(57)【要約】【課題】低周波（80Hz〜160Hz）ロードノイズを低減しつつ、空洞共鳴音（２００〜２５０Ｈｚ）を低減する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本発明は、内側カーカス層および外側カーカス層の少なくとも２枚以上のカーカス層を備え、前記内側カーカス層は両端部をそれぞれ左右のビードコアに対してタイヤ内側から外側へターンアップされ、その端部がビードコア上端からビードフィラー上端の間に配されるとともに、前記外側カーカス層は両端部をタイヤ最大幅地点より下の位置までターンダウンされ、前記ビードフィラー上端部と前記外側カーカス層端部との間に間隔が空いていることを特徴とする空気入りタイヤである。【選択図】図１
2013237299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側カーカス層および外側カーカス層の少なくとも２枚以上のカーカス層を備え、前記内側カーカス層は両端部をそれぞれ左右のビードコアに対してタイヤ内側から外側へターンアップされ、その端部がビードコア上端からビードフィラー上端の間に配されるとともに、前記外側カーカス層は両端部をタイヤ最大幅地点より下の位置までターンダウンされ、前記ビードフィラー上端部と前記外側カーカス層端部との間に間隔が空いていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ビードフィラー上端部と前記外側カーカス層端部との間隔をＤ、および前記タイヤ最大幅地点の下部断面高さをSDHとするとき、0.2<D/SDH<0.4であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記タイヤ最大幅地点の下部断面高さをSDH、および前記外側カーカス層端部の断面高さをTDHとするとき、TDH/SDH<0.9であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記空気入りタイヤの断面高さをＳＨ、および前記タイヤ最大幅地点の下部断面高さをSDHとするとき、0.5<SDH/SH<0.7であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記カーカス層のコードが有機繊維より形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記外側カーカス層のコード径が前記内側カーカス層もコード径より大きいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、低周波ロードノイズを低減しつつ、空洞共鳴音を低減する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッドカー（HV）や電気自動車（EV）の開発が主流となり、自動車の静音化が進んできている。これに伴いタイヤに対する騒音性能を向上の要求が強くなっている。タイヤから生じる騒音（タイヤノイズ）には、タイヤの中の空気が共鳴することにより発生する空洞共鳴音、路面の凹凸が原因で発生するロードノイズ、およびタイヤのトレッドパターンが原因で発生するパターンノイズの主に３種類が存在する。
【０００３】
タイヤノイズの低減化を目的としてこれまで種々の方法や構造が提案されている。たとえば、重荷重用空気入りタイヤにおいてトレッド部の端部からサイドウォール部のタイヤ最大幅位置に至る区間のカーカスプライ上のゴムの一部に、周囲のゴムに比し比重の高いゴムを用いることによってタイヤサイド面の振動を低減し騒音を低減することが提案されている。（特許文献１）また、ビードフィラーのタイヤ径方向外方に帯状部材からなる補強層を設けて、タイヤ径方向の剛性の増加（縦バネの増加）を抑制でき、この結果ロードノイズの悪化を抑制することが提案されている。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９１７４２
