JP5981136B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ロードノイズの低減対策を施した空気入りタイヤに関するものである。

近年、空気入りタイヤには、操縦安定性や乗り心地性と共にタイヤに起因する騒音の低減が求められてきている。タイヤのロードノイズは、自動車が走行するとき路面の凹凸によりタイヤが加振され、その振動がタイヤホイールのリムからホイール並びに車軸を介して車体に伝達され、その振動により車体内の各部が共振することにより起こる騒音である。

ロードノイズの発生周波数は２０Ｈｚ〜１ｋＨｚであり、主に６０Ｈｚ〜４００Ｈｚで発生する周波数帯域の音圧レベルのピークとタイヤの振動特性との関係が知られている。

図９に車両の走行中に起こる車内音の音圧レベルと発生周波数との関係を表わすグラフである。図９に示すように、６０Ｈｚ〜４００Ｈｚの周波数帯域では、矢印Ａ、Ｂ、Ｃの３つの音圧レベルのピーク値がある。第一のピーク値（Ａ）は８０Ｈｚ〜１００Ｈｚ付近の領域である。主として、タイヤとリムとが逆位相で振動するモードである。第二のピーク値（Ｂ）は２５０Ｈｚ付近の領域である。主として、タイヤの内部の一次の空洞共鳴が原因となっている。第三のピーク値（Ｃ）は２８０〜４００Ｈｚ領域で、主として、タイヤの断面二次の振動モードであって、トレッド部端部のショルダー部がトレッド部、サイドウォール部と逆位相で振動するモードに起因するものである。

図１０はタイヤ断面二次の振動モードを説明する図である。１点鎖線がタイヤ断面の初期形状を示し、実線が振動モード時の断面形状を示す。この断面二次の振動モードは、タイヤサイド領域におけるタイヤ最大幅部分をサイド節Ｓとし、また、トレッド部におけるタイヤ赤道線からトレッド幅の１／３だけ離れた部位をセンター節Ｃとする計４節（一対のサイド節と一対のセンター節）となり、トレッド中央部、トレッド部からサイドウォール部への遷移領域であるバットレス領域、およびビード部上方領域がそれぞれ腹ｈ１、ｈ２となる振動モードである。

従来からロードノイズを低減させる種々の手法が開示されている。

特許文献１には、図８に示すように、ビードコア１００およびビードフィラー１０１からなるビード部１０２とこれに隣接するカーカス層１０３の折り返し部との間にゴムシート１０５を配置することにより、第一のピーク値（Ａ）を低減させる手法が開示されている。

特許文献２には、サイド部の内側面に、ビード部を主として補強するアラミド繊維からなる複数の補強コードをゴム引きして成るビード補強層を、少なくともタイヤ断面高さの１／２よりもビード部側領域に配置し、断面二次の振動モードの腹となるビード部上方領域の振動を抑える手法が開示されている。

特許文献３および特許文献４には、ベルト層の両端部からそれぞれタイヤ最大幅位置に至る左右の領域におけるゴム質量を上げて、断面二次の振動モードの腹となる部分の質量を増加させ、振幅を小さくして、図９に示す第３のピーク値（Ｃ）を低減させる手法が開示されている。

特開２００８−１８９０１９号公報 特開２００８−４９９２４号公報 特開２００８−１４３３０５号公報 特開２００１−１９１７４２号公報

各特許文献１〜４のいずれにおいても、ロードノイズの低減を主目的としているが、抑制するロードノイズの周波数領域が限られており、また、成型工程での不良対策までも考慮した手法は採用されていない。

すなわち、特許文献１では、第一のピーク値（Ａ）を低減させることができるが、ビードコアの角またはビードフィラーの先端部で減衰ゴムシート端が重なる形態となるため、工程不良が発生しやすくなる。また、特許文献１では、減衰ゴムシートをタイヤ幅方向内側のビードフィラー上部まで延伸しているが、このように構成すると、部材端との合致により、また、ビードフィラー上部がタイヤの最大屈曲部近傍となることから、成形工程不良となり、この部分での耐久性に支障を来たすおそれがある。

特許文献２では、断面二次の振動モードの腹となるビード部上方域の振動を抑えることができるが、バッドレス領域での断面二次の振動モードを抑える工夫はなされておらず、また、高剛性のビード補強層の端部をタイヤ最大幅付近に配置していることから、工程不良になり、特許文献１と同様に耐久性に支障を来たすおそれがある。

