JPH11208219A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音性能とウエットグリップ性能とを向上さ
せることができる。 【解決手段】 周方向に連続した２本以上のｎ本の縦主
溝Ｇを有する。各縦主溝は、最大溝深さＤ１と最小溝深
さＤ２とを繰り返しながら周方向にのびる正弦波状の溝
底面を具える。正弦波の振幅は、１．０ｍｍ以上かつ最
小溝深さＤ２以下、正弦波のピッチ長さＰはタイヤ接地
長さＬの０．５倍以上、しかもタイヤ全周のピッチ数Ｎ
は９以上である。又各溝底面の正弦波の位相は、略２π
／ｎづつ違えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にウエットグリ
ップ性能を維持しつつ通過騒音をはじめとするタイヤノ
イズを低減しうる空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【０００３】

【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】例
えば、乗用車用等の空気入りタイヤでは、トレッド面に
周方向にのびる縦主溝を複数本配置し、ウエットグリッ
プ性能を向上させている。

【０００４】しかしながら縦主溝は、ウエットグリップ
性能を向上させる一方で気柱共鳴を誘発させ、タイヤ騒
音の要因の一つとなっている。この気柱共鳴は、縦主溝
と路面との間に形成される両端開放の気柱内を、圧縮さ
れた空気が通過するとにより発生する共鳴振動音であっ
て、車内音及び車外音を増加させる。

【０００５】なお気柱共鳴を抑制するためには、縦主溝
の本数およびその溝容積を減らすことが有効であること
は知られているが、前記縦主溝本数および溝容積の減少
はウエットグリップ性能の低下を招く等、ウエットグリ
ップ性能と、タイヤ騒音との間には相反する関係があ
り、双方をともに向上させたトレッドパターンの出現
が、特にタイヤ偏平率を減じ高速走行性能を高めた高性
能タイヤの分野において強く望まれている。

【０００６】かかる問題を解決すべく本発明者が研究し
た結果、縦主溝の各溝底面を、最大溝深さと最小溝深さ
とを周期的に繰り返しながら周方向に滑らかにのびる正
弦波形状に形成し、しかも正弦波形の位相を、縦主溝間
で互いに略同位相づつずらすことによって、ウエットグ
リップ性能とタイヤ騒音との双方を改善しえることを究
明しえた。

【０００７】なお縦主溝の溝底面を、例えば正弦波形状
に形成するものとして、特開平７−２３２５１４号公報
のものがある。このものは、溝底面の正弦波形による波
動によって、縦主溝内に抱え込まれた水を細かく分断せ
しめ、排水効果を高めることにより耐ハイドロプレーニ
ング性を向上することを提案している。なお前記公報で
は、縦主溝内の水の分断効果を発揮させるために、前記
正弦波形の波長を、例えば１〜５０ｍｍ程度と比較的短
く設定することが好ましいとしている。しかし、前記正
弦波形をこのような短い波長とし、しかも縦主溝間で位
相を互いにずらさないのであれば、タイヤ騒音の改善効
果をうることは困難である。

【０００８】このように、本発明は、トレッド面に設け
た全ての縦主溝の溝底面を、所定ピッチ長さかつ所定振
幅の正弦波形状に形成し、しかも正弦波形の位相を、縦
主溝間で互いに略同位相づつずらすことを基本として、
ウエットグリップ性能を維持しつつタイヤ騒音を低減し
うる空気入りタイヤの提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に、周方向
に連続してのびかつ溝巾を４．０〜２０．０ｍｍとした
縦主溝を２本以上のｎ本設け、かつ各縦主溝は、最大溝
深さＤ１と最小溝深さＤ２とを周期的にピッチ長さＰで
繰り返しながら連続してかつ滑らかに周方向にのびる正
弦波状の溝底面を具えるとともに、各溝底面は、前記最
大溝深さＤ１と最小溝深さ値Ｄ２との差Ｄ１−Ｄ２であ
る前記正弦波の振幅を１．０ｍｍ以上かつ最小溝深さＤ
２以下、前記ピッチ長さＰをタイヤ接地長さＬの０．５
倍以上、しかもタイヤ全周の繰り返し数であるピッチ数
Ｎを９以上とし、かつ各溝底面の正弦波の位相を、略２
π／ｎづつ違えたことを特徴としている。

