JP2012020671A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェット性能を損なわずに通過騒音性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝によって、周方向に連続したリブ状陸部がトレッド部に区画された空気入りタイヤにおいて、車両装着時の、タイヤ赤道面より車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積が、車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積より大きく、少なくとも１本の周方向溝には、一端が該周方向溝に開口し他端がリブ状陸部内で終端する傾斜溝が設けられ、該傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、一端がトレッド端に開口し他端がショルダー陸部内で終端するショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェット性能を損なわずに通過騒音性能を向上させた空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤにおいて、ウェット性能を向上するためには、トレッド部のネガティブ率を高くすることが有効である。ところが、トレッド部に、タイヤ幅方向に延びる多数の溝を設けると、車両外側にて聞こえる通過騒音が増加する傾向がある。そのため、ウェット性能と通過騒音性能とを同時に満足することは困難であることが知られている。
ウェット性能と通過騒音性能とを改善することを目的とした従来技術として、例えば特許文献１には、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数の周方向溝を設け、これらの周方向溝によって区画されたタイヤ赤道面を含むリブ状のセンター陸部の両側の中間陸部に、円弧状に延びる複数本の円弧溝を設け、各円弧溝の一端をその車両内側の周方向溝に連通させ、他端を隣の円弧溝に連通させるとともに、円弧溝の繰り返しピッチを規定した空気入りタイヤが提案されている。

特開２００９−１６６５９２号公報

本発明者が、ウェット性能と通過騒音性能とを同時に満足させる構成について鋭意研究していたところ、上述した従来技術の空気入りタイヤには更なる改善の余地があることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、上述した従来技術の空気入りタイヤでは、ショルダー側の周方向溝に開口した幅方向溝がトレッド端にも開口しており、当該ショルダー側の周方向溝の気柱共鳴音がタイヤ外部に伝わるため、今後の更なる通過騒音の低減の要求に対して十分ではないと考えられた。また、ウェット性能についても十分ではないと考えられた。
そこで、本発明の目的は、ウェット性能を損なわずに通過騒音性能を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝によって、周方向に連続したリブ状陸部がトレッド部に区画された空気入りタイヤにおいて、
車両装着時の、タイヤ赤道面より車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積が、車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積より大きく、
少なくとも１本の周方向溝には、一端が該周方向溝に開口し他端がリブ状陸部内で終端する傾斜溝が設けられ、
該傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、一端がトレッド端に開口し他端がショルダー陸部内で終端するショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きい、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

なお、ショルダー陸部とは、タイヤ幅方向最外側に形成された周方向溝とトレッド端との間のリブ状陸部のことである。

（２）トレッド部に形成された全溝のネガティブ比が０．３３以下であり、
前記複数の周方向溝のネガティブ比の、前記全溝のネガティブ比に対する比が０．７５以上であり、
車両装着時の、タイヤ赤道面より車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Ｖｏｕｔの、車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Ｖｉｎに対する比Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが０．７〜０．９である、
ことを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が５０°〜６５°であり、
前記ショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が０°〜３０°である、
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記リブ状陸部には、接地時に閉じるサイプが形成されていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明により、ウェット性能を損なわずに通過騒音性能を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。 本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。 従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。 比較例の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。なお、タイヤの内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので説明を省略する。
図１（ａ）は本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。
車両装着時にタイヤ赤道面ＣＬより車両の内側（図中ＩＮで示す）のトレッド踏面１には、タイヤ周方向に直線状に連続して延びる周方向溝２ａ、２ｂが形成され、タイヤ赤道面ＣＬより車両の外側（図中ＯＵＴで示す）のトレッド踏面１には、タイヤ周方向に直線状に連続して延びる周方向溝２ｃが形成されている。また、これらの周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃによって、トレッド踏面１に、タイヤ周方向に連続したリブ状の陸部が区画形成されている。具体的には、車両内側のトレッド端ＴＥと周方向溝２ａとによってショルダー陸部３ｓｉが区画され、車両外側のトレッド端ＴＥと周方向溝２ｃとによってショルダー陸部３ｓｏが区画されている。さらに、周方向溝２ｂ、２ｃによってタイヤ赤道面ＣＬを含むセンター陸部３ｃが区画され、周方向溝２ａ、２ｂによって中間陸部３ｍが区画されている。
ショルダー陸部３ｓｉには、一端が車両内側のトレッド端ＴＥに開口し他端がショルダー陸部３ｓｉ内で終端するショルダー溝５ｉが形成されている。中間陸部３ｍには、一端が周方向溝２ａに開口し他端が中間陸部３ｍ内で終端する傾斜溝４ａが形成されている。センター陸部３ｃには、一端が周方向溝２ｂに開口し他端がセンター陸部３ｃ内で終端する傾斜溝４ｂが形成されている。ショルダー陸部３ｓｏには、一端が周方向溝２ｃに開口し他端がショルダー陸部３ｓｏ内で終端する傾斜溝４ｃと、一端が車両外側のトレッド端ＴＥに開口し他端がショルダー陸部３ｓｏ内で終端するショルダー溝５ｏが形成されている。

