JP4444417B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特に２００〜４００Ｈｚの周波数域のロードノイズ低減を効果的になす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】
自動車等の車両が比較的荒れた路面を走行すると、車室内においてロードノイズと呼ばれる騒音が発生する。このロードノイズは、タイヤが関係する騒音の一つであり、タイヤが路面の凹凸により加振され、この振動がリム、車軸、車体といった伝播経路をとり、最終的に車室内で騒音となる。近年、自動車等の車両の高級化に伴い静粛性が要求され、ロードノイズ等の騒音を抑制することが求められることが多くなっている。
【０００３】
ここで注目する２００Ｈｚ〜４００Ｈｚの周波数域のタイヤ振動は、両側のビード部を固定端とする振動であって、両端間で定在波を作り、ラジアル方向に振動モードを形成していることが知られている。このタイヤ振動モードは、一般的に、タイヤ断面におけるショルダー部と最大幅部が節となり、センター部（クラウン部）、バットレス部およびビード部の上部が腹となるモードであり、その腹となる部分に重量を増加することで振幅を小さくして、ロードノイズを低減することが知られている（例えば、特開平９−１０９６２１号公報、特開平９−１１８１１１号公報）。
【０００４】
前記振幅の腹となる部分に重量を増加させる手法としては、前記提案のようにゴム厚の増加、もしくは密度の大きい部材を使用することが提案されているが、タイヤ周方向に連続する環状の凸部の場合、その凸部側端部分が節になって、ビード部を含めた構造の新たな振動モードを形成することになるため、充分なロードノイズ低減効果が得られないことが多い。また凸部によるゴム厚の増加が大きくなると、それに伴う重量増加によるコストアップも増大する。
【０００５】
本発明では、ラジアルタイヤの両サイドのバットレス部の重量分布を両サイドで交互に変更させて非対称とすることにより、過度の重量増加を抑えながら、ユニフォミティを良好に維持して、かつ２００〜４００Ｈｚの周波数域でのロードノイズを効果的に低減するようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ビードコアを有する両側のビード部と、両端部が前記ビードコアで折返されて支持されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配されたベルト層と、これらの外側で前記両ビード部からタイヤ径方向外向きに延びるサイドウォールおよびその上端をつなぐトレッドとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、両サイドのバットレス部の表面のみに、それぞれ該表面に対して凸状をなしてタイヤ周方向に断続して並列する凸部が、両サイド相互にタイヤ周方向に位置をずらせて、かつ、互いにタイヤ周方向の少なくとも一端部でオーバーラップして交互に配設されており、そのオーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）が、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下であることを特徴とする。
また、本発明は、前記同様の空気入りラジアルタイヤにおいて、両サイドのバットレス部の表面のみに、それぞれ該表面に対して凸状をなしてタイヤ周方向に断続して並列する凸部が、両サイド相互にタイヤ周方向に位置をずらせて、かつ、互いにオーバーラップすることなく交互に配設されており、タイヤ周方向で両サイドに凸部が存在しない部分の間隔（Ｆ1）（Ｆ2）が、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下であることを特徴とする。
【０００７】
前記のように、タイヤの両サイドの振動モードの腹となるバットレス部の表面のみに該表面に対し凸状をなす凸部を配設しておくことにより、あるタイヤ断面において、両サイドの一方側のみに重量が付加される部分が生じ、これがタイヤ周方向で両サイド交互に形成されることになる。このため、断面２次モードは左右非対称となり、タイヤ周方向でも重量分布が不均一化される結果、周方向の振動モードを乱し、環状の凸部を設けた場合の本来の断面２次モードの形成を効率よく妨げることができ、これにより、振幅を小さくでき、ロードノイズ低減を効果的になすことができる。しかも、両サイドの凸部は交互にバットレス部のみに配設されるので、周方向に連続した環状の凸部に比して凸部によるゴム厚増加の割には重量の過度の増加を抑えることができる。
本発明のように、前記両サイドの凸部が、互いにタイヤ周方向の少なくとも一端部でオーバーラップして交互に配設され、前記オーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）が、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下とされていることにより、周方向に連続する環状の凸部の形態に近くなりすぎることがない。