特許文献３、４では、断面二次の振動モードによるロードノイズの低減が可能であるが、図９に示す、第一のピーク値（Ａ）の領域の振動の低減対策は採られていない。

本発明は、上記に鑑み、低周波数領域から中周波数領域のロードノイズの低減を図り、かつ工程不良の発生を抑え得る空気入りタイヤの提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明では、左右一対のビード部間にカーカス層がトロイダル状に装架され、各ビード部に埋設されたビードコアの周りにカーカス層の端部が巻き上げられた空気入りタイヤであって、ベルト層下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを連続して覆う、一枚のゴムシートからなるゴムシート層が設けられ、該ゴムシート層の内端位置が、タイヤ径方向でビードコアからビードフィラーの先端までの間であって、その他の部材端と異なる位置に設定されると共に、前記ゴムシート層は複数の異なるゴム硬さで一体的にで形成されている。

上記構成においては、ベルト層下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを覆う、ゴム硬さというパラメータを用いて低周波数領域から中周波数領域のロードノイズの低減を図ろうとするものである。その際、複数の異なるゴム硬さを有する、連続する一体のゴムシート層によりロードノイズの低減を図ることを特徴としている。一体のゴムシート層を用いて、ベルト下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを覆うようにして生産効率を向上させ、かつゴムシート層の内端位置を、タイヤ径方向でビードコアからビードフィラーの先端までの間であって、その他の部材端と異なる位置に設定することで、工程不良を低減することができる。

一枚のゴムシートからなるゴムシート層を複数の異なる領域で異なるゴム硬さに設定する場合、具体的には、バットレス領域およびビード部上方領域のゴム硬さを最大幅領域のゴム硬さよりも高く設定することができる。

上記構成によると、一体のゴムシート層により一次固有値領域（８０Ｈｚ〜１００Ｈｚ帯域付近）のロードノイズを低減することができるばかりか、タイヤ断面の二次の振動モード（２８０〜４００Ｈｚ、特に３１５Ｈｚ帯域付近）において、タイヤの最大幅部を節として、バットレス領域とビード部上方領域（ビードフィラーよりも上側部分）が腹となる振幅の大きな振動を抑え、ロードノイズを抑制することができる。

この際、ゴムシート層は、ベルト層下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを連続して覆う構成にしているので、連続する一体のゴムシート層により、固体伝播による一次固有値領域（８０Ｈｚ〜１００Ｈｚ帯域付近）のロードノイズと、タイヤ断面の二次振動モード（２８０〜４００Ｈｚ帯域付近）のロードノイズの両方を共に抑えることができ、別々の部材により、各ロードノイズを低減する場合に比べてタイヤ成型時の生産効率も向上させることができる。

ここで、ゴムシート端をビードフィラーの上端で止めると、ビードフィラー端の段差が大きくなり、最大屈曲部との距離が小さくなるので、工程不良の発生と耐久性に問題があり、また、ゴムシート端をビードフィラー端よりもタイヤ径方向で外側に上げ過ぎても耐久性やロードノイズ低減対策としての効果は少なく、逆に重量増しになる。

そこで、本発明では、ゴムシート層の内端位置が、タイヤ径方向でビードコアからビードフィラーの先端までの間であって、その他の部材端と異なる位置に設定している。これにより、ゴムシート端の段差を小さくすることができ、工程不良を低減することができる。

しかも、ゴムシート層の内端位置が、タイヤ径方向でビードコアからビードフィラーの先端までの間であるので、ビードフィラー端よりも上げ過ぎる場合に比べて軽量化が図れる。

さらに、ゴムシート層は、ベルト層下部およびビード部下方領域のゴム硬さを、バットレス領域およびビード部上方領域のゴム硬さよりも低く設定するのが好ましい。これは、ベルト層下部がベルト端部との接合部であり、また、ビード部下方領域の端部がカーカス層等の他のゴム素材との接合部であるため、これらの部分のゴム硬さを低くして、部材端で起こり得る工程不良を低減することができる。

