JP2002192906A - タイヤ・リムホイール組立体及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操縦安定性などの他性能へ与えずにロードノ
イズを低減すること。 【解決手段】 車両外側のショルダー端Ｓ_OUTの落ち量
Ｈ_OUTを、車両内側のショルダー端Ｓ_INの落ち量Ｈ_INよ
りも大きく設定すると、トレッドの落ち量の大きい側の
領域の接地圧は小さく、落ち量の小さい側の領域の接地
圧は大きくなり、振動伝達率は接地圧の小さい領域の方
が接地圧の大きい領域よりも小さくなる。リムホイール
１２の加振時の振幅が大きい側に空気入りタイヤ１４の
接地圧の小さい領域側を対応させることにより、ハブ連
結部に作用する加振力を低減することができロードノイ
ズの低減が図れる。なお、リムホイール１２の加振時の
振幅の小さい側に空気入りタイヤ１４の振動伝達率の高
い側を対応させてもハブ連結部への振動伝達は大きくな
らない。また、空気入りタイヤ全体でのバネ定数は変化
しないので、操縦安定性へ影響を与えずにロードノイズ
のみを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ・リムホイ
ール組立体及び空気入りタイヤに係り、特に車両に装着
した際のロードノイズを効果的に低減することのできる
タイヤ・リムホイール組立体及び空気入りタイヤを提供
することが目的である。

【０００２】

【従来の技術】昨今のタイヤに対して要求されるタイヤ
性能としてロードノイズを低減させることが強く求めら
れている。

【０００３】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、それが車軸を介して車体へ伝
播し、最終的に車室内に伝達されて音となる。

【０００４】その振動の伝達経路を詳しく観察すると、
タイヤのトレッド部，左右のサイドウォール部、左右の
ビード部、ホイール（リム・ディスク）部、車軸へと伝
達される。

【０００５】従来ロードノイズを低減するためにはタイ
ヤの振動特性の改良が必要であり、タイヤ断面の重量や
剛性の配分の適正化によるモード周波数のコントロール
などにより改良が行われてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、タイヤのモー
ド周波数コントロールによる手法では、ロードノイズは
低減されるものの、操縦安定性などの他性能へ与える影
響が多い。

【０００７】本発明は上記事実を考慮し、操縦安定性な
どの他性能へ与えずにロードノイズを低減することので
きるタイヤ・リムホイール組立体及び空気入りタイヤを
提供することが目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はロー
ドノイズを低減するために研究を行った結果、以下のよ
うな事実が判明した。

【０００９】ロードノイズについてはゴムなどの弾性体
で構成されたタイヤの弾性振動のみが主要因であると考
えられていたが、ホイールの振動も重要な要因であると
いう事実が判明した。

【００１０】そこで、種々のホイールについて、リム部
を径方向に加振した時の曲げ変形モードを調べた結果、
車両内側のリム端の振幅と車両外側のリム端の振幅とが
異なる場合があり、ホイールディスクのオフセットによ
らず、ホイールのデザインによって内外のリム端に振幅
の差が生じることが分った。

【００１１】また、タイヤのトレッドクラウン形状がタ
イヤ赤道面の左右で異なると、トレッド〜ビード部間の
振動の伝達特性がタイヤ赤道面の左右で異なることが判
明した。

