JPH10315711A

JPH10315711A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH10315711A
Application number: JP9148588A
Authority: JP
Inventors: Kuan Ban Doan; クァンバンドァン; Koji Matsuyama; 幸司松山
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JP3377407B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェット走行時の排水性やタイヤ耐久性等の
基本性能を維持しつつ、車音騒音の低騒音化を実現でき
る。【解決手段】タイヤトレッド部１にタイヤ円周方向に
伸びる主溝２を備えた空気入りタイヤにおいて、上記主
溝２の溝側壁面２ａだけに、タイヤトレッド内面から表
面方向に伸びる長穴４を、タイヤ円周方向に沿って、複
数本設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りタイヤに関
し、更に詳細には排水性等のタイヤ性能に悪影響を与え
ずに車外騒音の低減化を実現した空気入りタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ騒音の原因としては、タイヤが接
地した際に、タイヤトレッド部が変形し、タイヤ円周方
向に配置された主溝の容積が変化するため、走行時、主
溝に閉じこめられている空気が圧縮・膨張を繰り返し、
そのときに主溝の空間より発生するエアーポンピング音
（主として気柱共鳴音及びヘルムホルツ音で構成されて
いる。）が知られている。

【０００３】また、このエアーポンピング音のほかに
は、タイヤトレッド部が接地時に路面を叩くときに発生
する打撃音がタイヤ騒音の原因として大部分を占めてい
る。

【０００４】これらの問題を解決する技術として、気柱
共鳴音を小さくする観点から、溝の幅及び深さを変え、
溝容積を小さくすることにより、タイヤ騒音を低減しよ
うとする技術がある。

【０００５】また、タイヤ接地時に発生する打撃音を小
さくすべくブロックパターンをリブ化して振動音を低減
する技術が公知である。またトレッドパターンピッチの
サイズを微妙に変えると同時に、各種ピッチサイズの分
散配列に工夫を凝らし特定周波数での高いピークを示す
ノイズ発生を抑えるピッチバリエーションを駆使した方
法が公知となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車外騒
音を低減するために最も有効な手法としては、上記の騒
音のうち気柱共鳴音を小さくすることであるが、タイヤ
溝容積を小さくすることはタイヤの排水性に大きく影響
を与えるため、ウェット性能が悪くなる点で好ましくな
い。従って、従来、車外騒音を溝容積を小さくする技術
には自ずから限界があった。

【０００７】本発明の課題は、ウェット走行時の排水性
やタイヤ耐久性等の基本性能を維持しつつ、車外騒音の
低騒音化を実現できる空気入りタイヤを提供する点にあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者はかかる問題を
解決しようと鋭意検討した結果、タイヤトレッド部にタ
イヤ円周方向に伸びる主溝の溝側壁面だけに、タイヤト
レッド内面から表面方向に伸びる長穴を、タイヤ円周方
向に沿って、複数本設けることによって、ウェット走行
時の排水性やタイヤ耐久性等の基本性能を維持しつつ、
さらに騒音レベルも低減できることを見いだした。

【０００９】本発明者が本発明を完成させるに至った経
緯は次の通りである。気柱共鳴音は、既述の通り、タイ
ヤが転動中にタイヤトレッドの任意の部分が接地すると
き、路面とパターンの主溝とで形成された管状の空気柱
において生じる共鳴による音であって、いわゆる気柱管
共鳴音と称されている。

【００１０】従って、気柱管共鳴音を減らすためには、
溝壁と空気との摩擦抵抗をできる限り大きくすることが
重要であり、これによって共鳴音は低減し、騒音レベル
は低減する。換言すれば、気柱共鳴音を低減するには管
状の空気中内で通過する空気の流れ速度を小さくするこ
とが重要な手段となる。

【００１１】かかる手段として、例えば、タイヤ円周方
向に伸びる主溝の溝側壁面と溝底壁面の両方に窪み乃至
穴をタイヤ円周方向に沿って複数本設けることが考えら
れる。しかし、タイヤ円周方向に伸びる主溝の溝底壁面
に複数個の窪み乃至穴を設けると、主溝の溝底のゴム層
の厚みが薄くなることから、タイヤトレッド部のクラッ
クや、トレッドゴム下に位置するベルトのセパレーショ
ンなどの問題を引き起こしやすく、タイヤ耐久性の点で
好ましくない。

