(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向直角に多数のコードを配列したカーカスプライが１対のビードコアの間をトロイド状に跨がり、該カーカスプライのクラウン部外側にベルトプライが配置し、該ベルトプライの外側をトレッドゴムで被覆し、カーカスプライのサイド部の外側をサイドゴムで被覆した扁平率が５５％以下のラジアル構造の空気入りタイヤにおいて、サイド部にタイヤ断面高さＬの３０％から４０％までの間に位置する範囲Ｉと４０％から７０％までの間に位置する範囲ＩＩを定め、範囲ＩＩの外面ゴムのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を範囲Ｉより大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
範囲Ｉの外面ゴムの厚さがトレッド部ゴム厚さＴの０．２５〜０．４５倍、範囲ＩＩの外面ゴム厚さがトレッド部ゴム厚さの０．５０〜０．７５
倍である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
範囲ＩＩは範囲Ｉより密度が大きいサイドゴムでなる請求項１、２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
範囲ＩＩのカーカスプライとサイドゴムとの間にスチールコードプライを配置した請求項１、２または３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、乗用車用空気入りタイヤ、特に扁平率が５５％以下のロードノイズが低減された空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来技術】
自動車の高級化に伴って居住性の向上が強く要望されるようになり、特に扁平率が５５％以下の空気入りタイヤを装着し、高速で走行する機会が多い乗用車のロードノイズの低減が強く望まれている。主としてロードノイズは、路面の凹凸によりタイヤが振動し、この振動が車軸、サスペンションなどの伝播経路を通り、車室内で発生する周波数１００〜４００Ｈｚの騒音である。周波数１００〜２００Ｈｚのロードノイズについては、トレッド部のゴム厚みを大にする、カーカス剛性を小さくすることにより低減する方法が古くから講じられていた。しかし周波数が２００〜４００Ｈｚのロードノイズは上記方法によって低減できない。
【０００３】
一般に２００〜４００Ｈｚの周波数帯域のタイヤの振動は、両端がビードコアに係止されたカーカスプライのコードを共振させて両端を固定した絃のように定在波を作らせ、子午線方向に振動モードを形成していることは公知である。古くから繁用されている扁平率が６０％以上のタイヤは、ビード部のラジアル方向外側端部分とバットレスが定在波の腹になり、ベルト端と最大幅位置が節になると言われており、腹になる部分の質量分布を大きくして振動しにくくすれば、ロードノイズを小さくすることができる。このような考えに基づいてタイヤサイド部のタイヤ断面高さの１／５〜４／５の位置に密度がサイドゴムの１１０％以上である振動防止部材を設ける方法（特開平４−４３１０７）、サイドゴム表面の最大カーカス断面幅位置より半径方向外側に環状凸部を設ける方法（特開平９−１０９６２１）、サイドゴム表面の最大カーカス断面幅位置より半径方向内側に環状凸部を設ける方法（特開平９−１０９６２２）が提案された。発明者は、サイズ２１５／４５Ｒ１７のタイヤについて、特開平９−１０９６２１記載の方法でロードノイズの低減を試みたが、逆に増大し、限定された範囲でのみ有効な手段になることが分かった。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
扁平率が５５％以下の超扁平タイヤは、扁平率が６０％以上の古くから使用されていた繁用タイヤと比較して、トレッド部の幅が大きく、サイド部の子午線方向の幅が小さく、カーカスの最大幅位置の曲率半径が大きく、サイド部の幅に対してビード部が大きくなっていて断面形状が大きく異なる。振動の挙動も異なると予想され、振動モードの解析を行って次の知見を得た。すなわち、扁平率が５５％以下のタイヤの周波数約３５０Ｈｚ付近のタイヤ振動モードは、カーカスの最大幅位置からベルト端までの高さの約８０％の位置、所謂バットレス部及びトレッドの端からトレッド幅の約３０％タイヤ中心側に入った位置のそれぞれが定在波の節になり、トレッドの端からトレッド幅の約１０％入った位置、所謂トレッドショルダーとカーカスの最大幅位置付近が腹になるモード（以下、バットレス部とトレッドの端からトレッド幅の約３０％入った位置が定在波の節になり、トレッドショルダー及びカーカスの最大幅位置付近が腹になる振動モードを断面２次モードと言う）であり、扁平率が６０％以上のタイヤと節、腹が出現する位置が異なることが分かった。ロードノイズとの関係を確認するため、サイズ２１５／４５Ｒ１７のタイヤのサイド部の表面に幅８mm、厚み４mmのゴムテープをラジアル方向に位置を変えて環状に貼った試験タイヤを準備し、それぞれについて、図２にシステム図で示す測定装置を用いてタイヤトレッドセンター部に入力したときのタイヤサイド部のイナータンス（加速度応答／入力）を測定した。測定の結果テープを貼らないタイヤと比較して、バットレス部にテープを貼ったタイヤは２００〜４００Ｈｚの平均イナータンスが０．５ｄＢ大きくなり、カーカスの最大幅位置付近にテープを貼ったタイヤは１．６ｄＢ小さくなり、リムフランジ離反点からカーカスの最大幅位置高さまでの間にテープを貼ったタイヤは不変であることが分かった。
