JP2014213731A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】気柱管共鳴音を低減することでノイズ性能を向上できる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる主溝がトレッド面に設けられた空気入りタイヤにおいて、その主溝の側壁３ａには、穴により構成される非平坦部１０が形成される。非平坦部１０は、主溝の深さ方向ＤＤに延び且つタイヤ周方向ＣＤに間隔Ｓ１を設けて配置された多数の長穴１１と、長穴１１よりも主溝の深さ方向ＤＤに短い多数の丸穴１２とを有する。丸穴１２は、長穴１１よりもタイヤ周方向ＣＤに長いとともに、長穴１１に接することなく長穴１１と交互に並ぶようにしてタイヤ周方向ＣＤに配列されている。【選択図】図３

Description

本発明は、気柱管共鳴音を低減することでノイズ性能を向上できる空気入りタイヤに関する。

タイヤが接地した状態で回転すると、タイヤ周方向に延びる主溝と路面とにより形成された管状空間から気柱管共鳴音が発生することがある。気柱管共鳴音は、周波数が１ｋＨｚ付近のノイズであり、ドライバーに不快感を与えるとともに車外音の原因にもなるため、気柱管共鳴音を低減しうる手法が従来から求められている。

本出願人による特許文献１〜３に記載の空気入りタイヤでは、主溝の側壁に多数の長穴を設けており、その長穴は、主溝の深さ方向に延び且つタイヤ周方向に間隔を設けて配置される。かかる構成によれば、主溝内を流れる空気の摩擦抵抗が増大し、気柱管共鳴音の低減を図ることができる。本発明者は、かかる手法を更に改善することで気柱管共鳴音を低減し、ノイズ性能を向上できることを見出した。

特開平１０−３１５７１１号公報 特開２００９−１２６３１２号公報 特開２００９−２２７２２２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気柱管共鳴音を低減することでノイズ性能を向上できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ周方向に沿って延びる主溝がトレッド面に設けられた空気入りタイヤにおいて、前記主溝の側壁に、穴または突起により構成される非平坦部が形成され、前記非平坦部が、前記主溝の深さ方向に延び且つタイヤ周方向に間隔を設けて配置された多数の第１の成分と、前記第１の成分よりも前記主溝の深さ方向に短い多数の第２の成分とを有し、前記第２の成分が、前記第１の成分よりもタイヤ周方向に長いとともに、前記第１の成分に接することなく前記第１の成分と交互に並ぶようにしてタイヤ周方向に配列されているものである。

このタイヤでは、穴または突起で構成される非平坦部が主溝の側壁に形成されるため、主溝内を流れる空気の摩擦抵抗が増大する。しかも、第１の成分と、それよりもタイヤ周方向に長い第２の成分とがタイヤ周方向に交互に並ぶため、タイヤ周方向における非平坦部のピッチがバリアブルになる。更に、第１の成分よりも主溝の深さ方向に短い第２の成分がタイヤ周方向に配列されるため、第２の成分が配列される高さと第２の成分が配列されない高さとで、非平坦部の繰り返しパターンが異なる。以上の結果、空気の乱流が発生しやすくなって気柱管共鳴音が低減し、しかもその度合いを主溝の深さ方向で異ならせることで周波数が分散されるため、ノイズ性能を向上することができる。

前記第１の成分と前記第２の成分の両方が穴により構成されていることが好ましい。これにより、主溝内で空気の乱流が発生しやすくなるとともに、その度合いが高められるため、気柱管共鳴音を低減するうえで都合がよい。

複数の前記第２の成分が前記主溝の深さ方向に間隔を設けて配置されていることが好ましい。これにより、主溝の深さ方向における複数の箇所で第２の成分が配列され、それらの間に第２の成分が配列されない領域が設定される。その結果、繰り返しパターンの異なる非平坦部が主溝の深さ方向に交互に並ぶため、気柱管共鳴音の周波数が効果的に分散されて、ノイズ性能を良好に向上できる。

気柱管共鳴音を効果的に低減するうえで、前記第１の成分と前記第２の成分が前記主溝の側壁の上縁から溝底側に離れて配置されていることが好ましい。また、前記第１の成分が前記主溝の深さ方向に対して傾斜する場合には、非平坦部の繰り返しパターンの位相が主溝の深さ方向において変化するため、主溝内を流れる空気の乱流が更に発生しやすくなり、気柱管共鳴音の低減効果を向上できる。