【００１２】本発明者は、このような新たな知見を巧み
に利用すれば、ロードノイズの低減が図れることを見出
すに至ったのである。

【００１３】請求項１に記載の発明は、上記事実に鑑み
てなされたものであって、左右一対のビード部に設けら
れたビードコアと、一方のビード部から他方のビード部
に延びる本体部と前記ビードコアをタイヤ径方向内側か
ら外側へ巻き上げられた巻上部を有するカーカスプライ
と、前記カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側
に配置された１層以上のコード層よりなるベルトと、前
記ベルトのラジアル方向外側に配置されたトレッドゴム
と、前記カーカスプライのタイヤ軸外側に配置されたサ
イドゴムとを備えた空気入りタイヤをリムホイールに組
み付けたタイヤ・リムホイール組立体であって、リム径
方向加振時の振幅が、表側のリム端と裏側のリム端とで
異なるリムホイールと、タイヤ赤道面を挟んで一方のト
レッド外表面と他方の外表面とはタイヤ回転軸に沿った
断面で見たときの曲率半径が異なると共に、トレッド外
表面とタイヤ赤道面との交点を通ると共にタイヤ回転軸
に対して平行とされた基準線からタイヤ径方向に沿って
計測した一方のショルダー端までの落ち量と、前記基準
線からタイヤ径方向に沿って計測した他方のショルダー
端までの落ち量とが異なる空気入りタイヤと、を備え、
リム径方向加振時の振幅が大きい方のリム端側に、前記
空気入りタイヤの落ち量の大きい側を対応させたことを
特徴としている。

【００１４】次に、請求項１に記載のタイヤ・リムホイ
ール組立体の作用を説明する。

【００１５】空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道面を
挟んで一方のトレッド外表面と他方の外表面とはタイヤ
回転軸に沿った断面で見たときの曲率半径が異なると共
に、トレッド外表面とタイヤ赤道面との交点を通ると共
にタイヤ回転軸に対して平行とされた基準線からタイヤ
径方向に沿って計測した一方のショルダー端までの落ち
量と、基準線からタイヤ径方向に沿って計測した他方の
ショルダー端までの落ち量とが異なるので、タイヤ赤道
面を挟んで落ち量の大きい側の領域の接地圧は小さく、
落ち量の小さい側の領域の接地圧は落ち量の大きい側の
領域対比で大きくなる。

【００１６】接地圧が小さい領域と大きい領域とを比較
すると、振動伝達率は接地圧の小さい領域の方が接地圧
の大きい領域よりも小さくなる。

【００１７】したがって、空気入りタイヤとリムホイー
ルとを組み合わせる際に、リム径方向加振時の振幅が大
きい方のリム端側に、接地圧の小さい領域、即ち、落ち
量の大きい側を対応させることにより、ハブ連結部に作
用する加振力を低減することができ、ロードノイズの低
減が図れる。

【００１８】なお、加振時の振幅が大きい方のリム端と
は反対側は加振時の振幅が小さいので、加振時の振幅が
小さい側に空気入りタイヤの振動伝達率の高い側を対応
させてもハブ連結部への振動伝達は大きくならない。

【００１９】また、接地圧はタイヤ赤道面を挟んで左右
で異なるものの、空気入りタイヤ全体でのバネ定数は変
化しない。

【００２０】このように、路面からの入力はハブ連結部
へ伝達されにくくなり、かつ空気入りタイヤ全体でのバ
ネ定数は変化しないので、操縦安定性へ影響を与えずに
ロードノイズのみを低減することができる。

【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のタイヤ・リムホイール組立体において、値が小さい方
の落ち量をＨＳ、値が大きい方の落ち量をＨＬとしたと
きに、１．３ＨＳ≦ＨＬとしたことを特徴としている。

【００２２】次に、請求項２に記載のタイヤ・リムホイ
ール組立体の作用を説明する。

【００２３】値が小さい方の落ち量をＨＳ、値が大きい
方の落ち量をＨＬとしたときに、１．３ＨＳ≦ＨＬに設
定することにより、ロードノイズを十分に低減すること
が出来る。

