JP3971170B2

JP3971170B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3971170B2
Application number: JP2001366140A
Authority: JP
Inventors: 文男高橋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003165308A

Description

【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、他性能を損なうことなくタイヤ騒音の改良を達成しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
雨天時の走行を考慮する目的から、タイヤトレッドパターンが存在し、その多くはタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に延びる溝を持つため、トレッドにはブロックと呼ばれる陸部が存在する。
【０００３】
しかし、このブロックが存在するためにパターンノイズが発生することが知られている。
【０００４】
この点に関する従来技術は、大きく２点に分れる。
【０００５】
１点目は、単一のブロックの加わる入力を時間方向に引き伸ばす目的からラグ溝のタイヤ幅方向に対する角度を大きく設定する方法である。
【０００６】
２点目は、ブロックの周方向長さに種類を持たせたり、更にその位相をタイヤ内でずらすことにより他のブロックとの関係を用いて単一周波数にピークを持たせない方法である。
【０００７】
これらの技術は、主に２次元的考えによって開発されており、その歴史も長い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の静粛性が多く求められる自動車においては、上記従来技術の効果は充分ではなく、また、他性能との兼ね合いから前記方法を用いて騒音だけを重視した設計も困難であるので、新たな技術が求められている。
【０００９】
特に、単一のブロックにおいては、ラグ溝のタイヤ幅方向に対する角度を大きく設定することで（即ち、パターンデザインの変更）、例えば、ブロックの形状が周方向に細長い平行四辺形に近づきブロック剛性の低下が生じると共に、偏摩耗性との背反もある点が指摘されている。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮して、ブロックパターンの基調のデザインを変えずに騒音を改良できる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
パターンの存在により発生するノイズのポイントは、ブロックそのものから発生する騒音（ブロックの動きに起因）と、その入力がタイヤ内のベルト面に伝達し、タイヤ全体が加振されるものの２点に分かれる。
【００１２】
発明者は、偏摩耗性や、操縦安定性向上のためにブロックを補強する目的で溝底の一部を高くする、いわゆる底上げが用いられている点に着眼し、この底上げの分布をノイズにも有利に働かせる方法を考えついた。従来の底上げは、ブロック間を直線的に繋ぐものが多いが、その理由は、ブロック全体での剛性自体は底上げの分布に左右されないためと、製造上容易であるからである（なお、トータルの剛性は底上げの大きさに依存する。）。
【００１３】
そこで、パターンノイズのもっと細かな部分として、一般にブロック内部での路面からの入力の分布は、タイヤの転動状態に大きく支配される点を指摘しておく。
【００１４】
特に底上げがない場合には、ブロック内でも特に局部に入力が集中しタイヤへの大きな加振力となりやすい。
【００１５】
このため、ブロック内部に剛性の分布をあらかじめ大きく作り、しかもこの分布をブロック内にまたがるように配置することで、入力の集中をブロック全体へ分散させやすくなる。
【００１６】
具体的には、底上げは、ブロック踏み込み縁及び蹴り出し縁では幅方向に逆に設置されるべきであり、こうすることで補強されたブロックの剛性の分布は対角線上に形成される。
【００１７】
さらに上記に加えて、ラグ角度付きパターン、即ち、ブロックが菱形形や平行四辺形の場合では、底上げによる補強は溝によってブロックの剛性が最も小さくなってしまった部分（ブロックの鋭角端部）に配置されるべきであり、これによりブロックの動き、タイヤへのピークを持った振動の伝達、が極力回避できると考えた。
【００１８】
請求項１に記載の発明は上記考えに基づきなされたものであって、互いに交差する複数の溝によって区画され、タイヤ周方向に沿って列をなす複数のブロックをトレッドに備えた空気入りタイヤであって、前記タイヤ周方向に沿って列をなすブロックとブロックの周方向間の溝内には、溝底を高くする底上げ部が設けられ、前記ブロックは、踏み込み縁及び蹴り出し縁がタイヤ幅方向に対して傾斜しており、前記底上げ部は、前記ブロックの踏み込み先端付近と蹴り出し先端付近に連結され、かつタイヤ周方向に対して傾斜し、かつラグ溝を横断しており、前記ブロックの踏み込み側と蹴り出し側とでは、前記底上げ部との連結位置がタイヤ幅方向に異なっている、ことを特徴としている。
【００１９】
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。
【００２０】
ブロックは、底上げ部と連結された部分の剛性が高くなる。
【００２１】
タイヤ周方向に列をなすブロックは、踏み込み側と蹴り出し側とで、底上げ部との連結位置がタイヤ幅方向に異なっているので、ブロックの中で高い剛性を有する部分がタイヤ周方向に対して傾斜、即ち、タイヤ幅方向に分散することになる。
【００２２】
したがって、ブロックが路面に接地した際の騒音の原因となる入力の集中をブロック全体へ分散でき、タイヤへの加振力を弱め、騒音のレベルを低減することができる。
【００２３】
ここで、上記入力の集中を分散させるために、踏み込み側における底上げ部とブロックとの連結位置と、蹴り出し側における底上げ部とブロックとの連結位置とは、タイヤ幅方向に出来るだけ離すことが好ましい。
【００２４】
また、踏み込み縁及び蹴り出し縁がタイヤ幅方向に対して傾斜しているブロックは、踏み込み先端付近と蹴り出し先端付近が鋭角になり、鈍角な角部付近に比較して剛性が低くなり、偏摩耗等の原因となる。
【００２５】
このため、踏み込み先端付近と蹴り出し先端付近に底上げ部を連結して剛性の低下を抑えることが好ましい。
【００２６】
なお、本発明において、底上げ部とは、頂部の位置が、新品時のブロックの踏面（路面と接触する部分）よりも低いことが条件である。
【００２７】
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、前記底上げ部と前記ブロックの踏み込み縁との連結位置をＰ₁、前記底上げ部と前記ブロックの蹴り出し縁との連結位置をＰ₂、前記ブロックのタイヤ幅方向の寸法をＷ₀としたときに、Ｐ₁とＰ₂とのタイヤ幅方向距離ＳがＷ₀の５０％以上である、ことを特徴としている。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記底上げ部の幅Ｗ₁がＷ₀の２０〜６０％の範囲内である、ことを特徴としている。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記底上げ部の頂部は、前記溝の溝底から溝深さの２６〜８４％の範囲内にある、ことを特徴としている。
