JP2002120512A

JP2002120512A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2002120512A
Application number: JP2000315740A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ishikawa; 清二石川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】特に４００Ｈｚ以上の周波数域におけるロード
ノイズを低減することができる空気入りタイヤを得る。【解決手段】空気入りタイヤ１０のトレッドゴム３２内
部には、５２Ｈｚ、１％ひずみ、３０℃における損失係
数がトレッドゴム３２の損失係数に対して１１０％以上
であり、５２Ｈｚ、１％ひずみ、３０℃における動的貯
蔵弾性率がトレッドゴム３２の動的貯蔵弾性率に対して
１１０％以上のシート状ゴム３４が配置されている。こ
のため、トレッド周方向に伝播する４００Ｈｚ以上の周
波数域のタイヤ振動の振動伝達率を低減できる。この結
果、上記スピンドル軸力を低減することができ、高周波
数域の振動によるロードノイズを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波数域、特に
４００Ｈｚ以上の周波数域におけるロードノイズを低減
した空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今の自動車の高級化・静粛化により要
求されるタイヤ性能の一つとして、ロードノイズ低減の
割合が大きくなってきた。ロードノイズはタイヤが路面
の凹凸により強制入力を受けて振動し、それが車室内に
伝達されて発生する。そのため、タイヤの振動特性の改
良が必要となるが、４００Ｈｚまでの振動についてのタ
イヤ振動特性はトレッド部の重量の増加やばね定数の低
下、タイヤ断面２次モード周波数のコントロールにより
改良できた。

【０００３】しかし、４００Ｈｚ以上の周波数域のタイ
ヤの振動特性の改良手段は有効なものがないのが現状で
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記事実を考慮し、今まで低周波帯域の改良で用いられて
いたタイヤ固有モード周波数コントロール手法によらず
に高周波数域、特に４００Ｈｚ以上の周波数域における
ロードノイズを低減することができる空気入りタイヤを
提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の空気入
りタイヤでは、１対のビードコアと、前記ビードコアに
トロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径
方向外側に設けられたベルトと、前記ベルトのタイヤ径
方向外側に設けられたトレッドゴムと、前記トレッドゴ
ムの内部に設けられ、トレッド周方向に沿って該トレッ
ドゴムを伝播する振動の振動伝達率を低下させる振動伝
達率低下手段と、を含んで構成されたことを特徴とす
る。

【０００６】次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの
作用効果について説明する。

【０００７】タイヤが凹凸のある路面を走行すると、タ
イヤはその凹凸状況に応じて加振され各部位が振動し車
軸に伝達される。ここで、４００Ｈｚ以上の周波数域に
ついてのタイヤ振動を確認すると、路面の凹凸によって
タイヤトレッド接地部分から入力された振動入力はトレ
ッド周方向に伝播しながら、サイドウォール、ホイール
と伝わり、最終的に車両スピンドル軸力となるが、トレ
ッド周方向の振動伝達率を小さくすることで、スピンド
ル軸力を低減できることが判明した。

【０００８】そこで、本発明ではトレッドゴムの内部に
振動伝達率低下手段が設けられているので、トレッド周
方向に伝播する４００Ｈｚ以上の周波数域のタイヤ振動
の振動伝達率を低減できる。

【０００９】この結果、上記スピンドル軸力を低減する
ことができ、高周波数域の振動によるロードノイズを低
減できる。

【００１０】請求項２に記載の空気入りタイヤでは、振
動伝達率低下手段は、損失係数が前記トレッドゴムの損
失係数に対して１１０％以上であり、動的貯蔵弾性率が
前記トレッドゴムの動的貯蔵弾性率に対して１１０％以
上のゴムであることを特徴とする。

【００１１】次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの
作用効果について説明する。

【００１２】振動伝達率低下手段は、損失係数が前記ト
レッドゴムの損失係数に対して１１０％以上であり、動
的貯蔵弾性率が前記トレッドゴムの動的貯蔵弾性率に対
して１１０％以上のゴムであることが好ましい。

【００１３】これにより、今まで低周波数域で用いられ
てきたタイヤ固有モード周波数コーントールによらず、
特に４００Ｈｚ以上の周波数域におけるロードノイズを
低減できる。

