JP2007050718A - 空気入りスタッドタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 スタッドの局所的な摩耗の促進を抑制しながら、トラクション性能を向上させると共に、走行時における騒音を低減させるようにした空気入りスタッドタイヤを提供する。
【解決手段】 ピッチ長の異なるブロック２４からなる複数種類のピッチ要素をトレッド周方向にランダムに配列すると共に、ブロック２４の表面にスタッドを打ち込んだ空気入りスタッドタイヤにおいて、ピッチ要素の種類を４〜６とすると共に、スタッドをそれぞれタイヤ赤道面を中心にしたタイヤ接地幅Ｗの３３％に相当する位置から９５％に相当する位置に至るトレッド面１の左右領域Ｒ、Ｒのタイヤ幅方向に５又は６列に分散してタイヤ周方向Ｔに配列した。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りスタッドタイヤに関し、さらに詳しくは、スタッドの局所的な摩耗の促進を抑制しながら、トラクション性能を向上させると共に、走行時における騒音を低減させるようにした空気入りスタッドタイヤに関する。

氷雪路面における走行性能を向上させるためにトレッド面にスタッドを打ち込んだ空気入りスタッドタイヤは，通例、トレッド面に多数のブロックを配置して雪上性能を確保すると共に、そのブロックの表面に穴をあけておき、その穴に超硬質合金からなる爪（チップ）を先端に備えた複数のスタッドを打ち込んで氷上性能を向上するようにしている（例えば、特許文献１、２参照）。

この種のタイヤでは、走行中にスタッドが断続的に路面に接地して打音を発生するため、特定周波数の音圧レベルが増大するという問題がある。従来、このようなスタッドタイヤの騒音については、市場でもある程度は容認されてきたが，近年になって、環境問題が強く叫ばれるようになり、騒音の低減に対する要請がにわかに高まってきた。このような問題の対策として、従来から、スタッドの材質や構造に工夫を加えたり（例えば、特許文献３、４参照）、スタッドの配置に工夫を加えたり（例えば、特許文献５参照）する提案がある。

しかしながら、前者の提案ではスタッドの先端の剛性が不足するなどから満足し得る氷上性能が得られず、後者の提案ではブロックのピッチ長配列に起因するパターンノイズが解消できないことから騒音の低減効果には限界があった。

この対策として、図３に示すように、タイヤ周方向Ｔに配列するブロックのピッチ要素をピッチ長を異にする２〜３種類（図ではピッチ長Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ の３種類）の組合わせにより構成すると共に、トレッド面に打ち込むスタッドＳをタイヤ接地幅Ｗの中央部を挟む左右領域のタイヤ幅方向にそれぞれ３又は４列（図では１〜４及び５〜８のそれぞれ４列）に分散してタイヤ周方向に配列するようにしてきた。

これにより、ある程度の騒音の低減効果が得られたが、特に８０〜５００Ｈｚ近傍の低周波数域の騒音を低減することができず、未だ改良の余地を残していた。さらに、上述する対策では、トレッド面に打ち込むスタッドの総数を同等にした場合の各列に配置するスタッドの間隔が集中し過ぎるために、走行時のトラクション（牽引）性能がやや不足すると共に、スタッドの摩耗が場所によって促進してしまうという問題があった。
特開昭５２−１１８７０６号公報 特開昭６０−８０９１２号公報 特開平１０−５３００９号公報 特開２００３−３９９１８公報 実開昭６２−８１０５号公報

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、スタッドの局所的な摩耗の促進を抑制しながら、トラクション性能を向上させると共に、走行時における騒音を低減させるようにした空気入りスタッドタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りスタッドタイヤは、ピッチ長の異なるブロックからなる複数種類のピッチ要素をトレッド周方向にランダムに配列すると共に、前記ブロックの表面にスタッドを打ち込んだ空気入りスタッドタイヤにおいて、前記ピッチ要素の種類を４〜６にすると共に、前記スタッドをそれぞれタイヤ赤道面を中心にしたタイヤ接地幅の３３％に相当する位置から９５％に相当する位置に至るトレッド面の左右領域のタイヤ幅方向に５又は６列に分散してタイヤ周方向に配列したことを要旨とする。

本発明によれば、ピッチ長の異なるピッチ要素の種類を４〜６としてトレッド面のタイヤ周方向にランダムに配列すると共に、ブロックの表面に打ち込むスタッドをタイヤ赤道面を中心にしたタイヤ接地幅の３３％に相当する位置から９５％に相当する位置に至るトレッド面の左右領域のタイヤ幅方向にそれぞれ５又は６列に分散してタイヤ周方向に配列したので、ピッチ要素の種類を増加したことによるパターンノイズの低減効果と、スタッドの配置位置をタイヤ周方向及び幅方向に分散したことによる接地打音の分散効果とにより、低周波数域の騒音を効率よく低減することができる。

