JP2978400B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロードノイズを低減で
き、走行時の静粛性を達成しうる空気入りタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、乗用車の低騒音化、静粛化が強く
望まれており、そのためにはタイヤの騒音をも減じるこ
とが必要となる。

【０００３】タイヤに起因する騒音としては、トレッド
パターンに基づくパターンノイズ、路面との間のきしみ
音すべり音に加えて、走行時２５０Ｈｚ付近の低周波範
囲でピークを迎えるいわゆるゴーという音が生じるロー
ドノイズが知られており、これは車内でのこもり音とな
って運転者に不快感を与えるなどその影響は大である。

【０００４】このロードノイズは、スチールコード等を
用いた高弾性のベルト層でトレッド部を補強したラジア
ルタイヤにおいて特に顕著なことが知られており、路面
の凹凸から受けるトレッド面での衝撃が高弾性のベルト
層を加振することに原因する。従って、このようなロー
ドノイズを軽減させるべく、従来、トレッドゴム硬度を
低下したり、ベルト層に低モジュラスの有機繊維コード
を用いたりしてトレッド剛性を減じてトレッドの衝撃を
緩和させる他、タイヤ内腔内に例えば発泡性の防振材を
添着してタイヤ振動を抑制することが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のものでは、満足のいく効果を得るに至っておら
ず、しかもトレッド剛性を減じるものは、コーナリング
フォースを損ねるなど操縦安定性等の低下を招き、又防
振材を用いるものは、乗心地性に劣る他タイヤの重量バ
ランスを失し円滑なタイヤ転動を阻害する。

【０００６】従って本発明者は、このタイヤ振動の伝達
メカニズムについて研究を重ねた。その結果、タイヤ振
動は、前記ベルト層に隣設するカーカスを媒体としてビ
ードコアからシャーシに伝達されること、及びこのカー
カスの張力を部分的に減じることによって特に２００Ｈ
ｚ以上の周波数域においてその振動伝達率を低減しうる
ことを見出し得た。

【０００７】すなわち本発明は、正規内圧充填前のカー
カスラインのプロファイルを特定することを基本とし
て、正規内圧充填後のカーカス張力を部分的に減じ、ロ
ードノイズを低減しうる空気入りタイヤの提供を目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウ
ォール部を通りビード部のビードコアの回りで折返され
るカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッ
ド部の内方に配されるベルトとを具えるとともに、タイ
ヤを標準リムにリム組みしかつ内圧を充填しない状態の
タイヤの子午断面において、前記カーカスの厚さ中間点
を通るカーカスラインは、前記ベルトのタイヤ軸方向外
端とこの外端からタイヤ軸方向内方に２０mmの距離Ｋを
隔たる位置との間の領域を通る半径線が前記カーカスラ
インに交わるショルダ点Ｐｏよりもタイヤ軸方向内側の
クラウン域をなす第１の曲率半径Ｒ１の第１の円弧と、
サイドウォール部を通りサイドウォール域をなす第２の
曲率半径Ｒ２の第２の円弧と、前記第１の円弧と前記シ
ョルダ点Ｐｏで接しかつ第２の円弧に滑らかに連なりシ
ョルダー域をなす第３の曲率半径Ｒ３の第３の円弧とを
含み、この第３の曲率半径Ｒ３は、前記第１の曲率半径
Ｒ１の０．００３〜０．０３倍、しかも前記第２の曲率
半径Ｒ２の０．０５〜０．５倍としている。

【０００９】

【作用】内圧０kg／cm² の状態においてカーカスライン
を、第１の円弧からなるクラウン域と、第２の円弧から
なるサイドウォール域と、第３の円弧からなるショルダ
域とを含むプロファイルで形成する。そしてこのカーカ
スラインにおいて、前記第３の円弧の曲率半径Ｒ３を、
第１の円弧の曲率半径Ｒ１の０．００３〜０．０３倍、
第２の円弧の曲率半径Ｒ２の０．０５〜０．５倍の範囲
に減じている。

