JP2016040156A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】主溝で生じる気柱共鳴音を低減しうる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ周方向に連続してのびる主溝3と、陸部4とを少なくとも含む空気入りタイヤである。陸部4には、タイヤ周方向に連続してのびかつ主溝3よりも小さい溝幅を有する縦細溝12が設けられる。縦細溝12は、第1溝深さd1を有する第1部分13と、第1溝深さd1よりも小さい第2溝深さd2を有する第2部分14とを、タイヤ周方向に交互に含んでいる。【選択図】図3

Description

本発明は、通過騒音を低減し得る空気入りタイヤに関する。
例えば、下記特許文献1には、複数の主溝と、主溝の間でタイヤ周方向に連続してのびる縦細溝とが設けられた空気入りタイヤが提案されている。特許文献1の縦細溝は、主溝よりも小さい一定の溝幅及び溝深さでのびている。このような縦細溝は、主溝に比して溝容積が小さいため、その中を通る空気の量が小さい。従って、縦細溝から生じる走行時のノイズは、さほど大きいものではない。
特開2010−132181号公報
しかしながら、引用文献1の空気入りタイヤについては、走行時、主溝で生じる気柱共鳴音については、さらなる改善の余地があった。
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、陸部に設けられた縦細溝の深さを改善することを基本として、隣接する主溝で生じる気柱共鳴音を効果的に低減しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、前記主溝の両側に配された陸部とを少なくとも含む空気入りタイヤであって、前記陸部には、タイヤ周方向に連続してのびかつ前記主溝よりも小さい溝幅を有する縦細溝が設けられ、前記縦細溝は、第1溝深さを有する第1部分と、前記第1溝深さよりも小さい第2溝深さを有する第2部分とを、タイヤ周方向に交互に含んでいることを特徴としている。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第1部分と前記第2部分との間には、溝深さが滑らかに変化する第3部分が設けられているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記縦細溝が設けられた陸部には、複数の横サイプが設けられているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記横サイプは、前記縦細溝に交差しているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記横サイプは、前記縦細溝の前記第2部分に連通しているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記縦細溝が設けられた陸部は、タイヤ赤道とトレッド端との間に配され、前記横サイプは、前記縦細溝のタイヤ赤道側をのびる内側部と、前記縦細溝のトレッド端側をのびかつ前記内側部よりも深さが小さい外側部とを有しているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記主溝は、最もトレッド端側に設けられたショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ赤道側に設けられたセンター主溝とを含み、前記陸部は、前記ショルダー主溝と前記センター主溝とで区分されたミドル陸部を含み、前記縦細溝が設けられた陸部は、前記ミドル陸部であるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、主溝の両側に配された陸部とを少なくとも含んでいる。陸部には、タイヤ周方向に連続してのびかつ主溝よりも小さい溝幅を有する縦細溝が設けられている。このような縦細溝は、例えば、主溝の排水能力を補い、優れたウェット性能を発揮することができる。
縦細溝は、第1溝深さを有する第1部分と、第1溝深さよりも小さい第2溝深さを有する第2部分とを、タイヤ周方向に交互に含んでいる。これにより、第1部分と主溝との間の陸部分と、第2部分と主溝との間の陸部分とは、接地したときの主溝側への変形量が異なる。このため、接地面内での主溝は、縦細溝が設けられた側の溝壁が凹凸に変形し、溝の断面積(容積)を溝長さ方向で変化させる。このような接地形状を有する主溝は、その中を通過する空気の定常波の生成を妨げ、ひいては気柱共鳴音を効果的に低減させる。
本発明の一実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。 図1のミドル陸部の拡大図である。 図2の縦細溝のA−A線断面図である。 トレッド部が接地したときの主溝及び縦細溝の断面図である。 トレッド部が接地したときの接地面の平面図である。 図2の横サイプのB−B線断面図である。 図1のショルダー陸部の拡大図である。 図1のセンター陸部の拡大図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、本実施形態の空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある。)1のトレッド部2の展開図である。本実施形態の空気入りタイヤ1は、例えば、乗用車用として好適に使用される。
