JP2804218B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP2804218B2
JP2804218B2 JP5172384A JP17238493A JP2804218B2 JP 2804218 B2 JP2804218 B2 JP 2804218B2 JP 5172384 A JP5172384 A JP 5172384A JP 17238493 A JP17238493 A JP 17238493A JP 2804218 B2 JP2804218 B2 JP 2804218B2
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groove
grooves
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vertical main
tire
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紀一郎 各務
知栄子 青木
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03Tread patterns
    • B60C11/032Patterns comprising isolated recesses

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐ハイドロプレーニン
グ性能を低下させることなく通過騒音を低減しうる空気
入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】近年の自動車技術の発展に伴う車両の高
速化とともに、自動車騒音も増し、その低下が望まれて
いる。
【0003】自動車騒音におけるタイヤ騒音の寄与率
(車両全体の騒音エネルギーに占めるタイヤ騒音エネル
ギーの比率)は、車両の騒音対策(駆動系、排気系、吸
気系等の静粛化)の進歩により定常走行時で60〜70
%、加速走行時でも10〜30%とその値が近年増加し
つつあり、特に加速走行時においては車両全体の騒音エ
ネルギーが大であるため、タイヤの低騒音化が必要とな
る。
【0004】タイヤのトレッドには、タイヤ周方向に連
続しかつ溝巾が10〜20mm程度の縦溝を複数本配置し
て、雨天走行時のトレッド表面と路面との間の水を排除
することによりウエットグリップ性能を維持している。
しかしこの縦溝は、排水性を向上させる一方で、タイヤ
騒音の原因となる。
【0005】縦溝が発生する騒音の一つに、気柱共鳴に
よるものがある。この気柱共鳴は、タイヤ接地面におい
て、縦溝と路面との間で形成される気柱内の空気が、タ
イヤ転動中におけるタイヤパターンによる加振力、路面
からの入力により共振し、特定波長、すなわち気柱の長
さの約2倍の波長の音が発生する。
【0006】この現象は気柱共鳴と呼ばれ、乗用車用タ
イヤの場合、耳障りな800Hz〜1kHz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。
【0007】この気柱共鳴を防止する手段としては、縦
溝の本数、容積を減らすこと、さらには溝内に隔壁を設
けることが知られているが、これはウエットグリップ性
能、特にウエット路面を高速走行する際に発生するハイ
ドロプレーニング現象を防止する性能の低下を招来す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】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、容積を増
加させればよいが、これは前記のように、タイヤ騒音の
増加を招くと考えられていた。又それらの増加は接地面
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くと考
えられてきた。
【0009】したがって、従来、このような相反する性
能を、そのタイヤに要求されている性能に応じて調整し
ていた。
【0010】なおウエットグリップ性能を向上させるこ
とを意図して、特開昭63−34204は、トレッドの
中央部に窪みを作り、その両側のトレッド表面を小さな
半径の円弧で形成する技術を提案している。これは、2
つの小さな半径の円弧により、それぞれの両側に水を排
出してウエットグリップ性能を向上させるものである
が、トレッド全体の接地面積が減少するため、ドライグ
リップ性能や操縦安定性能の低下を引き起こしやすく、
又大して低騒音化をなしえない。
【0011】発明者らは、管内を伝播する音を減衰又は
消音させるには、一般的にその管に導通する共鳴器を取
付けることが効果的であることにヒントを得て、これを
タイヤのトレッド面に応用すべく研究を重ねた結果、騒
音を発生する縦主溝に前記共鳴器に相当する補助溝を設
けるとともに、この補助溝と縦主溝との間を連結溝で結
ぶとともに、これらの補助溝及び連結溝の各寸法を所定
の範囲に規制することにより耐ハイドロプレーニング性
を損なうことなく通過騒音を効果的に低減しうることを
見出したのである。
【0012】本発明は、耐ハイドロプレーニング性を低
下することなく、通過騒音の低減を図りうる空気入りタ
イヤの提供を目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド面に
