(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスを具えたタイヤ基体のカーカスの内側に、
発泡倍率が２００〜１０００％の発泡ゴムからなりかつタイヤ内腔に面する吸音層を設けるとともに、
前記吸音層は、トレッド部から両側のサイドウォール部へのびて終端する断面略馬蹄形状をなすとともに、その厚さがタイヤ赤道から両端部に向かって漸減することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記吸音層は、加硫により前記タイヤ基体に一体に設けられてなる請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態におけるタイヤ子午線断面において、
前記吸音層の体積Ｖａが、前記タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔体積Ｖｔの１〜２０％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記トレッド部は、前記カーカスの外側にベルト層を具えるとともに、前記吸音層は、タイヤ赤道での厚さＴｃと前記ベルト層の外端での厚さＴｂとの比（Ｔｂ／Ｔｃ）が０．２５よりも大かつ１より小であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記吸音層は、両端部がビードベースラインからタイヤ半径方向外側に１０mm以上の距離を隔てて終端することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中のロードノイズを低減しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、自動車の低騒音化、静粛化が望まれている。タイヤにより生じる騒音には様々なものがあるが、中でも荒れた路面を走行した際に、５０〜４００Hzの周波数範囲でいわゆる「ゴー」という音が生じるロードノイズは車室内でのこもり音となり乗員に不快感を与える。種々の実験によって、このようなロードノイズは、タイヤとリムとにより囲まれるタイヤ内腔が気柱となって空気が空洞共鳴（約２５０〜３００Hz付近）していることが大きな原因となっていることが分かっている。従ってロードノイズを低減するためには、このようなタイヤ内腔の空洞共鳴を抑制することが重要となってくる。
【０００３】
このような空洞共鳴を抑制するものとして、例えば特開昭６３−１３７００５号公報が提案されている。このものは、タイヤ内腔にリムからのびる遮蔽体を取付けて共鳴を抑制することを開示している。しかしながら、このような遮蔽体はいずれもリムからタイヤ半径方向に立ち上がった状態で配置ないし組み込まれるため、タイヤをリムに組み難くするなどの不具合があった。
【０００４】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、リム組性などを損なうことなく、しかも簡易な構成によりタイヤ内腔での空洞共鳴を減じロードノイズなどを効果的に低減しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスを具えたタイヤ基体の前記カーカスの内側に、発泡倍率が２００〜１０００％の発泡ゴムからなりかつタイヤ内腔に面する吸音層を設けたことを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００６】
なお前記「発泡倍率」は、発泡前のゴムの比重ｄｏに対する発泡後のゴムの比重ｄ１の比ｄｏ／ｄ１から１を減じかつその値１００に乗じたもの、即ち
｛ｄｏ／ｄ１−１｝×１００
によって表されるものとする。
【０００７】
また請求項１記載の発明は、前記吸音層は、トレッド部から両側のサイドウォール部へのびて終端する断面略馬蹄形状をなすとともに、その厚さがタイヤ赤道から両端部に向かって漸減することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記吸音層は、加硫により前記タイヤ基体に一体に設けられたことを特徴としている。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態におけるタイヤ子午線断面において、前記吸音層の体積Ｖａが、前記タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔体積Ｖｔの１〜２０％であることを特徴とする。
【００１０】
また請求項４記載の発明は、前記トレッド部は、前記カーカスの外側にベルト層を具えるとともに、前記吸音層は、タイヤ赤道での厚さＴｃと前記ベルト層の外端での厚さＴｂとの比（Ｔｂ／Ｔｃ）が０．２５よりも大かつ１より小であることを特徴としている。
【００１１】
