JP5160870B2

JP5160870B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5160870B2
Application number: JP2007318127A
Authority: JP
Inventors: 哲二宮崎
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2027-12-10
Also published as: CN101456338A; EP2070732B1; US20090145529A1; JP2009137518A; EP2070732A1; US8181682B2; DE602008001482D1

Description

本発明は、排水性能とトラクション性能とが維持又は向上され、タイヤのノイズが低減された空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、トラクション性能を向上させるため、ブロックの側壁（主溝の側壁）に棚部を設けることがある。例えば、特許文献１に開示された空気入りタイヤでは、ブロックの側壁に階段状の棚部を設け、トラクション性能を向上させている。また、棚部は、主溝の延長方向に沿って左右交互に設けて、主溝容積の減少による排水性能の低下を抑え、排水性能を確保している。

特開平９−３００９１５号公報（図１〜２）

上記の空気入りタイヤでは、ブロックの側壁全体に棚部を追加しているため、ブロックの質量が増している。そのため、路面に対する打撃音が増大し、ピッチノイズが増大する問題があった。特に、タイヤの摩耗が進行すると棚部がトレッド面に出現し、ブロックの幅が広くなるため、打撃音が増大する。

タイヤが接地した状態では、タイヤ周方向に延びる主溝と路面とにより管状空間を形成する。タイヤが回転すると、管状空間に圧縮された空気が外に放出され、その結果、気柱管共鳴音が発生する。気柱管共鳴音は、周波数が７００〜１４００Ｈｚの耳障りなノイズである。上記の空気入りタイヤでは、棚部により溝内を流れる空気の流れに対して抵抗となり得るが、効果的に気柱管共鳴音を減少するには不十分であった。

したがって、本発明の目的は、排水性能とトラクション性能とが維持又は向上され、ピッチノイズ及び気柱管共鳴音が低減された空気入りタイヤを提供することにある。

本願発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝に連通する横溝がトレッドに刻まれ、前記主溝及び横溝によりブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
前記主溝に連通する２本の前記横溝の位相差は前記ブロックの周方向長さの２５％以内であって、
前記主溝の両側の側壁に突出部を交互に備え、前記突出部の周方向長さは前記ブロックの周方向長さの１５％〜５０％であり、
前記主溝の幅方向断面において、前記突出部の溝底端部は前記主溝の中心線より前記突出部の存在する側壁側にあり、
前記突出部の輪郭は、少なくとも前記トレッド表面での主溝の端部と前記溝底端部とを結ぶ仮想面上にあり、
前記仮想面よりも更に突出した１又は複数の複突出部を備え、前記各複突出部の最大幅部は前記主溝の深さの３０％〜８０％の範囲にあり、最大幅部の幅は少なくとも１．０ｍｍ以上あることを特徴とする。

まず、横溝の位相差をブロックの周方向長さの２５％以内にすることにより主溝を挟む横溝２内の水の流れが良好となり、排水性能が確保される。主溝の両側の側壁に突出部を交互に備え、当該突出部の周方向長さをブロックの周方向長さの２０％〜４５％とし、ブロックの質量増加が抑えられ、しかも個々の突出部の質量も減少するので、ピッチノイズを減少することができる。また、突出部の数が増えた分だけ、突出部のエッジ効果が増大しより多くのトラクションを得る。また、突出部から更に突出した複突出部を備えているので、主溝内の空気の流れに対して、より大きい抵抗を与え効果的に気柱管共鳴音を減少することができる。

以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を説明する。図１ａは、本発明に係る空気入りタイヤのパターンを示す図である。周方向Ｒに延びる主溝１、主溝１を連通する横溝２がトレッドに刻まれている。主溝１及び横溝２により、ブロック３が形成されている。

横溝２の位相差Ｌ１は、ブロック３の周方向長さＬの１／４以内である。主溝１を挟む横溝２内の水の流れが良好となり、排水性能が確保される。位相差Ｌ１がブロック３の周方向長さＬの１／４を超えると、タイヤ幅方向の排水性が損なわれる。ここで、位相差Ｌ１とは、主溝１に連通する２本の横溝２の幅方向中心線で比較した周方向のずれを言う。例えば、一方から主溝１ａに連通する横溝２ａの幅方向中心線Ｃ１と、他方から主溝１ａに連通する横溝２ａとの幅方向中心線Ｃ２の周方向ＲのずれＬ１を言う。

主溝１の側壁１０（ブロック３の側壁でもある）には、突出部１１を両側交互に備える。すなわち、一方の側壁１０の一部１０ａに突出部１１を備えた場合、突出部１１が対向する側壁１０の一部１０ｂには、突出部１１を備えない。そして、周方向Ｒに沿って主溝１の両側に交互に、突出部１１を備えている。