【００１２】従って、溝壁と空気との摩擦を引き起こす
窪み乃至穴は、主溝の溝側壁面だけに多数形成すること
が望ましいといえるが、実際のところ、かかる窪み乃至
穴を主溝の溝側壁面だけに形成して気柱共鳴音を低減す
るには、どのような形状乃至構造の穴をどのようにして
配置するかが問題となる。

【００１３】本発明は、溝壁と空気との摩擦を引き起こ
すと考えられる数々の窪み乃至穴にについて検討を加え
た結果、タイヤトレッド内面から表面方向に伸びる長穴
が好ましいことを見出した。請求項１の発明は、タイヤ
トレッド部にタイヤ円周方向に伸びる主溝を備えた空気
入りタイヤにおいて、上記主溝の溝側壁面だけに、タイ
ヤトレッド内面から表面方向に伸びる長穴を、タイヤ円
周方向に沿って、複数本設けたことを特徴とする空気入
りタイヤである。

【００１４】従って、本発明のタイヤは、主溝の溝側壁
面だけに長穴を形成しているだけであるが、接地時、主
溝の溝内における空気の流路断面積がタイヤの転動中に
大きく変動するため空気流れに対して十分なエネルギー
損失をもたらす結果、発生する気柱管共鳴音が減少する
と共に、排水性及びタイヤ耐久性も良好に保有してい
る。

【００１５】しかし、更に検討した結果、その長穴につ
いてもその配置や大きさなどにおいて適値が存在するこ
とを見出した。概略的にいえば、長穴はその長手方向の
中心線をタイヤ接地面に対する法線に対して垂直にすれ
ばするほど、主溝の溝内に流れる空気に対して摩擦抵抗
を与えにくくなる。また、長穴の容積をあまりに大きく
することは、タイヤトレッド部の剛性に悪影響を与え、
操縦安定性能の低下をきたすほか、特に重要なことは、
かえって、気柱共鳴音を増大させることとなる。一方、
長穴の容積が小さすぎる場合は、タイヤ回転時における
気柱共鳴音に代表されるエアーポンピング音を低減する
ことは困難である。したがって、タイヤの打撃音と気柱
共鳴音とのバランスを調整し、最も騒音レベルが低くな
る長穴については適値が存在している。

【００１６】すなわち、上記主溝の溝側壁面に形成する
長穴は、その長手方向の中心線がタイヤ接地面に対する
法線に対して−４５度以上４５度以下の角度で設けるこ
とによって溝壁と空気との摩擦抵抗を最大限に引き起こ
し、気柱共鳴音を低減させることができることを見出し
た。本請求項２の発明は長穴はその長手方向の中心線が
タイヤ接地面に対する法線に対して−４５度以上４５度
以下の角度で設けられている請求項１記載の空気入りタ
イヤである。

【００１７】上記主溝の溝側壁面に形成する長穴が、−
４５度未満或いは４５度を越える場合は、空気流に対す
る長穴の長手方向の中心線との角度が浅くなるため、空
気流が実質的に通過する長穴の幅が少なく、共鳴音低減
の効果を十分になさない。また、車両重量による上下方
向の剛性にも劣るため、気柱共鳴音を増大させることに
なる。

【００１８】また、上記主溝の溝側壁面に形成する長穴
は、主溝の幅Ｗに対して、その最大深さ（ｄ）を０．１
Ｗ＜ｄ＜０．３Ｗとしたときに、気柱共鳴音の低減と排
水性能のバランスが良好な空気入りタイヤとすることを
できることを見出した。本請求項３の発明は、主溝の幅
Ｗに対して、当該主溝に形成する長穴は、最大深さ
（ｄ）が０．１Ｗ＜ｄ＜０．３Ｗである請求項２記載の
空気入りタイヤである。

【００１９】上記主溝の溝側壁面に形成する長穴が、溝
の幅Ｗに対して、その最大深さ（ｄ）が０．１Ｗ以下で
あるときは、主溝の溝内に流れる空気に対して摩擦抵抗
を充分与えることができず、気柱共鳴音を低減し難い。
一方、同長穴が溝の幅Ｗに対してその最大深さ（ｄ）が
０．３Ｗ以上の場合は排水性能が低下すると共に、タイ
ヤトレッド部の剛性に悪影響を与え、気柱共鳴音を増大
させる点で車外騒音を却って低減し難い。