【００２４】請求項３に記載の発明は、左右一対のビー
ド部に設けられたビードコアと、一方のビード部から他
方のビード部に延びる本体部と前記ビードコアをタイヤ
径方向内側から外側へ巻き上げられた巻上部を有するカ
ーカスプライと、前記カーカスプライのクラウン部ラジ
アル方向外側に配置された１層以上のコード層よりなる
ベルトと、前記ベルトのラジアル方向外側に配置された
トレッドゴムと、前記カーカスプライのタイヤ軸外側に
配置されたサイドゴムとを備えた空気入りタイヤであっ
て、タイヤ赤道面を挟んで一方のトレッド外表面と他方
の外表面とはタイヤ回転軸に沿った断面で見たときの曲
率半径が異なると共に、トレッド外表面とタイヤ赤道面
との交点を通ると共にタイヤ回転軸に対して平行とされ
た基準線からタイヤ径方向に沿って計測した一方のショ
ルダー端までの落ち量と、前記基準線からタイヤ径方向
に沿って計測した他方のショルダー端までの落ち量とが
異なることを特徴としている。

【００２５】次に、請求項３に記載のタイヤ・リムホイ
ール組立体の作用を説明する。

【００２６】空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道面を
挟んで一方のトレッド外表面と他方の外表面とはタイヤ
回転軸に沿った断面で見たときの曲率半径が異なると共
に、トレッド外表面とタイヤ赤道面との交点を通ると共
にタイヤ回転軸に対して平行とされた基準線からタイヤ
径方向に沿って計測した一方のショルダー端までの落ち
量と、基準線からタイヤ径方向に沿って計測した他方の
ショルダー端までの落ち量とが異なるので、タイヤ赤道
面を挟んで落ち量の大きい側の領域の接地圧は小さく、
落ち量の小さい側の領域の接地圧は落ち量の大きい側の
領域対比で大きくなる。

【００２７】接地圧が小さい領域と大きい領域とを比較
すると、振動伝達率は接地圧の小さい領域の方が接地圧
の大きい領域よりも小さくなる。

【００２８】したがって、空気入りタイヤとリムホイー
ルとを組み合わせる際に、リム径方向加振時の振幅が大
きい方のリム端側に、接地圧の小さい領域、即ち、落ち
量の大きい側を対応させることにより、ハブ連結部に作
用する加振力を低減することができ、ロードノイズの低
減が図れる。

【００２９】なお、加振時の振幅が大きい方のリム端と
は反対側は加振時の振幅が小さいので、加振時の振幅が
小さい側に、空気入りタイヤの振動伝達率の高い側を対
応させてもハブ連結部への振動伝達は大きくならない。

【００３０】また、接地圧はタイヤ赤道面を挟んで左右
で異なるものの、空気入りタイヤ全体でのバネ定数は変
化しない。

【００３１】このように、路面からの入力はハブ連結部
へ伝達されにくくなり、かつ空気入りタイヤ全体でのバ
ネ定数は変化しないので、操縦安定性へ影響を与えずに
ロードノイズのみを低減することができる。

【００３２】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の空気入りタイヤにおいて、値が小さい方の落ち量をＨ
Ｓ、値が大きい方の落ち量をＨＬとしたときに、１．３
ＨＳ≦ＨＬとしたことを特徴としている。

【００３３】次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの
作用を説明する。

【００３４】値が小さい方の落ち量をＨＳ、値が大きい
方の落ち量をＨＬとしたときに、１．３ＨＳ≦ＨＬに設
定することにより、ロードノイズを十分に低減すること
が出来る。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明のタイヤ・リムホイール組
立体の一実施形態を図１及び図２にしたがって説明す
る。

【００３６】図１に示すように、本実施形態のタイヤ・
リムホイール組立体１０は、リムホイール１２に空気入
りタイヤ１４を装着したものである。

【００３７】なお、図１のタイヤ・リムホイール組立体
１０において、矢印ＩＮは車両内側方向を、矢印ＯＵＴ
は車両外側方向を示している。

【００３８】本実施形態の空気入りタイヤ１４は、一対
のビード部１６をトロイド状に跨がるカーカス１８を備
えている。

【００３９】カーカス１８のタイヤ径方向外側には、本
実施形態では、第１ベルトプライ２０Ａ及び第２ベルト
プライ２０Ｂの２枚のベルトプライからなるベルト２０
が配設されている。

