JPH1058920A

JPH1058920A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH1058920A
Application number: JP8223647A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hayashi; 一夫林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1996-08-26
Publication date: 1998-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】車室内パターンノイズを低く抑制しつつ、Ｒ
ＦＶを有効に低減する。【解決手段】トレッド踏面１のうち、車両の直進走行
時の接地幅ＣＷの大半もしくは全部の区域のトレッドパ
ターンを、トレッド周方向に等ピッチＰ₁₀のパターン配
列とするとともに、残部のトレッドパターンを、二種類
以上のピッチをトレッド周方向に組合わせてなる複数ピ
ッチＰ₁₁〜Ｐ₁₅のパターン配列とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パターンノイ
ズ、とくには車室内へ侵入するパターンノイズを低く抑
制してなお、ラジアルフォースバリエーション（以下
「ＲＦＶ」という）を有効に低減できる空気入りタイ
ヤ、なかでもタイヤのトレッドパターンに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】タイヤのトレッドパターンによって発生
するパターンノイズの低減を目的として、そのトレッド
パターンを、トレッド踏面の全域にわたって、二種類以
上のピッチをトレッド周方向に組合わせてなる、複数ピ
ッチのパターン配列とすること（以下「ピッチバリエー
ション」という）は従来から広く一般的に行われてお
り、これによれば、発生騒音の周波数成分を広く分散さ
せて、ピーク値を低下させることで騒音を目立たなくす
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このよう
な、トレッド踏面の全域にわたるピッチバリエーション
を採用した場合には、タイヤのユニフォミティの評価基
準の一つとしてのＲＦＶが大きくなって車両への乗心地
が損われるという問題があった。

【０００４】ここで、ピッチバリエーションがＲＦＶを
大きくすることの一つの要因としては、図６にトレッド
部の周方向断面を例示するように、トレッド部ＴＲの半
径方向内周側に位置するベルトＢＥは、傾向的にトレッ
ド幅方向に延びるそれぞれの溝ＧＲの形成によって、そ
れらの各溝ＧＲと対応する位置で、幾分半径方向内周側
へ窪む方向に変形されることを余儀なくされるも、ピッ
チバリエーションの採用によって、それぞれのピッチＰ
₁，Ｐ₂，Ｐ₃を組合わせたパターン配列とした場合
は、ベルトＢＥの窪み部ＲＥが周方向に不規則に発生
し、この不規則性それ自体が、転動中のタイヤの、半径
方向の反力の変動に直接的に影響を及ぼすことが上げら
れ、また、他の一の要因としては、ピッチバリエーショ
ンの採用によるピッチの大小によって、それぞれのピッ
チ内のトレッドゴム体積が変化することにより、それぞ
れのピッチ相互間に剛性差が生じることに加え、ピッチ
の大きい部分ほどトレッドゴム厚みが厚くなる傾向の下
で、ピッチ相互の剛性差が一層大きくなり、これによっ
て、それぞれのピッチの相互間での圧縮弾性率の差が大
きくなることが上げられる。

【０００５】そこで発明者は、相互に二律背反の関係に
ある、パターンノイズの抑制と、ＲＦＶの改善とをいか
にうまく両立させるかを課題として、車両への乗員が、
パターンノイズの、車室内への侵入および、ＲＦＶに起
因する乗心地の低下のそれぞれをいかに知覚するかに関
し、トレッド踏面部の全体が等ピッチのパターン配列の
タイヤおよび、その全体にピッチバリエーションを適用
したタイヤのそれぞれについて実車調査を行ったとこ
ろ、車両の直進走行時にあって、四輪のタイヤのそれぞ
れの接地状態、荷重負荷状態等が安定かつ定常的である
ときには、ＲＦＶに起因する上下振動に対する乗員の感
覚が鋭くって、その上下振動を不快に感じるのに対し、
車室内へ侵入するパターンノイズについては、そもそ
も、近年の車両の高性能化に伴う車体それ自体の遮音性
能の向上により、パターンノイズをエンジン等の発生騒
音と明確には区別できないほどに遮音効果が高められて
おり、その上、パターンノイズは、運転者の意識的なア
クセル操作に基づくエンジン回転に対応して発生するエ
ンジン騒音に融和することから、乗員が、その融和騒音
からパターンノイズだけを抽出して認識することは難か
しく、従って、パターンノイズそれ自体が、特異な耳障
りな音として知覚されることはほとんどなかった。

