JP3880121B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに係り、特に、外表面がブロックパターンで形成されるトレッド部の偏摩耗の抑制、及び、該摩耗時の騒音を低減する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空気入りタイヤには、タイヤのトレッド面をタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝（周方向溝）と、該縦溝に交差する横方向溝とにより区画された多数のブロックのパターンを形成したもの、あるいは、タイヤのトレッド面をタイヤ周方向にジクザグ状に延びる主溝と、該主溝からトレッド面の側端縁に横方向に延びるラグ溝とにより区画された多数のラグのパターンを形成したのも等がある。
【０００３】
前記ブロックパターン、あるいは、前記ラグパターンを形成したトレッド面を備えた空気入りタイヤは、一般に、タイヤ走行時に、前記ブロックあるいはラグの踏み込み側（横方向溝のタイヤ回転前側方向）と蹴り出し側（横方向溝のタイヤ回転方向後側）とで摩耗段差が生じる、所謂ヒール・アンド・トー摩耗（以下、Ｈ＆Ｔ摩耗と云う）と称される偏摩耗が発生する傾向があり、この傾向は前記トレッド面のショルダー部に主に発生する。空気入りタイヤは、前記Ｈ＆Ｔ摩耗によって外観が悪化すると共に、騒音も増大してしまうとの不具合が生じていた。
【０００４】
前記Ｈ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を少なくするために、前記横方向溝（ラグ溝）の対面する両溝壁の傾斜角度を異ならしめたり、前記横方向溝（ラグ溝）の踏み込み側の溝壁をその溝深さの中間部よりも外側部分で拡開する方向に屈曲させる技術（特公平６−５９７６５号公報、特公平５−７９５２５号公報参照）が提案されている。
【０００５】
また、前記トレッド部のブロックを鋭角隅部と鈍角隅部とを有する平行四辺形に形成したものにおいは、該ブロックの鋭角隅部が多く偏摩耗するのを防ぐために、横方向溝の前記鋭角隅部側の溝壁の傾斜角度を大きくした技術（特公平７−１１５５６９号公報）も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記トレッド面の横方向溝（ラグ溝を含む）の溝壁の傾斜角度を部分的に異ならしめることは、タイヤ成形・加硫後に、該タイヤを金型から抜く時に、抜けずらいとの不具合が生じるものであり、溝壁の角度を部分的に変更することができずらいとの問題がある。
【０００７】
また、前記トレッド面の横方向溝の溝壁の傾斜角度を部分的に異ならしめることは、該トレッド面の摩耗が進展した場合に、その溝幅がタイヤ製造時の溝幅と異なってしまい、所期のタイヤ性能を保持できないとの問題が生じると共に、外観上も好ましいものではなくなってしまう。
【０００８】
更に、前記Ｈ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生は、特に、タイヤのトレッドのショルダー部に多く発生する傾向があるものであるが、前記提案の技術は、この点を充分に考慮したものではなかったし、前記トレッド面のブロックもしくはラグのパターンを大幅に変更することで前記問題を解決することも考えられるが、大幅の変更は、他の予想しがたい解決しなければならない問題が生じる虞があり、ただちに採用できるものではない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、トレッドのＨ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を抑制すると共に、該Ｈ＆Ｔ摩耗に伴う騒音を低減する空気入りタイヤを提供することにあり、特に、前記偏摩耗によってもタイヤ性能を低下させず、かつ、トレッドのショルダー部の偏摩耗に配慮した空気入りタイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に実質的に延びる複数本の周方向溝と該周方向溝と交差する多数の横方向溝とによって区画された多数のブロックパターンを形成したトレッドを有すると共に、該トレッドがショルダー部、セカンド部、及び、センター部とを備え、前記ショルダー部は、その横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で深く、後側で徐々に浅く形成し、前記セカンド部は、横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成し、更に、前記センター部は、横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成したことを特徴としている。
【００１１】
