JPH0725209A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐ハイドロプレーニング性能を低下させること
なく通過騒音を低減する。 【構成】トレッド面２に周方向に連続する縦主溝３を設
け、この縦主溝３は、溝巾ＷＧが８mm以上の主溝部４に
広溝部５を介在させるとともに、広溝部５は、その周方
向の長さＬｍを４５mm以上かつ９０mm以下、しかも接地
面Ｓの接地面長さＬよりも小とし、さらに広溝部５の断
面積Ｓｍを主溝部４の断面積Ｓｇの２倍以上かつ４倍以
下としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐ハイドロプレーニン
グ性能を低下させることなく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】近年の自動車技術の発展に伴う車両の高
速化とともに、自動車騒音も増し、その低下が望まれて
いる。

【０００３】自動車騒音におけるタイヤ騒音の寄与率
（車両全体の騒音エネルギーに占めるタイヤ騒音エネル
ギーの比率）は、車両の騒音対策（駆動系、排気系、吸
気系等の静粛化）の進歩により定常走行時で６０〜７０
％、加速走行時でも１０〜３０％とその値が近年増加し
つつあり、特に加速走行時においては車両全体の騒音エ
ネルギーが大であるため、タイヤの低騒音化が必要とな
る。

【０００４】タイヤのトレッドには、タイヤ周方向に連
続しかつ溝巾が６〜２０mm程度の縦溝を複数本配置し
て、雨天走行時のトレッド表面と路面との間の水を排除
することによりウエットグリップ性能を維持している。
しかしこの縦溝は、排水性を向上させる一方で、タイヤ
騒音の原因となる。

【０００５】縦溝が発生する騒音の一つに、気柱共鳴に
よるものがある。この気柱共鳴は、タイヤ接地面におい
て、縦溝と路面との間で形成される気柱内の空気が、タ
イヤ転動中におけるタイヤパターンによる加振力、路面
からの入力により共振し、特定波長、すなわち気柱の長
さの約２倍の波長の音が発生する。

【０００６】この現象は気柱共鳴と呼ばれ、乗用車用タ
イヤの場合、耳障りな８００Hz〜１ｋHz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。

【０００７】この気柱共鳴を防止する手段としては、縦
溝の本数、容積を減らすこと、さらには溝内に隔壁を設
けることが知られているが、これはウエットグリップ性
能、特にウエット路面を高速走行する際に発生するハイ
ドロプレーニング現象を防止する性能の低下を招来す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】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、容積を増
加させればよいが、これは前記のように、タイヤ騒音の
増加を招くと考えられていた。又それらの増加は接地面
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くと考
えられてきた。

【０００９】したがって、従来、このような相反する性
能を、そのタイヤに要求されている性能に応じて調整し
ていた。

【００１０】なおウエットグリップ性能を向上させるこ
とを意図して、特開昭６３−３４２０４は、トレッドの
中央部に窪みを作り、その両側のトレッド表面を小さな
半径の円弧で形成する技術を提案している。これは、２
つの小さな半径の円弧により、それぞれの両側に水を排
出してウエットグリップ性能を向上させるものである
が、トレッド全体の接地面積が減少するため、ドライグ
リップ性能や操縦安定性能の低下を引き起こしやすく、
又大して低騒音化をなしえない。

【００１１】発明者らは、管内を伝播する音を減衰又は
消音させるには、一般的にその管の一部に空洞を設ける
ことが効果的であることにヒントを得て、これをタイヤ
のトレッド面に応用すべく研究を重ねた結果、騒音を発
生する縦主溝に消音用の広溝部を介在させ、この広溝部
の各寸法を所定の範囲に規制することにより耐ハイドロ
プレーニング性を損なうことなく通過騒音を効果的に低
減しうることを見出したのである。

【００１２】本発明は、耐ハイドロプレーニング性を低
下することなく、通過騒音の低減を図りうる空気入りタ
イヤの提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド面に
周方向に連続する単数又は複数の縦主溝を単数本又は複
数本設けた空気入りタイヤにおいて、前記縦主溝は８mm
以上の溝巾を有する主溝部に、少なくとも１０個の消音
用の広溝部を介在させるとともに、前記広溝部は、その
周方向の長さＬｍは、４５mm以上かつ９０mm以下しかも
該タイヤに正規内圧と正規荷重とを付加した正規状態に
おける接地面の周方向長さである接地面長さよりも小と
する一方、前記広溝部の周方向中間点における溝中心線
と直角の向きの断面積Ｓｍが前記主溝部の溝中心線と直
角の向きの断面積Ｓｇの２倍以上かつ４倍であることを
特徴とする空気入りタイヤである。

