JP2002205515A

JP2002205515A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2002205515A
Application number: JP2001003428A
Authority: JP
Inventors: Masanori Iwase; 雅則岩瀬; Yasuhide Hasei; 康秀長谷井
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-07-23
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: JP4831868B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タイヤ重量の増加や操縦安定性の低下が小さ
く、しかも十分な騒音低減効果を得ることができる空気
入りタイヤを提供する。【解決手段】一対の環状のビードコア１と、そのビー
ドコア１で端部側が折り返されたカーカス層５と、その
カーカス層５に側面が沿うようにビートコア１のタイヤ
外周側に配設されたビードフィラー２とを備える空気入
りタイヤにおいて、前記ビードフィラー２と前記カーカ
ス層５との間に、測定温度２３℃、振動数１００Ｈｚ、
動歪み０．１５％での動的粘弾性測定における損失正接
（ｔａｎδ）が０．３以上の高減衰材料よりなる減衰層
１０を介在させてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビードフィラーと
カーカス層との間に高減衰材料よりなる減衰層を介在さ
せた空気入りタイヤに関し、特に、車両のロードノイズ
を低減するための技術として有用である。

【０００２】

【従来の技術】乗用車等の車両が比較的荒れた路面を走
行すると、車両室内にロードノイズと呼ばれる騒音が発
生することが知られている。このロードノイズは、タイ
ヤが関係する騒音の１つであり、路面の凹凸がタイヤト
レッドを介してタイヤを振動させ、この振動が車軸、サ
スペンション、車体といった伝播経路を伝播して、最終
的に車両室内で騒音を発生させるというものである。

【０００３】この車室内騒音のうち、２５０〜４００Ｈ
ｚの周波数帯のものは高周波数ロードノイズと称されて
おり、タイヤの振動モードとしては断面２次モードが関
係していると考えられる。この高周波数ロードノイズの
対策としては、従来、主にトレッド部のベルト剛性に着
目し、ベルト剛性の向上やベルト端に補強層を設けるな
どの方法が採用されてきた。

【０００４】一方、近年、タイヤの軽量化の要求が高ま
っており、上記手法は何れも重量を増加させる手法であ
るため、タイヤのゴム材料の一部を高減衰ゴムで置き換
えることにより、ロードノイズを低減する手法が提案さ
れている。例えば特開平９−３００９１１号公報には、
ベルト層の両端部を覆うトレッドゴム部分にシート状の
高減衰ゴムを使用したタイヤが提案されている。

【０００５】この発明は、ベルト周りの振動を減衰させ
ることにより、ロードノイズを低減するものであるが、
ビード部からサイドウォール部周辺の振動を減衰させる
発明としては、これまで特開平１０−３５２２９号公報
に記載の発明のみが知られている。この発明は、ビード
フィラーを３種類以上のゴム部から構成し、タイヤ径方
向外側に位置するものほど１００％モジュラスを低く
し、最外側に位置するゴム部を損失正接（ｔａｎδ）が
０．３〜０．６の制振ゴム（高減衰材料）とした空気入
りタイヤに係わるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビード
フィラーの最外側に位置するゴム部を制振ゴムのような
モジュラスの低いゴムで形成すると、ロードノイズは低
減するものの、操縦安定性が大きく低下すると言う問題
が生じる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、タイヤ重量の増
加や操縦安定性の低下が小さく、しかも十分な騒音低減
効果を得ることができる空気入りタイヤを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、有限要素法による固有値解析により、高
周波数ロードノイズと関係するタイヤ断面２次モードに
おける振動時の歪エネルギーの分布を解析した結果、ビ
ードフィラー部分の歪エネルギーが大きいことを見出
し、この知見に基づいて、ビードフィラーとカーカス層
との間に高減衰材料よりなる減衰層を介在させてみたと
ころ、操縦安定性を維持しつつ十分な騒音低減効果が得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対の
環状のビードコアと、そのビードコアで端部側が折り返
されたカーカス層と、そのカーカス層に側面が沿うよう
に前記ビートコアのタイヤ外周側に配設されたビードフ
ィラーとを備える空気入りタイヤにおいて、前記ビード
フィラーと前記カーカス層との間に、測定温度２３℃、
振動数１００Ｈｚ、動歪み０．１５％での動的粘弾性測
定における損失正接（ｔａｎδ）が０．３以上の高減衰
材料よりなる減衰層を介在させてあることを特徴とす
る。

