JPH075002B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JPH075002B2
JPH075002B2 JP60009195A JP919585A JPH075002B2 JP H075002 B2 JPH075002 B2 JP H075002B2 JP 60009195 A JP60009195 A JP 60009195A JP 919585 A JP919585 A JP 919585A JP H075002 B2 JPH075002 B2 JP H075002B2
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JP
Japan
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pitch
groove
design
tire
length
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JP60009195A
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知彦 小暮
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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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
    • B60C11/0318Tread patterns irregular patterns with particular pitch sequence

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

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に関し、さらに詳しくは、タイ
ヤ転動に伴ってトレッドデザインが発生する騒音(パタ
ーンノイズ)を、タイヤの異常摩耗や異常振動を伴うこ
となく騒音を低減し得るようにした空気入りタイヤに関
する。
〔従来の技術〕
従来、パターンノイズの分散は、バリュアブルピッチ配
列法により、トレッドデザインのデザイン要素を何種類
かの異なるくり返し(ピッチ)単位とし、それらを周方
向に適当にランダム化された順序に配列して行なってき
た。
これは、無線工学等で用いられている周波数変調理論に
基づくものであり、各デザイン要素が発生するパルス的
振動の時間間隔を変化させて特定の周波数に騒音が集中
しないようにする手法である。
また、この手法については、くり返しピッチの最長と最
短の比率αが大きい程、騒音分散の効果が高いと言われ
ている。
しかし、従来のバリュアブルピッチ配列法は、第4図に
代表例を示すように、ピッチを変化させると、それに伴
ってそのピッチのデザイン要素も相似的に変化するため
くり返しピッチの最長/最短の比率αを大きくとると、
くり返し単位の最短のものが小さくなりすぎ、すなわ
ち、最も小さいデザイン要素が小さくなりすぎ、異常摩
耗や振動発生の原因となったりして騒音の分散効果にも
限度があった(α=1.5が実用限度)。
しかし、騒音改善に対する市場の要求は近年ますます高
まってきているため、上述した従来のバリュアブルピッ
チ配列法では十分に対応できなくなってきているのが実
情であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、トレッドデザインを単にバリュアブル
ピッチ配列法によって配列するだけでなく、且つピッチ
が有する比剛性に着目することにより、従来のタイヤと
比較して異常摩耗や振動発生を伴うことなく騒音エネル
ギーの分散効果を高めて騒音を低減せしめ、自動車の居
住性を向上すると共に、騒音公害を抑制することができ
る空気入りタイヤを提供することにある。
〔発明の構成〕
すなわち本発明は、トレッド面に、主溝,補助溝,サイ
プからなるトレッドデザイン構成要素のタイヤ接地幅に
おけるタイヤ周方向繰り返し単位をピッチとして、その
ピッチ長が互いに異なる複数種類のピッチをタイヤ周方
向に対してバリュアブルに配列させた空気入りタイヤで
あって、これら各ピッチが有する比剛性の指標となる下
記式で定められるデザイン指数Zpの最も大きいデザイン
指数Zpmaxの最の小さいデザイン指数Zpminに対する比β
=Zpmax/Zpminを1.10〜1.30の値に設定して、前記ピッ
