JP2643065B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気入りタイヤ、特に
ドライグリップ性能、ウエットグリップ性能を損なうこ
となくタイヤ騒音を低減し乗用車用として好適に用いう
る空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両の静粛化に伴い、タイヤが発
生する騒音の車両全体の騒音への寄与率が高まり、その
低減が望まれている。特に１ｋHz付近の人間が聴取しや
すい領域の騒音の低減が望まれ、このような高周波領域
の主要な音源の一つにいわゆる気柱共鳴による音があ
る。
【０００３】他方、タイヤトレッドには、ウエットグリ
ップを維持するため一般にタイヤ周方向に連続する複数
の縦溝が配置される。
【０００４】このようなタイヤは接地状態において、路
面と縦溝とによって一種の気柱を形成し、転動中のタイ
ヤトレッドの変形により、この気柱内での空気の流出入
の繰り返しによって、特定波長、すなわち、気柱の２倍
の波長の音が発生する。
【０００５】この現象は、気柱共鳴と呼ばれ、縦溝を有
するタイヤでは、８００〜１．２ｋHzの騒音の主たる音
源となる。この気柱共鳴音の波長は、タイヤの速度によ
らずほぼ一定周波数となり、車内音及び車外音を増加さ
せる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この気柱共鳴を防止す
るべく、縦溝の本数、溝容積を減らすことが知られてい
るが、縦溝本数、溝容積の減少はウエットグリップ性能
の低下を招く。
【０００７】一方、ウエットグリップ性能を向上させる
ためには、逆に縦溝の本数、溝容積を増加させればよい
が、この増加は、前記のタイヤ騒音を増大すると考えら
れていた。又溝本数、溝容積の増加は、接地面積の減少
によるドライグリップ性能の低下、トレッドパターンの
剛性低下による操縦安定性能の低下を招来する。
【０００８】従来は、このような相反する性能を、その
タイヤに要求される性能に応じて調整していた。
【０００９】本発明は、気柱共鳴を抑制し、ドライグリ
ップ性能、ウエットグリップ性能を損なうことなくタイ
ヤの騒音を低減しうる空気入りタイヤの提供を目的とし
ている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、タイヤ子
午断面におけるトレッド表面を、半径方向外側に凸な単
一の曲率半径の円弧又は複数の曲率半径の円弧を継いだ
曲面とした空気入りタイヤであって、タイヤ赤道上を通
る中央部の両側かつトレッドクラウン部に周方向に連続
してのびる２本の縦溝を設けるとともに、前記各縦溝の
溝巾をトレッド接地巾の１６％以上かつ２本の縦溝の溝
巾の総和をトレッド接地巾の５０％以下とし、しかも前
記中央部はその巾Ｗ３をトレッド接地巾の０．０５〜
０．１５倍とするとともに、中央部は周方向に連続する
リブ状をなすことを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１１】又第２の発明は、タイヤ子午断面における
トレッド表面を、半径方向外側に凸な単一の曲率半径の
円弧又は複数の曲率半径の円弧を継いだ曲面とした空気
入りタイヤであって、タイヤ赤道上を通る中央部の両側
かつトレッドクラウン部に周方向に連続してのびる２本
の縦溝を設けるとともに、前記各縦溝のタイヤ軸方向外
側の溝縁間の溝外縁間領域の巾をトレッド巾の２５％以
上とし、かつ前記中央部は前記縦溝間を継ぐ横溝により
途切れ周方向に並ぶブロックの並列体として形成し、し
かも前記溝外縁間領域において、この領域の全表面積Ｓ
と、前記ブロックの総表面積Ｌとの比Ｌ／Ｓを２０％以
下とした空気入りタイヤである。
【００１２】
【作用】第１の発明にあっては、縦溝２本を広巾とする
ことによって気柱共鳴を防止し、８００〜１２００Hzの
騒音を抑制することができ、かつウエットグリップ性能
を向上させることができる。また、縦溝をトレッドクラ
ウン部に設けることにより、広巾の高い剛性の外側部を
ショルダー側に形成でき、操縦安定性能を向上させるこ
とができる。
【００１３】第２の発明にあっては、中央部が周方向に
途切れるブロックの並列体からなり、中央部の両側の２
