JP4448336B2

JP4448336B2 - 乗用車用ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4448336B2
Application number: JP2004004502A
Authority: JP
Inventors: 直樹湯川
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: JP2005193868A

Description

本発明は、ロードノイズを低減しうる乗用車用ラジアルタイヤに関する。

タイヤに起因する騒音の一つにロードノイズがある。これはタイヤの転動時、路面から受ける衝撃がトレッド部を加振し、この振動がカーカスを媒体としてリムからシャーシに伝達され、車内に共鳴音となって発生すると考えられる。従来、ロードノイズを低減するために、振動媒体であるカーカスに剛性の低いコードを採用したり、又コード打込数を少なくしてその振動伝達特性を改善するなどの手段がとられている。しかしながら、これらの方法では強度が不足し、耐久性を損ねるという欠点がある。

発明者らは、ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されたカーカスプライを有する乗用車用ラジアルタイヤについて、種々の実験を繰り返した。そして、ビードコアの位置を従来よりもタイヤ半径方向外側に移動させること、及びタイヤ軸方向内側に移動させることによって、リムフランジ近傍をのびるカーカスプライのプロファイルのタイヤ軸方向に対する傾きを小さくすると、ロードノイズの低減効果が有意に得られることを見出した。なおビードコアの位置に着目した先行技術として下記特許文献１があるが、これには、ロードノイズとの関係は示唆されてはいない。

特開平１０−１８１３１８号公報

以上のように、本発明は、ビードコアの位置を改善することによって、カーカスプライのプロファイルに変化を与え、ひいてはロードノイズを低減しうる乗用車用ラジアルタイヤを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、一対のビードコア間をのびるトロイド状の本体部と、この本体部に連なり前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを有するカーカスプライを具えた乗用車用ラジアルタイヤであって、正規リムにリム組みしかつ内圧２００ｋＰａを充填して正規荷重を負荷した正規状態におけるタイヤ子午線断面において、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最外側位置は、前記正規状態において、リム幅位置を通るタイヤ半径方向線からタイヤ軸方向内側に５．０〜１５．０mmの距離Ｙを隔てるとともに、前記ビードコアのタイヤ半径方向の最内側位置は、ビードベースラインからタイヤ半径方向外側に４．０〜１０．０mmの距離Ｘを隔て、しかも前記距離Ｘと前記距離Ｙとの和（Ｘ＋Ｙ）が１３．０〜２０．０mmであることを特徴としている。

また請求項２記載の発明は、前記和（Ｘ＋Ｙ）は、１５．５〜１９．０mmである請求項１記載の乗用車用ラジアルタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ビードコアは、タイヤ子午断面において、タイヤ軸方向の幅が４〜１２mmであり、かつ、タイヤ半径方向の高さが３〜８mmである請求項１又は２記載の乗用車用ラジアルタイヤである。

ビードコアの位置を上述のように改善することによって、カーカスプライの本体部は、そのリムフランジ近傍部分のプロファイルのタイヤ軸方向に対する傾きが小さくなる（従来の乗用車用ラジアルタイヤのものに比して寝る方向へと近づく。）。これにより、ロードノイズが低減する。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の乗用車用ラジアルタイヤのタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示している。乗用車用ラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とが設けられている。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば８０゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。カーカスコードは、本例ではポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミド、ビニロンなどの有機繊維コードが採用できる。

またカーカスプライ６Ａは、一対のビードコア５、５間をのびるトロイド状の本体部６ａと、この本体部６ａに連なりビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを具えている。前記ビードコア５は、本実施形態ではスチール素線を渦巻き状に巻き回して断面略矩形状に構成されたものが例示されるが、これに限定されるものではない。またカーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配されている。ビードエーペックスゴム８のゴム硬さは、例えばＪＩＳデュロメータＡ硬さで７０〜９９度、より好ましくは８０〜９５度が望ましい。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成されている。ベルトコードは、本例ではスチールコードを採用しているが、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いうる。

また図２には、本実施形態のタイヤ１の正規状態におけるビード部のタイヤ子午線断面図が示されている。ここで「正規状態」とは、タイヤ１を正規リム１０にリム組みしかつ内圧２００ｋＰａを充填して正規荷重を負荷した状態である。「正規リム」とは、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。この例で示される正規リム１０は、ＪＡＴＭＡで規定される５゜深底リム（ハンプ形式ＲＨ）である。