チの比剛性のタイヤ周方向に対する配列を前記ピッチ長
とは独立にバリュアブルにしたことを特徴とするもので
ある。
Wp:JIS標準条件下のタイヤ接地幅 Pp:各ピッチのタイヤ周方向長さ Gmax:主溝の最大深さ GW:各ピッチに存在する主溝及び補助溝の溝幅 GD:各ピッチに存在する主溝及び補助溝の溝深さ GL:各ピッチに存在する主溝及び補助溝の溝長さ SW:各ピッチに存在するサイプの幅 SD:各ピッチに存在するサイプの深さ SL:各ピッチに存在するサイプの長さ i:各ピッチに含まれる主溝及び補助溝の数 j:各ピッチに含まれるサイプの数 すなわち、上述の式において、分子側の(Wp×Pp×Gma
x)は、各ピッチp当たりの主溝底より上方のトレッド
容積(溝空間も含めた容積)を表すのに対して、分母側
のΣ(GW×GD×GL)とΣ(SW×SD×SL)との和は、各ピ
ッチp内に存在する主溝,補助溝,サイプによって占め
られる空間容積の大きさを表している。したがって、分
母側の空間容積の占める大きさが大きくなればなるほ
ど、ピッチ当たりの比剛性は低下することを意味する。
すなわち、デザイン指数Zpが小さくなればなるほど、ピ
ッチ当たりの比剛性は小さくなることを意味する。
しかるに、前述したように、従来のバリュアブルピッチ
配列法における各ピッチのデザイン要素の設計は、第4
図のように、ピッチの長いものから短いものまで、略相
似形になるように主溝、補助溝、サイプ(細い切り込み
溝)等を設計している。すなわち、長いピッチに比較し
て短いピッチにおいては、比較的に溝幅を狭めたり、サ
イプの長さを縮めたりして、結局、各ピッチのデザイン
指数Zpは、どのピッチも略近似した値となり、最も大き
いデザイン指数Zpmaxの最も小さいデザイン指数Zpminに
対する比βは1.0〜1.05の範囲となる。したがって、タ
イヤ周方向におけるデザイン比剛性は変化することな
く、そのため、最小ピッチに応力が集中して異常摩耗や
振動発生を招く結果になっていたのである。
〔本発明に至った経緯〕
従来のバリュアブルピッチ配列法における、各ピッチの
デザイン要素の設計は、くり返しピッチの長いものから
短いものまで、略相似形になるように主溝・補助溝・サ
イプ(細い切り込み溝)等を設計している、すなわち、
長いピッチに比較して短いピッチにおいては、比較的に
溝幅を狭めたりサイプの長さを縮めたりして、結局、後
述する各ピッチのデザイン指数は、どのピッチもほぼ近
い値となり、最も高いデザイン指数を有するピッチと、
最も低いデザイン指数を有するピッチの比率βは1.0〜
1.05の範囲である。
ここに各ピッチのデザイン指数Zpは次のように定義され
る。
但し サフィックスp:各ピッチ。
i:ピッチpに含まれる各溝要素。
j:ピッチpに含まれる各サイプ要素。
W:JIS標準条件下のタイヤ接地幅 P:ピッチの周方向長さ サフィックスW:幅,D:深さ,L:長さ G:溝要素 S:サイプ要素 Gmax:最大主溝深さ なお、本発明において、上述した式は、タイヤ接地幅の
センター域、ショルダー域の全幅が全て同じピッチ配列
になっている場合は勿論であるが、例えばセンター域と
ショルダー域とで異なるピッチ配列が存在する場合であ
っても、タイヤ接地幅を単位として複数種類の繰り返し
単位が配列するピッチ配列として把握できるものであれ
ば、上記式の計算に基づいて同一の作用効果を得ること
ができる。
本発明の発明者は、バリュアブルピッチ配列法に加え
て、各ピッチのデザイン要素をピッチの長さと比例しな
いように定め、各ピッチの比剛性の不均一性をより強く
させることが騒音分散に効果あるだろうことに着目し、
各ピッチのデザイン指数のうち最大のものと最小のもの
との比率βをパラメータとした実験を実施した。
実験は165SR13のサイズのスチールラジアルタイヤにお
いて、ピッチの最長/最短の比率αを1.3に固定し、サ
イプの深さ,長さ及び幅を種々のピッチで変化させ、各
ピッチのデザイン指数Zpの最大/最小比βを1.0から1.4
まで変化させて行なった。
騒音の測定は、JASOC 606−73「タイヤ騒音試験法」に
準じたもので実施した。
この結果、第2図に示す如く各ピッチのデザイン指数は
均一であるより不均一にした方が騒音低域に有利である
ことを知見した。
すなわち、本発明では各ピッチのデザイン構成要素をピ
ッチの変化に伴って相似的に変化させず、第2図に示す
デザインのようにしたのである。第2図に示すデザイン
では、最大ピッチPAに設けていたサイプを、最小ピッチ
PCで設けないようにすることによって、デザイン指数Zp
にしたときに、この最小ピッチPCのZpが最大で、最大ピ
ッチPAのZpが最小になるようにした。
