JP4984614B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、バットレス部のタイヤ内面に突条を設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、質量の過度な増加やタイヤ性能への悪影響を伴うことなくロードノイズを低減することを可能にした空気入りタイヤに関する。

近年の自動車の高級化及び静寂化に伴い、走行中の振動が車室内に伝達されることによって起こるロードノイズを低減することが要求されている。特に、２５０Ｈｚ〜４００Ｈｚの周波数帯域のロードノイズは、空気入りタイヤのベルト端位置の部分とタイヤ最大幅位置の部分とが節となり、その間のバットレス部が腹となる振動モードにより発生する。そのため、従来は振動の腹となるバットレス部の剛性を高めることにより、振動の発生を抑えてロードノイズを低減することが提案されている。バットレス部の剛性を高める手法として、例えば、ベルト幅を拡大したり、ベルトエッジカバーを追加することが行われているが、これら手法ではタイヤ質量が増加するばかりでなく操縦安定性等のタイヤ性能への影響が大きくなる。他の手法として、バットレス部のタイヤ内面にタイヤ周方向に延びる突起を設け、その突起によりバットレス部の剛性を高めてロードノイズを低減することが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、バットレス部のタイヤ内面にタイヤ周方向に延びる突起を設けた場合、タイヤの振動を抑える効果が必ずしも十分ではなく、ロードノイズの低減効果を得るには突起のボリュームを大きくする必要があり、結局、タイヤ質量の増加やタイヤ性能への悪影響を避けることができないのが現状である。
特開平６−２０６４０２号公報 特開２００１−１７２６号公報

本発明の目的は、質量の過度な増加やタイヤ性能への悪影響を伴うことなくロードノイズを低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に埋設されたベルト層の幅方向中心位置からベルト半幅の２／３倍の位置とタイヤ最大幅位置との間の領域に、タイヤ内面から突出しつつラジアル方向に対して−３０°〜＋３０°の範囲で延在する複数本の突条をタイヤ周方向に間隔をおいて形成し、前記突条の一方の端部をベルト層の幅方向中心位置からベルト半幅の２／３倍の位置とベルト端位置との間に配置し、前記突条の他方の端部をタイヤ最大幅位置と該タイヤ最大幅位置からタイヤ断面高さの０．２倍の位置との間に配置し、前記突条のタイヤ内面と接する部分の幅を３ｍｍ〜１０ｍｍとすると共に、前記突条のタイヤ周方向の間隔をタイヤ周上で不均等にし、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位では前記突条の本数を相対的に多くしたことを特徴とするものである。

本発明では、ベルト層の幅方向中心位置からベルト半幅の２／３倍の位置とタイヤ最大幅位置との間の領域にて規定されるバットレス部に、タイヤ内面から突出しつつラジアル方向に延在する複数本の突条をタイヤ周方向に間隔をおいて形成する。つまり、２５０Ｈｚ〜４００Ｈｚの周波数帯域のロードノイズは、空気入りタイヤのベルト端位置の部分とタイヤ最大幅位置の部分とが節となり、その間のバットレス部が腹となる振動モードにより発生するという知見に鑑みて、バットレス部にラジアル方向に延在する突条を設けることにより、最小限の補強部材でロードノイズを効果的に低減することができる。そのため、従来の手法に比べて、質量の過度な増加やタイヤ性能への悪影響を伴うことなくロードノイズを低減することが可能になる。

本発明において、突条はラジアル方向に延在するものであるが、上述のように、その延長方向をラジアル方向に対して−３０°〜＋３０°の範囲にしているので、ロードノイズを効果的に低減することができる。

また、質量の増加を最小限にしながらロードノイズの低減効果を得るために、突条の最も突出量が大きい部分のタイヤ内面からの高さを２ｍｍ以上とすることが好ましい。同様の理由から、突条のタイヤ周方向の間隔を２０ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましい。

尚、上述のように、突条のタイヤ周方向の間隔をタイヤ周上で不均等にし、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位では突条の本数を相対的に多くしているので、溝面積の変動に起因する質量のアンバランスを打ち消し、タイヤのユニフォミティーを向上することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４が装架され、これらカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層６がタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層６は、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層６の外周側にはベルトカバー層７が配置されている。ベルトカバー層７はタイヤ周方向に配向する補強コードを含み、その補強コードをタイヤ周方向に連続的に巻回したものである。