【００３０】
次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００３１】
底上げ部の頂部が、溝底から溝深さの２６％未満の位置にあると、剛性の高い部分と低い部分との差がでなくなり、騒音のレベルを大きく低減することが出来なくなる。
【００３２】
一方、底上げ部の頂部が、溝底から溝深さの８４％よりも上の位置にあると、溝の排水性が低下する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の空気入りタイヤの一実施形態を説明するが、この説明をする前に比較形態の空気入りタイヤを図１及び図２にしたがって説明する。
【００３４】
図２に示すように、比較形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ周方向（矢印Ａ方向及び矢印Ａ方向とは反対方向）に沿って延びる複数の周方向溝１４と、これら周方向溝１４に交差し、タイヤ幅方向（矢印Ｌ，Ｒ方向）に沿って延びる複数のラグ溝１６とによって矩形のブロック１８が複数区画されている。
【００３５】
なお、図２中の矢印Ａは、空気入りタイヤ１０の回転方向を示す。
【００３６】
図１に示すように、ラグ溝１６には、溝底の一部分を高くする底上げ部２０が形成されている。
【００３７】
なお、図１中、符号１８Ａはブロック１８の踏み込み縁（エッジ）、符号１８Ｂはブロック１８の蹴り出し縁（エッジ）を示しており、空気入りタイヤ１０が路面を転動すると、路面に対してブロック１８は、踏み込み縁１８Ａから接地し、蹴り出し縁１８Ｂから離間することになる。
【００３８】
底上げ部２０は、幅及び高さが各々一定であり、タイヤ周方向に対して傾斜し、かつラグ溝１６を横断している。
【００３９】
このため、ブロック１８の踏み込み縁１８Ａと蹴り出し縁１８Ｂとでは、底上げ部２０との連結位置がタイヤ幅方向に異なることになる。
【００４０】
ここで、ブロック１８において、底上げ部２０と踏み込み縁１８Ａとの連結位置をＰ₁、底上げ部２０と蹴り出し縁１８Ｂとの連結位置をＰ₂、ブロック１８のタイヤ幅方向の寸法をＷ₀としたときに、連結位置Ｐ₁と連結位置Ｐ₂とのタイヤ幅方向距離Ｓは、ブロック１８のタイヤ幅方向の寸法Ｗ₀の５０％以上が好ましく、７０％以上が更に好ましい。
【００４１】
底上げ部２０の高さｈは、溝深さ寸法Ｄの２６〜８４％の範囲内が好ましい。
【００４２】
底上げ部２０の幅Ｗ₁は、ブロック１８のタイヤ幅方向の寸法Ｗ₀の２０〜６０％の範囲内が好ましい。
（作用）
次に、比較形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
【００４３】
各ブロック１８は、踏み込み縁１８Ａと蹴り出し縁１８Ｂとで、底上げ部２０との連結位置がタイヤ幅方向に異なっているので、ブロック１８の中で高い剛性を有する部分がタイヤ周方向に対して傾斜、即ち、タイヤ幅方向に分散することになり、ブロック１８が路面に接地した際の騒音の原因となる入力の集中をブロック全体へ分散でき、タイヤへの加振力を弱め、騒音のレベルを低減することができる。
【００４４】
なお、底上げ部２０の高さｈが、溝深さ寸法Ｄの２６％よりも低くなると、ブロック１８において剛性の高い部分と低い部分との差がでなくなり、騒音のレベルを大きく低減することが出来なくなる。
【００４５】
一方、底上げ部２０の高さｈが、溝深さ寸法Ｄの８４％よりも高くなると、ラグ溝１６の排水性が低下する。
【００４６】
底上げ部２０の幅Ｗ₁が、ブロック１８のタイヤ幅方向の寸法Ｗ₀の２０％未満になると、ブロック１８において剛性の高い部分と低い部分との差がでなくなり、騒音のレベルを大きく低減することが出来なくなる。
【００４７】
一方、底上げ部２０の幅Ｗ₁が、ブロック１８のタイヤ幅方向の寸法Ｗ₀の６０％を越えると、ラグ溝１６の排水性が低下する。
【００４８】
底上げ部２０と踏み込み縁１８Ａとの連結位置Ｐ₁と、底上げ部２０と蹴り出し縁１８Ｂとの連結位置Ｐ₂とのタイヤ幅方向距離Ｓが、ブロック１８のタイヤ幅方向の寸法Ｗ₀の２０％未満になると、入力の集中をブロック全体へ分散できなくなり、騒音のレベルを大きく低減することができなくなる。
【００４９】
次に、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。上記比較形態では、ラグ溝１６がタイヤ幅方向に沿って延びており、ブロック１８の形状が矩形であったが、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤでは、図３に示すように、ラグ溝１６をタイヤ幅方向に対して傾斜させてブロック１８の形状を平行四辺形（菱形）としている。
【００５０】
ブロック１８の形状を平行四辺形（菱形）とした場合、ブロック１８の踏み込み先端及び蹴り出し先端は鋭角になり、剛性が低下する。
【００５１】
このため、図３に示すように、底上げ部２０を踏み込み先端付近と蹴り出し先端付近に連結する方が、鋭角部分の剛性の低下を抑えることが出来て好ましい。
【００５２】
なお、図５に、底上げ部２０が途切れている更に別の比較形態の空気入りタイヤ（即ち、踏み込み縁１８Ａと蹴り出し縁１８Ｂとを連結しない）を示す。
【００５３】
（試験例１）
図２に示すようなブロックパターンを備えたタイヤについて室内のドラム試験機を用いて騒音の測定を行った。
【００５４】
試験タイヤのサイズは、１９５／６０Ｒ１５である。
【００５５】
中央３列のブロック１８のサイズは、周方向の寸法Ｌが３０ｍｍ、幅方向の寸法Ｗ₀が２０ｍｍ、高さが１０ｍｍであり、タイヤ幅方向最外側のブロック１８のサイズは、周方向の寸法Ｌが３０ｍｍ、幅方向の寸法Ｗ₀が５０ｍｍ、高さが１０ｍｍである。
【００５６】
また、ラグ溝１６の溝幅は６ｍｍである。
【００５７】
なお、タイヤ幅方向最外側のブロック１８は、ショルダーが断面で見た時に円弧形状とされているので周方向溝１４からタイヤ幅方向外側へ２０ｍｍの位置までは接地するが、その外側は接地しない。
【００５８】
このとき、図６に示すようなブロック１８のタイヤ幅方向中央部分同士を連結する底上げ２０を持つタイヤを作成し、従来例１とした。
【００５９】
これに対し、比較形態の空気入りタイヤとして説明した、図１に示すような底上げ部２０を持つタイヤを作製し、比較例１とした。
【００６０】
従来例１のタイヤの底上げ部２０は、幅Ｗ₀が７ｍｍ、高さｈが４ｍｍである。
【００６１】
比較例１のタイヤの底上げ部２０は、高さｈを４ｍｍとし、ゴム体積を従来例１と同一に設定した（したがって、従来例対比で幅は狭くなっている。）
試験は、速度８０ｋｍ／ｈでの供試タイヤ側近の音圧（音圧波形のピーク）を測定した。評価は、従来例の空気入りタイヤの音圧波形のピークの大きさを１００とする指数表示としており、数値が小さいほど騒音レベルが低く、騒音の発生量が低く抑えられていることを表している。
【００６２】
なお、ここでは、希求水準として、製品として明確に優位差のある指数１０以上の差を持って改良とした。
【００６３】
評価は以下の表１に記載した通りであり、比較例１のタイヤは従来例のタイヤに比較して明らかに騒音が小さいことが分かる。
【００６４】
【表１】

