JPH1120417A - ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラジアルタイヤにおけるタイヤサイド形状の適
正化とタイヤサイドウォールゴムの物性と配置を適正化
することにより、操縦安定性を確保しつつロードノイズ
を低減したラジアルタイヤを提供すること。 【解決手段】サイドウォールゴムが貯蔵弾性率の小さい
ゴム環状部と、該貯蔵弾性率の小さいゴム環状部の貯蔵
弾性率の１４０％以上である貯蔵弾性率の大きいゴム環
状部とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、燃費特性、操縦安
定性を確保しつつロードノイズを低減したラジアルタイ
ヤに関するものである。

【０００２】ここで、本明細書で使用される用語につい
て説明すると、「タイヤの断面高さＳＨ」とは、タイヤ
の外径ＯＤとリム径ＲＤとの差の１／２を指す。「貯蔵
弾性率」とは、ＪＩＳ Ｋ ６３９４に示されるゴムの
物性値であり、応力のひずみと同位相の成分の振幅をた
わみ振幅で除した商である。本発明では５０Ｈｚ、動歪
１％の引張条件で測定している。

【０００３】

【従来の技術】昨今の自動車の高級化・静粛化により、
タイヤ性能にはロードノイズの低減と乗り心地の改良が
ますます要求されている。ロードノイズとは表面が粗い
アスファルト舗装路等を走行するときに発生する騒音で
あり、タイヤが路面の粗さを拾いそれに対応してタイヤ
が振動し車体を通して車室内に伝達されてくる周波数が
凡そ１００〜４００Hzの、非常に耳障りな騒音である。
従来トレッド部のゴムのボリュウムを増やしたり、タイ
ヤの材料を変更してタイヤのバネ定数を低下させる等で
対応しているのが一般的であった。しかしトレッドのボ
リュウム増加は燃費特性を悪化させ、バネ定数を低下さ
せると操縦安定性の低下につながり、ロードノイズの低
減と燃費特性、操縦安定性の両立は困難な状況にあっ
た。

【０００４】そこで、発明者は特願平７−２６２７２８
号で少なくとも一層のラジアル・カーカスと、該カーカ
スの軸方向外側にサイドゴムとを具えたラジアルタイヤ
を、標準適用リムに組み、ＪＡＴＭＡ規格に定める最大
負荷能力に対応する空気圧のの１０％の内圧を充填した
ときに、リムフランジ円弧部の中心点Ｏを通りタイヤ回
転軸に対する傾斜角度が４５度で延びる直線が該カーカ
ス・ラインを横切る交点をＦとし、該交点Ｆからタイヤ
軸線に垂直に立てた直線が該カーカス・ラインを横切る
交点をＴとし、該交点Ｆ、Ｔを結ぶ線分ＦＴに対しタイ
ヤ軸方向外方にて平行に引いた該カーカス・ラインの接
線ＧＨと外接するように仮想した該線分ＦＴを弦とする
円弧をＲk とした場合、該カーカスの最大幅部Ｓから該
交点Ｔまでの該カーカスラインは、該円弧Ｒｋよりもタ
イヤの外側を通り、該カーカスの最大幅部Ｓから該交点
Ｆまでの該カーカスラインの少なくとも一部は、該円弧
Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該カーカスの最大幅部
Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラインは、該円弧Ｒｋ
よりもタイヤの外側を通り、該円弧Ｒｋとの最大離間距
離ｔが２〜１５ｍｍであるラジアルタイヤを提案してい
る。しかし、上記の特願平７−２６２７２８号で提案し
たタイヤはロードノイズ性能と乗り心地は向上するもの
の操縦安定性については従来タイヤ形状のタイヤに比較
して劣るという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ラジ
アルタイヤにおけるタイヤサイド形状の適正化とタイヤ
サイドウォールゴムの物性および配置を適正化すること
により、操縦安定性を確保しつつロードノイズを低減し
たラジアルタイヤを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の構成を採用したものである。即ち、
少なくとも一層のラジアル・カーカスと、該カーカスの
軸方向外側にサイドゴムとを具えたラジアルタイヤを、
標準適用リムに組み、最大負荷能力に対応する空気圧の
１０％の内圧を充填したときに、リムフランジ円弧部の
中心点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度
で延びる直線が該カーカス・ラインを横切る交点をＦと
し、該交点Ｆからタイヤ軸線に垂直に立てた直線が該カ
ーカス・ラインを横切る交点をＴとし、該交点Ｆ、Ｔを
結ぶ線分ＦＴに対しタイヤ軸方向外方にて平行に引いた
該カーカス・ラインの接線ＧＨと外接するように仮想し
た該線分ＦＴを弦とする円弧をＲk とした場合、該カー
カスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスライン
は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該カーカス
の最大幅部Ｓから該交点Ｆまでの該カーカスラインの少
なくとも一部は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通
り、該カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カー
カスラインは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、
該円弧Ｒｋとの最大離間距離ｔが２〜１５ｍｍであるラ
ジアルタイヤにおいて、該サイドウォールゴムは貯蔵弾
性率の小さいゴム環状部と、該貯蔵弾性率の小さいゴム
環状部の貯蔵弾性率の１４０％以上である貯蔵弾性率の
大きいゴム環状部とからなるという構成を採用してい
る。

