JP2007168541A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】走行中のロードノイズを低減させる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部２と、該トレッド部２の両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方に設けられたビード部４とを有する空気入りタイヤ１である。タイヤ内腔ｉに面する内腔面９に、タイヤ内腔ｉに突出しかつ放射状にのびる突条１０がタイヤ周方向に隔設される。突条１０は、少なくとも一方のタイヤ最大幅位置Ｍから前記トレッド部２を経て他方のタイヤ最大幅位置Ｍまでのびる。突条１０の突出高さが１．５mmよりも大、突出幅が１．０mmよりも大、しかも突条のタイヤ周方向の隔設ピッチが３．０mmよりも大かつ１０．０mmよりも小である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくは走行中のロードノイズを低減しうる空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにより生じる騒音には様々なものがある。例えば高速道路を走行中に路面の継ぎ目等を乗り越えた際に「パカーン」という比較的大きな音が車室内で聴取されることがある。また荒れた路面を走行した場合、「ゴー」という比較的大きな音が車室内で聴取されることがある。これらのロードノイズは、いずれも空気入りタイヤとリムとが囲むタイヤ内腔の空気が、路面からの入力された振動と共鳴（空洞共鳴）することで発生する。

このようなロードノイズを低減するために、タイヤのサイドウォール部を柔軟化する方法や、ベルト層及び／又はバンド層のコード材料等を調節してトレッド部の剛性を最適化する方法などが提案されている。しかしながら、これらの方法は、いずれも未だ十分な効果を発揮していないのが現状である。

また、本件出願人は、タイヤ内腔での空気の振動エネルギーを吸収するために、リム又は空気入りタイヤの内腔面に、タイヤ周方向にのびるスポンジ材を固着することを提案している（例えば下記特許文献１参照）。

特開２００３−４８４０７号公報

上記特許文献１では、タイヤ内腔内の空気の振動エネルギーがスポンジ材によって直接吸収されるため、非常に優れた空洞共鳴抑制効果が発揮される。しかし、空気入りタイヤを加硫成形した後、その内腔面に別途、スポンジ材を接着等する必要があるので、生産性の面において改善の余地がある。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、タイヤ内腔に面する内腔面に、タイヤ内腔に突出しかつ放射状にのびる突条をタイヤ周方向に隔設するとともに、前記突条の断面寸法等を限定することを基本として、タイヤ内腔での空洞共鳴を抑制しひいてはロードノイズを低減しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部と、該トレッド部の両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方に設けられたビード部とを有する空気入りタイヤであって、タイヤ内腔に面する内腔面に、前記タイヤ内腔に突出しかつ放射状にのびる突条がタイヤ周方向に隔設され、前記突条は、少なくとも一方のタイヤ最大幅位置から前記トレッド部を経て他方のタイヤ最大幅位置までのびるとともに、前記突条の突出高さが１．５mmよりも大かつ６．０mmよりも小、突出幅が１．０mmよりも大かつ３．０mmよりも小、しかも突条のタイヤ周方向の隔設ピッチが３．０mmよりも大かつ１０．０mmよりも小であることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記突条は、前記突出高さｈと突出幅ｗとの比（ｈ／ｗ）が１．０よりも大である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記突条は、前記隔設ピッチがタイヤ周方向で変化する請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記突条は、第１の突条と、この第１の突条とは突出高さ又は突出幅の少なくとも一つが異なる第２の突条とを少なくとも含む請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記突条は、前記突出高さが増減を繰り返しながら放射状にのびる第３の突条を含む請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

ここで、前記「タイヤ最大幅位置」とは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態において、サイドウォール部の中で最もタイヤ軸方向外側に張り出した位置とする。また、サイドウォール部の外面に文字や標章、リムプロテクター等が設けられている場合には、これらを除外して前記タイヤ最大幅位置が定められる。

また、前記正規リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。

また、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

本発明の空気入りタイヤは、その内腔面に、タイヤ内腔に突出しかつ放射状にのびる突条がタイヤ周方向に隔設される。そして、突条は、少なくとも一方のタイヤ最大幅位置から前記トレッド部を経て他方のタイヤ最大幅位置までのびるとともに、その突出高さ、突出幅及びタイヤ周方向の隔設ピッチが一定の範囲に限定されている。このような突条は、タイヤ内腔の空気の流れを攪乱し、共鳴振動を妨げ得る。従って、ロードノイズを低減させ得る。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には、本実施形態の空気入りタイヤ１の正規状態の右半分断面図が示される。

