JP2008049924A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】５００〜１０００Ｈｚの周波数域における高周波ノイズの悪化を防止しつつ、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズを低減すること。
【解決手段】カーカス９における少なくとも一方のサイド部分の外側面又は内側面に、ビード部３を主として補強するビード補強層２５が設けられ、ビード補強層２５が、少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部３側領域に配置されており、ビード補強層２５がカーカスコード１１よりも引張剛性の高い複数の補強コード２７をゴム引きすることによって構成されていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動特性を改善してロードノイズの低減を図ることができる空気入りタイヤに関する。

近年、自動車の高級化に伴い、空気入りタイヤのタイヤ性能として、操縦安定性能等の走行性能ばかりでなく、ロードノイズを低減するロードノイズ低減性能の要求が高まってきている。ここで、ロードノイズは、空気入りタイヤが路面の凹凸による強制入力によって振動して、その振動がトレッド部、一対のサイドウォール部、一対のビード部等を経て車室内に伝達されることによって発生するものである。

また、１００〜３００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズの低減については、トレッド部のゴム質量を増やしたり、バネ定数を減らしたりすること等によって、従来から既に十分に対策がなされている。これに対して、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズの低減については、近年になって次のような対策が採られるようになっている。

即ち、ベルトの両端部には、ベルトカバー層がトレッド部に覆われるようにそれぞれ設けられており、このベルトカバー層は、複数のカバーコードをゴム引きすることによって構成されている。ここで、カバーコードがタイヤ周方向に対して実質的に平行になるように、ベルトカバー層はスパイラル状に巻き付けられている。これにより、空気入りタイヤのタイヤ周方向の剛性を十分に高めることができ、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域における振動伝達率のピークが高周波側へずれるように空気入りタイヤの振動特性を変化させて、３１５〜５００Ｈｚのロードノイズの低減を図っている（特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００１−１６３００５号公報 特開２００１−１６３００９号公報

ところで、前述の３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズの低減対策にあっては、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域における振動伝達率のピークが高周波側へずれるように空気入りタイヤの振動特性を変化させているため、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズを低減することができるものの、５００〜１０００Ｈｚの周波数域における高周波ノイズが悪化するという問題がある。

また、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズの低減するには、カバーコードの引張強度を高めて、空気入りタイヤのタイヤ周方向の剛性を高める必要がある一方、カバーコードの引張強度を高くなると、ベルトカバー層の所謂たが効果が過大になって、タイヤ製造途中の加硫成型において成型不良を招くおそれがある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域に存在している複数のタイヤ振動モードの中で、空気入りタイヤのタイヤサイド領域におけるタイヤ最大幅部をサイド節と、空気入りタイヤのタイヤセンター領域におけるタイヤ赤道線からトレッド幅の１／３だけ離れた部位をセンター節とする計４節（一対のサイド節と一対のセンター節）の所謂４節タイヤ振動モードが３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズに大きな影響を及ぼすという、公地の知見を前提としている。そして、本発明の発明者は、この公地の知見を前提として、４節タイヤ振動モードによる振動について種々のシミュレーションを繰り返した結果、空気入りタイヤの少なくとも一方のタイヤサイド領域におけるサイド節よりビード部側のタイヤ径方向の剛性を局所的に高くして、空気入りタイヤのタイヤサイド領域に剛性段差を持たせると、トレッド部のショルダー側部分の４節タイヤ振動モードによる振動を抑えて、４節タイヤ振動モードによる振動伝達率のピークレベルを下げることができるという、新規な知見を得ることができ、本発明を完成するに至った。

