(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなすビードコアと、それらの直上位置にそれぞれ配置したビードフィラーとの周りにそれぞれ折り返される少なくとも１プライからなるカーカスを有するタイヤを、JATMA YEAR BOOK(1996) 記載の、標準リムに装着し、最大負荷能力に対応する空気圧の13% に相当する空気圧を適用したタイヤの外面輪郭は、その幅方向断面で見て、
バットレス部を、タイヤ内側に向かって30〜50mmの曲率半径(Rs)で凹状に形成し、
バットレス部とビード部との間に位置するサイド部を、タイヤ外側に向かって3 つの異なる曲率半径の弧状部分を連結して凸状に形成し、
サイド部の、タイヤ断面幅位置を含むサイド中央域に位置する第１弧状部分の曲率半径をＲM 、バットレス部及びサイド中央域の間のサイド上方域に位置する第２弧状部分の曲率半径をＲU 、ビード部及びサイド中央域の間のサイド下方域に位置する第３弧状部分の曲率半径をＲL とすれば、
第１弧状部分の曲率半径ＲM の、第２及び第３弧状部分の曲率半径ＲU 及びＲL に対する割合ＲM ／ＲU 及びＲM ／ＲL を、いずれも３以上８以下の範囲内にし、
ビードフィラーは、そのタイヤ径方向外端が、ビードコア下端からタイヤ断面高さの15〜25% の範囲内にあり、そのゴム硬さが76〜98であり、
サイド部のサイド中央域に、少なくとも1 層のサイド補強層を配設してなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
サイド補強層は、ゴム硬さが76〜98のゴムシートである請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
サイド補強層は、有機繊維コードのゴム引きシートであり、この総強力が500kgf/50mm 以上であり、タイヤ径方向に対するコードの配設角度が 45 〜60°である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
サイド補強層は、ゴム硬さが76〜98の１枚のゴムシートと、１枚の有機繊維コードのゴム引きシートとからなり、ゴム引きシートは、その総強力が500kgf/50mm 以上であり、タイヤ径方向に対するコードの配設角度が 45 〜60°である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
サイド補強層をカーカスプライの本体部と折返し部の間に配置してなる請求項１〜４のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
サイド補強層をカーカスプライの折返し部の外面側に配置してなる請求項１〜４のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
サイド補強層を、カーカスプライの本体部と折返し部の間、及びカーカスプライの折返し部の外面側の双方に配設してなる請求項１〜４のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、操縦安定性を悪化させずにロードノイズの低減を図った空気入りラジアルタイヤ、特に乗用車用タイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、特に乗用車用タイヤでは、操縦安定性とロードノイズの両性能はとりわけ重要視される性能であり、従来から上記性能の両立を図るため種々の検討が行われている。
【０００３】
ロードノイズは、車両が走行する際、路面での凹凸がトレッドを振動させ、その振動がタイヤサイド部から車軸へと伝搬し、最終的に室内に伝搬することによって生じるものである。
また、ロードノイズの主要周波数はおおよそ40〜500Hz であり、かかる周波数の音圧レベルを下げることがロードノイズを低減する上で重要である。
【０００４】
ロードノイズを低減する手段としては、例えばサイド部の外皮ゴムに軟質ゴムを用いたり、バットレス部に凹状を形成するなどしてタイヤ径方向剛性を低下させて、サイド部における振動の伝搬を抑制することが有用である。
しかし、かかる手段は、タイヤ径方向剛性のみを低下させるだけではなく、タイヤ全体の剛性の低下をも招くため、操縦安定性を悪化させることになった。
【０００５】
一方、操縦安定性を向上させるための手段としては、補強ベルトを配設するなどしてベルト構造を改良したり、ビードフィラーに硬いゴム質のものを用いるなどしてビード部構造を改良するなどして、タイヤ剛性を高めることが有用である。。
しかし、かかる手段でタイヤ剛性を高めることは、タイヤ径方向剛性をも高めることになるため、ロードノイズの点で望ましくなかった。
【０００６】
従って、操縦安定性とロードノイズは一般には相反する関係にあり、両性能を満足させることは非常に難しかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、発明者は操縦安定性とロードノイズの両立を図るための検討を行い、以下に示すような知見から、両性能をバランスよく両立させることに成功した。
