JP5848731B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、排水性能と騒音性能とをバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。

路面とトレッド部の踏面との間の水膜をタイヤ回転方向の後方へスムーズに排出するため、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が設けられた空気入りタイヤが知られている。この空気入りタイヤの排水性能を高めるため、主溝の溝容積を大きくすることが提案されている。

しかしながら、主溝の溝容積を大きくすると、主溝の溝底の剛性が小さくなる傾向がある。このため、タイヤの接地時、主溝の溝底が振動し、主溝内を流れる空気を振動させて気柱共鳴音を生じさせる。従って、騒音性能が悪化するという問題があった。このように排水性能と騒音性能とは相反関係を有し、これら両性能をバランス良く向上するのは困難であった。

特開２００２−２１１２１０号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、主溝の溝底の形状を改善することを基本として、排水性能と騒音性能とをバランス良く向上させた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少なくとも１本の主溝が設けられた空気入りタイヤであって、前記主溝は、溝中心線と直角な横断面において、一方のトレッド踏面からタイヤ半径方向の内方にのびる第１溝壁、他方のトレッド踏面からタイヤ半径方向の内方にのびる第２溝壁、及び、前記第１溝壁のタイヤ半径方向の内端と前記第２溝壁のタイヤ半径方向の内端とを継ぎかつタイヤ半径方向外側に凸となる突状部を含む溝底を有し、前記突状部は、前記主溝に沿って連続し、かつ、前記主溝の前記溝中心線と直角方向の幅が、前記主溝の溝幅の５０％〜１００％であり、前記第１溝壁の前記内端と前記第２溝壁の前記内端とを直線で継ぐ仮想溝底からタイヤ半径方向外側にはみ出す前記突状部の断面積は、前記主溝の溝断面積の３％〜１５％であることを特徴とする。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記突状部のタイヤ半径方向の最も外側の頂部は、前記主溝の前記溝中心線上に位置しているのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記主溝は、タイヤ周方向に直線状にのびているのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記突状部には、前記主溝の前記溝中心線に沿ってのびるサイピングが設けられるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記サイピングの深さは、前記サイピングを設けた位置での前記突状部の前記仮想溝底からのタイヤ半径方向の高さの５０％〜１００％であるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記サイピングは、前記突状部の前記幅方向の中間位置よりもタイヤ軸方向の内側又はタイヤ赤道上に設けられるのが望ましい。

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少なくとも１本の主溝が設けられている。主溝は、溝中心線と直角な横断面において、一方のトレッド踏面からタイヤ半径方向の内方にのびる第１溝壁、他方のトレッド踏面からタイヤ半径方向の内方にのびる第２溝壁、及び、第１溝壁のタイヤ半径方向の内端と第２溝壁のタイヤ半径方向の内端とを継ぎかつタイヤ半径方向外側に凸となる突状部を含む溝底を有している。このような突状部は、溝底の剛性を高め、溝底の振動を抑制する。従って、気柱共鳴音が小さくなり、騒音性能が向上する。

突状部は、主溝に沿って連続し、かつ、主溝の溝中心線と直角方向の幅が、主溝の溝幅の５０％〜１００％である。これにより、主溝の溝底の剛性が広い範囲で高められる。

突状部の断面積は、主溝の溝断面積の３％〜１５％である。このような突状部は、溝容積の減少を抑制しつつ、主溝の溝底の剛性を高める。従って、本発明の空気入りタイヤは、排水性能及び騒音性能がバランス良く向上する。

本発明の一実施形態を示すトレッド部の展開図である。 図１のＡ−Ａ部の断面図である。 図１のＡ−Ａ部の斜視図である。 図２の突状部の拡大図である。 本発明の他の実施形態を示す主溝の断面図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す主溝の断面図である。 実車走行による騒音試験の概要を説明する平面図である。

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には、本発明の一実施形態を示すトレッド部の展開図が示される。図１に示されるように、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。）は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして好適に利用される。タイヤのトレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝３が設けられている。本実施形態の主溝３は、タイヤ赤道Ｃの両側をのびる一対のセンター主溝４と、センター主溝４のタイヤ軸方向外側をのびる一対のショルダー主溝５とを含んでいる。

本実施形態のトレッド部２には、一対のセンター主溝４で区分されるセンター陸部６、センター主溝４とショルダー主溝５とで区分される一対のミドル陸部７、及び、ショルダー主溝５と接地端Ｔｅとで区分される一対のショルダー陸部８が設けられている。トレッド部２の形状は、この様な態様に限定されるものではなく、主溝３は、タイヤ赤道Ｃ上をのびるものを含んでも良い。また、各陸部６乃至８には、タイヤ軸方向にのびる横溝やラグ溝等が設けられても良い。