図1に示されるように、トレッド部2には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝3と、主溝3で区分された陸部4とが設けられている。本実施形態のトレッド部2は、例えば、タイヤ赤道C上の点を中心とした実質的に点対称のトレッドパターンを有している。
主溝3は、例えば、一対のショルダー主溝5、5と、一対のセンター主溝6、6とを含んでいる。各ショルダー主溝5は、例えば、最もトレッド端Te側に設けられている。センター主溝6は、例えば、ショルダー主溝5、5の間、かつ、タイヤ赤道Cの両側に各1本設けられている。
「トレッド端Te」は、正規リム(図示せず)にリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも無負荷である正規状態のタイヤ1に、正規荷重を負荷してキャンバー角0°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。
「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" である。
「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。
「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば "最大負荷能力" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY" である。
ショルダー主溝5の溝幅W1及びセンター主溝6の溝幅W2は、十分なウェット性能を発揮させながら操縦安定性の低下を防ぐために、例えば、トレッド接地幅TWの3.0〜8.0%である。トレッド接地幅TWは、前記正規状態におけるタイヤ1のトレッド端Te、Te間のタイヤ軸方向の距離である。
同様の観点から、ショルダー主溝5の溝深さ及びセンター主溝6の溝深さは、例えば、トレッド接地幅TWの2〜8%が望ましい。
陸部4は、例えば、タイヤ赤道C側の各側において、ショルダー主溝5とセンター主溝6との間に区分されたミドル陸部7と、ショルダー主溝5のタイヤ軸方向外側に設けられたショルダー陸部8とを含んでいる、さらに、一対のセンター主溝6の間には、センター陸部9が区分されている。
図2には、ミドル陸部7の拡大図が示されている。図2に示されるように、ミドル陸部7には、タイヤ周方向に連続してのびる縦細溝12と、タイヤ軸方向にのびる複数の横サイプ18とが設けられている。本明細書において、「サイプ」とは、幅が1.5mm以下の切り込みを意味する。
縦細溝12は、例えば、ミドル陸部7のタイヤ軸方向の幅のほぼ中央部に設けられている。縦細溝12の中心からミドル陸部7のタイヤ軸方向内側の端縁7eまでのタイヤ軸方向の距離L1は、例えば、ミドル陸部7のタイヤ軸方向の幅W4の0.4〜0.6倍が望ましい。
縦細溝12は、例えば、タイヤ周方向に直線状にのびている。縦細溝12は、主溝3よりも小さい溝幅W5を有していれば良い。このような縦細溝12は、ミドル陸部7の剛性低下を防ぎながらウェット性能をバランス良く高める。縦細溝12の溝幅W5は、好ましくはセンター主溝6の溝幅W2の好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下である。縦細溝12は、サイプでも良い。
図3には、図2の縦細溝12のA−A線断面図が示されている。図3に示されるように、縦細溝12は、第1溝深さd1を有する第1部分13と、第1溝深さd1よりも小さい第2溝深さd2を有する第2部分14とを、タイヤ周方向に交互に含んでいる。
図4には、トレッド部2が接地したときの主溝3及び縦細溝12の断面図である。図4に示されるように、トレッド部2が路面Gに接地したとき、主溝3の溝壁3wは、溝中心側に向かって凸に変形する。
図5には、トレッド部2が接地したときの接地面10の平面図が示されている。図5では、接地面10にハッチングが施されている。図5に示されるように、本発明では、上述した縦細溝12が設けられているため、第1部分13と主溝3との間の第1陸部分28が、第2部分14と主溝3との間の第2陸部分29よりもタイヤ軸方向に変形し易くなっている。従って、接地面10内では、前記第1陸部分28が、前記第2陸部分29よりも大きく主溝3側に変形する。
このため、接地面内での主溝3は、縦細溝12が設けられた側の溝壁3aが凹凸に変形し、溝の断面積(容積)を溝長さ方向で変化させる。発明者等の実験の結果、このような接地形状を有する主溝3は、気柱共鳴音の原因となる800〜1000Hzの定常波の生成を効果的に妨げることが判明している。
