JPH07215012A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、オフロード走行用に適したタイヤ騒
音を低減しうる空気入りタイヤを提供する。 【構成】タイヤ赤道Ｃの両側かつ略対称位置でタイヤ周
方向にのびる合計４本の縦主溝Ｇと、この縦主溝Ｇ間又
は縦主溝Ｇとトレッド縁ｅとの間の少なくとも１つを継
ぐ横溝とによりトレッド面５Ｓを区分することによっ
て、タイヤ周方向にのびるリブ又はブロックがタイヤ周
方向に並ぶブロック列からなり、かつタイヤ赤道Ｃ上を
通る内の突起条体１０Ａ、トレッド縁ｅに沿う外の突起
条体１０Ｃ、及び内外の突起条体の間に配される中間の
突起条体１０Ｂを形成するとともに、前記中間の突起条
体１０Ｂに、そのタイヤ軸方向略中間位置をタイヤ周方
向にのびかつトレッド巾ＴＷの０．５〜１．５％の溝巾
Ｗ１を有し、しかも前記横溝を介してタイヤ周方向に連
続する細溝１２を設けてなる空気入りタイヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オフロード走行用に適
したタイヤ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、自動車の低騒音化、静粛化が強く
望まれており、そのためにはタイヤの騒音も減じること
が必要となる。

【０００３】一般にタイヤのトレッド面には、ウエット
グリップ性能等を付与する目的で、タイヤ円周方向の縦
溝及びこれに横切る横溝等を含むトレッド溝が形成され
る。しかしトレッド溝は、排水性を向上させる一方でい
わゆる気柱共鳴を発生させ、タイヤ騒音を増大させる。
この気柱共鳴とは、タイヤが接地する際に空気がトレッ
ド溝と地面とがなす気柱を通ることによって生ずる共鳴
振動であって、１次の共鳴では耳障りな約１０００Ｈｚ
前後の騒音の主たる音源となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、この気柱共鳴を
低減するために、前記トレッド溝の溝面積及び溝容積を
減ずることが行われるが、これら溝容積の減少は、ウエ
ットグリップ性の低下を招くという問題がある。

【０００５】ところで、ＲＶ、四輪駆動車などの軟弱
地、氷雪路、砂地といった不整地走行用車両に使用され
るオールラウンドタイプ又はオフロードタイプ等のタイ
ヤは、かかる不整地での十分なトラクション性等を得る
ために、トレッド部をブロックパターン或いはブロック
リブパターンにて形成することが一般的である。

【０００６】又このようなブロックパターンは、他のリ
ブパターン、ラグパターン又はリブラグパターンに比べ
ると、一般に溝容積が大きくなり易い。従って、このよ
うなオフロードタイプのタイヤは、舗装されたオンロー
ド走行時、前記大きな溝容積に基づいて気柱共鳴が生じ
やすく、タイヤ騒音が比較的大きいという問題がある。

【０００７】本発明者は、かかる問題点に鑑み前記ブロ
ックパターンについて低騒音化を図るべく、タイヤ子午
断面におけるタイヤの周波数応答関数測定を行った。

【０００８】タイヤの周波数応答関数測定は、例えば図
４に示すように、加振器Ｋからの振動をロードセルＬを
介してタイヤＴに伝播させ、タイヤＴを振動状態とす
る。このタイヤＴの振動を加速度センサＭを用い、図５
に示すようにタイヤ円周方向及びタイヤ子午線方向に夫
々１０mm間隔で測定する。

【０００９】次に、前記測定を音域周波数の全域に亘っ
て実施し、その測定結果を周波数分析器Ｎによって分析
し特定周波数域、本例では気柱共鳴音の１次周波数に近
似した９６２Ｈｚの振動モードの分析結果を図６（タイ
ヤ赤道より左半分を示す）に示すように得た。

【００１０】なお、試供タイヤは、後で詳細に述べるが
トレッド面にタイヤ赤道を対称とした左右２本、合計４
本の縦溝を有し、かつタイヤ赤道を通るトレッド中央部
をリブ、その他を前記縦溝に交わる横溝を配することに
よりブロック列としたブロック・リブパターンを具えた
ものである。

【００１１】図６に示す位置Ａは、タイヤ軸方向のもっ
とも外側の縦溝の溝底位置に又位置Ｂは、ほぼトレッド
縁に夫々相当する。この図から明らかなように、９６２
Ｈｚの周波数域において前記位置Ａと、この位置Ａから
ややタイヤ軸方向外側に向かう位置Ｂとの間の部分、つ
まりタイヤ軸方向最も外側のブロック列に著しく大きな
振動発生が見られ、この著しく大きな振動が縦溝に基づ
く気柱共鳴をより一層励起していることが種々の実験の
結果判明した。