【０００７】特に請求項２では貯蔵弾性率の大きいゴム
を、タイヤ最大幅位置を略中心としてタイヤ半径方向に
タイヤ断面高さＳＨの１５％以上の領域、好ましくは１
５〜５５％の領域に配置すれば、ロードノイズ性能を低
下させることなく操縦安定性を向上することができる。
ここで、好ましい上限として５５％としたのは、５５％
以上だとロードノイズの発生を防ぐ効果が低下するため
である。

【０００８】そして、請求項３ではある程度ロードノイ
ズ性能が低下しても操縦安定性を確保する手法としてサ
イドウォール全体に貯蔵弾性率が６．５ＭＰａ以上と大
きいゴムを採用していることを特徴としている。

【０００９】また、貯蔵弾性率の大きいゴムと貯蔵弾性
率の小さいゴムゴムとの貯蔵弾性率の比を１４０％以上
としたのは、１４０％以下では操縦安定性を向上する効
果が小さいためであり、上限は実質的には３００％であ
る。なお、貯蔵弾性率の大きいゴムの貯蔵弾性率の絶対
値は５．５ＭＰa 以上が好ましい。

【００１０】さて、ロードノイズとは表面が粗いアスフ
ァルト舗装路等を走行するときに発生する騒音であり、
タイヤのトレッド部が路面の粗さを拾い振動し、それが
サイドウォール部に伝わり、さらにビード部、リムに伝
わりそして車体を通して車室内に伝達されてくる周波数
が凡そ１００〜４００Hzの、非常に耳障りな騒音であ
る。そこでタイヤの改良手法としては上下方向のバネ定
数を低減することが特に必要となる。これをタイヤ形状
で実現するため、本発明では種々検討した結果、次のよ
うな知見を得た。 （１）タイヤのカーカスは、例えそのモールド形状がど
うであれ使用内圧まで空気を充填するとカーカスのコー
ド張力を一定にしようとする形状をとる。特に、曲げ剛
性が小さく膜体とみなせるサイドウオール中央部におい
ては顕著であり、曲げ剛性の大きいショルダー部近傍と
ビード部近傍ではある程度モールド形状に依存するがや
はりカーカスのコード張力を一定にしようという形状に
変化する。モールドをこのようにカーカスのコード張力
を一定になるように一致させて設計した場合は、自然形
状理論によるタイヤ設計と称されている。これは図１の
円弧Ｒｋに比較的近い形状をとるのが一般的である。

【００１１】（２）タイヤが突起により変形する場合、
そのカーカスのたわみは曲げ剛性の小さいサイドウオー
ル中央部で大きく、曲げ剛性の大きいショルダー部近傍
では小さく、ビード部近傍では特に小さい。

【００１２】（３）そこでショルダー部近傍とビード部
近傍のモールド形状を予めタイヤがたわんでいる状態に
近い形状（図１の円弧Ｒｋよりタイヤ外側）にしておく
と、バネ定数を小さくすることができるわけである。

【００１３】即ちこのようなモールド形状にしてあると
使用内圧まで空気を充填するとカーカスはそのコード張
力を一定に保とうとして、図３に示すようにショルダー
部とビード部はタイヤ内側に入ってきて、サイドウオー
ル中央部はタイヤ外側に出て行くわけである。ところ
が、ショルダー部近傍とビード部近傍は、弾性体で構成
されているので空気圧を最大負荷能力に対応する空気圧
の１０％程度以下にすると、またモールド形状に近い形
状に戻るわけである。つまり、使用空気圧充填時は、シ
ョルダー部近傍とビード部近傍は常にタイヤがたわんだ
状態に戻ろうとする力が働いていることになり、タイヤ
のカーカスがたわむ際、たわみやすいことになり、結局
バネ定数が低減することになるわけである。このような
効果は、図２及び図４で示す従来タイヤでは望めないわ
けである。

【００１４】ここで、図１の円弧Ｒｋとの離間距離ｔを
２〜１５ｍｍとしたのは、２ｍｍ以下では余りその効果
が期待できないことと、１５ｍｍ以下としたのは、タイ
ヤサイズによるが、そのようなカーカスラインが現実的
に描けないということにある。