【００１０】すなわち、曲率半径Ｒ３が小な本願のカー
カスラインは、ショルダ域で急激に変曲する略矩形状に
近似する。従って、正規内圧を充填した際、風船状に膨
らむカーカスラインは、クラウン域及びサイドウォール
域においてタイヤ外方に膨出する反面、ショルダ域がタ
イヤ内方に入り込む変形を生ずることとなる。このこと
によってカーカスコードの張力（コードテンション）
は、ショルダ域において部分的に低減する。その結果、
トレッド部からビード部に至るカーカスの振動伝達率
が、特に２００Ｈｚ以上の周波数域において減じられ、
ロードノイズの発生を効果的に抑制する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、標準リムＦにリム組しかつ内圧を充填しな
い状態Ｙ１のタイヤの子午断面を示し、加硫金型内での
タイヤ形状と実質的に一致する。ここでタイヤをリムＦ
にリム組する際、いったん内圧を充填してタイヤのビー
ド部をリムフランジ部に完全に嵌合させ、しかる後に充
填内圧を０kg／cm² にしてもよい。

【００１２】図１において空気入りタイヤ１は、ビード
コア２を有する一対のビード部３と、各ビード部３から
タイヤ半径方向外方にのびるサイドウォール部４と、該
サイドウォール部４の外端間を継ぐトレッド部５とを具
える。なお空気入りタイヤ１は、本例ではタイヤ巾に対
するタイヤ高さの比である偏平率が０．７０以下の乗用
車用偏平ラジアルタイヤとして形成される。

【００１３】前記ビード部３、３間には、トレッド部５
からサイドウォール部４をへてビードコア２の回りでタ
イヤの内側から外側に折返されるカーカス６が架け渡さ
れるとともに、このカーカス６の半径方向外側かつトレ
ッド部５の内方には強靭なベルト７が配される。

【００１４】前記カーカス６は、例えばポリエステル繊
維を用いたカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７５
〜９０度の角度で配列した１以上、本例では１枚のカー
カスプライ６ａから形成され、カーカスコードとしては
他にナイロン等の有機繊維コードが好適に使用される。

【００１５】又ビードコア２間を跨がるカーカス６のト
ロイド状の本体部６Ａとその両端の折返し部６Ｂとの間
には、前記ビードコア２からタイヤ半径方向外方に向か
って先細状にのびる硬質ゴムからなるビードエーペック
ス８が介在し、ビード部３からサイドウォール部４に至
り補強する。なおビードエーペックス８の上端のビード
ベースラインＢＬからの高さＨＢは、カーカス６が最大
巾となる最大巾位置Ｍまでの高さＨＭより小とする。又
カーカス６の前記折返し部６Ｂは、前記リムＦのフラン
ジ高さＨＦを半径方向外方にこえるとともに、前記ビー
ドエーペックス８の外側面上で終端するいわゆるロータ
ーンーアップ（ＬＴＵ）の折返し構造としている。

【００１６】又前記ベルト７は、本例では、内外２枚の
ベルトプライ７ａ、７ｂから形成され、トレッド部５を
その略全巾に亘りタガ効果を有して補強し、トレッド剛
性及びタイヤ剛性を高める。なお本例では内のベルトプ
ライ７ａは外のベルトプライ７ｂより広巾であって、こ
の内のベルトプライ７ａのタイヤ軸方向外端によりベル
ト７の外端７ｅを構成する。

【００１７】前記ベルトプライ７ａ、７ｂは、ベルトコ
ードをタイヤ赤道に対して３０度以下、本例では約２０
度の角度で配列したコード配列体をなし、各ベルトコー
ドはプライ間相互で交差する向きに配される。なおベル
トコードとしては、伸長性が低く耐破断性に優れる高モ
ジュラスの繊維コード、本例ではスチールコードが用い
られるが、他に芳香族ポリアミド繊維コード等も好適に
使用される。

【００１８】そして本発明ではさらに、図２に示すよう
に、タイヤの内圧０kg／cm² の状態Ｙ１において、前記
カーカス６のカーカスラインＬは、クラウン域Ｑ１、サ
イドウォール域Ｑ２、ショルダ域Ｑ３を含む特定のプロ
ファイルを具えている。なおカーカスラインＬは、カー
カス６の厚さの中間点を通る曲線、すなわちカーカス６
の厚さ方向の中心線として定義される。