本発明の空気入りタイヤは、前記構成によって、ブロックパターンを形成するトレッドのショルダー部のＨ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を抑制することができると共に、前記トレッドのセカンド部とセンター部で主として生じるピッチノイズ等の騒音を低減することができる。
【００１２】
そして、本発明者等は、前記問題を解決するに当たって、空気入りタイヤのブロックパターンを形成するトレッドにおける走行時の踏面挙動を、詳細に計測・観察し、以下のことを認識した。即ち、
（１）トレッドのゴムブロックを路面に押し付けた時に生じる力は、ゴムブロックの高さに比例する。
【００１３】
（２）トレッドのゴムブロックを路面に押し付けて剪断変形させた際に生じるブロックの変形による歪エネルギーの大きさは、ブロックの高さに反比例する。
（３）トレッドのゴムブロックの踏み込み側端に生じる力は、小さいほど摩耗し易く、蹴り出し側端に生じる力は、大きい程、摩耗し易い。
【００１４】
前記（１）〜（３）を踏まえれば、トレッド面のＨ＆Ｔ摩耗を低減させるには、該トレッドの横方向溝をブロックの蹴り出し側端（横方向溝のタイヤ回転方向前側）で深く、かつ、踏み込み側端（横方向溝のタイヤ回転方向後側）で浅くすれば良いことが理解できる。
【００１５】
一方、空気入りタイヤのトレッドにおける走行時の騒音について観察すると、トレッドの踏み込み側端が路面と接地する際に発生する打撃を伴うピッチノイズは、踏み込み角が大きいほど、また、圧縮剛性が大きいほど大となり、特定のブロックの踏み込み側端の踏み込み角は、その前方に位置するブロックの蹴り出し端の圧縮剛性が小さいほど大であることが解った。
【００１６】
そこで、ピッチノイズを低減させるには、前記ブロックの蹴り出し側端の圧縮剛性を大とし、踏み込み側の圧縮剛性を低くするのが良いことが解る。ここで、前記ブロックの圧縮剛性をコントロールする手段として横方向溝の深さに着目すると、該ブロックの圧縮剛性は、溝壁の面積が大であるほど低下するため、横方向溝が深いほど溝壁の面積が大となって圧縮剛性が低下するので、前記ピッチノイズの発生メカニズムにより、ブロックの蹴り出し側端の溝の深さを浅く、踏み込み側端の溝の深さを深くすれば、騒音が低減することが理解される。
【００１７】
前記記載のように、空気入りタイヤのブロックパターンを形成するトレッド部における走行時のＨ＆Ｔ摩耗の抑制性能と騒音の低減性能との各性能は、ブロックを形成する横方向溝の蹴り出し側端と踏み込み側端との溝の深さを異なる深さとするによって改善させることができるが、両者の性能を同時に達成するためには、その両者の性能を達成するための溝の深さの方向が互いに背反する関係にあることを考慮しなければならないと云うことである。
【００１８】
ところで、この種の空気入りタイヤのブロックパターンを形成するトレッドは、その位置部分によって、Ｈ＆Ｔ摩耗と騒音発生の度合いが異なることである。即ち、Ｈ＆Ｔ摩耗は、トレッドの横方向端部であるショルダー部に生じ易く、騒音の一部であるピッチノイズ発生に寄与する部分は、接地長さが長くて踏み込み角が大である領域、即ち、トレッドの中央部であるセカンド部とセンター部である。そして、前記ショルダー部に、Ｈ＆Ｔ摩耗が発生すると、トレッドが接地する際に発生する騒音が大きくなる。
【００１９】
前記の如きメカニズムを解明すべく、トレッドの踏面が路面から受ける力や接地状態を詳細に観察すると、Ｈ＆Ｔ摩耗の発生にともなって路面から受ける力は、ショルダ部の踏み込み側端とセカンド部の踏み込み側端で上昇する。これは、ショルダー部に発生したＨ＆Ｔ摩耗により、周囲のブロックが踏み込む際に、前ピッチの蹴り出し端側が段差凹部になるために荷重負担が減少し、場合によっては、非接触領域が生じる。この現象の影響が、次のピッチ踏み込み側端の接地圧を上昇させ、踏み込み時の打撃音を増大させるものである。このためトレッドのＨ＆Ｔ摩耗の段差量が小さいほうが、周囲への影響が小さくなり、また、周囲の踏み込み側端の圧縮剛性が小さいほど、接地圧の上昇を抑制できる。
【００２０】
従って、トレッドのショルダー部では、Ｈ＆Ｔ摩耗の抑制を考慮した横方向溝の深さの分布とすること、及び、トレッドのセカンド部及びセンター部では、ピッチノイズの低減を考慮した横方向溝の深さ分布とすることにより、前記Ｈ＆Ｔ摩耗の抑制性能と騒音発生の低減性能との二つ性能を一つのタイヤのトレッドにバランス良く機能させることが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例１の乗用車用の空気入りタイヤ１の一部裁断した斜視図を示したものであり、特に、トレッド２の外表面部のブロックパターン３を示したものである。前記空気入りタイヤ１は、タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１６であり、前記トレッド２のブロックパターン３は、前記タイヤ１の赤道線Ｆ−Ｆを挟み、その両側に左右二本づつの合計四本の間隔を置いた周方向溝４がタイヤ周方向に沿って形成されている。また、前記周方向溝４に対して傾斜した横方向溝５がタイヤ周方向に所定間隔を置いて多数形成されている。