前記「接地端」は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させた正規荷重負荷状態のときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。正規状態において、接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド接地幅ＴＷとして定められる。特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」とは、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リムであり、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」とは、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。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、１８０kPaである。

「正規荷重」とは、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。タイヤが乗用車用である場合、正規荷重は、前記荷重の８８％に相当する荷重である。

本実施形態の両主溝４、５は、タイヤ周方向に沿って直線状にのびている。このような主溝４、５は、溝内の水をタイヤ回転方向の後方へスムーズに排出するとともに、各陸部６乃至８のタイヤ周方向の剛性を高める。なお、主溝３は、ジグザグ状や波状にのびるものでも良い。

各主溝３の溝幅Ｗ１については、慣例に従って種々定めることができる。排水性能を確保しつつ各陸部６乃至８の剛性を高めるために、各主溝３の溝幅Ｗ１は、例えば、トレッド接地幅ＴＷの好ましくは、２．０％〜８．０％である。

図２には、センター主溝４の断面図として、図１のＡ−Ａ断面が示されている。図３には、図２の斜視図が示される。図２及び図３に示されるように、センター主溝４は、溝中心線Ｇ１と直角な横断面において、第１溝壁１０と、第２溝壁１１と、溝底１２とを有している。なお、「溝中心線」とは、本明細書では、溝幅の中心を通る線であり、タイヤ半径方向位置については、特に限定されるものではない。

第１溝壁１０は、センター陸部６のトレッド踏面６Ａからタイヤ半径方向の内方にのびている。本実施形態の第１溝壁１０は、トレッド踏面６Ａの法線ｎに対し角度α１で傾斜する第１部分１０Ａと、第１部分１０Ａに滑らかに接続され第１部分１０Ａよりも大きな角度α２で傾斜する第２部分１０Ｂとを含んでいる。本実施形態では第２部分１０Ｂの溝中心線Ｇ１側の内端１０ｔが、第１溝壁１０のタイヤ半径方向の内端１０ｉである。

第２溝壁１１は、ミドル陸部７のトレッド踏面７Ａからタイヤ半径方向の内方にのびている。本実施形態の第２溝壁１１は、第１溝壁１０と同様に、第１部分１１Ａと、第１部分１１Ａよりも大きな角度で傾斜する第２部分１１Ｂとを含んでいる。第２部分１１Ｂの溝中心線Ｇ１側の内端１１ｔは、第２溝壁１１のタイヤ半径方向の内端１１ｉである。

本実施形態の第１溝壁の第２部分１０Ｂ、及び、第２溝壁の第２部分１１Ｂは、円弧状かつ溝中心線Ｇ１側に向かって前記角度が漸増している。このような両第２部分１０Ｂ、１１Ｂは、センター主溝４の剛性を大きく高める。

溝底１２は、第１溝壁１０の前記内端１０ｉと第２溝壁１１の前記内端１１ｉとを継いでいる。溝底１２には、タイヤ半径方向外側に凸となる突状部１３を含んでいる。このような突状部１３は、溝底１２の剛性を高め、トレッド部２の接地時に、溝底１２に生じる振動を抑制する。従って、溝底１２が励起する気柱共鳴音が小さくなり、騒音性能が向上する。本実施形態の溝底１２は、突状部１３のみで構成されているが、その一部が突状部１３であっても良い。

突状部１３は、本実施形態では、第１傾斜部１４と第２傾斜部１５とを含んだ三角形状である。第１傾斜部１４は、第１溝壁１０の内端１０ｉから溝中心線Ｇ１側に向かってタイヤ半径方向外側に傾斜している。第２傾斜部１５は、第２溝壁１１の内端１１ｉから溝中心線Ｇ１側に向かってタイヤ半径方向外側に傾斜している。このような突状部１３は、大きな応力が作用する溝底１２の中央部分の剛性を効果的に高めつつ、溝底１２の陸部６、７側において十分な溝容積を確保することができる。第１傾斜部１４と第２傾斜部１５とは、本実施形態では、溝中心線Ｇ１上で互いに接続されている。

突状部１３は、センター主溝４の溝中心線Ｇ１と直角方向の幅Ｗ３が、センター主溝４の溝幅Ｗ１の５０％〜１００％である。突状部１３の前記幅Ｗ３がセンター主溝４の溝幅Ｗ１の５０％未満の場合、溝底１２の振動を効果的に抑制できない。なお、センター主溝４の深さＤ１を確保して摩耗末期での外観を高めるため、突状部１３の幅Ｗ３が、センター主溝４の幅Ｗ１の１００％を超えることはない。突状部１３の幅Ｗ３は、好ましくは、センター主溝４の溝幅Ｗ１の５５％〜９５％である。

