JPH09175119A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハイドロプレーニング性能と騒音性能とを、長
期に亘ってバランス良く維持しうる空気入りタイヤを提
供する。 【解決手段】トレッド面２Ａに、タイヤ赤道Ｃの両側で
タイヤ周方向にのび、かつ溝巾がタイヤ断面巾Ｗの１．
３％以上かつ１０％以下の縦溝９を設けた空気入りタイ
ヤであって、前記縦溝９は、溝底側からトレッド表面に
のびるタイヤ赤道側の内の溝壁９ｉと、トレッド端側の
外の溝壁９ｏとが共にタイヤ軸方向外側に同じ向きに傾
くとともに、前記外の溝壁９ｏが、タイヤ子午断面のト
レッド表面輪郭線Ｖと１２０゜以上かつ１４５゜以下の
角度θ１で交差し、しかも前記内の溝壁９ｉが、前記ト
レッド表面輪郭線Ｖと交差する角度θ２を、（θ１−２
０゜）以上かつ（θ１＋２０゜）以下としたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドロプレーニ
ング性能と騒音性能とを、長期に亘ってバランス良く維
持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。自動車騒音になかでタイヤ騒音が占める割合は、一
般に、定常走行時で６０〜７０％、加速走行時でも１０
〜３０％と言われ、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から発する騒音エネルギ
ーが大であるため、タイヤの低騒音化が急務となる。

【０００３】ここで、タイヤのトレッド面には、通常、
タイヤ周方向にのびる排水用の縦溝が複数本配置され、
水浸路面での走行性能であるハイドロプレーニング性能
（以下、単に「ハイドロ性能」という）を高めている。
そして、このハイドロ性能は、一般に、縦溝の溝容積に
比例して向上することが判明している。

【０００４】しかしながら、このような縦溝は、排水性
を高めるのに役立つ一方、接地時に路面との間で気柱管
を形成し、この気柱管内を空気が通過することによって
気柱共鳴を生じ騒音性能を低下させる原因になってい
る。又、このようなタイヤの騒音は、一般に、縦溝の溝
容積に比例して大きくなる。つまり、タイヤの騒音性能
は、溝容積が大きくなるにつれて低下する。

【０００５】従来、このようなタイヤ騒音を抑制する手
段としては、縦溝の本数や溝容積などを減らす他、溝内
を通過する空気の流れを阻害する突起などを溝壁、溝底
に設けるものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイヤ
騒音を抑制するために上記の各方法を採用すると、溝容
積の減少により、ハイドロ性能が低下することは明らか
である。このように従来においては、相反するハイドロ
性能と騒音性能とを、要求されている個々のタイヤに応
じて、しかもタイヤ新品時の状態に着目して調整してい
るに過ぎない。

【０００７】本発明者は、以上とは異なり、タイヤの摩
耗による縦溝溝容積の減少に着目して、タイヤが新品の
状態と、摩耗後の状態とでは、前記相反する２つの性能
のうち重要視すべき性能がそれそれ異なることを見い出
した。

【０００８】即ち、タイヤ新品時においては、トレッド
部の摩耗が無く縦溝の溝容積が摩耗時に相対して十分に
大きいため、ハイドロ性能よりはむしろ騒音性能を重視
して改善すべきであり、逆にタイヤの摩耗後には、溝容
積が新品時に相対して低下するため、騒音性能はタイヤ
新品時よりもむしろ向上していると考えられるから、ハ
イドロ性能を重視して向上させるべきであるとの知見を
得た。

【０００９】そこで本発明者は、図６に示すようなトレ
ッドパターンを用いて、タイヤ赤道Ｃを挟む２本の縦溝
ｄ、ｄの間のタイヤ軸方向の距離Ｌを２０mm〜１００mm
の範囲で種々変化させた複数の試供タイヤ（サイズ２１
５／５０Ｒ１６）について、ハイドロ性能と、騒音性能
とを調べた。又縦溝の溝巾ａは８mm、横溝ｅの溝巾ｂは
３．０mm、溝深さは７．０mmで統一した。

【００１０】なおハイドロ性能は、ラテラルハイドロプ
レーニングテストにより行い、速度６５〜８５ｋｍ／Ｈ
の範囲で前輪最大横Ｇを測定したが、テストの結果、図
７（Ａ）に示す如く、前記距離Ｌが小さくなるほど、前
輪横Ｇが大きく性能が向上することが判明した。

