JP3364251B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】トレッド部が振動することによっ
て発生する騒音を低減した乗用車用空気入りラジアルタ
イヤ、特に偏平化した空気入りラジアルタイヤに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】乗用車の高級化傾向が強くなるにつれ
て、要求される諸性能も多岐にわたり、かつ高度になっ
ている。このような状況下において、空気入りタイヤの
性能の良否は、乗用車の性能を左右するので重要である
と言える。このタイヤに要求される性能のうち、乗り心
地性および居住性は、乗用車の高級化を実現するのには
必要である。また、タイヤが発生する騒音は、乗り心地
性および居住性に大きな影響を与える。このタイヤの騒
音は、タイヤ自身に何らかの不均一性があることにより
振動して音を発生する場合と、路面の凹凸によりトレッ
ド部が強制入力を受けてトレッド部が振動して音を発生
する場合とがある。騒音が後者の場合、その原因である
トレッド部の振動は、一般には、トレッドゴムの材質と
トレッドパターンとが関与していると考えられている。

【０００３】また空気入りタイヤのうち、特に乗用車用
空気入りラジアルタイヤは、高速走行の要求にあわせ
て、偏平化が進行している。この偏平化したタイヤで
は、例えば高速耐久性の向上を図るために、従来のベル
トの他に、これとほぼ同幅でタイヤ赤道面に対し実質的
に平行配列のコードゴム引き層からなる補強ベルトを配
設することがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発明者らがタ
イヤの騒音を低減するため、その原因であるトレッド部
の振動を抑制するための検討を行った結果、タイヤに発
生する騒音は、トレッドゴムの材質、トレッドパターン
の改良だけではなく、ベルト構造の改良によっても低減
できることが分かった。

【０００５】そこで本発明の課題は、タイヤのベルト構
造の適正化を図ることにより騒音を低減し、乗り心地性
および居住性を高めた空気入りラジアルタイヤ、特に偏
平化した乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、トロイド状ラ
ジアルカーカスのクラウン部外周に、２枚以上のコード
ゴム引き層の交差積層になるベルトをトレッド部補強と
して備える空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトの
内周と外周、およびコードゴム引き層間のうち、少なく
とも一つの位置に、タイヤ赤道面に対するベルトのコー
ド配列角度に対し５〜25°のより大きな角度の傾斜配列
となる繊維コードの、ベルトよりも広い幅を有するゴム
引き層からなるバイアスキャップを、ベルトの最外層の
コードとの交差角度が大きくなる積層配置にし、さらに
このバイアスキャップの両端縁を、トレッド円周を含む
平面に対し実質的に平行配列となる繊維コードゴム引き
層からなる幅狭のレイヤーでそれぞれ覆うことによって
トレッド部ショルダーを補強してなることを特徴とす
る、騒音を低減した空気入りラジアルタイヤである。ま
た、本発明はトレッド部に周方向主溝を備える空気入り
ラジアルタイヤの場合により好ましい。

【０００７】本発明による空気入りラジアルタイヤの一
例を図１に示し、図中１は空気入りラジアルタイヤ、２
はラジアルカーカス、３はベルト、４はベルト３を構成
するコードゴム引き層、５はバイアスキャップ、６はレ
イヤ−である。

【０００８】この空気入りラジアルタイヤ１は、一対の
ビードコアにより固定されたラジアルカーカス２がトロ
イド状に連なり、ラジアルカーカス２のクラウン部の外
周にはトレッド部の補強のためベルト３を有している。
このベルト３は、コードが赤道面に対して傾斜配列とな
る二枚以上のコードゴム引き層４を交差積層したもので
ある。このコードの傾斜角度は、それぞれ赤道面に対し
１８〜２６°の範囲であることが好ましい。

【０００９】本発明では、タイヤが発生する騒音を低減
する目的で、バイアスキャップ５を有している。このバ
イアスキャップ５は、ベルト３の内周と外周、およびコ
ードゴム引き層４間のうち、少なくとも一つの位置に、
タイヤ赤道面に対するベルト３のコード配列角度に比べ
てより大きな傾斜角度、すなわち、ベルトのコード配設
角度に対し５〜２５°のより大きな傾斜角度での配列と
なる繊維コードの、ベルト３よりも広い幅を有するゴム
引き層からなるバイアスキャップ５を、ベルト３の最外
層のコードとの交差角度が大きくなる積層配置にした。
なお、コードの材質は、スチールでもよいが、軽量化の
点でナイロン６６、ケブラー等の有機繊維が好ましい。
また、このバイアスキャップ５の両端縁は、トレッド部
ショルダーを補強するため、トレッド円周を含む平面に
対し実質的に平行配列となる繊維コードゴム引き層から
なる幅狭のレイヤ−６で覆われている。このレイヤ−６
のコードの材質は、バイアスキャップ５と同様に有機繊
維が好ましい。