また「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力の８０％、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の値の８０％、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"の８０％に相当する荷重とする。なお本実施形態のタイヤ１は、ＪＡＴＭＡ規格に基づいている。

発明者らは鋭意研究を重ねたところ、ロードノイズを低減させるためにはカーカスプライ６Ａの前記本体部６ａのプロファイルが重要であることに気付いた。具体的には、前記正規状態において、本体部６ａのリムフランジ近傍部分のプロファイルを寝かせていくと、有意にロードノイズの低減効果が得られることに気付いた。タイヤ最大幅などを変化させることなく本体部６ａのリムフランジ近傍部分のプロファイルを寝かせるためには、本体部６ａを係留保持しているビードコア５の位置を改善することによって行うことができる。例えば図３（Ａ）のように本体部６ａが立ってくると、トレッド部から入力された力ｆは、ビード部４がリムフランジに直接かつ突き刺さるように伝わり易い。従って、タイヤによる振動減衰は少ない。一方、本体部６ａが寝ていると、力ｆは、リムフランジを支点としてビード部４を曲げることに大部分が消費され、リムへの伝達が小さくなる。

一つの方法は、ビードコア５の位置を、従来に比してタイヤ半径方向外側へと移動することである。具体的には、ビードコア５のタイヤ半径方向の最内側位置を、ビードベースラインＢＬからタイヤ半径方向外側に４．０〜１０．０mmの距離Ｘを隔てて設けることが望ましい。ここで「ビードベースライン」は、正規リム１０のリム径位置を通るタイヤ軸方向線である。

前記距離Ｘが４mm未満であると、従来の乗用車用ラジアルタイヤの構造と大差がなく、ロードノイズを低減させる効果が得られない。逆に距離Ｘが１０．０mmを超えると、ロードノイズは大きく低減させうるが、ビードコア５とリムシートとの間のゴムボリュームが増し、ビード部４のリムに対する着座性能が低下し、操縦安定性の悪化を招く。また正規リム１０は、ＪＡＴＭＡ規格においてリムフランジ１０ａの高さが１８±１mmに定められている。従って、前記距離Ｘが１０．０mmを超えると、ビードコア５を支点とするビード部４の回転モーメントを抑えるリムフランジ１０ａの壁としての機能が小さくなり、リム外れが生じるおそれがある。なお乗用車用ラジアルタイヤのビードコアは、タイヤ子午断面において、タイヤ軸方向の幅ａは、４〜１２mmであり、かつタイヤ半径方向の高さｂは３〜８mmである。

加えて、ビードコア５の位置を、従来に比してタイヤ軸方向内側へ移動させることである。具体的には、ビードコア５のタイヤ軸方向の最外側位置を、リム幅ＲＷの位置を通るタイヤ半径方向線Ｎからタイヤ軸方向内側に５．０〜１５．０mmの距離Ｙを隔てて設けることである。

前記距離Ｙが５．０mm未満であると、従来の乗用車用ラジアルタイヤの構造と大差がなく、ロードノイズを低減させる効果が得られない。逆に前記距離Ｙが１５．０mmを超えてもロードノイズ低減効果は頭打ちの傾向がある。また距離Ｙが１５．０mmを超えると、ビード部４がリムハンプ１１と衝合して正確なリム組みができないおそれがある。このような観点より、前記距離Ｙは、６．０mm以上、より好ましくは８．０mm以上とし、上限については１４．０mm以下、より好ましくは１３．０mm以下とするのが望ましい。

さらに、前記距離Ｘと前記距離Ｙとの双方の規定を満たすようにビードコア５の位置を定めることが望ましい。即ち、距離Ｘが４．０〜１０．０mmであり、かつ、距離Ｙが５．０〜１５．０mmであるタイヤ１が望ましい。このとき、各距離Ｘ、Ｙのより好ましい範囲同士を組み合わせることができる。そして、距離Ｘを４．０〜１０．０mmとし、かつ、前記距離Ｙとの和（Ｘ＋Ｙ）を１３．０〜２０．０mmとする。これにより、距離Ｘを一定量で確保しつつ、両距離の和（Ｘ＋Ｙ）を一定範囲に規制することにより、ロードノイズの低減効果を確保しながらもリム外れのおそれを減じることができる。

