JP4992951B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、排水性能を良好に維持しながら、トレッドパターンに起因する騒音を低減することを可能にした空気入りタイヤに関する。
近年、自動車の快適性の向上が強く求められており、その快適性の指標の一つとしてタイヤに関する騒音性能が挙げられている。
従来、空気入りタイヤとして、トレッド部にタイヤ周方向に延びる4本の主溝を設け、これら主溝により5列の陸部を区画し、その陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を適宜設けたものが一般的に使用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。このような空気入りタイヤでは、主溝とラグ溝とに基づいて良好な排水性能を発揮することが可能である。
上述のように構成される空気入りタイヤにおいては、トレッドパターンに起因して騒音が発生し、その騒音はラグ溝や主溝の本数が多いほど増加する傾向がある。ここで、例えば、主溝の本数を減らして主溝による気柱共鳴を抑えることにより、騒音の低減を図ることが可能である。しかしながら、主溝の本数を減らすと排水性能が低下することになる。そのため、排水性能と騒音性能とを両立することは困難である。
特開2007−230251号公報 特開2008−162390号公報 特開2009−101846号公報
本発明の目的は、排水性能を良好に維持しながら、トレッドパターンに起因する騒音を低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ周方向に延びる3本の主溝を設け、そのうちのセンター主溝の中心位置をタイヤ赤道から車両外側へずれた位置に配置し、前記センター主溝の中心位置と前記タイヤ赤道とのずれ量dを該センター主溝の幅Lの5〜100%の範囲にし、前記主溝により4列の陸部を区画すると共に、前記トレッド部のタイヤ赤道側に位置する2列のセンター陸部の各々にタイヤ周方向に延びる1本の細溝と該細溝からタイヤ幅方向外側に向かって延びる複数本の傾斜溝とを設け、車両外側のセンター陸部の幅を車両内側のセンター陸部の幅よりも大きくし、前記トレッド部のショルダー側に位置する2列のショルダー陸部の各々にタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を設け、これらラグ溝を前記主溝に対して非連通としたことを特徴とするものである。
本発明では、トレッド部に設ける主溝の本数を3本にすると共に、ショルダー陸部のラグ溝を主溝に対して非連通とすることにより、トレッドパターンに起因する騒音を低減することができる。更に、センター主溝の中心位置をタイヤ赤道から車両外側へずれた位置に配置すると共に、車両外側のセンター陸部の幅を車両内側のセンター陸部の幅よりも大きくし、その結果として、車両外側の主溝を接地端側に近付けることにより、トレッドパターンに起因する騒音の低減効果を高めることができる。
上述のようにトレッド部に設ける主溝の本数を3本とし、ショルダー陸部のラグ溝を主溝に対して非連通とすることは排水性能を低下させる要因となるが、本発明では2列のセンター陸部の各々にタイヤ周方向に延びる1本の細溝と該細溝からタイヤ幅方向外側に向かって延びる複数本の傾斜溝とを設けているため、排水性能を良好に維持することができる。
本発明においては、排水性能と騒音性能とをより高いレベルで両立するために、以下の構成を備えることが好ましい。即ち、車両内側のセンター陸部の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部の幅Woの比Wo/Wiは1.15〜1.35の範囲にすると良い。細溝と傾斜溝との交差角度は30°〜50°の範囲にすると良い。車両外側の主溝は車両内側の主溝よりも狭くし、車両外側の主溝の幅Loに対する車両内側の主溝の幅Liの比Li/Loを1.05〜1.25の範囲にすると良い。センター主溝の中心位置とタイヤ赤道とのずれ量dは該センター主溝の幅Lの5〜100%の範囲にする
上述のようにトレッド部に設ける主溝の本数を3本とし、センター主溝をタイヤ赤道付近に配置することは操縦安定性を低下させる要因となる場合がある。そのため、トレッド部においてセンター主溝を包含する中央部分とその両外側に位置する外側部分とを互いに異なるゴム組成物から構成し、中央部分の硬度を外側部分の硬度よりも高くすることが好ましい。これにより、排水性能と騒音性能とを両立しながら、操縦安定性を良好に維持することができる。
