JP3007808B2 - 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し
うる空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ロードノイズの低騒音化、静粛化
が強く望まれている。このロードノイズは、通常、車両
自体の振動伝達特性と、タイヤの振動伝達特性とによ
り、そのノイズレベルが決定される。ここで、タイヤの
振動伝達特性に着目した場合、タイヤにおける共振系
は、振動伝達関数を縦軸に、周波数を横軸にとったグラ
フである図３から明らかなように、３つのピークがあ
る。

【０００３】図においてピーク１は、約１００Ｈｚのタ
イヤ周方向１次共振、ピーク２は、約２５０Ｈｚのタイ
ヤ内部空洞の１次共鳴、又ピーク３は約３００Ｈｚのタ
イヤ断面方向の２次共振であることが、タイヤの振動伝
達特性試験などの解析結果より判明している。

【０００４】従来、ロードノイズを低減するためには、
主としてピーク１、つまり約１００Ｈｚ前後のタイヤ周
方向１次共振を低減させることが有効であると考えら
れ、例えば、サイドウォール部、ビード部をともに柔軟
化させることにより、ピーク１の周波数帯域を低周波数
側へと移行させ、車両の室内空洞共鳴周波数（約８０〜
１５０Ｈｚ）との共振を防止することなどが提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の提案では、周波数が３００Ｈｚ前後の前記ピーク
３を低減することについては、何ら言及されておらず十
分な効果を得るには至っていないのが実状である。

【０００６】本発明者は、前記した従来の提案とは全く
異なった観点から研究した結果、特に３００Ｈｚ前後の
ピーク３が、他のピーク１、２に影響を及ぼしているこ
とをつきとめ、したがって前記ピーク１よりもむしろ３
００Ｈｚ前後のピーク３を低減することが重要であると
の知見を得た。

【０００７】先ず、タイヤ子午断面におけるタイヤの３
００Ｈｚ前後の周波数応答関数測定を行った。タイヤの
周波数応答関数測定は、例えば図４に示すように、加振
器ｋからの振動をロードセルｌを介してタイヤｔに伝播
させ、タイヤｔを振動状態とする。このタイヤｔの振動
を加速度センサｍを用い、図５に示すようにタイヤ円周
方向及びタイヤ子午線方向に夫々１０mm間隔で測定す
る。

【０００８】次に、前記測定を音域周波数の全域に亘っ
て実施し、その測定結果を周波数分析器ｎによって分析
する。その分析結果をコンピュータｐにインプットし、
その出力によって、特定周波数域、本例では前記ピーク
３の２次共振周波数に近似した約３１０Ｈｚの振動モー
ド（モードアニメーション）の分析結果を図６（タイヤ
赤道Ｃより右半分）に示すように得た。

【０００９】図６の振動モードを詳細に分析したとこ
ろ、ピーク３の共振は、ベルト層ａの軸方向端部位置
ｂ、ビード部がリムフランジから離間し始めるリムフラ
ンジ離間位置は、その剛性の高さから殆ど振動しない振
動の節ｅ１、ｅ３を持つことが判明した。

【００１０】又これらの節ｅ１、ｅ３の間で、かつ略中
間位置ｄに殆ど振動しない振動の節ｅ２を有するととも
に、かつこれらの節ｅ１、ｅ３に挟まれる２つの腹ｆ
１、ｆ２を持つことが判明した。

【００１１】本発明者は、かかる振動の腹ｆ１、ｆ２の
振巾を小さくすることにつき鋭意研究を重ねた結果、前
記振動の節ｅ２の位置に、剛性の小なる部分、例えばビ
ードコアから半径方向外向きにのび、かつ硬質ゴムから
なるエーペックスの先端部分が近接するにつれ、振動の
腹ｆ１、ｆ２、特にｆ１の振幅が増大しロードノイズを
増大させることを突き止め、本発明を完成させたのであ
る。