【００１４】なお前記広溝部は、主溝部が広溝部に向か
って開口する開口端をこえて周方向両側に延設され、前
記開口端と広溝部の周方向端縁である広溝端縁との間の
距離である挿入長さＬｓは、０よりも大かつ前記広溝部
の周方向長さＬｍの０．２５倍以下とするのが好まし
い。

【００１５】又、広溝部は、前記広溝端縁における断面
積Ｓｎが中間点における前記断面積Ｓｍよりも小とする
のが好ましい。

【００１６】なお複数の縦主溝を有する場合には、接地
面から外れた位置に配される縦主溝には広溝部を設ける
必要はない。

【００１７】

【作用】縦主溝に前記構成の広溝部を設けたため、タイ
ヤ走行時において、路面と縦主溝の主溝部とによってな
す気柱によって生じる騒音は、広溝部によって消音さ
れ、通過騒音の低減を図りうる。しかも縦主溝には遮音
壁のようなものを設ける必要がないため、排水性は損な
われることなく耐ハイドロプレーニング性を保持しう
る。

【００１８】

【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１〜３において、空気入りタイヤ１は、トレッド
面２を形成するトレッド部１２とその両側からタイヤ半
径方向内方にのびる一対のサイドウォール部１３、１３
と該サイドウォール部１３の内方にのびるビード部１４
とを有する。

【００１９】又空気入りタイヤ１には、トレッド部１２
からサイドウォール部１３をへてビード部１４に至る本
体部１６ａにビードコア１５の周りをタイヤ軸方向内側
から外側に向かって折返す折返し部１６ｂを具えるカー
カス１６と、該カーカス１６の外側かつトレッド部１２
の内方に配されるベルト層１７とを具える。

【００２０】なお本実施例では、前記ビードコア１５の
半径方向外方かつカーカス１６の本体部１６ａと折返し
部１６ｂとの間に、断面三角形状かつ硬質のゴムからな
るビードエーペックス１８を立上げている。

【００２１】前記カーカス１６は、本例では、２枚のカ
ーカスプライ１６Ａ、１６Ｂからなり、各カーカスプラ
イ１６Ａ、１６Ｂは、ナイロン、ポリエステル、レーヨ
ン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維からなるカーカス
コードをタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０°の角度で傾
けて並置したラジアル、又はセミラジアル配列として形
成され、又各カーカスプライ１６Ａ、１６Ｂの間では前
記カーカスコードが互いに交差する向きに配される。な
お本例では、折返し部１６ｂの先端のビードベースライ
ンからの高さをビードエーペックス１８の先端高さに比
して大きいハイターンアップとして形成される。

【００２２】ベルト層１７は、本実施例では２枚のベル
トプライからなり、各ベルトプライはナイロン、レーヨ
ン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維又は、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２
０〜７０°の角度で傾けて配列したカットプライからな
る。なおベルトコードは、前記ベルトプライ間では互い
に交差する向きに配される。

【００２３】前記トレッド面２には、周方向に連続する
単数又は複数本、本例では４本の縦主溝３…が配され
る。縦主溝３は、溝巾ＷＧを８mm以上かつトレッド巾Ｗ
Ｔの０．１６倍以下としかつ周方向に直線状にのびる主
溝部４に、少なくとも１０個の広溝部５…を介在させて
いる。

【００２４】前記主溝部４の溝巾ＷＧが８mm未満ではウ
エット路面走行時において、排水が不十分となり、ハイ
ドロプレーニングが発生しやすく、又トレッド巾ＷＴの
０．１６倍をこえて広くなればトレッド面２の接地圧が
過大となり、耐摩耗性に劣る他、溝縁において偏摩耗が
生じやすいからである。なお主溝部４の溝深さは前記ト
レッド巾ＷＴの０．０１〜０．１０倍の範囲とするのが
好ましい。

