JP2002019423A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速走行時にタイヤから発生する通過騒音を
低減し、耐偏摩耗性の向上を図った空気入りタイヤを提
供すること。 【解決手段】 中央区域２８に配置されるブロック２７
（Ｂ〜Ｅ）のタイヤ回転方向側の踏込側面を、最外のベ
ルトプライ１８のコード２２とはタイヤ赤道面ＣＬに対
して逆方向に傾斜させると共に、タイヤ転動の際のブロ
ックが踏み込む側の接地面輪郭線３２とタイヤ軸方向線
とのなす角度をαとしたときに、中央区域３２において
θ＞αを満たすように設定する。これにより、接地時の
ブロック２７（Ｂ〜Ｅ）の回転角を大きくすることがで
き、周方向変形を抑制でき、ブロック２７（Ｂ〜Ｅ）の
離脱時のすべりを抑制してすべりの振動に起因する騒音
の低減を図ることができる。また、ブロック２７（Ｂ〜
Ｅ）のすべりが抑制されるので、耐摩耗性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りタイヤに係
り、特に、加速走行時にタイヤから発生する通過騒音を
低減し、耐偏摩耗性の向上を図った空気入りタイヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ブロックパターンのタイヤは、リブパタ
ーンのタイヤに比較して騒音が大きいのが一般的であ
る。

【０００３】近年、タイヤの低騒音化が強く要求されて
おり、特に加速走行時における通過騒音の低減が強く求
められている。

【０００４】また、その一方で、耐偏摩耗性に優れたブ
ロックパターンも要望されている。

【０００５】従来この種の要望がなされる空気入りタイ
ヤに関しては、ブロック剛性を高めることにより、加速
時通過騒音の低減および耐偏摩耗性の改良を実現してき
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブロッ
ク剛性を高めるには、ラグ溝体積を小さくしなければな
らないため、排水性能が低下してしまうという問題があ
った。

【０００７】そこで本発明の目的は、ラグ溝体積を小さ
くすることなく、高排水性を維持しつつ、加速走行時の
通過騒音を低減するとともに、耐偏摩耗性に優れた空気
入りタイヤを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従来より、加速負荷が生
じた場合のタイヤ騒音は、接地面内におけるスティック
スリップによりブロックが励振され、高周波（１．２ｋ
Hz〜）のレベルが高くなることがわかっている。

【０００９】したがって、ブロックのすべりを抑制する
ことが低騒音化につながる。

【００１０】一般的に、空気入りタイヤにおいては、接
地面内におけるブロックのタイヤ周方向せん断変形が接
地面離脱時に開放されることがすべりを引き起こすと知
れている。

【００１１】発明者が種々の実験検討を重ねた結果、ブ
ロックの周方向変形を抑制することですべり抑制を実現
し、これにより加速時タイヤ騒音を低減し、かつ偏摩耗
の抑制が可能となることを見出した。

【００１２】以下に発明に至る過程を説明する。

【００１３】従来、加速時においては、ブロックが路面
に接地すると、ブロックは全体的に踏面側がタイヤ回転
方向とは反対方向（遅れる方向）に倒れるように周方向
変形するとされていた。

【００１４】しかしながら、発明者が加速時のブロック
のすべり挙動に関して種々検討したところ、図８
（Ａ），（Ｂ）に示すように、ブロック１００が路面に
接地した際、ブロック踏込側端の先に接地した部位を着
力点１０２として、ブロック１００がタイヤ回転方向
（矢印Ｓ方向）とほぼ同じ方向に回転（矢印Ｇ）し、ブ
ロック１００全体としては周方向変形が抑制されること
が判明した。