【００１２】したがって、本発明は特にビードエーペッ
クスの先端部分の位置を規制することを基本として、前
記ピーク３の伝達関数を減じ、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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド部か
らサイドウォール部を経てビード部のビードコアの廻り
を折り返すカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向
外側かつトレッド部内方で延在するベルト層と、前記ビ
ードコアから半径方向外側に先細状でのびるＪＩＳＡ硬
度が７０〜９５度のゴム組成物からなるビードエーペッ
クスとを具えるとともに、正規リムにリム組みしかつ正
規内圧を充填した正規状態のタイヤ子午断面において、
前記ビードエーペックスの半径方向外端は、前記リムの
リムフランジが前記ビード部から離間し始めるリムフラ
ンジ離間点をタイヤ半径方向外側に越えて位置する偏平
比が０．７０〜０．８２の空気入りタイヤであって、前
記リムフランジ離間点から前記ビードエーペックスの外
端までのビード部領域を、タイヤ子午断面における肉厚
中心線に沿って計った長さをビード部領域長さＨｂと
し、かつ前記ベルト層のタイヤ軸方向外端点から前記リ
ムフランジ離間点までのタイヤサイド部領域の前記肉厚
中心線に沿って計った長さをタイヤサイド部領域長さＬ
としたとき、前記ビード部領域長さＨｂと、タイヤサイ
ド部領域長さＬとの比（Ｈｂ／Ｌ）が０．３０以上かつ
０．４５未満の範囲、又は０．５５よりも大かつ０．６
０以下の範囲とするとともに、前記カーカスプライの半
径方向外側で、かつ前記ベルト層のタイヤ軸方向両端か
らタイヤ半径方向内方にむけてトレッド巾ＴＷの５〜１
０％距離ＨＷでバットレス部を覆う振動抑制用のゴム補
強層を設けたことを特徴とする空気入りタイヤである。

【００１４】

【作用】本発明者は、ビード部領域長さＨｂと、サイド
ウォール部領域長さＬとの比（Ｈｂ／Ｌ）について、ロ
ードノイズとの関係を調査した。その結果、図２に示す
ように、前記比（Ｈｂ／Ｌ）が０．５を中心として著し
くロードノイズを増大させることが判明した。これは、
前記振動の節ｅ２が、サイドウォール部領域長さＬの略
中間位置に発生すること、及びビードーエーペックスの
先端が前記振動の節ｅ２に一致することに基づいている
と考えられる。

【００１５】したがって、本発明では前記比（Ｈｂ／
Ｌ）を０．３０以上かつ０．４５未満の範囲、又は０．
５５よりも大かつ０．６５以下の範囲としたことによ
り、ビードエーペックスの先端が、タイヤサイド部領域
に生じる前記振動の節ｅ２の位置からタイヤサイド部長
さＬの±５％の範囲内に含まれることが防止でき、前記
ピーク３の振動の助長が抑制され、ロードノイーズを低
減しうる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。本発明の空気入りタイヤは、トレッド部２からサイ
ドウォール部３を経てビード部４のビードコア５の廻り
を折り返す折返し部６ｂを有するカーカス６と、このカ
ーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配さ
れるベルト層７と、前記ビードコア５から半径方向外側
に先細状でのびるＪＩＳＡ硬度が７０〜９５度のゴム組
成物からなるビードエーペックス９とを具える。

【００１７】又空気入りタイヤは、正規リムＪにリム組
みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイヤ子午断面
において、前記ビードエーペックス９の半径方向外端Ｔ
は、前記リムのリムフランジが前記ビード部から離間し
始めるリムフランジ離間点Ｆをタイヤ半径方向外側に越
えて位置する偏平比が０．７０〜０．８２の乗用車用、
又は小型トラック用のラジアルタイヤとして形成され
る。

【００１８】なおこのようにタイヤ偏平比を規制した理
由は、この種の偏平比を有するタイヤは、タイヤサイド
部の長さが比較的長く、かかる部分での前記ピーク３に
基づくロードノイズを発生しやすいためである。

【００１９】前記カーカス６は、本例ではカーカスコー
ドをタイヤ赤道Ｃに対して６５〜９０度の範囲の角度で
傾けたラジアル構造をなす１枚以上、本例では１枚のカ
ーカスプライ６Ａからなる。又カーカスコードは、ナイ
ロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなど
の有機繊維の他、スチールコードなどを適宜用いること
ができ、好ましくはタイヤ重量を低減すべく有機繊維コ
ードを採用する。

