(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本体部に前記ビードコアの回りで折り返された折返し部を連設したカーカスを有する空気入りタイヤであって、
正規リムにリム組みしたタイヤに正規内圧を充填しかつ無負荷である正規状態の前記ビード部の外面は、リムフランジ高さＨｆの範囲において、リムフランジと接触するフランジ接触面と、このフランジ接触面のタイヤ半径方向外側に位置しかつ前記リムフランジとは非接触となるフランジ非接触面とを含み、
かつ前記フランジ非接触面のタイヤ半径方向内端Ａは、前記フランジ接触面のタイヤ半径方向の外端Ｂとの間に２〜５mmの距離ｄをタイヤ内腔側へ隔てる段差部を介するとともに、
前記フランジ接触面の前記外端を、ビードベースラインＢＬからリムフランジ高さＨｆの０．５〜０．８倍の範囲に位置させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記フランジ接触面は、少なくともビードコアのタイヤ半径方向外側面からタイヤ半径方向外側に振動吸収ゴムを用いて形成されるとともに、前記振動吸収ゴムは、複素弾性率Ｅ* が２．３〜３．２（ＭＰａ）、かつ損失正接ｔａｎδが０．１３〜０．１６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３】
前記ビード部は、前記正規状態において、前記カーカスの本体部がタイヤ軸方向外側に突出しかつ最大突出部がビード部の曲げ中立軸に近づく湾曲凸部を設けるとともに、この湾曲凸部の前記最大突出部を、前記リムフランジよりもタイヤ半径方向外側に位置させたことを特徴とする請求項１又は２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、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】
タイヤが関係する騒音の一つにロードノイズがある。このロードノイズは、比較的荒れた路面を車両が走行するときに、車室内で発生する「ゴー」という不快な音である。このロードノイズは、路面の凹凸がタイヤを振動させ、さらにこの振動がリム、車軸、サスペンション、車体などに順次伝播し、車室内で聴取される。
【０００３】
このロードノイズには、２つのタイヤ特性が大きく影響する。第一はタイヤ表面への振動の入力系であり、もう一つはタイヤからリムへの伝播系である。近年、車室内の居住性向上を図るべくこのロードノイズ低減を図る手法が種々提案されており、例えば前記入力系の改善として、トレッド面に柔軟なゴムを用いるほかカーカスの折り返し高さを低くするなど、タイヤのエンベロープ特性（路面の突起包み込み能力）を向上させることが提案されている。
【０００４】
また、前記伝播系の改善としては、例えば特開平３−２００４０７号公報のようにビード部に振動吸収性に優れたゴムを設けることにより、リムからタイヤへの振動伝達を減じるものなどが知られている。
【０００５】
ところが、これらの方法は未だ十分なロードノイズ低減効果が得られていないのが現状である。本発明は、リムフランジ高さの範囲において、ビード部の外面をリムフランジと接触するフランジ接触面と、このフランジ接触面のタイヤ半径方向外側に位置しかつ前記リムフランジとは非接触となるフランジ非接触面との間に段差部を介在させることを基本として、タイヤの横バネを効果的に低下させ、ひいてはロードノイズを低減しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、前記タイヤの横バネ定数の低下とともにフランジ接触面を振動吸収性に優れたゴムにて構成することを基本として、振動の伝播系をも改善でき、より一層ロードノイズを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。
【０００７】
さらに請求項３記載の発明では、ビード部において、カーカスがタイヤ軸方向外側に突出しかつ最大突出部がビード部の曲げ中立軸に近づく湾曲凸部を設けることを基本として、タイヤの横バネをさらに効果的に減じ、より一層ロードノイズを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。
【０００８】
