JP3755051B2

JP3755051B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3755051B2
Application number: JP14022997A
Authority: JP
Inventors: 一郎島; 秀幸井手
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: JPH10329511A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に乗用車用の空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
空気入りラジアルタイヤは、図３に示すように、両側のビードコア（52）を備えるビード部（53）と該ビード部（53）から半径方向外向きに延びるサイドウォール部（54）とその上端をつなぐトレッド部（55）とからなり、その内周に沿って両端がビードコア（52）で折返されて支持されたカーカス（51）と、トレッド部（55）とカーカス（51）の間に配されたベルト層（56）とを備えており、必要に応じてその外側にエッジプライと称する繊維コードよりなる補強層（57）が配されている。
【０００３】
近年、この種のラジアルタイヤにおいては、低コスト、低燃費の要求等の様々な要因により、タイヤの軽量化が進められている。
【０００４】
一方、タイヤの軽量化は、車両の運転性能の低下や車内騒音、タイヤの摩耗性の悪化を招くといった問題がある。前記の車内騒音の中でも、荒れた路面を走行するときのロードノイズが特に問題となる。またロードノイズでも、一般に高周波ロードノイズと呼ばれる２００Ｈｚ以上の周波数域での車内騒音が問題となっている。したがってこれらの問題をも併せて解決することが求められる。
【０００５】
従来は、前記の問題を解決する方法として、トレッドゴムの軟化やゴム厚の増加により振動入力の吸収を図る、またタイヤのケース剛性の軟化により振動伝達特性の改良を図る、あるいはコード打込み本数を多くしてベルト面外曲げ剛性の増加を図ること等が考えられている。
【０００６】
特に、前記のロードノイズ低減のためには、タイヤ接地幅の両端部付近のトレッド曲げ剛性を中間部より高めることが最も効果的であることがわかっており、このためにベルト層に補強層を追加する方法等が提案されている。
【０００７】
しかしながら、前記の従来方法による手法では、コストアップや重量増加につながり、タイヤ軽量化と相反するものであった。また同時に、車内騒音性能（抑制性能）に対するタイヤの特性との関連が不明確であるために、実際に改良効果を見出すために、多くの手間と工数が必要であった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、タイヤ特性との関連をＦＥＭ解析法（有限解析法）により検討を重ねた結果、トレッド外周がコンケーブ形状（中央部が凹形）をなすタイヤであると、内圧充填によるトレッドセンター部分の成長が大きく、トレッドショルダー部分のベルト張力が高くなることを知見し、これに着目してタイヤトレッド部の曲げに対する強さ分布の最適配置により、タイヤ重量を増加することなく、車内騒音性能を向上し得るラジアルタイヤを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
上記の課題を解決する本発明の空気入りラジアルタイヤは、両端がビード部で折返されて支持されたカーカスと、トレッド部とカーカスの間に配されたベルト層とを有するラジアルタイヤであって、ベルト層のコード角度がタイヤ周方向に対して２８°〜３５°の範囲にあり、またトレッド表面における幅方向センター（Ｃ）から接地端（Ｅ）までの距離を４等分する位置を、センター（Ｃ）側から順に1/4 点（Ｐ1 ）、2/4 点（Ｐ2 ）および3/4 点（Ｐ3 ）とし、これら各点（Ｐ1 ）（Ｐ2 ）および（Ｐ3 ）におけるトレッド表面からベルト層もしくは該ベルト層上の補強層までのゴム厚をそれぞれ（Ｌ）（Ｍ）（Ｎ）とするとき、前記2/4 点（Ｐ2 ）のゴム厚（Ｍ）を基準にして、前記1/4 点（Ｐ1 ）のゴム厚（Ｌ）および前記3/4 点（Ｐ3 ）のゴム厚（Ｎ）が、それぞれ
Ｌ＝０．７Ｍ〜０．８Ｍ
Ｎ＝１．２Ｍ〜１．３Ｍ
であり、さらに空気圧３０ＫＰａでのトレッド外周形状が、トレッド表面を前記同様に４等分して四つの領域（Ａ1 ）〜（Ａ4 ）に区分したとき、センター（Ｃ）側から第１〜第３の領域（Ａ1 ）〜（Ａ3 ）の少なくとも一つに、タイヤ外方に曲率中心を持つ逆アール部分を有していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記の構成により、空気圧３０ＫＰａでのトレッド外周のプロファイルがコンケーブ形状をなし、かつトレッドショルダー部分のゴム厚がトレッドセンター部分に比して大きく、しかもベルト層のコード角度が従来よりも大きくなってなっている。
