JPH0655910A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JPH0655910A
JPH0655910A JP4236448A JP23644892A JPH0655910A JP H0655910 A JPH0655910 A JP H0655910A JP 4236448 A JP4236448 A JP 4236448A JP 23644892 A JP23644892 A JP 23644892A JP H0655910 A JPH0655910 A JP H0655910A
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JP
Japan
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tire
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zigzag
noise
speed
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JP4236448A
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Masayuki Mochida
政幸 持田
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】気柱共鳴音の発生を防止し、通過騒音の低減を
図る。 【構成】トレッド面2に周方向に連続する複数条の縦主
溝3…を設けその縦主溝は、ジグザグ条に折れ曲がると
ともに、ジグザグのピッチの1条当たりの個数Nは、音
速V、接地面におけるタイヤ周方向の長さL、荷重時の
タイヤ接地半径R及び及び通常走行速度Sに関する下記
(1)式に示す値よりも少、又は下記(2)式に示す値
よりも多であること。 (V・π・Rmin )/2(Lmax ・Smax )−1>N
(1) (V・π・Rmax )/2(Lmin ・Smin )+1>N
(2) V:音速

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走行速度が略安定して
いる車両に用いる空気入りタイヤにおいて、縦主溝と路
面とがなす気柱により生じる気柱共鳴音の発生を防止
し、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】例えばモノレールや新交通システムにあ
っては、既存の道路上又は河川の堤防などに沿って路線
が敷設されることが多い。このため民家に近接して車両
が通過することとなり、通過騒音の低減が一層要望され
る。
【0003】従来、モノレール車両に用いるタイヤは、
中速度で走行しかつ大荷重が作用することによって、バ
ス、トラック等の重荷重用タイヤと同様の技術思想のも
とで開発されてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、トラック、バ
スにあっては、一般路上、しかも市街地走行の機会が高
く、発進、停止が頻繁に行われるため、タイヤから発す
る騒音よりもむしろ車両の駆動系から発する騒音の方が
大であり、このようなタイヤの設計思想をそのまま新交
通システムの車両用タイヤとして採用した場合には、巡
行速度におけるタイヤ騒音が他の部分から生じる騒音に
比べて目立つこととなり、沿線の住民からは騒音の一層
の低減を要望されるようになった。
【0005】又、空気入りタイヤにあっては、そのトレ
ッド面にタイヤ周方向にのびる複数条の縦溝及び必要に
応じて前記縦溝と交差する向きにのびる横溝が設けら
れ、このような溝は、トレッド面に付着する雨水を排出
することにより、雨天時において、トレッド面と路面と
の接触を密にし、面間の摩擦抵抗を増すことにより、雨
天時における牽引性能及び制動性能即ちウエット性能を
高めている。このようなウエット性能は、特に公共輸送
機関としての新交通システムに用いるタイヤに対しては
厳しく要求される。
【0006】他方、前記縦溝が形成されることによっ
て、走行時において、トレッド面と路面との間で圧縮さ
れた空気が、縦溝と路面とがなす柱状空間を通って急激
に放出されることにより生じる気柱共鳴音、いわゆるエ
アポンピング音によってタイヤの通過騒音を増加させて
いる。又新交通システムの車両にあっては、機械騒音が
比較的低いため前記エアポンピング音が特に目立ち、し
