JP5061606B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの質量増加を伴うことなしに、２００〜４００Ｈｚの周波数域のロードノイズを低減するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

車両の高級化や静粛化に伴いタイヤに起因する騒音の低減が強く求められている。一般に、タイヤの振動に伴うロードノイズの音圧レベルは、図２に示すように周波数によって異なり、１次ピークが１００〜２００Ｈｚの領域に存在し、２次ピークが２００〜４００Ｈｚの領域に存在する。

前者の低周波域におけるロードノイズ低減対策としては、トレッド部のゴムを増やしたり、タイヤの縦バネ定数を減らしたりすることにより、比較的容易に達成することができる。これに対して後者の高周波域におけるロードノイズを低減するには、上述する手法では対応できず、タイヤの断面方向における振動モードを変化させる必要があることが知られている。

すなわち、タイヤの２００〜４００Ｈｚ領域の振動モードは、ビード部を固定端として定在波を作り、タイヤ断面におけるショルダー部とタイヤ最大位置とが節となり、トレッド中央部、バットレス部及びビード上方域がそれぞれ腹となるモードからなっているため、このうちのバットレス部の腹を抑制することにより、ロードノイズを低減させるというものであった。

従来、上述する手法の一環として、バットレス部に比重の高いゴムを配置して、振動モードの腹となる部分の重量を増加させることにより、振幅を小さくしてロードノイズを低減させるようにした提案がある（例えば、特許文献１）。しかし、この種の提案では、左右のバットレス部に質量の高いゴムを配置するため、タイヤの重量が増加して、乗心地性や転がり抵抗性など、他のタイヤ性能を悪化させる要因になっていた。
特開２００１−１９１７４２号公報

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消するもので、タイヤの質量増加を伴うことなしに、２００〜４００Ｈｚの周波数域のロードノイズを低減するようにした空気入りラジアル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ラジアルタイヤは、左右一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記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、一方の領域にはタイヤ径方向の周辺より質量の高いゴムを配置し、他方の領域にはタイヤ径方向の周辺より質量の低いゴムを配置して、タイヤの左右において質量分布を異ならせると共に、前記質量が高いゴムを配置した側の前記領域における質量Ｇａと前記質量が低いゴムを配置した側の前記領域における質量Ｇｂとの比Ｇａ／Ｇｂを１．２〜２．０としたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記質量の高いゴムに硫酸バリウム、酸化チタン又は酸化亜鉛の少なくとも１種を配合し、前記質量の低いゴムに発泡剤を配合する。

（２）前記質量が高い側のタイヤ最大幅位置に凹部を形成する。

（３）前記トレッド部にタイヤ赤道を挟む左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、前記溝面積比率が大きい側に前記質量が高いゴムを配置し、前記溝面積比率が小さい側に前記質量が低いゴムを配置する。

（４）前記質量が高いゴムを配置した側を車両内側に装着し、前記質量が低いゴムを配置した側を車両外側に装着するようにする。

本発明によれば、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配置するゴムの質量を、一方の領域ではタイヤ径方向の周辺ゴムより高く、他方の領域ではタイヤ径方向の周辺ゴムより低くしたので、振動モードの腹となる左右の領域における振幅がそれぞれ互いに変化することにより、２００〜４００Ｈｚの周波数域のロードノイズを低減することができる。

さらに、タイヤの左右において、一方では質量を増加させているものの、他方では質量を減少させることにより、左右におけるゴムの質量の増減を相殺させているので、タイヤ総質量の増減をもたらすことがなく、乗心地性や転がり抵抗性など、他のタイヤ性能の悪化を防止することができる。
また、質量が高い側のゴムの質量Ｇａと質量が低い側のゴムの質量Ｇｂとの比Ｇａ／Ｇｂを１．２〜２．０、好ましくは１．４〜１．８に調整したので、乗心地や耐偏摩耗性を悪化させることなしに、ロードノイズを低減させることができる。

以下、本発明の構成につき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ラジアルタイヤを示す断面図である。

図１において、空気入りラジアルタイヤ１は左右一対のビード部２、２間に少なくとも１層のカーカス層３を装架すると共に、トレッド部４におけるカーカス層３の外周にベルト層５（図では２層）を配置している。ベルト層５の両端部５ａ、５ａからそれぞれタイヤ最大幅位置６、６に至る左右の領域Ｔ、Ｔでは、一方の領域Ｔにタイヤ径方向の周辺より質量の高いゴムを配置し、他方の領域Ｔにタイヤ径方向の周辺より質量の低いゴムを配置して、タイヤの左右において質量分布を異ならせている。なお、図１ではゴムＧＡの質量ＧａをゴムＧＢの質量Ｇｂよりも高く（Ｇａ＞Ｇｂ）している。