【００１０】なお、前記溝底面の正弦波は、少なくとも
２種類のピッチ長さＰ１、Ｐ２を含むことが、騒音をさ
らに低減する上で好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図１において、空気入りタイヤ
１（以下タイヤ１という）は、本例ではタイヤサイズを
１９５／６５ Ｒ１５とした乗用車用ラジアルタイヤで
あって、トレッド部２からサイドウオール部３をへてビ
ード部４のビードコア５の廻りで折り返して係止される
カーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレ
ッド部２内方に配されるベルト層７とを具える。

【００１２】前記カーカス６は、例えばポリエステル等
の有機繊維コードをタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０゜
のコード角度で配列した１枚以上、本例ではコード角度
９０゜の１枚のカーカスプライから形成される。

【００１３】又前記ベルト層７は、例えばスチールコー
ド等の高弾性のベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して１
０゜〜３０゜のコード角度で配列した、２枚以上、本例
ではコード角度２４゜の２枚のベルトプライからなり、
ベルトコードがプライ間で交差するように向きを違えて
重置きされる。又ベルト層７のさらに外側には、例えば
ナイロン等の有機繊維コードを螺旋状に巻回してなり、
かつベルト層７の少なくとも外端部分を覆うことによっ
て高速回転に伴うリフティングを抑制する補強層を配し
ている。

【００１４】又前記トレッド部２のトレッド面２Ｓに
は、図２に示すように、周方向に連続してのびる２本以
上のｎ本の縦主溝Ｇを具える。

【００１５】この縦主溝Ｇは、本例では、タイヤ赤道Ｃ
の両側をのびる内の縦主溝Ｇ１、Ｇ１と、その外側に配
される外の縦主溝Ｇ２、Ｇ２との４本（ｎ＝４）からな
る。各縦主溝Ｇの溝巾Ｗｇは、排水性の観点から４ｍｍ
以上必要であり、又２０ｍｍを越えるとノイズの低減効
果が有効に発揮されない。なお縦主溝Ｇは、直線溝とし
て形成することが好ましいが、ジグザグ溝として形成し
ても良い。又本例では、外の縦主溝Ｇ２の溝巾Ｗｇ２を
タイヤ全周に亘って略一定とする一方、接地圧が比較的
高く気柱共鳴に起因する騒音原因となりやすい内の縦主
溝Ｇ１においては、前記溝巾Ｗｇ２よりも巾狭のくびれ
部１０Ａと、このくびれ部１０Ａより巾広の巾広部１０
Ｂとを交互に繰返し、気柱共鳴を撹乱しやすくしてい
る。なお、前記くびれ部１０Ａ及び巾広部１０Ｂの巾
は、それぞれ前記４．０〜２０．０ｍｍの範囲である。

【００１６】なお内の縦主溝Ｇ１は、前記タイヤ赤道Ｃ
を中心とした接地巾ＴＷの５０％巾領域である中央接地
域Ｒｃに設けられ、外の縦主溝Ｇ２はその外側の外側接
地域Ｒｓに配される。

【００１７】前記接地巾ＴＷは、タイヤ１を標準リムに
リム組しかつ標準内圧を充填するとともに標準荷重を負
荷した標準状態において、前記トレッド面２Ｓが接地す
る接地面形状Ｆにおける接地外縁Ｅ、Ｅ間の距離として
定義され、又接地域Ｒはこの接地外縁Ｅ、Ｅ間のタイヤ
全周に亘る巾領域を意味する。又前記標準リムはＪＡＴ
ＭＡ等の規格で規定されたリム、前記標準内圧は前記規
格で規定される最高空気圧、前記標準荷重は前記規格で
規定される最大負荷能力の７０％の荷重を意味する。

【００１８】又前記トレッド面２Ｓには、この縦主溝Ｇ
と交わる方向にのびる横溝Ｙがさらに形成され、この横
溝Ｙは、本例では、前記縦主溝Ｇ１、Ｇ２間を継ぐ内の
横溝Ｙ１、及び前記縦主溝Ｇ２とトレッド縁Ｔｅとの間
を継ぐ外の横溝Ｙ２と含む。従って、本例では、タイヤ
赤道Ｃ上のセンターリブと、その両側に配される２列の
ブロック列とからなるリブ−ブロックパターンを具えて
いる。