また、前記両サイドの凸部が、互いにオーバーラップすることなく交互に配設され、タイヤ周方向で両サイドに凸部が存在しない部分の間隔（Ｆ1）（Ｆ2）が、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下とされていることにより、両サイドそれぞれの隣接する凸部同士の間隔（Ｓ）が過度に広くなることがない。
【０００８】
前記両サイドの凸部の配設形態としては、一方側の各凸部のタイヤ周方向の中央が、他方側の隣接する凸部間の部分に位置するように交互に配設されてなるものが好適である。これにより、タイヤ周方向の重量分布状態および周方向の振動モードが良好なものになる。
【０００９】
前記両サイド部の凸部は、タイヤ径方向の幅（Ａ）が、ベルト層端位置からタイヤ最大幅位置までの高さ方向の距離（Ｂ）の３０〜７０％であるものとする。すなわち、この幅（Ａ）が前記下限を下回ると、充分なロードノイズ低減の効果が得られず、また上限を上回ると、効果の割にタイヤ重量が増えることになるので 前記範囲とするのが好ましい。
【００１０】
また、前記両サイドの凸部の部分のゴム厚（Ｃ）は、最大幅位置のゴム厚（Ｄ）の１．５〜４倍とする。この場合も、前記ゴム厚（Ｃ）が前記下限を下回ると、充分な効果が得られず、また前記上限を上回ると、重量が過度に増すことになるので、前記範囲に設定するのが好ましい。
【００１２】
前記両サイドの凸部は、その主体部のタイヤ周方向の少なくとも一端部に、隣接する凸部との間隔内で細幅の凸条を延出させて、さらに重量を付加させることができる。この場合、延出する凸条は凸部体積の１／４までのものとし、過度に重量増とならないようにする。またこの延出した凸条同士をオーバーラップさせておくことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の１実施例のタイヤを示すタイヤ幅方向の断面図、図２は同上タイヤの側面図、図３は同上タイヤ外周の略示平面図である。
【００１５】
図において、タイヤ（Ｔ）は、図１に示すように、ビードコア（１）を備える両側のビード部（２）と、両端部がビードコア（１）で折返されて支持されたカーカス（３）と、カーカス（３）のタイヤ径方向外側、つまりクラウン部外側に配された１層もしくは複数層のスチールコード層および繊維コード補強層よりなるベルト層（４）と、これらの外側において、ビード部（２）からタイヤ径方向外向きに延びるサイドウォール（５）およびその上端をつなぐトレッド（６）とを備えてなり、その補強構造は一般的なラジアルタイヤの場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００１６】
前記トレッド（６）の外周には、トレッドパターンに応じて、タイヤ周方向（縦方向）に直線状もしくはややジグザグ状をなして延びる複数本の主溝、さらに主溝と交叉する横溝もしくは主溝より細幅で縦方向に連続する副溝や補助溝等が設けられるが、図ではこれら溝を省略して示している。パターンとしては、リブパターン、ブロックパターン、リブ・ブロックパターン等の種々の実施が可能である。
【００１７】
前記タイヤ（Ｔ）の両サイドおけるショルダー部（７）と最大幅部との間のバットレス部（８）、すなわちタイヤに通常の空気圧力を充填しかつ規定の荷重を付加した状態において路面に接触しないショルダー部下のバットレス部（８）の表面には、図のように該表面のみに、それぞれ該表面に対して凸状をなす重量を増加させるための凸部（１０）が、それぞれタイヤ周方向つまり長さ方向に断続して同心円上で並列して、かつ両サイドでタイヤ周方向に位置をずらせて交互に配設されている。
【００１８】
前記両サイド部それぞれの凸部（１０）は、タイヤ径方向の幅（Ａ）がベルト層端位置からタイヤ最大幅位置までの高さ方向の距離（Ｂ）の３０〜７０％の範囲に設定され、また前記凸部（１０）の部分のゴム厚、特に前記幅（Ａ）の中央でのゴム厚（Ｃ）が、最大幅位置のゴム厚（Ｄ）の１．５〜４倍の範囲に設定されている。これにより、過度のタイヤ重量の増加を抑えながら、ロードノイズを効果的に低減できることになる。
【００１９】
前記両サイドの凸部（１０）は、図２に示すように、それぞれ全てを同長さにして全周にわたって同一ピッチ（Ｐ）にして等間隔に配設しておくほか、部分的に配設ピッチ（Ｐ）あるいは凸部長さ（Ｌ）を変更することも可能である。いずれにしても、前記の各凸部（１０）の個数は６〜４０個とするのが、実施上好ましい。
【００２０】
すなわち、タイヤ１次固有振動数や製造設備の分割数との合致による高速回転でのタイヤユニフォミティの悪化を防ぐためには、前記のように６個以上とするのがよく、また前記の４０個を上回ると、隣接する凸部間の間隔も小さくなり、凸部（１０）を断続状に配設したことによる効果が小さくなる。
【００２１】
また、前記両サイドの凸部（１０）を交互に配設する形態として、図３に示す実施例においては、それぞれ同長さの凸部（１０）を、１／２ピッチ分ずつタイヤ周方向に位置をずらせて、一方側の凸部（１０）のタイヤ周方向の中央が、他方側の凸部（１０）（１０）間の部分（１１）、特にその中央部に位置するように交互に配設している。