上記空気入りタイヤにおいて、最大幅を有するベルト層４の幅方向中心位置Ｃからベルト半幅Ｗｂの２／３倍の位置Ｐ１とタイヤ断面幅Ｗが最大となるタイヤ最大幅位置Ｐ２との間の領域Ｘには、タイヤ内面から突出しつつラジアル方向に延在する複数本の突条１１がタイヤ周方向に任意の間隔をおいて形成されている（図２参照）。ここで言うラジアル方向とはタイヤ子午線方向を意味する。突条１１はタイヤ加硫時にタイヤ内面において一体的に形成されることが望ましいが、加硫後にタイヤ内面に接着剤等を用いて貼り合わされたものであっても良い。

突条１１のトレッドセンター側の端部１１ａはベルト層６の幅方向中心位置Ｃからベルト半幅Ｗｂの２／３倍の位置Ｐ１とベルト端位置Ｐ３との間に配置されている。また、突条１１のビード側の端部１１ｂはタイヤ最大幅位置Ｐ２と該タイヤ最大幅位置Ｐ２からタイヤ断面高さＨの０．２倍の位置Ｐ４との間に配置されている。

このように領域Ｘにて規定されるバットレス部に、タイヤ内面から突出しつつラジアル方向に延在する複数本の突条１１をタイヤ周方向に間隔をおいて形成することにより、空気入りタイヤのベルト端位置Ｐ３の部分とタイヤ最大幅位置Ｐ２の部分とが節となり、その間のバットレス部が腹となる振動を最小限の補強部材で抑制することができる。そのため、質量の過度な増加やタイヤ性能への悪影響を伴うことなく２５０Ｈｚ〜４００Ｈｚの周波数帯域のロードノイズを低減することができる。

ここで、突条１１の端部１１ａがベルト層６の幅方向中心位置Ｃからベルト半幅Ｗｂの２／３倍の位置Ｐ１よりもトレッドセンター側に位置すると、ロードノイズの低減効果が得られるものの質量増加により転がり抵抗が悪化する。また、突条１１の端部１１ａがベルト端位置Ｐ３よりもビード側に位置すると、ロードノイズの低減効果が不十分になる。一方、突条１１の端部１１ｂがタイヤ最大幅位置Ｐ２よりもビード側に位置すると、ロードノイズの低減効果が得られるものの質量増加により転がり抵抗が悪化する。また、突条１１の端部１１ｂがタイヤ最大幅位置Ｐ２からタイヤ断面高さＨの０．２倍の位置Ｐ４よりもトレッドセンター側に位置すると、ロードノイズの低減効果が不十分になる。

突条１１はラジアル方向に延在するものであるが、その延長方向はラジアル方向に対して−３０°〜＋３０°の範囲にする。突条１１の延長方向が上記範囲から外れると振動の抑制に有効か剛性を確保することが困難になる。また、突条１１は上記角度範囲において波状に蛇行させても良い。

図３は図１の要部拡大図であり、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。図３に示すように、突条１１はタイヤ内面からの突出量が長手方向の両端部から中央部に向かって徐々に大きくなっている。勿論、突条１１の突出量は全長にわたって均一であっても良い。図４に示すように、突条１１は頂点側が円弧状となる横断面形状を有している。突条１１の横断面形状は特に限定されるものではなく、台形等の場合も同様の効果が得られる。

突条１１の最も突出量が大きい部分のタイヤ内面からの高さｈは２ｍｍ以上にすると良い。高さｈが２ｍｍ未満であるとロードノイズの低減効果が不十分になる。また、高さｈが５ｍｍを超えると質量増加により転がり抵抗が悪化する。そのため、高さｈの好ましい範囲は２ｍｍ〜５ｍｍである。

突条１１のタイヤ内面と接する部分の幅ｗは３ｍｍ〜１０ｍｍとする。幅ｗが３ｍｍ未満であるとロードノイズの低減効果が不十分になる。また、幅ｗが１０ｍｍを超えると質量増加により転がり抵抗が悪化する。

突条１１のタイヤ周方向の間隔は２０ｍｍ〜３０ｍｍとすると良い。この間隔が２０ｍｍ未満であると質量増加により転がり抵抗が悪化し、逆に３０ｍｍを超えるとロードノイズの低減効果が不十分になる。突条１１のタイヤ周方向の間隔はタイヤ周上で均等であっても良く、不均等であっても良い。