【００１５】また、ブロック１００の回転角が大きいほ
ど、周方向変形が抑制されることとなり、離脱時のすべ
りを抑制しうることが確認された。

【００１６】そこで、本発明では、この回転変形を大き
くするため、ブロックの形状等を最適化し駆動力・横力
を効果的に利用することを試みた。

【００１７】請求項１に記載の発明は、上記事実に鑑み
てなされたものであって、トレッド部からサイドウォー
ル部を経てビード部のビードコアの周りで折り返される
カーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配さ
れ、コードをタイヤ赤道面に対して小角度で傾けて配列
した少なくとも２枚のベルトプライを前記コードが互い
に交差する向きに重ね合わせたベルト層と、を備えた空
気入りタイヤであって、前記トレッド部をタイヤ赤道面
を挟んでタイヤ幅方向両側に夫々トレッド幅の０．２〜
０．３５倍まで占める中央区域とその両端区域とに分け
たとき、前記中央区域はラグ溝をタイヤ赤道面上の点を
中心とする略点対称位置に配置した非方向性流れパター
ンを形成し、前記中央区域に配置される前記ブロックの
タイヤ回転方向側の踏込側面は、タイヤ半径方向最外側
に配された最外ベルトプライのコードとはタイヤ赤道面
に対して逆方向に傾斜し、タイヤ転動の際の前記ブロッ
クが踏み込む側の接地面輪郭線とタイヤ軸方向線とのな
す最大の角度をαとしたときに、前記中央区域において
はθ＞αを満たすことを特徴としている。

【００１８】次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの
作用を説明する。

【００１９】交差ベルト層を有するタイヤが路面上を転
動した際、接地してベルト層がフラット化することによ
り、接地面内には最外ベルトプライのコードに起因する
プライステア（横力）が働く。

【００２０】また、タイヤ赤道面に対して、トレッド部
の中央区域においては非対称性の力が大きく、両端区域
においてはほとんど非対称性がないことがわかってい
る。

【００２１】まず、トレッド部の中央区域を考えると、
接地時の入力方向は周方向の力が大きく、横力が働くこ
とで、赤道に対して非対称な力が生じている。

【００２２】この力を有効に利用するためには、まずラ
グ溝を軸方向線に対して傾けることで、ブロックの踏込
側壁と接地面とのなす角を大きくとり、着力点とブロッ
ク中心の距離を大きくすることが挙げられる。

【００２３】さらに、横力の影響を考慮すると、ラグ溝
を最外ベルトプライのコードと逆方向に傾斜させ、タイ
ヤ赤道面上の点を中心とする略点対称位置に配置した非
方向性流れパターンを形成することで、接地時のブロッ
クの回転をさらに大きくすることができる。

【００２４】請求項１に記載の空気入りタイヤでは、中
央区域に配置されるブロックのタイヤ回転方向側の踏込
側面を、タイヤ半径方向最外側に配された最外ベルトプ
ライのコードとはタイヤ赤道面に対して逆方向に傾斜さ
せると共に、タイヤ転動の際のブロックが踏み込む側の
接地面輪郭線とタイヤ軸方向線とのなす角度をαとした
ときに、中央区域においてθ＞αを満たすように設定し
たので、接地時のブロックの回転角を大きくすることが
できる。

【００２５】これにより、ブロックの接地時の周方向変
形を抑制でき、ブロックの離脱時のすべりを抑制してす
べりの振動に起因する騒音の低減を図ることができる。

【００２６】なお、ラグ溝の角度θが、タイヤ転動の際
のブロックが踏み込む側の接地面輪郭線とタイヤ軸方向
線とのなす角度αよりも大きくないと、ブロックにおけ
る回転の効果が得られない。

【００２７】また、本発明では、上記のようにブロック
のすべりが抑制されることにより、耐摩耗性も向上す
る。

【００２８】さらに、ラグ溝体積を小さくすることがな
いので、排水性能を低下させる虞もない。

【００２９】ここでいうトレッド幅とは、タイヤを適用
リムに装着し、規定の空気圧とし、静止した状態で平板
に対し垂直に置き、規定の質量を加えたときのタイヤ接
触面のタイヤ軸方向の最大幅をいい、ＪＡＴＭＡ規格に
おいて、２０００年度ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ
に従い、該タイヤを標準リムに装着し、適用サイズ・プ
ライレーティングにおける最大負荷能力およびこれに対
応する空気圧（最大空気圧）を基準とする。なお、使用
地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が
適用される場合は各々の規格に従う。

【００３０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の空気入りタイヤにおいて、前記中央区域に配置される
前記ブロックの前記踏込側面は、タイヤ軸方向線となす
角度θが４５°未満であることを特徴としている。

