JPH06127215A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドライグリップ性能を維持しつつ、ウエットグ
リップ性能を向上させ、さらにタイヤ騒音を低減したラ
ジアルタイヤを提供する。 【構成】トレッド部に実質的に周方向に連続して延びる
タイヤ赤道両側の２本の縦溝によって、該縦溝の軸方向
外側のショルダー部と、縦溝間の中央部とに区分した空
気入りタイヤであって、前記中央部は、タイヤ子午断面
において、前記２つの各縦溝のタイヤ軸方向内側の溝底
縁から半径方向外側に凸の曲線で軸方向内側にのびる両
側の側壁面と、この側壁面間を滑らかに継ぐ中央接地面
とからなる中央部表面形状を具えるとともに、中央部表
面形状は、前記ショルダー部の接地面間を連らかに継ぐ
仮想線に接する一連の曲線により形成されたことを特徴
とする空気入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気入りタイヤ、特に
ドライグリップ性能を維持しつつ、ウエットグリップ性
能を向上しかつタイヤ騒音を低減し、乗用車用として採
用しうる空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の静粛性向上に伴い、タイヤ
が発生する騒音の車両全体の騒音への寄与率が大とな
り、その低減が望まれている。特に１ｋHz付近の人間が
聴取しやすい領域の騒音の低減が望まれ、このような高
周波領域の主要な音源の一つにいわゆる気柱共鳴による
音がある。

【０００３】他方、タイヤトレッドには、ウエットグリ
ップを維持するため一般にタイヤ周方向に連続する複数
の縦溝が配置される。

【０００４】このようなタイヤは接地状態において、路
面と縦溝とによって一種の気柱を形成し、転動中のタイ
ヤトレッドの変形により、この気柱内に空気が流動する
ことによって、特定波長、すなわち、気柱の２倍の波長
の音が発生する。

【０００５】この現象は、気柱共鳴と呼ばれ、縦溝を有
するタイヤでは、８００〜１．２ｋHz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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この気柱共鳴を防止す
るべく、縦溝の本数、又は溝容積を減らすことが知られ
ているが、縦溝本数、溝容積の減少はウエットグリップ
性能の低下を招く。

【０００７】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、溝容積を増加させればよい
が、単なる増加は、前記のタイヤ騒音の増大の他、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来す
る。

【０００８】従来は、このような相反する性能を、その
タイヤに要求される性能に応じて調整していた。

【０００９】本発明は、ドライグリップ性能を損なうこ
となく、ウエットグリップ性能を改善し、かつ気柱共鳴
を抑制し、タイヤの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。

【００１０】

【課題を解決するための手段および実施例】本発明は、
トレッド部に実質的に周方向に連続して延びるタイヤ赤
道両側の２本の縦溝によって、該縦溝の軸方向外側のシ
ョルダー部と、縦溝間の中央部とに区分した空気入りタ
イヤであって、前記中央部は、タイヤ子午断面におい
て、前記２つの各縦溝のタイヤ軸方向内側の溝底縁から
半径方向外側に凸の曲線で軸方向内側にのびる両側の側
壁面と、この側壁面間を滑らかに継ぐ中央接地面とから
なる一連の曲線を用いた中央部表面形状を具えるととも
に、中央部表面形状は、前記ショルダー部の接地面間を
連らかに継ぐ仮想線に接することを特徴とする空気入り
タイヤである。

【００１１】

【作用】中央部表面形状において、両側の側壁面が半径
方向外側に凸な曲面に形成されることによって縦溝の溝
深さは半径方向外側に除々に拡巾しかつ中央部表面形状
が一連の曲線からなることによって隆起状の中央部が排
水性を向上し、ハイドロプレーニング現象を減じてウエ
ッドグリップ性を向上する。

【００１２】又２本の縦溝を具えかつ中央部表面形状
が、ショルダー部の接地面を継ぐ仮想線に接することに
よってドライグリップ性能をも維持しうる。

【００１３】又中央部の縦溝の溝深さを一連の曲線で除
々に深くすることによって接地面の進行方向前後でいわ
ゆるラッパ状に接地面での溝形状巾を増加する拡巾部を
形成し、これにより気柱共鳴を防ぎタイヤ騒音の低下に
役立つ。

【００１４】

【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、ＪＡＴＭＡ規格適用リムＲに取付けられか
つ正規内圧を充填した標準状態でのタイヤのタイヤ子午
断面を示す。

【００１５】タイヤ１は、トレッド部Ｔからサイドウォ
ール部Ｓをへてビード部Ｂのビードコア２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３と、トレッド部Ｔの内方かつカー
カス３外側のベルト層４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２からタイヤ半径方
向外側にのびるビードエーペックス６が配置され、ビー
ド部の形状及び剛性を保持している。