【００２０】また、上記主溝の溝側壁面に形成する長穴
は、主溝の幅Ｗ及び溝の深さＨに対して、その最大長さ
（ｈ）を０．５Ｈ＜ｈ＜０．８Ｈ、最大幅（ｗ）を０．
１Ｗ＜ｗ＜０．３Ｗに設定することによって、気柱共鳴
音の低減と排水性能のバランスが良好な空気入りタイヤ
とすることをできることを見出した。本請求項４の発明
は、主溝の幅Ｗ及び溝の深さＨに対して、当該主溝に形
成する長穴は、最大長さ（ｈ）が０．５Ｈ＜ｈ＜０．８
Ｈ、最大幅（ｗ）が０．１Ｗ＜ｗ＜０．３Ｗである請求
項３記載の空気入りタイヤである。

【００２１】上記主溝の溝側壁面に形成する長穴が、主
溝の幅Ｗ及び溝の深さＨに対して、その最大長さ（ｈ）
を０．５Ｈ以下、或いは最大幅（ｗ）を０．１Ｗ以下と
した場合も、主溝の溝内に流れる空気に対して摩擦抵抗
を充分与えることができず、気柱共鳴音を低減し難い。
一方、同長穴が、主溝の幅Ｗ及び溝の深さＨに対して、
その最大長さ（ｈ）を０．８Ｈ以上、或いは最大幅
（ｗ）を０．３Ｗ以上に設定すると、排水性能が低下す
ると共に、タイヤトレッド部の剛性に悪影響を与え、路
面に対する気柱共鳴音を増大させる点で車外騒音を却っ
て低減し難い。

【００２２】従って、本発明は、タイヤトレッド部にタ
イヤ円周方向に伸びる主溝を備えた空気入りタイヤにお
いて、上記主溝の溝側壁面だけに、タイヤトレッド表面
方向に伸びる長穴を、タイヤ円周方向に沿って複数本設
け、上記長穴を、その長手方向の中心線がタイヤ接地面
に対する法線に対して−４５度以上４５度以下の角度で
設けると共に、当該主溝の幅Ｗ及び溝の深さＨに対し
て、その最大深さ（ｄ）を０．１Ｗ＜ｄ＜０．３Ｗ、最
大長さ（ｈ）を０．５Ｈ＜ｈ＜０．８Ｈ、最大幅（ｗ）
を０．１Ｗ＜ｗ＜０．３Ｗとした場合に、気柱管共鳴音
及び振動音のいずれもが低減することになり、車外騒音
の総合的な低減化を図ることができるものである。しか
も、上記範囲に長穴を設定することによって、タイヤ耐
久性、排水性等のタイヤ性能とのバランスも良好とな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる空気入り
タイヤの一実施形態を示す要部拡大部分断面斜視図であ
る。図１において、１はタイヤトレッド部、２はタイヤ
トレッド部１においてタイヤ円周方向に伸びる主溝であ
る。３は隣接する主溝２、２によって構成されたリブで
ある。２ａは主溝２の溝側壁面であり、２ｂは主溝２の
溝底壁面である。４は主溝２の溝側壁面２ａに形成され
たタイヤトレッド表面方向に伸びる略長方形状の長穴で
あり、この略長方形状の長穴４は図示の通りタイヤ円周
方向に沿って多数本形成されているが、主溝２の溝底壁
面２ｂには形成されていない。なお、５はタイヤトレッ
ド部１のゴム下に配置されたベルト部である。

【００２４】図１中、Ｗは主溝の幅、Ｈは主溝の深さで
ある。この実施形態においては、タイヤ円周方向の主溝
側壁面２ａに形成された長穴４は、その配置角度がタイ
ヤ接地面に対する法線に対して０度となっている。

【００２５】また、この実施形態で採用した略長方形状
の長穴４のサイズは、図２に示した要部拡大斜視図の通
り定義される。なお、図２において、２は主溝、３はリ
ブ、Ｗは主溝の幅、Ｈは主溝２の深さ、ｄは長穴４の最
大深さ、ｗは長穴４の最大幅、ｈは長穴４の最大高さで
ある。長穴４のサイズは、車外騒音の低減を考慮する
と、それぞれ０．５Ｈ＜ｈ＜０．８Ｈ、０．１Ｗ＜ｗ＜
０．３Ｗ、０．１Ｗ＜ｄ＜０．３Ｗの範囲内で形成され
ている。これらの範囲より小さいと、十分な共鳴音の低
減を図ることができず、これらの範囲より大きくなる
と、タイヤリブの剛性が維持できなくなり、かえって振
動音、気柱共鳴音が増大するために車外騒音が大きくな
る。具体的な大きさはタイヤサイズによって任意に定め
ることができる。