また、βの値としては、1.10で、明確な効果があらわれ
βの値が大きいほど良いことがわかる。
しかし、βが大きすぎると、すなわち、最大の比剛性を
もつピッチと最小の比剛性をもつものとの差が大きいほ
ど、タイヤの摩耗形態が異常をきたす、あるいは、摩耗
時の騒音が悪化する等の不都合が生じ、大きくともβ=
1.30が限度である。従って、βは1.10〜1.30の間、望ま
しくは1.10〜1.20の間が良いことを知見するに至った。
さらに、各ピッチ間のデザイン指数の差をつける場合
は、ピッチの長さの大小にほぼ比例してデザイン指数の
大小をつける方法、ピッチ長さとは無関係にランダムに
デザイン指数の変化をつける方法、特定のピッチにのみ
デザイン指数を変化させる方法等いずれの場合も有効で
あることが判った。
次に、本発明者はピッチの最も短いデザイン要素が小さ
くなりすぎると摩耗形態の異常,摩耗時の騒音悪化の問
題が発生することにかんがみて、最小ピッチのデザイン
指数を高く保ちデザインの比剛性を高める方法について
検討を進めた。
すなわち、デザイン指数の最小となるピッチは、最短ピ
ッチ長さを有しないピッチとし、むしろ、最短ピッチに
おいては最も高いデザイン指数を与える実験をした。
デザイン指数の最大/最小比はβ=1.15に固定し、最短
ピッチ以外のピッチにおけるデザイン指数の最大と、最
短ピッチにおけるデザイン指数の比率βminを、ピッチ
長の最大/最小比αと共に変化させた実験を行なった。
この結果、第3図に示すように、前記比率βminを1.15
にし、最短ピッチにデザイン指数の最小値を与えた場合
(図中の○印)には、αを大きくするほど騒音は周波数
変調理論に従って低減する。しかし、この場合は、αを
大きくすると、最短ピッチの要素長が短かくなり、かつ
デザイン指数Zpが小さくなるため、デザイン比剛性が低
くなりすぎて異常摩耗や摩耗による騒音の悪化が顕著に
なり、実用に供することができない。このため、αの値
を1.3以上にすることはできなかった。
一方、前記比率βminを0.90にし、最短ピッチ以外のピ
ッチにデザイン指数の最小値を与え、最短ピッチにデザ
イン指数の最大値を与えた場合(図中の●印)には、前
記βminを1.15にした○印で示す曲線に比べて曲線の高
さは高くなるものの、実用可能なαの値は1.3まで大き
くすることが可能になる。
このため、第3図のβmin=1.15(○印)においてα−
1.4の場合と、βmin=0.90(●印)においてα=1.8の
場合とを比較すると、βmin=0.90の場合の方が騒音低
減効果が大きくなることが判る。
このように最短ピッチのデザイン指数を最大にすること
により、ピッチ長の最大/最小の比率αを従来は実用に
供することができなかった範囲(β=1.0でα=1.5が限
度)よりも大きくし、より一層騒音を低減することが可
能になる。すなわち、本発明においては、βminを0.95
以下、望ましくは0.90以下にすることによりαを1.3〜
1.8、好ましくは1.5〜165の範囲にまで大きくすること
ができる。
すなわち、最短ピッチの比剛性が従来以上に低い場合
は、αの上限が従来のものより低くなってしまうことが
判った。
〔実施例の説明〕
以下本発明を実施例により図面を参照して具体的に説明
する。
第1図は本発明の実施例からなる空気入りタイヤの要部
を示す平面視説明図である。
図においてEは本発明の実施例からなる空気入りタイヤ
で、タイヤの踏面Tに主溝10,補助溝20及びサイプ30か
らなるトレッドデザイン構成要素Eaをバリュアブルピッ
チ配列法に基づいて配置することにより構成されてい
る。
そして本発明においては、特に、各ピッチPA,PB,PC内に
おける前記トレッドデザイン構成要素の前記(1)式で
表されるデザイン指数Zpのうち、最も大きいデザイン指
数Zpmaxの最も小さいデザイン指数Zpminに対する比β=
Zpmax/Zpmaxの値を1.10〜1.30の範囲に設定してある。
さらに具体的には、第1図及び下記第1表(a),第1
表(b)に示す通りである。
第1表(a)及び第2表(a)中、 G1,G2,G3,G4,G5,G6:第2図及び第4図のピッチPA,PB,PC
に設けたそれぞれ主溝と補助溝 S1,S2,S3,S4,S5:第2図及び第4図のピッチPA,PB,PC
設けたそれぞれサイプ(但し、ピッチPCに設けたサイプ
S2,S3,S4は設けられてない) W:溝幅,D:溝深さ,L:溝長さを示す。
第1表(b)及び第2表(b)中、 を示す。
上述したように本実施例においては、バリュアブルピッ
チ配列法に基づいてタイヤのトレッドデザインを形成す