空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両端部からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、さらにその内方端に設けられかつビードコア５が埋設された一対のビード部４とを有する。この実施形態において、空気入りタイヤ１は、タイヤ内腔ｉを向く内腔面９が空気低透過性のインナーライナーゴム１１で覆われたチューブレスタイプかつ乗用車用のものが示される。

前記空気入りタイヤ１は、少なくともラジアル構造のカーカス６と、そのタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを含む。

前記カーカス６は、例えば有機繊維コードが用いられた１ないし複数枚、この例では１枚のカーカスプライ６Ａで構成される。該カーカスプライ６Ａは、例えばビードコア５、５間をトロイド状に跨ってのびている本体部６ａと、その両側に連なりかつビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含む。この本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびるビードエーペックスゴム８が設けられる。

また前記ベルト層７は、本例ではタイヤ半径方向で重ねられた内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂにより構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３０°程度の角度で傾けかつそれらが互いに交差する向きに重ねられている。

なお、空気入りタイヤ１の内部構造などは、必要に応じて又タイヤのカテゴリ等に基づいて適宜変更され得るのは言うまでもない。

図２には空気入りタイヤ１の内腔面９側から見た部分斜視図が、図３にはそのＡ−Ａ部分断面図がそれぞれ示される。空気入りタイヤ１の内腔面９には、タイヤ内腔ｉに突出しかつ放射状にのびる突条１０がタイヤ周方向に複数本隔設される。本実施形態では、この突条１０は、前記インナーライナーゴム１１によって形成されている。

前記突条１０は、内腔面９をタイヤ周方向に凹凸化し、タイヤ内腔ｉの空気の振動を乱反射させて攪乱し、定常波の発生を抑制する。これにより、空洞共鳴を抑制し、ロードノイズを低減させる。

前記突条１０は、図１に示されるように、少なくとも一方のタイヤ最大幅位置Ｍから前記トレッド部２を経て他方のタイヤ最大幅位置Ｍまでのびることが必要である。このように、突条１０がタイヤ最大巾位置Ｍ、Ｍ間を跨るようにのびていない場合には、内腔面９を広い範囲で凹凸化させることができず、上述の効果が十分に期待できない。本実施形態の突条１０は、その両端部１０ｅが前記タイヤ最大巾位置Ｍをタイヤ半径方向内方に超えた位置に設けられ、好ましくは、該端部１０ｅに向かって断面積を徐々に減じるものが望ましい。

突条１０は、図３に示されるように、突出高さｈが１．５mmよりも大かつ６．０mmよりも小、突出幅ｗが１．０mmよりも大かつ３．０mmよりも小、しかも突条１０のタイヤ周方向の隔設ピッチＰが３．０mmよりも大かつ１０．０mmよりも小であることを特徴事項の一つとしている。

前記突出高さｈは、図３に示されるように、内腔面９の最もタイヤ半径方向外側の底面９ｏから突条１０の最も突出した頂部１０ｔまでのタイヤ半径方向の距離である。また、前記隔設ピッチＰは、隣り合う突条１０、１０の前記頂部１０ｔ、１０ｔ間のタイヤ周方向の最短距離である。突出幅ｗは、突条のタイヤ周方向の長さである。なお図３に示されるように、突条１０の根元部１１ｂが円弧等を介して底面９ｏに接続されている場合、該円弧がない場合の前記底部との仮想の交点を設定しそれらの間のタイヤ周方向の長さとする。

突条１０の突出高さｈが、１．５mm以下の場合、突出幅ｗが１．０以下の場合又は前記隔設ピッチＰが１０．０mm以上の場合、いずれも空気入りタイヤ１の内腔面９の凹凸化が不十分となり、ひいてはタイヤ内腔ｉの空洞共鳴を十分に抑制できない。逆に前記突条１０の突出高さｈが６．０mm以上の場合、突出幅ｗが３．０mm以上の場合又は前記隔設ピッチＰが３．０mm以下の場合、突条１０の大型化ないし配設個数の増加によって生産性の悪化、コストの上昇及びタイヤ重量の著しい増加等を招くおそれがある。

以上のような観点より、突条１０の突出高さｈは、好ましくは２．０mm以上、より好ましくは３．０mm以上が望ましく、また好ましくは５．０mm以下、より好ましくは４．５mm以下が望ましい。また突条１０の突出幅ｗは、好ましくは１．５mm以上が望ましく、また好ましくは２．５mm以下が望ましい。さらに、突条１０の隔設ピッチＰは、好ましくは４．０mm以上、より好ましくは５．０mm以上が望ましく、また好ましくは８．０mm以下、より好ましくは７．０mm以下が望ましい。

