JP2001047819A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤサイド部の形状を適正化することによ
り、重量が増加することなく、周波数帯域２００〜４０
０Ｈｚのロードノイズが低減された扁平率５５％以下の
空気入りタイヤの提供。 【解決手段】 タイヤサイド部のタイヤ断面高さＬの３
０〜４０％の範囲内に位置する範囲Ｉの外面ゴム厚みｔ
1がトレッド部ゴム厚さＴの０．２５〜 ０．５０、タイ
ヤ断面高さＬの４０〜７０％の範囲内に位置する範囲Ｉ
Ｉの外面ゴム厚みｔ2がトレッド部ゴム厚さＴの０．５
０〜０．７５倍である扁平率が５５％以下 のラジアル
構造の空気入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車用空気入り
タイヤ、特に扁平率が５５％以下のロードノイズが低減
された空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来技術】自動車の高級化に伴って居住性の向上が強
く要望されるようになり、特に扁平率が５５％以下の空
気入りタイヤを装着し、高速で走行する機会が多い乗用
車のロードノイズの低減が強く望まれている。主として
ロードノイズは、路面の凹凸によりタイヤが振動し、こ
の振動が車軸、サスペンションなどの伝播経路を通り、
車室内で発生する周波数１００〜４００Ｈｚの騒音であ
る。周波数１００〜２００Ｈｚのロードノイズについて
は、トレッド部のゴム厚みを大にする、カーカス剛性を
小さくすることにより低減する方法が古くから講じられ
ていた。しかし周波数が２００〜４００Ｈｚのロードノ
イズは上記方法によって低減できない。

【０００３】一般に２００〜４００Ｈｚの周波数帯域の
タイヤの振動は、両端がビードコアに係止されたカーカ
スプライのコードを共振させて両端を固定した絃のよう
に定在波を作らせ、子午線方向に振動モードを形成して
いることは公知である。古くから繁用されている扁平率
が６０％以上のタイヤは、ビード部のラジアル方向外側
端部分とバットレスが定在波の腹になり、ベルト端と最
大幅位置が節になると言われており、腹になる部分の質
量分布を大きくして振動しにくくすれば、ロードノイズ
を小さくすることができる。このような考えに基づいて
タイヤサイド部のタイヤ断面高さの１／５〜４／５の位
置に密度がサイドゴムの１１０％以上である振動防止部
材を設ける方法（特開平４−４３１０７）、サイドゴム
表面の最大カーカス断面幅位置より半径方向外側に環状
凸部を設ける方法（特開平９−１０９６２１）、サイド
ゴム表面の最大カーカス断面幅位置より半径方向内側に
環状凸部を設ける方法（特開平９−１０９６２２）が提
案された。発明者は、サイズ２１５／４５Ｒ１７のタイ
ヤについて、特開平９−１０９６２１記載の方法でロー
ドノイズの低減を試みたが、逆に増大し、限定された範
囲でのみ有効な手段になることが分かった。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】扁平率が５５％以下の
超扁平タイヤは、扁平率が６０％以上の古くから使用さ
れていた繁用タイヤと比較して、トレッド部の幅が大き
く、サイド部の子午線方向の幅が小さく、カーカスの最
大幅位置の曲率半径が大きく、サイド部の幅に対してビ
ード部が大きくなっていて断面形状が大きく異なる。振
動の挙動も異なると予想され、振動モードの解析を行っ
て次の知見を得た。すなわち、扁平率が５５％以下のタ
イヤの周波数約３５０Ｈｚ付近のタイヤ振動モードは、
カーカスの最大幅位置からベルト端までの高さの約８０
％の位置、所謂バットレス部及びトレッドの端からトレ
ッド幅の約３０％タイヤ中心側に入った位置のそれぞれ
が定在波の節になり、トレッドの端からトレッド幅の約
１０％入った位置、所謂トレッドショルダーとカーカス
の最大幅位置付近が腹になるモード（以下、バットレス
部とトレッドの端からトレッド幅の約３０％入った位置
が定在波の節になり、トレッドショルダー及びカーカス
の最大幅位置付近が腹になる振動モードを断面２次モー
ドと言う）であり、扁平率が６０％以上のタイヤと節、
腹が出現する位置が異なることが分かった。ロードノイ
ズとの関係を確認するため、サイズ２１５／４５Ｒ１７
のタイヤのサイド部の表面に幅８mm、厚み４mmのゴムテ
ープをラジアル方向に位置を変えて環状に貼った試験タ
イヤを準備し、それぞれについて、図２にシステム図で
示す測定装置を用いてタイヤトレッドセンター部に入力
したときのタイヤサイド部のイナータンス（加速度応答
／入力）を測定した。測定の結果テープを貼らないタイ
ヤと比較して、バットレス部にテープを貼ったタイヤは
２００〜４００Ｈｚの平均イナータンスが０．５ｄＢ大
きくなり、カーカスの最大幅位置付近にテープを貼った
タイヤは１．６ｄＢ小さくなり、リムフランジ離反点か
らカーカスの最大幅位置高さまでの間にテープを貼った
タイヤは不変であることが分かった。