タイヤの左右の領域Ｔ、ＴにおけるゴムＧＡ、ＧＢの質量Ｇａ、Ｇｂを異ならせる方法としては、特に限定されるものではないが、ゴムＧＡ、ＧＢの一部又は全部におけるゴムの質量を左右において異なるように構成すればよい。したがって、ゴムＧＡ、ＧＢを構成するウィングチップ、サイドゴム、ライナー、カーカス被覆ゴムなどの各パーツのうち、任意のパーツにおけるゴムの質量を左右において異ならせればよい。ゴムの質量を変化させるには、他のタイヤ性能に影響を及ぼすことのないように、ゴムの容量（体積）を変化させずに、ゴムの組成中に質量を変化させるための物質を配合させるとよい。

これにより、振動モードの腹となる領域Ｔ、Ｔにおける左右の振幅をそれぞれ互いに変化させて、２００〜４００Ｈｚの周波数域のロードノイズを効率よく低減することができる。さらに、タイヤの左右において、一方では質量を増加させているものの、他方では質量を減少させることにより、左右におけるゴムの質量の増減を相殺させているので、タイヤ総質量の増減をもたらすことがなく、乗心地性や転がり抵抗性など、他のタイヤ性能の悪化を防止することができる。

本発明において、質量の高いゴムＧＡには、硫酸バリウム、酸化チタン又は酸化亜鉛の少なくとも１種を配合すると共に、質量の低いゴムＧＢには、発泡剤を配合するとよい。これにより、左右の領域Ｔ、Ｔにおけるゴムの質量の増減を効率よく相殺させることができる。

なお、上述するゴムＧＡ、ＧＢの質量Ｇａ、Ｇｂとは、ベルト層５の両端部５ａ、５ａからタイヤ最大幅位置６、６に至る領域Ｔ、Ｔにおけるゴムの総質量をいい、その測定にあっては、加硫後のタイヤから領域Ｔ、Ｔに相当するゴムを取り出して総質量を計測した後、その測定値から非ゴム成分であるカーカスコードなどの質量を差し引いた値をいう。したがって、ゴムＧＡ、ＧＢを構成する各パーツ間では、上述する質量の関係が左右において逆転する場合が許容される。

さらに、本発明では、質量が高い側のゴムの質量Ｇａと質量が低い側のゴムの質量Ｇｂとの比Ｇａ／Ｇｂが１．２〜２．０、好ましくは１．４〜１．８となるように調整している。Ｇａ／Ｇｂが１．２未満ではロードノイズの低減効果が十分には得られず、２．０超では左右の質量バランスが大きく異なり過ぎて乗心地や耐偏摩耗性が悪化すると共に操縦安定性が低下することになる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、高速走行時における走行安定性を確保する観点から、質量が高いゴムＧＡ側のタイヤ最大幅位置６におけるタイヤ外壁に凹部７を形成するとよい。これにより、左右におけるタイヤ径方向の剛性バランスが良好に保たれ、耐偏摩耗性及び乗心地性をも同時に向上させることができる。凹部７は、幅を１〜１０ｍｍ、深さを０．５〜３ｍｍとする断面略円弧状の窪みにより構成するとよい。そして、この窪みをタイヤ周方向に連続して形成するとよい。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、トレッド部の表面にタイヤ赤道を挟む左右において溝面積比率を異にする非対称パターンを形成する場合がある。このようにトレッド部に左右の溝面積比率が異なる非対称パターンを形成した場合には、溝面積比率が大きい側に質量が高いゴムＧＡを配置し、溝面積比率が小さい側に質量が低いゴムＧＢを配置するとよい。これにより、タイヤの左右における重心位置をバランスよく均等化することができ、高速走行時におけるトレッド部のせり上がりを左右において均一化させることにより、良好な高速耐久性を確保することができる。