また請求項５記載の発明は、前記吸音層は、両端部がビードベースラインからタイヤ半径方向外側に１０mm以上の距離を隔てて終端することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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には本実施形態の空気入りタイヤ１を正規リムｒにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態の断面図を例示している。前記「正規リム」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、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。また、「正規内圧」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空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。
【００１３】
図において空気入りタイヤ１は、タイヤ基体１０と、このタイヤ基体１０の内側に配されかつタイヤ基体１０と一体化した吸音層１１とから構成され、本実施形態では乗用車用かつチューブレスタイプのものを示す。なお吸音層１１は、図１に示す断面形状がタイヤ周方向に連続している。
【００１４】
前記タイヤ基体１０は、トレッド部２と、このトレッド部２の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３、３と、このサイドウォール部３の内端に連なりかつリムｒに着座するビード部４、４とを有したトロイド状をなす。またタイヤ基体１０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に埋設されたビードコア５に至るトロイド状のカーカス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とを具えている。また本例のタイヤ基体１０は、前記カーカス６の内側に空気を透過しにくいインナライナゴム層９が設けられ、このインナライナ層９がタイヤ基体１０の内側面を構成している。
【００１５】
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７５゜〜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から構成されている。前記カーカスコードは、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、アラミドなどの有機繊維コードが好適である。またカーカスプライ６Ａ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に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有し、本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、例えばビードコア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が配される。
【００１６】
前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば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している。なお、タイヤ半径方向内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成され、その端部がベルト層７の外端７ｅをなす。
【００１７】
前記吸音層１１は、発泡倍率が２００〜１０００％の発泡ゴムからなり、本例では前記インナライナ層９の内側面に配されている。これにより吸音層１１は、空気入りタイヤ１とリムとが囲む空腔部分であるタイヤ内腔ｉに面して設けられる。このような吸音層１１は、タイヤ基体１０からの振動がタイヤ内腔ｉの空気へ伝達されるのを防ぐとともに、タイヤ内腔ｉで生じる空気の振動エネルギーを吸収、緩和し、空洞共鳴によるロードノイズを低減しうる。また吸音層１１は、タイヤ基体１０の内側に一体化されているため、リム組み時の妨げになることもない。
【００１８】
発明者らの種々の実験の結果、吸音層１１に用いる発泡ゴムの発泡倍率が２００％未満になると、発泡ゴムの空孔部分が少なくなり上述の吸音効果が得られないことが分かった。また発泡ゴムの発泡倍率が１０００％を超えると、成型性が悪く、後述するが本実施形態のようにタイヤ基体１０と一体で加硫成形する場合にはタイヤ基体１０をいびつに変形させ易くなる。特に好ましくは前記発泡倍率を２３０〜９００％、より好ましくは３００〜５００％とするのが望ましい。なお、発泡ゴムは、独立気泡と連続気泡とが混在した多孔質体で形成されている。
【００１９】