【００１４】なお、動的貯蔵弾性率は、東洋精機社製ス
ペクトロメーターを用い、幅４．７ｍｍ、厚さ２ｍｍ、
長さ３０ｍｍの試験片を初期荷重１６０ｇ、振動数５２
Ｈｚ、平均歪振幅１．０％、温度３０℃にて測定した。

【００１５】請求項３に記載の空気入りタイヤでは、振
動伝達率低下手段は、損失係数が前記トレッドゴムの損
失係数に対して１５０％以上であり、動的貯蔵弾性率が
前記トレッドゴムの動的貯蔵弾性率に対して１５０％以
上のゴムであることを特徴とする。

【００１６】次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの
作用効果について説明する。

【００１７】振動伝達率低下手段は、損失係数が前記ト
レッドゴムの損失係数に対して１５０％以上であり、動
的貯蔵弾性率が前記トレッドゴムの動的貯蔵弾性率に対
して１５０％以上のゴムであることがさらに好ましい。

【００１８】これにより、より効果的にタイヤ振動の振
動伝達率を低減でき、高周波数域の振動によるロードノ
イズを低減できる。

【００１９】なお、動的貯蔵弾性率は、東洋精機社製ス
ペクトロメーターを用い、幅４．７ｍｍ、厚さ２ｍｍ、
長さ３０ｍｍの試験片を初期荷重１６０ｇ、振動数５２
Ｈｚ、平均歪振幅１．０％、温度３０℃にて測定した。

【００２０】請求項４に記載の空気入りタイヤでは、ゴ
ムのゴム幅は前記ベルト幅の８５％以下であり、ゴム厚
は前記トレッドゴムのゴムゲージの１０％以上であるこ
とを特徴とする。

【００２１】次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの
作用効果について説明する。

【００２２】ゴムのゴム幅をベルト幅の８５％以下とし
たのは、８５％よりも大きいとＲＲ指数が大きくなり、
転がり抵抗が大きくなる。転がり抵抗が大きくなると、
車両の燃費性能が悪化するため不適切となるからであ
る。

【００２３】一方ゴム厚をトレッドゴムのゴムゲージの
１０％以上としたのは、１０％よりも小さいとトレッド
ゴムで構成されたトレッド部の損失係数が低くなり、十
分な振動伝達率の低下を図ることができないからであ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明す
る。

【００２５】図１に示すように、空気入りタイヤ１０
（以下、適宜「タイヤ１０」と略称する。）は、１対の
ビードコア１２を備えている。このビードコア１２に
は、カーカス１４がトロイド状に跨っている。

【００２６】カーカス１４はラジアルコード層よりなる
１枚のカーカスプライ１６から構成されている。カーカ
スプライ１６はビードコア１２の周りをタイヤ軸方向内
側から外側に向けて折り返されている。

【００２７】カーカスプライ１６の本体部１６Ａと折返
部１６Ｂとの間には、ビード部１８の剛性を確保するた
めに、比較的硬度の高いゴムからなるスティフナ２０が
配設されている。

【００２８】カーカス１４のタイヤ軸方向外側にはサイ
ドウォール部２２を構成するサイドゴム層２４が形成さ
れており、カーカス１４のタイヤ軸方向内側にはインナ
ーライナー２６が設けられている。

【００２９】カーカス１４のタイヤ径方向外側にはベル
ト２８が配置されている。ベルト２８は、トレッド周方
向に対して比較的小さい角度を有するコードをゴムコー
ティングした２層のベルト層２８Ａ、２８Ｂで構成され
ており、各ベルト層２８Ａ、２８Ｂのコードが相互に交
差するように設けられている。

【００３０】ベルト２８のタイヤ径方向外側にはトレッ
ド部３０を構成するトレッドゴム３２が設けられてお
り、トレッドゴム３２の内部には高損失かつ高弾性のシ
ート状ゴム３４が配設されている。

【００３１】ここで、「高損失」とは、５２Ｈｚ、１％
ひずみ、３０℃における損失係数がトレッドゴム３２の
損失係数に対して１１０％以上、特に１５０％以上を意
味する。

