JP2007237795A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェット性能や制動性能に優れるとともに、気柱管共鳴による高周波ノイズを低減することのできる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】陸部１５に、一端が周方向溝１１に開口する緩傾斜溝１６の終端に連通し、他端が上記陸部１５内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する第１の屈曲溝１４を設け、陸部１８に、一端が周方向溝１２に開口し、他端が上記陸部１８内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する第２の屈曲溝１７を設けるとともに、上記第１の屈曲溝１４を構成する第１の傾斜溝１４ａとこの第１の傾斜溝１４ａの終端から折れ曲がって延長する第２の傾斜溝１４ｂの傾斜角α，β、上記第２の屈曲溝１７を構成する第３の傾斜溝１７ａとこの第３の傾斜溝１７ａの終端から折れ曲がって延長する第４の傾斜溝１７ｂの傾斜角α，βとをα＝３０°±１５°の範囲に設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するもので、特に、ウェット性能及び制動性能の向上と高周波ノイズの低減を図るためのトレッドパターンの改良に関する。

図３は従来の空気入りタイヤ５０のトレッドパターンの一例を示す図で、このタイヤ５０のトレッド表面には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝５１〜５３と、上記周方向溝５１〜５３に対して同一方向に傾斜する複数本の傾斜溝（ラグ溝）５４，５５と、トレッド端部に位置する副溝５６により区画される陸部５７内で終端する、タイヤ接地端側に開口する緩傾斜溝５８とが設けられており、上記周方向溝５１〜５３により前後方向の排水を、傾斜溝５４，５５及び緩傾斜溝５８により横方向の排水を担うのが一般的である。また、ウェット性能を向上させるために、上記傾斜溝５４，５５のタイヤ周方向に対する傾斜角度を小さく設定して急傾斜溝とする方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、制動性能を得るためには、ラグ溝によるヒステリシス摩擦と接地面積確保のための周方向剛性のバランスをとることが有効である。
また、上記のような、周方向溝５１〜５３と傾斜溝５４，５５とを備えた従来のトレッドパターンでは、上記周方向溝５１〜５３の接地長さに対応する周波数の共鳴音（気柱管共鳴音）が発生し高周波ノイズが増加する。この気柱管共鳴音は、上記周方向溝５１〜５３が接地する際に、タイヤと路面との間に形成された管状の空洞の共鳴現象により発生するもので、気柱の長さ、すなわち、接地面内に内包される周方向溝の長さの２倍の波長で共鳴する。
特開平９−２０２５号公報

一般に、ウェット性能を向上させるためには、周方向溝の溝幅を広げることが有効だが、周方向溝幅を広げた場合には、接地面積の大幅な減少並びに接地圧の幅方向分布に大きな段差が生じるため、ドライ路面における操縦安定性、限界グリップ特性が低下してしまうだけでなく、気柱管共鳴により高周波ノイズが悪化するといった問題点があった。また、逆に、周方向溝の本数や容積を減少させると周方向溝による排水機能が低下することから、ハイドロプレーニング現象に代表されるウェット性能の低下をもたらす。
一方、制動性を得るためにはラグ溝配置が有効だが、ラグ溝のエッジの剛性が不十分だと接地面積を損ない十分な制動性能が得られないだけでなく、限られた陸部幅においては傾斜溝を上記従来例のように大きくするとラグ溝の長さが制限されるため、上記高周波ノイズを低減することが困難であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ウェット性能や制動性能に優れるとともに、気柱管共鳴による高周波ノイズを低減することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する略くの字形の折れ曲がった形のラグ溝（屈曲溝）を設けるとともに、上記屈曲溝のそれぞれのタイヤ周方向に対する傾斜角度を３０°±１５°の範囲とすれば、周方向溝の本数や容積を減少させることなく、高周波ノイズを低減するための溝長さを確保できるとともに、制動性能を向上させることができることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、トレッド表面に設けられたタイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、この周方向溝により区画された陸部とを備えた空気入りタイヤにおいて、上記陸部に、一端が直接もしくはラグ溝を介して周方向溝に開口し、他端がトレッドの陸部内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する屈曲溝を設けるとともに、上記屈曲溝を構成するそれぞれの傾斜溝のタイヤ周方向に対する傾斜角を３０°±１５°としたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、上記屈曲溝を、タイヤ周方向との成す角が大きなラグ溝である緩傾斜溝を介して、周方向溝に開口させたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤであって、上記屈曲溝同士は互いに連通していないことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、上記開口部を、当該タイヤの車両装着内側に設けたことを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、トレッド端部に位置する陸部に、上記端部側陸部内で終端し、かつ、接地端に開口する第２の緩傾斜溝を設けたものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空気入りタイヤであって、上記第２の緩傾斜溝は上記屈曲溝と連通しないことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の空気入りタイヤにおいて、上記屈曲溝と上記第２の緩傾斜溝とをほぼ一定の間隔をおいてタイヤ周方向に配置したものである。