また本実施形態の吸音層１１は、加硫により前記タイヤ基体１０の内側に一体化されたものを例示している。これにより、より強固に吸音層１１をタイヤ基体１０に固着でき、耐久性などを高めるのに役立つ。このような空気入りタイヤ１は、タイヤ基体１０の生カバーを成形後、或いは生カバーの成形と同時に吸音層を構成する発泡ゴムシートをインナライナ層９の内側に貼着しておき、常法に従って加硫すれば良い。これにより、タイヤ基体１０を加硫成形しつつ吸音層１１を発泡させながらタイヤ基体１０の内側に強固に加硫接着しうる。ただし、吸音層１１をタイヤ基体１０に一体化させる方法は、このような加硫に限定されるものではなく、接着剤等を用いるものでも良い。
【００２０】
吸音層１１を構成する発泡ゴムの材料は、特に限定はされないが、タイヤ基体１０の内側のゴムと接着性が良いゴム材を用いるのが望ましい。本実施形態では、タイヤ基体１０のインナライナ層９がブチル系のゴムから構成されているため、吸音層１１にも同種のブチル系のゴムを使用している。この場合、タイヤ内腔ｉの空気がより漏洩し難くなる点で好ましいものとなる。なお本実施形態のタイヤ基体１０には、すでに前記インナライナ層９が設けられているため、該吸音層１１自体に空気非透過性を持たせる必要はない。従って、吸音層１１のゴム材には、ブチル系のゴム以外にも、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム又はクロロプレンゴム等の材料を１種又は２種以上を混合してを用いることもできる。
【００２１】
このような吸音層１１は、タイヤ基体１０の内側に配されていれば特にその配設位置は問わないが、タイヤ基体１０のトレッド部２から両側のサイドウォール部３へのびて終端する断面略馬蹄形状とする。このような吸音層１１は、外部からの振動入力が大きいトレッド部２、サイドウォール部３で振動の吸収緩和をなしうるため、効果的にロードノイズを低減することができる。
【００２２】
また吸音層１１の両端部１１ｅは、ビードベースラインＢＬからタイヤ半径方向外側に１０mm以上の距離ｈを隔てて終端するのが望ましい。これにより、リム組み時、リムフランジｒｆ等が吸音層１１に接触することによる傷付き、あるいは剥離等を防止するのに役立つ。特に好ましくは、前記距離ｈを１５〜３０mm、さらに好ましくは２０〜２５mm程度確保するのが望ましい。
【００２３】
また本実施形態の吸音層１１は、前記正規状態におけるタイヤ軸を含む子午線断面において、その厚さがタイヤ赤道Ｃから両端部１１ｅに向かって漸減するものを例示している。より具体的には、吸音層１１は、そのタイヤ赤道Ｃでの厚さＴｃと、ベルト層７の外端７ｅでの厚さＴｂと、タイヤ最大巾位置Ｍでの厚さＴｍとにおいて、各厚さの比（Ｔｂ／Ｔｃ）、（Ｔｍ／Ｔｂ）が次の関係を満たしている。
０．２５＜（Ｔｂ／Ｔｃ）＜１．０
０≦（Ｔｍ／Ｔｂ）＜０．５
特に好ましくは、
０．６≦（Ｔｂ／Ｔｃ）≦０．８
０．２≦（Ｔｍ／Ｔｂ）≦０．４
とする。とりわけ、吸音層１１のタイヤ赤道Ｃでの厚さＴｃは、例えばタイヤ基体１０のタイヤ赤道Ｃでの厚さよりも大とし、特に好ましくは１５〜３０mm程度、さらに好ましくは２０〜２５mm程度とするのが望ましい。なお吸音層１１の厚さは、ベルト層７の外端７ｅ間では、タイヤ半径方向の厚さとして測定し、前記外端７ｅよりも外側ではカーカス６と直角に測定する。
【００２４】
発明者らは、タイヤ基体１０の３００Ｈｚ前後の周波数応答関数測定を行った。タイヤの周波数応答関数測定は、公知のように加振器からの振動をロードセルを介してタイヤ基体１０に伝播させ、該タイヤ基体１０の振動を加速度センサを用いてタイヤ周方向及びタイヤ子午線方向に夫々１０mm間隔で測定する。そして、この測定を音域周波数の全域に亘って実施し、その測定結果を周波数分析器によって分析し、その結果から２次共振周波数に近似した約３００Ｈｚの振動モード（モードアニメーション）を図２のごとく得た（タイヤ赤道Ｃより右半分）。
【００２５】
図２の振動モードから明らかなように、トレッド部２のタイヤ赤道付近は、振幅が大きい振動の腹となる。従って、この部分に、厚さが大の吸音層１１を配することによって、効果的に空洞共鳴の吸収効果を発揮できる。吸音層１１による振動減衰効果は、その厚さとほぼ比例するためである。また、トレッド部２は通常、外部からの振動が最も大きく入力されるため、厚さが大の吸音層１１は、このような直接的な振動の吸収緩和にも役立つ。つまり、本実施形態の吸音層１１では、タイヤ内腔ｉでの空洞共鳴と、路面からトレッド部２に入力されリムｒへと伝わる振動の伝達特性の双方を改善することができる。
【００２６】
また本実施形態のように、吸音層１１を加硫により発泡させかつタイヤ基体１０に一体化する場合、発泡ゴムは加硫時に発泡し形状が変形する。従って、ベルト層７のような高弾性の部材によって補強されていない部分、即ちバットレス部ＢＴやサイドウォール部２において吸音層１１の厚さが大きいと、該部分が発泡ゴムの変形に追従して大きく歪み、正常なタイヤ形状を確保し得ない場合がある。これに対して、本実施形態のような厚さの分布を具える吸音層１１では、かかる不具合を効果的に防止できる。