【００２５】又、本実施例では、該タイヤをリム組み
し、かつ正規内圧と正規荷重とを加えた正規状態におい
て、タイヤが接地する接地面Ｌにおいては、前記４本の
縦主溝３…のすべてが接地面Ｌに位置することとなる。

【００２６】広溝部５は主溝部４、４の間に介在し、本
実施例では周方向に長手とする長六角形をなす。又この
広溝部５は、その周方向端縁Ｆは主溝部４が広溝部５に
向かって開口する開口端Ｅをこえて周方向両側にのび、
前記開口端Ｅと広溝部５の周方向端縁Ｆとの間には主溝
部４の周壁２１が広溝部５に向かって突出する突出部７
が形設される。

【００２７】前記広溝部５の周方向端縁Ｆ、Ｆ間の周方
向長さである広溝部の周方向長さＬｍは４５mm以上かつ
９０mm以下、しかもこのタイヤに正規内圧と正規荷重と
を付加した正規状態における接地面Ｓ（図２に一点鎖線
で示す）の周方向長さである接地面長さＬよりも小さく
している。

【００２８】広溝部５は、紡錘形又はそれに近似した形
状とし、周方向中間点Ｍにおける溝中心ｌ₂ と直角の向
きの断面積Ｓｍを主溝部４の溝中心線ｌ₁ と直角の向き
の断面積Ｓｇの２倍以上かつ４倍以下としている。従っ
て広溝部５は、前記周方向端縁Ｆにおける断面積Ｓｎが
前記中間点ｍにおける断面積Ｓｍよりも小さく、又周方
向端縁Ｆの断面積Ｓｎが実質的に０となる場合もあり得
る。

【００２９】さらに広溝部５は、突出部７の長さ即ち、
主溝部４の開口端Ｅと広溝部５の周方向端縁Ｆとの間の
周方向距離である挿入長さＬｓは０よりも大きくかつ広
溝部５の周方向長さＬｍの０．２５倍以下としている。

【００３０】前記構成の広溝部５は、１本の縦主溝３に
対して１０ケ以上設けられる。このような広溝部５の寸
法規制については下記理由に基づいている。一般に管内
を伝播する騒音を低減する手法の一つとして図４に略示
するように管ｐの途中に空洞ｖを設ける空洞形消音器が
ある。このような空洞形消音器において消音効果を表す
透過損失ＴＬは、 Ｓｇ：管ｐの断面積 Ｓｍ：空洞ｖの断面積 ｍ＝ｓｍ／ｓｇ ｌｍ：空洞ｖの長さ ｋ＝２πｆ／ｃ 但しｃは音速 とするとき、 ＴＬ＝１０log 〔１＋（1/４）（ｍ−1/ｍ）² sin²（ｋ×ｌｍ）] …（１） となる。

【００３１】前記（１）式において、消音効果を最大に
するには、 ２πｆ／ｃ×ｌｍ＝ｋ×ｌｍ＝π／２ のときである。他方、消音したい気柱共鳴音は、騒音の
中で最も耳障りな音である１０００Hzであり、これらの
数値を（１）式に代入して空洞長さｌｍを求めると ｌｍ＝９０mm が得られる。一方、タイヤにおいては、この空洞をなす
広溝部５は、タイヤが回転することにより、移動し接
地、非接地を繰返すことによって、広溝部５が接地部Ｓ
の端縁で開くこととなり、この場合には、縦主溝の溝巾
を極度に広くするのと同様な現象が生じむしろ騒音レベ
ルを高める結果となるからである。

【００３２】又主溝部４の断面積Ｓｇに対する広溝部５
の断面積Ｓｍの比ｍについてはｍの値を大きくすれば前
記透過損失ＴＬは大きくなり消音効果が大となるのであ
るが、広溝部が接地部Ｓの端縁で開口するような接地状
態においては、縦主溝３の溝巾が結果として大となり騒
音レベルを高める要因となる。さらにトレッド部の剛性
変動が大きくなり、その結果騒音レベルを更に悪化させ
る要因ともなる。このような理由に基づき前記断面積比
Ｓｍ／Ｓｇを２以上かつ４以下としたのである。