【００１０】上記において、前記減衰層の平均厚みが
０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。

【００１１】また、前記ビードフィラーの内側側面と外
側側面とが、前記カーカス層の折り返し部と非折り返し
部とに沿って配設されると共に、その内側側面及び外側
側面と前記カーカス層との間に、前記減衰層を介在させ
てあることが好ましい。

【００１２】その際、前記ビードフィラーの断面形状が
略三角形であり、その断面形状の高さｈ_bfに対する前記
減衰層の幅Ｗの比率（Ｗ／ｈ_bf）が０．３〜１．０であ
ることが好ましい。

【００１３】［作用効果］本発明によると、高周波数ロ
ードノイズと関係するタイヤ断面２次モードにおいて、
振動時の歪エネルギーが局部的に大きくなるビードフィ
ラーと、振動時の応力を伝達させるカーカス層との間
に、高減衰材料よりなる減衰層を配設してあるため、振
動エネルギーを効率良く減衰させることができる。しか
も、減衰層が層状であるため、ビードフィラーによる補
強効果を殆ど低下させず、実施例の結果が示すように、
操縦安定性もかなり維持することができる。また、スチ
ール補強や重量コントロールによる防振作用を利用する
ものでないため、タイヤ重量を殆ど増加させずに済む。
その結果、タイヤ重量の増加や操縦安定性の低下が小さ
く、しかも十分な騒音低減効果を得ることができる空気
入りタイヤを提供することができる。

【００１４】前記減衰層の平均厚みが０．５〜２．０ｍ
ｍである場合、操縦安定性の低下がより小さく、しかも
十分な騒音低減効果をより確実に得ることができる。

【００１５】前記ビードフィラーの内側側面と外側側面
とが、前記カーカス層の折り返し部と非折り返し部とに
沿って配設されると共に、その内側側面及び外側側面と
前記カーカス層との間に、前記減衰層を介在させてある
場合、ビードフィラーの両側面に伝達する振動エネルギ
ーを減衰させることができ、騒音低減効果をより高める
ことができる。

【００１６】前記ビードフィラーの断面形状が略三角形
であり、その断面形状の高さｈ_bfに対する前記減衰層の
幅Ｗの比率（Ｗ／ｈ_bf）が０．３〜１．０である場合、
操縦安定性の低下がより小さく、しかも十分な騒音低減
効果を確実に得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空
気入りタイヤの一例を示す片側断面図である。

【００１８】本発明の空気入りタイヤは、図１に示すよ
うに、一対の環状のビードコア１と、そのビードコア１
で端部側が折り返されたカーカス層５と、そのカーカス
層５に側面が沿うようにビートコア１のタイヤ外周側に
配設されたビードフィラー２とを備える。本実施形態で
は、ビードフィラー２の断面形状が略三角形であり、そ
の内側側面２ａと外側側面２ｂとが、カーカス層５の折
り返し部５ａと非折り返し部５ｂとに沿って配設される
場合を例示する。ビードコア１としては、従来よりタイ
ヤに使用されているものが何れも使用でき、タイヤのサ
イズや種類に応じた形状、断面本数等が適宜採用され
る。ビードコア１は、通常、ビードワイヤーの集束体と
して形成され、ビードワイヤーとしては鋼線等が一般的
である。このビードコア１によりカーカス層５の端部側
が折り返されて係止することで、ビード部間がカーカス
層５で補強されると共に、ビード部によってタイヤがリ
ム上に強固に嵌着される。

【００１９】カーカス層５は、本発明の構成を説明する
上で、ビードコア１で折り返された折り返し部５ａと、
ビードコア１に至るまでの非折り返し部５ｂと、ビード
コア１の周囲の周囲部５ｃとに区分できる。非折り返し
部５ｂは、ビード部から外周側へ延びるサイドウォール
部３からショルダ部、トレッド部４を経て、他方のビー
ド部へと連なる。

