JP2711059B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP2711059B2 JP5131483A JP13148393A JP2711059B2 JP 2711059 B2 JP2711059 B2 JP 2711059B2 JP 5131483 A JP5131483 A JP 5131483A JP 13148393 A JP13148393 A JP 13148393A JP 2711059 B2 JP2711059 B2 JP 2711059B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエット時における走
行性能を保持しつつタイヤの通過騒音を低減しうる空気
入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】近年の自動車技術の発展に伴う車両の高
速化とともに、自動車騒音も増し、その低下が望まれて
いる。
【0003】自動車騒音におけるタイヤ騒音の寄与率
(車両全体の騒音エネルギーに占めるタイヤ騒音エネル
ギーの比率)は、車両の騒音対策(駆動系、排気系、吸
気系等の静粛化)の進歩により定常走行時で60〜70
%、加速走行時でも10〜30%とその値が近年増加し
つつあり、特に加速走行時においては車両全体の騒音エ
ネルギーが大であるため、タイヤの低騒音化が必要とな
る。
【0004】タイヤのトレッドには、タイヤ周方向に連
続しかつ溝巾が10〜20mm程度の縦溝を複数本配置し
て、雨天走行時のトレッド表面と路面との間の水を排除
することによりウエットグリップ性能を維持している。
しかしこの縦溝は、排水性を向上させる一方で、タイヤ
騒音の原因となる。
【0005】縦溝が発生する騒音の一つに、気柱共鳴に
よるものがある。この気柱共鳴は、タイヤ接地面におい
て、縦溝と路面との間で形成される気柱内の空気が、タ
イヤ転動中におけるタイヤパターンによる加振力、路面
からの入力により共振し、特定波長、すなわち気柱の長
さの約2倍の波長の音が発生する。
【0006】この現象は気柱共鳴と呼ばれ、乗用車用タ
イヤの場合、耳障りな800Hz〜1kHzの騒音の主たる
音源となる。この気柱共鳴音の波長は、タイヤの速度に
よらずほぼ一定周波数となり、車内音及び車外音を増加
させる。
【0007】この気柱共鳴を防止する手段としては、縦
溝の本数、容積を減らすこと、さらには溝内に隔壁を設
けることが知られているが、これはウエットグリップ性
能、特にウエット路面を高速走行する際に発生するハイ
ドロプレーニング現象を防止する性能の低下を招来す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一方ウエットグリップ
性能を向上させるためには、逆に縦溝の本数、容積を増
加させればよいが、これは前記のように、タイヤ騒音の
増加を招くと考えられていた。又それらの増加は接地面
積の減少によるドライグリップ性能の低下、トレッドパ
ターンの剛性低下による操縦安定性能の低下を招くと考
えられてきた。
【0009】したがって、従来、このような相反する性
能を、そのタイヤに要求されている性能に応じて調整し
ていた。
【0010】なおウエットグリップ性能を向上させるこ
とを意図して、特開昭63−34204は、トレッドの
中央部に窪みを作り、その両側のトレッド表面を小さな
半径の円弧で形成する技術を提案している。これは、2
つの小さな半径の円弧により、それぞれの両側に水を排
出してウエットグリップ性能を向上させるものである
が、トレッド全体の接地面積が減少するため、ドライグ
リップ性能や操縦安定性能の低下を引き起こしやすく、
又大して低騒音化をなしえない。
【0011】またヨーロッパ特許公報EP50340