【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本体部に前記ビードコアの回りで折り返された折返し部を連設したカーカスを有する空気入りタイヤであって、正規リムにリム組みしたタイヤに正規内圧を充填しかつ無負荷である正規状態の前記ビード部の外面は、リムフランジ高さＨｆの範囲において、リムフランジと接触するフランジ接触面と、このフランジ接触面のタイヤ半径方向外側に位置しかつ前記リムフランジとは非接触となるフランジ非接触面とを含み、かつ前記フランジ非接触面のタイヤ半径方向内端Ａは、前記フランジ接触面のタイヤ半径方向の外端Ｂとの間に２〜５mmの距離ｄをタイヤ内腔側へ隔てる段差部を介するとともに、前記フランジ接触面の前記外端を、ビードベースラインＢＬからリムフランジ高さＨｆの０．５〜０．８倍の範囲に位置させたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記フランジ接触面は、少なくともビードコアのタイヤ半径方向外側面からタイヤ半径方向外側に振動吸収ゴムを用いて形成されるとともに、前記振動吸収ゴムは、複素弾性率Ｅ* が２．３〜３．２（ＭＰａ）、かつ損失正接ｔａｎδが０．１３〜０．１６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である。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、前記ビード部は、前記正規状態において、前記カーカスの本体部がタイヤ軸方向外側に突出しかつ最大突出部がビード部の曲げ中立軸に近づく湾曲凸部を設けるとともに、この湾曲凸部の前記最大突出部を、前記リムフランジよりもタイヤ半径方向外側に位置させたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【００１１】
なお本明細書において用いる定義は次の通りである。
先ず「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"となる。
【００１２】
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" である。
【００１３】
また「リムフランジ高さ」とは、リム径位置とフランジのタイヤ半径方向最外位置との間のタイヤ半径方向距離である。
【００１４】
さらに、複素弾性率Ｅ* 、損失正接ｔａｎδは、４mm巾×３０mm長さ×２．０mm厚さの短冊状試料を切り取って、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±２％の条件で測定した値として定める。
【００１５】
【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。
本実施形態において、図１、２には正規リムＪにリム組みしたタイヤに正規内圧を充填しかつ無負荷である正規状態の乗用車用ラジアルタイヤを例示しており、該タイヤはトレッド部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の周りで折り返されて係止されるカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層７とを具える。
【００１６】
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からなる。前記カーカスコードは、本例ではナイロン、レーヨン若しくはポリエステル等の有機繊維コードが採用されるが、必要に応じてさらにはタイヤの種類に応じてスチールコードをも採用しうる。
【００１７】
また、前記カーカス６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向けて折り返される折返し部６Ｂとを有する。該カーカスの折返し部６Ｂは、そのタイヤ半径方向の外端部６ｔをタイヤ最大巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側としたハイターンナップ構造を例示している。前記カーカスの折返し部６Ｂの前記外端部高さＨ１は、ビードベースラインＢＬからタイヤ断高さＨの０．５〜０．６倍としている。このようなハイターンナップ構造は、ビード部４、サイドウォール部の剛性を高めるのに役立つ。なお、カーカス６の構造は、いわゆるローターンナップ構造でも良い。
【００１８】
また、前記カーカス６の本体部６Ａと折返し部６Ｂとの間には、前記ビードコア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が配されビード部４を補強している。なおビードエーペックス８は、ビードベースラインＢＬからタイヤ半径方向の外端８ｔまでの高さＨｂは、前記タイヤ断面高さＨの０．１５〜０．４５倍、より好ましくは０．２５〜０．３５倍としたものを例示している。