以上のように、ビードコア５の位置を改善することによって、タイヤ最大幅を変化させることなく本体部６ａのリムフランジ近傍部分を主体的に寝かせる方向へと傾かせることができる。一例として、ビードコア５のタイヤ半径方向最外側を通るタイヤ軸方向線と本体部６ａとの交点をＰ１と、前記リム幅ＲＷの位置を通るタイヤ半径方向線Ｎと本体部６ａとの交点Ｐ２とを結ぶ傾斜線Ｋは、タイヤ軸方向に対して３０〜６３゜。より好ましくは５０〜６３゜の角度αに設定されるのが良い。従来のタイヤでは、この角度αは６４〜７０゜程度である。

またカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂは、その端部６ｂｅの高さを小さくすることが望ましい。これにより、ビード部４の剛性が低下し、振動吸収性を高めてロードノイズ低減効果をさらに高める。一例として、折返し部６ｂのビードベースラインＢＬからの高さｈは、リムフランジ１０ａの高さＧの５０〜９０％程度が望ましい。ビード部４の曲げ剛性を低下させた場合、ビード部４に作用する歪は大きくなるが、このような高さ位置は歪の影響を受けにくいため、折返し部６ｂの外端６ｂｅでのルースなどを効果的に防止することができる。

図１の基本構造を有するタイヤサイズが１９５／６０Ｒ１５８８Ｈの乗用車用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づいて試作した。そして、ロードノイズ、耐リム外れ性能とをテストし性能を比較した。各タイヤは、前記距離Ｘ、Ｙ及び前記本体部の角度αを変化させており、その他の構成については実質的に同一である。ビードコアは、前記幅ａ＝５mm、前記高さｂ＝５mmとした。なお従来の乗用車用ラジアルタイヤ（比較例）についても合わせてテストを行った。テスト方法は次の通りである。

＜ロードノイズ性能＞
各タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて排気量２０００ccの国産ＦＦ乗用車の全輪に装着し、ロードノイズ測定用のスムースな路面を速度６０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席右耳の位置にてオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定した。評価は、比較例からの変化量として示しており、マイナス表示は比較例１よりロードノイズが小さいことを示す。

＜耐リム外れ性能＞
ＪＩＳＤ４２３０に準拠して、ビードアンシーティング試験を行った。数値が大きい程良好である。テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、ロードノイズを有意に低減していることが確認できた。また耐リム外れ性能についても、規格値８８９０Ｎをクリアしていることも確認できた。

本発明の実施形態を示す乗用車用ラジアルタイヤの断面図である。その正規状態のビード部を拡大して示す部分断面図である。（Ａ）、（Ｂ）はビード部の断面図である。

符号の説明

１乗用車用ラジアルタイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
６ａ本体部
６ｂ折返し部
７ベルト層
Ｘ距離
Ｙ距離

Claims

一対のビードコア間をのびるトロイド状の本体部と、この本体部に連なり前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを有するカーカスプライを具えた乗用車用ラジアルタイヤであって、
正規リムにリム組みしかつ内圧２００ｋＰａを充填して正規荷重を負荷した正規状態におけるタイヤ子午線断面において、
前記ビードコアのタイヤ軸方向の最外側位置は、前記正規状態において、リム幅位置を通るタイヤ半径方向線からタイヤ軸方向内側に５．０〜１５．０mmの距離Ｙを隔てるとともに、
前記ビードコアのタイヤ半径方向の最内側位置は、ビードベースラインからタイヤ半径方向外側に４．０〜１０．０mmの距離Ｘを隔て、
しかも前記距離Ｘと前記距離Ｙとの和（Ｘ＋Ｙ）が１３．０〜２０．０mmであることを特徴とする乗用車用ラジアルタイヤ。
前記和（Ｘ＋Ｙ）は、１５．５〜１９．０mmである請求項１記載の乗用車用ラジアルタイヤ。
前記ビードコアは、タイヤ子午断面において、タイヤ軸方向の幅が４〜１２mmであり、かつ、タイヤ半径方向の高さが３〜８mmである請求項１又は２記載の乗用車用ラジアルタイヤ。