本の縦溝が軸方向に連通して軸方向外側の溝縁間の溝外
縁間領域が、実質的に広い巾のタイヤ周方向に連続する
凹部を形成する。これにより、気柱共鳴を防止し、８０
０〜１２００Hzの騒音を抑制することができ、かつウエ
ットグリップ性能を向上させることができる。また、縦
溝をトレッドクラウン部に設けることにより、広巾の高
い剛性の外側部をショルダー側に形成させ、さらに凹部
には前記比率のブロックが並列されるため、トレッドク
ラウン部に適度の剛性を付与し、操縦安定性能を向上さ
せることができる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて詳述す
る。図１は、図示しないリムに取付けられかつ正規内圧
を充填した標準状態でのタイヤの一部分を示す。
【００１５】タイヤ１は、トレッド部Ｔからサイドウォ
ール部Ｓをへてビード部Ｂのビードコア２の回りをタイ
ヤ軸方向内側から外側に巻き上げられて係止されるラジ
アル配列のカーカス３と、トレッド部Ｔの内方かつカー
カス３外側のベルト層４とを具え、かつカーカス本体部
と巻返し部との間には、ビードコア２からタイヤ半径方
向外側にのびるビードエーペックス５が配置され、ビー
ド部の形状及び剛性を保持している。
【００１６】なおタイヤ１は、タイヤ断面高さ／タイヤ
巾である偏平率が０．４〜０．６程度であり、相対的に
排水性に劣る広巾の偏平タイヤ、特に乗用車用のラジア
ルタイヤとして形成される。
【００１７】前記ベルト層４は、スチール、芳香族ポリ
アミドなどの引張剛性の高いコードを用いた複数のプラ
イを、各プライ間でコードが交差するように、タイヤ周
方向に対し、１５〜３０°の比較的小さい角度で配列す
ることにより形成されている。又カーカス３は、乗用車
用タイヤであるとき、通常ナイロン、レーヨン、ポリエ
ステルなどの有機繊維コードを用いうる。
【００１８】前記トレッド部Ｔの表面は、半径方向外側
に凸となるような、単一の曲率半径の円弧もしくは複数
の曲率半径の円弧を滑らかに継いだ曲線からなり、本例
では、トレッド部Ｔの表面は、タイヤ赤道面上に中心を
有する曲率半径Ｒ１の円弧部分と、その両側の曲率半径
Ｒ１より小なる曲率半径Ｒ２の円弧部分により形成され
る。また曲率半径Ｒ２の円弧部分は、曲率半径Ｒ１の円
弧部分に内接し、トレッド部Ｔの表面の全体は、タイヤ
半径方向に単調に凸となる。
【００１９】さらに前記トレッド部Ｔの表面において、
タイヤ赤道ＣＬから、トレッド接地巾ＴＷの各３０％程
度を両側に隔てる範囲内の領域をトレッドクラウン部、
その外側をトレッドショルダー部と本明細書において名
付ける。
【００２０】このトレッドクラウン部において、その表
面に、タイヤ赤道ＣＬの両側で、かつ該トレッドクラウ
ン部内で実質的に周方向に連続して延びる２本の縦溝
７、８を設け、これにより、縦溝７、８のタイヤ軸方向
外側のショルダー側の外側部９、１０は広巾のリブ状に
形成され、かつ縦溝７、８間には、リブ状に連続して周
方向にのびるトレッドの中央部１１が形成される。
【００２１】さらに前記縦溝７、８の軸方向の溝巾Ｗ
１、Ｗ２の双方を、トレッド接地巾ＴＷの１６％以上に
設定するとともに、両者の溝巾の和、即ち縦溝巾Ｗ１＋
Ｗ２と、トレッド接地巾ＴＷとの比（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ
Ｗを５０％以下に設定している。
【００２２】これは、縦溝７、８の溝深さを一定とし
て、トレッド接地巾ＴＷと縦溝７、８の溝巾Ｗとの溝巾
比Ｗ／ＴＷを変化させて通過騒音を測定した結果によ
る。なおタイヤサイズは２０５／５５ Ｒ１５であり、
縦溝を断面Ｕ字としている。
【００２３】測定は、排気量２０００ｃｃの国産乗用車
に装着し、速度６０km／ｈでの通過騒音をＪＡＳＯ規格
（マイク位置７．５ｍ）により測定した。図３から３〜
１３％までは溝巾比の増加とともに増大し比が１３％の
とき最大となった後に急激に低下するのが判明した。こ
れは溝巾Ｗが１３％をこえて増大したときには、気柱共
鳴は再度低減するのであり、空気の出入りが乱れ不規則
になるためかと考えられる。
【００２４】また図４は、溝巾比Ｗ／ＴＷが１３％のも
のと、２７％のものについて周波数分析した結果であ