【０００６】この一方で、車両の旋回走行時にあって、
四輪のそれぞれのタイヤの接地状態が不安定であること
に加えて、荷重の負荷状態が経時的に変化するときに
は、ＲＦＶに起因する振動に対しては、乗員の感覚は鈍
くなるのに対し、車室内へ侵入するパターンノイズに関
しては、それぞれのタイヤが、接地状態等に応じた周波
数成分のまちまちなパターンノイズを発生することか
ら、乗員は、車体それ自体の遮音性能をもってしては遮
音しきれない、うなり音等の不快な音を感じることが明
らかになった。

【０００７】従って、この調査結果によれば、車両の直
進走行時には、主としてＲＦＶを低減し、旋回走行時に
は、主としてパターンノイズを低減することが、それら
の両者を有効に両立させる上で効果的であることにな
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】これがため、この発明
は、タイヤのトレッド踏面の、車両の直進走行時に接地
する部分と、旋回走行時に接地する部分との機能分離を
図り、車両の直進走行時に主に接地する部分をＲＦＶの
低減に、そして旋回走行時に主に接地する部分をパター
ンノイズの低減にそれぞれ機能させるものであり、具体
的には、トレッド接地面のうち、車両の直進走行時の接
地幅の、中央部を含む大半もしくは全部、好適には接地
幅中央位置から各側方へ、その接地幅の30〜50％の区域
内のトレッドパターンを、トレッド周方向に等ピッチの
パターン配列とするとともに、残部のトレッドパターン
をを、少なくとも二種類のピッチをトレッド周方向に組
合わせてなる、複数ピッチのパターン配列としたもので
ある。

【０００９】おなここで、「車両の直進走行時の接地
幅」とは、タイヤを適用リムにリム組みするとともに、
タイヤへの負荷荷重を、最大規定内圧の充填時の負荷能
力の100 ％の荷重とした状態の下での直進走行時の接地
幅をいうものとし、通常の使用状態での接地幅を意味す
る。

【００１０】このように、この空気入りタイヤでは、車
両の直進走行時における踏面接地幅内の多くの部分を等
ピッチのパターン配列とすることで、ベルトに発生する
窪み部の、トレッド周方向での間隔を一定とし、その窪
み部が周方向に不規則に発生することに原因をおくＲＦ
Ｖを有効に改善し、また、複数ピッチパターン配列によ
って、それぞれのピッチ内のトレッドゴム体積が相互に
相違することに起因するＲＦＶを十分に取り除くことが
でき、これらの結果として、車両の直進走行時に乗員に
不快感を与える上下振動の発生が十分に防止されること
になる。

【００１１】ところで、この直進走行時におけるパター
ンノイズについては、前述したように、車体それ自体の
遮音性能の向上等により、等ピッチのパターン配列であ
っても、車室内の乗員にとって耳障りな特異な騒音とし
て感知されることはない。

【００１２】また、この空気入りタイヤでは、車両の旋
回走行時に接地面積が増加することに加え、荷重負担が
とくに大きくなる踏面ショルダー域を複数ピッチのパタ
ーン配列とすることで、ピッチバリエーションによる本
来的な機能を十分に発揮させて、うなり音等の不快な騒
音の発生、ひいては、その騒音の車室内への侵入を効果
的に防止することができる。

【００１３】なお、この旋回走行時には、それぞれのタ
イヤの接地状態、負荷状態等が経時的に変化し、走行状
態それ自体が非定常的になるので、ＲＦＶに起因する振
動が発生しても、それが独立して乗員に格別の不快感を
もたらすことはなく、その振動は、走行状態に起因して
生じる振動に内包されることになる。

【００１４】かしくて、この空気入りタイヤでは、トレ
ッド踏面の、車両の直進走行時の接地部分と、旋回走行
時の接地部分との機能分離を図ることにより、相互に二
律背反の関係にある、パターンノイズの抑制と、ＲＦＶ
の改善とを高い次元で両立させることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発
明の一の実施形態を示すトレッドパターンの展開図であ
る。ここに示す空気入りタイヤは、サイズが 225／50 R
16であって、車両の直進走行時の接地幅が170mm のもの
である。

【００１６】この実施形態では、トレッド踏面１のう
ち、車両の直進走行時の接地幅ＣＷの大半もしくは全
部、好ましくは、接地幅の中央位置から各側方へ、その
接地幅ＣＷの30〜50％の範囲、たとえば、32.35 ％の範
囲内でのトレッドパターンを、トレッド周方向に一定ピ
ッチＰ₁₀のパターン配列とした等ピッチ域２とする一
方、トレッド踏面１の残部のトレッドパターンを、少な
くとも二種類、図では五種類のピッチＰ₁₁〜Ｐ₁₅を周方
向に組合わせてなるパターン配列としたバリアブルピッ
チ域３とする。

