JP2709184B2 - タイヤのトレッドパターン構造 - Google Patents

タイヤのトレッドパターン構造

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JP2709184B2
JP2709184B2 JP2245258A JP24525890A JP2709184B2 JP 2709184 B2 JP2709184 B2 JP 2709184B2 JP 2245258 A JP2245258 A JP 2245258A JP 24525890 A JP24525890 A JP 24525890A JP 2709184 B2 JP2709184 B2 JP 2709184B2
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留吉 松下
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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、タイヤのトレッドパターン構造に関する。
(従来の技術) 空気入りタイヤにおいては、タイヤが路上を走行する
とき、路面とタイヤトレッドとの間において発生する騒
音(パターンノイズ)を低減させることが重要であり、
この課題を解決するため、種々の提案がされている。
例えば、特開昭62−283003号公報に記載のものは、タ
イヤ中心線を介してその左右に、所定ピッチのトレッド
パターン要素を周方向に配列し、かつ、左右のパターン
要素の配列を異ならす事により、音響エネルギを分散さ
せて、タイヤ騒音を低減させるものであった。
又、特開平1−178005号公報に記載のものは、タイヤ
中心線を介してその左右に、所定ピッチのトレッドパタ
ーン要素を周方向に配列し、相対向する左右のパターン
要素が、異なる領域と同じ領域とを周方向に互いに離し
て複数箇所設けることにより、パターン騒音をホワイト
ノイズ化しようとするものであった。
(発明が解決しようとする課題) ところで、空気入りタイヤにおいては、パターンノイ
ズの低減の他に、乗り心地性(振動性)の向上、およ
び、加硫成形に使用する金型の製作費の低減という問題
も重要である。
しかし前記第3つの問題点は、互いに相反する性質を
有するものであり、従って、前記従来のものは、これら
3つの要件をすべて満足させるに十分なものではなかっ
た。
そこで、本発明は、前記3つの問題点を全て満足する
ことができるタイヤのトレッドパターン構造を提供する
ことを目的とする。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明は次の手段を講じ
た。
即ち、請求項1記載の本発明のタイヤのトレッドパタ
ーン構造の特徴とするところは、タイヤ中心線を介して
その左右に、所定ピッチのトレッドパターン要素が周方
向に配列され、該パターン要素のピッチは、少なくとも
2種類以上とされたものにおいて、 前記パターン要素の最大ピッチ(Pmax)と最小ピッチ
(Pmin)は、 1.3≦Pmax/Pmin1.7 の関係にあり、 前記左右のパターン要素の周方向配列は、一方が或位
置から時計回りに配列され、他方は、前記一方の配列と
同一配列のものが、前記或位置から位相差Rをもって反
時計回りに配列され、かつ、タイヤ1周のパターン要素
の配列には、周期性がなく、前記位相差Rが、 R=(N/i)×(45/360) 但し、Nは、タイヤ1周分の左右いずれか半分のトレ
ッドパターン要素の総数、iは、疑似モード数とされて
いる点にある。
また、請求項2記載の本発明の特徴とするところは、
前記構成に加えて、左右の対向するパターン要素は、そ
の最大ピッチと最小ピッチとが対向しないように配列さ
れている点にある。
(作 用) 請求項1記載の本発明によれば、左右のパターン要素
の周方向配列は、一方が或位置から時計回りに配列さ
れ、他方は、前記一方の配列と同一配列のものが、前記
或位置から位相差Rをもって反時計回りに配列され、か
つ、タイヤ1周のパターン要素の配列には、周期性がな
いので、パターンノイズのホワイト化が図られる。
また、加硫モールドの金型製作に当たっては、上型及
び下型を同一形状のものとして製作し、それを互いに対
向させることにより、トレッドパターン要素を時計方向
と反時計方向とに配置することができる。そして位相差
は、一方の金型を周方向にずらすことにより得られる。
従って、金型製作は同じものを2個作ればよいので、製
作費用の低減が図れる。
更に、パターン要素の最大ピッチ(Pmax)と最小ピッ
チ(Pmin)を、 1.3≦Pmax/Pmin≦1.7 の関係にしているので、振動の発生が防止され、乗り心
地が良くなり、かつ、偏摩耗も生じない。
請求項2記載の発明によれば、左右の対向するパター
ン要素は、その最大ピッチと最小ピッチとが対向しない
ように配列されているので、パターンブロックの剛性差
が大きくならないので、摩耗の不均一や振動などのタイ
ヤユニフォミティーに悪影響を及ぼす影響を少なくする
ことができる。
(実施例) 以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。