この場合、中央部分の幅Xはトレッド部の接地幅TCWの10%〜35%の範囲にすることが好ましい。また、中央部分の硬度と外側部分の硬度との差は3〜7の範囲にすることが好ましい。これにより、騒音性能の改善効果を損なうことなく操縦安定性を改善することができる。ここで、トレッド部の接地幅とは、タイヤが基づく規格で定められたタイヤ静的負荷半径の測定条件において測定される接地領域のタイヤ軸方向の寸法である。一方、硬度とは、20℃での硬さであり、JIS K6253に規定されるデュロメータ(Aタイプ)を用いて測定されるデュロメータ硬さである。
本発明において、主溝とは溝幅が5.0mm〜15.0mmで溝深さが7.0mm〜10.0mmである溝を意味し、細溝とは溝幅が1.0mm〜3.0mmで溝深さが3.0mm〜7.0mmである溝を意味する。
本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す平面図である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。この空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定されたタイヤである。図1において、CLはタイヤ赤道であり、INは車両装着時の車両内側であり、OUTは車両装着時の車両外側である。
図1に示すように、トレッド部1には、タイヤ周方向に延びる3本の主溝11,12,13が形成されている。そのうちのセンター主溝12は中心位置がタイヤ赤道CLから車両外側へ僅かにずれた位置に配置されている。これら主溝11〜13により車両外側から車両内側に向かって4列の陸部20,30,40,50が区画されている。
車両外側に位置するショルダー陸部20には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝22が形成されている。これらラグ溝22は、タイヤ赤道CL側の端部がショルダー陸部20内で終端しており、車両外側の主溝11に対して非連通になっている。
車両外側に位置するセンター陸部30には、タイヤ周方向に延びる1本の細溝31と、細溝31からタイヤ幅方向外側に延びて主溝11に連通する複数本の傾斜溝32と、細溝31からタイヤ幅方向内側に延びてセンター陸部30内で終端する複数本の切り欠き溝33とが形成されている。傾斜溝32と切り欠き溝33は互いに反対方向に傾斜してV字状をなしている。
車両内側に位置するセンター陸部40には、タイヤ周方向に延びる1本の細溝41と、細溝41からタイヤ幅方向外側に延びて主溝13に連通する複数本の傾斜溝42とが形成されている。そして、車両内側のセンター陸部40の幅Wiよりも車両外側のセンター陸部30の幅Woの方が大きくなっている。
車両内側に位置するショルダー陸部50には、タイヤ周方向に延びる1本の細溝51と、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝52とが形成されている。これらラグ溝52は、タイヤ赤道CL側の端部がショルダー陸部50内で終端しており、車両内側の主溝13に対して非連通になっている。
上述したトレッドパターンを有する空気入りタイヤでは、トレッド部1に3本の主溝11〜13を設けると共に、ショルダー陸部20,50のラグ溝22,52を主溝11,13に対して非連通とすることにより、トレッドパターンに起因する騒音を低減することができる。つまり、主溝の本数が3本である場合、主溝の本数が4本である場合に比べて主溝による気柱共鳴を抑えて騒音を低減することができる。また、ショルダー陸部20,50のラグ溝22,52を主溝11,13に対して非連通とした場合、トレッドパターンに起因する騒音がタイヤ外部へ漏れ難くなる。
更に、センター主溝12の中心位置をタイヤ赤道CLから車両外側へずれた位置に配置すると共に、車両外側のセンター陸部30の幅Woを車両内側のセンター陸部40の幅Wiよりも大きくし、その結果として、車両外側の主溝11をタイヤ幅方向の接地端側に近付けることにより、トレッドパターンに起因する騒音の低減効果を高めることができる。つまり、タイヤ幅方向の接地端側ではタイヤ周方向の接地長が短くなるため、車両外側の主溝11をタイヤ幅方向の接地端側に近付けた場合、主溝11による気柱共鳴を抑えることができる。その一方で、車両外側の主溝11は排水性能への寄与が車両内側の主溝13に比べて小さいため排水性能への影響が少ない。
また、上記空気入りタイヤにおいては、2列のセンター陸部30,40にタイヤ周方向に延びる細溝31,41と細溝31,41からタイヤ幅方向外側に向かって延びる複数本の傾斜溝32,42とが形成されている。そのため、トレッド部1に3本の主溝11〜13を設けた場合であっても、細溝31,41及び傾斜溝32,42が主溝11,13と協働して路面上の水を効果的に排除することにより、排水性能を良好に維持することができる。