【００４０】ベルト２０のタイヤ径方向外側にはトレッ
ドゴム層２２が配設されている。また、カーカス１８の
タイヤ軸方向外側には、サイドゴム層２４が配設されて
いる。

【００４１】本実施形態のカーカス１８は、複数本のコ
ードを互いに平行に並べてゴムコーティングした１枚の
カーカスプライ２６から構成されている。

【００４２】ビード部１６のビードコア２８には、カー
カスプライ２６の端部分がタイヤ径方向外側へ巻き上げ
られている。

【００４３】ここで、カーカスプライ２６の一方のビー
ドコア２８から他方のビードコア２８へ至る部分を本体
部２６Ａ、ビードコア２８からタイヤ径方向外側へ延び
る巻上部分を巻上部２６Ｂとする。

【００４４】カーカスプライ２６の本体部２６Ａと巻上
部２６Ｂとの間には、ビードコア２８からタイヤ径方向
外側へ延びる高硬度のゴムからなるビードフィラー３０
が配設されている。

【００４５】図１及び図２に示すように、本実施形態で
は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで一方のトレッド外表面と
他方の外表面とはタイヤ回転軸に沿った断面で見たとき
に、車両内側のショルダー側の曲率半径Ｒ_INと、車両外
側のショルダー側の曲率半径Ｒ_OUTが異なると共に、ト
レッド外表面とタイヤ赤道面ＣＬとの交点Ｐを通ると共
にタイヤ回転軸に対して平行とされた基準線Ｌからタイ
ヤ径方向に沿って計測した車両内側のショルダー端Ｓ_IN
までの落ち量Ｈ_INと、基準線Ｌからタイヤ径方向に沿っ
て計測した車両外側のショルダー端Ｓ_OUTまでの落ち量
Ｈ_OUTとが異なる。

【００４６】より具体的には、曲率半径Ｒ_OUTは曲率半
径Ｒ_INよりも大きく設定されている。

【００４７】そして、基準線Ｌから車両外側のショルダ
ー端Ｓ_OUTまでの落ち量Ｈ_OUTは、車両内側のショルダー
端Ｓ_INまでの落ち量Ｈ_INよりも大きく設定されている。

【００４８】ここで、車両内側の値が小さい方の落ち量
Ｈ_INと車両外側の値が大きい方の落ち量Ｈ_OUTとの関係
は、１．３Ｈ_IN≦Ｈ_OUT（本発明の１．３ＨＳ≦ＨＬ）
に設定することが好ましい。

【００４９】なお、ここでいうショルダー端とは、空気
入りタイヤ１４をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（日
本自動車タイヤ協会規格：２０００度版）に規定されて
いる標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯ
Ｋでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負
荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する
空気圧（最大空気圧）の１００％内圧を充填したときの
タイヤ幅方向の接地端（タイヤ回転軸は路面に対して平
行）である。

【００５０】次に、本実施形態のリムホイール１２は、
リム部３２の幅方向中心線ＲＣＬに対してディスク部３
３が車両外側方向（リムホイールの表側）にオフセット
しているが、リム部を加振した時の振幅は、車両外側の
リム端の方が車両内側のリム端よりも大きなっているも
のである。

【００５１】ここで、リムホイール１２の振動伝達率の
測定方法を以下に説明する。

【００５２】図３に示すように、加速度計４０をホイー
ル断面方向１８箇所に貼り付けたリムホイール１２を試
験用車軸４２に取り付け、小型加振器でリム部をリム径
方向に加振することによって曲げモードの変形を測定し
て得た。 （作用）上記のように構成された空気入りタイヤ１４で
は、トレッドのタイヤ赤道面ＣＬを挟んで落ち量の大き
い側の領域の接地圧は小さく、落ち量の小さい側の領域
の接地圧は落ち量の大きい側の領域対比で大きくなる。

