JP4497583B2

JP4497583B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4497583B2
Application number: JP17364099A
Authority: JP
Inventors: 淳治生井澤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: JP2001001719A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃費特性及び操縦安定性を犠牲にすることなく、低ロードノイズを実現した空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の自動車の高級化・静粛化への傾向により、タイヤにおいてもロードノイズの低減に対する要求が高まりつつある。
【０００３】
一般に、ロードノイズは、タイヤが凹凸のある路面からの外力の強制入力を受けることによって振動し、この振動が車体に伝播しさらに車室内に伝達されることによって発生するものと考えられている。
【０００４】
ロードノイズを低減する手段としては、タイヤが路面から受ける外力をできるだけ小さくすることが有用であり、従来では、トレッド部のゴムゲージを厚くしたり、トレッド部の材料を変更したり、トレッド部に細溝を追加したりしてトレッド部のばね定数を低下させる等の手段を講じることによって、ロードノイズの低減を図るのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トレッド部のゴムゲージを厚くすると燃費特性が悪化し、タイヤのトレッド接地域でのばね定数を低下させると、操縦安定性が悪化することになることになり、よって、従来の手段では、ロードノイズと、燃費特性及び操縦安定性とを両立させることは困難な状況にあった。
【０００６】
この発明の目的は、良好な燃費特性及び操縦安定性を維持するとともに、ロードノイズの低減を図った空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、トロイド状に連なるラジアルカーカスのクラウン部外周側にトレッド部を補強するベルトを配設してなる空気入りタイヤにおいて、タイヤを正規条件下で平坦路面に対し垂直に置いた静止状態にて、タイヤ接地域の輪郭線（ｋ）と、タイヤ接地域の中心位置（Ｏ）を通りタイヤ幅方向に引いた直線（ｌ）との交点をＦとし、前記直線（ｌ）を路面上に延長し、この延長線（ｍ）上から測定して垂直高さ（ｈ）が５ｍｍであるタイヤのトレッド位置の点をＧとし、点Ｆを通るタイヤ周線及び点Ｇを通るタイヤ周線をそれぞれＨ及びＩとするとき、タイヤ周線（Ｈ）とタイヤ周線（Ｉ）で挟まれたトレッド部の領域（Ａ）における剛性が、トレッド部の他の領域における剛性に対して０．３〜０．７倍の範囲になるように設定することを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００８】
尚、ここでいう「正規条件」とは、具体的には、荷重及び内圧を、それぞれ下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）及びこれに対応する空気圧とし、リムを、下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、"Approved Rim", "Recommended Rim"）にすることを意味する。
【０００９】
また、「平坦路面」とは、理想的な平滑路面を意味し、「平坦路面に対し垂直に置いた静止状態」とは、具体的には、表面が平滑なガラス板等の平板を平坦路面とみなしてこの上に垂直に置いた静止状態をいうこととする。
【００１０】
そして、規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では"The Tire and Rim Association Inc.のYear Book"であり、欧州では"The European Tire and Rim Technical Organization のStandards Manual"であり、日本では日本自動車タイヤ協会の"JATMA Year Book"にて規定されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施形態の一例を図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明に従う空気入りタイヤの代表的なトレッドパターンの一部を示したものであり、図中１はトレッド部、２は周方向溝、３は横溝、４はブロック陸部、５はセンターライン(タイヤ赤道）である。
【００１２】
図１のトレッドパターンを有するタイヤは、トロイド状に連なる少なくとも１プライからなるラジアルカーカス(図示せず）のクラウン部外周側に、トレッド部１を補強する少なくとも２層のコードゴム引き層からなるベルト(図示せず）を配設し、トレッド部１には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本(図１では４本）の周方向溝２と、該周方向溝を横断する複数本の横溝３とを配設し、これらの溝２，３によってトレッド部１を複数個のブロック陸部４に区分して、トレッド部１にブロックパターンを形成したものである。尚、図１では、トレッド部１にブロックパターンを形成した場合を示してあるが、この発明は、ブロックパターンだけには限定されず、種々のパターンを有する空気入りタイヤに適用することができる。