【特許文献２】特開２００７−０５０８４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、種々のタイヤノイズの中で、特に低周波（80Hz〜160Hz）ロードノイズを低減しつつ、しかも空洞共鳴音（２００〜２５０Ｈｚ）を低減する空気入りタイヤを提供することである。しかし、上述の特許文献１および特許文献２で提案されている方法では、タイヤの材質を一部だけ変更したり、補強層を設ける工程を付加したりするため、製造工程が煩雑で複雑化するという問題やタイヤ重量が増大するという問題がある。
【０００６】
図２は、従来のカーカス構造を有する空気入りタイヤを示す図である。図２における空気入りタイヤ１１１は２枚のカーカス層１２１および１２２は積層された状態で、トレッド部１１２から左右両側のサイドウォール部１１３を経由してビード部１１８まで延伸し、さらにビード部１１８の下部を構成するビードコア１１５で巻き上げられている。積層された２枚のカーカス層１２１および１２２のうち外側のカーカス層１２２はビードコア１１５で巻き上げられた後、ビード部１１８の上部を構成するビードフィラー１１６の外側（タイヤ幅方向）で係止され終端している。
【０００７】
内側のカーカス層１２１はビードコア１１５で巻き上げられた後、ビード部１１８の上部を構成するビードフィラー１１６の上端Ｑ２をさらに延伸しサイドウォール部１１３におけるタイヤ最大幅位置Ｒを越えた位置Ｑ３で終端する。このようなカーカス構造を有する空気入りタイヤ１１１の場合、タイヤ最大幅位置Ｒ付近は３層のカーカス構造になっているためタイヤ最大幅付近の剛性が増大しているので、空洞共鳴音が改善されている。一方、タイヤ最大幅位置Ｒより下部（タイヤ径方向内側）においても剛性が増大しているため、いわゆる縦バネ増大によって低周波（80Hz〜160Hz）ロードノイズが増大する。
【０００８】
図３は、従来のカーカス構造を有する空気入りタイヤを示す図である。図２における空気入りタイヤ１２０は２枚のカーカス層１２１および１２２は積層された状態で、トレッド部１１２から左右両側のサイドウォール部１１３を経由してビード部１１８まで延伸し、さらにビード部１１８の下部を構成するビードコア１１５で巻き上げられている。積層された２枚のカーカス層１２１および１２２のうち外側のカーカス層１２２はビードコア１１５で巻き上げられた後、ビード部１１８の上部を構成するビードフィラー１１６の外側（タイヤ幅方向）で係止され終端している。ここまでは図２と同様である。
【０００９】
内側のカーカス層１２１はビードコア１１５で巻き上げられた後、外側カーカス層１２２の終端部Ｑ１までは外側カーカス層１２２と一緒に積層された状態にあるが、この終端部Ｑ１の上方へ延伸しビードフィラー１１６の外側（タイヤ幅方向）で係止され終端する。すなわち、図３に示す内側カーカス層１２１はビードフィラーの上端Ｑ２より上方（タイヤ径方向外側）へは延伸していない。このようなカーカス構造を有する空気入りタイヤ１２０は、サイドウォール部１１３の最大幅位置Ｒより下側の部分において、縦剛性が増大しないため、すなわち縦バネ低下によって低周波ロードノイズは低減する。一方、タイヤ最大幅位置Ｒ付近の剛性は低下するため、空洞共鳴音（２００〜２５０Ｈｚ）が増大する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、図２および図３に示すカーカス構造を有する空気入りタイヤから得られた知見をもとにして、低周波（80Hz〜160Hz）ロードノイズを低減しつつ、しかも空洞共鳴音（２００〜２５０Ｈｚ）を低減する空気入りタイヤを提供する。具体的には以下の特徴を有する。
【００１１】
（１）本発明は、内側カーカス層および外側カーカス層の少なくとも２枚以上のカーカス層を備え、前記内側カーカス層は両端部をそれぞれ左右のビードコアに対してタイヤ内側から外側へターンアップされ、その端部がビードコア上端からビードフィラー上端の間に配されるとともに、前記外側カーカス層は両端部をタイヤ最大幅地点より下の位置までターンダウンされ、前記ビードフィラー上端部と前記外側カーカス層端部との間に間隔が空いていることを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１２】
（２）本発明は、上記に加えて、前記ビードフィラー上端部と前記外側カーカス層端部との間隔をＤ、および前記タイヤ最大幅地点の下部断面高さをSDHとするとき、0.2<D/SDH<0.4であり、また、前記タイヤ最大幅地点の下部断面高さをSDH、および前記外側カーカス層端部の断面高さをTDHとするとき、TDH/SDH<0.9であり、さらに、前記空気入りタイヤの断面高さをＳＨ、および前記タイヤ最大幅地点の下部断面高さをSDHとするとき、0.5<SDH/SH<0.7であることを特徴とする。