ここで、タイヤ赤道面ＣＬより車両内側の全ての周方向溝２ａ、２ｂの溝容積を足し合わせた溝容積Ｖｉｎを、車両外側の周方向溝２ｃの溝容積Ｖｏｕｔより大きくすることが肝要である。
車両がコーナリングする場合、遠心力により旋回半径外側に配置されているタイヤに大きな荷重が作用する。すると、このタイヤの接地中心は旋回半径外側方向、すなわち車両外側へ移るため、このタイヤの車両内側の接地圧が低くなる。すると、トレッド踏面１の下の水が、接地圧の低いタイヤの車両内側部分に移動し、タイヤを徐々に浮き上がらせてしまう。そこで、車両内側の周方向溝２ａの溝容積と周方向溝２ｂの溝容積とを足し合わせた溝容積を、車両外側の周方向溝２ｃの溝容積より大きくすることにより、このタイヤの浮き上がりを効果的に防ぎ、ウェット性能を向上することができる。
なお、周方向溝の溝容積は、周方向溝の本数、溝幅、溝深さによって決定される。

また、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃに開口する傾斜溝４ａ、４ｂ、４ｃが、それぞれ陸部３ｍ、３ｃ、３ｓｏ内で終端し、周方向溝同士を連通しないこと、および、周方向溝２ａ、２ｃとトレッド端ＴＥとを連通しないことが肝要である。
周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃは、タイヤの走行に伴い気柱共鳴音と呼ばれる１０００Ｈｚ周辺のノイズを発生させる。この周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃに、共鳴器として働く傾斜溝４ａ、４ｂ、４ｃを連通させることによって、気柱共鳴音を抑制することができる。傾斜溝４ａ、４ｂ、４ｃは、溝長さをｌ、音速をｖ、振動次数をｎとしたとき、
ｆ＝（２ｎ−１）×ｖ／４ｌ
で表される周波数ｆで音を吸音することが明らかになっている。それゆえ、ｆを１０００Ｈｚ前後とするように傾斜溝４ａ、４ｂ、４ｃの長さを決定することが好ましい。なお、図示例ではサイドブランチ型の共鳴器を示したが、ヘルムホルツ型の共鳴器を使用することもできる。
また、タイヤ幅方向最外側の周方向溝２ａ、２ｃとトレッド端ＴＥとを連通させないことによって、周方向溝２ａ、２ｃで発生した気柱共鳴音が車両外部に伝播するのを抑制することができる。

さらにまた、傾斜溝４ａ、４ｂ、４ｃの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度（鋭角）θａ、θｂ、θｃが、ショルダー溝５ｉ、５ｏのタイヤ幅方向に対する傾斜角度（図示例では０°）より大きいことが肝要である。
タイヤ幅方向に対して大きい傾斜角を有するショルダー溝が形成されていると、ブロック踏面を見て、ブロック中心点を軸とした回転方向の変形が大きくなり、すなわち蹴り出し時の滑りを助長する方向となって、ヒール・アンド・トゥ摩耗性能が悪化するためである。