【００１７】空気入りタイヤのこのようなトレッドパタ
ーン構成において、そのタイヤを、等ピッチ域２内で、
トレッド踏面中央域の、比較的短かい幅方向溝４の延在
部分で、トレッド周方向に断面とした場合には、図２に
示すように、その幅方向溝４の形成に起因する、ベルト
５の、半径方向内周側への窪み部６は、ピッチＰ₁₀の間
隔をおいて周方向に規則的に発生し、このことは、等ピ
ッチ域２内の、幅方向溝が存在するどの位置での周方向
断面内においても同様であるので、この等ピッチ域２に
おいては、窪み部６が周方向に不規則に存在することに
起因するＲＦＶの発生を有効に防止することができ、ま
た、それぞれのピッチ内のトレッドゴム体積が相互に相
違することおよび、それぞれのピッチ内のトレッドゴム
厚みが相互に相違することに起因するＲＦＶの発生を有
効に防止することができる。この一方で、バリアブルピ
ッチ域３にては、ＲＦＶの発生は余儀なくされるも、パ
ターンノイズの有効なる低減を実現することができる。

【００１８】ここで、等ピッチ域２の幅が、車両の直進
走行時の接地幅の中央位置から、その接地幅の30％未満
では、その直進走行時の接地面内に占めるバリアブルピ
ッチ域３の割合が大きくなりすぎて、ＲＦＶの有効なる
低減が難しくなり、一方、50％を越えると、車両の旋回
走行時の接地面内に占める等ピッチ域２の割合が大きく
なりすぎて、バターンノイズの有効なる抑制が難しくな
る。

【００１９】図３は、以上のようなトレッドパターンを
有するタイヤの、車両の直進走行時におけるフットプリ
ントを、四輪のそれぞれのタイヤについて示す図であ
る。これによれば、各タイヤの接地状態およびそこへの
荷重の負荷状態がともに十分安定した車両の直進走行状
態の下では、等ピッチ域２が、タイヤの、接地圧の最も
高いトレッド中央区域を含めて、各フットプリントの相
当部分を占めることが明らかであり、これがためＲＦＶ
に起因する、車両の、主には上下方向の振動が効果的に
抑制されることになる。なお、図に示すところによれ
ば、バリアブルピッチ域３もまたフットプリントの一部
を占めることになるも、そ占有量は極めてわずかであ
り、しかも、バリアブルピッチ域３の接地圧は相当低い
ので、バリアブルピッチ域３に生じるＲＦＶが車両の乗
心地に影響を及ぼすことはほとんどない。ところで、こ
の走行状態にて発生する、等ピッチ域２のパターンノイ
ズが、車両への乗員に耳障りな騒音として認識されない
ことは前述した通りである。

【００２０】図４は、車両が左方向へ旋回する場合の、
それぞれのタイヤのフットプリントを示す図であり、こ
の場合は、旋回の外側に位置するタイヤの、外側のトレ
ッド端部分にとくに大きな荷重が作用することになると
ともに、それぞれのタイヤの接地状態およびそこへの荷
重の負荷状態は、車両の進行に伴って大きく変化するこ
とになる。

【００２１】ここでは、それぞれのタイヤにおいて、旋
回の外側でのバリアブルピッチ域３の接地面積が、直進
走行時に比して増加し、しかも、その接地部分の接地圧
が、他の部分の接地圧よりはるかに高くなるので、バリ
アブルピッチ域３は、それ本来の機能に基づき、主に
は、そのバリアブルピッチ域３が発生するパターンノイ
ズの効果的な低減を実現することができる。

【００２２】なお、この場合にあっても、各フットプリ
ントに占める等ピッチ域２の割合が、バリアブルピッチ
域３のそれよも大きくなるも、ここでは、直進時よりは
バリアブルピッチ域の比率が増えることに加え、いずれ
のタイヤにおいても、等ピッチ域２の接地圧が極めて小
さくなるので、その部分にて発生されるパターンノイズ
がそれほど大きな騒音となることなく、この一方で、等
ピッチ域での発生騒音が車両の直進走行時のそれに近接
するもであるときは、車体によって有効に遮音されるこ
とになる。また、この旋回走行時の、バリアブルピッチ
域３でのＲＦＶの発生に起因する振動は、車両の非定常
走行によって生じる振動中に取込まれるので、その振動
が、乗員に格別の不快感をもたらすことはない。

【００２３】かくして、この空気入りタイヤでは、車両
の直進走行時には、とくには等ピッチ域２の作用によっ
て、ＲＦＶを低減させて車両への乗心地を高めることが
でき、また、車両の旋回走行時には、とくにはバリアブ
ルピッチ域３の作用の下で、パターンノイズを有効に抑
制してこれもまた車両への乗心地を高めることができ
る。