【００１９】
また、本例では図２に示すように、ビード部４に、前記カーカスの折返し部６Ｂのタイヤ軸方向外側からビードシート面４ｓを通りタイヤ内表面まで略Ｕ字状にのびるコードチェーファ１３を配するとともに、そのタイヤ軸方向外側に硬質ゴムからなるクリンチゴム１４を配置しているものを示す。このクリンチゴムは、本例では、半径方向内端がビードコア５のタイヤ半径方向外側近傍に位置するとともに、半径方向外端が、正規リムＪのリムフランジｆよりも半径方向外側に位置し、例えばビードエーペックス８の外端８ｔと略同位置にて終端している。またこのクリンチゴム１４は、例えば複素弾性率Ｅ* が９．０〜１１．０ＭＰａ、損失正接ｔａｎδが０．１５〜０．１９のゴムを用いるのが好ましい。
【００２０】
前記ベルト層７は、コードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１５〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例では内、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おり、ベルトコードは、スチールコード又はアラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いうる。
【００２１】
そして、本発明では、前記正規状態においてビード部４のタイヤ軸方向の外面は、リムフランジ高さＨｆの範囲において、リムフランジｆと接触するフランジ接触面９と、このフランジ接触面９のタイヤ半径方向外側に位置しかつリムフランジｆとは非接触となるフランジ非接触面１０とを含む。
【００２２】
また前記フランジ非接触面１０のタイヤ半径方向内端Ａは、前記フランジ接触面９のタイヤ半径方向の外端Ｂとの間に２〜５mmの距離ｄをタイヤ内腔側へ隔てる段差部１１を介するとともに、フランジ接触面９の前記外端Ｂの高さＨ２を、ビードベースラインＢＬからリムフランジ高さＨｆの０．５〜０．８倍の範囲に位置させたことを特徴の一つとしている。なおこのような段差部１１を有しない従来のタイヤでは、フランジ接触面９の外端の高さは、ビードベースラインからリムフランジ高さＨｆの０．８倍よりも大であった。
【００２３】
このような段差部１１を設けることによって、タイヤの走行により路面から振動が入力されたときに、前記フランジ非接触面１０がリムに接触することなく撓む領域を従来に比して多く確保できるから、タイヤの横バネを低下させることができる。そしてタイヤの横バネを低下させることにより、タイヤの周方向１次共振周波数を低下させることができ、この共振周波数の低下はオーバーオールの騒音中で比較的音圧レベルが高い２００Ｈｚ以下の低周波ロードノイズを減じる効果がある。
【００２４】
また、路面から入力された振動は、ビード部４のビードコア５の半径方向内側のビードシート面４ＳからリムＪに伝達される他、ビード部４がリムフランジｆ側へと倒れ込む撓みによってリムフランジｆ部分へと伝達されるものもあり、前記のような段差部１１を設けたことにより、ロードノイズの発生の寄与率が大きいタイヤ半径方向の振動伝達成分を削減できるから、さらにロードノイズを低減しうる効果がある。
【００２５】
なお前記段差部１１を設けたことにより、タイヤの横バネが低下するが、この横バネの低下が大きすぎると操縦安定性の悪化を招くため、本発明ではこの段差部１１の距離ｄを２〜５mmの範囲に限定している。この距離ｄが２mm未満ではロードノイズの低減効果が期待できず、逆に５mmを上回ると横バネの大きな低下による操縦安定性の悪化を招く他、タイヤ重量の増加を招く場合があるなど、採用し難い。なお図４に示すように、段差部１１とビード部４のフランジ非接触面１０とが円弧等を介して接続されている場合、前記フランジ非接触面１０の内端Ａは、フランジ非接触面１０と段差部１１とを仮想延長し両者が仮想に交わる位置と定める。また、距離ｄは、フランジ接触面９の外端Ｂと、フランジ非接触面１０の内端Ａとの間のリムフランジ表面からの法線方向で測定する。
【００２６】
また前記フランジ接触面９の前記外端Ｂの高さＨ２が、ビードベースラインＢＬからリムフランジ高さＨｆの０．５倍を下回ると、リムフランジｆとビード部４の外面との接触領域が著しく少なくなり、高荷重が作用したときなど、リムずれが生じる虞があり好ましくない。逆に、フランジ接触面９の前記外端Ｂの高さＨ２が、ビードベースラインＢＬからリムフランジ高さＨｆの０．８倍を超えると、リムフランジへの振動伝達を低減し得ず、また前記フランジ非接触面１０の撓み領域が少なくなってロードノイズの低減効果を期待し得ない。このような観点より、フランジ接触面９の前記外端Ｂの高さＨ２は、ビードベースラインＢＬからリムフランジ高さＨｆの０．６〜０．７倍の範囲とするのがさらに好ましい。