【００２０】前記カーカス６は、本例では折返し部６ｂ
の半径方向外端である折返し端Ｘ１を、ビードベースラ
インＢＬから、タイヤ断面高さＨの０．５０倍以上、好
ましくは後述する、振動の節ｅ２の位置から、タイヤサ
イド部長さＬの±５％の範囲Ｋを半径方向外側に越える
高さとしている。

【００２１】次に、前記ベルト層７は、本例ではタイヤ
半径方向内外に重なる２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂか
らなり、かつ内のベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向巾Ｂ
Ｗは、外のベルトプライ７Ｂよりも大で、しかもトレッ
ド巾ＴＷの０．８〜１．２倍程度、本例では１．０倍と
する。

【００２２】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、例えば３０度以下、好まし
くは１０〜２０度の小角度で配されることにより、前記
カーカス６にタガ効果を付与してトレッド部を強固に補
強する。

【００２３】前記ビードエーペックス９は、硬質ゴム、
例えばＪＩＳＡ硬度が７０〜９５度、好ましくは７０〜
７５度程度のゴム組成物からなり、タイヤ子午断面にお
いてビードコア５から滑らかにかつ先細状にタイヤ半径
方向外側にのびる如く形成される。なお、サイドウォー
ル部３を形成するゴムは、ＪＩＳＡ硬度が５０〜６５程
度でのゴム組成物から構成されている。

【００２４】又本発明では、前記リムフランジ離間点Ｆ
から前記ビードエーペックスの外端Ｔまでのビード部領
域を、タイヤ子午断面における肉厚中心線に沿って計っ
た長さをビード部領域長さＨｂとし、かつ前記ベルト層
のタイヤ軸方向外端点から前記リムフランジ離間点まで
のタイヤサイド部領域の前記肉厚中心線に沿って計った
長さをタイヤサイド部領域長さＬとしてそれぞれ定義す
る。なお前記リムフランジ離間点Ｆよりも半径方向内側
は、振動レベルが小さくタイヤサイド部領域の対象とす
る必要はない。

【００２５】次に、前記ビード部領域長さＨｂと、サイ
ドウォール部領域長さＬとの比（Ｈｂ／Ｌ）が０．３０
以上かつ０．４５未満の範囲、又は０．５５よりも大か
つ０．６５以下の範囲に設定することが必要である。

【００２６】これは、前述した図６の振動モード解析の
結果、節ｅ２は、タイヤ断面高さＨの略中間に位置する
のではなく、タイヤの断面肉厚中心線に沿って計った前
記タイヤサイド部領域長さＬの略中間に位置するという
事実に基づいており、この位置の±５％の範囲にビード
エーペックス９の外端Ｔが近接しないように考慮したも
のである。

【００２７】前記比（Ｈｂ／Ｌ）が０．３０未満では、
タイヤの横剛性に劣り、操縦安定性能を低下させるた
め、この種のタイヤには採用しえない。又、前記比（Ｈ
ｂ／Ｌ）が０．４５以上かつ０．５５以下では、ビード
エーペックス９の外端Ｔがタイヤサイド部領域に生じる
振動の節ｅ２の位置から±５％の範囲内に含まれること
となり前記ピーク３の振動レベルを助長する結果、ロー
ドノイズを低減しえない。さらに、前記比（Ｈｂ／Ｌ）
が０．６５を越えると、タイヤの横剛性を過度に高める
結果、乗り心地を悪化させることとなり採用することが
できない。

【００２８】前記比（Ｈｂ／Ｌ）は、０．３０〜０．４
２、又は０．５８〜０．６０が操縦安定性を最適に維持
しつつロードノイズを低減しうる点で好ましい。

【００２９】以上のように、前記比（Ｈｂ／Ｌ）を規制
することにより、ビードエーペックス９の外端Ｔが、タ
イヤサイド部領域に生じる振動の節ｅ２の位置から±５
％の範囲内に含まれることが防止できる。つまり、前記
ピーク３の振動の助長が抑制され、ロードノイズの低減
に効果がある。

【００３０】また空気入りタイヤは、前記カーカスプラ
イ６Ａの半径方向外側で、かつ前記ベルト層７のタイヤ
軸方向両端からタイヤ半径方向内方にむけて距離ＨＷで
バットレス部１０を覆う補強層１１を設け、これにより
バットレス部の振動を抑制する。