ゴムシート層を複数の異なるゴム硬さで形成する具体的構成を例示すると、以下のとおりである。

まず、ゴムシート層は、トレッド部のベルト層下部からビード部下方までを以下の５分割の領域に区分する。
Ａ領域：ベルト層下部（ベルト層側のゴムシート層端部から１０ｍｍ〜５０ｍｍの領域）、
Ｂ領域：バッドレス領域（Ａ端部から、トレッド踏面部からの断面高さが全高の３０〜４０％までの領域）、
Ｃ領域：最大幅領域（Ｂ端部から、トレッド踏面部からの断面高さが全高の５５〜６５％までの領域）、
Ｄ領域：ビード部上方領域（Ｃ端部から、トレッド踏面部からの断面高さが全高の７５〜８５％までの領域）、
Ｅ領域：ビード部下方領域（Ｄ端部からビード部側のゴムシート層端部までの領域）。

そして、各領域Ａ〜Ｅのゴム硬さ（Ｈｓ）を ５０度＜Ａ、Ｃ、Ｅ＜６０度、６５度＜Ｂ、Ｄ＜９８度に設定する。

上記構成によると、Ｂ、Ｄ領域のゴム硬さがベース部分であるＡ、Ｃ、Ｅ領域よりも高く設定されているので、タイヤ断面の二次の振動モード（２８０〜４００Ｈｚ、特に３１５Ｈｚ帯域付近）を抑え、ロードノイズをさらに抑制することができる。

Ａ、Ｃ、Ｅ領域は、ゴム硬さ（Ｈｓ）で５０度〜８０度であればよく、５０度〜６０度が好適な範囲である。このＡ，Ｃ，Ｅ各領域におけるゴム硬さは互いに同じゴム硬さであってもよいし、ゴム硬さ５０度〜６０度の間で適宜選定したものであってもよい。同じく、Ｂ，Ｄ各領域におけるゴム硬さも互いに同じゴム硬さであってもよいし、ゴム硬さ（Ｈｓ）６５度〜９８度の間で適宜選定したものであってもよい。

なお、バットレス領域（Buttress）とは、トレッド部からサイドウォール部への遷移領域である。換言すると、バットレス領域とは、ベルト層の端部からトレッドゴム端までの領域をいい、この部分においてトレッドゴムとサイドウォール部とが重なり合うことになる。

また、タイヤ単体においては、ゴムシート層をタイヤ幅方向で両側に配置する構成を採用してもよいが、断面二次の振動モードは、タイヤ単体の振動モードの分散により抑制することができるため、ゴムシート層をタイヤ幅方向で片側のみに配置する構成であってもよい。この場合、ゴムシート層は、タイヤ幅方向の内側又は外側のいずれに配置してもよい。これにより、操縦安定性の向上と両側に配置する場合に比べて軽量化を図ることができる。

ただ、ゴムシート層を片側のみに配置する場合、車両装着時の外側に配置する方が良い。ゴムシート層を車両の左右方向で外側に配置した方がサイド部の剛性を高め、コーナリング性能の向上と直進安定性を維持することができる。

以上のとおり、本発明によると、ベルト層下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを覆う、一体のゴムシート層を複数の異なるゴム硬さで形成することにより、低周波数領域から中周波数領域のロードノイズの低減を図ることができ、しかも、一体のゴムシート層を用いて、ベルト下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを覆うようにし、ゴムシート層の内端位置を、タイヤ径方向でビードコアからビードフィラーの先端までの間であって、その他の部材端と異なる位置に設定しているので、生産効率を向上させ、かつ工程不良を低減することができる。

本発明に係る空気入りタイヤの概略を示す断面図である。 ゴムシート層の断面図である。 ゴムシート層の内端位置とビードフィラーとの高さ関係を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はゴムシート層を含むタイヤの成型工程を示す図である。 （ａ）は計測点を表わすタイヤの断面図を示し、同図（ｂ）は断面二次の振動モード振幅と剛性付加（ゴム硬さを高くした場合）の効果を表わすグラフである。 タイヤ幅方向で片側にのみ配置したゴムシート層を車両外側に配置した状態を示す断面図である。 従来の空気入りタイヤのビード部の断面図である。 本発明の比較例１として示す、特許文献１の空気入りタイヤのビード部の断面図である。 実走車内音の音圧レベルと周波数との関係を示す図である。 断面二次振動モードを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。この空気入りタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２間に設けられたトレッド部３とを備えている。