【０００５】
本発明は、タイヤサイド部の形状を適正化することにより、重量が大きく増加することなく、周波数帯域２００〜４００Ｈｚのロードノイズが低減された扁平率５５％以下の空気入りタイヤを提供することを目的にしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
２００〜４００Ｈｚ周波数帯域のタイヤ断面２次モードの腹になる位置のラジアル方向単位長さ当たりの質量を他の位置より大きくして慣性が大になるようにし、振動しても振幅が大きくならないようにすれば、路面の凹凸により振動の強制入力を受けても、タイヤが共振しにくくなるのでロードノイズが小さくなる。ロードノイズを低減するためにサイドゴムを部分的に重くしたことによりタイヤ重量が大になって燃費が悪化するのを、部分的に質量を変えてもロードノイズが変化しない位置のゴム厚みを小さくして腹になる位置の質量の増大を相殺または軽減して防止する。
【０００７】
すなわち本発明は、タイヤ周方向直角に多数のコードを配列したカーカスプライが１対のビードコアの間を跨がって断面馬蹄形のトロイド状をなし、該カーカスプライのクラウン部外側にベルトプライが配置し、該ベルトプライの外側をトレッドゴムで被覆し、カーカスプライのサイド部の外側をサイドゴムで被覆した扁平率が５５％以下のラジアル構造の空気入りタイヤにおいて、サイド部のタイヤ断面高さＬの３０％から４０％までの間に位置する範囲Ｉと４０％から７０％までの間に位置する範囲ＩＩを定め、範囲Ｉはカーカスプライ内に配列したコード外面からサイドゴム表面までの外面ゴム厚さをトレッド部ゴム厚さＴの０．２５〜０．４５倍にし、範囲ＩＩは外面ゴム厚さをトレッド部ゴム厚さの０．５０〜０．７５倍にするか、または／及び範囲ＩＩのサイドゴムを範囲Ｉより密度が大きいゴムで形成するか、または／及び範囲ＩＩのカーカスプライとサイドゴムとの間にスチールコードプライを配置して、外面ゴムのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を範囲Ｉより大きくした空気入りタイヤである。
【０００８】
乗用車用タイヤのカーカスプライのサイド部に貼られるサイドゴムは、通常リムストリップに接着される部分とその近傍及びトレッドゴムに接着される部分とその近傍を除いて、厚みが全体にわたってほぼ一様になっている。サイドゴムの厚みは、縁石などとの接触によるカーカスプライの損傷、カーカスプライのコード配列の凹凸がサイドゴム表面に縞模様となって表れるサイド凹凸などの発生を防止するのに必要な厚み、重量、コストを勘案して経験的に決められ、一般的にトレッド幅の中心で測定したトレッド部ゴム厚みの約０．４倍程度にされる。範囲ＩＩは、サイドに出現する断面２次モードの腹を持ち、外面ゴム厚みをトレッド部ゴム厚みの０．５０〜０．７５倍にし、従来タイヤのサイド部外面ゴム厚みより厚くする。範囲ＩＩの外面ゴム厚みが０．５０倍より薄い場合はロードノイズ低減作用が小さく、０．７５倍より厚くしても厚みの増加に見合ったロードノイズ低減効果が奏されず、重量が増加するだけである。外面ゴム厚みを従来タイヤより厚くして振動しにくくした範囲ＩＩをタイヤ断面高さＬの４０％よりラジアル方向内側または７０％より外側に設けた場合、断面２次モードの腹になる位置が範囲ＩＩから乖離するためロードノイズ低減作用が生じない。尚、サイド部の外面ゴム厚みはカーカスプライのコード表面からサイドゴム表面までの厚みを指し、トレッド部ゴム厚みはベルトのコード被覆ゴムを含んだトレッド部のゴム厚みである。タイヤ断面高さは、ノミナルリム径を基準にしてそこからの離隔距離であって、リム組したタイヤの外径を測定し、外径からリムのノミナルリム径を減じた差に１／２を乗じて求めた値である。範囲Ｉ及び範囲ＩＩの高さはタイヤ断面高さと同様にノミナルリム径からの離間距離で表される。範囲Ｉは、サイドゴムが部分的に薄くなってもロードノイズの増減に影響せず、タイヤが縁石などに接触したときに損傷を受けにくい位置であるので、外面ゴム厚みを従来のサイド部より薄くすることができ、トレッド部ゴム厚みＴの０．２５〜０．４５倍にする。トレッド部ゴム厚さの０．２５倍より薄くなればサイド凹凸が発生しやすくなり、０．