図3に示されるように、第1部分13の第1溝深さd1は、好ましくは2.0mm以上、より好ましくは2.5mm以上であり、好ましくは4.0mm以下、より好ましくは3.5mm以下である。本実施形態の第1部分13は、一定の深さでタイヤ周方向にのびている。同様に、第1部分13のタイヤ周方向の長さL3は、ミドル陸部7のタイヤ軸方向の幅W4(図2に示され、以下、同様である。)の0.6倍以上、より好ましくは0.65倍以上であり、好ましくは0.8倍以下、より好ましくは0.75倍以下である。
第2部分14の第2溝深さd2は、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1.0mm以上であり、好ましくは2.5mm以下、より好ましくは2.0mm以下である。本実施形態の第2部分14は、例えば、一定の深さでタイヤ周方向にのびている。このような第2部分14は、ミドル陸部7の剛性を維持しつつ、ノイズ性能を効果的に高める。
第2部分14のタイヤ周方向の長さL4は、第1部分の前記長さL3よりも小さいのが望ましい。第2部分14の前記長さL4は、好ましくは第1部分13の前記長さL3の0.75倍以上、より好ましくは0.8倍以上であり、好ましくは0.9倍以下、より好ましくは0.85倍以下である。これにより、ミドル陸部7の偏摩耗が抑制される。
第1部分13と第2部分14との間には、例えば、溝深さが滑らかに変化する第3部分15が設けられている。第3部分15は、例えば、第1部分13から第2部分14に向かって、溝深さを漸減させる傾斜面16を有している。このような傾斜面16は、ミドル陸部7の剛性を滑らかに変化させ、その偏摩耗を抑制する。
図3において、傾斜面16の角度θ1は、好ましくは30°以上、より好ましくは35°以上であり、好ましくは50°以下、より好ましくは45°以下である。
図2に示されるように、横サイプ18は、例えば、タイヤ軸方向に対して傾斜している。このような横サイプ18は、その端縁全体が同時に路面に接触しないため、ミドル陸部7の打撃音の低減に役立つ。横サイプ18のタイヤ軸方向に対する角度θ2は、好ましくは35°以上、より好ましくは40°以上であり、好ましくは55°以下、より好ましくは50°以下である。
横サイプ18は、主部18aと、主部18aのタイヤ軸方向内側で前記角度θ2が増加した副部18bとを含んでいる。これにより、副部18bとセンター主溝6との間の陸部分が変形し易くなり、センター主溝6内の空気の定常波の発生が効果的に抑制される。
横サイプ18は、例えば、センター主溝6とショルダー主溝5との間を連通している。しかも、横サイプ18は、例えば、縦細溝12と交差している。
図3に示されるように、横サイプ18は、例えば、縦細溝12の第2部分14に連通しているのが望ましい。第2部分14は、第1部分13よりも溝深さが小さいため、第2部分14に横サイプ18が連通することにより、ミドル陸部7の剛性がタイヤ周方向に均一になり、特に縦細溝12と横サイプ18との交差部での偏摩耗が効果的に抑制される。
図6には、図2の横サイプ18のB−B線断面図が示されている。図4に示されるように、横サイプ18は、例えば、縦細溝12のタイヤ赤道C側の内側部20と、縦細溝12のトレッド端Te側をのびかつ内側部20よりも深さが小さい外側部21とを有している。内側部20と外側部21との間には、深さが変化している中間部22が設けられている。このような横サイプ18は、ミドル陸部7のタイヤ軸方向内側の剛性を小さくし、ひいてはセンター主溝6の溝壁をさらに変形し易くする。従って、センター主溝6内での空気の定常波の発生が抑制される。
内側部20の深さd6は、例えば、縦細溝12の第1部分13の第1溝深さd1(図3に示され、以下、同様である。)よりも大きいのが望ましい。これにより、センター主溝6の溝壁が、タイヤ軸方向のみならず、タイヤ周方向にも変形し易くなり、定常波の発生がさらに抑制される。内側部20の深さd6は、好ましくは4.5mm以上、より好ましくは5.5mm以上であり、好ましくは8.0mm以下、より好ましくは7.0mm以下である。
同様の観点から、内側部20の踏面でのタイヤ軸方向の長さL6は、好ましくはミドル陸部7のタイヤ軸方向の幅W4(図2に示され、以下、同様である。)の0.25倍以上、より好ましくは0.3倍以上であり、好ましくは0.45倍以下、より好ましくは0.4倍以下である。
外側部21の深さd7は、縦細溝12の第2部分14の第2溝深さd2(図3に示す)よりも大きいのが望ましい。これにより、ミドル陸部7のタイヤ軸方向外側の端縁が変形し易くなり、ショルダー主溝5での気柱共鳴音の発生が抑制される。外側部21の深さd7は、好ましくは1.5mm以上、より好ましくは2.5mm以上であり、好ましくは4.0mm以下、より好ましくは3.5mm以下である。
好ましい態様では、外側部21の深さd7は、縦細溝12の第1部分13の第1溝深さd1と同一である。このような外側部21は、ミドル陸部7の剛性を均一にし、その偏摩耗を抑制する。
