JPH01285405A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、複数の異なるピッチ長を有するトレッドデザ
インエレメントをトレッド表面のショルダー部にタイヤ
周方向に配列したタイヤであって、転勤に伴ってトレッ
ドデザインエレメントが発生する騒音（パターンノイズ
）を低減せしめた空気入りタイヤに関する。

〔従来技術〕

従来、パターンノイズを低減させるために、ピッチ周波
数のまわりの広い周波数（タイヤの回転数×トレッドデ
ザインエレメント数によってきまる周波数）帯域にパタ
ーンノイズを分散させて騒音を目立たなくさせる工夫が
なされてきた。これは、バリアプルピッチ配列法と呼ば
れるもので、何種類かのピッチ長さの異なるトレッドデ
ザインエレメント（すなわち、ピッチ）をタイヤ周方向
に適当に配列し、各トレッドデザインエレメントが接地
面と接触する際に発生するパルス的騒音あるいは振動の
時間間隔を変化させ、特定周波数に騒音が集中しないよ
うにする方法であり、無線工学等で用いられる周波数変
調理論に基づくものである。しかしながら、パターンノ
イズを十分に低減させるまでには至っていない。

そこで、本発明者は、パターンノイズの低減をはかるべ
く研究した結果、タイヤ騒音のフィーリングを悪くして
いる要因として音圧レベルの脈動性を見逃せないことが
判明した。

すなわち、従来の騒音計測法のように成る一定の時間で
平均化された音圧レベルでは同等であるにもかかわらず
、人間の聴感室上のフィーリングではその音圧レベルに
優劣が生じることがあり、この原因を探究したところ、
約１０　Ｈｚ以下の低い周波数帯域において大きく脈動
する音圧レベルと脈動しない音圧レベルとの違いである
ことが判明した。この音圧レベルの脈動性、すなわち騒
音のＷ因の１つである脈動性を定量的に観察するには、
高速度で収録された騒音を低速度で再生して音圧レベル
の時間的変化を出力することによって可能である。例え
ば、ＪＡＳＯＣ６０６−７３タイヤ騒音試験方法に準す
る方法、すなわち直径３０００ＩＩＩＩＩｌのスチール
ドラム上でタイヤを５０　ｋｍ／ｈで転勤させ（空気圧
、リムサイズ、荷重はＪＡＴＭ＾標準条件）、脈動性の
評価をＯＡ値（１００〜２０００　Ｈｚのバンドパスフ
ィルターを通ｉＭした騒音のオーバーオール値）のタイ
ヤ１回転内の変動幅で評価することができる。

一方、音圧レベルについての従来のトレッドデザインエ
レメント配列に関する理論では、１つのトレッドデザイ
ンエレメントから１つのサイン波が発生するものと仮定
して、タイヤ１周にトレッドデザインエレメントの並び
順と同じ時間的間隔で発生するサイン波列をフーリエ級
数展開して周波数軸上の分散をシユミレートするのが一
般である。とりわけ、周方向長さ、すなわちピッチ長が
短いトレッドデザインエレメントから長いトレンドデザ
インエレメントへと、そしてまた、短いトレッドデザイ
ンエレメントへと規則的にサイン波的な配列をする場合
の理論解析については多くの研究や工夫がなされている
（例えば、自動車技術Ｖｏ１．２８、１１ｈｌ　、　１
９７４　　ｒタイヤノイズについて」、特開昭５４−１
１５８０１号公報参照）。しかし、これらの考察におい
て、前述した音圧レベルの脈動性について論ぜられてい
ないのは、各トレンドデザインエレメントから発生する
振動の大きさを一定に仮定したためである。

本発明者は、トレッドデザインエレメントの周方向長さ
が大きいとそのエレメントから発生する振動レベルが大
きくなることに着目して、次のような仮定のもとで理論
計算を試みた。すなわち、各トレッドデザインエレメン
トから発生する振動は、トレッドデザインエレメントの
周方向長さに比例して大きな振幅を有するサイン波であ
ると仮定してフーリエ級数展開するのである。この結果
、第４図（ａ）、　　（ｂ）および第５図（ａ）、　　
（ｂ）に示すように、従来の計算法により各トレッドデ
ザインエレメントから均等な大きさのサイン波が生じる
と仮定すると第４図（ｂ）の如く低い周波数帯域で何ら
の振幅も表われないが、トレッドデザインエレメントの
ピッチ長に見合った振幅を有するサイン波が生じると仮
定した場合には、第５図（ｂ）の如くトレッドデザイン
エレメント配列が持つ特別の周期数に相当する低い周波
数帯域で振動のピークが見られる。特に、トレッドデザ
インエレメント配列が規則的な配列であると、この低い
周波数帯域でのピークが顕著となり、これにより音圧レ
ベルの脈動性を高め、騒音のフィーリングを悪くしてし
まう。