【００２２】
前記トレッド２の前記周方向溝４と前記横方向溝５とで区画された部分には、四辺形のブロック６が多数生じることになり、全体としてブロックパターン３を形成するものである。
【００２３】
前記ブロックパターン３を形成するトレッド２は、前記周方向溝４を境界としてタイヤの横方向の端部に位置するショルダー部Ａ、該ショルダー部Ａに隣接するセカンド部Ｂ、及び、タイヤ中央部に位置するセンター部Ｃの概略三つの部分に分けることができる。
【００２４】
図２は、図１の前記ショルダー部Ａの前記横方向溝５のａ−ａ’断面を示したものであり、該ショルダー部Ａの前記横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ1 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ2 よりも浅く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。
【００２５】
また、図３は、図１のセカンド部Ｂとセンター部Ｃとの各横方向溝５のｂ−ｂ’断面とｃ−ｃ’断面を示したものであり、該セカンド部Ｂとゼンター部Ｃの横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ3 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ4 よりも深く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。
本実施例１の横方向溝５は、その溝幅Ｂを６ｍｍとし、溝深さｈ1 ＝４ｍｍ、ｈ2 ＝８ｍｍ、ｈ3 ＝８ｍｍ、ｈ4 ＝４ｍｍとしている。
【００２６】
前記本実施例１の空気入りタイヤを評価するために、以下に説明する空気入りタイヤを比較例１及び比較例２とすると共に、従来の空気入りタイヤを従来例として評価の対象とした。
前記比較例１、比較例２、及び、従来例は、横方向溝５の深さ以外は、前記本実施例１の空気入りタイヤとその構造を同じくしている。
【００２７】
比較例１は、ショルダー部Ａの前記横方向溝５が、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ1 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ2 よりも浅く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。また、セカンド部Ｂとセンター部Ｃの横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ3 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ4 よりも浅く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。比較例１の横方向溝５は、その溝幅Ｂを６ｍｍとし、溝深さｈ1 ＝４ｍｍ、ｈ2 ＝８ｍｍ、ｈ3 ＝４ｍｍ、ｈ4 ＝８ｍｍとしている。
【００２８】
比較例２は、ショルダー部Ａの前記横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ1 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ2 よりも深く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。また、セカンド部Ｂとセンター部Ｃの横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏みこみ側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ3 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ4 よりも深く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。比較例１の横方向溝５は、その溝幅Ｂを６ｍｍとし、溝深さｈ1 ＝８ｍｍ、ｈ2 ＝４ｍｍ、ｈ3 ＝８ｍｍ、ｈ4 ＝４ｍｍとしている。
【００２９】
従来例は、ショルダー部Ａ、セカンド部Ｂ、及び、センター部Ｃがブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）と蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）とが同じ深さで、溝底５ａが略平面とされ、かつ本実施例１の溝深さの深い方の深さ（８ｍｍ）と同じに形成されている。