【００３１】次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの
作用を説明する。

【００３２】中央区域において、ブロックの踏込側面と
タイヤ軸方向線とのなす角度θは大きい方がブロックの
回転角を大きくする上では好ましいが、角度θが４５°
以上になるとブロックの幅方向すべりが大きく悪化して
しまい、騒音の低減が図れなくなる。したがって、角度
θの上限は４５°未満とすることが好ましい。

【００３３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記両端区
域に配置される前記ブロックの前記踏込側面は、タイヤ
軸方向線となす角度θを５°以内に設定したことを特徴
としている。

【００３４】次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの
作用を説明する。

【００３５】接地面内のブロックに作用する周方向剪断
力と幅方向剪断力とを調べた結果、図９に示すように、
トレッド部の両端区域においては、接地時のブロックへ
の入力方向は、周方向、幅方向共にほぼ同レベルである
ことが判明した。

【００３６】このため、ブロックの踏込側面（ラグ溝）
を軸方向線に対して傾けると、ブロックにタイヤ回転方
向と逆方向への回転が引き起こされるため、ここでのブ
ロックの踏込側面の角度θは５°以内に設定するのが好
ましい。なお、最も好ましいの角度θは０°である。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の空気入りタイヤの一実施
形態を図１にしたがって説明する。

【００３８】本実施形態の空気入りタイヤ１０の構造
は、後述するトレッド部１２からサイドウォール部を経
てビード部のビードコアの周りで折り返されるカーカス
と、カーカスのタイヤ半径方向外側に配され、コードを
タイヤ赤道面に対して小角度で傾けて配列した少なくと
も２枚のベルトプライをコードが互いに交差する向きに
重ね合わせたベルト層と、を備えた一般的なラジアル構
造である。なお、内部構造に関しては一般のラジアル構
造であるので、説明は省略する。

【００３９】図１に示すように、本実施形態の空気入り
タイヤ１０のベルト１４は、タイヤ径方向内側に配置さ
れるベルトプライ１６及びタイヤ径方向外側に配置され
るベルトプライ１８から構成されている。

【００４０】ベルトプライ１６のコード２０と、ベルト
プライ１８のコード２２とは、タイヤ赤道面ＣＬを挟ん
で互いに反対方向に傾斜している。

【００４１】本実施形態では、タイヤ径方向最外側のベ
ルトプライ１８のコード２２が、タイヤ外側から見て左
上がりに傾斜している。

【００４２】ベルト１４のタイヤ径方向外側に配置され
るトレッド部１２には、タイヤ周方向（矢印Ｓ方向及び
矢印Ｓ方向とは反対方向。矢印Ｓ方向はタイヤ回転方向
を示す。）に沿って延び、互いに平行でタイヤ幅方向
（矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向）に略等間隔に配置される
周方向溝２４を複数本、本実施形態では５本備えてい
る。

【００４３】また、トレッド部１２には、これら複数の
周方向溝２４と、周方向溝２４と交差するラグ溝２６、
ラグ溝２９とによって区画される複数のブロック２７
（Ａ、Ｆ）が形成されている。

【００４４】なお、トレッド部１２は、タイヤ赤道面Ｃ
Ｌから各々両側のタイヤ幅方向最外側の周方向溝（中
心）２４までの領域（タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方
向両側へ各々接地幅Ｗの約０．６７倍までの領域）を中
央区域２８とし、さらにそのタイヤ幅方向両側の区域を
両端区域３０としており、中央区域２８は、ラグ溝２９
がタイヤ赤道面ＣＬ上の点を中心とする略点対称位置に
配置された非方向性流れパターンに形成されている。

【００４５】そして、中央区域２８に配置されるブロッ
ク２７（Ｂ〜Ｅ）のタイヤ回転方向側の踏込側面がタイ
ヤ軸方向線となす角度θは、４５°未満に設定する必要
があり、本実施形態では３０°に設定されている。

【００４６】また、中央区域２８に設けたブロック２７
（Ｂ〜Ｅ）のタイヤ回転方向側の踏込側面は、タイヤ半
径方向最外側に配されたベルトプライ１８のコード２２
と逆方向に傾斜している。

【００４７】なお、本実施形態では、タイヤ赤道面ＣＬ
からタイヤ幅方向両側へ各々接地幅Ｗの約０．６７倍ま
での領域を中央区域２８としているが、タイヤ回転方向
側の踏込側面がタイヤ軸方向線に対して傾斜しているブ
ロック２７（Ｂ〜Ｅ）の位置によっては中央区域２８の
幅は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更される。