本発明によれば、トレッド表面に設けられたタイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝により区画された陸部に、一端が周方向溝に開口し、他端がトレッドの陸部内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長し、それぞれの傾斜溝のタイヤ周方向に対する傾斜角が３０°±１５°の範囲にある屈曲溝を設けるようにしたので、周方向溝の気柱管共鳴の周波数を分散させることができ、ウェット性能を確保しつつ高周波ノイズを低減することができるとともに、十分な接地面積とヒステリシス摩擦とを得ることができるので、制動性能を向上させることができる。このとき、上記屈曲溝を緩傾斜溝を介し周方向溝に開口させるようにすれば、開口部のブロック剛性を高めることができるので、制動性能を更に向上させることができる。
また、上記屈曲溝同士を連通させず独立にするようにすれば、気柱管共鳴音を更に分散させることができる。
また、ラグ溝の開口部は陸部剛性が低くなるが、上記開口部を、コーナリング時の横入力に対して影響の少ない車両装着内側に設けるようにすれば、剛性低下の影響を低減することができる。

更に、トレッド端部に位置する陸部に、上記端部側陸部内で終端し、かつ、接地端に開口する第２の緩傾斜溝を設けるようにすれば、ウェット性能を更に向上させることができる。このとき、上記第２の緩傾斜溝を上記屈曲溝に連通させないことが肝要で、これにより、制動時の路面のめくり上がりによる接地面積の減少を抑制することができるので、制動性能を十分に確保することができる。また、上記屈曲溝と上記第２の緩傾斜溝とをほぼ一定の間隔をおいてタイヤ周方向に配置することにより、上記屈曲溝と上記第２の傾斜溝との間に形成される台形状の擬似的なショルダーブロックの剛性差が少なくなるので、上記剛性差による偏磨耗を抑制することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の最良の形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図で、同図において、１１〜１３はタイヤトレッド部１０に、タイヤ周方向に沿って形成された周方向溝、１４はトレッドの車体側とは反対側の端部に位置する陸部１５に形成された、一端が周方向溝１１に開口する緩傾斜溝１６の終端に連通し、他端が上記陸部１５内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する第１の屈曲溝、１７は中央の陸部１８に形成された、一端が周方向溝１２に開口し、他端が上記陸部１８内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する第２の屈曲溝、１９ａ，１９ｂはそれぞれタイヤサイド部から上記第１の屈曲溝１４方向に延長し上記陸部１５内で終端し、かつ、トレッドの接地端に開口する第２の緩傾斜溝である端部側緩傾斜溝である。なお、同図中のＴＷはトレッド接地幅を、ＣＬはトレッドパターンのセンターを示す。
上記第１の屈曲溝１４は、タイヤ周方向に対する傾斜角がα＝３０°±１５°の範囲にある第１の傾斜溝１４ａとこの第１の傾斜溝１４ａの終端から折れ曲がって延長する傾斜角がβ＝−３０°±１５°の範囲にある第２の傾斜溝１４ｂとを備えており、上記第１の傾斜溝１４ａの他端は上記緩傾斜溝１６の終端に連通し、上記第２の傾斜溝１４ｂの他端は上記陸部１５内で終端している。
また、上記第２の屈曲溝１７は、一端が周方向溝１２に開口する、タイヤ周方向に対する傾斜角がα＝３０°±１５°の範囲にある第３の傾斜溝１７ａとこの第３の傾斜溝１４ａの終端から折れ曲がって延長し、かつ、上記陸部１５内で終端する、傾斜角がβ＝−３０°±１５°の範囲にある第４の傾斜溝１７ｂとを備えている。

上記第１及び第２の傾斜溝１４ａ，１４ｂ、及び、第３及び第４の傾斜溝１７ａ，１７ｂは、制動性に有効な溝角度である３０°を中心にして、±１５°の範囲に設定してあるので、十分な接地面積とヒステリシス摩擦を得ることができる。これは、タイヤの接地時にゴムに働く摩擦力が路面と接触している部分に生じる粘性摩擦力と、ゴム表面が路面表面の凹凸に従って周期的に変形する過程におけるヒステリシスロスによって生じるヒステリシス摩擦力の和となるためで、傾斜溝のエッジ付近はリブの変形によって接地圧が高くなり、ヒステリシスロスが大きくなってヒステリシス摩擦が大きくなるためであるが、溝角度が４５°を超えるような緩い傾斜にすると、路面入力によるエッジのめくり上がりが大きくなり、接地面積が減るため、摩擦力が減少する。逆に、溝角度が１５°に満たないような急な傾斜にすると、エッジのめくり上がりはないが、ヒステリシス摩擦を得るに十分なエッジ成分が不足し、その結果、摩擦力が減少する。したがって、上記溝角度は３０°±１５°の範囲にすることが好ましい。
更に、ラグ溝を、本例の第１及び第２の屈曲溝１４，１７のような折れ曲がり溝とすれば、傾斜角度が左，右の成分に分かれるので、路面入力に対して傾斜溝の変形が左右成分により打ち消し合うので、前後制動方向に摩擦力を集中させることができる。