【００６５】
（試験例２）
本発明の効果を確かめるため、図７に示すようなブロックパターンを備えたタイヤについて試験例１と同様に室内のドラム試験機を用いて騒音の測定を行った。
【００６６】
試験タイヤのサイズは、１９５／６０Ｒ１５である。
【００６７】
試験タイヤは、トレッドの中央に幅Ｗ₃が１０ｍｍ、高さが１０ｍｍのリブ１９が形成され、その両側には、周方向の寸法Ｌが３０ｍｍ、幅方向の寸法Ｗ₀が３ｍｍ、高さｈが１０ｍｍの平行四辺形のブロック１８が２列ずつ形成されている。
【００６８】
なお、ラグ溝１６のタイヤ幅方向に対する傾斜角度θは４０°であり、溝幅は６ｍｍである。
【００６９】
従来例２は、図８に示すように底上げ部２０をブロック１８の幅方向中央部に連結している。
【００７０】
比較例２は、図４に示すように、ブロック１８の形状を平行四辺形（菱形）として、底上げ部２０をブロック１８の鈍角角部に連結している。
【００７１】
実施例は、図３に示すように、底上げ部２０をブロック１８の鋭角角度部に連結している。
【００７２】
従来例２のタイヤの底上げ部２０は、幅Ｗ₁が１６ｍｍ、高さｈが４ｍｍである。実施例のタイヤの底上げ部２０は、高さｈを４ｍｍとし、ゴム体積を従来例２と同一に設定した（したがって、従来例対比で幅は狭くなっている。）。
【００７３】
【表２】