4、EP503405、EP503406、EP503
407には、トレッド中央部にタイヤ周方向に延びる直
線状の凹みまたは溝を有するタイヤが開示されている。
しかし、これらの縦溝は、溝巾が比較的小さく、気柱共
鳴によるタイヤ騒音の低減には不十分であると考えられ
る。
【0012】発明者らは、一層の研究、実験を重ねるこ
とにより、前記気柱共鳴によるタイヤ騒音は、気柱の長
さ、即ちタイヤの接地面における周方向長さと縦溝の溝
巾との関係及び縦溝の溝巾と溝深さとの関係、さらには
縦溝の断面形状の何れもが騒音レベルに影響することに
着目し、これらの諸数値を規制することによって、ウエ
ット時における走行諸性能を保持しつつタイヤの通過騒
音を低減しうることを見出し、本発明を完成させたので
ある。
【0013】本発明は、ウエット走行性能、特にアクア
プレーニング性能を保持しつつタイヤの通過騒音を低減
しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド面に
タイヤ赤道を周方向に連続してのびる縦主溝を具えると
ともに、正規リムにリム組みして充填した正規内圧に対
応する荷重の85%の荷重を負荷した常用状態におい
て、トレッド面が接地することによりえられる接地面パ
ターンの周方向の最大長さである接地長さLと、接地面
パターンに現れる前記縦主溝のタイヤ軸方向の長さであ
る溝巾Wの接地面パターンの周方向中間位置での中間溝
巾Woにおいてこの中間溝巾Woとの接地長溝巾比Wo
/Lは0.25以上かつ0.40以下、前記中間溝巾W
oに対する常用状態での最大溝深さHの溝深さ比H/W
oを0.15以上かつ0.30以下とし、しかも前記中
間溝巾Woと最大溝深さHとの積Wo×Hである矩形溝
断面面積SSと、前記接地面パターンの中間位置におい
てタイヤ子午断面における縦主溝の実際面積SAとの比
SA/SSを0.5以上かつ0.7以下とした空気入り
タイヤである。
【0015】又溝巾Wは接地面パターンの周方向全域に
おける最小の溝巾Wmと最大の溝巾WMとの差(WM−
Wm)に対する中間溝巾Woの比(WM−Wm)/Wo
を0.1以下とするのが好ましい。
【0016】
【作用】接地面パターンの周方向中間位置での溝巾Wo
において、接地長溝巾比Wo/Lを0.25以上かつ
0.40以下とすることにより、縦主溝と路面とに囲ま
れた気柱での振動に基づく気柱共鳴を防止することが出
来る。これは、タイヤサイズが205/55R15のタ
イヤにおいて、実車に装着し、速度60km/HでJAS
O・C606に基づき通過測定を測定した結果に基づく
ものであり、図4に示す如く、溝深さHを8.0mmの一
定値とし、溝巾Woを変動させた場合において、比Wo
/Lが0.2近傍で通過騒音が最大となり、0.25以
上において低騒音化の効果が認められる。しかし、0.
4をこえ大きくしても騒音の抑制にはならず、かえって
接地面パターンにおける実際の接地面が少なくなる結
果、接地圧が過大となることによってドライグリップ性
に劣るとともに、摩耗、偏摩耗が大となり耐久性を損な
うこととなる。
【0017】さらに、中間溝巾Woに対する常用状態で
の最大溝深さの比H/Woを0.15以上かつ0.30
としている。これは図5に示す如く溝断面面積を一定と
してH/Woの比を変動させ前述の方法により通過騒音
を測定した結果に基づくものでH/Woが溝断面面積を
一定とした矩形溝の場合において0.3以下になると騒
音低減の効果が現れる。しかしH/Woの比を0.15
こえて小さくした場合に溝深さが極度に浅くなり、トレ
ッド面の摩耗によるタイヤ寿命を低減させる。
【0018】加うるに、中間溝巾Woと最大溝深さHと
の積Wo×Hである矩形溝断面面積SSと、接地面パタ
ーンの中間位置においてタイヤ子午断面における縦主溝
の実際面積SAとの比SA/SSを0.5以上かつ0.