前記実施例１、比較例１、比較例２、及び、従来例の四つの空気入りタイヤの横方向溝５の深さを表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
前記四つの空気入りタイヤを評価するために、摩耗試験と騒音試験をおこなった。
摩耗試験は、前記空気入りタイヤを７．５Ｊのリムに内圧２．０Ｋgf/cm2で組み付け、フラットベルト摩耗試験機で実施した。該摩耗試験の試験条件を、次のような設定のもとで行った。
【００３２】
路面：セーフティーウオーク、 温度：３０℃、
スリップ角度：０．５度、 荷重：４５０Ｋgf、
負荷制動力：４５Ｋgf、 速度：５０Ｋm/h、
走行距離：３００Ｋm、
【００３３】
摩耗の比較評価は、シュルダー部Ａのブロックの蹴りだし側端と踏み込み側端との摩耗量差を、従来例の空気入りタイヤの摩耗を１００として指数によって評価した。指数の数値は、その値が大きいほど摩耗差が小さく良好であるとして示している。
【００３４】
一方、騒音の評価は、ドラム騒音試験機で実施した。騒音試験の試験条件は、次のような設定の基で行った。
路面：セーフティーウオーク、 温度：３０℃、
スリップ角度：０度、 荷重：４５０Ｋgf、
負荷制動力：自由転動、 速度：４０Ｋm/h、
【００３５】
前記騒音試験は、騒音計を、タイヤの踏み込み側から５０ｃｍの距離に設置し、前記摩耗タイヤの３５０Ｈｚ近傍のピッチ１次成分の騒音レベルを従来例のタイヤを１００とした指数で示した。指数の数値は、その値が大きいほど騒音レベルが低く良好なことを示している。
前記Ｈ＆Ｔ摩耗と騒音試験の結果を示すと、表２のようになる。
【００３６】
【表２】
【００３７】
前記表２から明かなように、本実施例１は、従来例の横方向溝の深さがブロックの踏み込み側端と蹴りだし側端とで同じものに比べてＨ＆Ｔ摩耗の段差量が少なく、摩耗抑制効果があると共に、騒音の低減効果もある。
【００３８】
また、比較例１は、ショルダー部の横方向溝の深さ形状を本実施例１と同じくしたことで、摩耗抑制効果については、本実施例１と同等の効果が期待できるが、センター部及びセカンド部の横方向溝の深さ形状を、本実施例１と反対にしたことによって、騒音の低減効果は期待できず、従来例より悪化している。
【００３９】
更に、比較例２は、センター部及びセカンド部の横方向溝の深さ形状を、本実施例１と同じくしているが、摩耗抑制効果、及び、騒音の低減効果は、いずれも本実施例１よりも劣っているのみならず、従来例よりも悪化している。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態、即ち、一実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００４１】
例えば、前記実施例１では、周方向溝及び横方向溝を共にストレートのものとし、それによって区画される各ブロックを四辺形のものとして示したが、トレッドのパターンデザイン上シグザグ溝あるいは波状溝によって区画されるブロックパターンにも、本発明の横方向溝の溝深さ形状が適用できるものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の空気入りタイヤは、トレッドのショルダー部の横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で深く、後側で徐々に浅く形成し、前記トレッドのセカンド部とセンター部を横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成したので、トレッドのショルダー部のＨ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を抑制することができると共に、前記トレッドのセカンド部とセンター部で生じるピッチノイズ等の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の空気入りタイヤの一部断面斜視図。
【図２】図１の実施例の空気入りタイヤのａ−ａ’断面図。
【図３】図１の実施例の空気入りタイヤのｂ−ｂ’断面図もしくはｃ−ｃ’断面図。
【符号の説明】
１…空気入りタイヤ
２…トレッド
３…ブロックパターン
４…周方向溝
５…横方向溝
６…ブロック
６ａ…蹴りだし側端（回転方向前側）
６ｂ…踏み込み側端（回転方向後側）
Ａ…ショルダー部
Ｂ…セカンド部
Ｃ…センター部
Ｆ−Ｆ…赤道線