なお突条１０の突出幅ｗは、前記隔設ピッチＰ等に制約を受けるので、突出幅ｗは、大きくとも前記隔設ピッチＰの５０％以下であるが、より好ましくは４０％以下、さらに好ましくは３０％以下が望ましい。

このような突条１０は、種々の方法によって形成することができる。図４（Ａ）には、その一例として、空気入りタイヤの加硫金型Ｍの断面図、同図（Ｂ）はそのＢ−Ｂ部分断面図を示す。本実施形態では、図４（Ａ）に示されるように、空気入りタイヤ１を加硫金型Ｍで加硫成形する際に用いられるブラダー１３によって突条１０が形成される。該ブラダーは、弾性体から形成され、内部に高圧の熱媒体が充填されることにより、加硫成形時において、タイヤ１の内腔面９に強く密着し、空気入りタイヤ１の外面を加硫金型Ｍへと強く押し当てる役割を果たす。従って、該ブラダー１３の外面に、前記突条１０が反転した放射状にのびる凹溝１３ａを予め設けておくことにより、図４（Ｂ）に示されるように、加硫成形と同時に空気入りタイヤ１の内腔面９に前記複数本の突条１０を容易に形成できる。

従って、本実施形態の空気入りタイヤ１は、これまでの製造方法と何ら変わることなく内腔面９に突条１０が形成された空気入りタイヤ１を製造できるので、生産性の低下が防止される。

また突条１０の断面形状は特に限定されないが、好ましくは頂部１０ｔに向かって突出幅ｗが漸減する先細状が望ましい。これにより、空気入りタイヤ１を金型Ｍから取り外す際に、突条１０とブラダー１３の凹溝１３ａとの離型性を高め、生産性の悪化を防止できる。とりわけ、突条１０は、その頂部１０ｔ及び根元部１０ｂが円弧にて滑らかに面取された断面形状が好適である。

突条１０は、その突出幅ｗよりも突出高さｈが大きこと、即ち、突出高さｈと突出幅ｗとの比（ｈ／ｗ）が１．０よりも大であることが望ましい。これによって、空気入りタイヤ１の内腔面９を、より一層凹凸化し、ロードノイズを低減させるのに役立つ。特に好ましくは、突条１０の突出幅ｗと突出高さｈとの比（ｈ／ｗ）は、１．５〜４．０、より好ましくは１．５〜２．５が望ましい。

本実施形態では、前記突条１０の隔設ピッチＰは、タイヤ周方向で実質的に一定であるが、例えば図５に示されるように、突条１０の隔設ピッチは、タイヤ周方向で変化しても良い。例えば、異なる隔設ピッチをＰ１、Ｐ２、Ｐ３…Ｐｉ（ｉは整数であってピッチの種類数である。）を含むことができる。また、異なる隔設ピッチは、規則性のないランダムに配列されることが特に好ましい。このような実施形態では、タイヤ内腔ｉの空気の振動をより効果的に乱すことができ、ひいては空洞共鳴の原因である定常波の発生が効果的に抑制される。なお、前記隔設ピッチＰは、必ずしもランダムに変化する必要はなく、例えば大きい隔設ピッチＰａと、小さい隔設ピッチＰｂとが交互に並ぶものでも良いのは言うまでもない。

また、突状１０は、図６に示されるように、第１の突条１０Ａと、この第１の突条１０Ａとは突出高さｈ又は突出幅ｗの少なくとも一つが異なる第２の突条１０Ｂとを少なくとも含むことができる。

本実施形態において、第２の突条１０Ｂは、第１の突条１０Ａに比べて、突出高さｈ及び突出幅ｗがいずれも小さく設定される。そして、この第１の突条１０Ａと、第２の突条１０Ｂとはタイヤ周方向に交互に配されている。このような実施形態では、空気入りタイヤ１の内腔面９をより複雑に凹凸化でき、ひいてはタイヤ内腔ｉの空洞共鳴を効果的に抑制できる。

ここで、第１の突条１０Ａと第２の突条１０Ｂとの形状の差が小さすぎると、断面寸法が異なる複数種類の突条１０を含ませた効果が十分に発揮されない傾向がある。逆に前記断面寸法の差が大きすぎると、タイヤ周方向での重量アンバランスが発生し、タイヤのユニフォミティを悪化させるおそれがある。このような観点より、突出高さｈ又は突出幅ｗの変化率（例えば突出高さの例として、変化率は、第１の突条１０Ａの突出高さをｈａ、第２の突条１０Ｂの突出高さをｈｂとした場合、｛（ｈａ−ｈｂ）／ｈｂ｝の百分率である。）は、１０％以上、より好ましくは１５％以上が望ましく、また５０％以下、より好ましくは４０％以下が望ましい。