【００２７】
また前記正規状態におけるタイヤ子午線断面において、吸音層１１の体積Ｖａが、前記タイヤ基体１０とリムｒとが囲むタイヤ内腔体積Ｖｔの１〜２０％であることが望ましい。図３には、前記比（Ｖａ／Ｖｔ）と、軸力の振動レベル（吸音層を設けていない空気入りタイヤの振動レベルを基準値とし、それに対する差）との関係を示すグラフである。図３から明らかなように、吸音層１１の体積Ｖａが、タイヤ内腔体積Ｖｔの１％以上になると２ｄＢ以上の効果が得られていることが分かる。逆に吸音層１１の体積Ｖａが、タイヤ内腔体積Ｖｔの２０％を超えても、振動低減効果は頭打ちとなるばかりかタイヤ重量の増加を招きやすい。よって、特に好ましくは吸音層１１の体積Ｖａを、タイヤ内腔体積Ｖｔの１０〜２０％であることが望ましい。
【００２８】
なお上記各実施形態では、乗用車用空気入りタイヤを例に挙げ説明したが、本発明はこれ以外にも、例えばトラック用タイヤや自動二輪車用タイヤなど種々のカテゴリのタイヤに適用しうるのは言うまでもない。
【００２９】
【実施例】
サイズが１９５／６５Ｒ１５である図１に示す空気入りタイヤを表１の仕様に基づいて試作し、吸音層の外観、耐久性、その他基本的なタイヤ性能についてテストを行った。テスト内容及びテスト結果は、次の通りである。
【００３０】
ａ）吸音層の耐久性
供試タイヤをリム（１５×６ＪＪ）にリム組みしかつ内圧（２１０ｋＰａ）を充填するとともに、排気量２０００cm3 の国産乗用車の四輪に装着して３００００ｋｍ走行後の吸音層の状態を目視により確認した。
【００３１】
ｂ）ロードノイズ
上記車両の運転席左耳許位置にマイクを設置し、荒れた乾燥アスファルト路面を時速６０ｋｍで走行したときのオーバオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定し、従来例を基準とした騒音差として示している。従って、マイナス表示は従来例１からのロードノイズの低減値を示す。
【００３２】
ｃ）操縦安定性、乗り心地
上記車両でテストコース内をドライバー１名乗車で走行して官能評価した。従来例１を６とする１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。
【００３３】
【表１】
0003974437.tif 000002
0003974437.tif 000003
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の空気入りタイヤでは、タイヤ基体のカーカスの内側に、発泡倍率を限定したゴムからなりかつタイヤ内腔に面する吸音層を設けたことにより、リム組み作業性を損なうことなく、タイヤ回転中のタイヤ内腔の空洞共鳴を抑制でき、ひいてはロードノイズを低減しうる。
【００３５】
また請求項２記載の発明のように、前記吸音層を、加硫により前記タイヤ基体に一体に設けたときには、接着強度を高め剥離等を防止するなど耐久性を高めつつ生産性をも向上しうる。
【００３６】
また請求項３記載の発明のように、タイヤ子午線断面において、吸音層の体積Ｖａが、タイヤ基体とリムとが囲むタイヤ内腔体積Ｖｔの１〜２０％であるときには、タイヤ重量の大幅な増加等を招くことなくより効果的にロードノイズを低減しうる。
【００３７】
また請求項４ないし５記載の発明のように、吸音層が、トレッド部から両側のサイドウォール部へのびて終端する断面略馬蹄形状をなすとともに、その厚さがタイヤ赤道から両端部に向かって漸減するときには、空洞共鳴時、振幅が大きい振動の腹となるトレッド部で、効果的に空洞共鳴の吸収効果を発揮できる。またトレッド部は通常、外部からの振動が最も大きく入力されるため、この部分に厚さが大の吸音層を配することにより、直接的な振動の吸収緩和にも役立つ。このように吸音層は、タイヤ内腔での空洞共鳴と、路面からトレッド部に入力されリムへと伝わる振動の伝達特性の双方を改善しうる。
【００３８】
また請求項６記載の発明のように、吸音層は、両端部がビードベースラインからタイヤ半径方向外側に１０mm以上の距離を隔てて終端するときには、リム組み時に吸音層がリムフランジ等が吸音層に接触することによる傷付き、あるいは剥離等を防止するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】振動モードを例示する略図である。
【図３】振動レベルと吸音層の体積との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  空気入りタイヤ
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
７  ベルト層
１０  タイヤ基体
１１  吸音層
ｉ  タイヤ内腔
【図１】
0003974437.tif 000004
【図２】
0003974437.tif 000005
【図３】
0003974437.tif 000006