【００１５】また、カーカスの最大幅部Ｓから交点Ｆま
でのカーカスラインの少なくとも一部は、円弧Ｒｋより
もタイヤの外側を通る様にしているのは、図２に示すよ
うに多くの一般のタイヤがかなりタイヤの内側を通るよ
うになっているのに比べ、大きな特徴がある。ビード部
変曲点からビードコアーにつながる部分だけにスムース
なカーカスラインを描くように細心の注意が必要であ
る。

【００１６】しかしながら、上記のようなカーカスライ
ンを採用し、サイドウォールゴム部材として乗用車用ラ
ジアルタイヤに一般的に使用されるゴム、即ち貯蔵弾性
率の比較的低いゴムを使用した場合、操縦安定性が低下
することが判明した。発明者は上記タイヤの操縦安定性
の向上につき鋭意開発を進めたところ、（１）サイドウ
オール部のゴム物性の変更はロードノイズに対しての寄
与は低い。（２）一方、操縦安定性に関するサイドウオ
ール部のゴム物性の影響は大きく、貯蔵弾性率の大きい
ゴムを配置すれば操縦安定性は向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う実施例のタイ
ヤ、従来例および比較例の空気入りラジアルについて説
明する。いずれもタイヤサイズは１９５／６５Ｒ１４で
ある。図１は、本発明に従うタイヤおよび比較例のタイ
ヤを標準適用リムに組み、最大内圧の１０％の内圧を充
填したときのカーカス形状である。図２は従来例のタイ
ヤを標準適用リムに組み、最大負荷能力に対応する空気
圧の１０％の内圧を充填したときのカーカス形状であ
る。本発明の実施例のタイヤは、一層のポリエステルコ
ードよりなるラジアル・カーカス１と、カーカス１の軸
方向外側にサイドウォールゴム３とを具えたラジアルタ
イヤを、標準適用リムに組み、ＪＡＴＭＡ規格に定める
最大内圧の１０％の内圧を充填したときに、リムフラン
ジ円弧部の中心点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角
度が４５度で延びる直線がカーカス・ラインを横切る交
点をＦとし、交点Ｆからタイヤ軸線に垂直に立てた直線
が該カーカス・ラインを横切る交点をＴとし、交点Ｆ、
Ｔを結ぶ線分ＦＴに対しタイヤ軸方向外方にて平行に引
いたカーカス・ラインの接線ＧＨと外接するように仮想
した該線分ＦＴを弦とする円弧をＲk とした場合カーカ
ス１の最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスライン
は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、カーカス１
の最大幅部Ｓから該交点Ｆまでのカーカス・ラインの少
なくとも一部は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通
り、カーカス１の最大幅部Ｓから交点Ｔまでの該カーカ
スラインは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、円
弧Ｒｋとの最大離間距離ｔが４ｍｍであるラジアルタイ
ヤである。サイドウォールゴム３は図５に示すように貯
蔵弾性率が小さいゴム環状部３−２と、貯蔵弾性率がと
大きいゴム環状部３−１とからなっている。そして、貯
蔵弾性率が大きいゴム環状部３−１は、タイヤ最大幅位
置Ｓを含むような領域に配置されているものである。実
施例５のタイヤは、サイドウォールゴム全体が、貯蔵弾
性率が６．５ＭＰa大きいゴムからなっている以外は実
施例１乃至４のタイヤと同一である。実施例６乃至１１
のタイヤは貯蔵弾性率の大きさがが５．５ＭＰa のゴム
からなっているタイヤの例である。従来例のタイヤは、
図２で示すカーカスラインを有し、サイドウォール全体
が貯蔵弾性率が３．９０ＭＰa と小さいゴムからなるタ
イヤである。比較例１のタイヤは、図１で示すカーカス
ラインを有し、サイドウォール全体が貯蔵弾性率が３．
９０ＭＰa と小さいゴムからなるタイヤである。比較例
２のタイヤは、実施例１のタイヤのゴム環状部３−１を
貯蔵弾性率が５．０ＭＰa のゴム置き換えたタイヤであ
る。そしてこれらのタイヤの仕様は表１に示してある。

【００１８】次に、本発明のタイヤの効果を確かめるべ
く、上記のタイヤについて、ロードノイズの比較試験お
よび実車による乗り心地と操縦安定性の比較試験を実施
した。試験条件は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１４の
タイヤを内圧２００kPa で６ＪＪリムに組み国産２００
０ｃｃの乗用車を用いて実施した。ロードノイズは、時
速５０ｋｍ／ｈで車内騒音を測定し、乗り心地および操
縦安定性はテスト用総合路を走行させドライバーによる
官能検査にておこなっている。数値は従来のタイヤを１
００として指数表示し、大きい値ほどよい性能である。
結果は表１に示す通りである。