Ｍ…回転方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに係り、特に、外表面がブロックパターンで形成されるトレッド部の偏摩耗の抑制、及び、該摩耗時の騒音を低減する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の空気入りタイヤには、タイヤのトレッド面をタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝（周方向溝）と、該縦溝に交差する横方向溝とにより区画された多数のブロックのパターンを形成したもの、あるいは、タイヤのトレッド面をタイヤ周方向にジクザグ状に延びる主溝と、該主溝からトレッド面の側端縁に横方向に延びるラグ溝とにより区画された多数のラグのパターンを形成したのも等がある。
【０００３】
前記ブロックパターン、あるいは、前記ラグパターンを形成したトレッド面を備えた空気入りタイヤは、一般に、タイヤ走行時に、前記ブロックあるいはラグの踏み込み側（横方向溝のタイヤ回転前側方向）と蹴り出し側（横方向溝のタイヤ回転方向後側）とで摩耗段差が生じる、所謂ヒール・アンド・トー摩耗（以下、Ｈ＆Ｔ摩耗と云う）と称される偏摩耗が発生する傾向があり、この傾向は前記トレッド面のショルダー部に主に発生する。空気入りタイヤは、前記Ｈ＆Ｔ摩耗によって外観が悪化すると共に、騒音も増大してしまうとの不具合が生じていた。
【０００４】
前記Ｈ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を少なくするために、前記横方向溝（ラグ溝）の対面する両溝壁の傾斜角度を異ならしめたり、前記横方向溝（ラグ溝）の踏み込み側の溝壁をその溝深さの中間部よりも外側部分で拡開する方向に屈曲させる技術（特公平６−５９７６５号公報、特公平５−７９５２５号公報参照）が提案されている。
【０００５】
また、前記トレッド部のブロックを鋭角隅部と鈍角隅部とを有する平行四辺形に形成したものにおいは、該ブロックの鋭角隅部が多く偏摩耗するのを防ぐために、横方向溝の前記鋭角隅部側の溝壁の傾斜角度を大きくした技術（特公平７−１１５５６９号公報）も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記トレッド面の横方向溝（ラグ溝を含む）の溝壁の傾斜角度を部分的に異ならしめることは、タイヤ成形・加硫後に、該タイヤを金型から抜く時に、抜けずらいとの不具合が生じるものであり、溝壁の角度を部分的に変更することができずらいとの問題がある。
【０００７】
また、前記トレッド面の横方向溝の溝壁の傾斜角度を部分的に異ならしめることは、該トレッド面の摩耗が進展した場合に、その溝幅がタイヤ製造時の溝幅と異なってしまい、所期のタイヤ性能を保持できないとの問題が生じると共に、外観上も好ましいものではなくなってしまう。
【０００８】
更に、前記Ｈ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生は、特に、タイヤのトレッドのショルダー部に多く発生する傾向があるものであるが、前記提案の技術は、この点を充分に考慮したものではなかったし、前記トレッド面のブロックもしくはラグのパターンを大幅に変更することで前記問題を解決することも考えられるが、大幅の変更は、他の予想しがたい解決しなければならない問題が生じる虞があり、ただちに採用できるものではない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、トレッドのＨ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を抑制すると共に、該Ｈ＆Ｔ摩耗に伴う騒音を低減する空気入りタイヤを提供することにあり、特に、前記偏摩耗によってもタイヤ性能を低下させず、かつ、トレッドのショルダー部の偏摩耗に配慮した空気入りタイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に実質的に延びる複数本の周方向溝と該周方向溝と交差する多数の横方向溝とによって区画された多数のブロックパターンを形成したトレッドを有すると共に、該トレッドがショルダー部、セカンド部、及び、センター部とを備え、前記ショルダー部は、その横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で深く、後側で徐々に浅く形成し、前記セカンド部は、横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成し、更に、前記センター部は、横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成したことを特徴としている。
【００１１】
本発明の空気入りタイヤは、前記構成によって、ブロックパターンを形成するトレッドのショルダー部のＨ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を抑制することができると共に、前記トレッドのセカンド部とセンター部で主として生じるピッチノイズ等の騒音を低減することができる。