【００１０】バイアスキャップ５は、ベルト３の内周
（図２ａ〜図２ｃ）と外周（図１）、およびコードゴム
引き層間（図２ｄ〜図２ｅ）のうち少なくとも一つの位
置に配設する。レイヤ−６は、トレッド部ショルダーの
補強、特に高速走行の際に生じる径方向の拡大を抑制す
ることを主目的とするので、バイアスキャップ５の両端
縁を覆う配置、すなわちバイアスキャップ５に対するレ
イヤ−６の配置を、半径方向では、バイアスキャップ５
の外周に配置し、図１および図２ａ〜図２ｅのようにバ
イアスキャップ５の直上、またはコードゴム引き層４あ
るいはベルト３を介した外側に配置にする。また幅方向
では、バイアスキャップ５の両端縁をそれぞれレイヤ−
６でたが締めする配置とし、かつレイヤ−６の幅外側端
はそれぞれバイアスキャップ５の両端よりも幅方向外側
になるように配置する。

【００１１】

【作用】音は空気の振動により発生するが、一般に人間
が聴覚により音として感じとれる周波数の範囲は、およ
そ２０〜２００００Ｈｚであり、このうち騒音として感
じる主要周波数は８００〜２０００Ｈｚの範囲である。
特に１０００Ｈｚ前後の周波数の範囲が騒音の発生量と
して最も多く、この音域での音圧レベルを低減すること
が低騒音性につながる。

【００１２】この騒音の主な発生原因としては、路面の
凹凸によりトレッドが強制入力を受け、それとともにト
レッド部が振動することによるものである。この振動
は、弦の振動伝播の場合と同じように、両ビード部を固
定端としてその間に定常波をつくることにより発生し、
タイヤ軸方向に振動モードを形成する。したがって、タ
イヤ軸方向の剛性が小さいほど大きく振動するため、こ
のときの振幅を最小にすることが騒音の低減になる。そ
こで本発明では、上記したトレッド部の振動の抑制を行
うべく、ベルト構造の適正化を図った結果、以下に示す
ような作用を生じたので説明する。

【００１３】本発明は、ベルト３の内周と外周、および
コードゴム引き層４間のうち、少なくとも一つの位置に
バイアスキャップ５を備えているが、このバイアスキャ
ップ５は、その幅をベルト３の幅より広くし、しかも赤
道面に対するコード配列角度をベルト３よりも大きくす
ることで、タイヤの軸方向の剛性および張力を向上させ
ることができるとともに、バイアスキャップ５を、最外
層のベルト３を形成するコードゴム引き層４のコード配
列に対しより大きな傾斜角度で交差するように積層する
ことにより、いわゆるパンタグラフ効果が得られるの
で、さらにタイヤ軸方向の剛性を向上させることができ
る。

【００１４】また、この騒音性の低減効果は、特に周方
向主溝を有する高性能タイヤのような場合はより顕著で
ある。このような高性能タイヤの場合、周方向主溝の位
置する部分のトレッドゴムの厚みは他のトレッド部分に
比べてかなり薄く、一般に、曲げ剛性は厚さの３乗に比
例することから、トレッド部が振動すると、周方向主溝
の部分に曲げが発生しやすくなるため、この周方向主溝
によりタイヤ軸方向の振動がいっそう増長されて、大き
な騒音を発生するが、本発明タイヤのようにバイアスキ
ャップを備えたベルト構造にすることで、タイヤ軸方向
の剛性が補強されるため、トレッド部の振動を大幅に抑
制できる。

【００１５】さらに、バイアスキャップ５の両端縁を、
幅狭のレイヤ−６でたが締め補強することにより、タイ
ヤ軸方向の剛性向上に寄与するとともに、特に高速走行
時に発生するベルトセパレーションの抑制が図れるた
め、耐久性を向上させることもができる。

【００１６】

【実施例】以下にのべるような試作をした空気入りラジ
アルタイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１４、２２
５／５０Ｒ１６の二種）について試験を行った。供試タ
イヤは、図１、図２ａ〜図２ｂおよび図３ａ〜図３ｂに
示すようなベルト構造をもつラジアルタイヤで、図１お
よび図２ａ〜図２ｂが代表的な発明タイヤ、図３ａおよ
び図３ｂが従来タイヤである。