しかも、スタッドの配置をタイヤ周方向及び幅方向の左右に分散配置したことにより、走行時におけるトラクション（牽引）力を踏面全体にわたり分散させてトラクション性能を向上させると共に、スタッドの摩耗を踏面全体にわたり均一化させて局所的な摩耗の促進を抑制することができる。

以下、添付図面を引用して本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の実施形態による空気入りスタッドタイヤのトレッド面の一例を示す一部平面図である。

空気入りタイヤのトレッド面２１には、タイヤ周方向Ｔに延びる複数の縦溝２２とこれに交差する複数の横溝２３とによって区画された多数のブロック２４が形成され、これらブロック２４がタイヤ周方向Ｔに一定の規則性を有しながら縦溝２２を挟んで複数列に配置されている。トレッド面１の周上に配置されたブロック２４は、ピッチ長を異にする４〜６種類（図ではＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅの５種類）のピッチ要素からなり、これらピッチ要素がタイヤ周方向Ｔにランダムに配列されており、トレッド面２１の全周にわたって所謂ピッチバリエーションが施されている。

さらに、ブロック２４の表面には複数のスタッドを打ち込むためのスタッド穴２５が形成されている。これらスタッド穴２５は、タイヤ赤道面を中心にしたタイヤ接地幅Ｗの３３％の位置から９５％の位置に至るトレッド面１の左右の領域Ｒ、Ｒのタイヤ幅方向にそれぞれ５又は６列（図では１〜６及び７〜１２の各６列）にわたり、タイヤ周方向Ｔに所定の間隔を有して形成されている。

そして、これらスタッド穴２５には、先端に超硬質合金からなる爪（チップ）を備えたスタッドが打ち込まれる。スタッドは全てのスタッド穴２５に打ち込まれるのではなく、タイヤの使用状況に応じて定められた数のスタッドが、トレッド面２１全体にわたって均等に配置されるように分散して打ち込まれる。この場合、タイヤ周上において、各列上に打ち込まれるスタッドの数は同一とすることが好ましい。

これにより、ピッチ長が異なるブロック２４からなるピッチ要素をタイヤ周方向Ｔにランダムに配列させたことによるパターンノイズの低減効果と、スタッドの配置位置をタイヤ周方向及び幅方向に分散したことによる接地打音の分散効果とにより、低周波数域の騒音を効率よく低減することができる。

しかも、スタッドの配置をタイヤ周方向及び幅方向の左右に分散配置したことにより、走行時におけるトラクション（牽引）力を踏面全体にわたり分散させてトラクション性能を向上させると共に、スタッドの摩耗を踏面全体にわたり均一化させて局所的な摩耗の促進を抑制することができる。

なお、本発明において、タイヤ接地幅Ｗとは、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧及び最大負荷能力の８８％の荷重を負荷した状態におけるタイヤ接地面の最大幅をいう。

ピッチ要素の種類が３以下では、ランダマイズ作用の不足によりパターンノイズが解消されないことから、騒音低減効果が充分には得られず、７以上では騒音低減効果が頭うちになる。また、トレッド面１の左右の領域Ｒ、Ｒにおけるスタッドの打ち込み列数が４以下では、各列に配置するスタッドの間隔が密となり過ぎるため、スタッドの接地打音の分散効果が不足することから、騒音低減効果が充分には得られなくなり、７以上では、各列に配置するスタッドの間隔が疎になり過ぎるため、上記と同様に、騒音低減効果が充分には得られなくなる。

本発明の空気入りスタッドタイヤにおいて、タイヤ周方向Ｔに配列する各ピッチ要素のうち、最大ピッチ長を有するピッチ要素と最小ピッチ長を有するピッチ要素とのピッチ長の比を１．１５〜１．７２となるように調整するとよい。これにより、パターンノイズを一層低減すると共に、スタッドのタイヤ周方向Ｔに対する配置間隔の自由度を高めてスタッドの接地打音による騒音を一層低減することができる。

さらに、トレッド面２１の左右の領域Ｒ、Ｒにおいて、スタッドを配列したそれぞれの列間のタイヤ幅方向の間隔を６〜１２ｍｍに設定するとよい。これにより、走行時におけるトラクション（牽引）力を踏面全体にわたり一層均一に分散させてトラクション性能を一層向上させると共に、スタッドの摩耗を踏面全体にわたり一層均一化させて局所的な摩耗の促進を一層抑制することができる。