【００２０】カーカス層５の両側にはゴム層が形成さ
れ、チューブレスタイヤでは、最内層にインナーライナ
ー層が形成される。また、カーカス層５のタイヤ外周部
には、たが効果による補強を行うベルト層６が配置さ
れ、その外周表面にトレッドゴム４ａによりトレッドパ
ターンが形成される。

【００２１】上記のゴム層等の原料ゴムとしては、天然
ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエン
ゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム
（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらのゴムはカーボンブ
ラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫
剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合され
る。

【００２２】また、、カーカス層５やベルト層６の構成
材料としては、スチールや、ポリエステル、レーヨン、
ナイロン、アラミド等の有機系繊維等が使用される。こ
れらの材料は、いずれもゴムとの接着性を高めるべく、
通常、表面処理や接着処理等がなされている。

【００２３】ビードフィラー２としては、従来よりタイ
ヤに使用されているものが何れも使用でき、タイヤのサ
イズや種類に応じた形状、硬度等が適宜採用できる。ビ
ードフィラー２は、ビード部を補強する機能を有するた
め、ＪＩＳＡ硬度で７０〜９０°のゴムを使用するの
が好ましい。

【００２４】本発明の空気入りタイヤは、上記のような
空気入りタイヤにおいて、図１に示すように、ビードフ
ィラー２とカーカス層５との間に、高減衰材料よりなる
減衰層１０ａ、１０ｂを介在させてあることを特徴とす
る。本実施形態では、ビードフィラー２の内側側面２ａ
と外側側面２ｂの全面を、シート状の減衰層１０ａ、１
０ｂが覆う形でカーカス層５との間に介在させた例を示
す。

【００２５】高減衰材料としては、タイヤ加硫後におい
て、測定温度２３℃、振動数１００Ｈｚ、動歪み０．１
５％での動的粘弾性測定における損失正接（ｔａｎδ）
が０．３以上のものが使用される。０．３未満では、減
衰性が不十分となるため、騒音低減効果が乏しくなる。
このため、損失正接は０．５以上が好ましく、０．８〜
２．５が更に好ましい。なお、損失正接の測定方法の詳
細は実施例に記載の通りである。

【００２６】上記のような損失正接を有する材料として
は、各種のものがその製法と共に公知であり、それらを
何れも使用することができる。一般的には、ゴム、樹
脂、又は熱可塑性エラストマーから、嵩高い官能基を有
するものや極性基を有するものなど、適当な種類を選択
したり、架橋密度や分子量を小さく調製したり、適当な
可塑化剤又は軟化剤、可塑成分等を添加するなどすれば
よい。

【００２７】本発明では、特に、高減衰材料の硬度、剛
性をある程度高く維持しながら、上記のような損失正接
を有する材料として、ポリノルボルネンゴム又はそのブ
レンド体などが好ましい。また、高減衰材料の硬度や剛
性をある程度高く維持する上で、上記の損失正接と同じ
測定条件において、高減衰材料の動的弾性率が５ＭＰａ
以上が好ましく、１５ＭＰａ以上がより好ましい。

【００２８】本発明における減衰層１０ａ、１０ｂは、
厚みが一定のものに限らず、その平均厚みが０．５〜
２．０ｍｍであることが好ましく、１．０〜２．０ｍｍ
がより好ましい。

【００２９】また、図２に示す各サイズは、下記の如き
である。ビードフィラー２の断面形状の高さｈ_bfに対す
る減衰層１０ａ、１０ｂの幅Ｗの比率（Ｗ／ｈ_bf）は
０．３〜１．０であることが好ましく、０．５〜１．０
がより好ましい。

【００３０】また、ビードフィラー２の断面形状の高さ
ｈ_bfに対する内側の減衰層１０ａの高さｈ１の比率（ｈ
１／ｈ_bf）は、操縦安定性と騒音低減効果の観点より、
０．５〜１．５であることが好ましく、０．７〜１．３
がより好ましい。内側の減衰層１０ａの高さｈ１と外側
の減衰層１０ｂの高さｈ２との高さの差は、操縦安定性
と騒音低減効果の観点より、１０ｍｍ以下が好ましく、
５ｍｍ以下がより好ましい。