上記空気入りタイヤにおいて、車両内側のセンター陸部40の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部30の幅Woの比Wo/Wiは1.15〜1.35の範囲に設定されている。これにより、排水性能と騒音性能とをより高いレベルで両立することができる。比Wo/Wiが1.15未満であると騒音性能の改善効果が低下し、逆に1.35を超えると排水性能の改善効果が低下する。
車両外側のセンター陸部30において、細溝31と傾斜溝32との交差角度θoは30°〜50°の範囲に設定されている。同様に、車両内側のセンター陸部40において、細溝41と傾斜溝42との交差角度θiは30°〜50°の範囲に設定されている。これにより、排水性能の改善効果を十分に得ることができる。交差角度θo,θiが上記範囲から外れると排水性能の改善効果が低下する。なお、傾斜溝32,42が湾曲している場合、交差角度θo,θiは傾斜溝32,42の中心線の両端同士を結んだ直線と細溝31,41の中心線との角度である。
車両外側の主溝11は車両内側の主溝13よりも狭くなっており、車両外側の主溝11の幅Loに対する車両内側の主溝13の幅Liの比Li/Loは1.05〜1.25の範囲に設定されている。これにより、排水性能と騒音性能とをより高いレベルで両立することができる。つまり、車両外側の主溝11は騒音性能への影響が相対的に大きく、車両内側の主溝13は排水性能への影響が相対的に大きいため、車両外側の主溝11を狭くし、車両内側の主溝13を広くするのである。比Li/Loが1.05未満であると排水性能の改善効果が低下し、逆に1.25を超えると騒音性能の改善効果が低下する。なお、車両外側の主溝11及び車両内側の主溝13はいずれもセンター主溝12よりも広くすることが望ましい。
センター主溝12の中心位置とタイヤ赤道CLとのずれ量dは、センター主溝12の幅Lの5〜100%の範囲に設定されている。これにより、排水性能と騒音性能とをより高いレベルで両立することができる。ずれ量dがセンター主溝12の幅Lの5%未満であると騒音性能の改善効果が低下し、逆にセンター主溝12の幅Lの100%を超えると排水性能の改善効果が低下する。
図2は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの断面構造を示すものである。図2において、1はトレッド部、2はサイドウォール部、3はビード部である。図2に示すように、一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架されている。カーカス層4は各ビード部3に埋設されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にはタイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含む複数層のベルト層6が配置されている。更に、ベルト層6の外周側にはタイヤ周方向に配向する補強コードを含むベルトカバー層7が配置されている。
上述のようにトレッド部1に3本の主溝11〜13を設け、センター主溝12をタイヤ赤道CLの近傍に配置した場合、トレッド部1の剛性がタイヤ赤道CLの近傍において低くなる。このようなトレッド部1の局部的な剛性不足を補うために、トレッド部1においてセンター主溝12を包含する中央部分1Aとその両外側に位置する外側部分1Bとを互いに異なるゴム組成物から構成し、中央部分1Aの硬度を外側部分1Bの硬度よりも高くする。これにより、操縦安定性を良好に維持することができる。
ここで、中央部分1Aの幅Xはトレッド部1の接地幅TCWの10%〜35%の範囲に設定されている。これにより、騒音性能の改善効果を損なうことなく操縦安定性を改善することができる。中央部分1Aの幅Xが接地幅TCWの10%未満であると操縦安定性の改善効果が低下し、逆に35%を超えると騒音性能の改善効果が低下する。
また、中央部分1Aの硬度と外側部分1Bの硬度との差は3〜7の範囲に設定されている。これにより、騒音性能の改善効果を損なうことなく操縦安定性を改善することができる。中央部分1Aと外側部分1Bとの硬度差が3未満であると操縦安定性の改善効果が低下し、逆に7を超えると騒音性能の改善効果が低下する。なお、外側部分1Bの硬度は55〜75の範囲に設定することが望ましい。
タイヤサイズ215/50R17で、図1に示すように、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ周方向に延びる3本の主溝を設け、そのうちのセンター主溝の中心位置をタイヤ赤道から車両外側へずれた位置に配置し、これら主溝により4列の陸部を区画すると共に、トレッド部のタイヤ赤道側に位置する2列のセンター陸部の各々にタイヤ周方向に延びる1本の細溝と該細溝からタイヤ幅方向外側に向かって延びる複数本の傾斜溝とを設け、車両外側のセンター陸部の幅を車両内側のセンター陸部の幅よりも大きくし、トレッド部のショルダー側に位置する2列のショルダー陸部の各々にタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を設け、これらラグ溝を主溝に対して非連通とした実施例1〜5のタイヤを作製した。