突条１１のタイヤ周方向の間隔は、トレッド部１の溝面積の変動を加味してタイヤ周上で不均等にする。

図５はトレッド部の溝面積の変動とその変動を加味して配置された突条との関係を示すものである。図５において、一点鎖線の上側は溝１２が形成されたトレッド部に相当し、一点鎖線の下側は突条１１が形成されたバットレス部に相当する。図５に示すように、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位において突条１１の本数を相対的に多くすると、溝面積の変動に起因する質量のアンバランスを打ち消し、タイヤのユニフォミティーを向上することができる。このように突条１１を単なる振動抑制手段として用いるだけでなくユニフォミティーの改善手段として活用することも可能である。

タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈの空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面形状を種々異ならせた従来例１〜２、実施例１〜３及び比較例１〜５のタイヤをそれぞれ作製した。

従来例１のタイヤは、バットレス部のタイヤ内面に突条を設けていないものである。従来例２のタイヤは、バットレス部のタイヤ内面に突条を設けずに従来例１よりもベルト幅を１０ｍｍ広げたものである。

実施例１〜３及び比較例１〜５はバットレス部のタイヤ内面に突条を設け、その位置や寸法を表１のように設定したものである。なお、突条のトレッドセンター側端部の位置はベルト半幅Ｗｂを指標とするベルト幅方向中心位置Ｃからの距離にて示し、突条のビード側端部の位置はタイヤ断面高さＨを指標とするタイヤ最大幅位置Ｐ２からの距離にて示し、突条の延長方向はラジアル方向に対する角度にて示した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、ロードノイズ、操縦安定性、転がり抵抗を評価し、その結果を表１に併せて示した。

ロードノイズ：
試験タイヤをリムサイズ１６×７ＪＪのホイールに組付け、内圧２００ｋＰａに調整して排気量２０００ｃｃの試験車両（前輪駆動車）に装着した。そして、計測器を搭載した試験車両において２名乗車相当の荷重条件を設定し、運転席窓側位置にマイクロフォンを設置し、テストコースにて速度６０ｋｍで走行する際に発生する周波数３１５Ｈｚのロードノイズ〔ｄＢ（Ａ）〕を計測した。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１６×７ＪＪのホイールに組付け、内圧２００ｋＰａに調整して排気量２０００ｃｃの試験車両（前輪駆動車）に装着した。そして、レーンチェンジ性や旋回性を含む操縦安定性についてテストドライバーによる官能試験を実施し、操縦安定性を１０点法により採点した。この評価点が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

転がり抵抗：
試験タイヤをリムサイズ１６×７ＪＪのホイールに組付け、内圧２００ｋＰａに調整して転がり抵抗試験機に装着し、速度８０ｋｍ／ｈにて転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜３のタイヤは、従来例１と同等のタイヤ性能を維持しながら、ロードノイズを効果的に低減することができた。従来例２のタイヤは、ロードノイズの低減効果が僅かに認められるものの操縦安定性が低下していた。比較例１〜３，５のタイヤは、いずれもロードノイズの低減効果が不十分であった。比較例４のタイヤは、ロードノイズの低減効果が認められるものの転がり抵抗が悪化していた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤを示す斜視断面図である。 図１の要部拡大図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 トレッド部の溝面積の変動とその変動を加味して配置された突条との関係を示す説明図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ベルトカバー層
１１ 突条
１２ 溝

Claims (3)

1. トレッド部に埋設されたベルト層の幅方向中心位置からベルト半幅の２／３倍の位置とタイヤ最大幅位置との間の領域に、タイヤ内面から突出しつつラジアル方向に対して−３０°〜＋３０°の範囲で延在する複数本の突条をタイヤ周方向に間隔をおいて形成し、前記突条の一方の端部をベルト層の幅方向中心位置からベルト半幅の２／３倍の位置とベルト端位置との間に配置し、前記突条の他方の端部をタイヤ最大幅位置と該タイヤ最大幅位置からタイヤ断面高さの０．２倍の位置との間に配置し、前記突条のタイヤ内面と接する部分の幅を３ｍｍ〜１０ｍｍとすると共に、前記突条のタイヤ周方向の間隔をタイヤ周上で不均等にし、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位では前記突条の本数を相対的に多くした空気入りタイヤ。
2. 前記突条の最も突出量が大きい部分のタイヤ内面からの高さを２ｍｍ以上とした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突条のタイヤ周方向の間隔を２０ｍｍ〜３０ｍｍとした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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