空気入りタイヤが備えるトレッド面の一例を示す平面図 主溝の側壁を示す斜視図 主溝の側壁を示す正面図 図３のＡ位置（Ａ−Ａ矢視）、Ｂ位置（Ｂ−Ｂ矢視）、Ｃ位置（Ｃ−Ｃ矢視）を示す断面図 従来の形態における主溝の側壁を示す正面図 図５のＸ位置（Ｘ−Ｘ矢視）、Ｙ位置（Ｙ−Ｙ矢視）、Ｚ位置（Ｚ−Ｚ矢視）を示す断面図 別実施形態における主溝の側壁を示す正面図 別実施形態における主溝の側壁を示す正面図 図８のＤ位置（Ｄ−Ｄ矢視）、Ｅ位置（Ｅ−Ｅ矢視）、Ｆ位置（Ｆ−Ｆ矢視）を示す断面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤが備えるトレッド面ＴＳには、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる複数の（本実施形態では４本の）主溝３が設けられている。また、主溝３に加えて、主溝３と交差する方向に延びる横溝４も設けられており、それらがリブやブロックなどの陸部５を区分している。

図２，３に示すように、主溝３の側壁３ａには、穴により構成された非平坦部１０が形成されている。これと対向する不図示の側壁にも、同様の非平坦部が形成されている。非平坦部１０は、主溝３の深さ方向ＤＤに延び且つタイヤ周方向ＣＤに間隔Ｓ１を設けて配置された多数の長穴１１（第１の成分の一例）と、その長穴１１よりも主溝３の深さ方向ＤＤに短い多数の丸穴１２（第２の成分の一例）とを有する。即ち、主溝３の深さ方向ＤＤにおける長穴１１の長さＬ１と丸穴１２の長さＬ２は、Ｌ１＞Ｌ２の関係を満たす。

丸穴１２は、長穴１１よりもタイヤ周方向ＣＤに長く、且つ、長穴１１に接することなく長穴１１と交互に並ぶようにしてタイヤ周方向ＣＤに配列されている。したがって、タイヤ周方向ＣＤにおける長穴１１の幅Ｗ１と丸穴１２の幅Ｗ２は、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たす。本実施形態では、多数の長穴１１が互いに同一の形状を有し、タイヤ周方向ＣＤに等間隔に配置されている。また、多数の丸穴１２も互いに同一の形状を有し、タイヤ周方向ＣＤに等間隔に配置されている。

このような非平坦部１０に基づく凹凸が側壁３ａに設けられていることで、主溝３内を流れる空気の摩擦抵抗が増大し、気柱管共鳴音の低減に資する。しかも、長穴１１と、それよりもタイヤ周方向ＣＤに長い丸穴１２とがタイヤ周方向ＣＤに交互に並ぶため、タイヤ周方向ＣＤにおける非平坦部１０のピッチはバリアブルになる。即ち、丸穴１２が配列される高さ（Ａ位置及びＣ位置）では、図４のように穴のピッチが一定にならない。これに対し、図５のように長穴２１のみからなる非平坦部２０が側壁３ａに設けられている場合には、図６のように非平坦部２０のピッチが一定になる。

更に、本実施形態では、長穴１１よりも主溝３の深さ方向ＤＤに短い丸穴１２がタイヤ周方向ＣＤに配列される。そのため、丸穴１２が配列される高さ（Ａ位置及びＣ位置）と丸穴１２が配列されない高さ（Ｂ位置）とでは、図４のように長穴１１と丸穴１２とからなる非平坦部１０の繰り返しパターンが異なる。本実施形態では、丸穴１２のない領域がタイヤ全周に亘って設けられている。これに対し、図５では、Ｘ位置，Ｙ位置及びＺ位置の各々において、図６のように非平坦部２０の繰り返しパターンが同じである。

かかる構成に基づき、この空気入りタイヤでは、主溝３内で空気の乱流が発生しやすく、その主溝３内を流れる空気の粒子速度が不均一となるため、気柱管共鳴音を低減することができる。丸穴１２を長穴１１に接触させないことは、空気の乱流を発生させるうえで都合がよい。しかも、主溝３の深さ方向ＤＤにおいて側壁３ａの断面形状を変化させ、乱流が発生しやすい度合いを深さ方向ＤＤで異ならせていることから、気柱管共鳴音の周波数を分散してノイズ性能を効果的に向上できる。

主溝３の深さ方向ＤＤにおける長穴１１の長さＬ１は、主溝３の深さＤ３の５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましい。長さＬ１を深さＤ３の５０％以上にすることで、気柱管共鳴音の低減効果を確保しやすい。また、長さＬ１は、主溝３の深さＤ３の９０％以下が好ましく、８０％以下がより好ましい。長さＬ１を深さＤ３の９０％以下にすることで、陸部５の剛性を確保してタイヤ性能の悪化を防止できる。主溝３の深さＤ３は、例えば７．０〜２０．０ｍｍである。

