JPH0417802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気入りタイヤのラグパターンの設
計方法に関し、さらに詳しくは低騒音のラグパタ
ーンをトラクシヨン性能や耐摩耗性に影響を与え
ることなく、また必ずしも試験試作を行うことな
く得ることができる空気入りタイヤのラグパター
ンの設計方法に関する。 〔従来の技術〕 空気入りタイヤのトレツドパターンのうち、ラ
グパターンはリブパターンに比べてトラクシヨン
性能が大きいため、トラツク、バス等の重荷重用
タイヤに多く使用されている。しかし、ラグパタ
ーンは多数のラグ溝をタイヤ周方向を横切るよう
に設けた構成になつているため、リブパターンに
比べて走行時に発生する騒音が大きいという欠点
があつた。 近年、環境対策上からタイヤの低騒音化が強く
要請されるようになり、そのためラグパターンの
低騒音化の設計が種々試みられている。しかし、
従来の設計方法は、ラグ溝内に閉じ込められる空
気のエアポンピング音やラグ溝内で振動する空気
の気柱共鳴音等を小さくするということを観点に
して、ラグ溝の形状や体積の変更、或いはトレツ
ド半径の小径化による接地圧分布の変更等を行う
ものであり、かつそれぞれのラグパターン毎にタ
イヤを試作してそれらが発生する騒音の試験を
し、その中からなるべく小さい騒音のものを選定
するというものであつた。 しかし、このようにラグ溝内のエアポンピング
や気柱共鳴等を主眼にしてラグ溝形状等を変える
と、重荷重用タイヤにおいて重要な特性であるト
ラクシヨン性能や耐摩耗性に影響を与えることが
あり、またラグパターン毎にタイヤの試作試験を
重ねることは、目的とするラグパターンを確定す
るまでに多大の時間を要するという欠点があつ
た。 本発明者は、上述のような従来の問題点に鑑み
検討した結果、ラグパターンが発生する騒音は、
気柱共鳴等とは異なる主として低周波数域の騒音
であつて、かかる騒音の発生は次に説明するよう
にタイヤの接地前縁部がラグ溝部分でタイヤ周方
向に大きな曲げ剛性の変化を生じ、それに伴つて
タイヤサイド部の共振をもたらすことが大きな原
因になつていることを知見した。そして、この知
見から同じラグ溝形状は配列ピツチを有するラグ
パターンであつても、それを赤道線を境に二分し
て互いに相対移動させれば騒音の大きさを変える
ことができること、したがつてトラクシヨン性能
や耐摩耗性に影響を与えることなく、また必ずし
もタイヤを試作することなく低騒音パターンを決
定することができることを見だしたのである。 すなわち、タイヤが負荷を受けて回転すると
き、トレツドは接地が開始される接地前縁部で撓
みはじめ、次第にタイヤ半径方向に変形して行く
挙動を行う。一般にラグタイヤの接地形状は、第
１図に示すように半径ｒの接地前縁部８と接地後
縁部９と左右のシヨルダー縁部２ａ，２ｂとに囲
まれた輪郭形状になつていて、その接地前縁部８
は、ラグ溝６の存在する部分で欠けた状態にな
る。そのため、その実接地長さは、タイヤがＴ方
向に前進するとき第２図Ａ、第２図Ｂ、第２図Ｃ
のように順次変化する。接地前縁部がこのように
変化するとき、ラグ溝６の部分でタイヤ周方向の
曲げ剛性が急激に変化し、そのためラグ溝近傍が
加振源になつてタイヤサイド部の共振をもたら
し、低周波数域の大きな騒音を発生することにな
るのである。 このようにラグタイヤは、接地前縁部に起こる
急激な曲げ剛性の変化によつて振動を行うことに
より騒音を発生するため、タイヤ１回転当りの接
地前縁部の実接地長さの変動量（タイヤ一周当り
の最大値と最小値との差）が大きければ大きいほ
ど音圧レベルを大きくする。このような知見か
ら、ラグタイヤの低騒音化を図るには、接地前縁
部の実接地長さの変動量を極力小さくすればよい
ことを見だしたのである。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、従来タイヤのラグパターンが
有するトラクシヨン性能や耐摩耗性に悪影響を与
えないようにしながら、しかも必ずしも試作タイ
ヤを製作しなくても低騒音ラグパターンを容易に