【０００５】本発明は、タイヤサイド部の形状を適正化
することにより、重量が大きく増加することなく、周波
数帯域２００〜４００Ｈｚのロードノイズが低減された
扁平率５５％以下の空気入りタイヤを提供することを目
的にしたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】２００〜４００Ｈｚ周波
数帯域のタイヤ断面２次モードの腹になる位置のラジア
ル方向単位長さ当たりの質量を他の位置より大きくして
慣性が大になるようにし、振動しても振幅が大きくなら
ないようにすれば、路面の凹凸により振動の強制入力を
受けても、タイヤが共振しにくくなるのでロードノイズ
が小さくなる。ロードノイズを低減するためにサイドゴ
ムを部分的に重くしたことによりタイヤ重量が大になっ
て燃費が悪化するのを、部分的に質量を変えてもロード
ノイズが変化しない位置のゴム厚みを小さくして腹にな
る位置の質量の増大を相殺または軽減して防止する。

【０００７】すなわち本発明は、タイヤ周方向直角に多
数のコードを配列したカーカスプライが１対のビードコ
アの間を跨がって断面馬蹄形のトロイド状をなし、該カ
ーカスプライのクラウン部外側にベルトプライが配置
し、該ベルトプライの外側をトレッドゴムで被覆し、カ
ーカスプライのサイド部の外側をサイドゴムで被覆した
扁平率が５５％以下のラジアル構造の空気入りタイヤに
おいて、サイド部のタイヤ断面高さＬの３０％から４０
％までの間に位置する範囲Ｉと４０％から７０％までの
間に位置する範囲ＩＩを定め、範囲Ｉはカーカスプライ
内に配列したコード外面からサイドゴム表面までの外面
ゴム厚さをトレッド部ゴム厚さＴの０．２５〜０．４５
倍にし、範囲ＩＩは外面ゴム厚さをトレッド部ゴム厚さ
の０．５０〜０．７５倍にするか、または／及び範囲Ｉ
Ｉのサイドゴムを範囲Ｉより密度が大きいゴムで形成す
るか、または／及び範囲ＩＩのカーカスプライとサイド
ゴムとの間にスチールコードプライを配置して、外面ゴ
ムのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を範
囲Ｉより大きくした空気入りタイヤである。