【００１９】前記クラウン域Ｑ１は、カーカスラインＬ
上のショルダ点Ｐｏよりもタイヤ軸方向内側の部分であ
って、タイヤ赤道面上に中心を具えかつ第１の曲率半径
Ｒ１を有する第１の円弧１１から形成される。なお前記
ショルダ点Ｐｏとは、前記ベルト層７の外端７ｅと、こ
の外端７ｅからタイヤ軸方向内方に２０mmの距離を隔た
る位置との間の領域Ｊ１を通る半径線２０がカーカスラ
インＬに交わる点として定義される。このようにクラウ
ン域Ｑ１は、ベルト７下に配されることによるベルト剛
性の付与によって、正規内圧充填時の変形が比較的小さ
く、本例では、ベルト７と略平行に湾曲することによ
り、前記ショルダ点Ｐｏは、ベルト７外端部分がカーカ
ス６から除々に離間する離間開始位置と略一致する。

【００２０】前記サイドウォール域Ｑ２は、カーカスラ
インＬがサイドウォール部４を通る部分であって、少な
くともカーカス６の前記最大巾位置Ｍよりもタイヤ半径
方向外方となる外方部１５を第２の曲率半径Ｒ２を有す
る第２の円弧１２で形成している。この第２の円弧１２
は、本例では前記最大巾位置Ｍを通るタイヤ軸と平行な
軸方向線２１上に中心を有する。又サイドウォール域Ｑ
２における前記最大巾位置Ｍよりも内方の内方部１６
は、最大巾位置Ｍからビードエーペックス８上端近傍に
至る第１の内方部分１６Ａと、ビードエーペックス８の
内側面に隣接する第３の内方部分１６Ｃとこれら各部分
１６Ａ、１６Ｃを滑らかに継ぐ第２の内方部分１６Ｂと
からなる。本例では、第１の内方部分１６Ａは、前記第
２の円弧１２の延長線として曲率半径Ｒ２で形成される
とともに、第３の内方部分１６Ｃはタイヤ外側に中心を
有する凹円弧状に湾曲する。従って第２の内方部分１６
Ｂは、凸円弧と凹円弧の変曲部分をなす。なお内方部１
６は、ビードエーペックス８の形状及び寸法等に応じ
て、前記第１〜第３の内方部分１６Ａ〜１６Ｃを第２の
円弧１２の延長線として曲率半径Ｒ２で形成してもよ
い。

【００２１】前記ショルダ域Ｑ３は、前記クラウン域Ｑ
１とサイドウォール域Ｑ２とを継ぐ連結部分であって、
第１の円弧１１と前記ショルダ点Ｐｏで接しかつ第２の
円弧１２に滑らかに連なる第３の曲率半径Ｒ３を有する
第３の円弧１３で形成する。なお「滑らかに連なる」と
は、屈曲点を生じることなく第２の円弧１２と第３の円
弧１３とが連続することを意味し、そのためにダ円等の
他の曲線を介在させてもよい。なお好ましくは本例のご
とく、第３の円弧１３は第２の円弧１２に内接する。

【００２２】そしてこのようなプロファイルのカーカス
ラインＬにおいて、第３の曲率半径Ｒ３を第１の曲率半
径Ｒ１の０．００３〜０．０３倍、しかも第２の曲率半
径Ｒ２の０．０５〜０．５倍の範囲に減じることによっ
て、ロードノイズを低減する。

【００２３】すなわち図２に示すように、第３の曲率半
径を減じて前記範囲内に規制することによって、カーカ
スラインＬはショルダ域Ｑ３で急激に変曲する略矩形状
をなす。従って図３に誇張して示すように、正規内圧を
充填する状態Ｙ２において風船状に膨張するカーカスラ
インＬは、クラウン域Ｑ１及びサイドウォール域Ｑ２が
タイヤ外方側に膨出変形する一方、ショルダ域Ｑ３が曲
率半径Ｒ３を増大しつつタイヤ内方側に入り込む。その
結果、このショルダ域Ｑ３のカーカスコードのテンショ
ンが他の部分のコードテンションに比して部分的に弱ま
り、カーカス６の振動伝達率を減じうる。なおこのコー
ドテンションの低減効果は、図４に示すように、クラウ
ン域Ｑ１の第１の円弧１１を、タイヤ外側に中心を有す
る凹円弧で形成することにより高めることが可能とな
る。

【００２４】第３の曲率半径Ｒ３が０．０３Ｒ１より大
の時及び０．５Ｒ２より大の時、図５に誇張して示すよ
うに、正規内圧充填によって、ショルダ域Ｑ３が他の領
域Ｑ１、Ｑ２とともにタイヤ外方側に膨出変形すること
となり、コードテンションの弱所を形成しえない。逆に
第３の曲率半径Ｒ３が０．００３Ｒ１より小及び０．０
５Ｒ２より小の時、タイヤの生産を困難とする。