【００１１】又騒音性能は、速度５０ｋｍ／Ｈの惰行走
行時における通過騒音のＯＡの騒音レベルを指数化（数
値が大きいほど性能が優れる）したが、テストの結果、
図７（Ｂ）に示す如く、前記距離Ｌが大きいほど、騒音
レベルが小さく、性能が向上することが判明した。

【００１２】そして、この実験結果に基づけば、前記縦
溝間の距離Ｌは、前記ハイドロ性能と騒音性能とに密接
な関係があり、タイヤ新品時に騒音性能を重視して改善
するためには、前記距離Ｌを大きくするのが良く、逆
に、タイヤ摩耗後にハイドロ性能を重視して改善するた
めには、前記距離Ｌを小さくすれば良い。

【００１３】本発明者は、以上の関係を満足させるべ
く、タイヤ赤道の両側に配された縦溝の断面形状におい
て、溝底側からトレッド表面にのびるタイヤ赤道側の内
の溝壁と、トレッド端側の外の溝壁とを共にタイヤ軸方
向外側に同じ向きに傾けることを基本として、タイヤが
摩耗するにつれて縦溝間の距離を小さくすることを見い
出し本発明を完成させた。

【００１４】以上のように、本発明は、ハイドロ性能お
よび騒音性能が、タイヤの寿命中、長期に亘ってバラン
ス良く維持される空気入りタイヤ、とりわけ乗用車用空
気入りタイヤの提供を目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項１
記載の発明は、トレッド面に、少なくともタイヤ赤道の
両側でタイヤ周方向にのび、かつ溝巾Ｇｗがタイヤ断面
巾Ｗの１．３％以上かつ１０％以下の縦溝を設けた空気
入りタイヤであって、前記縦溝は、溝底の両側からトレ
ッド表面にのびるタイヤ赤道側の内の溝壁と、トレッド
端側の外の溝壁とが共にタイヤ軸方向外側に同じ向きに
傾くとともに、前記外の溝壁が、タイヤ子午断面のトレ
ッド表面輪郭線と１２０゜以上かつ１４５゜以下の角度
θ１で交差し、しかも前記内の溝壁が、前記トレッド表
面輪郭線と交差する角度θ２を、（θ１−２０゜）以上
かつ（θ１＋２０゜）以下としたことを特徴とする空気
入りタイヤである。

【００１６】又請求項２記載の発明では、前記縦溝は、
タイヤ赤道を中心とする左右対称位置に配され、しかも
トレッド表面を左右対称としたことを特徴としている。

【００１７】さらに請求項３記載の発明では、前記トレ
ッド面は、前記縦溝間にタイヤ周方向に連続するリブを
形成したことを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。図１において、空気入りタイヤは、
トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４
のビードコア５の廻りで折り返されて係止されるカーカ
ス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部
２の内方に配されるベルト層７とを具え、本例では、Ｊ
ＩＳに規定される偏平比を約０．６（タイヤサイズ１９
５／６０）とした乗用車用のタイヤを例示している。

【００１９】前記カーカス６は、カーカスコードをタイ
ヤ赤道Ｃに対して７５゜〜９０゜の角度で配列したいわ
ゆるラジアル構造の１枚以上のカーカスプライからな
り、前記カーカスコードとしては、本例ではナイロン、
レーヨン若しくはポリエステル等の有機繊維コードを採
用しているが、必要に応じてスチールコードも採用しう
る。

【００２０】又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイ
ヤ赤道Ｃに対して１０゜〜３５゜の角度で配列した１枚
以上、本例では内外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから
形成され、各プライ７Ａ、７Ｂのベルトコード互いに交
差するよう配置する。このベルトコードとして、本例で
はスチールコードを採用するが、レーヨン、芳香族ポリ
アミド等の高弾性有機繊維コードも適宜用いうる。

【００２１】そして、空気入りタイヤは、トレッド面２
Ａに、少なくともタイヤ赤道Ｃの両側でタイヤ周方向に
のびる縦溝９を設けており、本例ではタイヤ赤道Ｃを中
心とする左右対称位置に２本のみ配されてトレッド面２
Ａを、左右対称としたものを示している。又この縦溝９
は、本例ではタイヤ周方向に連続してのび、縦溝９、９
間には、タイヤ周方向に連続するリブ１０が形成され
る。