本発明の第１の特徴（請求項１に記載の発明の特徴）は、ビードコアをそれぞれ有した一対のビード部と、両端部が対応する前記ビード部における前記ビードコアに折り返すように係留されかつ複数のカーカスコードをゴム引きすることによって構成されたトロイド状のカーカスと、前記カーカスにおけるクラウン部分の外側面に設けられたトレッド部と、前記カーカスと前記トレッド部との間に設けられた少なくとも二層以上のベルトと、前記カーカスの外側面における前記トレッド部と一方の前記ビード部の間及び前記トレッド部と他方の前記ビード部の間にそれぞれ設けられたサイドウォール部とを備えてなる空気入りタイヤにおいて、前記カーカスにおける少なくとも一方のサイド部分の外側面又は内側面に、前記ビード部を主として補強するビード補強層が設けられ、前記ビード補強層が、少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部側領域に配置されており、前記ビード補強層が前記カーカスコードよりも引張剛性の高い複数の補強コードをゴム引きすることによって構成されていることである。

第１の特徴によると、前記カーカスにおける少なくとも一方のサイド部分の外側面又は内側面に、前記カーカスコードよりも引張剛性の高い補強コードをゴム引きすることによって構成された前記ビード補強層が設けられ、前記ビード補強層が少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部側領域に配置されているため、前記空気入りタイヤの少なくとも一方のタイヤサイド領域におけるサイド節より前記ビード部側のタイヤ径方向の剛性を局所的に高くして、前記空気入りタイヤのタイヤサイド領域に剛性段差を持たせることができる。これにより、前述の新規な知見を考慮すると、従来の空気入りタイヤにおけるベルトカバー層に相当する補強層を用いることなく、前記トレッド部のショルダー側部分の４節タイヤ振動モードによる振動を抑えて、４節タイヤ振動モードによる振動伝達率のピークレベルを下げることができる。

本発明の第２の特徴（請求項２に記載の発明の特徴）は、第１の特徴に加えて、前記カーカスにおける両方のサイド部分の外側面又は内側面に前記ビード補強層がそれぞれ設けられていることである。

本発明の第３の特徴（請求項３に記載の発明の特徴）は、第１の特徴又は第２の特徴に加えて、前記ビード補強層の基端側が前記ビードコアに係留されていることである。

本発明の第４の特徴（請求項４に記載の発明の特徴）は、第３の特徴に加えて、前記ビード補強層の基端側が前記ビードコアに折り返すように係留されてあって、前記ビード補強層の折り返し長さが前記カーカスの折り返し長さ以下になっていることである。

本発明の第５の特徴（請求項５に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第４の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、タイヤ断面高さをＨ、前記ビードコアの断面中心を基準とした前記ビード補強層の先端のタイヤ径方向における断面高さをｈとした場合に、０．２Ｈ≦ｈ≦０．５Ｈの関係が成立するようになっていることである。

本発明の第６の特徴（請求項６に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第５の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記補強コードのタイヤ径方向に対する傾斜角が０〜２０°になっていることである。

本発明の第７の特徴（請求項７に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第６の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記カーカスコードが有機繊維からなることである。

本発明の第８の特徴（請求項８に記載の発明の特徴）は、第１の特徴から第７の特徴に加えて、前記補強コードがアラミド繊維又はアラミド繊維よりも引張剛性の高い繊維（例えばスチール繊維等）からなることである。

請求項１から請求項８のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、従来の空気入りタイヤにおけるベルトカバー層に相当する補強層を用いることなく、前記トレッド部のショルダー側部分の４節タイヤ振動モードによる振動を抑えて、４節タイヤ振動モードによる振動伝達率のピークレベルを下げることができるため、タイヤ製造途中の加硫成型において前記空気入りタイヤの成型不良の発生を極力なくすと共に、５００〜１０００Ｈｚの周波数域における高周波ノイズの悪化を防止しつつ、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズを低減することができる。

本発明の実施形態について図１から図６を参照して説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの部分断面図、図２は、本発明の実施形態の空気入りタイヤのタイヤサイド領域の部分断面図、図３は、４節タイヤ振動モードの説明図、図４（ａ）（ｂ）、図５、及び図６（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る別態様の空気入りタイヤの部分断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、リム（図示省略）に嵌合可能な環状の一対のビード部３を備えており、各々のビード部３は、ビードコア５と、このビードコア５のタイヤ径方向Ｄｒ外側に配設されたビードフィラー７をそれぞれ有している。そして、一方のビード部３におけるビードコア５には、トロイド状のカーカス９の一端部が折り返すように係留されており、他方のビード部３におけるビードコア５には、カーカス９の他端部が折り返すように係留されている。換言すれば、カーカス９の両端部は、対応するビード部３におけるビードコア５に折り返すように係留されている。そして、カーカス９は、有機繊維からなるカーカスコード１１をゴム引きすることによって構成されるものであり、カーカスコード１１は、ラジアル方向へ平行に延びている。