周方向に連続しかつ5mm以上の溝巾を有する単数又は複
数の縦主溝を具える空気入りタイヤにおいて、前記縦主
溝の少なくとも1つに、該縦主溝に沿って周方向にのび
る共鳴用の断続する複数個の補助溝を設け、かつ前記縦
主溝と、前記各補助溝との間を連結溝により導通すると
ともに、前記補助溝は、その容積Vを1個当たり200
00mm 3 以下かつ1つの縦主溝に対して10個以上配す
るとともに、前記連結溝は、溝中心線と直角な向きの断
面積を10mm 2 以下、溝長さlを10mm以下、縦主溝と
1個の補助溝との間に配設する前記連結溝の本数nを1
0本以下とし、しかも(V×l)/(n×S)で表され
る溝係数Kを2000以上かつ40000以下としたこ
とを特徴とするする空気入りタイヤである。
【0014】
【0015】なお複数の縦主溝を有する場合、接地面か
ら外れた位置にある縦主溝にまで補助溝を設ける必要は
ない。
【0016】
【作用】縦主溝に前記構成の補助溝と、連結溝とを設け
たため、タイヤ走行時において、路面と縦主溝とによっ
てなす気柱によって生じる騒音は、補助溝によって吸収
され、通過騒音の低減を図りうる。しかも縦主溝には遮
音壁のようなものを設けてはおらず排水性は損なわれる
ことなく耐ハイドロプレーニング性を保持しうる。
【0017】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図1〜3において、空気入りタイヤ1は、トレッド
面2を形成するトレッド部12とその両側からタイヤ半
径方向内方にのびる一対のサイドウォール部13、13
と該サイドウォール部13の内方にのびるビード部14
とを有する。
【0018】又空気入りタイヤ1には、トレッド部12
からサイドウォール部13をへてビード部14に至る本
体部16aにビードコア15の周りをタイヤ軸方向内側
から外側に向かって折返す折返し部16bを具えるカー
カス16と、該カーカス16の外側かつトレッド部の内
方に配されるベルト層17とを具える。
【0019】なお本実施例では、前記ビードコア15の
半径方向外方かつカーカス16の本体部16aと折返し
部16bとの間に、断面三角形状かつ硬質のゴムからな
るビードエーペックス18を立上げている。
【0020】前記カーカス16は、本例では、2枚のカ
ーカスプライ16A、16Bからなり、各カーカスプラ
イ16A、16Bは、ナイロン、ポリエステル、レーヨ
ン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維からなるカーカス
コードをタイヤ赤道Cに対して75〜90°の角度で傾
けて並置したラジアル、又はセミラジアル配列として形
成され、又各カーカスプライ16A、16Bの間では前
記カーカスコードが互いに交差する向きに配される。な
お本例では、折返し部16bの先端のビードベースライ
ンからの高さをビードエーペックス18の先端高さに比
して大きいハイターンアップとして形成される。
【0021】ベルト層17は、本実施例では2枚のベル
トプライからなり、各ベルトプライはナイロン、レーヨ
ン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維又は、スチールコ
ードからなるベルトコードを、タイヤ赤道Cに対して1
0〜70°の角度で傾けて配列したカットプライからな
る。なおベルトコードは、前記ベルトプライ間では互い
に交差する向きに配される。
【0022】前記トレッド面2には、周方向に連続する
単数又は複数の本例では4本の縦主溝3…が配される。
これらの縦主溝3…は、何れも直線溝として形成されそ
の溝巾WGは5mm以上かつトレッド巾WTの0.16倍
以下としている。
【0023】溝巾WGが5mm未満ではウエット路面走行
時において、排水が不十分となり、ハイドロプレーニン
グが発生しやすく、又トレッド巾WTの0.16倍をこ
えて広くなればトレッド面2の接地圧が過大となり、耐
摩耗性に劣る他、溝縁において偏摩耗が生じやすいから
る。
【0024】又、本実施例では、該タイヤをリム組み
し、かつ正規内圧と正規荷重とを加えた正規状態におい
て、タイヤが接地する接地面Lにおいては、前記4本の
縦主溝3…の中で中央部分に位置する2本の内の縦主溝
3A、3Aが位置することとなる。
【0025】前記内の縦主溝3A、3Aには、それぞれ
に、この内の縦主溝3Aに沿ってのびる断続する複数個
の補助溝4…が配設され、内の縦主溝3Aと各補助溝4
との間を連結溝5によって導通している。
【0026】補助溝4は内の縦主溝3Aと略平行かつこ
の内の縦主溝3Aと間隔を隔てて溝の両側に交互に配さ
れ、本実施例では縦断面が矩形をなす矩形溝として形成
される。又補助溝4は1個当たりの容積Vを20000
mm3 以下かつ1つの内の縦主溝3Aに対して10個以上
配される。10個以上配することによって、前記接地時
には、補助溝4の1個又は2個が常に接地面Lに存在す
ることとなる。
【0027】連結溝5は、前記補助溝4に比して溝断面
積が小さく、1つの連結溝5の溝中心線と直角な向きの
断面積Sを10mm 2 以下、溝長さlを10mm以下とし、
しかも内の縦主溝3Aと1個の補助溝4との間に配設さ
れる連結溝5の本数は10本以下とするのが好ましい。
【0028】このような補助溝4と連結溝5との寸法規