すなわち、発明者は、タイヤ剛性を、タイヤ周方向剛性成分、タイヤ径方向剛性成分、及びタイヤ幅方向剛性成分に分けて考え、各剛性成分と性能との関係について検討した結果、ロードノイズは、主にタイヤ径方向剛性成分を小さくすれば、効果的に低減することができ、また操縦安定性は、主にタイヤ周方向剛性成分を高めれば、効果的に向上させることができることを見出した。
【０００８】
そして、タイヤ剛性の一の剛性成分のみを効果的に高める手段について検討を行ったところ、バットレス部からサイド部にわたるタイヤの外面形状の適正化と、ビードフィラーの配設長さ及びゴム硬さの適正化を図ることによって、タイヤの径方向剛性成分のみを効果的に小さくすることができるとともに、これに伴って不足しがちなタイヤ周方向剛性成分を、サイド部の適正位置に補強層を配設することによって効果的に高めることができることを見出し、これによって、両性能の両立を可能ならしめることに成功したのである。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、バットレス部からサイド部にわたるタイヤの外面形状、及びビードフィラーの適正化を図るとともに、サイド部の適正位置に補強層を配設することによって、操縦安定性を悪化させることなくロードノイズを効果的に低減した空気入りラジアルタイヤ、特に乗用車用タイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の空気入りラジアルタイヤは、対をなすビードコアと、それらの直上位置にそれぞれ配置したビードフィラーとの周りにそれぞれ折り返される少なくとも１プライからなるカーカスを有するタイヤを、JATMA YEAR BOOK(1996) 記載の、標準リムに装着し、最大負荷能力に対応する空気圧の13% に相当する空気圧にしたタイヤの外面輪郭は、その幅方向断面で見て、バットレス部を、タイヤ内側に向かって30〜50mmの曲率半径(Rs)で凹状に形成し、バットレス部とビード部との間に位置するサイド部を、タイヤ外側に向かって3 つの異なる曲率半径の弧状部分を連結して凸状に形成し、サイド部の、タイヤ断面幅位置を含むサイド中央域に位置する第１弧状部分の曲率半径をＲM 、バットレス部及びサイド中央域の間のサイド上方域に位置する第２弧状部分の曲率半径をＲU 、ビード部及びサイド中央域の間のサイド下方域に位置する第３弧状部分の曲率半径をＲL とすれば、第１弧状部分の曲率半径ＲM の、第２及び第３弧状部分の曲率半径ＲU 及びＲL に対する割合ＲM ／ＲU 及びＲM ／ＲL を、いずれも３以上８以下の範囲にし、ビードフィラーは、そのタイヤ径方向外端が、ビードコア下端からタイヤ断面高さの15〜25% の範囲内にあり、そのゴム硬さが76〜98であり、サイド部のサイド中央域に、少なくとも1 層のサイド補強層を配設したものである。
【００１１】
尚、ここでいうタイヤ断面高さとは、ビードコア下端からトレッド部踏面までをタイヤ径方向に沿って測った距離をいい、また、サイド中央域とは、具体的には、タイヤ最大幅位置を中心としてタイヤ断面高さの−30% 〜＋30% に相当する領域を意味する。
また、ゴム硬さとは、JIS K6301 5.2 に規定するスプリング式硬さ試験によって、加硫ゴムの硬さを測定したときのゴム硬さを意味する。
【００１２】
さらに、サイド補強層は、ゴム硬さが76〜98のゴムシート、有機繊維コードのゴム引きシート、又はこれらの双方で構成することが好ましい。
加えて、サイド補強層を構成する有機繊維コードのゴム引きシートは、その総強力が500kgf/50mm 以上であり、タイヤ径方向に対するコードの配設角度が 45 〜60°であることがより好ましい。
【００１３】
尚、前記ゴム引きシートの総強力とは、具体的には、１本の有機繊維コードの強力に、50mm当たりに配設したコード本数を乗じた値を意味する。
加えて、サイド補強層は、カーカスプライの本体部と折返し部の間の位置、カーカスプライの折返し部の外面側の位置、又は、これらの双方の位置に配設することがより好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明に従う空気入りラジアルタイヤの代表的な幅方向断面を示し、図中１は空気入りラジアルタイヤ、２はビードコア、３はビードフィラー、４はカーカス、８はベルト、９はトレッド部、10はバットレス部、11はサイド部、12は補強層である。
この図のタイヤ１は、対をなすビードコア２と、それらの直上位置にそれぞれ配置したビードフィラー３との周りにそれぞれ折り返される少なくとも１プライからなるカーカス４を有するタイヤであり、そのカーカスクラウン部５上に、コードゴム引き層６，７からなるベルト８とトレッド部９とを有している。
【００１５】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、バットレス部10からサイド部11にわたるタイヤの外面形状、及びビードフィラー３の適正化を図るとともに、サイド部11の適正位置に補強層12を配設することにある。