第1図に示すものは、空気入りタイヤのトレッド部の
展開図であり、タイヤ1周分が示されている。第2図に
示すものは、その部分展開図であり、かつ、具体的なト
レッドパターン要素の形状が示されている。
同図において、1はタイヤの中心線(タイヤトレッド
の赤道線)であり、該中心線1を介してその左右両側
に、所定ピッチPiのトレッドパターン要素2が周方向に
沿って配列されている。また、前記パターン要素2の配
列順序において、同一パターン要素2が、1又は2以上
集まって、パターン要素群3を構成している。
本実施例では、パターン要素2のピッチPiは、5種類
とされている。ピッチの短いものからそのピッチ長さ
(cm)をP1、P2、P3、P4、P5とする。そして、ピッチの
最小のものを、Pmin=P1とし、最大のものを、Pmax=P5
とする。
尚、以下の説明において、ピッチ最小のものから最大
のもの5種類のパターン要素2をSS、S、M、L、LLと
呼ぶことがある。またこの5種類のパターン要素2を、
そのピッチの短いものから順に数字で1、2、3、4、
5と呼ぶこともある。
各パターン要素2の形状は、第2図に示すように相似
形とされている。
前記パターン要素2の最大ピッチPmaxと最小ピッチP
minの比は、 1.3≦Pmax/Pmin≦1.7 ……(1) とされている。
即ち、音の分散をより良くするためには、最大ピッチ
Pmaxと最小ピッチPminの比をできるだけ大きくする必要
がある。しかしこの比を、1.7以上にすると同一断面上
のパターンブロックの剛性差が周上において大きくな
り、摩耗の不均一や振動などのタイヤユニフォミティー
に悪影響を及ぼす。
また、これらの悪影響を少なくするため、前記ピッチ
比を小さくし、1.3以下にすると、音の分散が不十分に
なる。
更に、各パターン要素2のピッチは、次の関係を有す
るものとされている。
但し、Cは1を除く定数 これを一般式で表すと、 となる。
前記式を満足するようなパターン要素2の配列を求め
ることにより、如何なるパターン要素群3の長さも、他
のパターン要素群3の長さと同じにならない。
このように各パターン要素群3の長さを異ならせるの
は、騒音レベルを低減させるためである。
タイヤ中心線1の右側(第1図においては下側)のパ
ターン要素2の周方向配列は、位置Aをスタート点とし
て、時計回り(第1図では右方向)に所定の順序で配列
されている。第1図における位置Bは、位置Aと同位置
であり、配列の終点を示す。
前記パターン要素2の配列順序は、タイヤ中心線1を
介した左右いずれか一方の、タイヤ1周分のパターン要
素2の配列(基本配列)を基に、コンピュータにより騒
音発生をシミュレートし、該シミュレーションにより発
生する騒音の周波数分散が良くなる配列を決定する。
このようにして決定された配列の一例が第1図に示さ
れており、前記パターン要素2の配列順序は、タイヤ1
周にわたって、繰り返しがない(周期性がない)。そし
て又、パターン要素群3の配列順序にも繰り返しがない
ので第1図に示すパターン要素群3のモード数は、1で
ある。
前記タイヤ中心線1の左側(第1図においては上側)
のパターン要素2の配列は、前記右側の配列順序と同一
の配列順序で、位置Cから位置Dにわたって反時計回り
(第1図においては左方向)に、配列されている。
即ち、左側のパターン要素2の配列のスタート点C
と、右側のスタート点Aとは、位相差Rをもっている。
本願発明者は、最初、位相差を持たずに、スタート位
置を同一として時計方向と反時計方向に配置したタイヤ
を試作して、騒音レベルを測定した。しかし良好な騒音
レベルを得ることが出来なかったので、各種の位相差を
持たせたものを試作して騒音レベルを測定した。その結
果、モード数1の場合、位相差を45゜持たせるのが良い
ことを見出した。
即ち、パターン要素2の総数をNとすると、R=N×
(45/360)の位相差をもって配置することにより、騒音
レベルを低下させることができた。(この場合の位相差
Rは、パターン要素2の個数である。) また、第4図や第5図に示すものは、パターン要素群
3の配置がモード数3のものである。(「1→2→3→
4→5→4→3→2」の規則性のあるパターン要素群3
の配置がタイヤ1周に3つあるので、モード数3であ
る。但し、この場合でも、タイヤ1周のパターン要素2
の配列には周期性がない。第1図の場合、タイヤ1周に
わたって規則性のあるパターン要素群3の配置がない
(1→2→3→4→5→4→2→3→1→2→4→5→
3→2)のモード数1である。) モード数が複数の場合は、1モードにおいて位相差を
持てば良いと推測された。そこで、位相差R=(N/M)
×(45/360)、但しMはモード数、として実験を行った
ところ、好成績を得た。
しかし、例えば、モード数が4であっても、タイヤ1
周の約四分の1に各1モードが配置される均等なもの
と、タイヤ半周に1モード分が配置され、残り半周に3
モードが配置される不均一配置のものとでは、同じ位相
差を与えても同じ結果を得ることができなかった。
そこで、疑似モードという概念を導入した。
ここでいう「疑似モード」とは、タイヤ1周(160
゜)上のパターン要素2の配列におけるピッチ長さの変