【００１１】
このラジアルタイヤを、規定リムに装着し規定の内圧を充填した状態においては、トレッドセンター部分の成長がトレッドショルダー部分に比べてかなり大きくなり、このためトレッドショルダー部分のベルト張力が増大する。
【００１２】
したがって、トレッドショルダー部分のゴム厚の増加と、内圧充填時のベルト張力増大による曲げ剛性の増加との相乗効果により、車内騒音性能が著しく向上する。また、トレッドセンター部分に比べてトレッドショルダー部分の面外曲げ剛性を高め、振動がタイヤ中心軸（車軸）に伝わり易いタイヤショルダー部分の変形を抑え、路面の凹凸によるタイヤへの振動入力を小さくする。
【００１３】
なお、上記の本発明において、トレッド表面のセンター（Ｃ）から接地端（Ｅ）までを４等分する前記1/4 点（Ｐ1 ）、2/4 点（Ｐ2 ）および3/4 点（Ｐ3 ）のゴム厚（Ｌ）（Ｍ）（Ｎ）の差が小さくなると重量の増大となり、また前記ゴム厚（Ｌ）（Ｍ）（Ｎ）の差が大きくなり過ぎると、車内騒音の抑制効果が満足できないものになる。
【００１４】
またベルト層のコード角度（α）が、２８°より小さい角度、例えば従来と同様の２０°〜２５°のコード角度をなすものであると、トレッドセンター部分の成長が抑えられて、ベルト張力の増大による剛性アップを望めなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの半部断面図を示している。
【００１７】
図１のラジアルタイヤは、両側のビードコア（２）を備えるビード部（３）と該ビード部（３）から半径方向外向きに延びるサイドウォール部（４）とその上端をつなぐトレッド部（５）とからなり、その内周に沿って両端がビードコア（２）で折返されて支持されたカーカス（１）を備え、またトレッド部（５）とカーカス（１）の間にベルト層（６）を備えており、必要に応じてその外側にエッジプライと称する繊維コードよりなる補強層（７）が配されている
カーカス（１）は、コードをタイヤの幅方向センター（Ｃ）のラインに沿うタイヤ周方向に対し８０°〜９０°の角度に配列したコード配列層からなり、コードとしては、レーヨン、アラミド、ホリエステル等の繊維コードあるいはスチールコードが用いられる。またベルト層（６）はスチールコードや高張力を有する繊維コードを所定の角度方向に配列してなるコード配列層よりなる。また補強層（７）はタイヤ周方向に対して０〜１０°の角度のコード配列よりなるものである。
【００１８】
かかるラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層（６）のコード角度、すなわちタイヤの幅方向センター（Ｃ）のラインに沿うタイヤ周方向に対するコード角度（α）を、従来のタイヤのコード角度（通常２０〜２５°）よりもやや大きくして２８°〜３５°とする。さらにコード打込み本数（本／２５ｍｍ）を従来タイヤに比してやや少なく（通常、７０〜９０％少なく）する。これにより、トレッドセンター部分の成長がトレッドショルダー部分に比べて大きくなるようにしている。このような効果の点から、前記コード角度（α）は３０°〜３５°の範囲のものがより好ましい。
【００１９】
また、タイヤの断面形状において、トレッド部（５）の表面における幅方向センター（Ｃ）から接地端（Ｅ）までの距離を４等分する位置を、センター（Ｃ）側から順に1/4 点（Ｐ1 ）、2/4 点（Ｐ2 ）および3/4 点（Ｐ3 ）とし、これら各点（Ｐ1 ）（Ｐ2 ）および（Ｐ3 ）におけるトレッド表面からベルト層もしくは該ベルト層上の補強層までのゴム厚を、それぞれ（Ｌ）（Ｍ）（Ｎ）とするとき、前記2/4 点（Ｐ2 ）のゴム厚（Ｍ）を基準にして、前記1/4 点（Ｐ1 ）のゴム厚（Ｌ）および前記3/4 点（Ｐ3 ）のゴム厚（Ｎ）を、それぞれ
Ｌ＝０．７Ｍ〜０．８Ｍ
Ｎ＝１．２Ｍ〜１．３Ｍ
に設定している。
【００２０】
さらに空気圧３０ＫＰａにおけるトレッド外周のプロファイルとして、トレッド表面を前記同様に４等分して四つの領域（Ａ1 ）〜（Ａ4 ）に区分した場合において、センター（Ｃ）側から第１〜第３の領域（Ａ1 ）〜（Ａ3 ）の少なくとも一つに、タイヤ外方に曲率中心を持つ逆アール部分（Ｒａ）を有する形状にしている。これにより空気圧３０ＫＰａでのトレッド外周のプロファイルが、コンケーブ形状をなしている。
【００２１】
なお、前記逆アール部分（Ｒａ）から正アール部分への変曲点が、前記四つの領域（Ａ1 ）〜（Ａ4 ）の少なくとも一つに存在しており、これにより外面形状のつながりがスムーズになるように形成されている。
【００２２】
前記逆アール部分（Ｒａ）は、第１〜第３の領域（Ａ1 ）〜（Ａ3 ）の１もしくは複数のいずれの領域であってもよいが、実施上は、図１のようにセンター（Ｃ）寄りの第１の領域（Ａ1 ）あるいは該領域から第２の領域（Ａ2 ）に連続する形で逆アール部分（Ｒａ）を設けておくのが、前記コンケーブ形状とする上で特に好ましい。
【００２３】