（３）本発明は、上記に加えて、前記カーカス層のコードが有機繊維より形成され、また、前記外側カーカス層のコード径が前記内側カーカス層のコード径より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記（１）に記載した構成要素によって、外側カーカス端部とフィラートップに間隔を設けることで、カーカス材を減らすことができるとともに、
タイヤ最大幅より下に外側カーカス端部を配し、腹の剛性を維持することで、空洞共鳴音と低周波RNを低減させることが出来る。また、（２）に記載した構成要素によって、ビードフィラー上端部と外側カーカス層端部との間隔が小さくなると低周波ロードノイズが悪化し、間隔が大きくなると低周波ロードノイズが良くなるが、空洞共鳴音抑制効果が薄まるため、0.2<D/SDH<0.4であれば、最も性能を発揮できる。また、TDHはSDHより下部にないと局所剛性（腹）が十分に確保できず、空洞共鳴音の改善効果が薄くなる。タイヤ最大幅地点を高く取ることで、空洞共鳴音を維持したまま、縦剛性減による低周波ロードノイズ低減が可能となる。さらに0.7より大きく取るとカーカスラインに無理が生じるので良くない。（３）に記載した構成要素によって、カーカス層のコードはスチールなどの金属よりもポリエステル、レーヨンなどの有機繊維から成る方が縦剛性低減やタイヤ重量軽減の面から好ましい。また、内側カーカスに比べて、張力の低い外側カーカス層を高モジュラス・高剛性化することによって、空洞共鳴音の低減に有効である。さらに、上記の効果に加えて、本発明は特別の補強層等を用いないので、従来の工程を増大することもなく、従来の製造ラインを使用できるので、経済的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の空気入りタイヤにおける実施形態を示す図である。
【図２】図２は、従来のカーカス構造を有する空気入りタイヤを示す図である。
【図３】図３は、従来のカーカス構造を有する別の空気入りタイヤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、図２および図３に示すカーカス構造を有する空気入りタイヤから得られた知見をもとにして、従来のカーカス構造を大幅に変更することなく、低周波ロードノイズを低減しつつ、しかも空洞共鳴音を低減する空気入りタイヤを提供するものである。ここで、低周波ロードノイズは路面の凹凸に起因するタイヤ振動が伝わって発生する80Hz〜160Hzの振動数を有し、空洞共鳴音はタイヤ内部に充填された空気の振動により発生する２００〜２５０Ｈｚ付近の振動数を有する音波である。これらの低周波ロードノイズおよび空洞共鳴音は、車室内に伝達されて乗員に不快感を与えるので低減化が要求される。
【００１６】
図１は、本発明の空気入りタイヤにおける実施形態を示す図である。本発明に使用される空気入りタイヤ１１は、トレッド部１２の左右両側にサイドウォール部１３およびビード部１８を有し、左右のビード部１８間に内側カーカス層および外側カーカス層の内外少なくとも２枚のカーカス層を備えている。（図１においては、タイヤ赤道面ＣＬより片側のみを示している。）トレッド部１２において、積層された少なくとも２枚のカーカス層２１、２２の外周側にベルト層１４が配置され、トレッド部１２の外表面にタイヤ周方向に延長する複数の主溝１７が設けられている。
【００１７】
タイヤ径方向内側に配される内側カーカス層２１はトレッド部１２から左右のサイドウォール部１３およびビード部１８に至り、左右のビード部１８のビードコア１５を巻き上げて（ターンアップして）、ビード部１８の上部を構成するビードフィラー１６まで延伸し、ビードフィラー１６内のＰ１で終端する。すなわち、内側カーカス層２１の左右両端部Ｐ１はビードコア１５の上端Ｑからビードフィラー１６の上端Ｐ２の間に配されるロウターンアップ（Low−TU）構造となっている。
【００１８】