同様の観点から、外側部21の踏面でのタイヤ軸方向の長さL7は、好ましくはミドル陸部7のタイヤ軸方向の幅W4の0.25倍以上、より好ましくは0.3倍以上であり、好ましくは0.45倍以下、より好ましくは0.4倍以下である。好ましい態様では、外側部21の前記長さL7は、内側部20の前記長さL6と同一である。このような横サイプ18は、ミドル陸部7の剛性を均一にし、走行中のミドル陸部7の路面への打撃音を低減することができる。
中間部22は、ミドル陸部7の踏面7sに対して傾斜した底面23を有している。このような中間部22は、ミドル陸部7の剛性をタイヤ軸方向外側に向かって滑らかに変化させ、その偏摩耗を抑制する。底面23の前記踏面7sに対する角度θ4は、好ましくは10°以上、より好ましくは15°以上であり、好ましくは25°以下、より好ましくは20°以下である。
図2に示されるように、ミドル陸部7は、例えば、縦細溝12及び複数の横サイプ18が設けられることにより、縦細溝12のタイヤ軸方向内側で区分された複数の第1踏面25と、縦細溝12のタイヤ軸方向外側で区分された複数の第2踏面とを含んでいる。
第1踏面25及び第2踏面26は、例えば、略平行四辺形状である。このような第1踏面25及び第2踏面26は、ウェット走行時、タイヤ周方向の先端部27が水膜を切断するため、ハイドロプレーニング現象を効果的に抑制することができる。
本実施形態では、上述した縦細溝12及び横サイプ18は、ミドル陸部7にのみ設けられているが、ショルダー陸部8又はセンター陸部9に設けられても良い。
図7には、ショルダー陸部8の拡大図が示されている。図7に示されるように、ショルダー陸部8には、タイヤ軸方向にのびる複数のショルダー横溝30と、各ショルダー横溝30の間の領域に設けられた複数のショルダーサイプ31とが設けられている。
ショルダー横溝30は、例えば、トレッド端Teからタイヤ軸方向内側にのび、かつ、ショルダー陸部8内で終端している。これにより、ショルダー主溝5内を通る空気がショルダー横溝30に移動しないため、ショルダー横溝30のポンピング音が低減される。
ショルダー横溝30は、トレッド端Teからタイヤ軸方向に対して0〜5°の角度θ6(図示しない)でのびる緩傾斜部33と、緩傾斜部33のタイヤ軸方向内側に設けられ、かつ、緩傾斜部33よりもタイヤ軸方向に対して大きい角度θ7で傾斜した急傾斜部34とを含んでいる。このようなショルダー横溝30は、急傾斜部34とショルダー主溝5との間の陸部分の剛性が、タイヤ周方向に変化する。このため、ショルダー主溝5の溝壁が、凹凸に変形し易くなり、気柱共鳴音が抑制される。
ショルダー陸部8の偏摩耗を抑制しつつ上述の効果を発揮するために、急傾斜部34のタイヤ軸方向に対する角度θ7は、好ましくは25°以上、より好ましくは30°以上であり、好ましくは45°以下、より好ましくは30°以下である。
ショルダーサイプ31は、タイヤ周方向で互いに隣り合うショルダー横溝30、30の間に、例えば、1又は2本設けられている。ショルダーサイプ31は、例えば、ショルダー主溝5からタイヤ軸方向外側にのび、かつ、ショルダー陸部8内で終端している。このようなショルダーサイプ31は、ショルダー主溝5の溝壁を変形し易くし、主溝内での定常波の発生を抑制する。
ショルダーサイプ31は、例えば、タイヤ軸方向に対して傾斜している。このようなショルダーサイプ31は、ショルダー陸部8のタイヤ軸方向内側の剛性を、タイヤ周方向に変化させる。このため、ショルダー主溝5の溝壁が凹凸に変形し易くなる。ショルダーサイプ31のタイヤ軸方向に対する角度θ8は、好ましくは25°以上、より好ましくは30°以上であり、好ましくは45°以下、より好ましくは30°以下である。
ショルダーサイプ31の前記角度θ8は、例えば、タイヤ軸方向外側に向かって漸減しているのが望ましい。好ましい態様では、ショルダーサイプ31は、ショルダー横溝30に沿ってのびている。このようなショルダーサイプ31は、ショルダー陸部8の剛性を均一にし、走行中のショルダー陸部8の路面への打撃音を低減することができる。
図8には、センター陸部9の拡大図が示されている。図8に示されるように、センター陸部9は、例えば、タイヤ周方向に連続してのびるリブである。このようなセンター陸部9は、ドライ路面での操縦安定性を効果的に高める。
センター陸部9には、例えば、センター主溝6に連通しかつセンター陸部9内で終端するセンターサイプ36が複数設けられている。本実施形態のセンターサイプ36は、例えば、一方のセンター主溝6からのびる第1センターサイプ37と、他方のセンター主溝6からのびる第2センターサイプ38とを含んでいる。しかも、タイヤ軸方向で互いに隣り合う第1センターサイプ37と第2センターサイプ38とからなるセンターサイプ対39が、タイヤ周方向に隔設されている。
各センターサイプ36は、タイヤ赤道Cを跨ることなく終端しているのが望ましい。これにより、センター陸部9とミドル陸部7との剛性差が大きくなり、接地時、ショルダー主溝の断面積(容積)が溝長さ方向で変化し易い。このため、気柱共鳴音が効果的に抑制される。