【００２２】又、前記縦溝９は、本例ではタイヤ周方向
で連続しかつ直線状でのびる直線溝として形成されてい
るが、これ以外にも必要に応じて適宜屈曲し、又部分的
に途切れるものなども包含する。

【００２３】さらに縦溝９は、タイヤをＪＡＴＭＡ、Ｊ
ＩＳ等の規格で定まる正規リムにリム組しかつ標準空気
圧を充填（以下、「正規状態」という）し、しかも無負
荷時において、図２に示す如く、トレッド表面にて測定
した溝溝Ｇｗが、タイヤ断面巾Ｗに対して１．３〜１０
％、好ましくは２〜８％、より好ましくは３mm以上かつ
１５mm以下の範囲として、排水性を確保することが必要
である。

【００２４】従って、排水性に寄与しないような溝巾１
mm程度のサイピングは、本明細書で言う縦溝９には含ま
れない。なお本実施形態では、縦溝９の溝巾Ｇｗは、１
０mmとし、縦溝９のタイヤ半径方向の溝深さＧｄは、タ
イヤ周上で均一かつ約８mmとしている。

【００２５】そして、前記縦溝９は、図１、図２に示す
如く、溝底９Ａ側、本例では溝底９Ａの両側からトレッ
ド表面２Ａに至ってのびるタイヤ赤道側の内の溝壁９ｉ
と、トレッド端側の外の溝壁９ｏとが共にタイヤ軸方向
外側に同じ向きに傾くことを特徴の一つとしている。

【００２６】このように、縦溝９の内の溝壁９ｉと、ト
レッド端側の外の溝壁９ｏとを共にタイヤ軸方向外側に
同じ向きに傾けることにより、図１に示すように、タイ
ヤが新品時の縦溝間のタイヤ軸方向の距離Ｌが、摩耗す
ると（摩耗状態を仮想線で示す）距離Ｌ’に減少する作
用が得られる。

【００２７】そして、この作用により、タイヤ摩耗後に
相対して溝容積が大きいタイヤの新品時には、前記距離
Ｌを大きく確保することができ、騒音性能を重視して向
上させることができる。

【００２８】逆に、タイヤの摩耗が進むにつれ、新品時
に相対して溝容積が小さくなった場合には、前記距離Ｌ
を小さくすることができ、これによって、縦溝９の溝容
積の減少に基づくハイドロ性能の低下を補うことができ
る。従って、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ摩耗後
においても、ハイドロ性能を新品時と同程度に維持ない
し向上することができる。

【００２９】なお、特開平７−１１７４１４号公報は、
縦溝の両溝壁をタイヤ赤道側へ同じ向きに傾けることを
開示している。又特公平３−６９７２２号公報は、縦溝
の外の溝壁のみをタイヤ軸方向外側に傾けることを開示
している。しかしながら、これらのいずれにおいても、
トレッドの摩耗によって、縦溝間の前記距離Ｌを小さく
するという本発明の作用は得ることができない。

【００３０】次に、本実施形態では、図２に示したよう
に前記内、外の溝壁９ｉ、９ｏと、トレッド表面とは、
それぞれ曲率半径が１〜４mm程度の小円弧１２、１２を
介することによって、表面でのゴムちぎれや欠け等を防
止している。

【００３１】なお、タイヤ新品時において、前記距離Ｌ
は、例えばトレッド接地巾の３０〜５０％、より好まし
くは３０mm〜６０mm程度を好ましく採用しうる。なお、
前記のように各溝壁９ｉ、９ｏの外縁に小円弧１２を設
けた場合、図２に示す如く、溝巾Ｇｗ、前記距離Ｌは、
各溝壁９ｉ、９ｏの仮想延長線とトレッド表面輪郭線Ｖ
（後述）との交点を用いて定める。又「トレッド接地
巾」とは、正規状態に標準荷重を作用させた時のトレッ
ド接地端間の軸方向距離をいう。

【００３２】なお、以上のような作用を発揮するために
は、前記外の溝壁９ｏが、タイヤ子午断面のトレッド表
面輪郭線Ｖと１２０゜以上かつ１４５゜以下の角度θ１
で交差することが必要であり、さらに前記内の溝壁９ｉ
が、前記トレッド表面輪郭線Ｖと交差する角度θ２は、
前記外の溝壁９ｉの角度θ１を用いて表せば、（θ１−
２０゜）以上かつ（θ１＋２０゜）以下とすることが重
要である。

