mm2)は、0.02以上1.5以下であることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。 - 前記制音体は、スポンジ材である、請求項1~3のいずれか一項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
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