【００５３】接地圧が小さい領域と大きい領域とを比較
すると、振動伝達率は接地圧の小さい領域の方が接地圧
の大きい領域よりも小さくなる。

【００５４】本実施形態のタイヤ・リムホイール組立体
１０では、空気入りタイヤ１４とリムホイール１２とを
組み合わせる際に、リム径方向加振時の振幅が大きい方
のリム端側に接地圧の小さい領域、即ち、空気入りタイ
ヤ１４の落ち量の大きい側を対応させたので、ハブ連結
部３４に作用する加振力を低減することができ、ロード
ノイズの低減が図れる。

【００５５】なお、加振時の振幅が大きい方のリム端と
は反対側は加振時の振幅が小さいので、加振時の振幅が
小さい側に空気入りタイヤ１４の振動伝達率の高い側を
対応させても、ハブ連結部への振動伝達は大きくならな
い。

【００５６】また、接地圧はタイヤ赤道面ＣＬを挟んで
左右で異なるものの、空気入りタイヤ全体でのバネ定数
は変化しない（従来通り確保する。）。

【００５７】このように、路面からの入力はハブ連結部
３４へ伝達されにくくなり、かつ空気入りタイヤ全体で
のバネ定数は変化しないので、操縦安定性へ影響を与え
ずにロードノイズのみを低減することができる。

【００５８】なお、１．３Ｈ_IN＞Ｈ_OUTになると、ロー
ドノイズを低減する効果が不足する。 （試験例１）本発明の効果を確かめるために、従来例の
タイヤ・リムホイール組立体と本発明の適用された実施
例のタイヤ・リムホイール組立体を用意し、実車走行に
よるロードノイズ車内音（４００〜８００Ｈｚの帯域
値）を測定した。

【００５９】素材及びデザインの異なる３種類のリムホ
イール（Ａ，Ｂ，Ｃ）と、内部構造の異なる３種類の空
気入りタイヤ（ａ，ｂ，ｃ）を用い、表３に示すように
組み合わせて９種類のタイヤ・リムホイール組立体を得
た。

【００６０】リムホイールは、何れもサイズが６ＪＪ−
１４、オフセットが４５ｍｍであり、素材及びデザイン
が各々異なっている。なお、リムホイールの曲げモード
のモード形、リム端の振幅の大小関係は以下の表２に記
載した通りである。

【００６１】空気入りタイヤは、何れもサイズが１８５
／７０Ｒ１４であり、下記の表１に示すようにショルダ
ー端の落ち量が異なっている。

【００６２】実車走行試験では、国産の排気量２０００
ｃｃのＦＦ車にタイヤ・リムホイール組立体を取り付
け、粗面路を６０ｋｍ／ｈで走行中の運転者左耳位置で
の騒音レベルを測定した。

【００６３】評価は、以下の表３に記載した通りであ
り、ホイール＋タイヤａに対する車内音の差で表してい
る。なお、数値の前の三角印は、車内音が低減されてい
ること（マイナス）を表している。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】（試験例２）片側の落ち量を種々変えた空
気入りタイヤを夫々ホイールＢに装着し、試験例１と同
様にロードノイズ車内音（４００〜８００Ｈｚの帯域
値）を測定した。

【００６８】評価は、以下の表４に記載した通りであ
り、比較例１に対する車内音の差で表している。

【００６９】

【表４】

【００７０】なお、ロードノイズが０．５［ｄＢ］以上
低下すると、ロードノイズが低下したことが一般ドライ
バーでも分る。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のタイヤ・リ
ムホイール組立体は上記の構成としたので、他性能を悪
化させずにロードノイズを低減できる、という優れた効
果を有する。

【００７２】また、本発明の空気入りタイヤは上記の構
成としたので、他性能を悪化させずにロードノイズを低
減できる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤ・リムホイー
ル組立体の断面図である。