【００１６】
タイヤの外面形状の適正化は、具体的には、タイヤ１を前記標準リムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪のタイヤ内に空気を充填して、前記最大負荷能力に対応する空気圧の13% に相当する空気圧を適用したときの、タイヤのバットレス部10とサイド部11の外面輪郭を以下に示す形状にすることを意味する。
【００１７】
すなわち、タイヤ幅方向断面で見て、バットレス部10を、タイヤ内側に向かって30〜50mmの曲率半径Rsで凹状に形成し、サイド部11を、タイヤ外側に向かって3 つの異なる曲率半径ＲM ，ＲU  ,ＲL の第１〜第３弧状部分13,14,15を連結して凸状に形成し、そして、このサイド部11の第１弧状部分13の曲率半径ＲM の、第２及び第３弧状部分14及び15の曲率半径ＲU 及びＲL に対する割合ＲM ／ＲU 及びＲM ／ＲL を、いずれも３以上８以下の範囲にする。
【００１８】
バットレス部10を形成する凹状の曲率半径Rsを30〜50mmに限定したのは、30mm未満だと、製造上困難になるからであり、50mm超えだとタイヤ径方向剛性成分を十分に低下させる作用が顕著ではなくなり、十分なロードノイズ低減効果が得られないからである。
【００１９】
また、サイド部11を形成する第 1〜第 3弧状部分13〜15の曲率半径ＲM , ＲU ，ＲL の割合ＲM ／ＲU 及びＲM ／ＲL をいずれも３以上８以下に限定したのは、これらの割合が３未満だとタイヤ径方向剛性成分を十分に低下させることができず、顕著なロードノイズ低減効果が得られないからであり、８超えだとＲU 及びＲL が小さくなりすぎるため製造上困難になるからである。
【００２０】
また、ビードフィラー３の適正化とは、具体的には、ビードフィラー３のタイヤ径方向外端16が、ビードコア下端ａからタイヤ断面高さＨの15〜25% の範囲内にあり、そのゴム硬さを76〜98に限定することにある。
【００２１】
尚、ビードフィラー３のタイヤ径方向外端16を上記範囲内に配置したのは、前記外端16が、前記範囲よりもタイヤ径方向内方位置にあると、ビードフィラー高さが低すぎるため製造上困難になるからであり、また、前記範囲よりもタイヤ径方向外方位置にあると、タイヤ径方向剛性を十分に低下させることができなくなるからである。
【００２２】
また、ビードフィラー３のゴム硬さを76〜98に限定したのは、76未満だとタイヤ周方向剛性成分が大きく低下するからであり、98を超えるとタイヤ径方向剛性成分を十分に低下させることができないからである。
【００２３】
このようにタイヤの外面形状及びビードフィラー３の適正化を図ることによって、ロードノイズについては十分に低減することができるが、操縦安定性についてはこのような構成だけでは十分ではない。
【００２４】
そこで、この発明は、上記構成に加えて、さらにサイド部11のサイド中央域17に、少なくとも1 層のサイド補強層12を配設することを必須の発明特定事項とし、これによって、初めて良好な操縦安定性と低ロードノイズを両立させることができる。
【００２５】
尚、サイド補強層12の配設位置をサイド中央域17に限定したのは、サイド中央域17に配設した場合に、タイヤ周方向剛性のみを高める効果が顕著であるからであり、サイド補強層12をサイド上方域18やサイド下方域19の範囲にまで広げて配設すると、タイヤ周方向剛性ばかりでなく、タイヤ径方向剛性をも高めることになり、ロードノイズの低減効果が顕著ではなくなるからである。
【００２６】
また、サイド補強層12は、ロードノイズを重視する場合には、1 層にすることが好ましく、また、その反対に操縦安定性を重視する場合には、2 層以上にすることもでき、用途等に応じて層数は適宜増減することができる。
【００２７】
さらに、サイド補強層12は、転がり抵抗の低減を重視する場合には、ゴム硬さが76〜98のゴムシートを用いることが好ましく、また、その反対にロードノイズを重視する場合には、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような有機繊維コードのゴム引きシートを用いることが好ましく、また、操縦安定性を重視する場合には、サイド補強層12をこれらの双方で構成してもよい。
【００２８】
尚、サイド補強層12に有機繊維コードのゴム引きシートを用いる場合には、ゴム引きシートの総強力が500kgf/50mm 以上にし、タイヤ径方向に対するコードの配設角度を 45 〜60°にすることがより好ましい。
【００２９】
前記総強力が500kgf/50mm 未満であると周方向剛性を十分に高められないため好ましくなく、また、コードの前記配設角度は、45°未満だと生産性を著しく悪化させるため好ましくなく、60°を超えるとタイヤ周方向剛性のみを効果的に高めることができないからである。
【００３０】
さらに、サイド補強層12は、カーカスプライの本体部と折返し部の間に配置するか、カーカスプライの折返し部の外面側に配置するか、又は、これらの双方に配設することが好ましい。