ビード部１は、トロイダル状に形成されたカーカス層４の両端を支持しタイヤをリム５に固定するためのものである。ビード部１は、リム５に嵌合可能な環状のビードコア６と、ビードコア６よりもタイヤ径方向で外側に配設された断面略三角形状をなすビードフィラー７とを備えている。

ビードコア６は、鋼線等のビードワイヤからなる収束体をゴム被覆して構成される。ビードフィラー７は、ビード部の剛性を高めるために硬質ゴムから構成される。ビード部１には、カーカス層４がリム５に直接触れないようにカーカス層４を保護するチェーファ（図示略）で外周部を保護する。

カーカス層４は、タイヤの骨格を形成するもので、トロイダル状に形成され、タイヤ内部の空気圧と荷重、衝撃に耐える機能を有する。カーカス層４はカーカスプライから構成される。カーカスプライは、有機繊維からなるカーカスコードをゴム引きして構成される。ラジアルタイヤの場合、カーカスコードがラジアル方向に平行に延びている。

カーカス層４の内側にはインナーライナー１１が貼り付けられる。インナーライナー１１は、チューブに相当するゴム層がタイヤ内側に貼り付けられたもので、タイヤ自体で釘などを踏むトラブルが発生した場合でも、急激な空気漏れを防ぐことができる。

カーカス層４の端部４ａは、ビード部１の内側からソールを周回してビード部１の外側に向けて折り返され、ビード部１に係留される。カーカス層４の端部４ａは、タイヤの耐久性を維持するため、他の部材端から外れた位置に配置される。本例では、カーカス層４の端部４ａが、ビードフィラー７の先端位置よりもタイヤ径方向で外側に設定され、かつサイドウォール部２の最大屈曲部１２よりもタイヤ径方向で内側に設定されている。カーカス層４の端部４ａの位置は、この例に限らず最大屈曲部１２よりもタイヤ径方向で外側に設定してもよい。

サイドウォール部２は、カーカス層４の外側に配置されたサイドウォールゴムから構成され、カーカス層４を保護している。このサイドウォール部２は、タイヤの走行中、最も屈曲が激しい部分である。後述するように、断面二次の振動モードでは、図１０に示すように、タイヤの最大幅方向を節Ｓとして、バットレス領域とビードフィラー７よりも上側部分（ビード部上方領域）が腹ｈ１、ｈ２となる振幅の大きな振動が発生し、ロードノイズの原因となっている。

そこで、本例では、この部位を含む連続するゴムシート層１５を配設することで、ロードノイズ低減対策を採っている。ゴムシート層１５の構成は後述する。

トレッド部３は、カーカス層４を保護すると共に摩耗や外傷を防ぐもので、トレッドゴム１６とベルト層１７とを備えている。

トレッドゴム１６は、その表面にタイヤ周方向に沿って延びる主溝や主溝に交差して延びる横溝などが設けられ、所定のトレッドパターンが形成されている。

ベルト層１７は、トレッドゴム１６とカーカス層４との間にタイヤ周方向に張られた補強帯である。カーカス層４を強く締め付けてトレッド部３の剛性を高める役割をしている。本例のベルト層１７は、内外に積層された２枚のベルトプライから構成されているが、積層枚数は特に限定されるものではない。

図１において、ロードノイズを低減するためのゴムシート層１５は、タイヤ幅方向の両側に配置されており、各ゴムシート層１５は、ベルト層１７の下部からビード部１下を通りビードフィラー７の内面側までを覆う。ゴムシート層１５の介在によりタイヤからリム５に至る固体伝播が低減され、一次固有値領域（８０Ｈｚ帯域付近）のロードノイズを低減することができる。他のゴム材との接着性などを考慮して、ベース部分はゴム硬さが５０度〜８０度とされている。ここで、ゴム硬さはＪＩＳ（Japanese Industrial Standards） Ｋ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの物理試験方法」に準拠したスプリング式硬さ試験（Ａ形）によるゴム硬さ（Ｈｓ）である。