カーカス９のクラウン部分の外周面には、トレッド部１３が設けられており、このトレッド部１３には、タイヤ周方向Ｄｃへ延びた複数の周方向主溝１５が形成されている。また、カーカス９とトレッド部１３の間には、少なくとも２層以上（本発明の実施形態にあっては、２層）のベルト１７が設けられており、このベルト１７は、スチール繊維からなるベルトコード１９をゴム引きすることによって構成されている。そして、カーカス９の外側面におけるトレッド部１３と一方のビード部３の間、及びトレッド部１３と他方のビード部３の間には、サイドウォール部２１がそれぞれ設けられている。更に、カーカス９の内側面には、空気の漏れを防ぐインナーライナー２３が設けられている。

続いて、本発明の実施形態の特徴部分について説明する。

図３に示すように、本発明の実施形態の特徴部分は、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域に存在している複数のタイヤ振動モードの中で、空気入りタイヤ１のタイヤサイド領域１ＳＡにおけるタイヤ最大幅部をサイド節Ｊｓと、空気入りタイヤ１のタイヤセンター領域１ＣＡにおけるタイヤ赤道線Ｔからトレッド幅の１／３だけ離れた部位をセンター節Ｊｃとする計４節（一対のサイド節Ｊｓと一対のセンター節Ｊｃ）の所謂４節タイヤ振動モードが３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズードに大きな影響を及ぼすという、公地の知見を前提としている。そして、本発明の発明者は、この公地の知見を前提として、４節タイヤ振動モードによる振動について種々のシミュレーションを繰り返した結果、空気入りタイヤ１の少なくとも一方のタイヤサイド領域１ＳＡにおけるサイド節Ｊｓよりビード部３側のタイヤ径方向Ｄｒの剛性を局所的に高くして、空気入りタイヤ１のタイヤサイド領域１ＳＡに剛性段差を持たせると、トレッド部１３のショルダー側部分の４節タイヤ振動モードによる振動を抑えて、４節タイヤ振動モードによる振動伝達率のピークレベルを下げる（具体的には、１５％下げる）ことができるという、新規な知見を得ることができ、本発明の実施形態の特徴部分は、この新規な知見に基づいている。

即ち、図１に示すように、カーカス９における両方のサイド部分の外側面には、ビード部３を主として補強するビード補強層２５がそれぞれ設けられており、ビード補強層２５は、少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部３側領域に配置されている。なお、カーカス９におけるサイド部分の外側面にビード補強層２５が設けられる代わりに、図４（ａ）に示すように、カーカス９におけるサイド部分の内側面にビード補強層２５が設けられるようにしもても構わない。

図２に示すように、ビード補強層２５は、アラミド繊維又はスチール繊維からなる複数の補強コード２７をゴム引きすることによって構成されており、補強コード２７は、カーカスコード１１よりも引張剛性の高いものである。そして、補強コード２７のタイヤ径方向（ラジアル方向）Ｄｒに対する傾斜角θは、０〜２０°になっている。ここで、補強コード２７のタイヤ径方向Ｄｒに対する傾斜角θが２０°以下としたのは、傾斜角θが２０°を越えると、タイヤサイド領域１ＳＡにおけるサイド節Ｊｓよりビード部３側のタイヤ径方向Ｄｒの剛性を十分に高めることが困難になるからである。