なお、図６では、第１の突条１０Ａと第２の突条１０Ｂとは、実質的に一定の隔設ピッチＰで設けられているが、勿論、図５に示したように、変化させても良いのは言うまでもない。

また、突条１０は、図７及び図８に示されるように、前記突出高さｈが増減を繰り返しながら前記放射状にのびる第３の突条１０Ｃを含むことができる。

図７に示される第３の突条１０Ｃは、突出高さｈ１とこれよりも小さい突出高さｈ２とが交互に繰り返されるよう形成される。また、タイヤ回転軸を含むタイヤの子午線断面において、第３の突条１０Ｃの頂部１０ｔは、ほぼ正弦波状の曲線を描きながら前記放射状にのびている。特に限定はされないが、その周期Ｔは、好ましくは突出高さｈ１の２．０〜４．０倍程度が望ましい。これにより、タイヤ１の内腔面９をより複雑に凹凸化し、ロードノイズが効果的に低減される。

図８に示される第３の突条１０Ｃは、少なくともタイヤ赤道Ｃの両側かつトレッド部２の内方に、大きな突出高さｈ１を持った２つの山部１５、１５を含む。タイヤ内腔ｉでの空洞共鳴は、トレッド部２から入力された振動がタイヤ内腔ｉ内の空気を振動させるものであるため、タイヤ赤道Ｃの両側かつトレッド部２の内方に、このような突出高さの大きい山部１５を設けることによっても、空洞共鳴を効果的に低減させ得る。

以上本発明の実施形態について種々説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。

サイズ２１５／７０Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤが表１の仕様に基づき試作され、それらのロードノイズが測定された。実施例のタイヤにおいて、内腔面の突条は、空気入りタイヤの加硫成型時にブラダーの凹溝によって成形した。また表１において、タイヤ最大幅位置から突条の端部までの距離Ｙは、図１に示されるように、タイヤ半径方向で測定されタイヤ最大幅位置Ｍからタイヤ半径方向内方に向かう方向を正とする。また、ロードノイズは、各テストタイヤを装着した車両でロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を走行し、運転席窓側耳位置で測定された車内音のオーバオールの音圧レベルが測定された。車両等の条件は下記の通りである。そして、結果は、比較例の値を基準とする増減値で示した。マイナス表示が良好である。
車両：排気量１８００ccの国産４ＷＤ車
車両走行速度：６０km／ｈ
リム：１６×７ＪＪのアルミホイールリム
内圧：２００ｋＰａ
テスト結果等を表１に示す。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、有意にロードノイズを低減していることが確認できた。

本実施形態の空気入りタイヤの正規状態の断面図である。 内腔面側から見た空気入りタイヤの断面図である。 そのＡ−Ａ部分断面図である （Ａ）は空気入りタイヤの加硫方法を説明する断面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ部分断面図である。 本発明の他の実施形態として、図２のＡ−Ａ位置に相当する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態として、図２のＡ−Ａ位置に相当する断面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
９ 内腔面
１０ 突条
１０Ａ 第１の突条
１０Ｂ 第２の突条
１０Ｃ 第３の突条
ｈ 突条の突出高さ
ｗ 突条の突出幅
Ｐ 突条のタイヤ周方向の隔設ピッチ
Ｍ タイヤ最大幅位置

Claims (5)

1. トレッド部と、該トレッド部の両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方に設けられたビード部とを有する空気入りタイヤであって、
   タイヤ内腔に面する内腔面に、前記タイヤ内腔に突出しかつ放射状にのびる突条がタイヤ周方向に隔設され、
   前記突条は、少なくとも一方のタイヤ最大幅位置から前記トレッド部を経て他方のタイヤ最大幅位置までのびるとともに、
   前記突条の突出高さが１．５mmよりも大かつ６．０mmよりも小、突出幅が１．０mmよりも大かつ３．０mmよりも小、しかも突条のタイヤ周方向の隔設ピッチが３．０mmよりも大かつ１０．０mmよりも小であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突条は、前記突出高さｈと突出幅ｗとの比（ｈ／ｗ）が１．０よりも大である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突条は、前記隔設ピッチがタイヤ周方向で変化する請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突条は、第１の突条と、この第１の突条とは突出高さ又は突出幅の少なくとも一つが異なる第２の突条とを少なくとも含む請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突条は、前記突出高さが増減を繰り返しながら放射状にのびる第３の突条を含む請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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