実施例1〜5において、車両内側のセンター陸部の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部の幅Woの比Wo/Wiを表1のように設定した。ここでは、幅Wiを一定とし、幅Woを変化させた。また、細溝と傾斜溝との交差角度θo,θiはそれぞれ30°とし、車両外側の主溝の幅Loに対する車両内側の主溝の幅Liの比Li/Loは1.05とし、センター主溝の中心位置とタイヤ赤道とのずれ量dは該センター主溝の幅Lの5%とした。
比較のため、タイヤサイズ215/50R17で、図3に示すように、トレッド部(61)にタイヤ周方向に延びる4本の主溝(62)を設け、これら主溝により5列の陸部(63,64,65,66,67)を区画すると共に、タイヤ赤道上に位置するセンター陸部(65)に複数本の切り欠き溝(68)を設け、中間陸部(64,66)に複数本の傾斜溝(69)を設け、ショルダー陸部(63,67)に複数本のラグ溝(70)及び複数本の傾斜溝(71)を設けた従来例のタイヤを用意した。
これら試験タイヤについて、下記試験方法により、排水性能及び騒音性能を評価し、その結果を表1に併せて示した。
排水性能:
試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付けて排気量2000ccの試験車両に装着し、空気圧を230kPaとし、直進路上で水深10mmのプールに進入するようにした走行試験を実施し、プールへの進入速度を徐々に増加させ、ハイドロプレーニング現象が発生する限界速度を測定した。評価結果は、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど排水性能が良好であることを意味する。
騒音性能:
試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付けて排気量2000ccの試験車両に装着し、空気圧を230kPaとし、舗装路を80km/hの速度で走行する際に発生する騒音を車室内で計測した。そして、トレッドパターンに起因する500Hz〜2500Hzの高周波帯域の騒音レベル(dB)を求めた。評価結果は、従来例の測定値を基準とし、その基準に対する差で示した。マイナス値は基準よりも騒音が減少したことを意味し、プラス値は基準よりも騒音が増加したことを意味する。
Figure 0004992951
この表1に示すように、実施例1〜5のタイヤは、従来例との対比において、排水性能を良好に維持しながら、トレッドパターンに起因する騒音を低減することができた。特に、比Wo/Wiが1.15〜1.35である場合に良好な結果が得られた。
次に、タイヤサイズ215/50R17で、上記と同様に図1のトレッドパターンを採用した実施例6〜10のタイヤを作製した。
実施例6〜10において、細溝と傾斜溝との交差角度θo,θiを表2のように設定した。また、車両内側のセンター陸部の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部の幅Woの比Wo/Wiは1.25とし、車両外側の主溝の幅Loに対する車両内側の主溝の幅Liの比Li/Loは1.05とし、センター主溝の中心位置とタイヤ赤道とのずれ量dは該センター主溝の幅Lの5%とした。
これら試験タイヤについて、上記試験方法により、排水性能及び騒音性能を評価し、その結果を表2に併せて示した。
Figure 0004992951
この表2に示すように、実施例6〜10のタイヤは、従来例との対比において、排水性能を良好に維持しながら、トレッドパターンに起因する騒音を低減することができた。特に、交差角度θo,θiが30°〜50°である場合に良好な結果が得られた。
次に、タイヤサイズ215/50R17で、上記と同様に図1のトレッドパターンを採用した実施例11〜15のタイヤを作製した。
実施例11〜15において、車両外側の主溝の幅Loに対する車両内側の主溝の幅Liの比Li/Loを表3のように設定した。ここでは、幅Loを一定とし、幅Liを変化させた。また、車両内側のセンター陸部の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部の幅Woの比Wo/Wiは1.25とし、細溝と傾斜溝との交差角度θo,θiはそれぞれ30°とし、センター主溝の中心位置とタイヤ赤道とのずれ量dは該センター主溝の幅Lの5%とした。
これら試験タイヤについて、上記試験方法により、排水性能及び騒音性能を評価し、その結果を表3に併せて示した。
Figure 0004992951