【００２７】
本実施形態では、前記フランジ接触面９は、少なくともビードコア５のタイヤ半径方向外側面からタイヤ半径方向外側にのびる振動吸収ゴム１２を用いて形成されるものを例示している。このように、フランジ接触面９を振動吸収ゴム１２を用いて形成することによって、このフランジ接触面９からリムフランジへの振動伝達を低減でき、ロードノイズをさらに減じうる。
【００２８】
このような振動吸収ゴム１２は、本例では、コードチェーファ１３、クリンチゴム１４の軸方向外側に配され、前記段差部１１の距離ｄと実質的に等しい２〜５mmの略均一な厚さで前記ビードコア５のタイヤ半径方向内側から前記段差部１１までのびるものを例示している。
【００２９】
前記振動吸収ゴム１２は、リムフランジと接触することを考慮し、例えば複素弾性率Ｅ* が２．３〜３．２（ＭＰａ）とするのが望ましい。この振動吸収ゴム１２の複素弾性率Ｅ* が、２．３ＭＰａを下回ると、リムずれ等の問題が生じる虞があり、逆に３．２ＭＰａを超えると、振動吸収効果に劣りがちとなる。
【００３０】
また振動吸収ゴム１２は、損失正接ｔａｎδが０．１３〜０．１６であることが好ましい。この振動吸収ゴム１２の損失正接ｔａｎδが０．１３を下回ると、振動吸収効果に劣り、逆に０．１６を超えると操縦安定性の低下を招きやすいからである。
【００３１】
なお、振動吸収ゴム１２は、本例のようにビードコア５の半径方向内側に相当する高さ位置からのびるものの他、ビードコア５のタイヤ半径方向外側面に相当する高さ位置から半径方向外側にのびるものでも良い。
【００３２】
図３には、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、前記正規状態において、ビード部４に、カーカス６の本体部６Ａがタイヤ軸方向外側に突出しかつ最大突出部１５がビード部４の曲げ中立軸Ｎに近づく湾曲凸部１６を設けていることを特徴としており、その他の点は前記実施形態と同じである。
【００３３】
一般にタイヤへの荷重負荷時、ビード部４はリムフランジｆ側へと倒れ込むように撓むが、このときビード部４の曲げ中立軸Ｎよりも軸方向内側は引張荷重が作用し、この引張荷重にカーカスの本体部６Ａが抵抗することによりビード部４の剛性が維持される。本例ではカーカスの本体部６Ａのビード部４において、局部的に前記カーカスの本体部６Ａが曲げ中立軸Ｎに近づく湾曲凸部１６を設けることにより、この部分においてビード部４の剛性を減じることにより撓みやすくすることができ、タイヤのバネ定数をさらに効果的に低下させてロードノイズを低減することが可能となる。
【００３４】
また、このようなカーカスの本体部６ａの改善は、タイヤの質量を実質的に変えることなくタイヤの周方向１次共振周波数を下げることができ、ひいては低周波ロードノイズを低減することができる。また、湾曲凸部１６を設けたことにより、タイヤの撓みに対するバネ定数は下がるが、タイヤ周方向に対する剛性は実質的に低下することがないため、操縦安定性が低下するといった不具合も抑制しうる。
【００３５】
前記湾曲凸部１６の前記最大突出部１５は、カーカスの本体部６Ａが滑らかに連なる仮想線ＶＬから最も軸方向外方に隔たる位置であって、カーカスコードの中心間を測定した最大突出量ｔは例えば２〜６mm程度が好ましい。またこの最大突出部１６のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ３は、前記フランジ接触面の外端Ｂからカーカスの本体部６Ａに引いた法線Ｌ１と、前記リムフランジｆの外端からカーカスの本体部６Ａに引いた法線Ｌ２との間とするのが好ましい。このような湾曲凸部１６を設けることによって、前記段差部１１との相乗作用により、タイヤのバネ定数をさらに効果的に低下させ、ロードノイズを低減しうる。
【００３６】
【実施例】
タイヤサイズが、１９５／６５Ｒ１５であり、図１〜３に示すような構造のラジアルタイヤ（実施例１〜７）を試作するとともに、段差部を有しないタイヤ（従来例）、および段差部を有するものの本発明外のタイヤ（比較例１〜３）についても併せて試作し、タイヤの周方向１次共振周波数とロードノイズなどを測定し性能を比較した。テスト方法は、次の通りである。
【００３７】
＜タイヤの周方向１次共振周波数＞