【００３２】また「高弾性」とは、５２Ｈｚ、１％ひず
み、３０℃における動的貯蔵弾性率がトレッドゴム３２
の動的貯蔵弾性率に対して１１０％以上、特に１５０％
以上を意味する。

【００３３】本実施形態では、ベルト２８の動的貯蔵弾
性率をＥ₁、ゲージをＨ₁、トレッドゴム３２の動的貯蔵
弾性率をＥ₃、ゲージをＨ₃、損失係数をη_Eとする。

【００３４】ここで、ｈ₃＝Ｈ₃／Ｈ₁、ｅ₃＝Ｅ₃／Ｅ₁、
ｈ₁₃＝（Ｈ₁＋Ｈ₃）／２Ｈ₁とおくと、トレッド部３０
全体の損失係数ηは、以下の式１となる。

【００３５】

【式１】

【００３６】上式１に基づいて、シート状ゴム３４のト
レッドゴム３２に対する損失係数の比ｔａｎδを横軸に
とり、動的貯蔵弾性率の比Ｅ’（以下、適宜「弾性率
Ｅ’」という。）を縦軸にとると、シート状ゴム３４等
を組み込んだトレッド部３０全体の損失係数は図２に示
すような等高線図で表わされる。

【００３７】なお、上記したように本実施形態の空気入
りタイヤ１０に用いられるシート状ゴム３４は、図２の
グラフの斜線で示した領域の性質のシート状ゴム３４で
ある。

【００３８】ここで、トレッドゴム３２に対する弾性率
Ｅ’を１３２％、ｔａｎδを１４７％としたシート状ゴ
ム３４（シート状ゴム３４のゴム厚Ｔはトレッドゴム４
３のゴムゲージＨの１４％）を例にとると、シート状ゴ
ム３４のゴム幅Ｌ（ベース幅）とＲＲ指数との関係は以
下の表１のようになる。なお、トレッドゴム３２のゴム
ゲージＨとは、タイヤ径方向外側のベルト層２８Ａの上
面からトレッド部３０表面までの寸法をいう。

【００３９】

【表１】

【００４０】また上記表１をグラフに示すと図３に示す
グラフのようになる。

【００４１】本実施形態では、シート状ゴム３４のゴム
幅Ｌはベルト層２８Ｂ（複数枚存在する場合には最も径
方向内側のベルト層）のベルト幅Ｗの８５％以下に設定
されている。

【００４２】また、トレッドゴム３２に対して弾性率を
１３２％、ｔａｎδを１４７％としたシート状ゴム３４
（シート状ゴム３４のゴム厚Ｔはトレッドゴム３２のゴ
ムゲージＨの１４％）を例にとると、トレッドゴム３２
のゴムゲージＨに対するシート状ゴム３４のゴム厚Ｔの
割合（ベースゲージ）とトレッド部３０の損失係数との
関係は以下の表２のようになる。

【００４３】

【表２】

【００４４】また上記表２をグラフに示すと図４に示す
グラフのようになる。

【００４５】本実施形態では、シート状ゴム３４のゴム
厚Ｔはトレッドゴム３２のゴムゲージＨの１０％以上に
設定されている。

【００４６】次に、空気入りタイヤ１０の作用及び効果
について説明する。

【００４７】タイヤが凹凸のある路面を走行すると、タ
イヤはその凹凸状況に応じて加振され各部位が振動し車
軸に伝達される。ここで、４００Ｈｚ以上の周波数域に
ついてのタイヤ振動を確認すると、路面の凹凸によって
タイヤトレッド接地部分から入力された振動入力はトレ
ッド周方向に伝播しながら、サイドウォール、ホイール
と伝わり、最終的に車両スピンドル軸力となるが、トレ
ッド周方向の振動伝達率を小さくすることで、スピンド
ル軸力を低減できることが判明した。