突状部１３は、第１溝壁１０の内端１０ｉと第２溝壁１１の内端１１ｉとを直線で継ぐ仮想溝底１２Ａ（仮想線で示す）からタイヤ半径方向外側にはみ出す断面積が、センター主溝４の溝断面積の３％〜１５％である。突状部１３の断面積がセンター主溝４の断面積の３％未満の場合、突状部１３の容積が小さく、溝底１２の剛性を高めることができない。突状部１３の断面積がセンター主溝４の断面積の１５％を超える場合、センター主溝４の断面積が小さくなり、排水性能が悪化する。好ましくは、突状部１３の断面積は、センター主溝４の断面積の５％〜１３％である。

突状部１３のタイヤ半径方向の最も外側の頂部１３ｔは、センター主溝４の溝中心線Ｇ１上に位置しているのが望ましい。これにより、最も大きな応力が作用する溝底１２の溝中心線Ｇ１上の剛性が高められ、突状部１３による振動抑制効果が効果的に発揮される。頂部が溝中心線上にあるとは、溝中心線を通りかつ溝を埋めて得られる仮想トレッド面に対する法線と頂部とが交差する態様である。

突状部１３は、本実施形態のセンター主溝４に沿って連続している。従って、溝底１２の振動抑制効果がタイヤ周方向に連続して発揮される。

本実施形態の突状部１３には、サイピング２０が設けられている。図４に示されるように、サイピング２０は、厚さが小さい切れ込みであり、突状部１３からタイヤ半径方向の内方にのびるサイプ壁２０Ａを有している。これにより、溝底１２に生じた気柱共鳴音の加振源となるタイヤ半径方向の振動が、サイプ壁２０Ａで減衰される。従って、センター主溝４内の気柱共鳴がさらに抑制される。

本実施形態のサイピング２０のサイプ壁２０Ａは、直線状にのびている。このようなサイピング２０は、溝底１２の剛性を高く確保する。サイプ壁２０Ａは、このような態様に限定されるものではなく、その面積を大きく確保して、大きな減衰効果を発揮させるため、例えば、ジグザグ状や波状のものでも良い。

サイピング２０の深さＤａが、サイピング２０が設けられた位置での突状部１３の仮想溝底１２Ａからのタイヤ半径方向の高さＨの５０％未満の場合、サイプ壁２０Ａの振動減衰効果が小さくなるおそれがある。サイピング２０の底が仮想溝底１２Ａよりもタイヤ半径方向の内方にある場合、溝底１２の剛性が小さくなり、溝底１２に生じる振動が大きくなるおそれがある。このため、サイピング２０の深さＤａは、好ましくは、サイピング２０が設けられた位置での突状部１３の仮想溝底１２Ａからのタイヤ半径方向の高さＨの５０％〜１００％であり、より好ましくは６０％〜１００％である。

サイピング２０の幅Ｗ４は、好ましくは、０．６〜０．８mmである。サイピング２０の幅Ｗ４が０．６mm未満の場合、サイピング２０を形成するためのナイフブレードの幅が小さくなり、タイヤ製造時にナイフブレードが破損して、サイピング２０を形成できないおそれがある。サイピング２０の幅Ｗ４が０．８mmを超える場合、溝底１２の剛性が低下し、溝底１２の振動が大きくなるおそれがある。

図３に示されるように、サイピング２０は、センター主溝４の溝中心線Ｇ１に沿ってのびている。これにより、振動減衰効果がタイヤ周方向に連続して発揮される。本実施形態のサイピング２０は、直線状にのびているが、例えば、波状やジグザグ状にのびるものでも良い。

サイピング２０は、本実施形態では、突状部１３に２本設けられている。これにより、サイプ壁２０Ａによる振動減衰効果が大きく発揮される。なお、突状部１３に複数本のサイピング２０が設けられる場合、サイプ壁２０Ａによる振動減衰効果と溝底１２の剛性確保による振動抑制効果とをバランス良く発揮させるため、サイピング２０の１ピッチＰ（図４に示す）は、１．０〜３．０mmが望ましい。また、サイピング２０は、溝中心線Ｇ１を挟んで等ピッチに配されるのが望ましい。

サイピング２０は、突状部１３に１本設けられる場合、突状部１３の幅方向の中間位置に設けられるのが望ましい。これにより、サイピングの深さＤａを大きく確保することができ、効果的に振動を減衰することができる。

直進走行時、タイヤ赤道Ｃ上には、最も大きな接地圧が作用する。このため、センター主溝４がタイヤ赤道Ｃ上をのびる場合、サイピング２０は、タイヤ赤道Ｃ上に設けられるのが望ましい。