【０００８】乗用車用タイヤのカーカスプライのサイド
部に貼られるサイドゴムは、通常リムストリップに接着
される部分とその近傍及びトレッドゴムに接着される部
分とその近傍を除いて、厚みが全体にわたってほぼ一様
になっている。サイドゴムの厚みは、縁石などとの接触
によるカーカスプライの損傷、カーカスプライのコード
配列の凹凸がサイドゴム表面に縞模様となって表れるサ
イド凹凸などの発生を防止するのに必要な厚み、重量、
コストを勘案して経験的に決められ、一般的にトレッド
幅の中心で測定したトレッド部ゴム厚みの約０．４倍程
度にされる。範囲ＩＩは、サイドに出現する断面２次モ
ードの腹を持ち、外面ゴム厚みをトレッド部ゴム厚みの
０．５０〜０．７５倍にし、従来タイヤのサイド部外面
ゴム厚みより厚くする。範囲ＩＩの外面ゴム厚みが０．
５０倍より薄い場合はロードノイズ低減作用が小さく、
０．７５倍より厚くしても厚みの増加に見合ったロード
ノイズ低減効果が奏されず、重量が増加するだけであ
る。外面ゴム厚みを従来タイヤより厚くして振動しにく
くした範囲ＩＩをタイヤ断面高さＬの４０％よりラジア
ル方向内側または７０％より外側に設けた場合、断面２
次モードの腹になる位置が範囲ＩＩから乖離するためロ
ードノイズ低減作用が生じない。尚、サイド部の外面ゴ
ム厚みはカーカスプライのコード表面からサイドゴム表
面までの厚みを指し、トレッド部ゴム厚みはベルトのコ
ード被覆ゴムを含んだトレッド部のゴム厚みである。タ
イヤ断面高さは、ノミナルリム径を基準にしてそこから
の離隔距離であって、リム組したタイヤの外径を測定
し、外径からリムのノミナルリム径を減じた差に１／２
を乗じて求めた値である。範囲Ｉ及び範囲ＩＩの高さは
タイヤ断面高さと同様にノミナルリム径からの離間距離
で表される。範囲Ｉは、サイドゴムが部分的に薄くなっ
てもロードノイズの増減に影響せず、タイヤが縁石など
に接触したときに損傷を受けにくい位置であるので、外
面ゴム厚みを従来のサイド部より薄くすることができ、
トレッド部ゴム厚みＴの０．２５〜０．４５倍にする。
トレッド部ゴム厚さの０．２５倍より薄くなればサイド
凹凸が発生しやすくなり、０．４５倍より厚くなればタ
イヤ重量が減少されない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１は、リムに着座した本発明の空気入
りタイヤの左半分の断面図である。リム２に着座した空
気入りタイヤ１は、多数のコードがタイヤ周方向に対し
直角に配列したコード層の両面をゴム被覆したカーカス
プライ３が一対のビードコア６の間を跨がって端をビー
ドコア６に係止した断面馬蹄形のトロイド状の形状を有
し、カーカスプライ３のクラウン部外側にベルトプライ
の２層でなるベルト４を布設し、その外側とカーカスプ
ライのクラウン部のベルトが包囲していない部分をトレ
ッドゴム５で被覆し、カーカスプライのサイド部の外側
をサイドゴム７で被覆してなる。サイド部のタイヤ断面
高さＬの３０％から４０％高さの間に位置して環状の溝
をなす範囲Ｉ８を設け、タイヤ断面高さＬの４０％から
７０％高さの間に位置して環状突起をなす範囲ＩＩ９を
設ける。範囲Ｉの外面ゴム厚みｔ1 はトレッド部ゴム厚
みＴの０．２５〜０．４５倍にされ、範囲ＩＩの外面ゴ
ム厚みｔ2はトレッド部ゴム厚みＴの０．５０〜０．７
５倍にされる。範囲ＩＩは環状突起にされるのが好まし
いが、環を部分的に切断した形状の突起にされてもよ
い。範囲ＩＩの外面を形成するゴムに残余部分を形成す
るゴムより密度が高くされたものを用いることができ
る。また、スチールコード層をカーカスプライとサイド
ゴムの間に配置して外面ゴムのタイヤ内面の単位ペリフ
ェリ長さ当たりの質量を大きくすることもできる。

【００１０】

【実施例】範囲Ｉ及び範囲ＩＩの外面ゴムを表１に示し
たトレッド部ゴム厚みに対する比で表した厚みにしてサ
イズ２１５／４５Ｒ１７のラジアル構造の空気入りタイ
ヤを試作した。試作タイヤの重量を測定した。測定結果
を表１に従来タイヤを１００とした指数で示した。次い
で下記に示す方法でトレッド加振時のサイドウオール応
答の２００〜４００Ｈｚのパーシャルレベルを測定し
た。測定結果を表１に従来タイヤを基準にしてそれに対
する振動伝達率の増減で示した。値が小さい程好まし
い。（値が負の場合は、絶対値が大きいほど好ましい）