ゴムシート層１５の内端位置１５ａは、図３に示すように、タイヤ径方向でビードコア６からビードフィラー７の先端までの間、換言すれば、ビードフィラー７の中間位置に配置される。すなわち、ビードフィラー７の高さをＢＦｈ、ゴムシート層１５の内端部１５ａのビードフィラー７の底からの高さをＴＰｈとすると、ＢＦｈ＞ＴＰｈとなる。具体的には、ゴムシート層１５の内端１５ａが、ビードフィラー高さＢＦｈの３０％〜６０％の範囲内（０．３ＢＦｈ≦ＴＰｈ≦０．６ＢＦｈ）に設定されるのが好ましい。この範囲外になった場合、ゴムシート層１５の内端１５ａがビードフィラー７の端部に近づくことになるからである。また、ゴムシート層１５の内端位置１５ａは、その他の部材端とも異なる位置に設定されている。

これらの理由は以下の通りである。ゴムシート層１５の端部をビードフィラー７の上端で止めると、ビードフィラーの先端において、カーカス層４に生じる段差が大きくなる。しかも、ビードフィラー７の先端は、タイヤの最大屈曲部１２に近いため、ゴムシート層１５の端部とタイヤの最大屈曲部１２との距離が小さくなり、工程不良の発生と耐久性に問題が生じる。さらに、ゴムシート層１５の端部をビードフィラー７の先端よりもさらにタイヤ径方向で外側に上げ過ぎた場合、タイヤの耐久性やロードノイズ低減対策としての効果は小さく、逆にゴムシート層１７の重量による重量増しが問題となる。

そこで、本例では、ゴムシート層１５の内端１５ａの位置をタイヤ径方向でビードコア６からビードフィラー７の先端までの間に設定した。ただ、ビードコア６とビードフィラー７との間には、タイヤの横剛性および前後剛性を高くするためにアラミド繊維等の織布からなるフリッパーが配設される場合がある。フリッパー等の他の部材が存在する場合は、ゴムシート層１５の端部１５ａは、フリッパーの端部とも異なる位置に配置することが望ましい。

さらに、ゴムシート層１５の内端１５ａは、タイヤ使用時の歪が大きいリムラインの近傍からも外すのが好ましい。リムラインとは、リムのフランジ高さの１．１８倍の位置に、リム組み時にタイヤとリムの軸心が適正に組み合わされたかどうかの目安となるタイヤ周方向に延びるラインである。このリムラインよりも上方部位はサイド部のタイヤ最大幅側に近付いていくので、ゴムシート層１５の端部１５ａをリムラインよりも上側に配置すると、工程不良の可能性がある。そのため、ゴムシート層１５の端部１５ａはリムラインよりも下側に配置する構成が好ましく、本例ではそのような取扱いをしている。

このように、ゴムシート層１５の内端１５ａは、ビードフィラー７やその他の部材端と異なる位置に設定されているので、ゴムシート端の段差を小さくすることができ、工程不良を低減することができる。しかも、ゴムシート層１５の内端位置が、タイヤ径方向でビードコア６からビードフィラー７の先端までの間であるので、ビードフィラー端よりも上げ過ぎる場合に比べて軽量化が図れる。

一方、ゴムシート層１５の外端１５ｂは、トレッド部３のベルト層１７の端部１７ａに配置される。このゴムシート層１５は、ベルト層端部１７ａからビード部１の下側を通してビードフィラー７の中間位置まで配置される。ここで、タイヤの断面二次の振動モードが、タイヤサイド領域におけるタイヤ最大幅１２をサイド節Ｓとして、バットレス領域を腹ｈ１の一つとする振動モードであるので、ゴムシート層１５により、バットレス領域の剛性を増加することによりモード振幅を抑え、中周波数領域（２８０Ｈｚ〜４００Ｈｚ）のロードノイズを低減することができる。

バットレス領域（Buttress）とは、トレッド部３からサイドウォール部２への遷移領域である。換言すると、バットレス領域とは、ベルト層１７の端部１７ａからトレッドゴム端１６ａまでをいい、この部分においてトレッドゴム３とサイドウォール部２と重なり合うことになる。

本例においては、サイドウォール部２のクラウン側端部がトレッドゴム３とカーカス層４との間に挟まれる、いわゆるＴＯＳ構造（Tread Over Sidewall Construction）について説明しているが、これに限らず、トレッドゴム３の側面上にサイドウォール部２を重ねる,いわゆるＳＷＯＴ構造（Sidewall Over Tread Construction）であっても本発明を適用することができる。