第４図（ａ）および第５図（ａ）は、それぞれ、ピッチ
配列（トレッドデザインエレメント配列）を示す説明図
である。２は振動波形を示す。第４図（ｂ）および第５
図（ｂ）は、それぞれ、フーリエ解析を実施したときの
次数とその次数に対応する振幅との関係図である。第４
図（ａ）および第５図（ａ）において、ピッチへのピッ
チ長＝３１．７　ｍｍ　、ピッチＢのピッチ長”２７．
５１１１ｍ　、とッチＣのピッチ長＝２４．５　ＩＩＩ
ｍ　、ピッチ群Ｅ、＝ＣＣＣＣＣＣ，ピッチ群Ｅ　ｔ　
”　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　Ｂ　、ピッチ群Ｅ　
３　＝　Ａ　Ａ　Ａ　Ａ　Ａ　Ａ　Ａ−ピッチ群Ｅ４＝
ＢＢＢＢ、ピッチ群ＥＳ　−ＣＣＣＣＣＣ。

ピンチ群Ｅ、−ＢＢＢ、ピッチ群Ｅｖ−ＡＡＡＡＡＡ、
ピッチ群Ｅｓ　＝ＢＢＢＢＢＢＢ。

ピッチ群Ｅ９　”　ＣＣＣＣＣＣＣＣＣ，ピッチ群Ｅ、
、＝ＢＢＢＢ、ピンチ群Ｅ、工ＡＡＡＡＡ１ピッチ群Ｅ
、、＝ＢＢＢＢである。第４図（ａ）のピッチ配列と第
５図（ａ）のピッチ配列とは同じである。ここで、「ピ
ッチ」とは、一般にタイヤトレッドデザインはその周方
向に連続する繰り返し模様として構成されるが、その繰
り返し模様の最小単位を意味する。また、「ピッチ群」
とは、ピッチのうち同一ピンチが連続して配置されてい
る部分を意味する。

〔発明の目的〕

本発明は、ピッチの構成・配列を改善して音圧レベルの
脈動性を低減すべくなされたもので、ショルダー部のト
レッドデザインエレメントの剛性をタイヤ全周に亘って
均一にすることによりパターンノイズを低減させて自動
車の居住性・快適性を向上せしめた空気入りタイヤを提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、ショルダー部に環状の周方向溝を
有するタイヤにおいて、前記ショルダー部におけるピッ
チ長の大きい方のピッチのショルダー幅をピッチ長の小
さい方のピッチのショルダー幅よりも小さくし、さらに
、最短ピッチに対する最長ピッチの長さの比をαとする
と共にＰｉ　ＸＬｉの最小値に対する最大値の比をβと
した場合に下記式を満足することを特徴とする空気入り
タイヤを要旨とする。

β　＝　　（α−１）ｘｋ＋１ α＝１．２〜１．６のとき に−０〜０．７ α＝１．６〜２．０のとき ｋ　−０，２０〜０．７ Ｐ、：ピッチ長（ｉ−１，２，３・・・）Ｌｌ　：ショ
ルダー幅（！　＝１．２．３・・・） 以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

（１）トレンド表面のショルダー部に環状の周方向溝を
有するタイヤにおいて、前記ショルダー部におけるピッ
チ長の大きい方のピッチのショルダー幅をピッチ長の小
さい方のピッチのショルダー幅よりも小さくしたこと。

ここで、ショルダー幅とは、ショルダー溝の中心からタ
イヤ幅方向接地端までの幅をいう。

前述した理論計算の結果から明らかなように、各ピッチ
から発せられるサイン波の大きさがピッチ長によらず一
定であれば低周波数の脈動は生じない、したがって、各
トレンドデザインエレメントの剛性を均一にする工夫が
必要となる。