かも民家に近接して通過することにより、騒音低減に対
する要請が一層高まりつつある。
【0007】前記通過騒音の低下を図るべく、縦溝につ
いて、溝の直線化、溝本数の減少、及び溝容積の減少、
により音圧を低下することが行われて来たが、これらの
処置により通過騒音が若干減少するものの他の走行性
能、特にウエット性能について劣ることとなる。このよ
うに通過騒音の低減とウエット性の保持とは二律背反の
関係にある。
【0008】発明者は、ウエット性能を保持しつつ、前
記通過騒音の低減を図るべく研究を重ねた結果、新交通
システムの車両にあっては、定められた範囲の速度で、
しかも道路を走行する車両に比して低速で走行するこ
と、従って前記範囲の速度において共鳴を避けうるよう
トレッドパターンを形成によって、騒音を顕著に低減で
き、しかもウエット性能を保持しうることを見出し、本
発明を完成させたのである。
【0009】本発明は定められた速度範囲を通常速度と
する車両に用いるタイヤであって、ウエット性能を損く
ことなく気柱共鳴音の発生を防止でき、新交通システム
の車両に好適に採用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】本発明は、トレッド面に
周方向に連続する複数条の縦主溝を設けた空気入りタイ
ヤであって、前記縦主溝は、ジグザグ状に折れ曲がると
ともに、そのジグザグのピッチの1条当たりの個数N
は、音速V、接地面のタイヤ周方向長さL、荷重時にお
けるタイヤの接地半径R及び通常走行速度Sに関する下
記(1)式に示す値よりも少、又は下記(2)式に示す
値よりも多であることを特徴とする空気入りタイヤであ
り、(1)、(2)式は (V・π・Rmin )/(Lmax ・Smax )−1>N (1) 及び (V・π・Rmax )/(Lmin ・Smin )+1<N (2) で表される。又各記号は下記の通りである。 V:音速(単位m/秒) Lmax :接地面の周方向長さの最大値(単位m) Lmin :接地面の周方向長さの最小値(単位m) Rmax :最大荷重時のタイヤの接地半径(単位m) Rmin :最少荷重時のタイヤの接地半径(単位m) Smax :通常走行速度の上限値(単位m/秒) Smin :通常走行速度の下限値(単位m/秒)
【0011】
【作用】前記構成を具えることにより、通常の巡行速度
で走行する範囲において、接地時における縦溝と路面と
がなす気柱を通る空気の気柱共鳴の発生を防止でき、通
過騒音の低減を図りうる。
【0012】しかも前記の如く特定の速度範囲において
のみ気柱共鳴を抑制するものであるため、ウエット牽引
力、ウエット制動力等のウエット性能の低下を僅少にで
き、ウエット性能を保持しうる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を空気入りタイヤが
新交通システム用の車両のタイヤである場合を例にとり
図面に基づき説明する。図1〜3において、空気入りタ
イヤ1は、トレッド面2をタイヤ外周面とするトレッド
部12とその両端からタイヤ半径方向内側に向けてのび
るサイドウォール部13と、該サイドウォール部13の
タイヤ半径方向内端に位置するビード部14とを有す
る。又空気入りタイヤ1には、前記トレッド部12から
サイドウォール部13を通りビード部14のビードコア
15をタイヤ軸方向内側から外側に向かって折返すカー
カス16と、トレッド部12の内部かつカーカス16の
半径方向外側に配されるベルト層17とを具える。
【0014】前記カーカス16は、タイヤ赤道Cに対し
て本実施例では、ほぼ90°の角度で埋設したラジアル
配列又はセミラジアル配列のカーカスコードを具える1
枚以上、本実施例では1枚のカーカスプライからなり、
カーカスコードとして本実施例ではスチールコードを用
いている。しかしスチールコードに限定されることな
く、通常ラジアル構造と呼ばれている構造のものに用い
る全てのカーカスコードを含むものとする。
【0015】前記ベルト層17は、本実施例では4枚の
ベルトプライからなり各ベルトプライはナイロン、ポリ
エステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維又はスチール
コードからなるベルトコードをタイヤ赤道Cに対して傾
斜して並設している。
【0016】前記トレッド面2には、タイヤ赤道Cを挟
む両側に配される内の縦主溝3A、3Aと、この内の縦
溝3Aとトレッド縁Eとの間に配される外の縦主溝3
B、3Bとを含む複数の縦主溝3…が周設される。