図１、図４（ｂ）、及び図５に示すように、タイヤ断面高さをＨ、ビードコア５の断面中心を基準としたビード補強層２５の先端のタイヤ径方向Ｄｒにおける断面高さをｈとした場合に、０．２Ｈ≦ｈ≦０．５Ｈの関係が成立するようになっている。ここで、０．２Ｈ≦ｈとしたのは、ｈ＜０．２Ｈであると、タイヤサイド領域１ＳＡにおけるサイド節Ｊｓよりビード部３側のタイヤ径方向Ｄｒの剛性を十分に高めることが困難になるからである。一方、ｈ＞０．５Ｈであると、タイヤサイド領域１ＳＡにおけるサイド節Ｊｓよりビード部３側のタイヤ径方向Ｄｒの剛性を局所的に高めることが困難になるからである。なお、０．２Ｈ≦ｈ≦０．５Ｈの関係が成立すれば、図５に示すように、一対のビード補強層２５の先端のタイヤ径方向Ｄｒにおける断面高さｈが同じでなくても構わない。

図６（ａ）（ｂ）に示すように、ビード補強層２５の基端側は、ビードコア５に折り返すように係留されてあって、ビード補強層２５の折り返し長さは、カーカス９の折り返し長さ以下になっている。なお、図６（ｂ）に示すように、ビード補強層２５の基端が先端よりもタイヤ径方向Ｄｒ外側に位置していても構わない。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

カーカス９における両方のサイド部分の外側面（又は内側面）に、カーカスコード１１よりも引張剛性の高い複数の補強コード２７をゴム引きすることによって構成されたビード補強層２５がそれぞれ設けられ、ビード補強層２５が少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部３側領域に配置されているため、空気入りタイヤ１の両方のタイヤサイド領域１ＳＡにおけるサイド節Ｊｓよりビード部３側のタイヤ径方向Ｄｒの剛性を局所的に高くして、空気入りタイヤ１のタイヤサイド領域１ＳＡに剛性段差を持たせることができる。これにより、前述の新規な知見を考慮すると、従来の空気入りタイヤにおけるベルトカバー層（後述のベルトカバー層３７参照）に相当する補強層を用いることなく、トレッド部１３のショルダー側部分の４節タイヤ振動モードによる振動を抑えて、４節タイヤ振動モードによる振動伝達率のピークレベルを下げることができる。

従って、本発明の実施形態によれば、タイヤ製造途中の加硫成型において空気入りタイヤ１の成型不良の発生を極力なくすと共に、５００〜１０００Ｈｚの周波数域における高周波ノイズの悪化を防止しつつ、３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズを低減することができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、カーカス９における両方のサイド部分の外側面（又は内側面）にビード補強層２５がそれぞれ設けられる代わりに、カーカス９における少なくとも一方のサイド部分の外側面（又は内側面）にビード補強層２５がそれぞれ設けられるようにする等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

まず、実施例の具体的な内容について説明する前に、コントロール空気入りタイヤ及び比較例に係る空気入りラジアルタイヤについて図７及び図８を参照して簡単に説明する。ここで、図７は、コントロール空気入りタイヤの部分断面図、図８は、比較例に係る空気入りタイヤの部分断面図である。

図７に示すように、コントロール空気入りタイヤ２９においては、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１におけるビード補強層２５が省略されてあって、その代わり、カーカス９におけるクラウン部分とトレッド部１３との間には、キャッププライ層３１が設けられている。また、キャッププライ層３１は、ナイロン繊維（有機繊維の１つ）からなる複数のキャップコード３３をゴム引きすることによって構成されている。なお、コントロール空気入りタイヤ２９における複数の構成要素のうち、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。

図８に示すように、比較例に係る空気入りタイヤ３５は、代表的な従来の空気入りタイヤの１つであって、コントロール空気入りタイヤ２９にベルトカバー層３７が付加されている。即ち、ベルト１７の両端部には、ベルトカバー層３７がトレッド部１３に覆われるようにそれぞれ設けられており、ベルトカバー層３７は、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）繊維からなる複数のカバーコード３９をゴム引きすることによって構成されている。更に、カバーコード３９がタイヤ周方向Ｄｃに対して実質的に平行になるように、ベルトカバー層３７は、スパイラル状に巻き付けられるように構成されている。なお、比較例に係る空気入りタイヤ３５における複数の構成要素のうち、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。