7以下としている。溝断面の形状は、三角形状或いは半
円形状とすることにより、即ち四角形状からずれが大き
いほど縦主溝を通る空気の流れが妨げられ、通過騒音を
低減しうる。このように比SA/SSは、形状のずれを
表しており、図6にグラフに示すように比SA/SSが
0.7以下になれば低騒音化の効果が現れる。しかし
0.5をこえて小さくすれば縦主溝の排水性が劣り、ウ
エットグリップ性が低下する。
【0019】このように本発明にあっては、前記した縦
主溝の溝巾、溝深さ及び形状の各規制値が有機的かつ一
体化することにより、ウエット性能を保持しつつタイヤ
の騒音を低減しうるのである。
【0020】なお、トレッド面は常用状態において、接
地面パターンはその周方向の中間位置において接地圧は
最大となり、又この中間位置を中心として、周方向前後
に向かって接地圧は漸減する。従って、このような接地
圧の分布により縦主溝は、中間位置近傍が最も巾狭とな
り、かつ周方向両端が広がる中間がくびれたいわゆるオ
リフィス形状となる。このようなオリフィス形状では、
空気の流れを阻害して気柱共鳴を減じるのであるが、最
小の溝巾Wmと最大の溝巾WMとの差に対する中間溝巾
Woの比(WM−Wm)/Woが0.1をこえて大きく
なった場合には、縦主溝における排水性が低下し、タイ
ヤのウエットグリップ性、耐ハイドロプレーニング等の
ウエット性能が劣る危険がある。
【0021】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳述
する。図1は、本発明のタイヤを正規リムJに装着し、
かつ規定上の正規の内圧を充填したときのタイヤ形状を
示し、さらに図2は最大荷重の85%を負荷した常用状
態における接地面パターンSの形状を示している。
【0022】本明細書において、前記基準状態で用いる
正規リムとは、JATMA規格における標準リム、TR
A規格、ETRTO規格における測定リム(Mesuring R
im)をいう。
【0023】空気入りタイヤ(以下タイヤという)1
は、トレッド部12からサイドウォール部13をへてビ
ード部14のビードコア15の回りをタイヤ軸方向内側
から外側に巻き上げられて係止されるラジアル配列のカ
ーカス16と、トレッド部12の内方かつカーカス16
外側のベルト層17とを具え、かつカーカス本体部と巻
返し部との間には、ビードコア15からタイヤ半径方向
外側にのびるビードエーペックス18が配置され、ビー
ド部14の形状及び剛性を保持している。
【0024】又トレッド部12の表面をなすトレッド面
2は、単一の曲率半径の円弧、もしくは複数の曲率半径
の円弧を滑らかに連ねた半径方向外方に単調に凸となる
曲面からなる。
【0025】なおタイヤ1は、本実施例ではタイヤ断面
高さ/タイヤ巾である偏平率が0.4〜0.6程度の相
対的に排水性に劣る広巾の偏平タイヤ、特に乗用車用の
ラジアルタイヤとして形成される。
【0026】前記ベルト層17は、スチール、芳香族ポ
リアミドなどの引張剛性の高いコードを用いた複数のプ
ライを、各プライ間でコードが交差するように、タイヤ
周方向に対し、15〜30°の比較的小さい角度で配列
することにより形成されている。又カーカス16は、乗
用車用タイヤであるとき、通常ナイロン、レーヨン、ポ
リエステルなどの有機繊維コードを用いうる。
【0027】トレッド部2には、本例では、タイヤ赤道
Cを中心としてタイヤ周方向に連続して直線状にのびる
広巾の縦主溝3を設ける。
【0028】又この縦主溝3の両側には、図2に例示す
る如く、実質的にタイヤ軸方向にのびてトレッド部12
の端縁で開口する横溝20が配されこれらの縦主溝3と
横溝20…とによってトレッド面2にトレッドパターン
が形成される。
【0029】なお、トレッド面2には、前記した如く、
常用状態においてトレッド面2が接地することにより得
られる接地面パターンSが形成される。
【0030】縦主溝3は、図1、3に示す如く、溝底に
向かって溝巾が漸減する逆台形状をなし、そのトレッド
面2における溝巾Wの接地面パターンSの周方向の長さ