【００３１】
図2(a),(b),(c)は、異なるカーカス構造をもつタイヤに、２層のゴムシートからなるサイド補強層12を配置したときの一例を示す図であり、図2(a)がカーカスが１プライからなる場合、図2(b)がカーカスが２プライからなる場合、図2(c)がカーカスがアップダウン構造の場合の例である。
【００３２】
尚、ここまで上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００３３】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りラジアルタイヤを試作し、性能を評価したので説明する。
・実施例
実施例のタイヤは、図１に示すタイヤ幅方向形状を有し、図４に示すように、トレッド部９に５本の円周主溝20と複数本の傾斜溝21を配設したブロックパターンを有する乗用車用タイヤであり、サイズが195/60R15 88 Hであり、このタイヤ１を標準リム(6JJ) に装着し、最大負荷能力(560kgf)に対応する空気圧(2.4kgf/cm2)の13% に相当する空気圧( 約0.3kgf/cm2) を適用したタイヤ１において、バットレス部10の曲率半径Rsを40mm ,サイド部11の第１弧状部分13の曲率半径ＲM を95mm, 第２及び第３弧状部分14,15 の曲率半径ＲU 及びＲL をともに28mmとし、ＲM ／ＲU 及びＲM ／ＲL はいずれも3.4 である。
ビードフィラー３は、そのタイヤ径方向外端16が、ビードコア下端ａからタイヤ断面高さＨの20% の位置にあり( このときのビードフィラー高さは15mmである。) 、そのゴム硬さを97とした。
サイド部11のサイド中央域17には、ゴム硬さが97のゴムシートからなる1 層のサイド補強層12を配設した。
カーカス４は、ポリエステルコードをゴム引きした単一プライで構成し、ベルト８は、2 層の交差ベルト層６，７( コードは1 ×3 ×0.30のスチールコードであり、コードのタイヤ赤道面に対する配設角度は±24°である。) で構成した。
その他のタイヤ構造については通常タイヤと同等なものを使用した。
【００３４】
・比較例1
比較例のタイヤは、サイド補強層を配設しないことを除いては実施例のタイヤとほぼ同様な構造を有する。
・従来例
従来例のタイヤは、図３に示すタイヤ幅方向形状と図４に示すトレッドパターンを有する乗用車用タイヤであるが、バットレス部には凹部を設けず、サイド部11の第１〜３の弧状部分13の曲率半径ＲM , ＲU 及びＲL をいずれも60mmとし、サイド補強層を配設していない。
【００３５】
( 試験方法)
上記各供試タイヤを標準リムに組み付けた後、2.2 kgf/cm2 の空気圧を適用したタイヤ車輪を車両に装着して実車走行を行い、操縦安定性とロードノイズについて評価した。
操縦安定性は、プロのドライバーのフィーリングによって評価した。
ロードノイズは、主要周波数である40〜500Hz の範囲内の音圧レベルを測定し、これらの測定値を加算し、測定値の数で除して平均音圧レベル値を算出し、この平均音圧レベル値によって評価した。
表１にこれらの結果を示す。尚、表中の数値は、操縦安定性が従来例を100 とした指数比で示してあり、また、ロードノイズの数値は、従来例の平均音圧レベル値を基準とし、この基準値を差し引いた増減値で示しあり、操縦安定性の数値は大きいほど優れ、ロードノイズの数値は小さいほど優れている。
【００３６】
【表１】
0003703935.tif 000002
【００３７】
表１の結果から、実施例は、従来例とほぼ同等の操縦安定性を有するとともに、従来例に比べてロードノイズが大幅に低減されている。
比較例は、従来例と比べてロードノイズについては低減されているものの、操縦安定性が悪かった。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によって、操縦安定性を悪化させることなく低ロードノイズを実現した空気入りラジアルタイヤ、特に乗用車用タイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図である。
【図２】他の実施例を示す図である。
【図３】従来例に使用したタイヤの幅方向断面図である。
【図４】図１及び図３のタイヤのトレッドパターンの一部を示す図である。
【符号の説明】
1  空気入りラジアルタイヤ
2  ビードコア
3  ビードフィラー
4  カーカス
5  カーカスクラウン部
6,7  コードゴム引き層
8  ベルト
9  トレッド部
10  バットレス部
11  サイド部
12  補強層
13  第１弧状部分
14  第２弧状部分
15  第３弧状部分
16  ビードフィラーのタイヤ径方向外端
17  サイド中央域
18  サイド上方域
19  サイド下方域
20  円周主溝
21  傾斜溝
【図１】
0003703935.tif 000003
【図２】
0003703935.tif 000004
【図３】
0003703935.tif 000005
【図４】
0003703935.tif 000006