【００１２】そしてこのＡ−Ｂ部分での著しく大きな振
動を抑制することにより、気柱共鳴を低減しうること、
及び前記部分での振動抑制には、タイヤ軸方向最も外側
の縦溝にタイヤ軸方向内側で隣り合うリブ又はブロック
列に縦の細溝を形成することが効果的であることを見出
したのである。

【００１３】このように本発明は、ブロックパターン又
はブロックリブパターンにおいて、溝容積を低減するこ
となく気柱共鳴に基づくタイヤ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、タイヤ赤道の
両側かつ略対称位置でタイヤ周方向にのびる合計４本の
縦主溝と、この縦主溝間又は縦主溝とトレッド縁との間
の少なくとも１つを継ぐ横溝とによりトレッド面を区分
することによって、タイヤ周方向にのびるリブ又はブロ
ックがタイヤ周方向に並ぶブロック列からなり、かつタ
イヤ赤道上を通る内の突起条体、トレッド縁に沿う外の
突起条体、及び内外の突起条体の間に配される中間の突
起条体を形成するとともに、前記中間の突起条体に、そ
のタイヤ軸方向略中間位置をタイヤ周方向にのびかつト
レッド巾の０．５〜１．５％の溝巾を有し、しかも前記
横溝を介してタイヤ周方向に連続する細溝を設けてなる
空気入りタイヤである。

【００１５】なお前記トレッド面は、前記各突起条体の
前記トレッド面での表面積の総和Ｓｔと、トレッド面全
表面積Ｓａとの比（Ｓｔ／Ｓａ）を０．５５〜０．７５
の範囲、かつタイヤ軸を含む子午断面での前記トレッド
面の曲率半径を３００〜６００mmになしうる。

【００１６】

【作用】前記中間の突起条体に円周方向にのびる細溝を
設けた場合には、図３に示す振動モードから明らかなよ
うに、前記大きな振動を生じていた位置Ａ−Ｂ間の部分
の振幅が著しく小さくなっていることが判る。これによ
り、特にタイヤ軸方向の最も外側の縦主溝内において、
気柱共鳴が前記振動によりさらに励起されるのを効果的
に抑制でき、タイヤ騒音を低減しうるのである。

【００１７】このような細溝は、外の突起条体と、中間
の突起条体とのブロック剛性比を約１０００Ｈｚ近傍の
振動モードにおいて最適化しうるという知見に基づいて
いる。従来では、前記ブロック剛性比が、気柱共鳴の１
次共振周波数１０００Ｈｚ近傍の振動モードにおいては
不均衡であったため、外の突起条体に振動エネルギーが
偏って作用していたのである。

【００１８】これに対し、外の突起条体と中間の突起条
体とのブロック剛性比を１０００Ｈｚ近傍の振動モード
において最適化しうることにより、外の突起条体に作用
していた振動エネルギーの一部を、中間の突起条体に荷
担させつつ前記気柱共鳴を励起しない程度のレベルまで
低減することが可能となったのである。

【００１９】かかる観点より、前記細溝は、トレッド巾
の０．５〜１．５％の溝巾をすることが必要であり、例
えば実質的に溝巾を有さず単なる接地性を高めたに過ぎ
ない切り込み状のサイピングなどでは、トレッド巾の
０．５％よりも小なる溝巾となり、前記作用効果は奏し
得ないことも本発明者は確認している。逆に前記細溝の
溝巾が、トレッド巾の１．５％を越えると、細溝自身の
溝容積を大とする傾向にあり、この細溝が新たな気柱共
鳴の音源をなす傾向にあるため好ましくない。

【００２０】なお図３の振動モード測定結果は、図６の
測定条件と、試供タイヤの細溝以外は共通の条件により
行っており詳細は後に述べる。

【００２１】さらに、かかる空気入りタイヤは、前記各
突起条体の前記トレッド面での表面積の総和Ｓｔと、ト
レッド面全表面積Ｓａとの比（Ｓｔ／Ｓａ）を０．５５
〜０．７５の範囲として、大きな溝容積を確保して不整
地などでの牽引力、排水、排土性を高めたオールラウン
ドタイプ又はオフロードタイプのタイヤとして好ましく
実施しうるとともに、前記したようにタイヤ騒音を低減
しうる。なおこの効果は、タイヤ軸を含む子午断面にお
いて、前記トレッド面の曲率半径を３００〜６００mmと
したときにより一層高められる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図において、空気入りタイヤ１は、ビードコア２を
有する一対のビード部３と、各ビード部３からタイヤ半
径方向外方にのびるサイドウォール部４と、このサイド
ウォール部４の外端間を継ぐトレッド部５とを有し、タ
イヤ最大巾ＷＴに対するタイヤ断面高さＨの比である偏
平率Ｈ／ＷＴを７０％以上としたものを例示している。