上述するように、本発明の空気入りスタッドタイヤは、ピッチ長の異なるブロックからなるピッチ要素の種類を４〜６としてトレッド周方向にランダムに配列すると共に、ブロックの表面に打ち込むスタッドをタイヤ赤道面を中心にしたタイヤ接地幅の３３％の位置から９５％の位置に至るトレッド面の左右の領域におけるタイヤ幅方向にそれぞれ５又は６列にわたり配置することにより、スタッドの局所的な摩耗促進を抑制しながら、トラクション性能の向上と走行時における騒音の低減とを図るもので、特に周波数が８０〜５００Ｈｚ近傍の低周波域の騒音を効率よく低減することから、スタッド付き空気入りタイヤの騒音低減対策として幅広く適用することができる。

タイヤサイズ（２０５／５５Ｒ１６）及びトレッドパターン（図１）を共通にして、ピッチ要素を構成するピッチ長の種類及びスタッドのタイヤ周方向の配列数を表１のように異ならせた従来タイヤと本発明タイヤとを製作し、それぞれのタイヤに１５０本のスタッドをタイヤの周方向及び幅方向に均等に分散するように打ち込んだ。なお、各タイヤにおけるピッチ要素を構成するピッチ長の最大と最小の比を１．５とすると共に、従来タイヤにおけるスタッドの打ち込み列数を図１の１、４、５、６、７、８、９、１２列の位置とした。

各タイヤについて、以下の方法により騒音特性、トラクション性能及びスタッドの摩耗状況を調べ、その結果を騒音特性については図２に、トラクション性能及びスタッドの摩耗状況については従来タイヤを１００とする指数により表１に併記した。
〔騒音特性〕
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填して国産のＦＲ車に装着し、氷上路面上を平均速度５０ｋｍ／ｈで走行させ、車両室内の中央に取り付けたノイズ測定器により騒音を測定し、その結果を図２に示した。

図２より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、周波数が８０〜５００Ｈｚ近傍の低周波域における騒音が低減していることがわかる。
〔トラクション性能〕
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填して国産のＦＲ車に装着し、氷上路面上を制動速度５０ｋｍ／ｈのロック制動により制動距離を測定し、その結果の逆数に基づき評価した。数値が大きいほどトラクション性能が優れていることを示す。
〔スタッドの摩耗状況〕
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填して国産のＦＲ車に装着し、氷上路面上を５０００ｋｍ走行させた後、トレッド面から全てのスタッドを取り出して、スタッドのチップ先端の摩耗量のバラツキを測定し、その結果の逆数に基づき評価した。数値が大きいほどスタッドの局所的な摩耗が抑制されていることを示す。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、スタッドの局所的な摩耗の促進を抑制しながら、トラクション性能を向上させると共に、低周波数域（８０〜５００Ｈｚ程度）の騒音を低減させていることがわかる。

本発明の空気入りスタッドタイヤのトレッド面を示す一部平面図である。 本発明タイヤと従来タイヤとの騒音特性を示すグラフである。 従来の空気入りスタッドタイヤのトレッド面を示す一部平面図である。

符号の説明

２１ トレッド面
２２ 縦溝
２３ 横溝
２４ ブロック
２５ スタッド穴
Ｔ タイヤ周方向
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ ピッチ長
Ｗ タイヤ接地幅

Claims (3)

1. ピッチ長の異なるブロックからなる複数種類のピッチ要素をトレッド周方向にランダムに配列すると共に、前記ブロックの表面にスタッドを打ち込んだ空気入りスタッドタイヤにおいて、
   前記ピッチ要素の種類を４〜６にすると共に、前記スタッドをそれぞれタイヤ赤道面を中心にしたタイヤ接地幅の３３％に相当する位置から９５％に相当する位置に至るトレッド面の左右領域のタイヤ幅方向に５又は６列に分散してタイヤ周方向に配列した空気入りスタッドタイヤ。
2. 前記ピッチ要素のうち、最大ピッチ長を有するピッチ要素と最小ピッチ長を有するピッチ要素とのピッチ長の比を１．１５〜１．７２とした請求項１に記載の空気入りスタッドタイヤ。
3. 前記トレッド面の左右領域において、前記スタッドを配列したそれぞれの列間のタイヤ幅方向の間隔を６〜１２ｍｍとした請求項１又は２に記載の空気入りスタッドタイヤ。
   

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