【００１２】
そして、本発明者等は、前記問題を解決するに当たって、空気入りタイヤのブロックパターンを形成するトレッドにおける走行時の踏面挙動を、詳細に計測・観察し、以下のことを認識した。即ち、
（１）トレッドのゴムブロックを路面に押し付けた時に生じる力は、ゴムブロックの高さに比例する。
【００１３】
（２）トレッドのゴムブロックを路面に押し付けて剪断変形させた際に生じるブロックの変形による歪エネルギーの大きさは、ブロックの高さに反比例する。
（３）トレッドのゴムブロックの踏み込み側端に生じる力は、小さいほど摩耗し易く、蹴り出し側端に生じる力は、大きい程、摩耗し易い。
【００１４】
前記（１）〜（３）を踏まえれば、トレッド面のＨ＆Ｔ摩耗を低減させるには、該トレッドの横方向溝をブロックの蹴り出し側端（横方向溝のタイヤ回転方向前側）で深く、かつ、踏み込み側端（横方向溝のタイヤ回転方向後側）で浅くすれば良いことが理解できる。
【００１５】
一方、空気入りタイヤのトレッドにおける走行時の騒音について観察すると、トレッドの踏み込み側端が路面と接地する際に発生する打撃を伴うピッチノイズは、踏み込み角が大きいほど、また、圧縮剛性が大きいほど大となり、特定のブロックの踏み込み側端の踏み込み角は、その前方に位置するブロックの蹴り出し端の圧縮剛性が小さいほど大であることが解った。
【００１６】
そこで、ピッチノイズを低減させるには、前記ブロックの蹴り出し側端の圧縮剛性を大とし、踏み込み側の圧縮剛性を低くするのが良いことが解る。ここで、前記ブロックの圧縮剛性をコントロールする手段として横方向溝の深さに着目すると、該ブロックの圧縮剛性は、溝壁の面積が大であるほど低下するため、横方向溝が深いほど溝壁の面積が大となって圧縮剛性が低下するので、前記ピッチノイズの発生メカニズムにより、ブロックの蹴り出し側端の溝の深さを浅く、踏み込み側端の溝の深さを深くすれば、騒音が低減することが理解される。
【００１７】
前記記載のように、空気入りタイヤのブロックパターンを形成するトレッド部における走行時のＨ＆Ｔ摩耗の抑制性能と騒音の低減性能との各性能は、ブロックを形成する横方向溝の蹴り出し側端と踏み込み側端との溝の深さを異なる深さとするによって改善させることができるが、両者の性能を同時に達成するためには、その両者の性能を達成するための溝の深さの方向が互いに背反する関係にあることを考慮しなければならないと云うことである。
【００１８】
ところで、この種の空気入りタイヤのブロックパターンを形成するトレッドは、その位置部分によって、Ｈ＆Ｔ摩耗と騒音発生の度合いが異なることである。即ち、Ｈ＆Ｔ摩耗は、トレッドの横方向端部であるショルダー部に生じ易く、騒音の一部であるピッチノイズ発生に寄与する部分は、接地長さが長くて踏み込み角が大である領域、即ち、トレッドの中央部であるセカンド部とセンター部である。そして、前記ショルダー部に、Ｈ＆Ｔ摩耗が発生すると、トレッドが接地する際に発生する騒音が大きくなる。
【００１９】
前記の如きメカニズムを解明すべく、トレッドの踏面が路面から受ける力や接地状態を詳細に観察すると、Ｈ＆Ｔ摩耗の発生にともなって路面から受ける力は、ショルダ部の踏み込み側端とセカンド部の踏み込み側端で上昇する。これは、ショルダー部に発生したＨ＆Ｔ摩耗により、周囲のブロックが踏み込む際に、前ピッチの蹴り出し端側が段差凹部になるために荷重負担が減少し、場合によっては、非接触領域が生じる。この現象の影響が、次のピッチ踏み込み側端の接地圧を上昇させ、踏み込み時の打撃音を増大させるものである。このためトレッドのＨ＆Ｔ摩耗の段差量が小さいほうが、周囲への影響が小さくなり、また、周囲の踏み込み側端の圧縮剛性が小さいほど、接地圧の上昇を抑制できる。
【００２０】
従って、トレッドのショルダー部では、Ｈ＆Ｔ摩耗の抑制を考慮した横方向溝の深さの分布とすること、及び、トレッドのセカンド部及びセンター部では、ピッチノイズの低減を考慮した横方向溝の深さ分布とすることにより、前記Ｈ＆Ｔ摩耗の抑制性能と騒音発生の低減性能との二つ性能を一つのタイヤのトレッドにバランス良く機能させることが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例１の乗用車用の空気入りタイヤ１の一部裁断した斜視図を示したものであり、特に、トレッド２の外表面部のブロックパターン３を示したものである。前記空気入りタイヤ１は、タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１６であり、前記トレッド２のブロックパターン３は、前記タイヤ１の赤道線Ｆ−Ｆを挟み、その両側に左右二本づつの合計四本の間隔を置いた周方向溝４がタイヤ周方向に沿って形成されている。また、前記周方向溝４に対して傾斜した横方向溝５がタイヤ周方向に所定間隔を置いて多数形成されている。
【００２２】