【００２３】又空気入りタイヤ１には、トレッド部５か
らサイドウォール部４をへてビードコア２の廻りで内か
ら外に折返されるカーカス６が架け渡されるとともに、
このカーカス６の外側かつトレッド部５の内方には強靭
なベルト層６が巻装される。

【００２４】カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤
道Ｃに対して６０〜９０度の角度で配列したいわゆるラ
ジアル又はセミラジアル構造の１層以上のカーカスプラ
イからなり、カーカスコードとして、スチール、又はナ
イロン、レーヨン、ポリエステル等の有機繊維コードが
採用される。

【００２５】ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道
Ｃに対して３０度以下の角度で配列した１層以上、本例
では内外２層のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、
各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ相
互間で交差するように向きを違えて重置している。なお
ベルトコードとしては、カーカスコードと同様に、ナイ
ロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維コード及び
スチール等の金属コードが用いられる。

【００２６】又、本例ではベルト層７とカーカス６との
間に、前記ベルトプライと略同厚さのゴム層８を形成し
たものを示している。このようなゴム層８は、ベルト層
７とカーカス６との間の剛性差を吸収して両者の接合部
における応力集中を緩和する一方、路面の凹凸からトレ
ッド面５Ｓに伝わる衝撃が、直接カーカス６に伝播、拡
大するのを防止することができる。

【００２７】従って、このゴム層８は、一般に、振動周
波数が２８０〜９５０Ｈｚ程度であるカーカス６などの
タイヤボディ自身の振動ノイズを低減することができ、
気柱共鳴の抑制とは異なる観点からタイヤ低騒音化を可
能とする。

【００２８】前記ゴム層８は、前記衝撃によるエネルギ
ーを自らの変形による熱エネルギーへと変換して外部に
放熱する。従って、ゴム層８のゴム組成物は、損失正接
（ｔａｎδ）が大きく、減衰特性に優れたゴム組成物を
採用することが望まれ、例えばｔａｎδが０．２８〜
０．４５程度、本例では０．３０としている。なおゴム
層８は、比較的トレッド面近傍に配されることにより、
トレッドへ向けて放熱を確保できタイヤ内部への蓄熱を
最小とする。

【００２９】なお損失正接（ｔａｎδ）は、岩本製作所
製の粘性スペクトロメータを用いて７０℃、周波数２０
Ｈｚ、静歪率１０％、動歪率２％の条件で、４mm巾×３
０mm長さ×１．５mm厚さの短冊状試料を用いて測定した
値である。

【００３０】次に、トレッド部５には、タイヤ赤道Ｃの
両側かつ略対称位置でタイヤ周方向にのびる内側の縦主
溝Ｇ１、Ｇ１と、外側の縦主溝Ｇ２、Ｇ２とを含む合計
４本の縦主溝Ｇを配する。又これらの縦主溝間又は外側
の縦主溝Ｇ２とトレッド縁ｅとの間の少なくとも１つを
継ぐ横溝Ｙが配される。

【００３１】これらの溝により、トレッド面５Ｓは、図
２に示すようにタイヤ周方向にのびるリブＲ又はブロッ
クＢ１、Ｂ２がタイヤ周方向に並ぶブロック列からなる
合計５本の突起条体１０を形成する。

【００３２】この突起条体１０は、タイヤ赤道Ｃ上を通
る内の突起条体１０Ａ、トレッド縁ｅに沿う外の突起条
体１０Ｃ、１０Ｃ、及び内外の突起条体１０Ａ、１０Ｃ
の間に配される中間の突起条体１０Ｂ、１０Ｂからな
る。