【００１６】なおタイヤ１は、タイヤ断面高さ／タイヤ
巾である偏平率が０．４〜０．６程度であり、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。

【００１７】前記ベルト層４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３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。

【００１８】トレッド部Ｔにはその表面にタイヤ赤道Ｃ
Ｌの両側で、実質的に周方向に連続して延びる２本の縦
溝７、７を設けることによって、該縦溝７の軸方向外側
のショルダー部８と、該縦溝７、７間に位置する中央部
９とにトレッド部Ｔを区分する。

【００１９】前記縦溝７は、好ましくはタイヤ赤道面Ｃ
Ｌと、トレッド接地端ＴＥとの間のほぼ中央に位置する
ように配置される。

【００２０】さらに中央部９の表面は、タイヤ中心軸を
含む断面であるタイヤ子午断面において、前記２つの縦
溝７、７の各タイヤ軸方向内側の溝底縁７ａ、７ａから
半径方向外側に凸の曲線で立あがり軸方向内側にのびる
側壁面９ａ、９ａと、これらの側壁面９ａ、９ａ間を滑
らかに継ぐ中央接地面９ｂとからなる一連の曲線を用い
た中央部表面形状を具える。

【００２１】なお中央接地面９ｂとは、前記標準状態に
おいて正規荷重を付加したとき接地することになるトレ
ッド面の領域をいう。

【００２２】この中央部表面形状の前記曲線は、ショル
ダー部８の接地面間を滑らかに継ぐ仮想線１０に実質的
に接する。

【００２３】ここで「実質的に接する」とは、タイヤ赤
道ＣＬ上で、中央接地面９ｂと仮想線１０との間の距離
Ｌが、トレッド接地巾ＴＷの２％以内であることをい
う。２％以上ではショルダー部と中央部の接地圧の差が
大きくなり、グリップ性能が低下し、耐摩耗を損なう。

【００２４】さらに接地面間を滑らかに継ぐ仮想線１０
とは、ショルダー部８のタイヤ軸方向の内縁ａにおける
接線に接してかつこの内縁ａ、ａに両端を有する単一曲
率半径の円弧曲線又は直状線として定義する。

【００２５】本発明では、中央部９を前記のごとく曲線
からなる中央部表面形状とすることによって、タイヤ中
央に、曲率半径が比較的小かつタイヤ巾に比しては充分
に巾狭の隆起部を設けることになり、ハイドロプレーニ
ング現象を防いでウエットグリップ性を向上している。
これは一般に小巾かつ曲率半径の小さいタイヤが同現象
の防止効果に優れることに由来する。

【００２６】さらに中央部９の曲率半径、特に中央接地
面９ａの曲率半径を減じることにより、両側への水切り
性を高めウェット路面での排水効果を向上しうる。

【００２７】なおショルダー部８の接地面の曲率半径Ｒ
２も小さくすると、接地面積の減少によるドライ路面で
のグリップ性能、及びコーナリング時の操縦安定性能が
低下する。従ってショルダー部８の接地面の曲率半径Ｒ
２は比較的大きく、好ましくは、接地巾ＴＷの３倍以
上、かつショルダー部の接地面がタイヤ軸と平行な直線
に近づくまで許容できる。

【００２８】図１には、中央部表面形状を曲率半径Ｒ１
の単一の円弧からなる曲線で形成した例を示している。
この曲率半径Ｒ１は、前記ショルダー部８の曲率半径Ｒ
２より充分に小さく、かつ本例ではこの曲線は、前記仮
想線１０に内接している。

【００２９】又曲率半径Ｒ１は、トレッド接地巾ＴＷの
０．５〜１．５倍の範囲に設定することが好ましい。
０．５倍より小さいと、中央部９の接地面、即ち中央接
地面９ｂの巾が小さくなり、ドライグリップの低下が大
きくなりやすい。１．５倍より大きいと、排水効果が不
足しウエットグリップ性を損なう。又曲率半径Ｒ１、Ｒ
２はともにその中心を赤道ＣＬを含むタイヤ赤道面上に
配する。

【００３０】なおドライグリップ性、耐摩耗性、操縦安
定性などの維持のために、前記中央接地面９ｂの巾ＳＷ
はトレッド接地巾ＴＷの５〜４０％程度、好ましくは１
５〜３５％とする。さらに前記溝底縁７ａ、７ａ間の中
央部９の巾ＣＷは、トレッド接地巾ＴＷの４０〜５５％
程度とするのがよい。

【００３１】さらにショルダー部８は、タイヤ軸方向の
側壁面８ａ、即ち縦溝７の軸方向外側の溝壁は、タイヤ
半径線Ｘとなす角度αを０〜４０°、好ましくは５〜２
５°程度に比較的急峻かつ非円弧の例えば直線とするこ
とによって、接地圧の高いショルダー部８の前記内縁ａ
での路面とのエッジ効果を発揮させ、横方向力を向上し
コーナリングパワを高めてドライグリップ性を維持する
のに役立つ。なお中央部９の側壁面９ａと同様なタイヤ
軸方向外側にのびる凸曲線とすることも、又直線の他、
周方向にジグザグに折曲がってのびる側壁面８ａとする
ことにより牽引性を高めることもできる。