図１（ｂ）（ｃ）は本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの変形例を示す展開図である。
図１（ｂ）に示すように、周方向溝２ａ、２ｂには傾斜溝を設けず、周方向溝２ｃにのみ傾斜溝４ｃを設けた構成とすることもできる。また、周方向溝２ａ、２ｂに連通するようなサイプ６を形成することもできる。なお、サイプ６は、接地時に閉じて溝幅がゼロとなる。
図１（ｃ）に示すように、周方向溝に隣接する両側の陸部のいずれの陸部に傾斜溝を設けてもよく、さらに、傾斜溝は屈曲していてもよい。具体的には、一端が周方向溝２ｂに開口し他端が中間陸部３ｍ内で終端する傾斜溝４ｂは、周方向溝２ｂに開口する溝部分４ｂ１と、その溝部分４ｂ１から屈曲しタイヤ周方向に延びる溝部分４ｂ２とから構成することもできる。なお、この場合の傾斜溝４ｂの、タイヤ周方向に対する傾斜角度とは、溝部分４ｂ１のタイヤ周方向に対する傾斜角度θｂで規定するものとする。

トレッド部１に形成された全溝のネガティブ比（トレッド部１に形成された全溝の面積／トレッド部１の面積）が０．３３以下であるとともに、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃのネガティブ比（周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃの面積／トレッド部１の面積）の、全溝のネガティブ比に対する比が０．７５以上であることが好ましい。
全溝のネガティブ比が０．３３超の場合、通過騒音性能が損なわれるおそれがある。また、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃのネガティブ比の、全溝のネガティブ比に対する比が０．７５未満の場合、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃの面積が小さいことを意味するので、ウェット性能が十分に確保されないおそれがある。
また、車両外側の周方向溝２ｃの溝容積Ｖｏｕｔの、車両内側の周方向溝２ａ、２ｂの溝容積Ｖｉｎに対する比Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが０．７〜０．９であることが好適である。この比が０．７未満の場合、Ｖｏｕｔが小さく、車両直進時のウェット性能が十分に確保できないおそれがある。一方、この比が０．９超の場合、ＶｏｕｔがＶｉｎに近づくこととなり上述したコーナリング時のウェット性能を向上する効果が十分に発揮されないおそれがある。

傾斜溝４ａ、４ｂ、４ｃの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θａ、θｂ、θｃが５０°〜６５°であり、かつ、ショルダー溝５ｉ、５ｏのタイヤ幅方向に対する傾斜角度が０°〜３０°であることが好ましい。
傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度を５０°〜６５°とすることにより、ドライ路面でのブレーキ時のブロック表面と路面との接触面積を最大にすることができるので、ブレーキ性能を向上することができるためである。
また、ショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が３０°超の場合、ブロック踏面を見て、ブロック中心点を軸とした回転方向の変形が大きくなり、すなわち蹴り出し時の滑りを助長する方向となって、ヒール・アンド・トゥ摩耗性能が悪化するためである。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤ、比較例タイヤおよび従来例タイヤを試作し、ウェット性能および通過騒音性能を評価した。
各供試タイヤは２４５／４０Ｒ１８のタイヤサイズであり、表１に示すトレッドパターンの仕様を有し、内圧を２３０ｋＰａに調節してある。
発明例タイヤは、図２に示すトレッドパターンを有し、周方向溝２ａ〜２ｅにより、周方向に連続するリブ状の陸部３ｓｉ、３ｍ１、３ｃ、３ｍ２、３ｍ３、３ｓｏを区画形成している。周方向溝２ｄに、ヘルムホルツ型の共鳴器として働く傾斜溝４ｄを設けている。この傾斜溝４ｄの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θｄは５５°であり、ショルダー溝５ｉ、５ｏの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θｉ、θｏより大きい。
従来例タイヤは、図３に示すトレッドパターンを有し、周方向溝２ａと車両内側のトレッド端ＴＥとをショルダー溝５ｉが連通し、周方向溝２ｂ、２ｃを傾斜溝４ｂが連通し、周方向溝２ｄ、２ｅを傾斜溝４ｄが連通し、周方向溝２ｅと車両外側のトレッド端ＴＥとをショルダー溝５ｏが連通することによって、ブロック状の陸部３ｓｉ、３ｍ２、３ｍ３、３ｓｏとリブ状の陸部３ｍ１、３ｃを区画形成している。
比較例タイヤ１は、図４（ａ）に示すトレッドパターンを有し、周方向溝２ａ〜２ｅにより、周方向に連続するリブ状の陸部３ｓｉ、３ｍ１、３ｍ２、３ｃ、３ｍ３、３ｓｏを区画形成している。周方向溝２ｂに、ヘルムホルツ型の共鳴器として働く傾斜溝４ｂを設けている。この傾斜溝４ｂの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θｂは５５°であり、ショルダー溝５ｉ、５ｏの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θｉ、θｏより大きい。
比較例タイヤ２は、図４（ｂ）に示すトレッドパターンを有し、周方向溝２ａ〜２ｅにより、周方向に連続するリブ状の陸部３ｓｉ、３ｃ、３ｍ２、３ｍ３、３ｓｏを区画形成し、周方向溝２ａ、２ｂを傾斜溝４ａが連通することにより、ブロック状の陸部３ｍ１を区画形成している。傾斜溝４ａの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θａは５５°である。周方向溝２ｄに、ヘルムホルツ型の共鳴器として働く傾斜溝４ｄを設けている。この傾斜溝４ｄの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θｄは５５°であり、ショルダー溝５ｉ、５ｏの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θｉ、θｏより大きい。