【００３３】本実施例では、前記内の突起条体１０Ａ
は、内側の縦主溝Ｇ１、Ｇ１間に形成するタイヤ周方向
に連なるリブＲであり、タイヤ赤道を挟んでトレッド巾
ＴＷの１５％程度のリブ巾を具えている。又前記中間の
突起条体１０Ｂは、内側、外側の各縦主溝Ｇ１、Ｇ２と
横溝Ｙ１とで囲むブロックＢ１からなるブロック列ＲＢ
１であり、さらに前記外の突起条体１０Ｃは、外側の縦
主溝１０Ｃとトレッド縁ｅと横溝Ｙ２とで囲むブロック
Ｂ２からなるブロック列ＲＢ２として形成され、そのブ
ロック列ＲＢ２の領域は、トレッド縁ｅから前記トレッ
ド巾ＴＷの２０％程度のブロック列巾を有しているもの
を示している。

【００３４】又前記縦主溝Ｇは、直線状又はジグザグ、
本例では略ジグザグ状にくり返して折曲がり、又前記横
溝Ｙは、前記ブロック列ＲＢ１、ＲＢ２において、タイ
ヤ周方向に距離を隔てたタイヤ軸方向にのびる軸方向成
分ＹＡ、ＹＣをタイヤ周方向にのびる周方向成分ＹＢで
繋ぐ略Ｚ字状をなしたものを例示している。なおこの横
溝Ｙは、直線状としても良く、本例ではその軸方向成分
ＹＡ、ＹＣの溝端は、前記縦主溝Ｇのジグザグ状のコー
ナ、又はトレッド縁ｅに接続される。

【００３５】前記縦主溝Ｇの溝巾ＧＷは、好ましくはト
レッド巾ＴＷの３〜８％程度、好ましくは３〜５％程度
であって、又縦主溝Ｇの溝深さＧＤは７〜１５mm例えば
１０mm程度としている。又横溝Ｙの溝巾は、トレッド巾
ＴＷの２〜７％、好ましくは３〜５％であり、同溝深さ
は本例では縦主溝Ｇのそれに従う。

【００３６】さらに、前記各突起条体１０のトレッド面
５Ｓでの表面積の総和Ｓｔである陸部面積と、トレッド
面全表面積Ｓａとの比（Ｓｔ／Ｓａ）を０．５５〜０．
７５の範囲、かつトレッド面５Ｓの曲率半径ＲＯを３０
０〜６００mmに設定することが、十分な溝容積と最適な
接地面を確保してオフロード走行時の必要なトラクショ
ン性、排水、排土性及び制動性を維持しうる点で好まし
い。なお前記曲率半径ＲＯは、タイヤに規格最大空気圧
を充填した無負荷状態において特定している。

【００３７】又本発明では、前記中間の突起条体１０Ｂ
に、この突起条体１０Ｂのタイヤ軸方向の略中間位置
を、前記横溝Ｙ、とりわけ本例では突起条体１０Ｂのタ
イヤ軸方向の略中間位置に配された周方向成分ＹＢを介
してタイヤ周方向に連続する細溝１２を設けている。な
お本明細書において「突起条体１０Ｂのタイヤ軸方向の
略中間位置」とは、突起条体１０Ｂがタイヤ軸方向の内
側に最も張出す内縁と外側に最も張出す外縁との間の略
中央の位置であって、前記外縁と内縁の中心線から±１
０％程度の偏心はこれを包含する。

【００３８】前記細溝１２は、その溝巾Ｗ１を前記トレ
ッド巾ＴＷの０．５〜１．５％、好ましくは１〜１．５
％とした本例では直線状の溝として形成し、タイヤに使
用内圧を充填した時の非接地時に、相互の溝壁が接触し
ない程度の溝巾としている。例えば、タイヤサイズが２
６５／７０Ｒ１５程度であるとき、前記細溝１２は、溝
巾Ｗ１が２〜３mm程度が好ましく、溝深さＤ１は、前記
縦主溝Ｇの溝深さＧＤの０．３〜０．８倍程度としてい
る。

【００３９】この細溝１２は、直線溝とすることが好ま
しいが、ジグザグ溝に形成することもでき、かかる場合
にはジグザグの中心が前記中間位置に配置されかつジグ
ザグのふれ巾は前記突起条体１０Ｂの内縁と外縁の中心
線から左右に５mm程度とする。

【００４０】このような細溝１２の形成は、外側の縦主
溝Ｇ１、Ｇ１の溝底からタイヤ軸方向外側の外の突起条
体１０Ｃの一部分にかけて従来発生していた、９００〜
１０００Ｈｚ程度の周波数域での大きなタイヤ振動を抑
制する効果があり、これにより特に、外側の縦主溝Ｇ１
における気柱共鳴の励起を防止し、その発生を抑制する
のは、既に作用の項で述べた通りである。