また、上記第１及び第２の屈曲溝１４，１７はタイヤ周方向に対する傾斜角が３０°±１５°と従来に比較して小さいので、溝に十分な長さと幅とを当てることができる。したがって、主溝である周方向溝１１〜１３の接地時に発生する気柱管共鳴音を有効に分散させることができるので、車外騒音の主要因である１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ帯域の高周波ノイズを効果的に低減することができる。
なお、上記第１の屈曲溝１４同士及び第２の屈曲溝１７同士を互いに連通させないことが肝要で、これにより、気柱管共鳴音を確実に分散させることができる。
また、上記第１及び第２の屈曲溝１４，１７は、第２の屈曲溝１７のように、直接周方向溝１２に開口させてもよいし、第１の屈曲溝１４のように、周方向溝１１に開口する緩傾斜溝１６を介して周方向溝１１に開口するようにしてもよい。なお、緩傾斜溝１６を介して周方向溝に開口させた場合には、直接周方向溝に開口させた場合に比較して、開口部のブロック剛性を確保できるという利点がある。
また、ラグ溝開口部は陸部剛性が低くなるが、本例のように、上記第１及び第２の屈曲溝１４，１７をタイヤの車体装着側に開口させるようにすれば、コーナリング時の横入力に対する影響を少なくすることができる。

一方、端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂのうち、溝長さの短い方の端部側緩傾斜溝１９ａは、上記第１の傾斜溝１４ａの終端近傍において、上記第１の傾斜溝１４ａと所定距離離隔した位置で終端し、溝長さの長い方の端部側緩傾斜溝１９ｂは、上記第１の傾斜溝１４ａと第２の傾斜溝１４ｂとの接合部近傍において、上記第１の傾斜溝１４ａと所定距離離隔した位置で終端しており、かつ、上記端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂ同士は連通していない。これにより、ウェット性能が向上するとともに、上記端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂは制動時の路面入力に対してめくれが起きないので、十分な接地面積を確保することができ制動力を発揮することができる。
また、上記第１の屈曲溝１４と端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂとをほぼ一定の間隔離してタイヤ周方向に配置することにより、上記第１の屈曲溝１４と端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂとにより形成される擬似的な台形状のショルダーブロックの剛性差をなくすことができるので、タイヤショルダー部の偏磨耗を有効に抑制することができる。
また、本例では、第１及び第２の屈曲溝１４，１７により高周波ノイズを低減するようにしており、周方向溝１１〜１３の溝幅や本数を低減させてはいないので、周方向溝１１〜１３に十分な溝幅を持たせることができるだけでなく、陸部１５内で終端し、トレッドの接地端に開口する端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂを設けているので、十分なウェット性能を得ることができる。

このように、本最良の形態によれば、トレッドの車体側とは反対側の端部に位置する陸部１５に、一端が周方向溝１１に開口する緩傾斜溝１６の終端に連通し、他端が上記陸部１５内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する第１の屈曲溝１４を設け、中央の陸部１８に、一端が周方向溝１２に開口し、他端が上記陸部１８内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する第２の屈曲溝１７を設けるとともに、上記第１の屈曲溝１４を構成する第１の傾斜溝１４ａとこの第１の傾斜溝１４ａの終端から折れ曲がって延長する第２の傾斜溝１４ｂの傾斜角α，β、上記第２の屈曲溝１７を構成する第３の傾斜溝１７ａとこの第３の傾斜溝１７ａの終端から折れ曲がって延長する第４の傾斜溝１７ｂの傾斜角α，βとをα＝３０°±１５°の範囲に設定したので、ウェット性能を低下させることなく、制動性能を向上させることができるとともに、気柱管共鳴音を有効に分散させることができるので、高周波ノイズを効果的に低減することができ、タイヤ騒音を低減することができる。