ゴムシート層１５の厚みは所期の目的を達成するため、０．４ｍｍ〜２．５ｍｍ程度に設定される。厚みが薄いほど軽量化に好ましいが、振動軽減効果も併せて発揮するため、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍが好ましい範囲である。

ゴムシート層１５は、全域に亘って均一厚みであってもよいが、本例では、図２に示すように、ゴムシート両端付近１５ａ、１５ｂの厚みをさらに薄く形成し、ベルト層との接続、あるいはビード部におけるカーカス層との間で生じる段差を極力少なくして工程不良を低減するようにしている。

ゴムシート層１５は、図１および図２に示すように、バットレス領域付近およびビード部上方領域のゴム硬さを他の部位よりも高くする。具体的には、ゴムシート層１５は、トレッド部３のベルト層１７下部からビード部下までを以下の５分割の領域に区分する。

Ａ領域：ベルト層下部（ベルト層側のゴムシート層端部から１０ｍｍ〜５０ｍｍの領域）、
Ｂ領域：バッドレス領域（Ａ端部から、トレッド踏面部からの断面高さが全高の３０〜４０％までの領域）、
Ｃ領域：最大幅領域（Ｂ端部から、トレッド踏面部からの断面高さが全高の５５〜６５％までの領域）、
Ｄ領域：ビード部上方領域（Ｃ端部から、トレッド踏面部からの断面高さが全高の７５〜８５％までの領域）、
Ｅ領域：ビード部下方領域（Ｄ端部からビード部側のゴムシート層端部までの領域）。

そして、これら各領域Ａ〜Ｅのゴム硬さ（Ｈｓ）を ５０度＜Ａ＝Ｃ＝Ｅ＜６０度、６５度＜Ｂ＝Ｄ＜９８度に設定する。

ゴムシート層１５のＡ領域の端部１５ｂはベルト端部との接合部であり、また、ビードフィラーの内面側に連結されるＥ領域の端部１５ａはカーカス層４等の他のゴム素材との接合部であるためゴム硬さを低く設定している。また、Ｃ領域はゴム硬さを高くする剛性付加効果が低いためゴム硬さを低く設定している。一方、Ｂ領域のバッドレス領域、およびＤ領域のビード部上方領域は、断面二次の振動モードに対する剛性付加効果（感度）が高いため、ゴム硬さを高く設定して振動モードを抑制している。

このようなゴムシート層１５は、Ａ領域からＥ領域のそれぞれを形成する異なる硬さのゴムテープを並列に配列接合して１枚のゴムシートを形成すればよい。

図４はゴムシート層１５を含むタイヤの成型工程を示す図である。各符号は夫々の構成部材と符合している。図に示すように、円筒状の成型ドラム２５にインナーライナー１１を貼り付け、貼り付けたインナーライナー１１の外側にカーカスプライ４を貼り付ける。次に、カーカスプライ４の外側にゴムシート１５を貼り付ける。この際、ゴムシート１５の内端を、ビードフィラー７の中間位置で、かつリムラインよりも下側で、さらに他の部材端と異なる位置になるように貼り付ける。

そして、ビードコア６とビードフィラー７を備えた一対のビード部１をカーカスプライ４の両端にセットし、カーカスプライ４の端部が各ビード部１を巻き上げるようにカーカスプライ４の両端を折り返す。図４（ａ）はカーカスプライの折り返し後の状態を示す。

カーカスプライ４を折り返した後に、その外側にサイドウォールゴム２を貼り付け、成型ドラム２５と所定の距離をおいてトレッド部成型ドラム２５を拡径した後、カーカスプライ４のクラウン部に相当する位置の外側にベルト層１７及びトレッドゴム１６を備えたトレッド部３を同心状に配置する。そして、図４（ｃ）に示すように、成型ドラム２５を軸方向に縮小させて成型ドラム２５を半径方向に拡径させ、トロイダル状の生タイヤを成型する。

本例では、ゴムシート層１５をカーカスプライ４の外側に配置した例を示した。つまり、ゴムシート層１５をカーカスプライ４とビード部１との間に介在する構成を説明したが、これに限らず、カーカスプライ４の内側に配置する構成、つまり、インナーライナー１１とカーカスプライ４の間にゴムシート１５を介在させる構成であってもよい。