４５倍より厚くなればタイヤ重量が減少されない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、リムに着座した本発明の空気入りタイヤの左半分の断面図である。リム２に着座した空気入りタイヤ１は、多数のコードがタイヤ周方向に対し直角に配列したコード層の両面をゴム被覆したカーカスプライ３が一対のビードコア６の間を跨がって端をビードコア６に係止した断面馬蹄形のトロイド状の形状を有し、カーカスプライ３のクラウン部外側にベルトプライの２層でなるベルト４を布設し、その外側とカーカスプライのクラウン部のベルトが包囲していない部分をトレッドゴム５で被覆し、カーカスプライのサイド部の外側をサイドゴム７で被覆してなる。サイド部のタイヤ断面高さＬの３０％から４０％高さの間に位置して環状の溝をなす範囲Ｉ８を設け、タイヤ断面高さＬの４０％から７０％高さの間に位置して環状突起をなす範囲ＩＩ９を設ける。範囲Ｉの外面ゴム厚みｔ1 はトレッド部ゴム厚みＴの０．２５〜０．４５倍にされ、範囲ＩＩの外面ゴム厚みｔ2はトレッド部ゴム厚みＴの０．
５０〜０．７５倍にされる。範囲ＩＩは環状突起にされるのが好ましいが、環を部分的に切断した形状の突起にされてもよい。範囲ＩＩの外面を形成するゴムに残余部分を形成するゴムより密度が高くされたものを用いることができる。また、スチールコード層をカーカスプライとサイドゴムの間に配置して外面ゴムのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を大きくすることもできる。
【００１０】
【実施例】
範囲Ｉ及び範囲ＩＩの外面ゴムを表１に示したトレッド部ゴム厚みに対する比で表した厚みにしてサイズ２１５／４５Ｒ１７のラジアル構造の空気入りタイヤを試作した。試作タイヤの重量を測定した。測定結果を表１に従来タイヤを１００とした指数で示した。次いで下記に示す方法でトレッド加振時のサイドウオール応答の２００〜４００Ｈｚのパーシャルレベルを測定した。測定結果を表１に従来タイヤを基準にしてそれに対する振動伝達率の増減で示した。値が小さい程好ましい。（値が負の場合は、絶対値が大きいほど好ましい）
【００１１】
【表１】
0004331338.tif 000002
【００１２】
トレッド加振時のサイドウオール応答のレベル測定方法：
図２にシステム図が示される試験装置の加振器をゴムで吊られた被試験タイヤのトレッドセンターに当てて周波数を１０００Ｈｚまで増加しながらラジアル方向に加振し、タイヤサイド部のインナータンスを計測した。
【００１３】
最大断面幅位置よりラジアル方向内側でタイヤサイド部に環状突起を設けてロードノイズを小さくした構造の従来タイヤと比較して、実施例タイヤはいずれも振動伝達率が減少し、範囲ＩＩのゴム厚みが大きくなるほど振動伝達率の減少が大きくなる。実施例１、２、３、比較例１の対比から範囲Ｉのゴム厚みの変化の振動伝達率に及ぼす影響は小さいことが分かる。従来タイヤと範囲Ｉのゴム厚みを同じにし、範囲ＩＩのゴム厚みを大にした比較例１は振動伝達率が大きく低下するが、タイヤ重量が増加するので好ましくない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、扁平率が５５％以下の空気入りタイヤの断面２次モードの振動の腹になる位置、言い換えればタイヤサイド部上のタイヤ断面高さの４０％から７０％の間にある位置に設けた範囲ＩＩのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を大きくすることにより、ロードノイズが低減するとともに、タイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当りの質量が変化してもロードノイズの増減に殆ど影響せず、しかも縁石などに接触しても外傷を受けにくいタイヤ断面高さの３０〜４０％に位置する範囲Ｉの外面ゴム厚みを薄くすることにより、タイヤ性能が損われることなく、範囲ＩＩのタイヤ内面の単位ペリフェリ長さ当たりの質量を大きくしたためのタイヤ重量の増加が相殺、または少なくされて燃費の悪化が防止される効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、リムに着座した本発明の空気入りタイヤの左半分の断面図である。
【図２】図２は、振動伝達率を測定する装置のシステム図である。
【符号の説明】
１    空気入りタイヤ
２    リム
３    カーカスプライ
４    ベルト
５    トレッドゴム
６    ビードコア
７    サイドゴム
８    範囲Ｉ
９    範囲ＩＩ
Ｔ    トレッド部ゴム厚み
Ｌ    タイヤ断面高さ
ｔ1    範囲Ｉの外面ゴム厚み
ｔ2    範囲ＩＩの外面ゴム厚み
【図１】
0004331338.tif 000003
【図２】
0004331338.tif 000004