【００７４】
（試験例３）
また、底上げ部の高さと、騒音レベルとの関係を調べた。
【００７５】
試験には、図３に示すパターンのタイヤを用い、底上げ部２０の高さｈを変化させ、騒音の測定を行った。
【００７６】
試験の結果は、図９のグラフに示すとおりである。
【００７７】
試験の結果から、底上げ部２０の高さｈは、溝深さＤの２６〜８４％の範囲内が良いことが分かる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ブロック基調のトレッドパターンにおいて、騒音を確実に低減できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は比較形態の空気入りタイヤのブロックの平面図であり、（Ｂ）はブロックの側面図である。
【図２】比較形態の空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのブロックの平面図である。
【図４】別の比較形態の空気入りタイヤのブロックの平面図である。
【図５】更に別の比較形態の空気入りタイヤのブロックの平面図である。
【図６】従来例１の空気入りタイヤのブロックの平面図である。
【図７】試験例２の空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図８】従来例２の空気入りタイヤのブロックの平面図である。
【図９】底上げ部の高さと騒音レベルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０空気入りタイヤ
１２トレッド
１４周方向溝
１６ラグ溝
１８ブロック
１８Ａ踏み込み側縁
１８Ｂ蹴り出し側縁
２０底上げ部

Claims

互いに交差する複数の溝によって区画され、タイヤ周方向に沿って列をなす複数のブロックをトレッドに備えた空気入りタイヤであって、
前記タイヤ周方向に沿って列をなすブロックとブロックの周方向間の溝内には、溝底を高くする底上げ部が設けられ、
前記ブロックは、踏み込み縁及び蹴り出し縁がタイヤ幅方向に対して傾斜しており、
前記底上げ部は、前記ブロックの踏み込み先端付近と蹴り出し先端付近に連結され、かつタイヤ周方向に対して傾斜し、かつラグ溝を横断しており、
前記ブロックの踏み込み側と蹴り出し側とでは、前記底上げ部との連結位置がタイヤ幅方向に異なっている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記底上げ部と前記ブロックの踏み込み縁との連結位置をＰ₁、前記底上げ部と前記ブロックの蹴り出し縁との連結位置をＰ₂、前記ブロックのタイヤ幅方向の寸法をＷ₀としたときに、Ｐ₁とＰ₂とのタイヤ幅方向距離ＳがＷ₀の５０％以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記底上げ部の幅Ｗ₁がＷ₀の２０〜６０％の範囲内である、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記底上げ部の頂部は、前記溝の溝底から溝深さの２６〜８４％の範囲内にある、ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。