センター陸部9の偏摩耗を抑制しつつ、上述の効果を発揮するために、センターサイプ36のタイヤ軸方向の長さL9は、好ましくはセンター陸部9の幅W7の0.2倍以上、より好ましくは0.25倍以上であり、好ましくは0.35倍以下、より好ましくは0.3倍以下である。
センターサイプ36は、例えば、タイヤ軸方向に対して30〜45°の角度θ9で傾斜しているのが望ましい。これにより、センターサイプ36とセンター主溝6との間の陸部分が変形し易くなり、センター主溝内での定常波の生成が抑制される。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施されうる。
図1の基本パターンを有するサイズ235/55R20の空気入りタイヤが、表1の仕様に基づき試作された。比較例として、縦細溝及び横サイプが一定の深さでのびているタイヤが試作された。各テストタイヤが、下記テスト車両に装着され、ノイズ性能、ウェット性能、及び、操縦安定性がテストされた。各タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム:20×8.0J
タイヤ内圧:230kPa
テスト車両:4輪駆動車、排気量2500cc
タイヤ装着位置:全輪
<ノイズ性能>
上記テスト車両で乾燥したアスファルト路面を60km/hの速度で走行したときの車内騒音が測定された。車内騒音は、運転席の頭部に位置するマイクで計測された。評価は、騒音の大きさ(db)の逆数で行われ、比較例1の数値を100とする指数で表示されている。数値が大きい程、ノイズ性能にすぐれていることを示す。
<ウェット性能>
上記テスト車両で、水深5mmかつ長さ20mの水たまりが設けられた半径100mのアスファルト路面を走行し、前輪の横加速度(横G)が計測された。結果は、速度50〜80km/hの平均横Gであり、比較例1の数値を100とする指数で表されている。数値が大きい程ウェット性能が優れていることを示す。
<操縦安定性>
上記テスト車両でドライ路面の周回コースを走行したときの操縦安定性が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例1を100とする評点であり、数値が大きい程、操縦安定性が優れていることを示す。
テスト結果が表1に示される。
Figure 2016040156
Figure 2016040156
Figure 2016040156
テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、ウェット性能を維持しつつ優れたノイズ性能を発揮していることが確認できた。
2 トレッド部
3 主溝
4 陸部
12 縦細溝
13 第1部分
14 第2部分
d1 第1溝深さ
d2 第2溝深さ

Claims (7)

  1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、前記主溝の両側に配された陸部とを少なくとも含む空気入りタイヤであって、
    前記陸部には、タイヤ周方向に連続してのびかつ前記主溝よりも小さい溝幅を有する縦細溝が設けられ、
    前記縦細溝は、第1溝深さを有する第1部分と、前記第1溝深さよりも小さい第2溝深さを有する第2部分とを、タイヤ周方向に交互に含んでいることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記第1部分と前記第2部分との間には、溝深さが滑らかに変化する第3部分が設けられている請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記縦細溝が設けられた陸部には、複数の横サイプが設けられている請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記横サイプは、前記縦細溝に交差している請求項3記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記横サイプは、前記縦細溝の前記第2部分に連通している請求項3又は4に記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記縦細溝が設けられた陸部は、タイヤ赤道とトレッド端との間に配され、
    前記横サイプは、前記縦細溝のタイヤ赤道側をのびる内側部と、前記縦細溝のトレッド端側をのびかつ前記内側部よりも深さが小さい外側部とを有している請求項4記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記主溝は、最もトレッド端側に設けられたショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ赤道側に設けられたセンター主溝とを含み、
    前記陸部は、前記ショルダー主溝と前記センター主溝とで区分されたミドル陸部を含み、前記縦細溝が設けられた陸部は、前記ミドル陸部である請求項1乃至6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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