【0017】前記内、外の縦主溝3A、3Bはジグザグ
溝として形成され、ジグザグ溝とすることによって、グ
リップ力を高めることができる。又本実施例ではジグザ
グのピッチPは内、外の縦主溝3A、3Bはともに、周
方向に隣り合うピッチP1、P2、P3を違えたバリエ
ーションピッチとして形成し、複数の縦主溝間の共鳴に
よるノイズの増大を防止している。
【0018】なお本実施例では、縦主溝3…に交差する
横溝、及びトレッド縁Eで開口するラグ溝は設けておら
ず、従って、本実施例の空気入りタイヤ1にあっては、
トレッド面2には複数のリブ20…からなるリブパター
ンが形成されている。このようにリブパターンによって
形成した場合には、例えば図6に示すような横溝g、サ
イピングsを有するブロックパターン、ラグパターンの
タイヤに比べて通過騒音の減少を図りうるのである。
【0019】又前記縦主溝の溝巾Wは、トレッド部12
の端縁EE間のタイヤ軸方向の距離であるトレッド巾T
Wの6〜12%の範囲に、又溝深さHは前記トレッド巾
TWの8〜16%の範囲にそれぞれ設定される。なお前
記溝巾W、溝深さHは通常のタイヤにおける標準的な寸
法であり、前記範囲とすることによって、牽引力及び制
動力の低下はなくウエット性能を保持しうる。なお本実
施例では、内の縦主溝3Aの溝巾を外の縦主溝3Aの溝
巾に比べて巾狭に形成している。
【0020】内の縦主溝3A及び外の縦主溝3Bのそれ
ぞれにおけるジグザグピッチの1条当たりの個数Nは、
音速V、接地面Fの周方向長さL、荷重時におけるタイ
ヤの接地半径R及び通常走行速度Sに関係している。こ
こで個数Nは、接地面Fと路面Gとがなす気柱の長さ、
従って気柱共鳴が生じる特定周波数Hzに関連している。
【0021】ここで気柱共振が発生する条件について述
べる。接地面Fにおける縦主溝3は、両端開放の気柱で
あって、その1次の振動数Hz Hz=V/2L (3) 但しV=音速(m/秒) L=接地面の周方向長さ(m) で表され、図3に両者の関係をグラフで示す。
【0022】ここでトレッド面にジグザグ溝からなる縦
主溝を形成したタイヤについて、接地長さLと共鳴周波
数との関係を調査した。なお接地長さLの変化は、タイ
ヤ内圧と、タイヤに付加する荷重を変えることによって
行った。テストによる測定値は、図5に○を付して示し
ており、この測定値は前記(3)式と略一致することを
確認し得た。
【0023】他方、縦主溝3…は、ジグザグ溝によって
形成されているため、タイヤのトレッド面2には、微少
凹凸が形成され、タイヤが単位時間当たり、凹凸の通過
個数fは、 f=Non (4) No=ジグザグのピッチの一条当たりの個数 n=回転数(回/秒) で表される。
【0024】又、 n=S/2πR 但しS=タイヤの走行速度(m/秒) R=荷重時のタイヤ接地半径(m) 従って(4)式は f=No・S/2・π・R (5) となる。
【0025】ここで気柱共鳴が生じる条件は前記気柱の
振動数Hzとトレッド面2における単位時間当たりの通過
個数fが一致する場合であり、 f=Hz 即ち No・S/2・π・R=V/2L (6)
【0026】従って(6)式から気柱共振が生じるジグ
ザグピッチの一条当たりの個数Noは が導かれる。
【0027】気柱共鳴を避けるには、ジグザグピッチの
一条当たりの個数Nを前記Noの値よりも少又は多とす
ればよく安全を見て1個分、加又は減じて、 No−1>N (8) No+1<N (9) に設定すればよい。ここでNoに(7)式の値を代入す
れば (V・π・R/L・S)−1>N (10) (V・π・R/L・S)+1<N (11) となる。
【0028】しかし、接地面の周方向長さL及びタイヤ
の接地半径Rは、タイヤ内圧の変動及び車両が最大積載
時と空車時とによって、若干の変動が生じ、又定速走行
車両であっても、その制御される速度範囲が存在するこ
とにより、これらの条件を勘案して、前記個数Nは、前
述の(1)式で示す値よりも少、又は(2)式で示す値
よりも多とすればよい。 (V・π・Rmin )/(Lmax ・Smax )−1>N (1) (V・π・Rmax )/(Lmin ・Smin )+1<N (2)
【0029】
【具体例1】タイヤサイズが13/80Rのタイヤにつ
いて、 L=0.208〜0.275m R=0.507〜0.510m S=60〜63km/H=16.7〜18.1m/秒 のもとで前記(1)式及び(2)式を用いてピッチの個
数Nを計算により求めた。