【００２６】長穴４の主溝２の溝側壁面２ａへの配置の
箇所は特に限定されるものではない。具体的には長穴４
の最大高さｈとの関係で個別的に決定すればよいが、タ
イヤの使用に伴う摩耗を考慮すると、主溝２の溝底壁面
２ｂに近い箇所に設けることが好ましい。

【００２７】長穴４の配置方向は、図２に示す様に、長
穴４の長手方向の中心線Ｃ、Ｃと、図１及び図２に示す
様に、タイヤの放線Ｎ、Ｎとの角度θは−４５度〜４５
度の範囲内にあることが好ましく、本実施形態では既述
の通り０度となっている。

【００２８】図３は長穴４の配置方向を変更した他の実
施形態を示す要部拡大部分断面斜視図である。同図にお
ける符号は、図１及び図２に示すものと同じである。こ
の例では、長穴４はその長手方向の中心線Ｃ、Ｃがタイ
ヤ接地面に対する法線Ｎ、Ｎとなす角度θがタイヤ回転
方向と逆方向に３０度となっている。

【００２９】なお、長穴４は、主溝２を構成する一方の
溝側壁面２ａにはタイヤ回転方向と逆方向に傾斜した配
置とし、同主溝２を構成する他方の溝側壁面２ａにはタ
イヤ回転方向に傾斜した配置として、組み合わせて配置
することもできる。

【００３０】また、長穴４の配置は、主溝２の溝側壁面
２ａの全周上にわたり配置してもよいし、周上の一部分
にのみ設けることもできる。また、タイヤトレッド部に
複数の主溝を有するタイヤに対しては、すべての主溝に
対して設けてもよいし一部の主溝のみに設けることもで
きる。また、本実施形態のタイヤは、リブパターンのタ
イヤに適用しているが、ブロックパターンでも同様に適
用できる。

【００３１】また、長穴４は、図１に示す様に主溝２の
溝側壁面２ａに同一の形状、寸法及び配置方向で設ける
こともできるが、図４に示す様に、上記範囲内でランダ
ムに変化させることもできる。

【００３２】また、長穴の数は主溝総面積の約３０〜７
０％が長穴の表面積になるように設けることが好まし
い。この割合よりも少ない場合は、共鳴音の十分な低減
を図ることができず、一方この割合より多い場合はリブ
の剛性が維持できなくなり、かえって振動音、気柱共鳴
音が増大するために車外騒音が大きくなる。

【００３３】なお、本発明の長穴は、本実施形態の様に
略長方形状の長穴が好ましいが、その他楕円形状等でも
よく、要するに小凹の窪みとして構成されていることが
重要である。なお、本発明でいう長穴は、長手方向の両
端を含む全体形状において周囲が閉塞した穴形状であれ
ば足りる。従って、一端がタイヤトレッド表面に開口し
ている溝形状は含まれないが、溝底に到達している長穴
は含まれる。但し、本発明の長穴は、クラックの発生を
防止する見地等からすれば、溝底から離して形成するこ
とが好ましい。