【００３２】さらに各縦溝７は、気柱騒音低下のため
に、正規荷重を負荷したときの接地状態における巾ＧＷ
を、トレッド接地巾ＴＷの１５％以上にする。

【００３３】これは、縦溝７の溝深さを一定として、ト
レッド接地巾ＴＷと縦溝７の溝巾ＧＷとの溝巾ＧＷ／Ｔ
Ｗを変化させて通過騒音を測定した結果による。なおタ
イヤサイズは２０５／５５ Ｒ１５であり、トレッド面
に各２つの断面Ｕ字の縦溝を設けている。

【００３４】測定は、排気量２０００ｃｃの国産乗用車
に装着し、速度６０km／ｈでの通過騒音をＪＡＳＯ規格
（マイク位置７．５ｍ）により測定した。図４から溝巾
比の増加とともに増大し比が１３％のとき最大となった
後に急激に低下している。従って１５％以上が好ましい
ことがわかる。

【００３５】さらに図５は、溝巾化ＧＷ／ＴＷが１３％
のものと２７％のものについて周波数分析した結果であ
る。２７％のものが１ｋHz付近の騒音が低下しているこ
とが分かる。

【００３６】又縦溝７に関して、縦溝７、７の前記巾Ｇ
Ｗの溝巾総和２ＧＷと、トレッド接地巾ＴＷとの比であ
る総溝巾比２ＧＷ／ＴＷが、コーナリングパワ、ウエッ
トグリップ性に影響を与えることが判明した。図１に示
す単一円弧の中央部表面形状を有する同サイズのタイヤ
と、図９に示す４本の縦溝Ｇ…を有する比較例のタイヤ
において、総溝巾比ΣＧＷ／ＴＷを変化させてコーナリ
ングパワを測定した結果を図６に示している。総溝巾比
は、実施例については、前記の２ＧＷ／ＴＷの値を、比
較例については（ΣＧＷ）／ＴＷの値を用いた。コーナ
リングパワは、各タイヤを正規リムに装着し、正規内圧
を充填し、室内台上ドラム試験機で測定した。従来タイ
ヤに比べて値が大きいことがわかる。これは、前記定義
の総溝巾比を一定とするとき、凸な曲面の側壁を有する
本発明のタイヤは、タイヤ子午断面におけるトレッドの
面積が大きく、横剛性を増すことも一因として寄与して
いると考えられる。しかしながら総溝巾比が５０％をこ
えるとコーナリングパワが大巾に低下している。

【００３７】同様にして、ハイドロプレーニング現象が
発生した速度を測定した結果を図７に示している。従来
タイヤに比べ、実施例は、同一の総溝巾比であっても、
ハイドロプレーニング発生速度が大きく、同現象が発生
しにくいことがわかる。これは本発明のタイヤにおい
て、隆起した小巾の中央部９を具えるとともに中央部表
面形状が凸曲面の側壁を具えることによって、縦溝７が
前記部分の前後で図８に示すような、ラッパ状に広がる
拡巾部１３を具え、排水性を向上するためと考えられ
る。

【００３８】以上の騒音、コーナリングパワによるドラ
イグリップ性、ハイドロプレーニング現象によるウエッ
トグリップ性から、溝巾比は１５％以上、総溝巾比は３
０〜５０％程度とするのがよいのがわかる。

【００３９】図１の例では、中央部表面形状は、単一の
円弧で形成されているが、楕円形状、もしくは、楕円に
近似される曲線で形成することもできる。

【００４０】また、図３には、前記中央部表面形状のう
ち、前記側壁面９ａと中央接地面９ｂとが異なる曲率半
径Ｒ３、Ｒ４の円弧で形成された場合を示す。曲率半径
Ｒ３は、中央接地面９ｂの曲率半径Ｒ４、ショルダー部
の接地面の曲率半径Ｒ２より小さく、好ましくは、トレ
ッド接地巾ＴＷの５％以上の範囲に設定される。５％未
満では、排水効果が不足しやすく、又最大値は前記のよ
うに単一円弧の中央部表面形状となる値である。曲率半
径Ｒ４は、曲率半径Ｒ２にウエットグリップ性を損なわ
ない程度に近づけ実質的に同一とすることもできる。

【００４１】さらに左右の側壁面９ａ、９ａにおいて、
例えば車両外側に向く側壁面９ａの曲率半径Ｒ３を大と
するように左右で異ならせ、外部への放射音を低下する
のもよい。