なお、上記最良の形態では、トレッドに第１の屈曲溝１４と第２の屈曲溝１７の２種類の屈曲溝を設けたが、図２に示すように、上記第２の屈曲溝１７だけでも十分に制動性能の向上と高周波ノイズの低減を図ることができる。但し、この場合には、上記例のように、ショルダー部に上記第１の屈曲溝１４と端部側緩傾斜溝１９ａ，１９ｂとにより形成される擬似的な台形状のショルダーブロックを配置することができない。そこで、端部側に設ける緩傾斜溝を、端部側緩傾斜溝１９ａと同じ長さの端部側緩傾斜溝１９ｃとするとともに、この端部側緩傾斜溝１９ｃと第２の屈曲溝１７との間に副溝２０を設けてやれば、上記最良の形態と同様に、上記副溝２０と端部側緩傾斜溝１９ｃとにより形成される擬似的な台形状のショルダーブロックの剛性差をなくすことができるので、タイヤショルダー部の偏磨耗を有効に抑制することができる。
また、上記例では、第１及び第２の傾斜溝の傾斜角α，βの大きさを特定しなかったが、傾斜角α，βはそれぞれ３０°±１５°の範囲であれば、全て同じであってもよいし、それぞれ異なる値としてもよい。また、第１傾斜溝の傾斜角をいずれもαとし、第２の傾斜溝の傾斜角を上記αとは異なるβとしてもよい。

図１に示した、本発明による第１及び第２の屈曲溝が設けられたトレッドパターンを有するタイヤ（実施例１）と、図２に示した、本発明による第２の屈曲溝が設けられたトレッドパターンを有するタイヤ（実施例２）と、図３に示した従来のタイヤ（従来例）とをそれぞれ試験車両に装着して走行試験を行い、ドライ操縦安定性、ハイドロプレーニング性能、ブレーキ性能、タイヤ騒音について評価した。
タイヤサイズは２４５／４０Ｒ、トレッド幅は１９０ｍｍで、各タイヤのトレッドパターンの寸法は下記の表１〜表３に示す通りで、各溝の番号は図１〜図３の当該溝の符号に一致させてある。なお、走行試験でのタイヤ内圧は２２０ｋＰａとし、荷重については実車２名乗車相当とした。
本発明１のパターン

本発明２のパターン

従来例のパターン

ドライ操縦安定性テストは、ドライ状態の路面上を各種走行モードにて走行したときのテストドライバーのフィーリングで評価した。
ウェットハイドロプレーニング性能（直線）は、水深５ｍｍのウェット路を通過時のハイドロプレーニングが発生する最低速度により評価した。
ウェットブレーキ性能は、水深２ｍｍの直線路面上を１００ｋｍ／ｈｒの速度で走行させた状態からフル制動したときの制動距離で評価した。
ドライブレーキ性能は、乾燥路面上を１００ｋｍ／ｈｒの速度で走行させた状態からフル制動したときの制動距離で評価した。
タイヤ騒音は、直線平滑路を１００ｋｍ／ｈｒから惰行したときの車外音を固定マイクロフォンにて採取して評価する車外音テストにて評価した。
その結果を以下の表４に示す。なお、評価はすべて従来例を１００とし、その値が大きい方が優れた結果を示すものとした。

表４から明らかなように、本発明のタイヤ１，２は、従来のタイヤ（比較例）に比較した各項目について優れた結果を示しており、本発明により、ウェット性能を低下させることなく、制動性能を向上させることができるとともに、タイヤノイズを大幅に低減することができることが確認された。

このように、本発明によれば、ウェット性能や制動性能に優れるとともに、気柱管共鳴による高周波ノイズを低減することのできる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の最良の形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。 本発明による空気入りタイヤの他のトレッドパターンを示す図である。 従来のトレッドパターンの展開図である。

符号の説明

１０ タイヤトレッド部、１１〜１３ 周方向溝、１４ 第１の屈曲溝、
１４ａ 第１の傾斜溝、１４ｂ 第２の傾斜溝、１５，１８ 陸部、１６ 緩傾斜溝、
１７ 第２の屈曲溝、１７ａ 第３の傾斜溝、１７ｂ 第４の傾斜溝、
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ 端部側緩傾斜溝、２０ 副溝、ＴＷ トレッド接地幅、
ＣＬ トレッドパターンのセンター。

Claims (7)

1. トレッド表面に設けられたタイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、この周方向溝により区画された陸部とを備えた空気入りタイヤにおいて、上記陸部に、一端が直接もしくはラグ溝を介して周方向溝に開口し、他端がトレッドの陸部内で終端する、タイヤ周方向に対して折れ曲がって延長する屈曲溝を設けるとともに、上記屈曲溝を構成するそれぞれの傾斜溝のタイヤ周方向に対する傾斜角を３０°±１５°としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 上記ラグ溝を緩傾斜溝と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. 上記屈曲溝同士は互いに連通していないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 上記開口部を、当該タイヤの車両装着内側に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. トレッド端部に位置する陸部に、上記端部側陸部内で終端し、かつ、接地端に開口する第２の緩傾斜溝を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 上記第２の緩傾斜溝は上記屈曲溝と連通しないことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 上記屈曲溝と上記第２の緩傾斜溝とをほぼ一定の間隔をおいてタイヤ周方向に配置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。

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