（ウェット性能）
ウェット性能は、コーナリングハイドロプレーニング試験によって評価する。各供試タイヤを国産のセダンタイプの乗用自動車に装着し、２名乗車とする。水深が６ｍｍの路面上で半径１００ｍの旋回走行を行い、速度を次第に上げていったときの車両横方向の加速度を測定し、その積算値を結果としている。結果は、従来例タイヤの値を１００として指数表示した。なお、指数が大きいほど、ウェット性能に優れていることを示す。

（通過騒音性能）
通過騒音試験では、ＪＩＳ Ｄ８３０１に定められた車両の通過騒音の試験法に基づいて測定を行う。具体的には、ＩＳＯ路面上を５３ｋｍ／ｈで車両を走行させ、このときの通過騒音を、車両中心から７．５ｍ離れ、高さ１．２ｍの位置に置かれたマイクで測定する。なお、ＩＳＯ路面とは、ＩＳＯ１０８４４の規格に規定された車両通過騒音測定用の路面のことである。結果は、従来例タイヤの通過騒音を０として、従来例タイヤの通過騒音からの増減値で示している。

表１より、発明例タイヤでは、従来例タイヤと比較して、ウェット性能を損なわずに通過騒音性能を向上できていることが分かる。

１ トレッド踏面
２ 周方向溝
３ｃ センター陸部
３ｍ 中間陸部
３ｓ ショルダー陸部
４ 傾斜溝
５ ショルダー溝
６ サイプ

Claims (4)

1. タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝によって、周方向に連続したリブ状陸部がトレッド部に区画された空気入りタイヤにおいて、
   車両装着時の、タイヤ赤道面より車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積が、車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積より大きく、
   少なくとも１本の周方向溝には、一端が該周方向溝に開口し他端がリブ状陸部内で終端する傾斜溝が設けられ、
   該傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、一端がトレッド端に開口し他端がショルダー陸部内で終端するショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きい、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッド部に形成された全溝のネガティブ比が０．３３以下であり、
   前記複数の周方向溝のネガティブ比の、前記全溝のネガティブ比に対する比が０．７５以上であり、
   車両装着時の、タイヤ赤道面より車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Ｖｏｕｔの、車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Ｖｉｎに対する比Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎが０．７〜０．９である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が５０°〜６５°であり、
   前記ショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が０°〜３０°である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記リブ状陸部には、接地時に閉じるサイプが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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