【図２】空気入りタイヤをタイヤ回転軸に沿って断面に
したときの外輪郭線図である。

【図３】リム端の振幅を測定する方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ タイヤ・リムホイール組立体 １２ リムホイール １４ 空気入りタイヤ １６ ビード部 ２０ ベルト ２２ トレッドゴム ２４ サイドゴム ２６ カーカスプライ ２６Ａ 本体部 ２６Ｂ 巻上部 ２８ ビードコア ２０Ａ 第１ベルトプライ（コード層） ２０Ｂ 第２ベルトプライ（コード層） ３２Ａ ビードシート ３４ ハブ連結部 ＣＬ タイヤ赤道面 Ｒ_OUT 曲率半径 Ｒ_IN 曲率半径 Ｐ 交点 Ｌ 基準線 Ｓ_OUT ショルダー端 Ｓ_IN ショルダー端 Ｈ_OUT 落ち量 Ｈ_IN 落ち量

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対のビード部に設けられたビード
   コアと、一方のビード部から他方のビード部に延びる本
   体部と前記ビードコアをタイヤ径方向内側から外側へ巻
   き上げられた巻上部を有するカーカスプライと、前記カ
   ーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置され
   た１層以上のコード層よりなるベルトと、前記ベルトの
   ラジアル方向外側に配置されたトレッドゴムと、前記カ
   ーカスプライのタイヤ軸外側に配置されたサイドゴムと
   を備えた空気入りタイヤをリムホイールに組み付けたタ
   イヤ・リムホイール組立体であって、 リム径方向加振時の振幅が、表側のリム端と裏側のリム
   端とで異なるリムホイールと、 タイヤ赤道面を挟んで一方のトレッド外表面と他方の外
   表面とはタイヤ回転軸に沿った断面で見たときの曲率半
   径が異なると共に、トレッド外表面とタイヤ赤道面との
   交点を通ると共にタイヤ回転軸に対して平行とされた基
   準線からタイヤ径方向に沿って計測した一方のショルダ
   ー端までの落ち量と、前記基準線からタイヤ径方向に沿
   って計測した他方のショルダー端までの落ち量とが異な
   る空気入りタイヤと、 を備え、リム径方向加振時の振幅が大きい方のリム端側
   に、前記空気入りタイヤの落ち量の大きい側を対応させ
   たことを特徴とするタイヤ・リムホイール組立体。
2. 【請求項２】 値が小さい方の落ち量をＨＳ、値が大き
   い方の落ち量をＨＬとしたときに、１．３ＨＳ≦ＨＬと
   したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ・リムホ
   イール組立体。
3. 【請求項３】 左右一対のビード部に設けられたビード
   コアと、一方のビード部から他方のビード部に延びる本
   体部と前記ビードコアをタイヤ径方向内側から外側へ巻
   き上げられた巻上部を有するカーカスプライと、前記カ
   ーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置され
   た１層以上のコード層よりなるベルトと、前記ベルトの
   ラジアル方向外側に配置されたトレッドゴムと、前記カ
   ーカスプライのタイヤ軸外側に配置されたサイドゴムと
   を備えた空気入りタイヤであって、 タイヤ赤道面を挟んで一方のトレッド外表面と他方の外
   表面とはタイヤ回転軸に沿った断面で見たときの曲率半
   径が異なると共に、トレッド外表面とタイヤ赤道面との
   交点を通ると共にタイヤ回転軸に対して平行とされた基
   準線からタイヤ径方向に沿って計測した一方のショルダ
   ー端までの落ち量と、前記基準線からタイヤ径方向に沿
   って計測した他方のショルダー端までの落ち量とが異な
   ることを特徴とする空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 値が小さい方の落ち量をＨＳ、値が大き
   い方の落ち量をＨＬとしたときに、１．３ＨＳ≦ＨＬと
   したことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイ
   ヤ。