【００１３】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、タイヤを正規条件下で平坦路面に対し垂直に置いた静止状態(図1及び図５参照）にて、タイヤ接地域の輪郭線ｋと、タイヤ接地域の中心位置Ｏを通りタイヤ幅方向に引いた直線ｌとの交点をＦとし、タイヤの前記静止状態を示すように、前記直線ｌを路面６上に延長し、この延長線ｍ上から測定して垂直高さｈが５ｍｍであるタイヤのトレッド位置の点をＧとし、点Ｆを通るタイヤ周線及び点Ｇを通るタイヤ周線をそれぞれＨ及びＩとするとき、トレッド部１の剛性を、タイヤ周線Ｈとタイヤ周線Ｉで挟まれた領域Ａで他の領域Ｂよりも小さくすることにあり、この構成を採用することによって、燃費性能及び操縦安定性を犠牲にすることなく、ロードノイズを有効に低減することができる。
【００１４】
以下に、この発明を完成するに至ったプロセスをこの発明の作用とともに説明する。
発明者はロードノイズを低減するための検討を行い、ロードノイズが、凹凸の小さい路面（以下、「平坦路面」という。）ではあまり問題とはならず、特に凹凸の大きい路面（以下、「凹凸路面」という。）で顕著に発生すること、及び、凹凸路面でのタイヤの接地域、とりわけ接地幅が平坦路面に比べて大きくなることに起因してロードノイズが発生することを見出した。
【００１５】
即ち、タイヤのトレッド部が、その平坦路面と凹凸路面の双方で接触する部分については、路面の凹凸の打撃による加振力を接地圧によって抑制することができるが、平坦路面では接触せずに凹凸路面のときだけ接触する部分（具体的には、上記Ａ領域のトレッド部分）については、路面の凹凸の打撃による加振力に対して十分な接地圧を作用させることができず、この振動が上記ロードノイズの発生を引き起こす主な原因となっていることを見出したのである。
【００１６】
そこで、発明者は、上記振動を抑制するための検討を行ったところ、トレッド部の剛性（具体的には弾性率、特にタイヤ法線方向の弾性率）を小さくすれば、上記振動が吸収されてロードノイズが大幅に低減することがわかった。
【００１７】
しかし、トレッド部全体の剛性を小さくした場合には、特に平坦路面での操縦安定性を悪化させることになった。
【００１８】
そして、発明者は、さらに検討を進めた結果、トレッド部のうちの上記Ａ領域の部分のみの剛性、特にタイヤ法線方向の剛性を小さくすれば、ロードノイズを大幅に低減でき、しかも、上記Ａ領域のトレッド部分は平坦路面では接地しないため、操縦安定性にはほとんど影響を及ぼさないことを見出し、この発明を完成するに至ったのである。
【００１９】
尚、この発明がトレッド部の剛性低下手段を上記Ａ領域に限定したのは、種々のタイヤで試験を行ったところ、ほとんどのタイヤで、凹凸路面の時だけに接触する部分が上記Ａ領域に含まれるからであり、かかる剛性低下手段を、上記Ａ領域よりもタイヤ幅方向内側（具体的には平坦路面でもトレッド部が接触する領域）に設けた場合には、操縦安定性が悪化するとともに、耐磨耗性を低下させることになるため好ましくなく、また、上記Ａ領域よりもタイヤ幅方向外側に設けた場合には、耐偏磨耗性が低下するため好ましくないからである。
【００２０】
以上のことから、この発明では、トレッド部１の剛性を上記領域Ａで他の領域Ｂよりも小さくすることによって、燃費性能及び操縦安定性を犠牲にすることなく、ロードノイズを有効に低減することができる。
【００２１】
尚、本発明では、上記領域Ａにおける剛性は、他の領域Ｂにおける剛性に対して0.3〜0.7 倍の範囲に設定する。上記領域Ａにおける剛性が、前記範囲より小さいと、耐摩耗性等が悪化するからであり、また、前記範囲よりも大きいと、振動吸収効果が顕著ではなくなるからである。
【００２２】
また、上記Ａ領域での剛性を低下させるには、例えば、図１で示すように、前記Ａ領域内にタイヤ周方向に沿って延びる複数本（図１では各Ａ領域あたりに３本）の細溝３を配設すればよいが、この発明ではかかる構成だけには限定されず、種々の剛性低下手段を前記Ａ領域に適用することができる。
【００２３】
例えば、図１に示す細溝７の配設の代わりに、図２に示すように、前記領域Ａ内に、タイヤ周方向と交差する方向に延びる複数本の細溝を配設してもよい。
【００２４】
また、上記Ａ領域で剛性を低下させるため、図３に示すように、前記領域Ａ内に複数個のディンプル８を配設する手段を講じたり、或いは、図４に示すように、前記領域Ａ内に発泡ゴムのような低弾性率の振動吸収ゴム９を配設する手段を講じることもできる。
【００２５】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００２６】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、ロードノイズ及び操縦安定性を評価するための試験を行ったので、以下で説明する。
【００２７】
・実施例１