【００２５】なお、前記第１の曲率半径Ｒ１は、ＪＩＳ
Ｄ４２０４に規定する乗用車用タイヤの断面巾の呼びが
９５〜３１５のものについては６００〜５０００（mm）
程度の範囲から適宜選択して採用することが好ましく、
中でも断面巾の呼びが２００を下回るものについては６
００〜３０００（mm）、同２００以上のものについては
１０００〜５０００（mm）程度が望ましい。又前記第３
の曲率半径Ｒ３については、前記のごとくタイヤ製造工
程上の制約から１８mm以上、さらに好ましくは２０mm以
上とすることが望ましい。

【００２６】ここで図６に、ショルダ域Ｑ３でのコード
テンションを弱めた本発明の実施例タイヤの振動伝達性
のテスト結果を、従来品タイヤと比較して記載する。

【００２７】実施例品タイヤと従来品タイヤとはカーカ
スラインのプロファイルのみ異なりかつ内部構造を実質
的に同一としたタイヤサイズ２０５／６５ＶＲ１５のも
のを使用した。なお実施例品タイヤにおいては、Ｒ１＝
１５００、かつＲ２＝６５、Ｒ３＝２４、従来品タイヤ
においてはＲ１＝１０００、Ｒ２＝６５、Ｒ３＝３５
（単位mm）であった。又前記テストは、正規内圧を充填
した状態Ｙ２のタイヤを車両に装着し、そのトレッド部
の赤道上をインパクトハンマを用いて１０kgｆの力で打
撃するものであり、その時に発生する車軸における振動
を周波数分析したものを図６に示している。同図のごと
く、特に２００Ｈｚ以上の周波数域において振動伝達性
が抑制されており、特に２５０Ｈｚ付近でピークとなる
ロードノイズの低減に効果的であることがわかる。

【００２８】又本例においては、前記振動伝達性の抑制
効果をより有効に発揮させるために、この部分における
ゴムゲージ厚を減じている。

【００２９】すなわち、タイヤ１は、図１〜２に示すよ
うに、前記ベルト層７の外端７ｅを通る半径線２２が前
記カーカスラインＬに交わる端点Ｐ１と、この端点Ｐ１
からカーカスラインＬに沿って２０mmの距離をサイドウ
ォール部４側に隔てる隔点Ｐ２との間の領域Ｊ２におい
て、薄肉部１７を形成する。この薄肉部１７は、カーカ
ス６に沿って３mm以上の巾Ｗに亘って、タイヤ外周面と
カーカス６との間のゴム厚さＴが３．５mm以下に減じた
部分であって、巾Ｗの上限は、前記領域Ｊ２の全巾すな
わち２０mmである。又前記ゴム厚さＴは、カーカス６を
保護するために、１．５mm以上とすることが好ましい。

【００３０】なお前記薄肉部１７は、ショルダ部からバ
ットレス部にかけて滑らかにゴムゲージ厚を漸減して形
成してもよく、又凹溝状にゴムゲージ厚を周囲から段差
的に減じて形成することもできる。この薄肉部１７の形
成は、前記領域Ｊ２における曲げ剛性を軽減し、前記シ
ョルダ域Ｑ３における振動伝達率の低減効果をさらに高
めうる。

【００３１】次に、前記タイヤサイズにおいて前記第
１、第２及び第３の曲率半径Ｒ１〜Ｒ３及び前記ゴム厚
さＴを種々変化させた本願構成のタイヤ（実施例１〜
８）を試作するとともに、各実施例のタイヤを国産の前
輪駆動車の全輪に装着し、ホットロールアフファルトの
路面を時速６０kmで走行させ、かつ運転席の右耳元に設
置したマイクロフォンにてオーバーオール、１６０Ｈｚ
及び２５０Ｈｚでの騒音レベルを夫々測定した。なお前
記の従来品のタイヤについても同様の測定を行った。
テストの結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】測定結果から明らかなように、実施例１
は、従来品に対して周波数が２５０Ｈｚ域での騒音レベ
ルの低減が顕著に現れていることを確認しうる。同様に
実施例２のものは、実施例１に対して第２の曲率半径Ｒ
２を大とすることによりオーバーオール（ＯＡ）での騒
音レベルが低減でき、実施例３のものは、実施例２に対
して第１の曲率半径Ｒ１を大とすることによりさらにオ
ーバーオールでの騒音レベルを低減しうる。

