JP3676448B2 - ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ロードノイズを低減し、しかも乗り心地に優れたラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の自動車の高級化・静粛化により、タイヤ性能にはロードノイズの低減と乗り心地の改良がますます要求されている。ロードノイズとは、広義には乗り心地に含まれるものであるが、路面の凹凸によりタイヤが外力の強制入力を受けてタイヤが振動し、車体を通して車室内に伝達されて発生されるものである。そのためタイヤの振動特性の改良が必要となるが、これには従来トレッド部のゴムを柔らかくしたり、タイヤの重量を増やしたり、タイヤの材料を変更してタイヤのバネ常数を低下させたり、トレッドパターンの変更等で対応している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイヤ材料の変更等は、工場の設備の変更が場合によっては必要となるし、高価なものについたり、他の性能特に耐摩耗性を低下させることがあり、有効な手段とはなり得ない状況である。
本発明の目的はタイヤ材料等の変更することがないタイヤ形状、詳しくはタイヤカーカス形状のみによる変更によって、ロードノイズを低減し、しかも乗り心地に優れたラジアルタイヤを提供しようというものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために次の構成を採用したものである。即ち、少なくとも一層のラジアル・カーカスを具えたラジアルタイヤにおいて、標準適用リムに組み、最大内圧の１０％の内圧を充填したときに、リムフランジ円弧部の中心点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度で延びる直線がカーカス・ラインを横切る交点をＦとし、交点Ｆからタイヤ軸線に垂直に立てた直線がカーカス・ラインを横切る交点をＴとし、該交点Ｆ、Ｔを結ぶ線分ＦＴに対しタイヤ軸方向外方にて平行に引いたカーカス・ラインの接線ＧＨと外接するように仮想した該線分ＦＴを弦とする円弧をＲk とした場合、（１）カーカスの最大幅部Ｓから交点Ｔまでの該カーカスラインは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、（２）カーカスの最大幅部Ｓから交点Ｆまでのカーカスラインの少なくとも一部は、円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、一方、タイヤの内圧を最大内圧の１０％から１００％に変化させたとき、カーカスのショルダー部とビード部はタイヤ内側に入り、カーカスのサイドウオール中央部はタイヤ外側に出るラジアルタイヤである。さらに好ましくは、カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラインは、円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、円弧Ｒｋとの最大離間距離ｔが２〜１５ｍｍであればよい。
【０００５】
さて、タイヤが凹凸のある路面を走行すると、タイヤはその凹凸に応じて変形し、加振され振動して、そしてその振動が車軸に伝達される。そこでタイヤの改良法としては上下方向のバネ常数を低減することが特に必要となる。これをタイヤ形状で実現するため、本発明では種々検討した結果、次のような知見を得た。（１）タイヤのカーカスは、例えそのモールド形状がどうであれ最大内圧を充填するとカーカスのコード張力を一定にしようとする形状をとる。特に、曲げ剛性が小さく膜体とみなせるサイドウオール中央部においては顕著であり、曲げ剛性の大きいショルダー部近傍とビード部近傍ではある程度モールド形状に依存するがやはりカーカスのコード張力を一定にしようという形状に変化する。モールドをこのようにカーカスのコード張力を一定になるように一致させて設計した場合は、自然形状理論によるタイヤ設計と称されている。これは図１の円弧Ｒｋに比較的近い形状をとるのが一般的である。
（２）タイヤが突起により変形する場合、そのカーカスのたわみは曲げ剛性の小さいサイドウオール中央部で大きく、曲げ剛性の大きいショルダー部近傍では小さく、ビード部近傍では特に小さい。
（３）そこでショルダー部近傍とビード部近傍のモールド形状を予めタイヤがたわんでいる状態に近い形状（図１の円弧Ｒｋよりタイヤ外側）にしておくと、バネ常数を小さくすることができるわけである。
【０００６】
即ちこのようなモールド形状にしてあると最大内圧を充填するとカーカスはそのコード張力を一定に保とうとして、図３に示すようにショルダー部とビード部はタイヤ内側に入ってきて、サイドウオール中央部はタイヤ外側に出て行くわけである。ところが、ショルダー部近傍とビード部近傍は、弾性体で構成されているので空気圧を最大内圧の１０％程度に、またモールド形状に近い形状に戻るわけである。つまり、最大内圧充填時は、ショルダー部近傍とビード部近傍は常にタイヤがたわんだ状態に戻ろうとする力が働いていることになり、タイヤのカーカスがたわむ際、たわみやすいことになり、結局バネ常数が低減することになるわけである。このような効果は、図２及び図３で示す従来タイヤでは望めないわけである。
【０００７】
ここで、図１の円弧Ｒｋとの離間距離ｔを２〜１５ｍｍとしたのは、２ｍｍ以下では余りその効果が期待できないことと、１５ｍｍ以下としたのは、タイヤサイズによるが、そのようなカーカスラインが現実的に描けないということにある。
また、カーカスの最大幅部Ｓから交点Ｆまでのカーカスラインの少なくとも一部は、円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通る様にしているのは、図２に示すように多くの一般のタイヤがかなりタイヤの内側を通るようになっているのに比べ、大きな特徴がある。ビード部変曲点からビードコアーにつながる部分だけにスムースなカーカスラインを描くように細心の注意が必要である。
【０００８】
従来、このようなカーカスラインを採用しなかったのは、ショルダー部及び特にビード部の変形が大きくなるので故障発生の虞があったためで、今日タイヤ材料の長足の進歩で実現可能となっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤの効果を確かめるべく、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１４サイズの２枚のスチールベルトと１枚のポリエステルカーカスを持つ通常の構造のタイヤを試作した。
試験は、本発明のタイヤと従来例のタイヤをモールド形状以外まったく同一条件で試作し、内圧２．０ｋｇ／ｃｍ² 、６ＪＪリムを用い国産２０００ｃｃの乗用車で行った。ロードノイズは、時速５０ｋｍ／ｈで車内騒音を測定し、乗り心地はドライバーによる官能検査にておこなっている。数値は従来のタイヤを１００として指数表示し、大きい値ほどよい性能である。結果は表１に示すとおりである。
【００１０】
【表１】