【００４８】さらに、タイヤ転動の際にブロック２７が
踏み込む側の接地面輪郭線３２がタイヤ軸方向線となす
最大の角度をαとしたときに、中央区域２８においては
θ＞αを満たすことが必要である。

【００４９】次に、両端区域３０に配置されるラグ溝２
６の軸方向線となす角度θは、５°未満が好ましい。

【００５０】本実施形態では、ラグ溝２６が軸方向線と
平行に形成されており、ラグ溝２６と軸方向線とのなす
角度θは０°である。 （作用）本実施形態の空気入りタイヤ１０では、中央区
域２８に配置されるブロック２７（Ｂ〜Ｅ）のタイヤ回
転方向側の踏込側面を、タイヤ径方向最外側のベルトプ
ライ１８のコード２２とはタイヤ赤道面ＣＬに対して逆
方向に傾斜させると共に、タイヤ転動の際のブロック２
７（Ｂ〜Ｅ）が踏み込む側の接地面輪郭線３２とタイヤ
軸方向線とのなす角度αを、ブロック２７（Ｂ〜Ｅ）の
タイヤ回転方向側の踏込側面とタイヤ軸方向線となす角
度θよりも小さく設定したので、接地時のブロック２７
（Ｂ〜Ｅ）の回転角を大きくすることができる。

【００５１】これにより、ブロック２７（Ｂ〜Ｅ）の接
地時の周方向変形を抑制でき、ブロック２７（Ｂ〜Ｅ）
の離脱時のすべりを抑制してすべりの振動に起因する騒
音の低減を図ることができる。

【００５２】また、両端区域３０においてはブロック２
７（Ａ、Ｆ）のタイヤ回転方向側の踏込側面とタイヤ軸
方向線となす角度θを０°に設定したので、両端区域３
０のブロック２７（Ａ、Ｆ）にタイヤ回転方向と逆方向
への回転が引き起こされることがなく好ましい。

【００５３】なお、中央区域２８において、ブロック２
７（Ｂ〜Ｅ）の踏込側面とタイヤ軸方向線とのなす角度
θが角度αよりも大きくない場合には、ブロック２７
（Ｂ〜Ｅ）における回転の効果が得られなくなる。

【００５４】さらに、中央区域２８において、ブロック
２７（Ｂ〜Ｅ）の踏込側面とタイヤ軸方向線とのなす角
度θが４５°以上になると、ブロック２７（Ｂ〜Ｅ）の
幅方向すべりが大きく悪化してしまい、騒音の低減が図
れなくなる。

【００５５】また、本実施形態の空気入りタイヤ１０、
上記のようにブロック２７のすべりが抑制されることに
より、耐摩耗性も向上する。

【００５６】さらに、ラグ溝体積を小さくすることがな
いので、排水性能を低下させる虞もない。 （試験例）タイヤサイズ２５５／４０ R１７の乗用車
用空気入りラジアルタイヤにおいて、比較例のタイヤ３
種（タイヤＡ，Ｂ，Ｅ）及び本発明の適用された実施例
のタイヤ２種（タイヤＣ，Ｄ）を試作し、その性能を評
価した。

【００５７】タイヤＡ〜Ｅのトレッドパターンは図２〜
６に示す通りであり、各部の寸法角度及び寸法等は以下
の表１に記載した通りである。

【００５８】

【表１】

【００５９】[耐偏摩耗性能]５種の供試タイヤをそれぞ
れリム９J×１７に装着し、空気圧２５０kPa、荷重４．
５０kN、負荷駆動力１．４７kNとし、特開平７−６３６
５８に示すタイヤ踏面接地部測定装置により、速度５０
ｍｍ／s、キャンバ角０°、スリップ角０°の条件下に
おいてブロック中心のすべり量（mm）を測定した。