見だすことができるラグパターンの設計方法を提
供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成する本発明は、ラグ溝がタイヤ
踏面の左右両側部にそれぞれ赤道線上の点に対し
点対称に配列された空気入りタイヤのラグパター
ンの設計方法において、予めラグ溝形状とタイヤ
周方向のラグ溝配列ピツチとが定められたラグパ
ターンを赤道線で踏面左側部と踏面右側部とに二
分し、この踏面左側部と踏面右側部とをタイヤ周
方向に相対的にずらせて相対位置の異なる種々の
組合せを設定する。一方、前記設定されたラグパ
ターンの種々の組合せのそれぞれについて、それ
がJIS標準空気圧および標準複輪荷重下で接地し
た場合の輪郭形状における接地前縁部をタイヤ周
方向に走査して、タイヤ一周分における接地前縁
部の実接地長さの最大値と最小値との差である変
動量を求めるのである。そして、前記相対位置の
異なる種々の組合せのうちで、前述のように求め
られた変動量が小さいものを選択し、その相対位
置を決定するものである。 このように接地前縁部の実接地長さの変動量
（最大値と最小値との差）が小さいラグパターン
は、前述したように接地前縁部におけるタイヤ周
方向の曲げ剛性の変化が小さくなるから、その曲
げ剛性の変化に伴う振動の発生も小さくなり、騒
音の発生が低減することになるのである。 本発明によれば、このようにベースのラグパタ
ーンの左右両側部を相対移動するだけで低騒音ラ
グパターンを得るようにするため、試作タイヤを
製作することは必ずしも必要ではなくなる。ま
た、ベースのラグパターンのラグ溝形状やラグ溝
配列ピツチを何ら変更することもないから、その
ベースのラグパターンが有するトクラシヨン性能
や耐摩耗性に影響を与えることもない。 本発明において、設計のベースに使用される予
めラグ溝とタイヤ周方向のラグ溝配列ピツチとが
定められたラグパターンとしては、トラクシヨン
性能や耐摩耗性の点で優れているようなラグ溝形
状や配列ピツチにしたものを選択すればよい。こ
のようなラグパターンとしては、トラクシヨン性
能や耐摩耗性の観点から新規に設定したラグパタ
ーンであつてもよいし、従来から知られているラ
グパターンをベースにしてもよい。 また、本発明において「JIS標準空気圧及び標
準複輪荷重」とは、当業界で通称されている通り
のものを意味する。すなわち、JIS Ｄ 4202（自
動車用タイヤの諸元）の付表19（トラツク及びバ
ス用バイアスタイヤ）に各タイヤサイズ毎に規定
されている複輪（Ｄ）として使用する際の最大荷
重（Kg）及びこれに対応する空気圧（Kg／cm²）の
ことをいう。そして、この条件で接地した場合の
輪郭形状の接地前縁部は、そのタイヤのトレツド
プロフアイルを形成するトレツド半径に基づき実
質的に円弧状のものとして定まるので、上記トレ
ツド半径に基づく簡単な計算によつて容易に知る
ことができる。或いは予め同種のタイヤを上記条
件で接地させたときの輪郭形状によつても容易に
知ることができる。 上記接地前縁部の実接地長さは、ラグ溝の部分
（非接地部分）を除いた長さである。したがつて、
この接地前縁部の実接地長さは、スムースタイヤ
の場合はタイヤ周方向のどの位置でも同じ長さで
あるが、ラグタイヤの場合には、ラグ溝がタイヤ
周方向に間欠的に配置されているためタイヤ周方
向の位置によつて変化する。 そこで、上記のように予め選択されたラグパタ
ーンについて、その赤道線を境として踏面左側部
と踏面右側部とに二分し、この両者をタイヤ周方
向に相対的にずらせると、左右のラグ溝の位置が
相対的に変化するため、各相対位置毎に異なつた
ラグパターンが形成される。かつ各ラグパターン
は、左右両側部の異なつた接地前縁部接地長さが
互いに組合わされて形成されるため、踏面全体の
接地前縁部の実接地長さの変動量（最大値と最小
値との差）も個々に異なつたものになる。したが
つて、これら多数形成されたラグパターンについ
て、タイヤ周方向に走査して接地前縁部の実接地
長さの変動量を求め、そのなかから変動量が小さ
い組合せ相対位置のものを選べば、それが低騒音