【００１９】次に、前記縦主溝Ｇの溝底面Ｓｇについて
説明する。各縦主溝Ｇの溝底面Ｓｇは、図３に溝中心に
沿う縦主溝Ｇの周方向断面を示すように、最大溝深さＤ
１と最小溝深さＤ２とを周期的に繰り返しながら連続し
てかつ滑らかに周方向にのびる正弦波形状をなす。

【００２０】ここで、前記最大溝深さＤ１と最小溝深さ
値Ｄ２との差Ｄ１−Ｄ２である正弦波形の振幅は、１．
０ｍｍ以上かつ前記最小溝深さＤ２の１．０倍以下であ
り、又前記正弦波形のピッチ長さＰは、前記接地面形状
Ｆの周方向長さであるタイヤ接地長さＬの０．５倍以
上、かつタイヤ全周の繰り返し数であるピッチ数Ｎは、
９以上としている。しかも、各溝底面Ｓｇの正弦波形の
位相を、図４に示すように、略２π／ｎ（本例ではｎ＝
４）づつ違えて形成している。

【００２１】このように、溝底面Ｓｇを所定の振幅、ピ
ッチ長さの正弦波形で形成し、かつ正弦波形を縦主溝間
で互いに略同位相づつずらせているため、これらの相互
作用によって、縦主溝Ｇ内の気柱共鳴を効果的に撹乱す
るとともに気柱共鳴への励起を抑え、気柱共鳴の発生自
体の抑制或いはその音圧を減じ、騒音性能とウエットグ
リップ性能とを高次元でバランス良く向上させることが
できる。特に、外の縦主溝Ｇ２の如く、くびれ部１０Ａ
と巾広部１０Ｂとを交互に繰返して形成し、しかもこの
繰返しを溝底面Ｓｇの正弦波形のピッチ長さＰに合わせ
た場合には、気柱共鳴の撹乱効果を一段と高めることが
できる。

【００２２】前記正弦波形の振幅が１．０ｍｍ未満で
は、気柱共鳴の撹乱効果が過小となり騒音性能の向上が
見込まれず、逆に１．０×Ｄ２を越えると排水性が悪化
するとともに、最大溝深さ位置近傍と最小溝深さ位置近
傍との間で剛性差が過大となるため偏摩耗の誘発を招
く。なお（Ｄ１＋Ｄ２）／２で示される平均溝深さＤ
は、特に限定されないが、従来の縦主溝の溝深さと同程
度、すなわち８．０±２．０ｍｍの範囲が好ましく設定
できる。

【００２３】又前記正弦波形のピッチ長さＰが０．５×
Ｌ未満では、気柱共鳴の撹乱効果が過小となり騒音性能
の向上が見込まれない。又ピッチ数Ｎが８以下では、車
両の各部品と共振することが多く振動が発生する恐れが
ある。なお目安としては、乗用車用タイヤの場合、接地
長さＬは１２０〜１８０ｍｍ程度であり、従ってピッチ
長さＰの下限値は６０ｍｍ程度となる。又縦主溝の一周
長は１７００〜２４００ｍｍ程度であり、従ってピッチ
長さＰの上限値は３００ｍｍ程度となる。

【００２４】又各溝底面Ｓｇの正弦波形に、位相のズレ
がない場合或いは位相のズレが略２π／ｎから外れる場
合、パターン剛性の不均一性が過大となりフォースバリ
エーションにより振動（ＦＶ振動）を誘発し、気柱共鳴
を励起するなど騒音性能の向上が得られ難い。又剛性の
不均一性により耐偏摩耗性を損ねる。特に位相のズレが
ない場合には、最小溝深さ位置がタイヤ軸方向に揃って
しまうため、この部分が接地する時、排水性を著しく損
ね、ウエットグリップ性能を低下させる。なお前記「略
２π／ｎ」とは、２π／ｎの±１０％の範囲をいう。

【００２５】又溝底面Ｓｇが、正弦波形以外の曲線、例
えば矩形波形、三角波形、或いは半円弧を上下に接合し
た如く波状曲線などとした時には、屈曲点或いは曲率が
急激に変化する点で応力が集中するなどクラックの起点
となり、亀裂損傷を招来する。