前記トレッド２の前記周方向溝４と前記横方向溝５とで区画された部分には、四辺形のブロック６が多数生じることになり、全体としてブロックパターン３を形成するものである。
【００２３】
前記ブロックパターン３を形成するトレッド２は、前記周方向溝４を境界としてタイヤの横方向の端部に位置するショルダー部Ａ、該ショルダー部Ａに隣接するセカンド部Ｂ、及び、タイヤ中央部に位置するセンター部Ｃの概略三つの部分に分けることができる。
【００２４】
図２は、図１の前記ショルダー部Ａの前記横方向溝５のａ−ａ’断面を示したものであり、該ショルダー部Ａの前記横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ1 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ2 よりも浅く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。
【００２５】
また、図３は、図１のセカンド部Ｂとセンター部Ｃとの各横方向溝５のｂ−ｂ’断面とｃ−ｃ’断面を示したものであり、該セカンド部Ｂとゼンター部Ｃの横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ3 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ4 よりも深く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。
本実施例１の横方向溝５は、その溝幅Ｂを６ｍｍとし、溝深さｈ1 ＝４ｍｍ、ｈ2 ＝８ｍｍ、ｈ3 ＝８ｍｍ、ｈ4 ＝４ｍｍとしている。
【００２６】
前記本実施例１の空気入りタイヤを評価するために、以下に説明する空気入りタイヤを比較例１及び比較例２とすると共に、従来の空気入りタイヤを従来例として評価の対象とした。
前記比較例１、比較例２、及び、従来例は、横方向溝５の深さ以外は、前記本実施例１の空気入りタイヤとその構造を同じくしている。
【００２７】
比較例１は、ショルダー部Ａの前記横方向溝５が、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ1 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ2 よりも浅く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。また、セカンド部Ｂとセンター部Ｃの横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ3 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ4 よりも浅く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。比較例１の横方向溝５は、その溝幅Ｂを６ｍｍとし、溝深さｈ1 ＝４ｍｍ、ｈ2 ＝８ｍｍ、ｈ3 ＝４ｍｍ、ｈ4 ＝８ｍｍとしている。
【００２８】
比較例２は、ショルダー部Ａの前記横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ1 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ2 よりも深く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。また、セカンド部Ｂとセンター部Ｃの横方向溝５は、タイヤの回転方向Ｍに対してブロック６の踏みこみ側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）の溝深さｈ3 が蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）の溝深さｈ4 よりも深く形成され、溝底５ａが略傾斜平面になっている。比較例１の横方向溝５は、その溝幅Ｂを６ｍｍとし、溝深さｈ1 ＝８ｍｍ、ｈ2 ＝４ｍｍ、ｈ3 ＝８ｍｍ、ｈ4 ＝４ｍｍとしている。
【００２９】
従来例は、ショルダー部Ａ、セカンド部Ｂ、及び、センター部Ｃがブロック６の踏み込み側端６ｂ側（溝の回転方向の後側）と蹴りだし側端６ａ側（溝の回転方向の前側）とが同じ深さで、溝底５ａが略平面とされ、かつ本実施例１の溝深さの深い方の深さ（８ｍｍ）と同じに形成されている。
前記実施例１、比較例１、比較例２、及び、従来例の四つの空気入りタイヤの横方向溝５の深さを表１に示す。
【００３０】
【表１】
前記四つの空気入りタイヤを評価するために、摩耗試験と騒音試験をおこなった。
摩耗試験は、前記空気入りタイヤを７．５Ｊのリムに内圧２．０Ｋgf/cm2で組み付け、フラットベルト摩耗試験機で実施した。該摩耗試験の試験条件を、次のような設定のもとで行った。
【００３２】