本発明者の研究によれば、騒音の脈動性に強く影響する
のはショルダー部であること、および溝によって囲まれ
るトレッドデザインエレメントの大きさ（面積）である
ことが判明した。したがって、ピッチの大きさがピッチ
長によらず一定であればよく、このためには各トレンド
デザインエレメントの大キサ、すなわちピッチ長×ショ
ルダー幅を一定すればよい。そこで、本発明では、ピッ
チ長の大きい方のピッチのショルダー幅をピッチ長の小
さい方のピッチのリプ幅よりも小さくしたのである。

（２）最短ピッチに対する最長ピッチの長さの比をαと
すると共にＰ　ｉ　ｘＬ　ｉの最小値に対する最大値の
比をβとした場合に下記式を満足すること。

β　＝　（α−１）Ｘｋ＋１ α＝１８２〜１．６のとき に＝０〜０．７ α＝１．６〜２．０のとき に＝０．２０〜０．７ Ｐ、：ピッチ長（ｉ　＝１．２．３・・・）Ｌ、：ショ
ルダー幅（ｉ　＝１．２．３・・・） 第１図は本発明の空気入りタイヤの一例のショルダー部
の一部を示す平面視説明図である。接地端ａは、ＪＩＳ
標準条件下のものである。第１図において、ショルダー
部には、環状の周方向溝１が設けられている。Ｅは幅方
向中央部におけるセンターラインである。ピッチ長ｐｔ
＞ピッチ長Ｐ、。

第１図では、ショルダー部の各ピッチの剛性を均一にす
るために、周方向溝１の幅方向位置、すなわちショルダ
ー幅を大きいピッチ長Ｐｔのピッチの方を小さいピッチ
長Ｐ、のピッチよりもショルダーエツジ側（接地端ａ側
）に偏らせている。ショルダー幅Ｌ２〈ショルダー幅Ｌ
ｌ　　（ｔ−ｚ　、　　Ｌｌ　とも各ピッチにおける平
均値）、この結果、各ピッチにおけるショルダー幅り、
は、ピッチ長の大きいピンチの方が小さく、ピッチ長の
小さいピッチの方が大きくなる。したがって、基本寸法
Ｐ。

ｘＬ、はピッチ間の差が小さくなる。なお、各ショルダ
ー幅を決める周方向溝１の幅方向位置は、該溝の中央の
平均値である。

このように周方向溝１の位置をピッチ長に応じて変化さ
せると、ショルダー部のピッチの剛性が周上で均一とな
り、騒音の脈動性が改善される。ここで、Ｐ、ｘＬ、の
最小値に対する最大値の比をβとすると、従来のトレッ
ドパターンの如＜Ｌｔが一定であればβはピッチ長の最
大値と最小値の比と同一であり、通常、β＝１．２〜１
．６程度となる。これに対し、本発明では、βを１．３
以下、好ましくは１．０〜１．２５とする。一方、騒音
の周波数分散を向上させるには、ビ・７チ長の最大値／
最小値の比αを大きくする方がよいので、このａを大き
くし、αよりも小さいβを下記式（ａ）のようにするの
がよい。

β　＝　（α−１）Ｘｋ＋１・・・（ａｌα＝１．２〜
１．６のとき に＝０〜０．７ そして、βをαよりも小さ（することによってショルダ
ー部のトレッド剛性がより均一になるので、従来よりも
ショルダー部の異常摩耗が発生しにくくなる。αは最大
２．０まで増大させることが可能であり、これによりい
っそう低騒音化をはかることができる。ただし、αが過
度に大きいときに（α＞１．６　）βを小さくするとシ
ョルダー部の平均ショルダー幅を過度に小さくしなけれ
ばならず、この場合には大ピツチにおける異常摩耗の問
題を生じせしめるので、小さくとも下記式（ｂ）のよう
にすることが必要である。

β　＝　（α−１）ｘｋ＋ｌ・・・（ｂｌα＝１．６〜
２．０のとき ｋ　＝０．２０〜０．７ そこで、本発明では、下記のようにβを定めたのである
。

β　＝　（α−１）Ｘｋ＋１ α＝１．２〜１．６のとき ｋ＝０〜０．７ α＝１．６〜２，０のとき に＝０．２０〜０．７ 第２図にこのα、βの関係を示す。第２図中、斜線部分
が本発明の範囲である。