【００４１】なお細溝１２による気柱共鳴の抑制効果
は、前記偏平率Ｈ／ＷＴが７０％以上のタイヤにおいて
最も効果的に発揮されることが種々の実験の結果判明し
ている。さらに、前記抑制効果は、細溝１２のタイヤ赤
道Ｃからのタイヤ軸方向の距離ＬＯがタイヤトレッド巾
ＴＷの１／８〜１／４倍、つまり中間の突起条体１０Ｂ
の中間位置を、タイヤ赤道Ｃから前記距離ＬＯ隔てると
良い。

【００４２】（具体例）図１に示す構造をなすタイヤサ
イズ２６５／７０Ｒ１５のタイヤを表１の仕様に基づき
試作するとともに（実施例品）、前記周波数応答関数測
定を行った。図３には、９０３Ｈｚにおける振動モード
の結果を示しており、タイヤの振幅が著しく小さくなっ
ているのは既に述べたとおりである。なお、図６に示し
たタイヤは、前記実施例品から前記細溝を取り去った本
発明外のタイヤ（比較例品）であり、その他は共通の仕
様である。

【００４３】

【表１】

【００４４】次に、前記実施例品と比較例品について、
騒音テストを行った。騒音テストは、実施例品、比較例
品を夫々、ＪＩＳに規定する適用リムに２．０kg／cm²
の内圧を付与した状態で装着し、２５００ｃｃクラスの
四輪駆動車の全輪に装着し、タイヤ一本当たり５００kg
の荷重のもとでテストコースにおける惰行走行時の通過
騒音を測定している。なお惰行走行時の通過速度は段階
的に各速度で測定し、又惰行走行距離は５０ｍである。

【００４５】又通過騒音は、コースの中間点において走
行中心線から横に７．５ｍ、テスト路面から高さ１．２
ｍの位置に設置した定置マイクロホンにより測定し、そ
の最大音圧レベルをｄＢ（Ａ）で測定した。

【００４６】騒音テストの結果を図８に示している。図
から明らかなように、各走行速度に亘り、実施例品は、
比較例品よりも音圧レベルを低減している。特に実用走
行区域である４０〜６０ｋｍ／ｈにおいて、より高い騒
音低減効果を発揮していることも確認し得た。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、比較的溝容積の大なるブロッ
ク、又はブロックリブパターンの空気入りタイヤの気柱
共鳴などを溝容積を減じることなく抑制でき、タイヤ騒
音を低減しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの子午断面図で
ある。

【図２】そのトレッドパターンを示す平面である。

【図３】本発明のタイヤの振動モードを示す線図であ
る。

【図４】周波数応答関数測定を説明する線図である。

【図５】周波数応答関数測定を説明する線図である。

【図６】従来タイヤの振動モードを示す線図である。

【図７】比較例タイヤのトレッドパターンを示す平面図
である。

【図８】具体例におけるタイヤ騒音テストの結果を示す
線図である。

【符号の説明】

５Ｓ トレッド面 １０Ａ 内の突起条体 １０Ｂ 中間の突起条体 １０Ｃ 外の突起条体 １２ 細溝 Ｂ１、Ｂ２ ブロック Ｃ タイヤ赤道 ｅ トレッド縁 Ｇ 縦主溝 Ｇ１ 内側の縦主溝 Ｇ２ 外側の縦主溝 Ｒ リブ ＲＢ１、ＲＢ２ ブロック列 Ｙ、Ｙ１、Ｙ２ 横溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤ赤道の両側かつ略対称位置でタイヤ
   周方向にのびる合計４本の縦主溝と、この縦主溝間又は
   縦主溝とトレッド縁との間の少なくとも１つを継ぐ横溝
   とによりトレッド面を区分することによって、タイヤ周
   方向にのびるリブ又はブロックがタイヤ周方向に並ぶブ
   ロック列からなり、かつタイヤ赤道上を通る内の突起条
   体、トレッド縁に沿う外の突起条体、及び内外の突起条
   体の間に配される中間の突起条体を形成するとともに、 前記中間の突起条体に、そのタイヤ軸方向略中間位置を
   タイヤ周方向にのびかつトレッド巾の０．５〜１．５％
   の溝巾を有し、しかも前記横溝を介してタイヤ周方向に
   連続する細溝を設けてなる空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記トレッド面は、前記各突起条体の前記
   トレッド面での表面積の総和Ｓｔと、トレッド面全表面
   積Ｓａとの比（Ｓｔ／Ｓａ）を０．５５〜０．７５の範
   囲、かつタイヤ軸を含む子午断面での前記トレッド面の
   曲率半径を３００〜６００mm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。