【００４８】そこで、発明者らはトレッド部３０の周方
向の振動伝達率を種々変化させることを試みた結果、以
下のことが判明した。

【００４９】トレッドゴム３２内部に高損失かつ高弾性
のシート状ゴム３４を設けたことにより、トレッド周方
向の振動伝達率を小さくすることができる。すなわち、
シート状ゴム３４は、路面凸凹によって励起されたベル
ト振動がタイヤ周方向に伝達する際の制振材としての役
割をするため、シート状ゴム３４をベルト２８のタイヤ
径方向外側に位置させることによりタイヤトレッド周方
向の振動伝達率を小さくすることができる。この結果、
スピンドル軸力を低減することができ、高周波数域の振
動によるロードノイズを低減することができる。

【００５０】また、図３のグラフに示すように、シート
状ゴム３４のゴム幅Ｌをベルト層２８Ａのベルト幅Ｗの
８５％以下に設定したことにより、ＲＲ指数を低下させ
ることができる。ＲＲ指数を低下させると、タイヤ１０
の転がり抵抗が小さくなり、タイヤ周方向のタイヤ振動
の振動伝達率を低減させることができる。この結果、上
記スピンドル軸力を低減することができ、高周波数域の
振動によるロードノイズを低減できる。

【００５１】また、図４のグラフに示すように、シート
状ゴム３４のゴム厚Ｔをトレッドゴム３２のゴムゲージ
Ｈの１０％以上に設定したことにより、トレッド部３０
の損失係数を向上することができる。このため、タイヤ
周方向のタイヤ振動の振動伝達率を低減させることがで
き、上記スピンドル軸力を低減することができる。（試
験例）次に、本発明のタイヤを用いてロードノイズに関
する試験を行った。

【００５２】試験は、サイズ２２５／６０Ｒ１７のタイ
ヤを６．５Ｊのリムにリム組し２１０ｋＰａの内圧を充
填させた後国産３０００ＣＣのＦＦ車に装着し、車を粗
面路を６０ｋｍ／ｈで走行させ、走行中に運転者左耳位
置での騒音レベルを測定することにより行った。

【００５３】ここで、発明タイヤ１、発明タイヤ２、発
明タイヤ３、従来タイヤ１、従来タイヤ２の６つのタイ
ヤを試験の対象とした。

【００５４】なお、発明タイヤ１は発明品１として、発
明タイヤ２は発明品２として、発明タイヤ３は発明品３
として、従来タイヤ１は従来品１として、従来タイヤ２
は従来品２として、図２のグラフに示している。

【００５５】本試験の結果は、以下の表３に示すように
なった。

【００５６】

【表３】

【００５７】上記表３に示すように、発明タイヤ１、発
明タイヤ２、発明タイヤ３のいずれもが従来タイヤ１及
び従来タイヤ２と比較して、ロードノイズが減少してい
ることが判明した。

【００５８】

【発明の効果】本発明の空気入りタイヤによれば、今ま
で低周波帯域の改良で用いられていたタイヤ固有モード
周波数コントロール手法によらずに高周波数域、特に４
００Ｈｚ以上の周波数域における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】

【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断
面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤに用
いるシート状ゴムの弾性率と損失係数との関係を示すグ
ラフである。

【図３】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのＲ
Ｒ指数とベース幅との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのト
レッド部損失係数とベースゲージとの関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１０空気入りタイヤ１２ビードコア１４カーカス２８ベルト３２トレッドゴム３４シート状ゴム（振動伝達率低下手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対のビードコアと、前記ビードコアにトロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に設けられたベルト
と、前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられたトレッドゴ
ムと、前記トレッドゴムの内部に設けられ、トレッド周方向に
沿って該トレッドゴムを伝播する振動の振動伝達率を低
下させる振動伝達率低下手段と、を含んで構成されたこ
とを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】前記振動伝達率低下手段は、損失係数が
前記トレッドゴムの損失係数に対して１１０％以上であ
り、動的貯蔵弾性率が前記トレッドゴムの動的貯蔵弾性
率に対して１１０％以上のゴム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】前記振動伝達率低下手段は、損失係数が
前記トレッドゴムの損失係数に対して１５０％以上であ
り、動的貯蔵弾性率が前記トレッドゴムの動的貯蔵弾性
率に対して１５０％以上のゴム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４】前記ゴムのゴム幅は前記ベルト幅の８５
％以下であり、ゴム厚は前記トレッドゴムのゴムゲージの１０％以上で
あることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気入り
タイヤ。