化を、タイヤ1周を周期とする関数とみなし、数学的に
利用される調和分析(フーリエー展開)する時の1次〜
10次までの次数内で、ノイズレベルの最大の絶対値をも
つ次数を本件の疑似モード数iとする。但し、同じ絶対
値の次数がある場合は、その低い方の次数を用いる。
前記均一配置のモードの場合、前記疑似モード数iと
モード数Mとは略一致するが、不均一配置の場合は、両
者は相違することになる。
そして、前記位相差Rを、前記パターン要素2の総数
Nから次のようにして求めた。
但しiは疑似モード数 今、前記式(3)に基づき、N=72とした場合の、R
とiの関係を第3図に示す。
この様にして求められた位相差Rが、今、R=2とし
た場合、第4図及び第5図に示すように、スタート位置
Aから右回り又は左回りのいずれにその位相差Rを設け
てもよい。
前記式(3)に基づく位相差Rを持たせて、実験を重
ねた結果、好成績を得たので、前記式を採用することと
した。
更に、前記位相差Rは、ほぼ同一断面上で対向する左
右のパターン要素2,2の大きさを前記の数字表示したと
きの差が、3以下になるよう設定されている。その理由
は、同一断面上で、パターン要素2,2間の剛性差が大き
くなりすぎて偏摩耗が生じることを防止するためであ
る。例えば、最大ピッチと最小ピッチが対向したとき
は、5−1=4となるので、このような配置にならない
ように位相差Rが設定される。
即ち、第7図に示す場合、最大ピッチの5の最小ピッ
チの1とが略同一断面上で対向しているので、このよう
な配列は、本発明の範囲から除かれる。
第6図に示すものは、第1、2図に示す本発明の実施
例タイヤと、第8図に示す従来例タイヤの騒音を比較し
たグラフである。尚、第8図に示す従来例のタイヤは、
位相差R=0のものである。
この第6図から本発明の実施例のものは、従来のもの
に比べてノイズレベルが低いことが判る。
(発明の効果) 本発明によれば、タイヤ中心線を介してその左右のパ
ターン要素の周方向配列は、一方が或位置Aから時計回
りに配列され、他方は、前記一方の配列と同一配列のも
のが、前記或位置Aから位相差Rをもって反時計回りに
配列され、かつ、タイヤ1周のパターン要素の配列に
は、周期性がないのでパターンノイズのホワイト化が図
れる。
また、加硫モールドの金型製作に当たっては、上型及
び下型を同一形状のものとして製作し、それを互いに対
向させることにより、トレッドパターン要素を時計方向
と反時計方向とに配置することができる。そして位相差
は、一方の金型を周方向にずらすことにより得られる。
従って、金型製作は同じものを2個作ればよいので、製
作費用の低減が図れる。
更に、パターン要素の最大ピッチ(Pmax)と最小ピッ
チ(Pmin)を、 1.3≦Pmax/Pmin≦1.7 の関係にしているので、振動の発生が防止され、乗り心
地が良くなり、かつ、偏摩耗も生じない。
即ち、本発明によれば、偏摩耗や振動特性等のタイヤ
トレッドの基本特性を犠牲にすることなく、タイヤ騒音
の低減を図ることができる。更に、金型製作コストの低
減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示し、タイヤ1周分のトレッ
ドパターンの展開図、第2図は第1図の部分拡大図、第
3図は位相差Rと疑似モードiとの関係を示すグラフ、
第4図及び第5図は本発明のタイヤを製作するためのモ
ールドにおけるパターン要素配列図、第6図は本発明の
実施例のタイヤと従来例のタイヤの騒音性能を示すグラ
フ、第7図は本発明の範囲に含まれないパターン要素の
配列図、第8図は従来例のパターン要素配列の展開図で
ある。 1……タイヤ中心線、2……パターン要素、3……パタ
ーン要素群、R……位相差。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タイヤ中心線を介してその左右に、所定ピ
    ッチのトレッドパターン要素が周方向に配列され、該パ
    ターン要素のピッチは、少なくとも2種類以上とされた
    ものにおいて、 前記パターン要素の最大ピッチ(Pmax)と最小ピッチ
    (Pmin)は、 1.3≦Pmax/Pmin≦1.7 の関係にあり、 前記左右のパターン要素の周方向配列は、一方が或位置
    から時計回りに配列され、他方は、前記一方の配列と同
    一配列のものが、前記或位置から位相差Rをもって反時
    計回りに配列され、かつ、タイヤ1周のパターン要素の
    配列には、周期性がなく、 前記位相差Rは、 R=(N/i)×(45/360) 但し、Nはタイヤ1周分の左右いずれか半分のトレッド
    パターン要素の総数、iは、疑似モード数、 とされていることを特徴とするタイヤのトレッドパター
    ン構造。
  2. 【請求項2】請求項1記載のトレッドパターン構造にお
    いて、 前記パターン要素のピッチの種類は5以上とされ、左右
    の対向するパターン要素は、その最大ピッチと最小ピッ
    チとが対向しないように配列されていることを特徴とす
    るタイヤのトレッドパターン構造。
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