【００２２】
そして、両サイドの凸部（１０）（１０）を、互いにタイヤ周方向つまり長さ方向の少なくとも一端部、例えば図３のように両端部でオーバーラップさせて交互に配設している。この際、前記オーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）を、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下に設定するのが好ましい。すなわち、このオーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）が前記より大きくなると、両サイドそれぞれの隣接する凸部同士の間隔（Ｓ）が狭くなって、周方向に連続する環状の凸部の形態に近くなり、狙っている効果が充分に得られないことになる。前記オーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）は必ずしも同じである必要はない。
【００２３】
前記のほか、前記両サイドの凸部（１０）を、例えば図４のように、互いにオーバーラップさせることなく非オーバーラップ状態で交互に並列させることができる。この場合、タイヤ周方向で両サイドに凸部（１０）が存在しない部分の非オーバーラップ量に相当する間隔（Ｆ1）（Ｆ2）を、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下に設定し、両サイドそれぞれの隣接する凸部同士の間隔（Ｓ）が過度に広くならないようにするのが好ましい。前記凸部長さ（Ｌ）と、隣接する凸部同士の間隔（Ｓ）とが同一の場合、凸部が存在しない部分の間隔（Ｆ1）（Ｆ2）は存在せず、またオーバーラップもしないことになる。
【００２４】
上記した両サイドの凸部（１０）の形状としては、図１〜図４のように、長さ方向の両端をタイヤ径方向に沿う線で終端させたもののほか、図５のよう長さ方向両端を斜めにしたり、半円状の丸みをつける等、他の形状に形成することができる。
【００２５】
図６は、両サイド交互に配設する前記凸部（１０）として、そのタイヤ周方向の少なくとも一端部、例えば図のように両端部に、細幅の凸条（10ａ）、好ましくは凸部体積の１／４以下の範囲の細幅の凸条（10ａ）を付属的に延出形成した場合の実施例を示している。この凸条（10ａ）は、隣接する凸部（１０）の凸条（10ａ）とは非連接状態とし、通常、図のように凸条同士をオーバーラップさせておくものとする。
【００２６】
この実施例の場合、前記凸条（10ａ）を除いた部分を凸部（１０）として、この凸部（１０）について、図１〜図５の実施例における凸部（１０）と同様に、配設ピッチ（Ｐ）、凸部長さ（Ｌ）、配設個数、タイヤ径方向の幅（Ａ）、ゴム厚（Ｃ）を設定でき、さらに両サイドの凸部（１０）（１０）のオーバーラップの有無、そのオーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）や間隔（Ｆ1）（Ｆ2）等を同様に設定して実施することができる。
【００２７】
なお、図示していないが、必要に応じて両サイドの凸部（１０）の表面に細い凹凸模様や筋条の溝を形成しておくこともできる。
【００２８】
上記した実施例の空気入りラジアルタイヤ（Ｔ）は、両サイドの振動モードの腹となるバットレス部（８）の表面に凸部（１０）が両サイド交互に配設されているので、あるタイヤ断面において、両サイドの一方側のみに凸部（１０）に重量が付加される部分が生じ、これがタイヤ周方向で両サイド交互に形成されることになる。これにより、断面２次モードは左右非対称となり、タイヤ周方向において重量分布が不均一になる。その結果、周方向の振動モードを乱し、環状の凸部を設けた場合の本来の断面２次モードの形成を妨げ、以て振動による振幅を小さくでき、２００〜４００Ｈｚの周波数域でのロードノイズ低減を効果的になすことができる。しかも、両サイドの凸部（１０）は交互に配設されるので、円環状に連続した凸部に比して、ゴム厚増加の割には過度の重量増加をも抑えることができる。
【００２９】
（実施例）
両サイドのバットレス部に図２のように凸部を両サイド交互に配設した実施例タイヤ（実施例１〜５）と、バットレス部に凸部を有さない比較例タイヤ（比較例１）およびバットレス部に周方向に連続する凸部を設けた比較例タイヤ（比較例２）とについて、ユニフォミティおよびロードノイズの比較試験を行った。その結果を下記表１に示す。
【００３０】
なお、実施例タイヤ及び比較例タイヤは、いずれもサイズが２１５／４５ＺＲ１７のラジアルタイヤで、ベルト層、カーカス等の内部の補強構造は同じものとし、評価車両（国産２０００ｃｃのステーションワゴン）に装着して実車テストを行った。
【００３１】
ロードノイズについては、運転席と後席右側の２名乗車により、メーター読みにて６０ｋｍ／ｈで定常走行し、マイク位置を前席および後席の運転席側窓寄の耳元で、騒音計により騒音を測定することにより行った。その結果を、比較例１を１００として指数で表示した。数値が大きいほど良である。
