JP5977482B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、バリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤに関し、特に、重量アンバランスを改善するようにした空気入りタイヤに関する。

バリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤに関して、例えば、各ピッチ列のタイヤ１周当りに配列した複数種類のピッチを、その配列順序に従って等時間間隔に並べた矩形波列を原関数としてフーリエ分析した場合に、高次の各次数（周波数）ＨＭ毎の振幅ＡＭを、式ＡＭ＝ＨＭ^-C1 ×Ｃ₂ からＣ₁ ＝０．１，Ｃ₂ ＝１．２を挿入して与えられる最大振幅値曲線Ｘと、Ｃ₁ ＝１０．０，Ｃ₂ ＝０．８を挿入して与えられる最小振幅値曲線Ｙとの間に分布するようにして求められる最大振幅値と最小振幅値との間に分布させた周波数反比例型の振幅分布にすることにより、パターンノイズによる不快な音質感を低減するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

また、短ピッチ及び長ピッチの２種類のピッチ配列からなるパターンデザイン列を有するトレッドパターン付タイヤにおいて、走行時に路面と接触するトレッド部から発生するタイヤ騒音を低減するために、短ピッチのパターン要素を少なくとも２つ以上隣接した短ピッチ群とし、長ピッチのパターン要素を少なくとも２つ以上隣接した長ピッチ群として、短ピッチ及び長ピッチのパターン要素を同じ数交互にタイヤ周方向の全周に沿って配列し、短ピッチ群あるいは長ピッチ群の配列数をｎとし、短ピッチに対する長ピッチの比をαとし、短ピッチのパターン要素および長ピッチのパターン要素の配列総数をＮとしたとき、変調指数ｍ_f ＝（Ｎ／ｎ）×[ （α―１）／（α＋１）] の値が０．９以上１．５以下のパターンデザイン列となるように形成する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

上述の技術は、パターンノイズの低減を意図したバリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤを提供するものであるが、通常、バリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤにおいても重量アンバランスが生じるため、さらなる工夫が必要とされる。

一般に、重量アンバランスを改善する従来技術として、タイヤを構成する各部材のジョイント量の最小化を図ることが行われている。たとえば、ジョイントレスや突合せジョイントで構成する。

あるいはまた、複数あるジョイントの周方向位置を分散化することにより、この配列順序に従って等時間間隔に並べた矩形波列を原関数としてフーリエ分析した場合の１次成分の変動を抑制することで、重量アンバランスを改善することもある。

さらに、加硫時の生タイヤの釜入れ角度（周方向位置）を調整することにより、加硫前の生タイヤでどうしても生じてしまう不均一成分を金型で生じる不均一成分で打ち消すことにより、重量アンバランスを改善することもできる。

また、ピッチごとの溝ボリュームを調整することにより、各ピッチ要素の体積変動を最小化することで重量アンバランスを改善することもできる。例えば、ピッチに応じて溝幅拡大や溝壁角度変更などを行うことが考えられる。

特開平６−２０６４０４号公報 特開平６−２０６４０５号公報 特開２００４−１９６０５３号公報

しかしながら、前述した従来における重量アンバランスの改善技術において、ジョイント量の最小化、ジョイント周方向位置の分散化によっても、どうしても重量アンバランス成分が残るため更なる改善が望まれる。

例えば、更なる重量アンバランスの改善のために、特殊なジョイント製法は特別な設備を設けることが考えられるが、設備コストだけでなく、タイヤ成型に掛かる時間が増えることによるコストアップを伴うことになり好ましくない。

また、生タイヤの釜入れ角度の調整で重量アンバランスの改善を試みる場合も、生タイヤと金型の不均一成分のレベルが同等でない場合は不均一成分が残ってしまうため、生タイヤや金型の不均一成分をさらに低減する技術が必要とされる。

また、先行技術におけるバリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤでは、タイヤ騒音（ピッチノイズ，パターンノイズ）を低減するためにピッチ長さが２種類以上のピッチ要素を配する（ピッチバリエーションをつける）ことが行われているが、ピッチ長さの異なるピッチ要素をランダムに配置することにより、タイヤ騒音も特定の高次の次数成分が突出することがなくなるとしても、パターン要素を何ら規定なくランダムに配置すると、タイヤの重量アンバランスの悪化が生じてしまうという問題がある。