【００３３】ここで、「トレッド表面輪郭線」とは、図
２に一点鎖線で示す如く、タイヤを正規リムにリム組み
しかつ標準空気圧を充填した無負荷状態において、タイ
ヤ子午断面のトレッド表面を滑らかに継ぐ仮想の曲線と
して定義し、又、前記溝壁９ｉ、９ｏと、前記トレッド
表面輪郭線Ｖとがなす角度は、本例では交差角度のうち
大きい方を用いて表す。

【００３４】前記角度θ１が、１２０゜に満たないと、
摩耗時に、前記距離Ｌの減少度合いが小さいためにハイ
ドロ性能を十分に向上させることができず、又前記角度
θ１が１４５゜を越えると、トレッド部に偏摩耗を発生
させるなど、他の性能低下が著しいため、いずれも採用
することができない。なお好ましくは、前記角度θ１
は、１２５゜以上かつ１４０゜以下、さらに好ましくは
１３５゜であり、本例ではθ１＝θ２＝１３５゜に設定
しているが、これに限定するものではない。

【００３５】なお、内、外の溝壁９ｉ、９ｏをこのよう
に比較的大きな角度で傾けて配した縦溝９は、角度θ１
＝θ２＝９０゜とした同一溝容積、同一溝巾の縦溝（断
面を図５に示す）よりも、溝断面の内法長さが大とな
る。ここで、溝内を通過する空気、即ち気柱共鳴を発生
させる空気に働く摩擦抵抗は、前記内法長さに比例して
大きくなるから、本例のような縦溝９は、溝巾、溝容積
が同一の図５の縦溝より気柱共鳴発生エネルギーを減じ
る効果がある点でも好ましい。

【００３６】図３には、縦溝９の他の実施形態を例示し
ている。図３（Ａ）では、θ１とθ２とが異なるものを
示し、同（Ｂ）は、溝底９Ａが円弧面１３で形成されて
いる場合である。このような円弧面は、溝底９Ａでのク
ラックの発生を防止しうる点で好ましい。

【００３７】又図３（Ｃ）は、鋭角となる内の溝壁９ｉ
とトレッド面２Ａとの交差部分にのみ円弧１４を介在さ
せたものを示しており、内の溝壁９ｉの外縁の鋭利な部
分を除去することにより、ゴムちぎれ、欠け等を防止し
うる点で好ましい。

【００３８】図３（Ｄ）は、縦溝９のトレッド面２Ａ、
内の溝壁９ｉ、外の溝壁９ｏ、および溝底とをすべて円
弧で連ねた例であり、クラック、ゴム掛けを防止し、し
かも成形時の離型が容易な点においても好ましい。

【００３９】図３（Ｅ）は、溝底９Ａの近傍に、ほぼ垂
直でのびる垂直壁部１１を形成するとともに、この垂直
壁部１１に前記内、外の溝壁面９ｉ、９ｏを設けること
によって、溝底近傍を補強した例を示している。なお、
このような場合には、前記垂直壁部１１のタイヤ半径方
向高さｈを溝深さＧｄの１０〜４０％、好ましくは２０
〜３０％として、少なくとも５０％摩耗時には、この垂
直壁部１１が出現しないようにすることが望ましい。な
お、前記（Ａ）〜（Ｅ）に示したものは、適宜組みあせ
て用いることができる。

【００４０】以上詳述したが、本発明の空気入りタイヤ
は、例えば、トレッド面に２Ａに、縦溝９に交わる向き
にのびる多数の横溝、傾斜溝、サイピング等を適宜配す
ることができ、又縦溝の本数を３本以上としても良く、
さらに方向性パターンや、左右非対称パターンなど種々
の態様に用いうる。

【００４１】

【実施例】タイヤサイズが、２１５／５０ Ｒ１６であ
り、図４に示すトレッドパターンを用いるとともに、本
発明に従う図１、図２、表１に示した構造のラジアルタ
イヤ（実施例１〜４）および図４に示すトレッドパター
ンを用いるとともに、縦溝の断面形状を図５のようにし
た本発明外のラジアルタイヤ（従来例、比較例１〜２）
を試作し、タイヤ新品時と、縦溝の深さが半分になった
５０％摩耗時とにおいて、それぞれハイドロ性能と騒音
性能を比較した。テストの方法は次の通りである。