路面：セーフティーウオーク、 温度：３０℃、
スリップ角度：０．５度、 荷重：４５０Ｋgf、
負荷制動力：４５Ｋgf、 速度：５０Ｋm/h、
走行距離：３００Ｋm、
【００３３】
摩耗の比較評価は、シュルダー部Ａのブロックの蹴りだし側端と踏み込み側端との摩耗量差を、従来例の空気入りタイヤの摩耗を１００として指数によって評価した。指数の数値は、その値が大きいほど摩耗差が小さく良好であるとして示している。
【００３４】
一方、騒音の評価は、ドラム騒音試験機で実施した。騒音試験の試験条件は、次のような設定の基で行った。
路面：セーフティーウオーク、 温度：３０℃、
スリップ角度：０度、 荷重：４５０Ｋgf、
負荷制動力：自由転動、 速度：４０Ｋm/h、
【００３５】
前記騒音試験は、騒音計を、タイヤの踏み込み側から５０ｃｍの距離に設置し、前記摩耗タイヤの３５０Ｈｚ近傍のピッチ１次成分の騒音レベルを従来例のタイヤを１００とした指数で示した。指数の数値は、その値が大きいほど騒音レベルが低く良好なことを示している。
前記Ｈ＆Ｔ摩耗と騒音試験の結果を示すと、表２のようになる。
【００３６】
【表２】
前記表２から明かなように、本実施例１は、従来例の横方向溝の深さがブロックの踏み込み側端と蹴りだし側端とで同じものに比べてＨ＆Ｔ摩耗の段差量が少なく、摩耗抑制効果があると共に、騒音の低減効果もある。
【００３８】
また、比較例１は、ショルダー部の横方向溝の深さ形状を本実施例１と同じくしたことで、摩耗抑制効果については、本実施例１と同等の効果が期待できるが、センター部及びセカンド部の横方向溝の深さ形状を、本実施例１と反対にしたことによって、騒音の低減効果は期待できず、従来例より悪化している。
【００３９】
更に、比較例２は、センター部及びセカンド部の横方向溝の深さ形状を、本実施例１と同じくしているが、摩耗抑制効果、及び、騒音の低減効果は、いずれも本実施例１よりも劣っているのみならず、従来例よりも悪化している。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態、即ち、一実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００４１】
例えば、前記実施例１では、周方向溝及び横方向溝を共にストレートのものとし、それによって区画される各ブロックを四辺形のものとして示したが、トレッドのパターンデザイン上シグザグ溝あるいは波状溝によって区画されるブロックパターンにも、本発明の横方向溝の溝深さ形状が適用できるものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の空気入りタイヤは、トレッドのショルダー部の横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で深く、後側で徐々に浅く形成し、前記トレッドのセカンド部とセンター部を横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成したので、トレッドのショルダー部のＨ＆Ｔ摩耗等の偏摩耗の発生を抑制することができると共に、前記トレッドのセカンド部とセンター部で生じるピッチノイズ等の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の空気入りタイヤの一部断面斜視図。
【図２】図１の実施例の空気入りタイヤのａ−ａ’断面図。
【図３】図１の実施例の空気入りタイヤのｂ−ｂ’断面図もしくはｃ−ｃ’断面図。
【符号の説明】
１…空気入りタイヤ
２…トレッド
３…ブロックパターン
４…周方向溝
５…横方向溝
６…ブロック
６ａ…蹴りだし側端（回転方向前側）
６ｂ…踏み込み側端（回転方向後側）
Ａ…ショルダー部
Ｂ…セカンド部
Ｃ…センター部
Ｆ−Ｆ…赤道線
Ｍ…回転方向
Claims (1)
- タイヤ周方向に実質的に延びる複数本の周方向溝と該周方向溝と交差する多数の横方向溝とによって区画された多数のブロックのパターンを形成したトレッドを有すると共に、該トレッドがショルダー部、セカンド部、及び、センター部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダー部は、その横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で深く、後側で徐々に浅く形成し、
前記セカンド部は、その横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成し、
前記センター部は、その横方向溝の深さをタイヤ回転方向の前側で浅く、後側で徐々に深く形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
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