である接地長さLと、接地面パターンSに現れる溝巾W
の接地面パターンSの周方向位置Mでの中間溝巾Woと
の比である接地長溝巾比Wo/Lを0.25以上かつ
0.40以下としている。
【0031】さらに前記縦主溝3は、中間溝巾Woに対
する常用状態での最大溝深さHの比H/Woを0.15
以上かつ0.30以下としている。
【0032】又前記中間溝巾Woに対する常用状態での
最大溝深さ比H/Woを0.15以上かつ0.30以下
とし、従って縦主溝Wは、溝巾に比して溝深さが浅い浅
底の溝として形成している。なお溝の断面形状は図1、
3に示すような偏平台形状の他、偏平な三角形状、さら
には図7に示すような偏平な欠円状に形成してもよい。
【0033】さらに前記中間溝巾Woと最大溝深さHと
の積(Wo×H)である矩形溝断面面積SSと、前記接
地面パターンSの中間位置Mにおいて、タイヤ子午断面
における縦主溝3の実際面積SA(図3に斜線で示す)
との比SA/SSを0.5以上かつ0.7以下としてい
る。従って縦主溝3の断面形状は台形、三角形、欠円形
などの形に形成するのが低騒音化に対して有利となる。
【0034】このように縦主溝3の溝巾Wを接地面パタ
ーンSの周方向中間位置Mにおける溝巾である中間溝巾
Woによって規制したのは次の理由に基づく。
【0035】タイヤは周方向に対しては円弧をなし、従
って着地時にトレッド面2に作用する接地圧は、接地面
パターンSに対して均等ではなく、その接地面パターン
Sの中間位置Mにおいて最大となり、前記中間位置Mか
ら蹴込み側、蹴出し側の両側に向かって漸減する。この
ような接地状態においては、縦主溝3は中間位置Mが最
も大きな圧力が加わることにより、溝巾Wが最小とな
り、接地面パターンの両側に向かって溝巾Wが暫増す
る。そこで本願においては縦主溝3の溝縁部に略最大の
圧力が加わり、騒音排水性に対して最も条件の悪い前記
中間位置Mにおける溝巾Woを基準として規定したので
ある。
【0036】又接地面パターンSにおける前記接地圧の
分布状態により縦主溝3の溝巾Wは中間がくびれたオリ
フィス形状となり、このような形状となることにより空
気の流れを阻害して気柱共鳴を減じる一方、最小の溝巾
Wmと最大の溝巾WMとの差に対する中間溝巾Woの比
(WM−Wm)/Woが0.1をこえて大きくなれば排
水性が低下するのである。
【0037】なお縦主溝3は直線溝の他、溝巾に比して
波高が低いジグザグ溝として形成することも出来、さら
には、溝巾W自体を狭巾部と広巾部とに変動させてもよ
いが、これらの場合においては、排水性を保持するた
め、前記比(WM−Wm)/Woを0.1以下とするの
が好ましい。
【0038】又本発明の空気入りタイヤにおいては、気
柱共鳴の発生原因を増やさないことから、前記縦主溝3
以外に実質的に溝巾を有しない例えばサイピングを除い
て周方向に連続する有巾の縦溝を設けないのがよい。
【0039】前記横溝20は、前記縦主溝3の溝縁近傍
を起点として、本例では縦主溝3とは分離して配され、
トレッド面2の中央部分の剛性を高めている。なお図7
に示す如く横溝20を縦主溝3と連ねてもよい。
【0040】なお横溝20はトレッド縁に向かって溝巾
wを漸増するのが排水性を高めるためには好ましい。
【0041】
【具体例】タイヤサイズが205/55R15でありか
つ図1に示す構成を有するタイヤについて、表1に示す
仕様で試作する(実施例1、2)とともにその性能につ
いてテストした。なお従来の通常仕様のタイヤ(比較例
1)及び従来の低騒音対策のタイヤ(比較例2)につい
て併せてテストを行い性能を比較した。テスト条件は次
の通り。
【0042】1)通過騒音 JASO C606に規定する実車惰行試験によって実
施し、試供タイヤを装着した車両を直線状のテストコー
スにおいて、通過速度を60km/Hとしかつ50mの距
離を惰行させるとともに、該コースの中間点において走
行中心線から横に7.5mを隔てて、かつテスト路面か
ら高さ1.2mの位置に設置した定置マイクロホンによ
り通過騒音を測定した。
【0043】2)アクアレーニング性能 試供タイヤを実車に装着し、水深5mmの直線距離を速度