主溝３の深さ方向ＤＤにおける丸穴１２の長さＬ２は、主溝３の深さＤ３の１０％以上が好ましい。長さＬ２を深さＤ３の１０％以上にすることで、気柱管共鳴音の低減効果を確保しやすい。また、長さＬ２は、長穴１１の長さＬ１の５０％以下が好ましく、４０％以下がより好ましい。長さＬ２を長さＬ１の５０％以下にすることで、乱流が発生しやすい度合いを深さ方向ＤＤで異ならせるうえで都合がよい。

タイヤ周方向ＣＤにおける長穴１１の幅Ｗ１は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。幅Ｗ１を０．２ｍｍ以上にすることで、気柱管共鳴音の低減効果を確保しやすい。また、幅Ｗ１は、５．０ｍｍ以下が好ましく、３．０ｍｍ以下がより好ましい。幅Ｗ１を５．０ｍｍ以下にすることで、主溝３内を流れる空気の摩擦抵抗を適切に高められる。幅Ｗ１は長さＬ１よりも小さく、長穴１１は細長く形成される。

長穴１１の間隔Ｓ１は、１．０ｍｍ以上が好ましく、２．０ｍｍ以上がより好ましい。間隔Ｓ１を１．０ｍｍ以上にすることで、適度な大きさの丸穴１２を配置しやすくなる。間隔Ｓ１は、幅Ｗ１はよりも大きく設定される。また、間隔Ｓ１は、１０．０ｍｍ以下が好ましく、８．０ｍｍ以下がより好ましい。間隔Ｓ１を１０．０ｍｍ以下にすることで、長穴１１及び丸穴１２の配置密度が高められ、気柱管共鳴音を低減するうえで都合がよい。

タイヤ周方向ＣＤにおける丸穴１２の幅Ｗ２は、長穴１１の幅Ｗ１の１．１倍以上が好ましく、１．２倍以上がより好ましい。幅Ｗ２を幅Ｗ１の１．１倍以上にすることで、非平坦部１０のピッチを適度なバリアブルにするうえで都合がよい。また、幅Ｗ２は、長穴１１の間隔Ｓ１の０．９倍以下が好ましく、０．８倍以下がより好ましい。幅Ｗ２を間隔Ｓ１の０．９倍以下にすることで、長穴１１に接しないように丸穴１２を配置しやすい。

長穴１１の深さＤ１及び丸穴１２の深さＤ２は、例えば０．２〜３．０ｍｍに設定される。本実施形態では、深さＤ１と深さＤ２を同じ寸法にしているが、これらを異ならせても構わない。それらを異ならせる場合には、陸部５の剛性低下を抑えてタイヤ性能の悪化を防止する観点から、深さＤ１よりも深さＤ２を大きくすることが好ましい。

長穴１１は、主溝３の側壁３ａの上縁３ｂから溝底３ｃ側に離れて配置され、上縁３ｂに到達することなく閉塞端１１ａにて終端している。同様に、丸穴１２も、側壁３ａの上縁３ｂから溝底３ｃ側に離れて配置されている。このように、長穴１１と丸穴１２が陸部５の頂面に開口しないことで、気柱管共鳴音を効果的に低減できる。また、長穴１１は、主溝３の溝底３ｃから上縁３ｂ側に離れて配置され、溝底３ｃに到達することなく閉塞端１１ｂにて終端しており、これは溝底３ｃでのクラックを防止するうえで都合がよい。同様に、丸穴１２も、溝底３ｃから上縁３ｂ側に離れて配置されている。

この非平坦部１０では、複数の（本実施形態では２つの）丸穴１２が主溝３の深さ方向ＤＤに間隔Ｓ２を設けて配置されている。それ故、深さ方向ＤＤにおける複数の箇所（Ａ位置及びＣ位置）で丸穴１２が配列され、それらの間（Ｂ位置）に丸穴１２が配列されない領域が設定される。Ａ位置とＣ位置では非平坦部１０のピッチがバリアブルであり、それによって空気の乱流が発生しやすくなるが、そのＡ位置とＣ位置の間に、それらとは繰り返しパターンが異なる領域が介在することで、気柱管共鳴音の周波数が効果的に分散され、ノイズ性能を良好に向上できる。

主溝３の深さ方向ＤＤにおける２又は３箇所で丸穴１２が配列されることが好ましく、それにより丸穴１２を適度な大きさで形成しやすい。気柱管共鳴音の周波数を分散する効果を確保するうえで、主溝３の深さ方向ＤＤにおける丸穴１２の間隔Ｓ２は、主溝３の深さＤ３の５〜２０％が好ましい。本実施形態の丸穴１２は、長穴１１の閉塞端１１ａよりも溝底３ｃ側に配置され、長穴１１の閉塞端１１ｂよりも上縁３ｂ側に配置されている。

本実施形態では、主溝３の深さ方向ＤＤに並ぶ丸穴１２が互いに同一の形状を有しているが、これらの形状や大きさを異ならせても構わない。なお、図７に示した非平坦部３０のように、主溝３の深さ方向ＤＤにおける１箇所で丸穴１２がタイヤ周方向ＣＤに配列される構造でも構わない。