特に、ピッチに応じて溝幅を拡大すると、ピッチ長の長い場合溝幅が広すぎることによる騒音性能の悪化が顕著に現れ、溝壁角度の調整だけでは重量アンバランスの改善効果が充分に期待できない。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みて為されたものであり、重量アンバランスを改善するようにしたバリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、バリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気
入りタイヤであって、所定のパターンの総ピッチ数を有し、
幅方向溝と周方向溝とで区分される各ピッチ要素にピッチ溝が設けられ、ピッチ要素からピッチ溝を差し引いたピッチ体積を有し、前記ピッチ体積をピッチ要素の周方向長さであるピッチ長さで除した値が複数種類となるようにピッチ要素をランダムに配置したパターンデザイン列を有し、
当該パターンデザイン列は、各ピッチ要素におけるピッチ体積をピッチ長さで除した値について配列順序に従って等時間間隔に並べた矩形波列を原関数としたフーリエ分析を行なった場合に、タイヤ１回転につき１回の周期で変動する１次成分の振幅をＡ₁、全次数成分の振幅の和をＡ_allとしたとき、Ａ₁／Ａ_all＜０．０２を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、ピッチ体積をピッチ長さで除した値が複数種類のピッチ要素を決定し、このピッチ要素を、ピッチ体積をピッチ長さで除した値に基づいた規定を設けた上でランダムに配置してパターンデザイン列を構成することにより、トレッドゲージの周方向分布が均一な生タイヤを加硫しても製品タイヤのトレッドゲージ分布がピッチ要素の配列に応じて変動することとなり、重量アンバランスを改善することができる。

本発明による空気入りタイヤの一例を示す概略斜視図である。 本発明による空気入りタイヤにおけるトレッドパターンのうちのタイヤ周方向に設けるパターンデザイン列の一例を示す概略斜視図である。 本発明による空気入りタイヤにおけるパターンデザイン列のパターン要素を構成するピッチ体積及びピッチ長さを説明する図である。 本発明による空気入りタイヤにおけるパターンデザイン列の次数分析結果を示す図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による空気入りタイヤの一例を示す概略斜視図である。本発明による空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に沿ってバリアブルピッチのトレッドパターンを有するトレッド部２と、タイヤ側部３とを備える。タイヤ幅方向は、タイヤ周方向に直交し、タイヤ回転軸に平行な方向であり、複数列のパターンデザイン列からなるトレッドパターンを設けることができる（図示せず）。ただし、以下の説明では、代表的に、１つのパターンデザイン列でトレッドパターンを構成した例について説明する。

図２は、本発明による空気入りタイヤにおけるトレッドパターンのうちのタイヤ周方向に設けるパターンデザイン列の一例を示す概略斜視図である。１つのパターンデザイン列は、タイヤ幅方向に沿って設けられた幅方向溝とタイヤ周方向に沿って設けられた周方向溝とで区分され、各ピッチ要素Ｐ_１〜Ｐ_Ｎにはピッチ溝が設けられる。

図３は、本発明による空気入りタイヤにおけるパターンデザイン列のパターン要素を構成するピッチ体積及びピッチ長さを説明する図である。図３において、各ピッチ要素Ｐ_Ｎは、それぞれ異なるピッチ長さＬ_Ｎ及びピッチ体積Ｖ_Ｎを有する。各ピッチ要素Ｐ_Ｎに設けられるピッチ溝として、領域Ａに対してピッチ溝４１が設けられ、領域Ｂに対してピッチ溝４２が設けられ、領域Ｃに対してピッチ溝４３が設けられる。従って、各ピッチ要素Ｐ_Ｎは、幅方向溝、幅方向溝及びピッチ溝で規定される各領域Ａ，Ｂ，Ｃ等で、ピッチ長さＬ_Ｎ及びピッチ体積Ｖ_Ｎを規定することができる。

ここで、本発明に係る空気入りタイヤは、バリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤであり、各ピッチ要素ＰＮにおけるピッチ体積ＶＮをピッチ長さＬＮで除した値が複数種類となるようにピッチ要素をランダムに配置したパターンデザイン列ＤＰを有する。

特に、パターンデザイン列ＤＰは、各ピッチ要素Ｐ_Nにおけるピッチ体積Ｖ_Nをピッチ長さＬ_Nで除した値についてタイヤ１周当りの時系列波形の次数分析（例えば、配列順序に従って等時間間隔に並べた矩形波列を原関数としたフーリエ分析）を行なった場合に、タイヤ１回転につき１回の周期で変動する１次成分の振幅をＡ₁、全次数成分の振幅の和をＡ_allとしたとき、Ａ₁／Ａ_all＜０．０２を満たすように規定された配列からなる。

このように構成された本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドゲージの周方向分布が均一な生タイヤを加硫した時の製品タイヤのトレッドゲージ分布変動の１次成分が低減することとなり、重量アンバランスを改善することができる。後述するように、ゲージ分布変動の１次成分が大きいとタイヤの重量アンバランス成分が悪化することが分かり、各ピッチ要素の体積をピッチ長さで除した値の変動の１次成分が少ないピッチ要素の配列方法にすることで、ゲージ分布変動の１次成分を低減させることができることを確認した。

以下、本発明に係る空気要りタイヤの実施例について説明する。尚、確認したピッチの大きさは大小２種類のものであり、モノピッチのピッチ体積／ピッチ長の値を１００としたとき、それぞれ１５０及び１００となるサイズとしている。

（実施例１）
実施例１のパターンデザイン列ＤＰは、Ａ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０１９となる配列を有する。パターンデザイン列ＤＰの総ピッチ数を６０ピッチとし、ピッチ体積／ピッチ長の値の次数解析によってＡ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０１９となる大小のピッチ要素をランダム配列している（図４（Ｃ）参照）。