さらに、本発明の空気入りラジアルタイヤ１を車両に装着するに際して、質量が高いゴムＧＡ側を車両内側に装着し、質量が低いゴムＧＢ側を車両外側に装着するようにするとよい。これにより、リムの重量の非対称性（車両内側に比べて外側の重量が高い）を補完することにより、旋回走行時における車両内側の接地面積を確保することができるので、良好な操縦安定性を確保することができる。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、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の質量を、一方の側では周辺ゴムより高く、他方の側では周辺ゴムより低くすることにより、タイヤの総質量の増加を抑制しながら、２００〜４００Ｈｚの周波数域におけるロードノイズを低減するようにしたもので、タイヤ重量の増加に伴う諸性能の悪化を招くことなしにロードノイズを低減することができることから、高周波域の騒音低減タイヤとして幅広く適用することができる。

タイヤサイズを２２５／４５ＺＲ１７、タイヤ構造を図１として、左右の領域Ｔ、Ｔにおけるゴム質量Ｇａ、Ｇｂの総和（Ｇａ＋Ｇｂ）を同一にした上で、左右のゴム質量Ｇａ、Ｇｂを同等にした従来タイヤ（従来例）と、左右のゴム質量Ｇａ、Ｇｂの比Ｇａ／Ｇｂを表１のように異ならせた本発明タイヤ（実施例１〜３）と、をそれぞれ作製した。

これら４種類のタイヤについて、以下の試験方法により乗心地性、耐偏摩耗性及びロードノイズを評価し、その結果を表１に併記した。数値が高いほど優れていることを示している。

〔乗心地性の評価〕
各タイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填し、ゴム質量の高い側が車両の内側になるように国産２０００ｃｃの車両の前後輪に装着して、粗い路面からなるテストコースを平均時速５０ｋｍ／ｈで走行させて、熟練したテストドライバー３名による官能評価を行った。その結果を平均して従来例を１００とする指数により表示した。

〔耐偏摩耗性の評価〕
各タイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填し、ゴム質量の高い側が車両の内側になるように国産２０００ｃｃの車両の前後輪に装着して、主としてアスファルト路面からなる一般道路を５０００ｋｍ走行させ、走行後のタイヤのトレッド面における偏摩耗の発生状況（大きさ、深さ）を測定した。その逆数を以て耐偏摩耗性の評価とし、その結果を従来例を１００とする指数により表示した。

〔ロードノイズの評価〕
各タイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填し、ゴム質量の高い側が車両の内側になるように国産２０００ｃｃの車両の前後輪に装着して、粗い路面からなるテストコースを平均時速５０ｋｍ／ｈで走行させながら、運転席の背もたれに取り付けた集音マイクにより、２００〜４００Ｈｚ域の音圧（デシベル）を測定した。その逆数を以ってロードノイズの評価とし、その結果を従来例を１００とする指数により表示した。

表１から、本発明タイヤ（実施例１〜３）は、従来タイヤに比して、乗心地性や耐偏摩耗性を実質的に低下させることなしに、２００〜４００Ｈｚ域のロードノイズが低減していることがわかる。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。 タイヤの振動に伴うロードノイズの音圧レベルを示すグラフである。

符号の説明

ｌ 空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カーカス層
４ トレッド部
５ ベルト層
５ａ ベルト層の端部
６ タイヤ最大幅位置
７ 凹部
Ｔ 領域
ＧＡ、ＧＢ ゴム
Ｇａ、Ｇｂ 質量

Claims (5)

1. 左右一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記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、一方の領域にはタイヤ径方向の周辺より質量の高いゴムを配置し、他方の領域にはタイヤ径方向の周辺より質量の低いゴムを配置して、タイヤの左右において質量分布を異ならせると共に、前記質量が高いゴムを配置した側の前記領域における質量Ｇａと前記質量が低いゴムを配置した側の前記領域における質量Ｇｂとの比Ｇａ／Ｇｂを１．２〜２．０としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記質量の高いゴムに硫酸バリウム、酸化チタン又は酸化亜鉛の少なくとも１種を配合し、前記質量の低いゴムに発泡剤を配合した請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記質量が高い側のタイヤ最大幅位置に凹部を形成した請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記トレッド部にタイヤ赤道を挟む左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、前記溝面積比率が大きい側に前記質量が高いゴムを配置し、前記溝面積比率が小さい側に前記質量が低いゴムを配置した請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記質量が高いゴムを配置した側を車両内側に装着し、前記質量が低いゴムを配置した側を車両外側に装着するようにした請求項１、２、３又は４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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