実施例１のタイヤは、図1に示すブロックパターンを有し、タイヤサイズが195／65Ｒ14である乗用車用空気入りラジアルタイヤであり、前記Ａ領域に、それを区画するタイヤ周線Ｈ及びＩ上に各１本、このＡ領域の幅中央位置に１本の計３本の細溝（溝幅：0.8ｍｍ、溝深さ：５ｍｍ）をタイヤ周方向に沿って配設したものであり、前記Ａ領域は、センターラインからタイヤ幅方向に測定して65〜75ｍｍであり、弾性率は、他の領域でのトレッド部の弾性率に対する割合Ｒが４０％であった。
尚、トレッド部以外のタイヤ構造については、従来の乗用車用タイヤと同様とした。
【００２８】
・実施例２
実施例２のタイヤは、図２に示すブロックパターンを有し、前記Ａ領域に配設する細溝（溝幅：0.8ｍｍ、溝深さ：５ｍｍ、溝長さ：10ｍｍ）を、タイヤ周線を10ｍｍ間隔で区分する位置に、タイヤ幅方向に延在するように配設したこと及び前記割合Ｒを６０％としたこと以外は実施例１のタイヤとほぼ同様な構造を有する。
【００２９】
・実施例３
実施例３のタイヤは、図３に示すブロックパターンを有し、前記Ａ領域に細溝を配設する代わりに複数個のディンプルを配設したこと及び前記割合Ｒを５０％としたこと以外は実施例１のタイヤとほぼ同様な構造を有する。
【００３０】
・実施例４
実施例４のタイヤは、図４に示すトレッド部の幅方向断面を有し、前記Ａ領域に細溝を配設する代わりに、発泡ゴムを配設したこと及び前記割合Ｒを７０％としたこと以外は実施例１のタイヤとほぼ同様な構造を有する。
【００３１】
・従来例
従来例のタイヤは、前記Ａ領域に細溝を設けないこと及び前記割合Ｒを１００％としたこと以外は実施例１と同様な構造を有する。
【００３２】
（性能評価）
上記各供試タイヤについて、ロードノイズ及び操縦安定性を評価するための試験を行った。
試験は、上記タイヤを標準リム（リムサイズ：６JJ）に組み付け、内圧2.0kgf／cm²に調整した後、2000ｃｃクラスの国産乗用車に装着して実車走行させることによって行い、ロードノイズは時速50ｋｍ／ｈで一般路面よりも荒れた舗装路面を走行させたときの車内騒音を低周波数域（100〜250Hz）と高周波数域（250〜500Hz）とで測定した値から総合的に評価し、また、操縦安定性はテスト用総合路を走行させたときのプロのドライバーによる官能検査によって評価した。
【００３３】
表１のこれらの評価結果を示す。尚、表１中の数値はいずれも、従来例を100とした指数比で示してあり、大きいほど優れている。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１の評価結果から、実施例１〜４はいずれも、従来例に比べて操縦安定性がほぼ同等であり、しかも、ロードノイズが大幅に低減されている。
また、実施例１〜４は、従来例とトレッドゴム厚みに差がないため、燃費特性が悪化することもない。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によって、燃費特性及び操縦安定性が良好であり、ロードノイズが小さい空気入りタイヤを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う空気入りタイヤのトレッド部（の一部）の展開図である。
【図２】実施例２のトレッド部（の一部）の展開図である。
【図３】実施例３のトレッド部（の一部）の展開図である。
【図４】実施例４のトレッド部の幅方向断面図である。
【図５】前記領域Ａを区画するタイヤ周線Ｈ及びＩの位置を説明するための図である。
【符号の説明】
１トレッド部
２周方向溝
３横溝
４ブロック陸部
５センターライン(タイヤ赤道）
６路面
７細溝
８ディンプル
９振動吸収ゴム

Claims

トロイド状に連なるラジアルカーカスのクラウン部外周側にトレッド部を補強するベルトを配設してなる空気入りタイヤにおいて、
タイヤを正規条件下で平坦路面に対し垂直に置いた静止状態にて、タイヤ接地域の輪郭線（ｋ）と、タイヤ接地域の中心位置（Ｏ）を通りタイヤ幅方向に引いた直線（ｌ）との交点をＦとし、前記直線（ｌ）を路面上に延長し、この延長線（ｍ）上から測定して垂直高さ（ｈ）が５ｍｍであるタイヤのトレッド位置の点をＧとし、点Ｆを通るタイヤ周線及び点Ｇを通るタイヤ周線をそれぞれＨ及びＩとするとき、
タイヤ周線（Ｈ）とタイヤ周線（Ｉ）で挟まれたトレッド部の領域（Ａ）における剛性が、トレッド部の他の領域における剛性に対して０．３〜０．７倍の範囲になるように設定することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記領域（Ａ）内に細溝を配設することによって、該領域（Ａ）のトレッド部の剛性を小さくする請求項１に記載した空気入りタイヤ。
前記領域（Ａ）内に、タイヤ周方向と交差する方向に延びる複数本の細溝を配設することによって、該領域（Ａ）のトレッド部の剛性を小さくする請求項２に記載した空気入りタイヤ。
前記領域（Ａ）内に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の細溝を配設することによって、該領域（Ａ）のトレッド部の剛性を小さくする請求項２に記載した空気入りタイヤ。
前記領域（Ａ）内に、複数個のディンプルを配設することによってトレッド部の剛性を小さくする請求項１に記載した空気入りタイヤ。
前記領域（Ａ）内に振動吸収ゴムを配設することによって、該領域（Ａ）のトレッド部剛性を小さくする請求項１〜５のいずれか１項に記載した空気入りタイヤ。
振動吸収ゴムは発泡ゴムである請求項６に記載した空気入りタイヤ。