【００３１】減衰層１０は、ビードフィラー２の内側側
面２ａと外側側面２ｂの両面全体に設ける必要はなく、
少なくとも何れかの側面に設ければよい。但し、ビード
フィラー２の内側側面２ａに設ける方がより効果的であ
る。また、側面の一部に設けてもよく、その場合、ビー
ドフィラー２の上端の位置を中央にして減衰層１０を設
けるのが好ましい。

【００３２】更に、減衰層１０は、ビードコア１の側面
にまで延設されていてもよいが、カーカス層５による補
強機能を維持する上で、減衰層１０の下端がビードフィ
ラー２の側面の下端より上方に位置するのが好ましい。

【００３３】本発明における減衰層１０は、ビードフィ
ラー２を形成するための部材に、減衰層１０を形成する
部材を貼りつけてタイヤ成型を行うことにより、形成す
ることができるが、前者の部材を押し出し成型する際
に、共押し出しした複合部材を使用して形成することも
可能である。その場合、後述の図３（ａ）に示すような
Ｖ型の減衰層１０が好ましい。

【００３４】本発明の空気入りタイヤは、乗用車に限ら
ず、軽量トラック、トラック・バスなどの幅広い重量の
車両の空気入りタイヤに適用できる。

【００３５】〔他の実施形態〕以下、本発明の他の実施
形態について説明する。

【００３６】（１）前述の実施形態では、図１に示すよ
うな形態でビードフィラー２とカーカス層５との間に減
衰層１０を介在させる例を示したが、図３（ａ）〜
（ｃ）に示すような構造にしてもよい。

【００３７】図３（ａ）に示すものは、断面形状が略三
角形のビードフィラー２の上側をＶ型の減衰層１０が覆
うようにして、カーカス層５との間に介在させた例であ
る。従って、減衰層１０の下端は、ビードフィラー２の
下端より上方に位置している。また、カーカス層５の折
り返し方向は、図１の場合と同じであるが、折り返し部
５ａの先端がビードフィラー２の上端より下方に位置し
ている。このため、減衰層１０は、ビードフィラー２と
カーカス層５との間に介在していない部分を有するが、
その部分においても周囲のゴム層から伝達する振動エネ
ルギーを減衰させることができる。

【００３８】図３（ｂ）に示すものは、カーカス層５の
折り返し方向が図１の場合と異なる例であり、その非折
り返し部５ｂのみに減衰層１０を介在させると共に、更
に非折り返し部５ｂの外側にも減衰層１０ｃを設けてあ
る。このような減衰層１０ｃによっても周囲のゴム層か
ら伝達する振動エネルギーを減衰させることができる。
なお、カーカス層５は１層のものに限られず、２層形成
したものでもよい。またカーカス層５を２層形成する場
合、ビードフィラー２の外側と内側との両側から折り返
すようにしてもよい。

【００３９】図３（ｃ）に示すものは、ビードフィラー
２の高さが低く、カーカス層５の折り返し部５ａの先端
がビードフィラー２の上端より上方に位置する例であ
る。この例では、減衰層１０がビードフィラー２とカー
カス層５との間に介在すると共に、カーカス層５の折り
返し部５ａと非折り返し部５ｂとの間にも介在してい
る。また、前述の実施形態では、減衰層１０の厚みの分
だけビードフィラー２の体積を減少させていたが、この
例では、ビードフィラー２の体積を変化させずに、減衰
層１０を設けてある。

【００４０】（２）前述の実施形態では、ビードフィラ
ー２の断面形状が略三角形の例を示したが、ビードフ
ィラー２の断面形状は、台形、その他の形状でもよい。
また、ビードフィラー２の構造は、２種以上の部分（材
料）からなる複合体であってもよい。また、ビードフィ
ラー２やビードコア１の近傍に、短繊維や長繊維等で補
強した補強層を設けてもよい。その場合、カーカス層５
のビードフィラー２とは逆側（介在しない側）に設ける
のが、騒音低減効果の観点から好ましい。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。なお、損失正接（ｔａｎ
δ）、ロードノイズレベル、操縦安定性、タイヤ重量
は、次のようにして測定・評価した。