上記の構成によるラジアルタイヤは、空気圧３０ＫＰａでのトレッド外周のプロファイルがコンケーブ形状をなし、かつトレッドショルダー部分のゴム厚がトレッドセンター部分に比して大きく、しかもベルト層（６）のコード角度（α）が従来よりも大きくなっている。
【００２４】
そのため、これを規定のリムに装着して規定内圧を充填した状態においては、トレッドセンター部分の成長がトレットショルダーに比べてかなり大きく、トレッドショルダー部分の張力が増大することになる。
【００２５】
したがって、トレッドショルダー部分のゴム厚の増加と、内圧充填時のベルト張力増大による曲げ剛性の増加との相乗効果により、トレッドショルダー部分の面外曲げ剛性を高め、振動がタイヤ中心軸（車軸）に伝わり易いタイヤショルダー部分の変形を抑え、路面の凹凸によるタイヤへの振動入力を小さくする。また軽量化後のタイヤ重量を保持したまま、２００Ｈｚ以上の周波数域の車内騒音性能の向上を図るこことができる。
【００２６】
上記の効果を確認するために、ベルト層のコード角度、トレッド部のゴム厚が本発明の範囲にあり、かつ逆アール部分を有するタイヤ（実施例１）と、逆アール部分を有さない従来一般のタイヤ（比較例１）と、逆アール部分を有するがベルト層のコード角度、トレッド部のゴム厚の少なくとも一方が本発明の範囲からはずれるタイヤ（比較例２〜５）について、それぞれタイヤ重量および車内音を調べ比較した。
【００２７】
ただし、試験に供したタイヤは、いずれもカーカス（１）が１５００デニール／２本のポリエステル繊維コードによる１プライ、ベルト層（６）は「２＋２×０．２５」のスチールコードによるベルト２層とし、補強層（７）はナイロンコードによるエッジプライ（打込み：２０本／２５ｍｍ）１層のタイヤ構造のもので、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１６のタイヤを用いた。
【００２８】
車内音については、供試タイヤを車両に装着して速度６０ｋｍ／ｈで実車走行テストを行ない、車内の前席シートヘッドレスト部周辺のロードノイズを測定し、従来タイヤの比較例１を基準として増減値で示した。またタイヤ重量は、比較例１を１００として指数で示した。
【００２９】
【表１】

上記の表１から明らかなように、比較例２〜５はいずれも、従来タイヤの比較例１に比してタイヤ重量あるいは車内音のいずれか一方が悪化することになったが、本発明の実施例タイヤの場合、タイヤ重量を増加させることなく、車内音を低減できた。
【００３０】
【発明の効果】
上記したように本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、トレッドショルダー部分のゴム厚の増加と、内圧充填時のベルト張力増大による曲げ剛性の増加との相乗効果により、トレッドショルダー部分の面外曲げ剛性を高め、振動がタイヤ中心軸（車軸）に伝わり易いタイヤショルダー部分の変形を抑え、路面の凹凸によるタイヤへの振動入力を小さくする。またタイヤ重量を増大させることなく、２００Ｈｚ以上の周波数域の車内騒音性能の向上を図るこことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示すタイヤの半部断面図である。
【図２】カーカスとベルト層の構造を示す一部の略示展開図である。
【図３】従来のタイヤの半部断面図である。
【符号の説明】
（１）カーカス
（２）ビードコア
（３）ビード部
（４）サイドウオール部
（５）トレッド部
（６）ベルト層
（７）補強層
（Ｃ）幅方向センター
（Ｅ）接地端
（Ｐ1 ）（Ｐ2 ）（Ｐ3 ）センターから接地端までを４等分する位置
（Ａ1 ）（Ａ2 ）（Ａ3 ）（Ａ4 ）４等分した領域

Claims

両端がビード部で折返されて支持されたカーカスと、トレッド部とカーカスの間に配されたベルト層とを有するラジアルタイヤであって、
ベルト層のコード角度がタイヤ周方向に対して２８°〜３５°の範囲にあり、
またトレッド表面における幅方向センター（Ｃ）から接地端（Ｅ）までの距離を４等分する位置を、センター（Ｃ）側から順に1/4 点（Ｐ1 ）、2/4 点（Ｐ2 ）および3/4 点（Ｐ3 ）とし、これら各点（Ｐ1 ）（Ｐ2 ）および（Ｐ3 ）におけるトレッド表面からベルト層もしくは該ベルト層上の補強層までのゴム厚をそれぞれ（Ｌ）（Ｍ）（Ｎ）とするとき、前記2/4 点（Ｐ2 ）のゴム厚（Ｍ）を基準にして、前記1/4 点（Ｐ1 ）のゴム厚（Ｌ）および前記3/4 点（Ｐ3 ）のゴム厚（Ｎ）が、それぞれ
Ｌ＝０．７Ｍ〜０．８Ｍ
Ｎ＝１．２Ｍ〜１．３Ｍ
であり、
さらに空気圧３０ＫＰａでのタイヤ外周形状が、トレッド表面を前記同様に４等分して四つの領域（Ａ1 ）〜（Ａ4 ）に区分したとき、センター（Ｃ）側から第１〜第３の領域（Ａ1 ）〜（Ａ3 ）の少なくとも一つに、タイヤ外方に曲率中心を持つ逆アール部分を有していることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。