制については下記理由に基づいている。
【0029】一般に管路を流過する流体による気柱共鳴
音を消音するには、図4に略示するように管路Poの途
中に空胴Doを形成することによって消音効果が生じ
る。透過損失TLは TL=10 log|1+〔{√(Vo・So/lo)/(2So)}/(f/fp-fp/f)]2|dB … ここでfpは共鳴周波数であって、下記式より求めう
る。 fp=(C/2π)×√{(n・So)/(Vo/lo) } … 又、 Vo:共鳴器Doの容積 So:連結孔Toの断面積 lo:連結孔Toの長さ C:音速 n:連結孔Toの数
【0030】この理論をタイヤの低騒音化に応用すべく
実験を行った結果、共鳴周波数ftはタイヤの500Hz
〜1500Hzの範囲にあることが判明し、従って共鳴器
の条件としては、 2×103 ≦{(V×l)/(n×S)}≦×104 … の範囲が望ましいことを確かめ得たのである。ここに、 V:補助溝4の容積(mm3 ) S:連結溝5の断面積(mm2 ) l:連結溝5の溝長さ(mm) n:連結溝5の個数
【0031】又前記V、l、Sが大きくなるとエアポン
ピング音、又はインパクト音が発生しやすくなるので V≦20000mm3 以下 l≦10mm S≦10mm2 とするのが適当である。なおnの値については、多くな
れば内の縦主溝3Aと補助溝4との間に形成される隔壁
の剛性低下を招来するため10個以下が好ましい。
【0032】図5は、タイヤ赤道上に1本の縦主溝3B
が設けられ、この縦主溝3Bに沿って補助溝4を設けた
他の態様を示している。
【0033】なお補助溝は縦主溝の一方の側のみに限定
して配することも出来、又トレッド面に縦主溝と交わる
縦溝が介在してもよく、本発明は種々な態様のものに変
形することが出来る。
【0034】
【具体例】タイヤサイズが205/55 R15であり
かつ図1に示す構成を有するタイヤ(実施例)について
試作するとともにその性能についてテストを行った。な
お比較のため、従来の構成のタイヤ(従来例)及び本願
構成外のタイヤ(比較例)についても併せてテストを行
い性能を比較した。
【0035】1)通過騒音 JASO C606に規定する実車惰行試験によって実
施し、試供タイヤを装着した車両を直線状のテストコー
スにおいて、通過速度を60km/Hとしかつ50mの距
離を惰行させるとともに、該コースの中間点において走
行中心線から横に7.5mを隔てて、かつテスト路面か
ら高さ1.2mの位置に設置した定置マイクロホンによ
り通過騒音を測定した。
【0036】2)ハイドロプレーニング性能 試供タイヤを実車に装着し、水深5mmの直線距離を10
0km/Hで進入しフロントタイヤのみロック制動をかけ
摩擦力が回復する速度を測定し従来例を100とする指
数で表示した。数値が大きいほど良好であることを示
す。テスト結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】テストの結果実施例は従来例及び比較例に
比べて通過騒音が低減し、かつハイドロプレーニング性
能が保持されていることが確認出来た。
【0039】
【0040】
【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
縦主溝の少なくとも1つに周方向にのびる共鳴用の補助
溝を設け、縦主溝と補助溝との間を連結溝により導通す
ることを要旨としているため、耐ハイドロプレーニング
性能を低下させることなく、通過騒音を低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】その接地面におけるトレッドパターンを示す平
面図である。
【図3】その要部を例示する斜視図である。
【図4】共鳴音の消音作用を略示する断面図である。
【図5】接地面のパターンの他の例を示す平面図であ
る。
【図6】従来例の接地面のパターンを示す平面図であ
る。
【図7】比較例の接地面パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
2 トレッド面 3、3A、3B 縦主溝 4 補助溝 5 連結溝 l 連結溝の溝長さ S 連結溝の断面積 V 補助溝の容積 WG 溝巾

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレッド面に周方向に連続しかつ5mm以上
    の溝巾を有する単数又は複数の縦主溝を具える空気入り
    タイヤにおいて、 前記縦主溝の少なくとも1つに、該縦主溝に沿って周方
    向にのびる共鳴用の断続する複数個の補助溝を設け、か
    前記縦主溝と、前記各補助溝との間を連結溝により導
    するとともに、 前記補助溝は、その容積Vを1個当たり20000mm 3
    以下かつ1つの縦主溝に対して10個以上配するととも
    に、前記連結溝は、溝中心線と直角な向きの断面積Sを
    10mm 2 以下、溝長さlを10mm以下、縦主溝と1個の
    補助溝との間に配設する前記連結溝の本数nを10本以
    下とし、しかも(V×l)/(n×S)で表される溝係
    数Kを2000以上かつ40000以下と したことを特
    徴とする空気入りタイヤ。
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