主溝３の両側の側壁３ａに非平坦部１０を形成している場合には、その一方の側壁３ａにおける非平坦部１０の繰り返しパターンの位相を、他方の側壁３ａにおける非平坦部１０の繰り返しパターンの位相に対して、タイヤ周方向ＣＤにずらしていることが好ましい。それにより、気柱管共鳴音の周波数を分散する効果が高められ、ノイズ性能を向上するうえで都合がよい。

図８に示した非平坦部４０では、長穴１１が主溝３の深さ方向ＤＤに対して傾斜しており、それ故、非平坦部４０の繰り返しパターンの位相が深さ方向ＤＤにおいて変化する。即ち、非平坦部４０の繰り返しパターンの位相は、図９のようにＤ位置、Ｅ位置及びＦ位置において互いに相違する。このため、主溝３内を流れる空気の乱流が更に発生しやすくなり、気柱管共鳴音の低減効果を向上できる。深さ方向ＤＤに対する長穴１１の傾斜角度θは、気柱管共鳴音を低減するうえで４５度以内が好ましい。

前述の実施形態では、非平坦部が穴により構成された例を示したが、本発明では非平坦部が突起により構成されていても構わない。即ち、第１の成分及び第２の成分の両方または片方が、主溝３の側壁３ａから突出した突起であってもよく、その好ましい寸法や間隔などは、穴の場合と同じである。但し、主溝内の空気に乱流を発生させる度合いや、主溝における排水性を考慮すると、前述の実施形態のように非平坦部を穴により構成することが好ましい。

前述の実施形態では第２の成分が丸形状である例を示したが、これに限られるものではなく、第２の成分は、四角形状や三角形状、台形状、平行四辺形状など他の形状でも構わない。但し、主溝の側壁でのクラックを防止するうえで、第２の成分は、上記のような丸穴や丸突起であることが好ましい。

本発明では、上記の如き非平坦部を、トレッド面内の全ての主溝の側壁に対して形成することができるが、トレッド面内の一部の主溝の側壁に対してだけ形成しても構わない。また、トレッド面内の主溝の側壁のうち、横溝が開口せずにタイヤ周方向に連続して環状をなす側壁に非平坦部が形成されてあれば、ノイズ性能の向上効果は大きくなる。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ成形型に設けられる主溝形成用の骨部に、上記の如き非平坦部を成形するための凹凸を設ける程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き非平坦部を主溝の側壁に形成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用できる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、ノイズ性能を評価したので説明する。ノイズ性能の評価は、ＪＡＳＯ−Ｃ６０６に準拠してタイヤ単体での台上試験を実施し、時速８０ｋｍでの１／３オクターブバンドの１ｋＨｚ気柱管共鳴音レベルを測定することで行った。比較例１の結果を基準としたタイヤ騒音差で評価し、マイナス値が大きいほどノイズ性能に優れることを示す。

評価に供したタイヤのサイズは２２５／４５Ｒ１７であり、全ての主溝の側壁に対して、図５，６の非平坦部を形成したものを比較例１、図３，４の非平坦部を形成したものを実施例１、図８，９の非平坦部を形成したものを実施例２とした。主溝の側壁に関する構成を除いて、各例におけるタイヤ構造やゴム配合は共通であり、主溝の深さは８ｍｍ、穴の深さは０．３ｍｍである。評価結果を表１に示す。比較例１の間隔Ｓ１は、図５のように一つ置きに測定される値である。

表１に示すように、実施例１，２では比較例１よりも気柱管共鳴音を低減できており、中でも実施例２の改善効果が大きい。

３ 主溝
３ａ 側壁
３ｂ 上縁
３ｃ 溝底
１０ 非平坦部
１１ 長穴（第１の成分の一例）
１２ 丸穴（第２の成分の一例）

Claims (5)

1. タイヤ周方向に沿って延びる主溝がトレッド面に設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記主溝の側壁に、穴または突起により構成される非平坦部が形成され、
   前記非平坦部が、前記主溝の深さ方向に延び且つタイヤ周方向に間隔を設けて配置された多数の第１の成分と、前記第１の成分よりも前記主溝の深さ方向に短い多数の第２の成分とを有し、
   前記第２の成分が、前記第１の成分よりもタイヤ周方向に長いとともに、前記第１の成分に接することなく前記第１の成分と交互に並ぶようにしてタイヤ周方向に配列されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１の成分と前記第２の成分の両方が穴により構成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 複数の前記第２の成分が前記主溝の深さ方向に間隔を設けて配置されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１の成分と前記第２の成分が前記主溝の側壁の上縁から溝底側に離れて配置されている請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１の成分が前記主溝の深さ方向に対して傾斜する請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。