（実施例２）
実施例２のパターンデザイン列ＤＰは、Ａ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０１４となる配列を有する。パターンデザイン列ＤＰの総ピッチ数を６０ピッチとし、ピッチ体積／ピッチ長の値の次数解析によってＡ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０１４となる大小のピッチ要素をランダム配列している（図４（Ｄ）参照）。

（従来例）
従来例のパターンデザイン列ＤＰは、単一ピッチ（モノピッチ）の配列を有する。

（比較例１）
比較例１のパターンデザイン列ＤＰは、Ａ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０３１となる配列を有する。パターンデザイン列ＤＰの総ピッチ数を６０ピッチとし、ピッチ体積／ピッチ長の値の次数解析によってＡ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０３１となる大小のピッチ要素をランダム配列している（図４（Ａ）参照）。

（比較例２）
比較例２のパターンデザイン列ＤＰは、Ａ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０２５となる配列を有する。パターンデザイン列ＤＰの総ピッチ数を６０ピッチとし、ピッチ体積／ピッチ長の値の次数解析によってＡ_１／Ａ_ａｌｌ＝０．０２５となる大小のピッチ要素をランダム配列している（図４（Ｂ）参照）。

これらの実施例１、実施例２、従来例、比較例１及び比較例における重量アンバランス及び車室内騒音について測定した結果を表１に示す。尚、重量アンバランスについては、製品タイヤの重量アンバランス成分を測定したものである。また、車室内騒音は、２０００ｃｃクラスの乗用車に２名乗車し、荒れたアスファルトを走行したときのドライバー耳元での騒音を測定したものである。また、タイヤサイズは、１９５／６５Ｒ１５とし、測定リム幅６Ｊ及びタイヤ内圧２００ｋＰａで対比測定を行なっている。

（注１）小ピッチのピッチ体積／ピッチ長を１００としたときの指数
（注２）従来例の車室内騒音レベルを基準としたときの騒音レベル改良量

表１の結果において、（従来例）ではモノピッチのためアンバランス成分を生じないが騒音性能に優れないことが分かっている。

また、（比較例１）において、騒音性能改善のためピッチバリエーションを付加すると、ピッチ体積／ピッチ長の変動成分によりアンバランス成分は悪くなることが分かる。

また、（比較例２）において、ピッチ配列の改善により重量アンバランス性能は改善する傾向にあるが、改善効果として充分ではないことが分かる。

また、（実施例１）において、Ａ_１／Ａ_ａｌｌ＜０．０２とすることで重量アンバランス性能が改善することが分かった。

さらに、（実施例２）においても、Ａ_１／Ａ_ａｌｌ＜０．０２とすることでアンバランス性能が更に改善することが分かった。

尚、上記の実施例では、ピッチ体積がピッチ長に比例しない場合を想定しており、ピッチ配列の改善のみで重量アンバランスの改善が確認できていることから、ピッチ長は単一でピッチ体積に変動がある場合やピッチ体積が単一でピッチ長に変動がある場合のいずれにおいても同様の効果が得られることが推定される。

尚、重量アンバランスが４０ｇとは、バランスをとるために４０ｇの錘（バランスウエイト：鉛シール）をホイールに設けてバランスをとることを要することを意味するため、アンバランス量を小さくすることでアンバランス量をゼロとするのに必要とされるバランスウエイトの量を従来よりも少なくすることができる。よって、重量アンバランスが小さいほど好ましく、少なくともＡ_１／Ａ_ａｌｌ＜０．０２を満たす配列とすることで従来例よりも改善することが分かった。

また、Ａ₁／Ａ_all＜０．０２を満たす配列とすることは、重量アンバランスに影響を与える変動成分は１次成分が主であり、全次数成分の振幅の和で割ることで無次元化し、踏面時の影響を排除していることを意味する。つまり、タイヤ踏面は、回転により時々刻々と踏面形状が変化するため無次元化しないで配列したパターンデザイン列では、１次成分の影響を受けてしまうことが想定される。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ タイヤ側部
ＤＰ トレッドパターン

Claims (1)

1. バリアブルピッチのトレッドパターンを有する空気入りタイヤであって、
   所定のパターンの総ピッチ数を有し、
   幅方向溝と周方向溝とで区分される各ピッチ要素にピッチ溝が設けられ、ピッチ要素からピッチ溝を差し引いたピッチ体積を有し、前記ピッチ体積をピッチ要素の周方向長さであるピッチ長さで除した値が複数種類となるようにピッチ要素をランダムに配置したパターンデザイン列を有し、
   当該パターンデザイン列は、各ピッチ要素におけるピッチ体積をピッチ長さで除した値
   について配列順序に従って等時間間隔に並べた矩形波列を原関数としたフーリエ分析を行
   なった場合に、タイヤ１回転につき１回の周期で変動する１次成分の振幅をＡ₁、全次数成分の振幅の和をＡ_allとしたとき、Ａ₁／Ａ_all＜０．０２を満たす
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。

Images