【００３３】又、１本の縦主溝３に対して広溝部４を１
０個以上の配することによって広溝部５の１個又は２個
が常に接地面に存在することになる。

【００３４】主溝部４の前記突出部７は、その周方向長
さ、即ち主溝部４が広溝部５へ挿入される挿入長さＬｓ
を０よりも大きくかつ広溝部の周方向長さＬｍの０．２
５倍以下としている。このような突出部７を設けること
により、接地剛性が確保できる。なお挿入長さＬｓが広
溝部５の周方向長さＬｍの０．２５倍をこえて大となれ
ば接地面Ｌにおける溝部面積が過大となり接地剛性が低
下し偏摩耗が生じやすい。

【００３５】なお広溝部５は図５に示すように、中膨ら
みの樽形に形成してもよく、その周壁２１は空気抵抗が
少なくなるよう流線形状であることが必要である。

【００３６】

【具体例】タイヤサイズが２０５／５５ Ｒ１５であり
かつ図１に示す構成を有するタイヤ（実施例１〜４）に
ついて試作するとともにその性能についてテストを行っ
た。なお比較のため、従来の構成のタイヤ（従来例）に
ついても併せてテストを行い性能を比較した。

【００３７】１）通過騒音 ＪＡＳＯ Ｃ６０６に規定する実車惰行試験によって実
施し、試供タイヤを装着した車両を直線状のテストコー
スにおいて、通過速度を６０km／Ｈとしかつ５０ｍの距
離を惰行させるとともに、該コースの中間点において走
行中心線から横に７．５ｍを隔てて、かつテスト路面か
ら高さ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た。

【００３８】２）ハイドロプレーニング性能 試供タイヤを実車に装着し、水深５mmの直線距離を１０
０km／Ｈで進入しフロントタイヤのみロック制動をかけ
摩擦力が回復する速度を測定し従来例を１００とする指
数で表示した。数値が大きいほど良好であることを示
す。テスト結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】テストの結果実施例１〜４のものは従来例
のものに比べて通過騒音が低減し、かつハイドロプレー
ニング性能も保持されていることが確認出来た。

【００４１】

【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
周方向に連続する縦主溝の主溝部に１０個以上の消音用
の広溝部を介在させることを要旨としており、耐ハイド
ロプレーニング性能を低下させることなく、通過騒音を
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断面図である。

【図２】そのトレッドパターンを示す平面図である。

【図３】その要部を例示する斜視図である。

【図４】共鳴音の消音作用を略示する断面図である。

【図５】トレッドパターンの他の例を示す平面図であ
る。

【図６】従来のトレッドパターンを示す平面図である。

【符号の説明】

２ トレッド面 ３ 縦主溝 ４ 主溝部 ５ 広溝部 Ｅ 主溝部の開口端 Ｆ 広溝部の周方向端縁 Ｌ 接地面長さ Ｌｍ 広溝部の周方向長さ Ｌｓ 挿入長さ Ｍ 中間点 Ｓ 接地面 Ｓｇ 主溝部の断面積 Ｓｍ 広溝部の断面積 ＷＧ 溝巾

Claims (3)

【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単数又は複
   数の縦主溝を単数本又は複数本設けた空気入りタイヤに
   おいて、 前記縦主溝は８mm以上の溝巾を有する主溝部に、少なく
   とも１０個の消音用の広溝部を介在させるとともに、 前記広溝部は、その周方向の長さＬｍは、４５mm以上か
   つ９０mm以下しかも該タイヤに正規内圧と正規荷重とを
   付加した正規状態における接地面の周方向長さである接
   地面長さよりも小とする一方、前記広溝部の周方向中間
   点における溝中心線と直角の向きの断面積Ｓｍが前記主
   溝部の溝中心線と直角の向きの断面積Ｓｇの２倍以上か
   つ４倍であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記広溝部は、主溝部が広溝部に向かって
   開口する開口端をこえて周方向両側に延設され、前記開
   口端と広溝部の周方向端縁との間の距離である挿入長さ
   Ｌｓは、０よりも大かつ前記広溝部の周方向長さＬｍの
   ０．２５倍以下であ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】前記広溝部は、前記広溝部の周方向端縁に
   おける断面積Ｓｎを中間点における前記断面積Ｓｍより
   も小としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気
   入りタイヤ。