【００２６】又前記ピッチ長さＰを、少なくとも２種類
のピッチ長さＰ１、Ｐ２で構成することが好ましく、こ
れによってホワイトノイズ化でき騒音性能をさらに向上
できる。特に、前記横溝配列のピッチパターンに合わせ
て、正弦波形のピッチ長さＰを変化させることがより好
ましい。

【００２７】

【実施例】図１の内部構造をなしかつ図２のトレッドパ
ターンを有するタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイ
ヤを表１の仕様により試作するとともに、各試作タイヤ
のハイドロプレーニング性能、騒音性能、耐偏摩耗性、
ＦＶ振動をテストした。なお試供タイヤは、溝深さ以外
は同構成である。

【００２８】・ハイドロプレーニング性能；新品の試作
タイヤを標準リム（６Ｊ×１５）、標準内圧（２００ｋ
ｐａ）の条件下で車両（２５００ｃｃのＦＲ車）の全輪
に装着し、水深１０ｍｍのアスファルト路を走行する際
のハイドロプレーニングの発生速度を、従来品を１００
とする指数で表す。指数が大なほど優れている。 ・騒音性能；通過騒音は、ＪＡＳＯ／Ｃ／６０６に規定
する実車惰行試験に準拠し、ドライなテストコースを通
過速度８０ｋｍ／ｈで惰行走行させるとともに、走行中
心線から側方に７．５ｍ、かつ路面から１．５ｍの位置
に設置した定置マイクロフォンにより通過騒音の最大レ
ベルｄＢ（Ａ）を測定した。結果は、従来品を１００と
する指数で表示し、指数が大きいほど通過騒音が小さく
良好である。 車内騒音は、スムース路面を速度８０ｋ
ｍ／ｈにて走行させ、車内でのパターンノイズを運転者
によって官能評価した。評価は、従来品を１００とする
指数で表示し、指数が大きいほど車内騒音が小さく良好
である。 ・ＦＶ振動；前記ドライのテストコースを走行した際の
振動を運転者によって官能評価した。 ・耐偏摩耗性；前記ドライのテストコースを、距離５０
０ｋｍ走行した後の偏摩耗の発生具合を目視によって評
価した。

【００２９】

【表１】

【００３０】溝底面を所定の振幅、ピッチ長さの正弦波
形で形成し、かつ正弦波形の位相をずらせた実施例１〜
４は、ハイドロプレーニング性能および騒音性能におい
て優れている。なお比較例２では、ピッチ数Ｎが８と小
であるため振動性が低下する。又実施例１と比較例３と
を比較する如く、位相のズレがない場合には、ハイドロ
プレーニング性能および騒音性能に劣り、しかも耐偏摩
耗性、振動性を低下することが確認できる。

【００３１】

【発明の効果】叙上の如く本発明は構成しているため、
騒音性能とウエットグリップ性能とを高次元でバランス
良く向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。

【図２】そのトレッドパターンを示す展開図である。

【図３】縦主溝の周方向の断面図である。

【図４】正弦波形の位相のズレを説明する線図である。

【符号の説明】

２Ｓ トレッド面 Ｇ、Ｇ１、Ｇ２ 縦主溝 Ｓｇ 溝底面、 Ｗｇ 縦主溝の溝巾

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド面に、周方向に連続してのびかつ
   溝巾を４．０〜２０．０ｍｍとした縦主溝を２本以上の
   ｎ本設け、かつ各縦主溝は、最大溝深さＤ１と最小溝深
   さＤ２とを周期的にピッチ長さＰで繰り返しながら連続
   してかつ滑らかに周方向にのびる正弦波状の溝底面を具
   えるとともに、 各溝底面は、前記最大溝深さＤ１と最小溝深さ値Ｄ２と
   の差Ｄ１−Ｄ２である前記正弦波の振幅を１．０ｍｍ以
   上かつ最小溝深さＤ２以下、前記ピッチ長さＰをタイヤ
   接地長さＬの０．５倍以上、しかもタイヤ全周の繰り返
   し数であるピッチ数Ｎを９以上とし、 かつ各溝底面の正弦波の位相を、略２π／ｎづつ違えた
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記溝底面の正弦波は、少なくとも２種類
   のピッチ長さＰ１、Ｐ２を含むことを特徴とする請求項
   １記載の空気入りタイヤ。