【００２４】

【実施例】図１に示す通りのトレッドパターンを有す
る、サイズが 225／50 R16のタイヤにおいて、車両の直
進走行時の接地幅ＣＷが170mm 、等ピッチ域２の幅が、
上記接地幅の中央位置から各側方へ、その接地幅ＣＷの
32.35 ％の範囲にあり、また、等ピッチ域２におけるピ
ッチＰ₁₀が27.96mm 、バリアブルピッチ域３におけるそ
れぞれのピッチＰ₁₁〜Ｐ₁₅がそれぞれ、27.57mm 、31.5
2mm 、35.46mm 、39.39mm 、43.33mm である発明タイヤ
の、直進走行時および旋回走行時の車室内騒音ならびに
ＲＦＶを測定したところ、表１に指数値にて示す通りと
なった。

【００２５】なお、表中の指数値は、比較タイヤ１をコ
ントロールとして示し、それが大きいほどすぐれた結果
を示すものとする。ところで、表中の上記比較タイヤ１
は、トレッド踏面の全体を、上記五種類のピッチＰ₁₁〜
Ｐ₁₅のバリアブルピッチ域としたタイヤであり、比較タ
イヤ２は、トレッド踏面の全体をピッチＰ₁₀の等ピッチ
域としたタイヤである点を除き、発明タイヤと同様の構
成を有するものである。

【００２６】

【表１】

【００２７】ここで、車室内騒音は、運転者の車体中心
側の耳の位置にマイクをおき、一定速度で走行中に集音
された騒音の音圧レベルを測定することと官能評価とに
より求めた。なお、ここにおいて車体の遮音性能は、40
0Hz 以上で約−20dB、400Hz未満で約−30dBであった。
また、ＲＦＶは、タイヤ内圧を２kgf/cm²、荷重を準拠
規格（ＪＡＴＭＡ規格）の85％として、タイヤをユニフ
ォミティマシン上で回転させて得られるタイヤ半径方向
の力の大きさの変動のＰ−Ｐ値を測定して求めた。

【００２８】表１に示すところによれば、車室内騒音
は、発明タイヤでは、直進走行時において、車の遮音性
と四輪の周波数変動はドライバーのアクセルコントロー
ル、つまりエンジン回転とシンクロするためさほど目立
たず官能評価では差がつかなかった。また旋回走行時に
は、等ピッチでは、四輪の接地状況が様々であり、発生
するノイズも刻々と変化し、うなり音として感じる為バ
リアブルによって周波数を分散させた方が良い評価とな
る。そしてＲＦＶは、発明タイヤでは、直進走行相当の
状態において、５％程Ｐ−Ｐ値が小さく、比較タイヤと
比べて乗員の感じる上下振動も小さい。

【００２９】ちなみに、発明タイヤと、比較タイヤ１と
のそれぞれにつき、60km/hで直進走行中の車室内騒音を
周波数分析したところ、発明タイヤでは、図５に実線で
示すように、１次のピッチ成分では比較タイヤ１よりわ
ずかに大きくなるが他の周波数では比較タイヤ１より小
さくなった。

【００３０】

【発明の効果】以上に述べたところから明らかなよう
に、この発明の空気入りタイヤによれば、車両の直進走
行時における車室内騒音は、車体の遮音性能と相俟って
十分低く抑制され、ま、ＲＦＶは、等ピッチのパターン
配列に基づいて有効に低減されることになり、そして、
車両の旋回走行時における車室内騒音は、複数ピッチの
パターン配列に基づいて十分に低減されることになるの
で、パターンノイズの抑制と、ＲＦＶの低減とを高い次
元で両立させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施形態を示すトレッドパター
ン展開図である。

【図２】図１に示すタイヤのベルトの変形態様を示すト
レッド周方向の断面図である。

【図３】車両の直進走行時の四輪タイヤのフットプリン
トを示す図である。

【図４】車両の旋回走行時の四輪タイヤのフットプリン
トを示す図である。

【図５】車室内騒音の周波数スペクトルを示すグラフで
ある。

【図６】従来タイヤのベルトの変形態様を示す図２と同
様の断面図である。

【符号の説明】

１トレッド踏面２等ピッチ域３バリアブルピッチ域４幅方向溝５ベルト６窪み部ＣＷ接地幅Ｐ₁₀〜Ｐ₁₅ ピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気入りタイヤのトレッド踏面のうち、
車両の直進走行時の接地幅の、中央部を含む大半もしく
は全部の区域のトレッドパターンを、トレッド周方向に
等ピッチのパターン配列とするとともに、残部のトレッ
ドパターンを、少なくとも二種類のピッチをトレッド周
方向に組合わせてなる、複数ピッチのパターン配列とし
てなる空気入りタイヤ。