一方、タイヤ径方向外側に配される外側カーカス層２２は、内側カーカス層２１の外側に積層されトレッド部１２から左右のサイドウォール部１３のタイヤ最大幅位置Ｒより下の位置まで延伸（ターンダウン）し、ビードフィラー１６の上端Ｐ２の上部Ｐ３で終端する。すなわち、外側カーカス層２２の左右両端部Ｐ３はサイドウォール部１３のタイヤ最大幅位置Ｒとビードフィラー１６の上端Ｐ２の間に配される。換言すれば、ビードフィラー１６の上端Ｐ２および外側カーカス層２１の端部Ｐ３との間隔が開いている。
【００１９】
すなわち、ビードフィラー１６の上端Ｐ２および外側カーカス層２１の端部Ｐ３との間はカーカス層が１枚（内側カーカス層２１のみ）であり剛性が増大しないため、縦バネ低下によって低周波ノイズが低減する。このように外側カーカス層２２の端部およびビードフィラー１６の上端（フィラートップ）Ｐ２の間に間隔を設けることによって、カーカス材を減らしながら低周波ロードノイズを低減することができる。また、タイヤ最大幅位置Ｒより下に外側カーカス層２１の端部Ｐ３を配し、タイヤ最大幅位置Ｒ付近は少なくとも２枚のカーカス層で被覆され、サイドウォール部１３の腹の剛性を維持することができるので、空洞共鳴音を低減することができる。尚、内側カーカス層の枚数については、上記のようにその端部がビードフィラー１６内で終端するロウターンアップ構造になっていれば何枚でも良い。また、外側カーカス層の枚数についても、上記のようにターンダウンの形状になっていれば何枚でも良い。
【００２０】
上述したように、本発明では外側カーカス層２２の端部Ｐ３は、サイドウォール部１３のタイヤ最大幅位置Ｒとビードフィラー１６の上端Ｐ２の間に配されるが、さらに、タイヤ最大幅位置Ｒの下部断面高さをＳＤＨ、外側カーカス層端部Ｐ３およびビードフィラー上端部Ｐ２の間隔（距離）をＤとすれば、０．２＜Ｄ／ＳＤＨ＜０．４であることが望ましい。外側カーカス層端部Ｐ３およびビードフィラー上端部Ｐ２の間隔Ｄは小さくなると縦剛性が余り低下しないので、低周波ロードノイズ（Ｒ／Ｎ）が悪化する。間隔Ｄが大きくなると、縦剛性が低下するので低周波Ｒ／Ｎが良くなるとともに、操縦安定性には有利になるが、外側カーカス層端部Ｐ３がタイヤ最大幅位置Ｒに近づくので、空洞共鳴音抑制効果が小さくなる。従って０．２＜Ｄ／ＳＤＨ＜０．４であれば、両者のバランスを確保でき最も性能を発揮でき、もっと好適にはＤ／ＳＤＨ≒０．３が良い。
【００２１】
外側カーカス層２２の端部Ｐ３はタイヤ最大幅位置Ｒより下部（タイヤ径方向内側）にないとタイヤ最大幅位置Ｒ付近の局所剛性を十分に確保できないので、空洞共鳴音の改善効果が小さくなる。従って、外側カーカス層２２の端部Ｐ３の断面高さをＴＤＨとしたとき、ＴＤＨ／ＳＤＨ＜０．９であることが望ましい。
【００２２】
さらに、タイヤ断面高さをＳＨとしたとき０．５＜ＳＤＨ／ＳＨ＜０．７であることが望ましい。タイヤ最大幅位置Ｒを高く（タイヤ径方向外側に）取ることによって、空洞共鳴音を維持したまま、縦剛性を減少させて低周波Ｒ／Ｎを低減することが可能となる。しかし、ＳＤＨ／ＳＨが０．７以上に大きく取ると、カーカスラインに無理な力が生じるので、好ましくはない。もっと好適には０．５５＜ＳＤＨ／ＳＨ＜０．６０が良い。尚、上述した各断面高さはビードヒールから計測したタイヤ径方向高さを言う。
【００２３】
内側カーカス層２１および外側カーカス層２２のコードはスチール等の金属よりも有機繊維から構成することによって、縦剛性を低減し低周波Ｒ／Ｎを小さくすることができる。有機繊維として、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどが好適に使用される。また、有機繊維の使用によってタイヤ重量も低減できる。
【００２４】
さらに、外側カーカス層２２のコード直径を内側カーカス層２１のコード直径よりも大きくすることによって、内側カーカス層に比べて張力の低い外側カーカス層を高モジュラス化しかつ高剛性化することができ、この結果空洞共鳴音の低減化を実現できる。コード直径として、たとえば、外側カーカス層が０．６〜０．８ｍｍ、内側カーカス層が０．４〜０．６ｍｍの範囲であることが望ましい。
【実施例】
【００２５】