【００１１】
以上明らかなように、ロードノイズが問題となる周波数である１００ー２００Ｈｚ、３００ー４００Ｈｚにおいて音圧レベルが改善されており、乗り心地もはっきりと優れていると体感できるレベルにある。ただし、操縦安定性についてはタイヤのバネ常数が低減しているため、従来タイヤに比べてやや劣るという結果がでている。
【００１２】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、本発明によれば、ロードノイズを低減し、しかも乗り心地に優れたラジアルタイヤを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの最大内圧の１０％時のカーカスラインの断面プロファイルであり、基準円弧Ｒｋとの対比で示してある。
【図２】従来例のタイヤの最大内圧時の１０％時のカーカスラインの断面プロファイルであり、基準円弧Ｒｋとの対比で示してある。
【図３】本発明のタイヤの最大内圧の１０％時と１００％時の断面プロファイルの比較図である。
【図４】従来例のタイヤの最大内圧の１０％時と１００％時の断面プロファイルの比較図である。
【符号の説明】
１ カーカス
２ リム
Ｏ リムフランジ円弧部の中心点
Ｆ 中心点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度で延びる直線がカーカスライン１を横切る交点
Ｔ 交点Ｆからタイヤ軸線に立てた直線がカーカスライン１を横切る交点

Claims (2)

1. 少なくとも一層のラジアル・カーカスを具えたラジアルタイヤにおいて、標準適用リムに組み、最大内圧の１０％の内圧を充填したときに、リムフランジ円弧部の中心点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度で延びる直線が該カーカス・ラインを横切る交点をＦとし、該交点Ｆからタイヤ軸線に垂直に立てた直線が該カーカス・ラインを横切る交点をＴとし、該交点Ｆ、Ｔを結ぶ線分ＦＴに対しタイヤ軸方向外方にて平行に引いた該カーカス・ラインの接線ＧＨと外接するように仮想した該線分ＦＴを弦とする円弧をＲk とした場合、（１）該カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラインは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、（２）該カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｆまでの該カーカスラインの少なくとも一部は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、一方、タイヤの内圧を最大内圧の１０％から１００％に変化させたとき、カーカスのショルダー部とビード部はタイヤ内側に入り、カーカスのサイドウオール中央部はタイヤ外側に出ることを特徴とするラジアルタイヤ。
2. カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラインは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該円弧Ｒｋとの最大離間距離ｔが２〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のラジアルタイヤ。

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