る。２７％のものが１ｋＨｚ付近の騒音が低下している
ことが分かる。このように、縦溝の溝巾を１６％をこえ
て増加することにより、耳障りな１ｋＨｚ付近の騒音を
好ましく低減しうるのがわかる。
【００２５】この結果により、縦溝７、８の軸方向の溝
巾Ｗ１、Ｗ２の双方を、トレッド接地巾ＴＷの１６％以
上に設定している。
【００２６】さらに、前記比（Ｗ１＋Ｗ２）／ＴＷが５
０％をこえると、接地面積が過度に低下し、ドライグリ
ップ性能、操縦安定性を害するため、前記にように５０
％以下としている。
【００２７】また中央部１１の巾、即ち縦溝７、８のタ
イヤ軸方向内側縁間の距離Ｗ３は、トレッド接地巾ＴＷ
の５〜１５％の範囲とする。５％未満のとき、中央部１
１の軸方向の剛性が低下し、騒音源となりやすく、また
中央部１１自体の摩耗が他の部分よりも増大して偏摩耗
の原因となる。
【００２８】また本実施例では、前記２本の内の一方の
縦溝８を、直線形状のいわゆるストレートグルーブによ
り、かつ他方の縦溝７を周方向にジグザグするジグザグ
グルーブに形成した非対称のタイヤとして形成してい
る。
【００２９】かかる構成のタイヤにおいて、ジグザグ形
状の縦溝７を車両内側に、ストレートグルーブの縦溝８
を車両外側に装着させることによって、ストレートグル
ーブ８の外側部１０は、ジグザグ形状の縦溝７の外側部
９よりも剛性が高くなり、車両のコーナリング時におけ
る変形が少なく、操縦安定性を向上でき、また車両の内
側に位置するジグザグ状の縦溝７は、そのエッジによっ
て水膜をかきだす、いわゆるワイピング効果により、ウ
エットグリップ性能を高めることができる。さらに車両
外側に縦溝８の直線状の溝縁８ａが位置することにより
騒音の低下にも役立つ。なお縦溝の一方、双方がジグザ
グであるときにおいて、前記中央部１１の巾Ｗ３はジグ
ザグの平均値とする。
【００３０】また縦溝８は、その断面を図２に示すよう
に、軸方向内側の溝壁８ｉと溝底８ｂとを曲率半径ｒｉ
の円弧により連続させ、かつ軸方向外側の溝壁８ｏと溝
底８ｂとを前記曲率半径ｒｉよりも１．５〜３倍大きい
曲率半径ｒｏの円弧により滑らかに連続させる。これに
より、外側部１０の剛性を増し、コーナリング時の操縦
安定性が改善され、かつ中央部１１の剛性を下げ、ウエ
ットグリップ性能、乗り心地が向上できる。
【００３１】さらに本発明のタイヤにおいては、前記縦
溝７、８の溝深さはトレッド接地巾ＴＷの４〜８％程度
とするとともに、外側部９、１０には、本発明の目的に
反しない程度の横溝、サイピングを設け、ウエットグリ
ップ性能、駆動性能などのタイヤ性能を向上させること
ができ、さらに縦溝などのタイヤの他の諸元は目的に応
じて当業者が選択しうる。
【００３２】このように、第１の発明の空気入りタイヤ
においては、縦溝を１６％をこえる広巾とすることによ
って気柱共鳴を防止し、８００〜１２００Hzの騒音の抑
制とウエットグリップ性能を向上させることができる。
また、縦溝７、８をトレッドクラウン部に設けることに
より、ショルダー側において、広巾の高い剛性の外側部
９、１０を形成でき、操縦安定性能を維持しうる。
【００３３】図５は、第２の発明の一実施例のトレッド
平面図である。トレッド部Ｔには、タイヤ赤道ＣＬを通
る中央部２１の両側に縦溝１７、１８が設けられかつ前
記中央部２１は周方向に途切れて並ぶブロック２２…の
ブロック列として形成される。
【００３４】又ブロック２２を途切れさせる横溝２３
は、縦溝１７、１８と同深さとすることによって、横溝
２３は縦溝１７、１８を軸方向に継ぐ。又ブロック２２
…は、縦溝１７、１８の各々軸方向外縁間、即ち溝外縁
間領域２４がなす凹部において、タイヤ赤道ＣＬ上で並
ぶこととなる。
【００３５】なお前記横溝２３は、本例では平面が矢羽
根状かつそのＶ状突部、Ｖ状溝部がタイヤ赤道上で交互
に向き合う前記ブロック２２を形成するように、中くび
れ、中膨らみ状に形成される。又、溝外縁間領域２４
は、タイヤ赤道ＣＬを中心としてトレッド接地巾ＴＷの
２５％以上の巾Ｗ、しかも前記トレッドクラウン部の範
囲内に形成される。
【００３６】前記溝外縁間領域２４の全周に亘る全表面
積Ｓ（タイヤ周長さをＫとするとＷ・Ｋ）と前記ブロッ