突出部１１は側壁１０全体ではなく一部に備えるので、側壁１０全体に突出部を備えた場合に比べてピッチノイズを減少することができる。また、突出部１１の数が増えているので、主溝１内の空気の流れに対して、より大きい抵抗を与え、効果的に気柱管共鳴音を減少することができる。更に、突出部１１の数が増えた分だけ、突出部１１のエッジ効果が増大しより多くのトラクションを得る。

突出部１１の周方向長さＬ２は、ブロック３の長さＬの２０％〜４５％が好ましい。Ｌ２がＬの２０％未満であると、十分なトラクション性能を得られないことがあり、Ｌ２がＬの４５％を超えると、排水性能が低下することがある。なお、一方の側壁に突出部１１を２個以上に分けて設けてもよく、この場合、周方向長さＬ２は一方のブロックの側壁に設けた突出部１１の長さの総和となる。

次に、突出部１１の断面形状を説明する。図１ｂは、図１ａのｂ−ｂ線断面図であり、突出部１１の主溝１の幅方向断面を示す。説明のため、突出部１１にのみ斜線を施している。突出部１１の溝底端部１５は主溝１の中心線１９より突出部１１の存在する側壁１０ａ側にあるので、排水性能が確保される。

トレッド表面での主溝１の端部１３と突出部１１の溝底端部１５とを結ぶ仮想面１７を定義する。突出部１１の輪郭は少なくとも仮想面１７上にあり、仮想面１７より更に突出した複突出部２１を備えている。図１ｂでは、複突出部は、断面三角形状であって、トレッド面に平行な棚面２１aを備えた形状であるので、複突出部２１のエッジ効果によりトラクション性能が向上する。また、複数の複突出部を設けてもよい。複突出部が複数あると、より多くのエッジ効果を得ることができる。例えば、図１ｃには２つの複突出部２１、２２を設けた例を示し、図１ｄには３つの複突出部２１、２２、２３を設けた例を示す。図１ｅに示すように、複突出部２１、２２は棚部を備えていなくてもよく、この場合も１又は複数の複突出部を設けてもよい。特に、図１ｅの形状の場合、複突出部２１、２２を構成する面がなす角度が１８０度に近づくため、主溝１の溝底からトレッド表面に流れる水の排水抵抗が減少するので、排水性能が向上する。

図１ｆは、複突出部の別の態様を示す。複突出部３１は、仮想面１７全体にわたって仮想面１７より突出している、一辺が仮想面１７上にある断面四角形状としてもよい。この場合も複突出部３１を構成する面がなす角度が１８０度に近づくため、主溝１の溝底からトレッド表面に流れる水の排水抵抗が減少するので、排水性能が向上する。

なお、主溝１の中心線１９から溝底端部１５までの距離Ｌ３は、主溝１の幅Ｗの２％〜２５％が好ましい。距離Ｌ３が幅Ｗの２％未満であると排水性能が低下し、幅Ｗの２５％を超えると複突出部によるエッジ効果が小さくなり、トラクション性能があまり向上しない。

複突出部の最大幅部は主溝１の深さの３０％〜８０％の範囲にあることが好ましい。すなわち、図１ｂ〜１ｄの場合、最大幅部は棚面に相当し、棚面２１ａ〜２３ａの高さＨ１〜Ｈ３は、主溝１の深さＤの３０％〜８０％の範囲にあることが好ましい。図１ｅの場合、最大幅部は仮想面１７上にない三角形状の各頂点２１ｂ、２２ｂに相当し、その高さＨ１、Ｈ２は、主溝１の深さＤの３０％〜８０％の範囲にあることが好ましい。図１ｆの場合、最大幅部は仮想面１７上にない四角形状の各頂点３１ａ、３１ｂに相当し、その高さＨ１、Ｈ２は、主溝１の深さＤの３０％〜８０％の範囲にあることが好ましい。いずれの場合であっても、高さＨ１〜Ｈ３がＤの３０％未満であるとトラクション性能が不十分であり、高さＨ１〜Ｈ３がＤの８０％を超えると主溝１の容積が低下し排水性能が低下することがある。

また、複突出部のエッジ効果を十分に得る観点から、複突出部の最大幅部の幅は少なくとも１．０ｍｍ以上あることが好ましい。すなわち、図１ｂ〜１ｄの場合、最大幅部の幅は棚面２１ａ〜２３ａの幅Ｗ１〜Ｗ３である。図１ｅの場合、最大幅部の幅は仮想面１７上にない三角形状の各頂点２１ｂ、２２ｂから仮想面１７までの幅Ｗ１、Ｗ２である。図１ｆの場合、最大幅部の幅は仮想面１７上にない四角形状の各頂点３１ａ、３１ｂから仮想面１７までの幅Ｗ１、Ｗ２である。いずれの場合も、幅Ｗ１〜Ｗ３は、複突出部２１などの側壁が溝底に対して垂直なるまでの範囲であって、１．０ｍｍ以上あることが好ましい。垂直を超えて対向する主溝１の側壁側に傾斜すると排水性能が低下する。