【００１９】

【表１】

【００２０】以上明らかなように、本発明の空気入りラ
ジアルタイヤは従来例のタイヤと比較してタイヤロード
ノイズが問題となる周波数である１００ー２００Ｈｚ、
３００ー４００Ｈｚにおいての音圧レベルが改善されて
おり、乗り心地も改善されており、操縦安定性も従来タ
イヤに比較して略同等という結果であることが分かる。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたところから明らかなよう
に、本発明によれば、ロードノイズを低減し、しかも乗
り心地に優れたラジアルタイヤを提供することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤの負荷能力に対応する空気圧の
１０％時のカーカスラインの断面プロファイルであり、
基準円弧Ｒｋとの対比で示してある。

【図２】従来例のタイヤの負荷能力に対応する空気圧の
１０％時のカーカスラインの断面プロファイルであり、
基準円弧Ｒｋとの対比で示してある。

【図３】本発明のタイヤの負荷能力に対応する空気圧の
１０％時と１００％時の断面プロファイルの比較図であ
る。

【図４】従来例のタイヤの負荷能力に対応する空気圧の
１０％時と１００％時の断面プロファイルの比較図であ
る。

【図５】本発明の実施例を示すタイヤ幅方向の半断面図
である。

【符号の説明】

１ カーカス ２ リム ３ サイドウォールゴム ３−１ 貯蔵弾性率の大きいゴム環状部 ３−２ 貯蔵弾性率の小さいゴム環状部 ４ 貯蔵弾性率が大きいゴムで形成された環状部 Ｏ リムフランジ円弧部の中心点 Ｓ タイヤ最大幅部 ＳＨ タイヤ断面高さ Ｆ 中心点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が
４５度で延びる直線がカーカスライン１を横切る交点 Ｔ 交点Ｆからタイヤ軸線に立てた直線がカーカスラ
イン１を横切る交点 Ｂ ビードベース部位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一層のラジアル・カーカス
   と、該カーカスの軸方向外側にサイドウォールゴムとを
   具えたラジアルタイヤを、標準適用リムに組み、ＪＡＴ
   ＭＡ規格に定める最大負荷能力に対応する空気圧の１０
   ％の内圧を充填したときに、リムフランジ円弧部の中心
   点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度で延
   びる直線が該カーカス・ラインを横切る交点をＦとし、
   該交点Ｆからタイヤ軸線に垂直に立てた直線が該カーカ
   ス・ラインを横切る交点をＴとし、該交点Ｆ、Ｔを結ぶ
   線分ＦＴに対しタイヤ軸方向外方にて平行に引いた該カ
   ーカス・ラインの接線ＧＨと外接するように仮想した該
   線分ＦＴを弦とする円弧をＲk とした場合、該カーカス
   の最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラインは、
   該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該カーカスの最
   大幅部Ｓから該交点Ｆまでの該カーカスラインの少なく
   とも一部は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該
   カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラ
   インは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該円弧
   Ｒｋとの最大離間距離ｔが２〜１５ｍｍであるラジアル
   タイヤにおいて、 該サイドウォールゴムは貯蔵弾性率の小さいゴム環状部
   と、該貯蔵弾性率の小さいゴム環状部の貯蔵弾性率の１
   ４０％以上である貯蔵弾性率の大きいゴム環状部とから
   なることを特徴とするラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 該貯蔵弾性率の大きいゴム環状部は、タ
   イヤ半径方向に断面高さＳＨの１５％以上の領域に配置
   されていることを特徴とする請求項１記載のラジアルタ
   イヤ。
3. 【請求項３】 少なくとも一層のラジアル・カーカス
   と、該カーカスの軸方向外側にサイドウォールゴムとを
   具えたラジアルタイヤを、標準適用リムに組み、ＪＡＴ
   ＭＡ規格に定める最大負荷能力に対応する空気圧の１０
   ％の内圧を充填したときに、リムフランジ円弧部の中心
   点Ｏを通りタイヤ回転軸に対する傾斜角度が４５度で延
   びる直線が該カーカス・ラインを横切る交点をＦとし、
   該交点Ｆからタイヤ軸線に垂直に立てた直線が該カーカ
   ス・ラインを横切る交点をＴとし、該交点Ｆ、Ｔを結ぶ
   線分ＦＴに対しタイヤ軸方向外方にて平行に引いた該カ
   ーカス・ラインの接線ＧＨと外接するように仮想した該
   線分ＦＴを弦とする円弧をＲk とした場合、該カーカス
   の最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラインは、
   該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該カーカスの最
   大幅部Ｓから該交点Ｆまでの該カーカスラインの少なく
   とも一部は、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該
   カーカスの最大幅部Ｓから該交点Ｔまでの該カーカスラ
   インは、該円弧Ｒｋよりもタイヤの外側を通り、該円弧
   Ｒｋとの最大離間距離ｔが２〜１５ｍｍであるラジアル
   タイヤにおいて、 該サイドウォールゴムの貯蔵弾性率が６．５ＭＰａ以上
   であることを特徴とするラジアルタイヤ。