ク２２の表面積の総和である総表面積Ｌとの比Ｌ／Ｓを
２０％以下に設定される。２０％を越えると、各ブロッ
ク間、ブロックと凹部との壁間の空気の流れによる騒音
が高くなり、またウエットグリップ性能が低下しがちと
なる。
【００３７】望ましくは、比Ｌ／Ｓは１０〜１５％の範
囲に設定され、かつ中央部２１の巾であるブロック２２
の巾Ｗ３も５〜１５％程度とする。
【００３８】各ブロック２２…は、凹部の空気の流れを
妨げることによって、凹部内の気柱共鳴を防止し、同時
に接地面積を増加して、ドライグリップ性能、操縦安定
性能、摩耗寿命の低下を防ぐ。
【００３９】さらに各凹部の軸方向外側の溝壁２４ａ
と、凹部の溝底２４ｂは、両者に内接する円弧で滑らか
に結合される。これによって、気柱共鳴がより発生しに
くくなる。
【００４０】このように、第２の発明の空気入りタイヤ
においては、中央部２１が周方向に途切れるブロック２
２の並列体であって両側の２本の縦溝が軸方向に連通し
て溝縁間の溝外縁間領域２４が、実質的に広い巾のタイ
ヤ周方向に連続する凹部を形成する。これにより、気柱
共鳴を防止し、８００〜１２００Ｈｚの騒音を抑制する
ことができ、かつウエットグリップ性能を向上させるこ
とができる。また、縦溝７、８をトレッドクラウン部内
に設けることにより、広巾の高い剛性の外側部をショル
ダー側に形成させ、さらに凹部には前記比率のブロック
が並列されるため、トレッドクラウン部に適度の剛性を
付与し、操縦安定性能を向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】このように、本発明の空気入りタイヤ
は、ウエットグリップ性能、ドライグリップ性能を損な
うことなく、気柱共鳴による騒音を低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】縦溝の断面形状を示す断面図である。
【図３】騒音試験の結果を示す線図である。
【図４】騒音試験の結果を示す線図である。
【図５】第２の発明の一実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ タイヤ ２ ビードコア ３ カーカス ４ ベルト層 ５ ビードエーペックス ７ 縦溝 ８ 縦溝 １１ 中央部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】タイヤ子午断面におけるトレッド表面を、
    半径方向外側に凸な単一の曲率半径の円弧又は複数の曲
    率半径の円弧を継いだ曲面とした空気入りタイヤであっ
    て、タイヤ赤道上を通る中央部の両側かつトレッドクラ
    ウン部に周方向に連続してのびる２本の広い縦溝を設け
    るとともに、 前記各縦溝の溝巾をトレッド接地巾の１６％以上かつ２
    本の縦溝の溝巾の総和をトレッド接地巾の５０％以下と
    し、 しかも前記中央部はその巾Ｗ３をトレッド接地巾の０．
    ０５〜０．１５倍とするとともに、中央部は周方向に連
    続するリブ状をなすことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 【請求項２】タイヤ子午断面におけるトレッド表面を、
    半径方向外側に凸な単一の曲率半径の円弧又は複数の曲
    率半径の円弧を継いだ曲面とした空気入りタイヤであっ
    て、タイヤ赤道上を通る中央部の両側かつトレッドクラ
    ウン部に周方向に連続してのびる２本の縦溝を設けると
    ともに、前記各縦溝のタイヤ軸方向外側の溝縁間の溝外
    縁間領域の巾をトレッド巾の２５％以上とし、かつ前記
    中央部は前記縦溝間を継ぐ横溝により途切れ周方向に並
    ぶブロックの並列体として形成し、しかも前記溝外縁間
    領域において、この領域の全表面積Ｓと、前記ブロック
    の総表面積Ｌとの比Ｌ／Ｓを２０％以下としたことを特
    徴とする空気入りタイヤ。
JP4306542A 1992-10-19 1992-10-19 空気入りタイヤ Expired - Fee Related JP2643065B2 (ja)

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