【００３４】

【実施例】表１に示すタイヤサイズ６．５０Ｒ１６の実
施例及び比較例の各タイヤを用いて、台上タイヤ単体騒
音及び、実車走行により操縦安定性を評価した。なお、
実施例、比較例の各タイヤとも図５に示す同じトレッド
パターンを使用している。図５において、図１と同符号
は同じ意味を示している。また主溝２の溝側壁面２ａに
形成する穴は、実施例１では図１に示す形状、寸法及び
図４に示すランダム配置で長穴４として形成されてい
る。実施例２では図１に示す形状、寸法で、図４に示す
ランダム配置でなおかつ図３に示すように角度を付して
長穴を形成している。実施例３では図１に示す形状、寸
法で、図３に示すように角度を付して均一に長穴を形成
している。比較例１は主溝２の溝側壁面２ａに穴を形成
しない従来のタイヤをである。また比較例２では主溝２
の溝側壁面２ａに形成する穴は、図１に示す配置条件で
主溝２の溝側壁面２ａだけに形成され、かつ表１で特定
される丸穴（ディンプル）として形成されている。な
お、各実施例、比較例の各タイヤのベルト補強層は同部
材、同構造及び同配置で構成している。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に各実施例及び比較例の台上タイヤ単
体騒音、操縦安定性の試験結果を示した。なお、台上タ
イヤ単体騒音はＪＡＳＯ−Ｃ６０６に準拠して試験し
た。速度は５０ｋｍ／ｈである。表１の台上タイヤ単体
騒音は、１／３オクターブバンドの１ＫＨｚ気柱共鳴音
レベルを測定し、比較例１のタイヤとの間におけるタイ
ヤ騒音差で示している。騒音のマイナス値が大きくなれ
ばなるほどタイヤ騒音が低減していることを示す。

【００３７】ウェット時における操縦安定性はテストコ
ースにおいて専用ドライバーによる官能評価を行い、比
較例１を基準にして評価した。

【００３８】表１より、比較例２の丸形ディンプルを主
溝の溝側壁及び溝底壁に付したタイヤは、比較例１の穴
を付さないタイヤに較べて、車外騒音はわずかに低減し
ているが、タイヤ騒音の低減の観点からは十分な効果を
奏していない。一方、長穴４を設けた実施例のタイヤは
いずれも比較例１及び比較例２のタイヤよりも、２ｄＢ
以上のタイヤ騒音の低減化がみられた。また、実施例の
タイヤはいずれも操縦安定性が比較例１と同様に基準並
であった。

【００３９】また、比較例４乃至６のように、長穴のサ
イズ、配置角度、配置数が十分でないと、車外騒音の低
減化が必ずしも充分でない。これらのタイヤはタイヤの
振動音及び気柱共鳴音が増長されたため、車外騒音の低
減化が十分とならなかったものと推量される。

【００４０】実施例１のタイヤと比較例１及び６のタイ
ヤと較べ、速度がタイヤ騒音に与える影響を考慮するた
めに、低速から高速までの１／３オクターブバンドの１
ＫＨｚタイヤ騒音のレベルを測定した。その結果を図６
に示す。図６より、実施例１のタイヤは比較例タイヤに
比していずれもタイヤ騒音の低減化が認められる。

【００４１】

【発明の効果】以上の通り、本発明はタイヤトレッド部
にタイヤ円周方向に伸びる主溝を備えた空気入りタイヤ
において、上記主溝の溝側壁面だけに、タイヤトレッド
表面方向に伸びる長穴を、タイヤ円周方向に沿って、複
数本設けた空気入りタイヤであるので、ウェット走行時
の排水性やタイヤ耐久性等の基本性能を維持しつつ、車
外騒音の低騒音化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明にかかる空気入りタイヤの一実施形態を示
す要部拡大部分断面斜視図である。

【図２】同要部拡大斜視図である。

【図３】同他の実施形態を示す要部拡大部分断面斜視図
である。

【図４】同他の実施形態を示す要部拡大部分断面斜視図
である。

【図５】同実施例に係るトレッドパターンの概略図であ
る。

【図６】走行速度と１ＫＨｚの車外騒音のレベルとの関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１タイヤトレッド部２主溝２ａ溝側壁面２ｂ溝底壁面３リブ４長穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤトレッド部にタイヤ円周方向に伸
びる主溝を備えた空気入りタイヤにおいて、上記主溝の
溝側壁面だけに、タイヤトレッド内面から表面方向に伸
びる長穴を、タイヤ円周方向に沿って、複数本設けたこ
とを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】長穴はその長手方向の中心線がタイヤ接
地面に対する法線に対して−４５度以上４５度以下の角
度で設けられている請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】主溝の幅Ｗに対して、当該主溝に形成す
る長穴は、最大深さ（ｄ）が０．１Ｗ＜ｄ＜０．３Ｗで
ある請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】主溝の幅Ｗ及び主溝の深さＨに対して、
当該主溝に形成する長穴は、最大長さ（ｈ）が０．５Ｈ
＜ｈ＜０．８Ｈ、最大幅（ｗ）が０．１Ｗ＜ｗ＜０．３
Ｗである請求項３記載の空気入りタイヤ。