【００１１】

【表１】

【００１２】トレッド加振時のサイドウオール応答のレ
ベル測定方法：図２にシステム図が示される試験装置の
加振器をゴムで吊られた被試験タイヤのトレッドセンタ
ーに当てて周波数を１０００Ｈｚまで増加しながらラジ
アル方向に加振し、タイヤサイド部のインナータンスを
計測した。

【００１３】最大断面幅位置よりラジアル方向内側でタ
イヤサイド部に環状突起を設けてロードノイズを小さく
した構造の従来タイヤと比較して、実施例タイヤはいず
れも振動伝達率が減少し、範囲ＩＩのゴム厚みが大きく
なるほど振動伝達率の減少が大きくなる。実施例１、
２、３、比較例１の対比から範囲Ｉのゴム厚みの変化の
振動伝達率に及ぼす影響は小さいことが分かる。従来タ
イヤと範囲Ｉのゴム厚みを同じにし、範囲ＩＩのゴム厚
みを大にした比較例１は振動伝達率が大きく低下する
が、タイヤ重量が増加するので好ましくない。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、扁平率が５５％以下の空気入
りタイヤの断面２次モードの振動の腹になる位置、言い
換えればタイヤサイド部上のタイヤ断面高さの４０％か
ら７０％の間にある位置に設けた範囲ＩＩのタイヤ内面
の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を大きくすることに
より、ロードノイズが低減するとともに、タイヤ内面の
単位ペリフェリ長さ当りの質量が変化してもロードノイ
ズの増減に殆ど影響せず、しかも縁石などに接触しても
外傷を受けにくいタイヤ断面高さの３０〜４０％に位置
する範囲Ｉの外面ゴム厚みを薄くすることにより、タイ
ヤ性能が損われることなく、範囲ＩＩのタイヤ内面の単
位ペリフェリ長さ当たりの質量を大きくしたためのタイ
ヤ重量の増加が相殺、または少なくされて燃費の悪化が
防止される効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、リムに着座した本発明の空気入りタイ
ヤの左半分の断面図である。

【図２】図２は、振動伝達率を測定する装置のシステム
図である。

【符号の説明】

１ 空気入りタイヤ ２ リム ３ カーカスプライ ４ ベルト ５ トレッドゴム ６ ビードコア ７ サイドゴム ８ 範囲Ｉ ９ 範囲ＩＩ Ｔ トレッド部ゴム厚み Ｌ タイヤ断面高さ ｔ1 範囲Ｉの外面ゴム厚み ｔ2 範囲ＩＩの外面ゴム厚み

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ周方向直角に多数のコードを配列
   したカーカスプライが１対のビードコアの間をトロイド
   状に跨がり、該カーカスプライのクラウン部外側にベル
   トプライが配置し、該ベルトプライの外側をトレッドゴ
   ムで被覆し、カーカスプライのサイド部の外側をサイド
   ゴムで被覆した扁平率が５５％以下のラジアル構造の空
   気入りタイヤにおいて、サイド部にタイヤ断面高さＬの
   ３０％から４０％までの間に位置する範囲Ｉと４０％か
   ら７０％までの間に位置する範囲ＩＩを定め、範囲ＩＩ
   の外面ゴムのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの
   質量を範囲Ｉより大きくしたことを特徴とする空気入り
   タイヤ。
2. 【請求項２】 範囲Ｉの外面ゴムの厚さがトレッド部ゴ
   ム厚さＴの０．２５〜０．４５倍、範囲ＩＩの外面ゴム
   厚さがトレッド部ゴム厚さの０．５０〜０．７５倍であ
   る請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 範囲ＩＩは範囲Ｉより密度が大きいサイ
   ドゴムでなる請求項１、２記載の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 範囲ＩＩのカーカスプライとサイドゴム
   との間にスチールコードプライを配置した請求項１、２
   または３に記載の空気入りタイヤ。