【００３４】又実施例４は、実施例３に対して第２の曲
率半径Ｒ２をさらに大として、オーバーオール、及び２
５０Ｈｚ域での騒音レベルを減じ、実施例５は、実施例
４に対し、第３の曲率半径Ｒ３を小とすることにより、
オーバーオールでさらに０．４ｄＢ騒音レベルを減じて
いる。なお、実施例６は、実施例５に対してゴム厚さＴ
を厚肉とした結果、実施例５よりも騒音レベルが増すも
のの、従来品よりは騒音レベルを減じていることが確認
できる。

【００３５】さらに、実施例７は、第３の曲率半径Ｒ３
をさらに小さくしたものの、さらに大きな騒音レベルの
低減は見られず、又実施例８のものは実施例４に対して
第１の円弧Ｒ１を、タイヤ外方に曲率半径の中心を位置
させた結果、実施例４に対してさらに騒音レベルを減じ
ることが確認できた。

【００３６】以上の点から、特に好ましい範囲として第
３の曲率半径Ｒ３は、第１の曲率半径Ｒ１の０．００５
〜０．０１０倍、しかも第２の曲率半径Ｒ２の０．０６
〜０．２０倍を実施しうる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の空気入りタイヤは、叙上のごと
く構成しているために、ショルダ域における振動伝達率
を特に２００Ｈｚ以上の周波数域で低減でき、ロードノ
イズを効果的に減じうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの子午断面図で
ある。

【図２】そのカーカスラインを示す線図である。

【図３】本発明のタイヤにおけるカーカスラインＬの内
圧０kg／cm² の状態と正規内圧充填状態との変化を示す
線図である。

【図４】本発明のタイヤの他の実施例を示すタイヤの略
子午断面図である。

【図５】従来タイヤにおけるカーカスラインＬの内圧０
kg／cm² の状態と正規内圧充填状態との変化を示す線図
である。

【図６】本発明のタイヤの振動伝達率を周波数分析した
線図である。

【符号の説明】

２ ビードコア ３ ビード部 ４ サイドウォール部 ５ トレッド部 ６ カーカス ７ ベルト層 ７ｅ 外端 １１ 第１の円弧 １２ 第２の円弧 １３ 第３の円弧 １７ 薄肉部 ２０、２１ 半径線 Ｆ 標準リム Ｌ カーカスライン Ｑ１ クラウン域 Ｑ２ サイドウォール域 Ｑ３ ショルダ域

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を通りビ
   ード部のビードコアの回りで折返されるカーカスと、こ
   のカーカスの半径方向外側かつトレッド部の内方に配さ
   れるベルトとを具えるとともに、タイヤを標準リムにリ
   ム組みしかつ内圧を充填しない状態のタイヤの子午断面
   において、前記カーカスの厚さ中間点を通るカーカスラ
   インは、前記ベルトのタイヤ軸方向外端とこの外端から
   タイヤ軸方向内方に２０mmの距離を隔たる位置との間の
   領域を通る半径線が前記カーカスラインに交わるショル
   ダ点Ｐｏよりもタイヤ軸方向内側のクラウン域をなす第
   １の曲率半径Ｒ１の第１の円弧と、サイドウォール部を
   通りサイドウォール域をなす第２の曲率半径Ｒ２の第２
   の円弧と、前記第１の円弧と前記ショルダ点Ｐｏで接し
   かつ第２の円弧に滑らかに連なりショルダー域をなす第
   ３の曲率半径Ｒ３の第３の円弧とを含み、この第３の曲
   率半径Ｒ３は、前記第１の曲率半径Ｒ１の０．００３〜
   ０．０３倍、しかも前記第２の曲率半径Ｒ２の０．０５
   〜０．５倍とした空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記第１の円弧は、タイヤ外側に中心を有
   する凹円弧であることを特徴とした請求項１記載の空気
   入りタイヤ。
3. 【請求項３】前記サイドウォール部は、ベルトの外端を
   通る半径線が前記カーカスラインに交わる端点と、この
   端点からカーカスラインに沿って２０mmをサイドウォー
   ル部側に隔てる隔点との間において、タイヤ外周面とカ
   ーカスとの間のゴム厚さＴを３．５mm以下とししかもカ
   ーカスに沿う巾を３mm以上とした薄肉部を設けたことを
   特徴とした請求項１記載の空気入りタイヤ。