この表3に示すように、実施例11〜15のタイヤは、従来例との対比において、排水性能を良好に維持しながら、トレッドパターンに起因する騒音を低減することができた。特に、比Li/Loが1.05〜1.25である場合に良好な結果が得られた。
次に、タイヤサイズ215/50R17で、上記と同様に図1のトレッドパターンを採用した実施例16〜19及び比較例のタイヤを作製した。
実施例16〜19及び比較例において、センター主溝の幅Lに対するセンター主溝の中心位置とタイヤ赤道とのずれ量dの比率を表4のように設定した。また、車両内側のセンター陸部の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部の幅Woの比Wo/Wiは1.25とし、細溝と傾斜溝との交差角度θo,θiはそれぞれ30°とし、車両外側の主溝の幅Loに対する車両内側の主溝の幅Liの比Li/Loは1.05とした。
これら試験タイヤについて、上記試験方法により、排水性能及び騒音性能を評価し、その結果を表4に併せて示した。
Figure 0004992951
この表4に示すように、実施例16〜19のタイヤは、従来例との対比において、排水性能を良好に維持しながら、トレッドパターンに起因する騒音を低減することができた。特に、ずれ量dがセンター主溝の幅Lの5%〜100%である場合に良好な結果が得られた。
1 トレッド部
1A 中央部分
1B 外側部分
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ベルト層
7 ベルトカバー層
11,12,13 主溝
20,30,40,50 陸部
22,52 ラグ溝
31,41,51 細溝
32,42 傾斜溝

Claims (8)

  1. 車両装着時におけるタイヤ表裏の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ周方向に延びる3本の主溝を設け、そのうちのセンター主溝の中心位置をタイヤ赤道から車両外側へずれた位置に配置し、前記センター主溝の中心位置と前記タイヤ赤道とのずれ量dを該センター主溝の幅Lの5〜100%の範囲にし、前記主溝により4列の陸部を区画すると共に、前記トレッド部のタイヤ赤道側に位置する2列のセンター陸部の各々にタイヤ周方向に延びる1本の細溝と該細溝からタイヤ幅方向外側に向かって延びる複数本の傾斜溝とを設け、車両外側のセンター陸部の幅を車両内側のセンター陸部の幅よりも大きくし、前記トレッド部のショルダー側に位置する2列のショルダー陸部の各々にタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を設け、これらラグ溝を前記主溝に対して非連通としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 車両内側のセンター陸部の幅Wiに対する車両外側のセンター陸部の幅Woの比Wo/Wiを1.15〜1.35の範囲にしたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記細溝と前記傾斜溝との交差角度を30°〜50°の範囲にしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 車両外側の主溝を車両内側の主溝よりも狭くし、車両外側の主溝の幅Loに対する車両内側の主溝の幅Liの比Li/Loを1.05〜1.25の範囲にした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。
  5. 車両外側に位置するセンター陸部に細溝からタイヤ幅方向内側に延びて該センター陸部内で終端する複数本の切り欠き溝を設け、該車両外側に位置するセンター陸部において傾斜溝と切り欠き溝とを互いに反対方向に傾斜させてV字状に配置すると共に、車両内側に位置するショルダー陸部にタイヤ周方向に延びてラグ溝と交差する1本の細溝を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記トレッド部においてセンター主溝を包含する中央部分とその両外側に位置する外側部分とを互いに異なるゴム組成物から構成し、前記中央部分の硬度を前記外側部分の硬度よりも高くしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記中央部分の幅Xを前記トレッド部の接地幅TCWの10%〜35%の範囲にしたことを特徴とする請求項6に記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記中央部分の硬度と前記外側部分の硬度との差を3〜7の範囲にしたことを特徴とする請求項7に記載の空気入りタイヤ。
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