【００４２】さらに本発明のタイヤにおいては、前記縦
溝７の溝深さはトレッド接地巾ＴＷの４〜８％程度とし
かつ、ショルダー部８、中央部９に、実質的に軸方向に
延在する横溝を設け、ウエットグリップ性能を向上させ
ることができる。

【００４３】図２にその一例を示すように、本例ではシ
ョルダー部８には、横溝１１が設けられる。該横溝１１
は、縦溝７から軸方向外側に離れた位置から軸方向外側
に延び、トレッド端ＴＥで開口する。縦溝７に連結しな
いことによって、ショルダー部の剛性低下を防止し、か
つトレッド端ＴＥに開放することによってウエットグリ
ップ性能を向上させる。

【００４４】中央部９の横溝１２は、その一端のみが縦
溝７に開口し、軸方向内方は、赤道ＣＬ付近で途切れ
る。このようにタイヤ赤道ＣＬ付近に横溝を設けないこ
とにより、中央部の剛性を維持し、操縦安定性能を確保
する。横溝１１、１２は溝底１１ａ、１２ａを、ベルト
層４とほぼ平行とし、かつ、各横溝１１、１２の軸方向
内端面１１ｂ、１２ｂは、タイヤ赤道ＣＬに対して平行
な面とするか、または半径線Ｙとなす角度βを１５°未
満の小角度とする。

【００４５】これによって、タイヤが摩耗していくにつ
れて、横溝の長さが減少することによるウエットグリッ
プの低下を抑制することができる。なお周方向ピッチ、
深さなどの他のタイヤ諸元は目的に応じて選択しうる。

【００４６】

【具体例】タイヤサイズ２０５／５５ Ｒ１５のタイヤ
を表１の諸元により製作し、騒音、コーナリングパワ、
ハイドロプレーニング発生速度を測定した結果を同表
に、コーナリングパワ、ハイドロプレーニング発生速度
について比較例１を１００とする指数によって示してい
る。いずれも測定条件は前記の通りであり、指数が大で
ある程優れている。実施例のタイヤは、ハイドロプレー
ニング特性に優れるとともに、総縦溝巾比が近似する比
較例タイヤに比しては、騒音を、ハイドロプレーニング
特性、コーナリングパワを損なうことなく低下している
のがわかる。なお比較例はいずれも４本の縦溝を具える
ため、縦溝巾比が一定であっても騒音性が増したものと
考えられる。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】このように、本発明の空気入りタイヤ
は、ドライグリップ性能を損なうことなく、ウエットグ
リップ性能を向上しかつ気柱共鳴によるタイヤ騒音を低
減しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。

【図２】そのトレッド面の外観を表す部分平面図であ
る。

【図３】他の実施例のタイヤの断面図である。

【図４】騒音試験の結果を示す線図である。

【図５】騒音試験の結果を示す線図である。

【図６】総溝巾比とコーナリングパワとの関係を示す線
図である。

【図７】総溝巾比をハイドロプレーニング発も速度との
関係を示すグラフである。

【図８】本発明の一実施例のタイヤのトレッド接地面を
模式的に示す平面図である。

【図９】従来タイヤのトレッド部断面図である。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ ビードコア ３ カーカス ４ ベルト層 ６ ビードエーペックス ７ 縦溝 ８ ショルダー部 ９ 中央部 ９ａ 側壁面 ９ｂ 中央接地面 １０ ショルダー部の接地面間の仮想線 １１、１２ 横溝

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部に実質的に周方向に連続して延
   びるタイヤ赤道両側の２本の縦溝によって、該縦溝の軸
   方向外側のショルダー部と、縦溝間の中央部とに区分し
   た空気入りタイヤであって、前記中央部は、タイヤ子午
   断面において、前記２つの各縦溝のタイヤ軸方向内側の
   溝底縁から半径方向外側に凸の曲線で軸方向内側にのび
   る両側の側壁面と、この側壁面間を滑らかに継ぐ中央接
   地面とからなる一連の曲線を用いた中央部表面形状を具
   えるとともに、中央部表面形状は、前記ショルダー部の
   接地面間を連らかに継ぐ仮想線に実質的に接することを
   特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記中央部表面形状は、単一の曲率半径の
   円弧からなる曲線で形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】前記中央部表面形状は、溝壁と中央接地面
   とで異なる曲率半径の円弧により形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】前記中央部表面形状は、中央接地面が、前
   記ショルダー部の接地面と略同一の曲率半径の第１の円
   弧で形成され、前記側壁面が、第１の円弧よりも小さい
   曲率半径の第２の円弧からなる曲線により形成されてい
   ることを特徴とする請求項３の空気入りタイヤ。
5. 【請求項５】前記中央部表面形状は、前記溝壁と中央接
   地面とにより実質的に楕円形状をなす曲線により形成さ
   れることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。