【００６０】測定結果は、図７のグラフに示す通りであ
る。

【００６１】このグラフから、全体としてタイヤＤが最
もすべりが抑制され偏摩耗性能が向上しており、タイヤ
Ｄの次にタイヤＣの性能が良いことが分かる。

【００６２】また、中央区域においてθ＝５°＜αのタ
イヤＥでは、特にブロック２７Ｂ、Ｃのすべりが悪化し
ている。

【００６３】[加速走行騒音]５種の供試タイヤをそれぞ
れリム９J×１７に装着し、空気圧２５０kPaを充填して
乗用車に装着した。

【００６４】ＩＳＯ３６２に規定する実車加速騒音試験
によって実施し、供試タイヤを装着した実車を実線上の
テストコースにおいて、騒音測定区間の十分手前から５
０ｋｍ／ｈの定速度で走行し、車両前端が測定区間に達
した時から車両後端が測定区間を抜けるまで、アクセル
ペダルを一杯踏み込む際、該コースの中間地点において
走行中心線から横に７．５ｍを隔てて、かつテスト路面
から１．２ｍの位置に設置した定置マイクロホンによ
り、加速走行騒音を測定した。

【００６５】すべりに起因する高周波（１．２ｋＨｚ
〜）騒音レベルを比較すると、タイヤＡに対して、タイ
ヤＢは０．４ｄＢ、タイヤＣは０．７ｄＢ、タイヤＤは
０．８ｄＢの低下が確認された。

【００６６】また、θ＝５°＜αのタイヤＥではタイヤ
Ａに対して０．３ｄＢの悪化が確認された。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
グ溝体積を小さくすることなく、高排水性を維持しつ
つ、加速走行時の通過騒音を低減するとともに、耐偏摩
耗性に優れた空気入りタイヤを提供することが可能とな
る、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのト
レッド及びベルトの平面図である。

【図２】タイヤＡのトレッドの平面図である。

【図３】タイヤＢのトレッドの平面図である。

【図４】タイヤＣのトレッドの平面図である。

【図５】タイヤＤのトレッドの平面図である。

【図６】タイヤＥのトレッドの平面図である。

【図７】５種類のパターンのブロック中心のすべり量計
測結果である。

【図８】（Ａ）は接地時にブロックが回転してすべりを
抑制する様子を示す接地面及びブロックの平面図であ
り、（Ｂ）は図８（Ａ）に示すブロックの側面図であ
る。

【図９】接地面に作用する剪断力の大きさを示す剪断力
測定結果である。

【符号の説明】

１０ 空気入りタイヤ １２ トレッド部 １４ ベルト層 １６ ベルトプライ １８ ベルトプライ（最外ベルトプライ） ２２ コード ２４ 周方向溝 ２６ ラグ溝 ２７ ブロック ２８ 中央区域 ２９ ラグ溝 ３０ 両端区域 ３２ 接地面輪郭線 ＣＬ タイヤ赤道面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッド部からサイドウォール部を経て
   ビード部のビードコアの周りで折り返されるカーカス
   と、 前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配され、コードを
   タイヤ赤道面に対して小角度で傾けて配列した少なくと
   も２枚のベルトプライを前記コードが互いに交差する向
   きに重ね合わせたベルト層と、 前記トレッド部に設けられ、複数の周方向溝とラグ溝と
   によって区画される複数のブロックと、 を備えた空気入りタイヤであって、 前記トレッド部をタイヤ赤道面を挟んでタイヤ幅方向両
   側に夫々トレッド幅の０．２〜０．３５倍まで占める中
   央区域とその両端区域とに分けたとき、前記中央区域は
   ラグ溝をタイヤ赤道面上の点を中心とする略点対称位置
   に配置した非方向性流れパターンを形成し、 前記中央区域に配置される前記ブロックのタイヤ回転方
   向側の踏込側面は、タイヤ半径方向最外側に配された最
   外ベルトプライのコードとはタイヤ赤道面に対して逆方
   向に傾斜し、 タイヤ転動の際の前記ブロックが踏み込む側の接地面輪
   郭線とタイヤ軸方向線とのなす最大の角度をαとしたと
   きに、前記中央区域においてはθ＞αを満たすことを特
   徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 前記中央区域に配置される前記ブロック
   の前記踏込側面は、タイヤ軸方向線となす角度θが４５
   °未満であることを特徴とする請求項１に記載の空気入
   りタイヤ。
3. 【請求項３】 前記両端区域に配置される前記ブロック
   の前記踏込側面は、タイヤ軸方向線となす角度θを５°
   以内に設定したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の空気入りタイヤ。