インパクトハンマを用いたタイヤの振動伝達テストを行った。すなわち、図５に示すようにタイヤをリム組みし（リム：１５×６ＪＪ、内圧２．０kgf ／cm2 ）、充分に剛性の高い治具ＭＢを用いて車軸部分で支持するとともに、トレッド部のタイヤ赤道上をインパクトハンマーＤで打撃（振動の入力）し、車軸部分に伝達される振動（振動の出力）を例えば圧電型の３軸ロードセルＥを用いて測定し振動伝達特性グラフからタイヤの周方向１次共振周波数を求め、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほどタイヤの周方向１次共振周波数が小さく良好であることを示している。
【００３８】
＜ロードノイズテスト＞
試供タイヤをリム組みし（リム：１５×６ＪＪ、内圧２．０kgｆ／cm2 ）、排気量２８００ｃｃのＦＲ車両に装着してアスファルト路面を速度６０ｋｍ／ｈにて走行し、ドライバーの右耳位置にてオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定し、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど騒音レベルが小さく良好であることを示している。
【００３９】
＜操縦安定性＞
試供タイヤをリム組みし（リム：１５×６ＪＪ、内圧２．０kgf ／cm2 ）、排気量２８００ｃｃのＦＲ車両に装着してドライバーのみ乗車しタイヤテストコースのドライアスファルト路面を走行し、ドライバーの官能評価により従来例を１００とする指数で評価した。数値が大きいほど、操縦安定性に優れている。
テストの結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0003774050.tif 000002
【００４１】
テストの結果、実施例のタイヤは、従来例に比べいずれもタイヤの周方向１次共振周波数を下げ、その結果ロードノイズを低減していることが確認できた。また操縦安定性については、若干の性能低下が見受けられるが実用上は全く問題のない範囲であった。さらに、実施例の中でも湾曲凸部を設けたものはより一層ロードノイズが低減されていることを確認し得た。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、ビード部外面のフランジ接触面とフランジ非接触面との間かつ特定の位置に段差部を設けることによって、タイヤの走行により路面から振動が入力されたときに、フランジ非接触面がリムに接触することなく撓む領域を従来に比して多く確保できるから、タイヤの横バネを低下させることができ、比較的音圧レベルが高い２００Ｈｚ以下の低周波ロードノイズを減じうる。
【００４３】
また、路面から入力された振動は、ビード部がリムフランジ側へと倒れ込む撓みによってリムフランジ部分へと伝達されるが、前記段差部を設けたことにより、ロードノイズの発生の寄与率が大きいタイヤ半径方向の振動伝達成分を削減できるから、さらにロードノイズを低減しうる。
【００４４】
また請求項２記載の発明では、フランジ接触面を振動吸収ゴムを用いて形成することによって、このフランジ接触面からリムフランジへの振動伝達を低減でき、さらにロードノイズを減じうる。
【００４５】
また請求項３記載の発明では、カーカスの本体部に、ビード部の曲げ中立軸Ｎに近づく湾曲凸部を設けることによって、この部分においてビード部を撓みやすくすることができ、タイヤのバネ定数を効果的に低下させることができるから、周方向共振周波数を下げ、ひいては低周波ロードノイズをさらに低減しうる。またこのようなカーカスの本体部の配置の改善では、タイヤ周方向に対する剛性は低下することがないため、操縦安定性が低下するといった不具合もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すタイヤ子午断面図である。
【図２】そのビード部の拡大断面図である
【図３】他の実施形態を示すビード部の拡大断面図である
【図４】段差部の一例を示す拡大断面図である。
【図５】共振周波数の測定方法を説明する線図である。
【符号の説明】
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
６ａ  カーカスプライ
６Ａ  カーカスの本体部
６Ｂ  カーカスの折返し部
７  ベルト層
８  ビードエーペックス
９  フランジ接触面
１０  フランジ非接触面
１１  段差部
１２  振動吸収ゴム
１５  最大突出部
１６  湾曲凸部
【図１】
0003774050.tif 000003
【図２】
0003774050.tif 000004
【図３】
0003774050.tif 000005
【図４】
0003774050.tif 000006
【図５】
0003774050.tif 000007