以下に実施例を示す。

実施例 第３図（Ａ）に空気入りタイヤの一例の外親図を、第３
図（Ｂ）にそのトレッド表面のトレッドパターンを、第
３図（Ｃ）にそのトレッドパターンの一部を拡大して示
す。これらの図中、１０はタイヤを、１１はトレッドパ
ターンを示す。第３図（Ｃ）中、Ｔは接地幅である。

このようなトレッドパターンを有するタイヤサイズ１７
５／８０　Ｒ１３の空気入りタイヤ（本発明タイヤ、従
来タイヤ、比較タイヤ）につき、騒音の脈動性（ｄＢ）
および騒音のフィーリングにつき評価した。この結果を
表１に示す。

立の　千　〇ｉ・　　法： ＪＡＳＯＣ６０６−７３タイヤ騒音試験方法に準する方
法、すなわち直径３０００ｍｍのスチールドラム上でタ
イヤを５０　ｋｍ／ｈで転勤させ（空気圧、リムサイズ
、荷重はＪＡＴＭＡ標準条件）、脈動性の評価をＯＡ値
（ｔｏｏ　〜２０００　Ｈｚのバンドパスフィルターを
通過した騒音のオーバーオール値）のタイヤ１回転内の
変動幅で評価した。

表１から判るように、従来タイヤ１，２ともショルダー
部のショルダー幅が各ピッチとも一定であり、αとβと
が等しくβの値が大きいために騒音の脈動性が劣る。本
発明タイヤ１は、従来タイヤ１のショルダー部のショル
ダー幅につき大きいピッチ長はど狭くしたものであり、
βが１．２５より小さく、β＝（α−１）　Ｘｏ、５９
＋　１であり、脈動性が改善されている。比較タイヤ１
は、従来タイヤ２のショルダー部のショルダー幅につき
大きいピッチ長はやや狭くしたものであるが、βが１．
２５より大きく、β＝（α−１）　ｘＱ、７７＋　１で
あり、αを大きくしてピッチノイズは改善されるものの
脈動性の改善は認められない。本発明タイヤ２は、比較
タイヤ１よりも大きいピッチ長のショルダー幅をさらに
狭く、小さいピッチ長のショルダー幅を広くしたもので
あり、β＝（α−１）Ｘｏ、５６＋１であるのでβがや
や大きいものの、αが大きくピッチノイズが分散され、
脈動性が比較的改善されているので、フィーリング上実
用可能レベルにある。本発明タイヤ３は、大きいピッチ
長のショルダー幅をさらに狭くしたものであり、βがさ
らに小さくなり、最も良い結果を示した。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ピッチ長とショル
ダー幅との積によって決まるβを従来よりも小さくする
ことにより脈動性に影響の強いショルダー部の剛性を周
上で均等となるようにしたので、騒音の脈動性を改善す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気入りタイヤの一例のショルダー部
の一部を示す平面視説明図、第２図はαとβの関係図、
第３図（Ａ）は空気入りタイヤの一例の外観図、第３図
（Ｂ）はそのトレッド表面のトレッドパターンを示す平
面図、第３図（Ｃ）はそのトレッドパターンの一部を拡
大して示す説明図である。 第４図（ａ）および第５図（ａ）はそれぞれピッチ配列
を示す説明図、第４図（ｂ）および第５図（ｂ）はそれ
ぞれフーリエ解析を実施したときの次数とその次数に対
応する振幅との関係図である。 ｌ・・・周方向溝、２・・・振動波形、１０・・・タイ
ヤ、１１・・・トレッドパターン、Ｅ・・・センターラ
イン、Ｔ・・・接地幅。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ショルダー部に環状の周方向溝を有するタ イヤにおいて、前記ショルダー部におけるピッチ長の大
   きい方のピッチのショルダー幅をピッチ長の小さい方の
   ピッチのショルダー幅よりも小さくし、さらに、最短ピ
   ッチに対する最長ピッチの長さの比をαとすると共にＰ
   ＿ｉ×Ｌ＿ｉの最小値に対する最大値の比をβとした場
   合に下記式を満足することを特徴とする空気入りタイヤ
   。 β＝（α−１）×ｋ＋１ α＝１．２〜１．６のとき ｋ＝０〜０．７ α＝１．６〜２．０のとき ｋ＝０．２０〜０．７ Ｐ＿ｉ：ピッチ長（ｉ＝１、２、３・・・） Ｌ＿ｉ：シヨルダー幅（ｉ＝１、２、３・・・）