突出部１１は仮想面１７から更に突出した複突出部２１などを備えているため、主溝１の側壁１０ａ、１０ｂから直接棚部を設ける従来の形状に比べて、突出部１１を構成する面がなす角度がより１８０度に近づいている。その結果、突出部１１に発生するクラックを防止することができる。

本発明に係る実施例タイヤと比較例タイヤを製作して、それぞれを評価した。各実施例のタイヤは、図１ａに示すパターンを備え、図１ｂ〜１ｆに示す突出部１１を備えるタイヤである。比較例１のタイヤは、実施例1と同じ形状の突出部１１を備えるが、ブロックの側壁全体に突出部１１を備えたタイヤである。比較例２〜７のタイヤは、突出部１１の寸法が実施例と異なる。タイヤサイズはＬＴ２６５／７５Ｒ１６であり、空気圧４２０ｋＰａにて評価した。なお、突出部の寸法は表１に示す。

表１において、気柱管共鳴音は、新品タイヤをＪＡＳＯＣ６０６に準拠した室内音響ドラム試験機にて気柱管共鳴音（７００〜１４００Ｈｚ）のノイズレベルを計測した値であり、比較例１を１００とした指数で表し、数値が大きいほど気柱管共鳴音のレベルが低いことを示す。他の試験は、排気量６６００ｃｃのディーゼルエンジン四輪駆動トラックに装着して評価した。

排水性能は、新品タイヤで水深８ｍｍの湿潤路を、速度を上げながら走行し、ハイドロプレーニングが認められたときの速度で、比較例１を１００とした指数で表し、数値が大きいほど排水性能が良いことを示す。トラクション性能は、新品タイヤでオフロードコースを走行したときのラップタイムであり、比較例１を１００とした指数で表し、数値が大きいほどラップタイムが短いことを示す。

ピッチノイズは、トレッドが主溝深さＤの５０％だけ摩耗した状態で一般路面を走行し、ピッチノイズの官能評価した値で、比較例１を１００とした指数で表し、数値が大きいほどピッチノイズのレベルが低いことを示す。

表１によれば、実施例タイヤは、トラクション性能が向上し、排水性能がほぼ維持されて、しかもピッチノイズ及び気柱管共鳴音が低減されている。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。図１ａのｂ−ｂ線断面図である。図１ａのｂ−ｂ線断面図である。図１ａのｂ−ｂ線断面図である。図１ａのｂ−ｂ線断面図である。図１ａのｂ−ｂ線断面図である。

符号の説明

１主溝
２横溝
３ブロック
１０主溝（ブロック）の側壁
１１突出部
１７仮想面
２１、２２、２３複突出部
３１複突出部

Claims

タイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝に連通する横溝がトレッドに刻まれ、前記主溝及び横溝によりブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
前記主溝に連通する２本の前記横溝の位相差は前記ブロックの周方向長さの２５％以内であって、
前記主溝の両側の側壁に突出部を交互に備え、前記突出部の周方向長さは前記ブロックの周方向長さの２０％〜４５％であり、
前記主溝の幅方向断面において、前記突出部の溝底端部は前記主溝の中心線より前記突出部の存在する側壁側にあり、
前記突出部の輪郭は、少なくとも前記トレッド表面での主溝の端部と前記溝底端部とを結ぶ仮想面上にあり、
前記仮想面よりも更に突出した１又は複数の複突出部を備え、前記各複突出部の最大幅部は前記主溝の深さの３０％〜８０％の範囲にあり、最大幅部の幅は少なくとも１．０ｍｍ以上あることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記複突出部は、トレッド面に平行な棚面を備えた断面三角形状であって、前記各棚面の高さは前記主溝の深さの３０％〜８０％の範囲にあり、前記棚面の幅は少なくとも１．０ｍｍ以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記複突出部は、断面三角形状であって、前記仮想面上にない前記三角形状の各頂点の高さは前記主溝の深さの３０％〜８０％の範囲にあり、前記頂点における前記複突出部の幅は少なくとも１．０ｍｍ以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記複突出部は、一辺が前記仮想面上にある断面四角形状であって、前記仮想面上にない２つの頂点の高さは前記主溝の深さの３０％〜８０％の範囲にあり、前記頂点における前記複突出部の幅は少なくとも１．０ｍｍ以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。