図５には、本発明の他の実施形態のセンター主溝４の断面図が示される。図５に示されるように、センター主溝４の溝底１２は、第１溝壁１０の前記内端１０ｉと第２溝壁１１の前記内端１１ｉとを滑らかに継ぐ略半円弧状の突状部１３を有する態様でも良い。このような突状部１３は、溝底１２の剛性をさらに高め、振動を抑制することができる。

図６には、本願発明のさらに他の実施形態のセンター主溝４の断面図が示される。図６に示されるように、この実施形態の溝底１２は、第１傾斜部１４と第２傾斜部１５と外側部１６とを含む略台形状で形成されている。このような突状部１３は、溝底１２の剛性を溝幅方向に沿って、ほぼ均一に高めることができる。

上記実施形態では、センター主溝４に、突状部１３及びサイピング２０が設けられているが、それに代えて、又はそれと共に、図１に示されるように、ショルダー主溝５の溝底にも、突状部１３及びサイピング２０が形成されても良い。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本パターンを有するサイズ２３５／４５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの排水性能及び騒音性能がテストされた。各試供タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
トレッド接地幅ＴＷ：１９０mm
センター主溝の溝深さ：８．２mm
センター主溝の溝幅／トレッド接地幅：６．８％
ショルダー主溝の溝深さ：８．２mm
ショルダー主溝の溝幅／トレッド接地幅：３．７％
サイピングの幅：０．８mm

＜騒音性能（実車による惰行通過騒音）＞
各試供タイヤが、下記の条件で、排気量２０００ccの乗用車の全輪に装着された。図７に示されるように、このテスト車両を、ＥＣＥ Ｒ１１７に準拠して、１名のテストドライバーが、ＡーＢ間を、エンジン停止かつギヤをニュートラルの状態で惰行走行させた。そして、この惰行走行時の最大騒音レベルが測定された。騒音測定具Ｓは、車両走行中心Ｃ−Ｃから両側に７．５±０．０５m離間させかつ地上高さ１．２±０．０２mの位置に取り付けられた。結果は、従来例１の騒音レベルとの差（ｄＢ（Ａ））で評価された。数値が大きいほど良好である。
リム：８．０Ｊ×１８
内圧：１７６ｋＰａ（平均）
荷重：４．６０ｋＮ（平均）
Ａ−Ｂ間の速度：７０〜９０Km/h

＜排水性能＞
上記テスト車両を、テストドライバーが、半径１００mのアスファルト路面のテストコースに設けた水深１０mm、長さ２０mの水たまり上を、速度８０km/hで進入させた。このときの前輪に作用する平均横加速度（横Ｇ）が算出された。結果は、従来例１の値を１００とする指数で表示された。数値が大きいほど良好である。
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、従来例及び比較例のタイヤに比べて有意に向上している。また、サイピングの幅を変化させたタイヤについてテストを行ったが、サイピングの幅が、０．６〜０．８mmの範囲で結果が良かった。

２ トレッド部
３ 主溝
３Ｇ 主溝の溝中心線
１０ 第１溝壁
１０ｉ 第１溝壁の内端
１１ 第２溝壁
１１ｉ 第２溝壁の内端
１２ 溝底
１２Ａ 仮想溝底
１３ 突状部

Claims (7)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝が設けられた空気入りタイヤであって、
   前記主溝は、溝中心線と直角な横断面において、一方のトレッド踏面からタイヤ半径方向の内方にのびる第１溝壁、他方のトレッド踏面からタイヤ半径方向の内方にのびる第２溝壁、及び、前記第１溝壁のタイヤ半径方向の内端と前記第２溝壁のタイヤ半径方向の内端とを継ぎかつタイヤ半径方向外側に凸となる突状部を含む溝底を有し、
   前記突状部は、前記主溝に沿って連続し、かつ、前記主溝の前記溝中心線と直角方向の幅が、前記主溝の溝幅の５０％〜１００％であり、さらに、前記主溝の前記溝中心線に沿ってのびるサイピングが設けられ、
   前記第１溝壁の前記内端と前記第２溝壁の前記内端とを直線で継ぐ仮想溝底からタイヤ半径方向外側にはみ出す前記突状部の断面積は、前記主溝の溝断面積の３％〜１５％であり、
   前記サイピングの深さは、前記サイピングを設けた位置での前記突状部の前記仮想溝底からのタイヤ半径方向の高さの５０％〜１００％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突状部のタイヤ半径方向の最も外側の頂部は、前記主溝の前記溝中心線上に位置している請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記主溝は、タイヤ周方向に直線状にのびている請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記サイピングは、前記溝中心線を挟んで等ピッチである請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突状部は、タイヤ半径方向の最も外側に頂部を有し、
   前記サイピングは、前記頂部の両側に２本設けられる請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイピングのピッチは、１．０〜３．０mmである請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記突状部は、略半円弧状である請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
   

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