続いて、実施例の具体的な内容について説明する。

図１に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品１として、図１に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がスチール繊維からなる場合）を発明品２として、図４（ａ）に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品３として、図４（ｂ）に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品４として、図５に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品５として、図６（ａ）に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品６として、図６（ｂ）に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品７として、ｈ＝０．１Ｈに変更した図１に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品８として、ｈ＝１．０Ｈに変更した図１に示す本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（補強コード２７がアラミド繊維からなる場合）を発明品９として、図７に示すコントロール空気入りタイヤ２９をコントロール品、図８に示す比較例に係る空気入りタイヤ３５を比較品として、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の下でそれぞれ試作した。次に、発明品１〜発明品９、コントロール品、及び比較品をそれぞれ１５−６ＪＪのアルミリムに組み付けて、２２０ＫＰａの空気を充填する。そして、発明品１〜発明品９、コントロール品、及び比較品を実車にそれぞれ装着した状態で、４０ｋｍ／ｈの実車走行による車内音測定試験を実施して、その結果をまとめると、後記の表１に示すようになる。なお、発明品１〜発明品９、及び比較品を実車にそれぞれ装着した場合の車内音データは、コントロール品を実車に装着した場合の車内音データを基準として示している。

即ち、表１から明らかなように、発明品１〜発明品７を実車にそれぞれ装着した場合には、５００〜１０００Ｈｚの周波数域における高周波ノイズの悪化を防止し、かつ３１５〜５００Ｈｚの周波数帯域におけるロードノイズを低減するという二律背反を実現できた。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの部分断面図である。 本発明の実施形態の空気入りタイヤのタイヤサイド領域の部分断面図である。 ４節タイヤ振動モードの説明図である。 図４（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る別態様の空気入りタイヤの部分断面図である。 本発明の実施形態に係る別態様の空気入りタイヤの部分断面図である。 図６（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る別態様の空気入りタイヤの部分断面図である。 コントロール空気入りタイヤの部分断面図である。 比較例に係る空気入りタイヤの部分断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
１ＣＡ タイヤセンター領域
１ＳＡ タイヤサイド領域
３ ビード部
５ ビードコア
９ カーカス
１１ カーカスコード
１３ トレッド部
１７ ベルト
２１ サイドウォール部
２５ ビード補強層
２７ 補強コード

Claims (8)

1. ビードコアをそれぞれ有した一対のビード部と、両端部が対応する前記ビード部における前記ビードコアに折り返すように係留されかつ複数のカーカスコードをゴム引きすることによって構成されたトロイド状のカーカスと、前記カーカスにおけるクラウン部分の外側面に設けられたトレッド部と、前記カーカスと前記トレッド部との間に設けられた少なくとも二層以上のベルトと、前記カーカスの外側面における前記トレッド部と一方の前記ビード部の間及び前記トレッド部と他方の前記ビード部の間にそれぞれ設けられたサイドウォール部とを備えてなる空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスにおける少なくとも一方のサイド部分の外側面又は内側面に、前記ビード部を主として補強するビード補強層が設けられ、前記ビード補強層が、少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部側領域に配置されており、前記ビード補強層が前記カーカスコードよりも引張剛性の高い複数の補強コードをゴム引きすることによって構成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスにおける両方のサイド部分の外側面又は内側面に前記ビード補強層がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビード補強層の基端側が前記ビードコアに係留されていることを特徴とする請求項に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビード補強層の基端側が前記ビードコアに折り返すように係留されてあって、前記ビード補強層の折り返し長さが前記カーカスの折り返し長さ以下になっていることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ断面高さをＨ、前記ビードコアの断面中心を基準とした前記ビード補強層の先端のタイヤ径方向における断面高さをｈとした場合に、
   ０．２Ｈ≦ｈ≦０．５Ｈの関係が成立するようになっていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強コードのタイヤ径方向に対する傾斜角が０〜２０°になっていることを特徴とする請求項１から請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記カーカスコードが有機繊維からなることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記補強コードがアラミド繊維又はアラミド繊維よりも引張剛性の高い繊維からなることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれかの請求項に記載の空気入りタイヤ。

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