以上のとおり、ゴム硬さ５０度〜６０度であるゴムシート層１５がビード部１に介在されているので、タイヤからリムに至る固体伝播が低減され、その一次固有値領域（８０Ｈｚ〜１００Ｈｚ帯域付近）のロードノイズを低減することができる。

しかも、ゴムシート層１５は、トレッド部とサイドウォール部との遷移領域であるバットレス領域付近のゴム硬さ、およびビード部上方領域（ビードフィラー）の外面側のゴム硬さを他の部位よりも高く、６５度〜９８度に設定することで、ショルダー部がトレッド部、サイドウォール部と逆位相で振動することにより起こるタイヤ断面の二次の振動モード（２８０〜４００Ｈｚ、特に３１５Ｈｚ帯域付近）における振動を抑え、また、タイヤの最大幅部を節として、バットレス領域とビードフィラーよりも上側部分が腹となる振幅の大きな振動を抑え、ロードノイズを抑制することができる。

図５は（ａ）は計測点を表わすタイヤの断面図を示し、同図（ｂ）は断面二次の振動モード振幅と剛性付加（ゴム硬さを高くした場合）の効果を表わすグラフである。図５（ｂ）は同図（ａ）に示すタイヤをタイヤ試験機により加振させたときの各計測点（１〜２３）におけるタイヤ断面二次の振動モードのモード振幅を検出して指数化し、このモード振幅に合わせてモーダルパラメータの構造変更シミュレーションにより剛性付加効果（感度）を算出して指数化したものである。モード振幅および剛性付加効果（感度）は、ともに最小値〜最大値間で指数化（０〜１）している。モード振幅は断面二次の振動モードでノーマル方向のみを表わしている。

図５に示すように、タイヤ断面二次の振動モードにおいて、タイヤ最大幅付近（計測点４および計測点２０）およびトレッド部中央でモード振幅が大きい。しかし、図５に示すように、トレッド部中央での剛性付加効果（感度）は低いため、この部分の剛性を高めても振動モード抑制効果が低いことがわかる。同様に、タイヤ最大幅部分でも剛性付加効果（感度）が低いことがわかる。

また、図５に示すように、バッドレス領域（計測点５，６および計測点１６〜１９）やビード部上方領域（計測点２，３および計測点２１，２２）は剛性付加効果(感度)が大きいことがわかる。

このことからバッドレス領域Ｂおよびビード部上方領域Ｄのゴム硬さを高く、その以外のＡ，Ｃ，Ｅ領域のゴム硬さを低く設定することで、断面二次の振動モードを抑制することができる。

なお、ゴムシート層１５は、タイヤ幅方向の両側に配置する態様のみならず、タイヤ幅方向で片側にのみ配置してもよい。これは、断面二次の振動モードはタイヤ単体の振動モードの分散により抑制することができるためである。したがって、タイヤ単体においては、ゴムシート層をタイヤ幅方向で片側のみに配置する構成であれば、タイヤ幅方向の内側又は外側のいずれに配置してもよい。これにより、ゴムシート層１５を両側に配置する場合に比べて軽量化を図ることができる。

ただ、ゴムシート層１５を片側のみに配置する場合、車両装着時の外側に配置する方が良い。図６はゴムシート層１５を車両外側に配置した状態を示す断面図である。

上記構成によると、ゴムシート層１５を外側に配置した方がサイド部の剛性を高めることができ、コーナリング性の向上と直進安定性を向上させることができる。

以下、供試タイヤのロードノイズ低減効果並びに成型工程不良の評価試験およびその評価結果を下記する。テスト車両は国産の３．５リットルクラスのセダンであり、この車両に供試タイヤを装着した。

供試タイヤは２４５／４０Ｒ１８である。すなわち、タイヤ幅２４５ｍｍ、扁平率（％）＝Ｈ（断面高さ）／Ｗ（断面幅）が４０％、ラジアル構造（Ｒ）でタイヤ内径（リム径）が１８インチである。

従来例のタイヤは、図７に示すように、ビード部とカーカス層との間にゴムシート層を全く介在させない構造のタイヤである。なお、図７において、図８に示す構成部材と同一の部材には同一符号を付した。