ラグパターンになるのである。 上述のように多数のラグパターンのなかから接
地前縁部の実接地長さの変動量が小さいラグパタ
ーンを選択するに当たつては、その変動量が最小
のものを選ぶことが好ましい。しかし、タイヤの
意匠的な外観などの観点から、この最小値から若
干外れたものも選択範囲とすることが許容される
ことはいうまでもない。本発明者は、このような
選択範囲の指針として、上記変動量RVと同一タ
イヤでラグ溝がないと仮定したスムースタイヤの
同一空気圧、同一荷重下での接地前縁部の実接地
長さTLとの比RV／TLを求め、このRV／TLが
0.25以下であるものを選べば、騒音の比較的低い
ラグパターンが選択できることを見い出した。し
たがつて、上述の選択に際しては、RV／TL＝
0.25を指針とし、それ以下のものを選ぶようにす
れば、設計作業を更に簡単にすることができる。 以下、本発明を第３図〜第６図を参照して具体
的に説明する。 第３図Ａ及び第４図Ａは、それぞれ本発明の低
騒音ラグパターンを設計するときのベースとして
使用するラグパターンの一例を示す。いずれのラ
グパターンもラグ溝がタイヤ踏面の左右両側部に
それぞれ赤道線上の点に対し点対称に配列された
ものである。図中には、このラグパターンを有す
るタイヤがJIS標準空気圧及び標準複輪荷重下で
接地するときの接地前縁部（タイヤ進行方向Ｔを
横切るように円弧状に描いた線）がタイヤ進行方
向Ｔに適宜間隔で図示されている。これらの接地
前縁部において、ラグパターンの実接地長さはラ
グ溝部分を除いた残りの部分の長さになり、また
ラグ溝部分を含めた全長さはスムースタイヤのも
のに相当する。 このラグパターンの接地前縁部の実接地長さが
タイヤ回転に伴つて変化する状態をグラフにする
と、それぞれ第３図Ａのラグパターンの場合は第
３図Ｂの曲線３１のように表され、また第４図Ａ
ラグパターンの場合は第４図Ｂの曲線４１のよう
に表される。 一方、本発明の設計方法に従つて、図示のラグ
パターンを赤道線を境にして踏面左側部Ｌと踏面
右側部Ｒとに二分し、各踏面部の接地前縁部の実
接地長さがタイヤ回転に伴つて変化する状況をグ
ラフにすると、それぞれ第３図Ａのラグパターン
の場合は、踏面左側部Ｌでは第３図Ｂ中の曲線３
０ａになり、踏面右側部Ｒでは曲線３０ｂにな
る。また、第４図Ａラグパターンの場合は、踏面
左側部Ｌでは第４図Ｂ中の曲線４０ａになり、踏
面右側部Ｒでは曲線４０ｂになる。したがつて、
上記曲線３１や４１は、曲線３１については左右
両側踏面部の曲線３０ａと曲線３０ｂとの合計に
相当し、曲線４１については左右両側踏面部の曲
線４０ａと曲線４０ｂとの合計に相当するものと
して表される。（ただし、第３図Ｂ及び第４図Ｂ
中での曲線３１や４１は、いずれも曲線３０ａ、
曲線３０ｂ及び曲線４０ａと曲線４０ｂに対しタ
イヤ回転方向の位相を一致させるように図示して
はいない。） したがつて、本発明の設計方法に従つて、上記
踏面左側部Ｌと踏面右側部Ｒとをタイヤ周方向に
相対的にずらせて任意の相対位置で組合わされた
ラグパターンを作成すると、第３図Ａのラグパタ
ーンの場合は、二つの曲線３０ａ、曲線３０ｂが
タイヤ回転方向（タイヤ周方向）に相対的にずれ
るため、その合計された長さの曲線３１が種々異
なつた形状のものとして得られることになる。第
３図Ｂでは、それらの曲線３１のなかから一つだ
けを図示している。また第４図Ａのラグパターン
の場合も、二つの曲線４０ａ、曲線４０ｂがタイ
ヤ回転方向（タイヤ周方向）に相対的にずれるこ
とによつて、その合計された長さの曲線４１が
種々異なつた形状のものとして得られるようにな
る。第４図Ｂでは、それらの曲線４１のなかから
５例を図示している。 これら多数の曲線３１，４１はタイヤ一周当り
に変化する最大値と最小値とが異なつているの
で、これら曲線３１，４１の中から、その最大値
と最小値との差（変動量）が小さい相対位置の組
合せを選べば、その相対位置にラグパターンが低
騒音ラグパターンとして得られることになる。 なお、上述の説明では、踏面左側部Ｌと踏面右
側部Ｒとに二分して、それぞれの接地前縁部の実
接地長さの変化を曲線３０ａ、曲線３０ｂや曲線