【００３２】
また、ユニフォミティについては、ＲＦＶをＪＡＳＯ Ｃ ６０７−８７により求めた。これを比較例１を１００として指数で表示し、数値が大きいほど良であることを示している。
【００３３】
タイヤ重量については、比較例１を１００として重量に比例した指数で表示しており、数値の大きいものほど重い場合を示している。
【００３４】
【表１】

上記の比較試験から明らかなように、実施例タイヤは、いずれの場合も、凸部によるゴム厚増加の割には重量増を低く抑えながら、ユニフォミティを良好に維持して、かつ２００〜４００Ｈｚの周波数域のロードノイズを効果的に低減することができた。
【００３５】
【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、タイヤの両サイドの振動モードの腹となるバットレス部の表面に凸部を両サイド交互に配設したことにより、タイヤ周方向で重量分布を両サイド交互に変化させて不均一化させることができ、その結果、断面２次モードが左右非対称となって、周方向の振動モードを乱し、本来の断面２次モードの形成を妨げ、ロードノイズ低減を効果的になすことができ、しかも、両サイドの凸部を交互に配設したことで、周方向に連続した環状の凸部に比して、重量の過度の増加によるコストアップも抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例のタイヤを示すタイヤ幅方向の断面図である。
【図２】同上タイヤの側面図である。
【図３】同上タイヤ外周の略示平面図である。
【図４】他の実施例を示すタイヤ外周の略示平面図である。
【図５】他の実施例を示すタイヤ外周の略示平面図である。
【図６】他の実施例を示すタイヤの側面図である。
【符号の説明】
（Ｔ） タイヤ
（３） カーカス
（４） ベルト層
（５） サイドウォール
（６） トレッド
（７） ショルダー部
（８） バットレス部
（１０） 凸部
（10ａ） 凸条
（１１） 凸部間の部分
（Ａ） タイヤ径方向の幅
（Ｃ） ゴム厚
（Ｐ） 配設ピッチ
（Ｌ） 凸部長さ
（Ｅ） オーバーラップ量
（Ｓ） 間隔
（Ｆ） 凸部が存在しない部分の間隔

Claims (5)

1. ビードコアを有する両側のビード部と、両端部が前記ビードコアで折返されて支持されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配されたベルト層と、これらの外側で前記両ビード部からタイヤ径方向外向きに延びるサイドウォールおよびその上端をつなぐトレッドとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、両サイドのバットレス部の表面のみに、それぞれ該表面に対して凸状をなしてタイヤ周方向に断続して並列する凸部が、両サイド相互にタイヤ周方向に位置をずらせて、かつ、互いにタイヤ周方向の少なくとも一端部でオーバーラップして交互に配設されており、そのオーバーラップ量（Ｅ1）（Ｅ2）が、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. ビードコアを有する両側のビード部と、両端部が前記ビードコアで折返されて支持されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配されたベルト層と、これらの外側で前記両ビード部からタイヤ径方向外向きに延びるサイドウォールおよびその上端をつなぐトレッドとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、両サイドのバットレス部の表面のみに、それぞれ該表面に対して凸状をなしてタイヤ周方向に断続して並列する凸部が、両サイド相互にタイヤ周方向に位置をずらせて、かつ、互いにオーバーラップすることなく交互に配設されており、タイヤ周方向で両サイドに凸部が存在しない部分の間隔（Ｆ1）（Ｆ2）が、タイヤ周方向の凸部長さ（Ｌ）の１／４以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記両サイド部の凸部は、タイヤ径方向の幅（Ａ）がベルト層端位置からタイヤ最大幅位置までの高さ方向の距離（Ｂ）の３０〜７０％である請求項１または２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記両サイドの凸部の部分のゴム厚（Ｃ）は、最大幅位置におけるゴム厚（Ｄ）の１．５〜４倍である請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記両サイドの凸部は、タイヤ周方向の少なくとも一端部に、隣接する凸部との間隔内で細幅の凸条が延出せしめられてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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