【0030】(1)式より N<(340×0.507×π)/(0.275×18.1)−1 =107−1=106 (2)式より N>(340×0.510×π)/(0.208×16.7) =158+1=159 前記条件によるタイヤにあっては、ピッチの個数Nは1
06以下又は159以上とすれば気柱共鳴の発生を防止
できることになる。
【0031】
【具体例2】タイヤサイズが13/80R20でありか
つ図1、2に示す構成を有するタイヤ(実施例)につい
て表1に示す仕様で試作するとともに、その通過騒音
と、摩擦係数を測定した。なお図6に示す従来のパター
ンからなるタイヤについても併せてテストを行ないその
性能を比較した。
【0032】テスト条件は次の通り 騒音テストはJASOの規定に則り実車惰行試験によっ
て試供タイヤを装着した車両を直線路において、通過速
度を63km/Hとし惰行させるとともに、走行中心から
7.5mを隔ててかつ走行路面からの高が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
その通過最大音レベルをdBで示した。テスト結果を表
1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】テストの結果実施例のものは、比較例のも
のに比べて騒音レベル、ウエット時の摩擦係数がともに
優れていることを確認し得た。
【0035】
【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
前記した如く、縦主溝をジグザグ状に折れ曲げ、そのジ
グザグのピッチの一条当たりの個数Nを音速V、接地面
のタイヤ周方向の長さL、荷重時におけるタイヤの接地
半径R及び通常走行速度に間欠する式により規制してお
り、縦主溝と路面とがなす気柱により生じる気柱共鳴音
の発生を防止し、タイヤから生じる通過騒音を低減で
き、しかもウエット性能を保持しうることによって、定
速走行を標準とする例えば新交通システムの車両用タイ
ヤとして好適に採用しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタイヤのトレッドパターンを示す展開
平面図である。
【図2】そのタイヤ軸方向断面図である。
【図3】タイヤの接地を示す正面図である。
【図4】気柱共鳴の作用を略示する断面図である。
【図5】接地長さと共鳴周波数との関係を示すグラフで
ある。
【図6】従来のタイヤのトレッドパターンを示す展開平
面図である。
【符号の説明】
2 トレッド面 3 縦主溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレッド面に周方向に連続する複数条の縦
    主溝を設けた空気入りタイヤであって、前記縦主溝は、
    ジグザグ状に折れ曲がるとともに、そのジグザグのピッ
    チの1条当たりの個数Nは、音速V、接地面のタイヤ周
    方向長さL、荷重時におけるタイヤの接地半径R及び通
    常走行速度Sに関する下記(1)式に示す値よりも少、
    又は下記(2)式に示す値よりも多であることを特徴と
    する空気入りタイヤ。 (V・π・Rmin )/(Lmax ・Smax )−1>N (1) (V・π・Rmax )/(Lmin ・Smin )+1<N (2) ここに、 V:音速(単位m/秒) Lmax :接地面の周方向長さの最大値(単位m) Lmin :接地面の周方向長さの最小値(単位m) Rmax :最大荷重時のタイヤの接地半径(単位m) Rmin :最少荷重時のタイヤの接地半径(単位m) Smax :通常走行速度の上限値(単位m/秒) Smin :通常走行速度の下限値(単位m/秒)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08244413A (ja) * 1995-03-10 1996-09-24 Bridgestone Corp 空気入りラジアルタイヤ
JP2007314029A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ

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JPS59230809A (ja) * 1983-06-11 1984-12-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd 低騒音タイヤ
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