４０ａ、曲線４０ｂとして求めるようにしたが、
これらは各相対位置毎の曲線３１や４１を求める
ための一手段にすぎないので、必ずしもこれら両
側部の曲線３０ａ、曲線３０ｂや曲線４０ａ、曲
線４０ｂを求めることは必要ではなく、各相対位
置毎の全踏面の曲線３１や４１を直接求めるよう
にしてよいことは勿論である。 また、接地前縁部の実接地長さの変動量が小さ
いものを選択するとき、前述したように変動量
RVとスムースタイヤの接地前縁部接地長さTL
との比RV／TLを指針にして、その比RV／TL
が0.25以下のものを選択するようにすれば、設計
作業を更に簡単にすることができる。 第５図Ａ，Ｂは、第５図Ａのラグパターンをベ
ースにして同様の設計をする場合を示す。このベ
ースのラグパターンは、ラグ溝がタイヤ踏面を左
右両側部にそれぞれ赤道線上の点に対して点対称
に配列されている。このラグパターンの踏面左側
部Ｌの接地前縁部と踏面右側部Ｒの接地前縁部の
それぞれ実接地長さのタイヤ回転に伴う変化は、
それぞれ第５図Ｂに示す曲線５０ａ，５０ｂのよ
うになる。また、二つの曲線５０ａ，５０ｂをタ
イヤ回転方向（タイヤ周方向）に相対的にずら
せ、任意の相対位置で組合せたときの合計長さの
曲線は、それぞれ各相対位置ごとに曲線群５１と
して表すことができる。 また、第６図Ａ，Ｂは、第６図Ａのラグパター
ンをベースにして同様の設計をする場合を示す。
このベースのラグパターンも、ラグ溝がタイヤ踏
面の左右両側部にそれぞれ赤道線上の点に対して
点対称に配列されている。この場合の踏面左側部
Ｌの接地前縁部と踏面右側部Ｒの接地前縁部のそ
れぞれ実接地長さのタイヤ回転に伴う変化は、そ
れぞれ第６図Ｂに示す曲線６０のように同一の曲
線になる。また、二つの曲線６０Ｌ，60Rをタイ
ヤ回転方向（タイヤ周方向）に相対的にずらせ、
任意の相対位置で組合せたときの合計長さの曲線
は、それぞれ各相対位置ごとに曲線群６１として
表すことができる。 これら第５図Ａ，Ｂ及び第６図Ａ，Ｂの場合
も、上記同様に間接的に両踏面部の曲線５０ａ，
５０ｂや曲線６０Ｌ，６０Ｒを省略して曲線群５
１，６１を直接求めるようにしてもよいことは勿
論である。 〔実施例〕 第４図Ａに示すラグパターンを有し、かつタイ
ヤ諸元が、それぞれ タイヤ呼び：10.00−2014PR トレツド半径（TR）：320mm トレツド展開幅（TW）：180mm ラグ溝のピツチ数：44 ラグ溝のピツチ長：75mm 子午線断面に投影したラグ溝長さ：72mm シヨルダー縁部でのラグ溝幅：32mm であるものをベースパターンにし、その踏面上の
赤道線を挟んだ踏面左側部Ｌと踏面右側部Ｒとを
相対的にずらせることにより種々の組合せの多数
のラグパターンを設定した。 これら各ラグパターンのタイヤをJIS標準空気
圧（6.75Kgｆ／cm²）及び標準荷重（2425Kg）の条
件下で接地する際の接地前縁部の実接地長さは、
踏面左側部Ｌでの実接地長さは最大値＝105mm、
最小値＝50mmであるのに対し、踏面右側部Ｒでの
実接地長さは最大値＝105mm、最小値＝52mmであ
つた。 また、これら踏面両側部Ｌ，Ｒの相対位置を異
ならせて形成した各ラグパターンの接地前縁部の
実接地長さの変動量RV（タイヤ一周分における
最大値と最小値との差）は、最大値＝172mmから
最小値＝47mmまで分布していた。これら変動量
を、上記タイヤと同一条件のスムースタイヤの接
地前縁部の長さTL＝210mmに対する比RV／TL
として表わし、それらのなかから比RV／TLが
0.22，0.25，0.26，0.28，0.31，0.34である６種類
のラグパターンを選んだ。 これら各変動量の比RV／TLと踏面両側部Ｌ，
Ｒの相対ずらし量との関係は、ピツチ長75mmに対
して、次の第１表の通りであつた。

【表】 上述のようにして選んだラグパターンのうち、
接地前縁部の実接地長さの変動量RVが小さいも
のほど、すなわち比RV／TLの値が小さいもの
ほど低騒音特性を示すことになるが、これを確認
するため、上記６種類のラグパターン毎にそれぞ
れタイヤＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを製作し、これ
らをJIS標準空気圧（6.75Kgｆ／cm²）及び標準荷
重（2425Kg）の条件下で、速度30Km／ｈ，40Km／
ｈ，60Km／ｈで走行させたときに発生する音圧レ
ベルを測定した。 結果は第２表の通りであり、いずれの速度にお
いても、上記変動量RV（比RV／TL）が小さい
ラグパターンほど低騒音になることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の低騒音ラグタイ
ヤの設計方法は、ベースのラグパターンを踏面左
側部と踏面右側部とに分離して両者を相対的に移
動させ、各相対位置毎に形成されるラグパターン
について接地前縁部の実接地長さの変動量の小さ
いものを選び出すようにすればよいので、必ずし
も試作タイヤを製作することなく低騒音ラグパタ
ーンを得ることができる。また、ベースのラグパ
ターンのラグ溝形状やラグ溝配列ピツチを何ら変
更することなく低騒音ラグパターンを得るため、
そのベースパターンが有するトラクシヨン性能や
耐摩耗性に影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はラグタイヤが接地した輪郭形状（接地
形状）の一例を示す平面図である。第２図Ａ〜Ｃ
は、同輪郭形状の接地前縁部のタイヤ進行に伴う
変化を順に示す説明図である。第３図Ａはラグパ
ターンを有するタイヤの進行方向と接地前縁部と
の関係を示す説明図、第３図Ｂは踏面左側部の実
接地長さと踏面右側部の実接地長さと全踏面の実
接地長さのタイヤ回転方向に対する変化を示す説
明図である。第４図Ａは他のラグパターンを有す
るタイヤの進行方向と接地前縁部との関係を示す
説明図、第４図Ｂは踏面左側部の実接地長さと踏
面右側部の実接地長さと全踏面の実接地長さのタ
イヤ回転方向に対する変化を示す説明図である。
第５図Ａはさらに他のラグパターンを有するタイ
ヤの進行方向と接地前縁部との関係を示す説明
図、第５図Ｂは踏面左側部の実接地長さと踏面右
側部の実接地長さと全踏面の実接地長さのタイヤ
回転方向に対する変化を示す説明図である。第６
図Ａはさらに他のラグパターンを有するタイヤの
進行方向と接地前縁部との関係を示す説明図、第
６図Ｂは踏面左側部の実接地長さと踏面右側部の
実接地長さと全踏面の実接地長さのタイヤ回転方
向に対する変化を示す説明図である。 １……赤道線、２ａ，２ｂ……シヨルダー縁
部、６……ラグ溝、８……接地前縁部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラグ溝がタイヤ踏面の左右両側部にそれぞれ
   赤道線上の点に対し点対称に配列された空気入り
   タイヤのラグパターンの設計方法において、 予めラグ溝形状とタイヤ周方向のラグ溝配列ピ
   ツチとが定められたラグパターンを赤道線で踏面
   左側部と踏面右側部とに二分し、この踏面左側部
   と踏面右側部とをタイヤ周方向に相対的にずらせ
   て相対位置の異なる種々の組合せを設定する一
   方、 前記設定されたラグパターンの種々の組合せの
   それぞれについて、それがJIS標準空気圧および
   標準複輪荷重下で接地した場合の輪郭形状におけ
   る接地前縁部をタイヤ周方向に走査して、タイヤ
   一周分における接地前縁部の実接地長さの最大値
   と最小値との差である変動量を求め、 前記相対位置の異なる種々の組合せのうちで、
   前記のように求められた変動量が小さいものを選
   択して、その相対位置を決定することを特徴とす
   る空気入りタイヤの低騒音ラグパターンの設計方
   法。 ２ 前記接地前縁部の実接地長さの変動量につい
   て、そのラグパターンが適用される空気入りタイ
   ヤをスムースタイヤと仮定し、前記と同一のJIS
   標準空気圧および標準複輪荷重下で接地した場合
   の輪郭形状における接地前縁部の全長に対する比
   を求め、その比の値が0.25より小さいものを選択
   する特許請求の範囲第１項記載の空気入りタイヤ
   の低騒音ラグパターンの設計方法。