JP4984633B2

JP4984633B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4984633B2
Application number: JP2006130930A
Authority: JP
Inventors: 克己広瀬
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-05-10
Also published as: JP2007302072A

Description

本発明は、バットレス部のタイヤ内面に網目状の突起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網目状に延在する突起を形成し、前記突起のトレッドセンター側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、前記突起のビード側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すると共に、前記突起の網目間隔をタイヤ周上で不均一にし、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位では前記突起の網目間隔を相対的に狭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網目状に延在する突起を形成する。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、バットレス部に網目状の突起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。また、網目状の突起は延長方向が異なる複数種類のリブ成分が互いに交差した構造を持つため、それ自体の耐久性が良好である。

本発明において、突起は互いに交差する２方向のリブ成分から構成し、これらリブ成分により平面視で四角形をなす複数の空隙部分を含む枡目構造を形成することができる。また、突起は互いに交差する３方向のリブ成分から構成し、これらリブ成分により平面視で六角形をなす複数の空隙部分を含むハニカム構造を形成しても良い。特に、ハニカム構造とした場合、リブ成分同士が強固に結束して突起の剛性が高くなるため、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、突起を構成するリブ成分の最も突出量が大きい部分のタイヤ内面からの高さをタイヤ最大幅位置でのタイヤ厚さの０．２５〜０．４倍とし、突起を構成するリブ成分のタイヤ内面と接する部分の幅をタイヤ最大幅位置でのタイヤ厚さの０．２５〜０．４倍とすることが好ましい。

尚、上述のように、突起の網目間隔をタイヤ周上で不均一にし、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位では突起の網目間隔を相対的に狭くしているので、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網目状に延在する突起１１が形成されている。

図２はタイヤ内面に形成される網目状の突起の一例を示し、図３は図２の突起を拡大して示すものである。図２及び図３において、網目状の突起１１は、互いに交差する２方向のリブ成分１１ｘ，１１ｙから構成され、これらリブ成分１１ｘ，１１ｙにより平面視で四角形（正方形、長方形又は平行四辺形）をなす複数の空隙部分１２を含む枡目構造を形成している。この場合、複数の空隙部分１２の存在により質量増加が抑制される一方で、２方向のリブ成分１１ｘ，１１ｙが強固に結束して突起１１の剛性が高くなるためロードノイズの低減効果が十分に得られる。

図４はタイヤ内面に形成される網目状の突起の他の一例を示し、図５は図４の突起を拡大して示すものである。図４及び図５において、網目状の突起１１は、互いに交差する３方向のリブ成分１１ｘ，１１ｙ，１１ｚから構成され、これらリブ成分１１ｘ，１１ｙ，１１ｚにより平面視で六角形をなす複数の空隙部分１２を含むハニカム構造を形成している。この場合、複数の空隙部分１２の存在により質量増加が抑制される一方で、３方向のリブ成分１１ｘ，１１ｙ，１１ｚが強固に結束して突起１１の剛性が高くなるためロードノイズの低減効果が大きくなる。

突起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。タイヤ加硫時におけるタイヤ内面の加圧手段として、ゴム製ブラダーの替わりに剛性体からなる中子等を用いれば、突起１１の形成が容易である。突起１１の材質としては、タイヤ内面のゴムと同種のゴムのほか、硬質ゴム、プラスチック樹脂等を用いることができる。タイヤ内面のゴムと同種のゴムや硬質ゴムを用いた場合、突起１１を加硫時に成形可能となるため、加硫後の貼り付け工程が不要になり、突起１１の接着部が剥がれるという心配も無くなる。

図１に示すように、突起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、突起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網目状に延在する突起１１を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、突起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、突起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、突起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、突起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。

図６は図１の要部拡大図であり、図７は図６のＡ−Ａ矢視断面図である。図６に示すように、突起１１はタイヤ内面からの突出量が幅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、突起１１の突出量は全幅にわたって均一であっても良い。図７に示すように、突起１１のリブ成分は頂点側が円弧状となる横断面形状を有している。突起１１のリブ成分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。

突起１１を構成するリブ成分の最も突出量が大きい部分のタイヤ内面からの高さｈはタイヤ最大幅位置Ｐ２でのタイヤ厚さＴの０．２５〜０．４倍にすると良い。高さｈがタイヤ最大幅位置Ｐ２でのタイヤ厚さＴの０．２５倍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がタイヤ最大幅位置Ｐ２でのタイヤ厚さＴの０．４倍を超えると質量増加により転がり抵抗が悪化し、更にはタイヤ転動に伴う突起１１の変形によりリブ成分同士が結束している部分に破損を生じ易くなる。

突起１１を構成するリブ成分のタイヤ内面と接する部分の幅ｗはタイヤ最大幅位置Ｐ２でのタイヤ厚さＴの０．２５〜０．４倍にすると良い。幅ｗがタイヤ最大幅位置Ｐ２でのタイヤ厚さＴの０．２５倍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がタイヤ最大幅位置Ｐ２でのタイヤ厚さＴの０．４倍を超えると質量増加により転がり抵抗が悪化し、更にはタイヤ転動に伴う突起１１の変形によりリブ成分同士が結束している部分に破損を生じ易くなる。

突起１１の網目間隔Ｐ（図３及び図５参照）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一になっている。つまり、トレッド部１の溝面積が相対的に大きい部位では突起１１の網目間隔Ｐを相対的に狭くすることにより、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。本発明では、このように突起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している。なお、突起１１の網目間隔Ｐは対向するリブ成分の頂点位置の間隔を意味し、頂点が存在しない場合は、対向するリブ成分の幅方向中心位置の間隔を意味する。

タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６９５Ｈ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１〜６及び比較例１〜３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起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起を設けずに従来例１よりもベルト幅を１０ｍｍ広げたものである。

実施例１〜６及び比較例１〜３はバットレス部のタイヤ内面に突起を設け、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、突起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、突起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、突起の高さｈ及び幅ｗはタイヤ最大幅位置でのタイヤ厚さＴに対する比にて示した。

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１，２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３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。タイヤ内面に形成される網目状の突起の一例を示す斜視断面図である。図２の突起を拡大して示す平面図である。タイヤ内面に形成される網目状の突起の他の一例を示す斜視断面図である。図４の突起を拡大して示す平面図である。図１の要部拡大図である。図６のＡ−Ａ矢視断面図である。

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突起
１１ａ突起のトレッドセンター側の端部
１１ｂ突起のビード側の端部
１１ｘ，１１ｙ，１１ｚリブ成分
１２空隙部分

Claims

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網目状に延在する突起を形成し、前記突起のトレッドセンター側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、前記突起のビード側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すると共に、前記突起の網目間隔をタイヤ周上で不均一にし、トレッド部の溝面積が相対的に大きい部位では前記突起の網目間隔を相対的に狭くした空気入りタイヤ。
前記突起を互いに交差する２方向のリブ成分から構成し、これらリブ成分により平面視で四角形をなす複数の空隙部分を含む枡目構造を形成した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記突起を互いに交差する３方向のリブ成分から構成し、これらリブ成分により平面視で六角形をなす複数の空隙部分を含むハニカム構造を形成した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記突起を構成するリブ成分の最も突出量が大きい部分のタイヤ内面からの高さをタイヤ最大幅位置でのタイヤ厚さの０．２５〜０．４倍とし、前記突起を構成するリブ成分のタイヤ内面と接する部分の幅をタイヤ最大幅位置でのタイヤ厚さの０．２５〜０．４倍とした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。