【００４２】（損失正接）タイヤ製造後の減衰層につい
て、動的粘弾性スペクトロメータ（レオロジ社製）を使
用し、幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍ、試料長２０ｍｍの短冊状
試料により、初期歪み２．５％、振動数１００Ｈｚ、動
歪み０．１５％、２３℃での条件で測定した。

【００４３】（動的弾性率）上記の損失正接と同じ測定
条件にて動的弾性率を測定した（単位：ＭＰａ）。

【００４４】（ロードノイズレベル）試作タイヤをフロ
ントとリア共に空気圧２００ｋＰａとし、テスト車両
（２０００ｃｃの国産ＦＦ乗用車）に装着し、マイクを
運転席の耳元に配して６０ｋｍ／ｈの定速走行で、２５
０〜４００Ｈｚのロードノイズレベルを測定した。測定
値は、比較例１を１００とする指数で表示した（数値が
低いほど良）。

【００４５】（操縦安定性）乾燥状態の路面で、各走行
モードにより走行した時のテストドライバーによるフィ
ーリングで評価した。評価は、比較例１を１００とする
指数で表示した（数値が高いほど良）。

【００４６】（タイヤ重量）比較例１のタイヤ重量を１
００として指数で表示した（数値が低いほど軽い）。

【００４７】実施例１〜３ビードフィラーをＪＩＳＡ硬度９０°、ｔａｎδ＝０．
１、その断面形状を略三角形（底辺８．５ｍｍ、高さ３
５ｍｍ）とし、その両側面に同じ幅の表１に示すような
減衰層をｈ１−ｈ２＝５ｍｍとなるように配置して、他
の部分は一般的な材料、構造よりなるサイズ２０５／６
５Ｒ１５のラジアルタイヤを試作した。

【００４８】比較例１実施例１において、減衰層を形成せずにその部分をビー
ドフィラーと同じゴムで形成すること以外は同様にして
ラジアルタイヤを試作した。

【００４９】比較例２実施例１において、減衰層をｔａｎδ＝０．２のゴム材
料に代えること以外は同様にしてラジアルタイヤを試作
した。

【００５０】比較例３実施例１において、減衰層を形成する代わりに、同じ材
料で同体積となる減衰部を断面台形のビードフィラー
（同体積）のタイヤ外周側頂部に設けること以外は、実
施例１と同様にしてラジアルタイヤを試作した。

【００５１】以上のラジアルタイヤの評価結果を表１に
示す。

【００５２】

【表１】表１の結果が示すように、実施例１〜３のタイヤでは、
操縦安定性を維持しつつ、十分な騒音低減効果を得るこ
とができる。これに対し、ｔａｎδ＝０．２の材料を用
いた比較例２では、十分な騒音低減効果を得ることがで
きず、また、断面三角形状に高減衰材料を配置した比較
例３では、操縦安定性が大きく低下した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す片側断面
図

【図２】本発明における減衰層のサイズを説明するため
の説明図

【図３】本発明の空気入りタイヤの他の例を示す要部断
面図

【符号の説明】

１ビードコア２ビードフィラー２ａビードフィラーの内側側面２ｂビードフィラーの外側側面５カーカス層５ａカーカス層の折り返し部５ｂカーカス層の非折り返し部１０減衰層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の環状のビードコアと、そのビード
コアで端部側が折り返されたカーカス層と、そのカーカ
ス層に側面が沿うように前記ビートコアのタイヤ外周側
に配設されたビードフィラーとを備える空気入りタイヤ
において、前記ビードフィラーと前記カーカス層との間に、測定温
度２３℃、振動数１００Ｈｚ、動歪み０．１５％での動
的粘弾性測定における損失正接（ｔａｎδ）が０．３以
上の高減衰材料よりなる減衰層を介在させてあることを
特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】前記減衰層の平均厚みが０．５〜２．０
ｍｍである請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記ビードフィラーの内側側面と外側側
面とが、前記カーカス層の折り返し部と非折り返し部と
に沿って配設されると共に、その内側側面及び外側側面
と前記カーカス層との間に、前記減衰層を介在させてあ
る請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記ビードフィラーの断面形状が略三角
形であり、その断面形状の高さｈ_bfに対する前記減衰層
の幅Ｗの比率（Ｗ／ｈ_bf）が０．３〜１．０である請求
項３に記載の空気入りタイヤ。