比較例１のタイヤは、図８に示すように、ビード部とカーカス層との間でビードフィラーの上端までゴムシートを介在させた構造のタイヤである。このタイヤ構造は特許文献１の図２に示されたタイヤ構造である。

比較例２のタイヤは、特許文献１の図１に掲載されたもので、ビード部とカーカス層との間で少なくともビードコアのタイヤ径方向の内周面からビードフィラーのタイヤ幅方向の外周面の径方向外端までのリムに対向する領域にゴムシートを配置した例である。

実施例１のタイヤは、図１に示すゴムシート層をタイヤ幅方向の両側に配置した例を示すタイヤである。
実施例２のタイヤは、図６に示すように車両外側にゴムシート層を配置した例を示すタイヤである。

供試タイヤのロードノイズ測定試験は、荒れた路面を時速６０ｋｍ／ｈで走行したときの運転席耳位置の音圧を計測し、１／３オクターブバンドでの低周波数領域（具体的には８０Ｈz帯）と中周波数領域（具体的には３１５Ｈｚ帯）の音圧を計測し、エネルギー量の比を指数化したものである。従来例の評価を１００として指数で示し、数値が大きいほど音圧レベルが低いことを示す。

操縦安定性（操安性）は、テスト車両を速度１００ｋｍ／ｎでの実車走行により、運転者が乾燥路にて、操縦安定性のフィーリング評価を行ない、その評価ポイントを指数で評価したもので、従来例の評価を５として指数で示し、数値が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。

成型工程不良（工程性）は、工程不良発生率を、従来例を１００として指数化して表わしたもので、数値大ほど良好なものとなっている。

表１に示すように、実施例１および実施例２は、従来例、比較例１，２に比べて、低周波数領域、中周波数領域のいずれのロードノイズも低減することができ、さらに、操縦安定性が増すばかりか、工程不良発生率も低減することができる。

特に、実施例２では、バットレス領域のゴム硬さが増大しているので、中周波数領域におけるロードノイズの低減効果が大きく、操縦安定性も良好となっている。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス層
５ リム
６ ビードコア
７ ビードフィラー
１１ インナーライナー
１２ 最大屈曲部
１５ ゴムシート層
１５ａ ゴムシート層の内端
１５ｂ ゴムシート層の外端
１６ トレッドゴム
１６ａ トレッドゴム端部
１７ ベルト層
１７ａ ベルト層の端部
１８ リムライン
２５ 成型ドラム

Claims (6)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層がトロイダル状に装架され、各ビード部に埋設されたビードコアの周りにカーカス層の端部が巻き上げられた空気入りタイヤであって、
   ベルト層下部からビード部下を通りビードフィラー内面側までを連続して覆う、一枚のゴムシートからなるゴムシート層が設けられ、
   該ゴムシート層の内端位置が、タイヤ径方向でビードコアからビードフィラーの先端までの間であって、その他の部材端と異なる位置に設定されると共に、前記ゴムシート層は複数の異なるゴム硬さで一体的に形成されており、
   前記ゴムシート層は、バットレス領域およびビード部上方領域のゴム硬さが、最大幅領域のゴム硬さよりも高く設定され、
   ベルト層下部およびビード部下方領域のゴム硬さが、バットレス領域およびビード部上方領域のゴム硬さよりも低く設定されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴムシート層は、トレッド部のベルト層下部からビード部下方までを５分割の領域に区分し、
   Ａ領域：ベルト層下部、
   Ｂ領域：バッドレス領域、
   Ｃ領域：最大幅領域、
   Ｄ領域：ビード部上方領域、
   Ｅ領域：ビード部下方領域、
   とすると、
   各領域のゴム硬さがＪＩＳＫ６２５３に準拠したスプリング硬さ試験（Ａ形）によるゴム硬さ（Ｈｓ）で ５０度＜Ａ、Ｃ、Ｅ＜８０度、６５度＜Ｂ、Ｄ＜９８度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴムシート層の各領域のゴム硬さが、Ａ、Ｃ、Ｅ＜Ｂ、Ｄの関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴムシート層は、タイヤ単体においてタイヤ幅方向で両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ゴムシート層は、タイヤ単体においてタイヤ幅方向で片側のみに配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 請求項５に記載の空気入りタイヤを装着した車両であって、前記ゴムシート層が車両装着時に外側に配置されていることを特徴とする車両。

Images