【００４２】（１）通過騒音（車外騒音）テスト ＪＡＳＯ／Ｃ／６０６に規定する実車惰行試験に準拠し
て、直線状のテストコース（アスファルト路面）を通過
速度５０km／ｈで５０ｍの距離を惰行走行させるととも
に、コースの中間点において走行中心線から側方に７．
５ｍ、かつ路面から１．２ｍの位置に設置した定置マイ
クロフォンにより通過騒音の最大レベルｄＢ（Ａ）を測
定した。数値が小さいほど良好である。

【００４３】（２）ラテラル・ハイドロプレーニングテ
スト アスファルト路面に、水深５mm、長さ２０ｍの水たまり
を設けた半径１００ｍの旋回コース上を、速度を段階的
に増加させながら前記車両を進入させ、横加速度（横
Ｇ）を計測し、６５〜８５km／ｈの速度における前輪の
最大横Ｇを算出し、タイヤ新品時、５０％摩耗時それぞ
れ従来例を１００とする指数で表示している。数値が大
きい程良好である。テストの結果及びタイヤの仕様を表
１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】テストの結果、実施例１では、タイヤ新品
時において距離Ｌ及び溝容積がともに等しい従来例と比
較すると、新品時、通過騒音を１．１ｄＢ（Ａ）低減す
る一方、ハイドロ性能においては同等の性能である。
又、５０％摩耗時においては、前記距離Ｌを減じたこと
により、騒音レベルを同程度に維持しながらも、ハイド
ロ性能を大きく向上していることが確認できた。

【００４６】次に、実施例１に対し距離Ｌを小さく設定
した実施例２では、新品時、ハイドロ性能に優れるが、
騒音性能に劣ることが確認できる。逆に実施例１に対し
距離Ｌを大きく設定した実施例３では、新品時、ハイド
ロ性能に劣るが騒音性能に優れることも確認できた。な
お実施例１に対し小円弧のＲを大とし、溝容積を大きく
設定した実施例４では、新品時のみハイドロ性能が向上
していることが確認できる。

【００４７】又縦溝９の各溝壁の角度θ１、θ２を大き
く設定し過ぎた比較例１では、５０％摩耗時に偏摩耗が
生じたことにより、又角度θ１、θ２を小さく設定し過
ぎた比較例２では、前記距離Ｌの減少度合いが小さいた
めに、いずれも５０％摩耗時にハイドロ性能と騒音性能
ともに向上する効果が小さいことも確認できる。

【００４８】

【発明の効果】叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、
摩耗によって縦溝の間の距離を減少させることができる
ので、ハイドロ性能および騒音性能が、タイヤの寿命
中、長期に亘ってバランス良く維持、向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すタイヤ子午断面図であ
る。

【図２】縦溝の拡大断面図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の他の実施形態を示
す部分断面図である。

【図４】実施例のテストに用いたタイヤのトレッドパタ
ーンを示す展開図である。

【図５】従来例の縦溝の断面図である。

【図６】実験に用いたトレッドパターンを説明する展開
図である。

【図７】（Ａ）は、距離Ｌと前輪横Ｇとの関係を示すグ
ラフ、（Ｂ）は、距離Ｌと騒音レベル（指数）との関係
を示すグラフ。

【符号の説明】

２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ７ ベルト層 ９ 縦溝 ９ｉ 内の溝壁 ９ｏ 外の溝壁 ９Ａ 溝底 １０ リブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド面に、少なくともタイヤ赤道の両
   側でタイヤ周方向にのび、かつ溝巾Ｇｗがタイヤ断面巾
   Ｗの１．３％以上かつ１０％以下の縦溝を設けた空気入
   りタイヤであって、 前記縦溝は、溝底側からトレッド表面にのびるタイヤ赤
   道側の内の溝壁と、トレッド端側の外の溝壁とが共にタ
   イヤ軸方向外側に同じ向きに傾くとともに、 前記外の溝壁が、タイヤ子午断面のトレッド表面輪郭線
   と１２０゜以上かつ１４５゜以下の角度θ１で交差し、 しかも前記内の溝壁が、前記トレッド表面輪郭線と交差
   する角度θ２を、（θ１−２０゜）以上かつ（θ１＋２
   ０゜）以下としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記縦溝は、タイヤ赤道を中心とする左右
   対称位置に配され、しかもトレッド表面を左右対称とし
   たことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】前記トレッド面は、前記縦溝間にタイヤ周
   方向に連続するリブを形成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。