る場合、各ピッチPA,PB,PCのデザイン指数Zpに変化を与
えると共に、最短ピッチのデザイン指数を他ピッチより
高めることでピッチ長の最大/最小比αを高めることが
可能となり騒音を大幅に低減することができるようにし
てある。
(実験例) 本実験例は、第4図,第2表(a),第2表(b),第
3表に示す従来タイヤ、及び第1図,第1表(a),第
1表(b),第3表に示す本発明タイヤ(1)、第3表
に示す本発明タイヤ(2)、第3表に示す比較例タイヤ
(1)、第3表に示す比較例タイヤ(2)を用いて、新
品タイヤの騒音,1000km走行後のタイヤの騒音及び異常
摩耗を調べた。
なお、従来タイヤは具体的には、第4図及び下記第2表
(a),第2表(b)に示す通りである。
実験の結果、第3表に示す実験結果を得た。
この第3表の右側に示す実験結果から、 (a) 本発明タイヤ(1)は、αが1.63と大きくても
β=1.27、βminを0.87としたことから耐騒音性が向上
し、かつ他の問題もない。
(b) 本発明タイヤ(2)は、従来タイヤよりβを大
きく1.19としたため耐騒音性が向上している。
(c) 比較例タイヤ(1)は、βが1.39と大きすぎる
ため、摩耗時騒音と摩耗形態に問題がある。
(d) 比較例タイヤ(2)は、β=1.0(従来)の場
合にαを大きく1.55としたため、摩耗時騒音に改良効果
がなく、摩耗形態に問題がある。
なお、αが1.8を超えると異常摩耗が発生する恐れがあ
るので好ましくない。
結局αは1.8を限度として大きくし、βminを0.95より小
さくしβは1.3を限度として大きくすることにより最も
優れた騒音性を有し、かつ、他の問題が生じないものが
得られることが判った。
〔発明の効果〕
本発明によれば、タイヤ接地領域内のトレッドデザイン
(パターン)を、このトレッドデザイン要素である複数
種類のピッチをバリュアブルピッチ配列法に基づいて配
列することにより形成すると共に、このトレッドデザイ
ン内における各ピッチのデザイン指数を特定の式て表示
し、その最大デザイン指数Zmaxと最小デザイン指数Zpmi
nとの比率β(=Zpmax/Zpmin)の値を1.10〜1.30の範囲
にして、各ピッチのデザイン比剛性をばらつかせるよう
にすることによって、上記バリュアブルピッチ配列法だ
けで騒音の低減効果を大きくしようとした場合の異常摩
耗や振動発生を伴うことなく、騒音の低減効果をより一
層向上することができる。さらに、最短ピッチのデザイ
ン指数を最大にし、このデザイン指数の最短ピッチ以外
のピッチの最大デザイン指数に対する比率βminを0.95
以下にすることにより、最大/最小ピッチ比αを1.3/1.
8の範囲まで大きくし、騒音の低減効果をさらに大きく
し向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例からなる空気入りタイヤの要部
を示す平面視説明図、第2図はZpmas/Zpminすなわちβ
と音圧レベルとの関係を示す図、第3図はPmax/Pminす
なわちαと音圧レベルとの関係を示す図であり、また第
4図は従来タイヤの要部を示す平面視説明図である。 10……主溝、20……補助溝、30……サイプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレッド面に、主溝,補助溝,サイプから
    なるトレッドデザイン構成要素のタイヤ接地幅における
    タイヤ周方向繰り返し単位をピッチとして、そのピッチ
    長が互いに異なる複数種類のピッチをタイヤ周方向に対
    してバリュアブルに配列させた空気入りタイヤであっ
    て、これら各ピッチが有する比剛性の指標となる下記式
    で定められるデザイン指数Zpの最も大きいデザイン指数
    Zpamxの最も小さいデザイン指数Zpminに対する比β=Zp
    max/Zpminを1.10〜1.30の値に設定して、前記ピッチの
    比剛性のタイヤ周方向に対する配列を前記ピッチ長とは
    独立にバリュアブルにした空気入りタイヤ。 Wp:JIS標準条件下のタイヤ接地幅 Pp:各ピッチのタイヤ周方向長さ Gmax:主溝の最大深さ GW:各ピッチに存在する主溝及び補助溝の溝幅 GD:各ピッチに存在する主溝及び補助溝の溝深さ GL:各ピッチに存在する主溝及び補助溝の溝長さ SW:各ピッチに存在するサイプの幅 SD:各ピッチに存在するサイプの深さ SL:各ピッチに存在するサイプの長さ i:各ピッチに含まれる主溝及び補助溝の数 j:各ピッチに含まれるサイプの数
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