【００１７】これらのタイヤには、従来タイヤ１が二枚
のコードゴム引き層の交差積層になるベルト３と、タイ
ヤ赤道面に対し平行配列した二層のキャップ５′とを備
えたベルト構造であり（図３ａ）、従来タイヤ２が同様
のベルト３と、上記平面に対し平行配列した一層のキャ
ップ５′と、このキャップ５′の両端縁を覆う一対のレ
イヤ−６とを備えたベルト構造であり（図３ｂ）、発明
タイヤが前記ベルト３と、タイヤ赤道面に対し３０°に
傾斜した配列となるコードゴム引き層からなる一枚のバ
イアスキャップ５と、この幅の両端縁を覆う一対のレイ
ヤー６とを備えたベルト構造のものを使用した。バイア
スキャップ５およびレイヤ−６のコードには、ナイロン
６６（１２６０ｄ／２）を使用した。バイアスキャップ
の幅は、ベルトの幅より１０ｍｍ広いものを使用した
が、実用上、ベルト幅の１．０倍超え１．２倍以下であ
ることが好ましい。なお、ベルトの幅は、１９５／６５
Ｒ１４のタイヤが１６０ｍｍ、２２５／５０Ｒ１６のタ
イヤが２３０ｍｍである。また、バイアスキャップ５
は、二枚以上の少数枚、レイヤ−６は二対以上の少数対
であってもよい。また、レイヤ−６は、バイアスキャッ
プ５の外面側に設けたが、内面と外面の両方の位置、い
わゆるサンドイッチ構造に配置してもよい。

【００１８】ラジアルカーカス２には、ポリエステルコ
ード（１５００ｄ／２）を使用し、このコード配設角度
は赤道面に対し９０°にした。ベルト３にはスチールコ
ードを使用し、このコード角度は赤道面に対しそれぞれ
２２°とした。

【００１９】試験は、各供試タイヤを用いて、タイヤ騒
音および高速耐久性について評価した。タイヤ騒音は、
タイヤ内圧２．０ｋｇｆ、負荷荷重４００ｋｇｆの条件
下で、６０ｋｍ／ｈの速度でタイヤをドラム上で回転さ
せて測定した。高速耐久性は、上記の条件下で２１８ｋ
ｍ／ｈ、３０分間の初期走行の後に、速度を８ｋｍ／ｈ
増やし３０分間走行するのを１ステップとして、１ステ
ップずつ増加させていき、これによりトレッドとベルト
がセパレーションしたか否かにより評価した。表１にそ
れらの結果を示す。なお、表１中の数値は、いずれも従
来タイヤを１００として指数比で示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】これらの結果から、発明タイヤは従来タイ
ヤに比べ、高速走行における耐久性を低下させることな
く、騒音が大幅に改良されている。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、繊維コードゴム引き層
からなるバイアスキャップ５を有することにより、タイ
ヤ重量を増やすことなくトレッド部の振動を小さくで
き、しかも高速走行時に生じやすいトレッド部ショルダ
ーにおける径の拡大をレイヤー６を設けることで抑制で
きるので、耐久性を低下させることなく、騒音が小さい
空気入りラジアルタイヤの提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で使用した発明タイヤの幅断面図であ
る。

【図２】ａが、実施例２で使用した発明タイヤの幅断面
図であり、ｂが、実施例３で使用した発明タイヤの幅断
面図であり、ｃが、他の発明タイヤの幅断面図であり、
ｄが、他の発明タイヤの幅断面図であり、ｅが、他の発
明タイヤの幅断面図である。

【図３】ａが、従来例１で使用した従来タイヤ１の幅断
面図である。ｂが、従来例２で使用した従来タイヤ２の
幅断面図である。

【符号の説明】

1 空気入りラジアルタイヤ 2 ラジアルカーカス 3 ベルト 4 コードゴム引き層 5 バイアスキャップ 5'キャップ 6 レイヤ−

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トロイド状ラジアルカーカスのクラウン
   部外周に、２枚以上のコードゴム引き層の交差積層にな
   るベルトをトレッド部補強として備える空気入りラジア
   ルタイヤにおいて、 ベルトの内周と外周、およびコードゴム引き層間のう
   ち、少なくとも一つの位置に、タイヤ赤道面に対するベ
   ルトのコード配列角度に対し５〜25°のより大きな角度
   の傾斜配列となる繊維コードの、ベルトよりも広い幅を
   有するゴム引き層からなるバイアスキャップを、ベルト
   の最外層のコードとの交差角度が大きくなる積層配置に
   し、 さらにこのバイアスキャップの両端縁を、トレッド円周
   を含む平面に対し実質的に平行配列となる繊維コードゴ
   ム引き層からなる幅狭のレイヤーでそれぞれ覆うことに
   よってトレッド部ショルダーを補強してなることを特徴
   とする、騒音を低減した空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 トレッド部に周方向主溝を備える請求項
   １に記載の空気入りラジアルタイヤ。