タイヤサイズ215/50R1791V（ホイールサイズ１７ｘ７Ｊアルミホイール）の空気入りタイヤに空気圧230ｋPaを充填して試験車両（2.0ＬのFFミニバン）に装着して100km／時の速度で走行し、騒音計を車内に設置して低周波ロードノイズおよび空洞共鳴音を測定した。低周波ロードノイズは160Hzにおける音圧レベル（1/3オクターブバンド）をデシベルdB単位で表した。空洞共鳴音は225Hz付近の狭帯域ピークレベルをデシベルdB単位で表した。また、各試験について操縦安定性能（操安性）をパネラー１０人による官能評価を実施し、評点は従来タイヤを基準として従来タイヤと同程度を記号△（操安性が普通）、従来タイヤより良好な場合を記号○（操安性が良い）、従来タイヤより悪い場合を記号×（操安性が悪い）として表記した。
【００２６】
従来の空気入りタイヤとして、図３に示す２枚のカーカス層を積層したターンアップ構造を用いた。比較例の空気入りタイヤとして、２枚のカーカス層を有し、内側カーカス層はターンアップ構造であり外側カーカス層はターンダウン構造であるが、外側カーカス層の端部Ｐ３がビードフィラー上で終端するカーカス構造、すなわち外側カーカス層端部Ｐ３およびビードフィラー上端部Ｐ２の間隔（距離）Ｄを０としたものを用いた。
【００２７】
【表１】
2013237299.tif 000003
【００２８】
試験の結果を表１に示す。表１において、図１に示されるように、ＦＬＨはビードフィラー上端部Ｐ２の断面高さであり、カーカスコードはポリエステルコード（1670T/2、1100T/2）であり、ポリエステルディップ後のコード径は、1670T/2が0.68mm、1100T/2が0.55mmである。
【００２９】
Ｐ３とＰ２の間隔が開いていない（外側カーカスと内側カーカスがオーバーラップしている）比較例では、低周波ロードノイズが増大し、操縦安定性能も余り良くない。実施例１では、TDH/SDHが0.7であるから空洞共鳴音が改善されるが、Ｐ３とＰ２の間隔Ｄが小さいので低周波ロードノイズの改善は小さい。実施例２では、間隔Ｄが大きいので低周波ロードノイズが改善される。実施例３および実施例４では間隔Ｄが適度に設定されているので、空洞共鳴音および低周波ロードノイズともバランス良く改善されている。実施例５では、間隔Ｄが適度に設定されているがTDH/SHが１となっているので、空洞共鳴音の改善効果が小さい。実施例６および実施例７では間隔Ｄが適度に設定されているとともにTDH/SDHおよびSDH/SHも適度に設定されているので、空洞共鳴音および低周波ロードノイズとも最もバランス良く改善されている。特に実施例７では外側カーカス層のポリエステルコード径が内側カーカス層のポリエステルコード径より大きいので、特に空洞共鳴音の改善効果が大きい。
【００３０】
以上説明した様に本発明は、ターンアップ式内側カーカス層およびターンダウン式外側カーカス層の端部位置を最適化することによって、低周波ロードノイズを低減しつつ、しかも空洞共鳴音を低減する空気入りタイヤを提供したものである。尚、明細書のある部分に記載し説明した内容について記載しなかった他の部分においても矛盾なく適用できることに関しては、当該他の部分に当該内容を適用できることは言うまでもない。さらに、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことも言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、ハイブリッドカー（HV）や電気自動車（EV）以外の一般の自動車の空気入りタイヤにおいても適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１１・・・空気入りタイヤ、１２・・・トレッド部、
１３・・・サイドウォール部、１４・・・ベルト層、
１５・・・ビードコア、１６・・・ビードフィラー、
１７・・・主溝、１８・・・ビード部、
２１・・・内側カーカス層、２２・・・外側カーカス層、
１１１・・・空気入りタイヤ、１１２・・・トレッド部、
１１３・・・サイドウォール部、１１４・・・ベルト層、
１１５・・・ビードコア、１１６・・・ビードフィラー、
１１７・・・主溝、１１８・・・ビード部、
１２０・・・空気入りタイヤ、
１２１・・・内側カーカス層、１２２・・・外側カーカス層、
【図１】
2013237299.tif 000004
【図２】
2013237299.tif 000005
【図３】
2013237299.tif 000006