100km/Hで進入しフロントタイヤのみロック制動を
かけ摩擦力が回復する速度を測定し比較例1を100と
する指数で表示した。数値が大きいほど良好であること
を示す。テスト結果を表1に示す。
【0044】
【表1】
【0045】テストの結果実施例のものはアクアプレー
ニング性能を損なうことなく通過騒音を低減し得たこと
が確認出来た。
【0046】
【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
接地面パターンにおいて接地長溝巾比Wo/L、中間溝
巾に対する溝深さ比H/Wo及び中間溝巾Woと最大溝
深さHとの積である矩形溝断面面積SSと縦主溝の実際
面積SAとの比SA/SSをそれぞれ定める範囲に規制
したため、ウエット走行性能を保持しつつタイヤの通過
騒音を低減でき、乗用車用タイヤとして好適に採用しう
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】そのトレッドパターンを示す部分平面図であ
る。
【図3】縦主溝を拡大して示す断面図である。
【図4】(A)は接地長溝巾比Wo/Lと通過騒音との
関係を示すグラフであり、(B)はその縦主溝の形状を
説明する断面図である。
【図5】(A)は中間溝巾Woに対する最大溝深さH比
H/Woと通過騒音との関係を示すグラフであり、
(B)はその縦主溝の形状を説明する断面図である。
【図6】矩形溝断面面積SSと縦主溝の実際面積SAと
の比SA/SSと通過騒音との関係を示すグラフであ
る。
【図7】トレッド部の他の態様を示す断面図である。
【符号の説明】 2 トレッド面 3 縦主溝 H 最大溝深さ J 正規リム L 接地長さ M 中間位置 S 接地面パターン SA 実際面積 SS 矩形溝断面 W 溝巾 WM 最大の溝巾 Wm 最小の溝巾 Wo 中間の溝巾
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−214004(JP,A) 特開 昭63−34204(JP,A) 特開 平3−139402(JP,A) 特開 昭63−121506(JP,A) 特開 平4−243602(JP,A) 特開 平5−92706(JP,A) 特開 平5−92704(JP,A) 特開 平5−92705(JP,A) 特開 平5−92707(JP,A) 実開 昭61−47702(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレッド面にタイヤ赤道を周方向に連続し
    てのびる縦主溝を具えるとともに、正規リムにリム組み
    して充填した正規内圧に対応する荷重の85%の荷重を
    負荷した常用状態において、トレッド面が接地すること
    によりえられる接地面パターンの周方向の最大長さであ
    る接地長さLと、該接地面パターンに現れる前記縦主溝
    のタイヤ軸方向の長さである溝巾Wの接地面パターンの
    周方向中間位置での中間溝巾Woにおいてこの中間溝巾
    Woとの接地長溝巾比Wo/Lは0.25以上かつ0.
    40以下、前記中間溝巾Woに対する常用状態での最大
    溝深さHの溝深さ比H/Woを0.15以上かつ0.3
    0以下とし、しかも前記中間溝巾Woと最大溝深さHと
    の積Wo×Hである矩形溝断面面積SSと、前記接地面
    パターンの中間位置においてタイヤ子午断面における縦
    主溝の実際面積SAとの比SA/SSを0.5以上かつ
    0.7以下とした空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】前記溝巾Wは接地面パターンの周方向全域
    における最小の溝巾Wmと最大の溝巾WMとの差(WM
    −Wm)に対する中間溝巾Woの比(WM−Wm)/W
    oを0.1以下としたことを特徴とする請求項1記載の
    空気入りタイヤ。
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