【００３１】この補強層１１は、例えば、タイヤ重量を
大巾に増加しないよう、厚さが０．５〜１．０ｍｍ程
度、かつ引張弾性率が１６００〜２０００kgｆ／mm² 程
度のゴムシート片からなるとともに、前記距離ＨＷをト
レッド巾ＴＷの５〜１０％程度とするのが良い。

【００３２】

【具体例】タイヤサイズが、２０５／７０Ｒ１５であ
り、かつ図１、表１の仕様に基づいて本発明のタイヤを
複数種試作するとともに（実施例１〜６）、本発明の構
成外のタイヤ（比較例１〜３）についても併せて試作
し、本発明の効果をテストした。テスト条件は、以下の
通りである。

【００３３】イ）ロードノイズ 国産２０００ｃｃ級ＦＦ車に、試験タイヤを４輪装着
し、ドライアスファルト路面の特定テストコースにおい
て、ロードノイズ計測器を用いて惰行走行時におけるオ
ーバーオールの騒音レベルを測定するとともに、比較例
１を基準とした音圧レベル差を表示した。

【００３４】ロ）操縦安定性 国産２０００ｃｃ級ＦＦ車に、試験タイヤを４輪装着
し、タイヤテストコースのドライアスファルト路面上に
て、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性
をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする
指数で表示している。指数の大きい方が良好である。テ
ストの結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】テストの結果、実施例１〜６は、操縦安定
性を犠牲にすることなく前記ピーク３を低周波数域側へ
と移行させることにより、ロードノイズを低減しうるこ
とが確認できた。

【００３７】なお図示していないが、実施例１と、比較
例１とについて、前記振動モード解析を行ったグラフで
確認したところ、実施例１は、ピーク３が、低周波数側
に移行し、かつ全体として、ピーク１ないし２について
も低周波数側へ移行していることが確認しえた。

【００３８】

【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
操縦安定性を犠牲にすることなく、ピーク３の振動モー
ドを減じることによりロードノイズを低減しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤ子午断面図であ
る。

【図２】ロードノイズと（Ｈｂ／Ｌ）との関係を示すグ
ラフである。

【図３】空気入りタイヤの伝達関数と周波数との関係を
示すグラフである。

【図４】タイヤの周波数応答関数測定方法を説明する線
図である。

【図５】タイヤの周波数応答関数測定方法を説明する線
図である。

【図６】振動モードの分析結果を示す線図である。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 15/00 - 15/02 B60C 15/06,13/00 B60C 9/18,3/04

Claims (1)

(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経てビ
   ード部のビードコアの廻りを折り返すカーカスと、この
   カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部内方で延
   在するベルト層と、前記ビードコアから半径方向外側に
   先細状でのびるＪＩＳＡ硬度が７０〜９５度のゴム組成
   物からなるビードエーペックスとを具えるとともに、 正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態
   のタイヤ子午断面において、前記ビードエーペックスの
   半径方向外端は、前記リムのリムフランジが前記ビード
   部から離間し始めるリムフランジ離間点をタイヤ半径方
   向外側に越えて位置する偏平比が０．７０〜０．８２の
   空気入りタイヤであって、 前記リムフランジ離間点から前記ビードエーペックスの
   外端までのビード部領域を、タイヤ子午断面における肉
   厚中心線に沿って計った長さをビード部領域長さＨｂと
   し、 かつ前記ベルト層のタイヤ軸方向外端点から前記リムフ
   ランジ離間点までのタイヤサイド部領域の前記肉厚中心
   線に沿って計った長さをタイヤサイド部領域長さＬとし
   たとき、 前記ビード部領域長さＨｂと、タイヤサイド部領域長さ
   Ｌとの比（Ｈｂ／Ｌ）が０．３０以上かつ０．４５未満
   の範囲、又は０．５５よりも大かつ０．６０以下の範囲
   とするとともに、前記カーカスプライの半径方向外側で、かつ前記ベルト
   層のタイヤ軸方向両端からタイヤ半径方向内方にむけて
   トレッド巾ＴＷの５〜１０％距離ＨＷでバットレス部を
   覆う振動抑制用のゴム補強層を設けた ことを特徴とする
   空気入りタイヤ。