JP2009196431A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】片側開放溝型のラグ溝の形状を変化させることなく、タイヤ周方向溝から発生する気柱管共鳴音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】周方向溝により区画された陸部１５に、一端が上記周方向溝側に開口し他端が上記陸部１５に設けられた副溝１２に連通するタイヤ幅方向に延びる横溝部２１と、タイヤ幅方向とタイヤ周方向とに交差するように延長し、一端が上記副溝１２に連通し他端が上記陸部１５内で終端する傾斜溝部２２とを備えたラグ溝２０を形成するとともに、上記ラグ溝２０の横溝部２１に、当該ラグ溝２０の底部からトレッド表面側に突出する、その高さｈが当該ラグ溝２０の底部から測った上記陸部１５の高さＨよりも低い突起部２３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するもので、特に、タイヤトレッド部に形成された周方向溝の気柱管共鳴音に起因するタイヤ騒音の低減に関する。

近年、車両の静粛化に伴って、タイヤに起因したノイズの自動車騒音に対する寄与が大きくなり、その低減が求められている。このタイヤノイズは、タイヤトレッド表面に形成される周方向溝が接地する際に、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ことから、一般に気柱管共鳴音といわれており、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。この気柱管共鳴音を抑制するための手法として、従来、周方向溝の本数や容積を減少させることが知られている。
また、周方向溝と、一端が上記周方向溝側に開口し他端が上記陸部内で終端する片側開口溝とを有するタイヤにおいては、上記片側開放溝の長さや大きさを変化させたり、２種類の体積の異なる片側開放溝を設けたりするなどして、気柱管共鳴音を分散させて低減する方法などが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開昭６１−１２５９０２号公報 特開２００７−４５３２４号公報

しかしながら、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エット性能の低下をもたらす。
また、片側開放溝の長さや大きさ、あるいは、体積を変化させると、上記片側開放溝が形成された陸部の剛性が変化するので、その結果、走行性能が変化してしまうといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、片側開放溝型のラグ溝の形状を変化させることなく、タイヤ周方向溝から発生する気柱管共鳴音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。

本願の請求項１に記載の発明は、タイヤトレッドの表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、上記周方向溝とにより区画された複数の陸部とを備えた空気入りタイヤであって、上記陸部のうち少なくとも１つの陸部には、タイヤ周方向に交差する方向に延長し一端が上記周方向溝に開口するラグ溝が形成されており、上記ラグ溝には、当該ラグ溝の底部からトレッド表面側に突出する、高さ寸法が当該ラグ溝の深さ寸法よりも小さな突起部が設けられている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であって、上記突起部は、上記ラグ溝で区画されたタイヤ周方向に隣り合う陸部の上記ラグ溝側の側面にそれぞれ連結されていることを特徴とするものである。
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、上記ラグ溝が、他端が上記陸部内で終端する片側開口溝であることを特徴とする。
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であって、上記ラグ溝が設けられた陸部には、タイヤ周方向に延長し、かつ、上記ラグ溝に連通する、上記周方向溝よりも溝幅の狭い副溝が形成されており、上記突起部は、上記副溝と当該ラグ溝が開口する周方向溝との間に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、周方向溝により区画された複数の陸部のうち少なくとも１つの陸部に、タイヤ周方向に交差する方向に延長し一端が上記周方向溝に開口するラグ溝が形成されている空気入りタイヤにおいて、上記ラグ溝に、当該ラグ溝の底部からトレッド表面側に突出する、高さ寸法が当該ラグ溝の深さ寸法よりも小さな突起部を設けて、周方向溝からラグ溝に伝搬する振動の状態を変化させるようにしたので、ラグ溝の形状を変えることなく、気柱管共鳴音を効果的に低減することができる。
このとき、上記突起部を上記ラグ溝で区画されたタイヤ周方向に隣り合う陸部の上記ラグ溝側の側面にそれぞれ連結されている形態とすれば、副溝が形成された場合や、ラグ溝の体積が大きくなった場合でも、陸部の剛性を保持することができるので、操縦安定性を向上させることができる。
また、上記ラグ溝を片側開放溝とすることで上記陸部をリブ状陸部とすれば、上記陸部の剛性が高まるので、操縦安定性が向上する。
更に、上記ラグ溝が設けられた陸部に、タイヤ周方向に延長し、かつ、上記ラグ溝に連通する、上記周方向溝よりも溝幅の狭い副溝を形成すれば、ＷＥＴ路における排水性についても向上させることができる。

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、図２は本発明によるラグ溝の一例を示す図である。各図において、１１（１１ａ〜１１ｄ）は周方向溝、１２は副溝、１３はショルダー横溝、１４，１５は第１及び第２の陸部、１６は中央陸部、１７はショルダーブロック、２０はラグ溝である。
周方向溝１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、トレッド１０の表面にタイヤ周方向に沿って延びるように形成されている。第１の陸部１４は、周方向溝１１ａ〜１１ｄのうちタイヤ幅方向外側に位置する一方の周方向溝１１ａとこの周方向溝１１ａに隣り合ったタイヤ幅方向内側に位置する周方向溝１１ｂとにより区画された陸部で、第２の陸部１５は、タイヤ幅方向外側に位置する他方の周方向溝１１ｄとこの周方向溝１１ｄに隣り合ったタイヤ幅方向内側に位置する周方向溝１１ｃとにより区画された陸部、中央陸部１６は、上記周方向溝１１ｂ及び周方向溝１１ｃにより区画された陸部である。
ショルダー横溝１３は上記周方向溝１１ａまたは上記周方向溝１１ｄからタイヤ幅方向に沿ってタイヤ幅方向外側に延長する溝で、上記周方向溝１１ａと上記ショルダー横溝１３、及び、上記周方向溝１１ｄと上記ショルダー横溝１３とにより、ショルダーブロック１７が区画される。
上記第１及び第２の陸部１４，１５には、それぞれ、副溝１２とラグ溝２０とが設けられている。ここで、第２の陸部１５を例にとって上記副溝１２及びラグ溝２０について説明する。
副溝１２は上記第２の陸部１５に形成されたタイヤ周方向に沿って延長する溝で、溝幅は上記周方向溝１１ｃの溝幅よりも狭い。本例では、この副溝１２を上記第２の陸部１５の上記周方向溝１１ｃ側に形成してある。
ラグ溝２０は、図２（ａ）にも示すように、一端が上記周方向溝１１ｃに開口し、他端が第２の陸部１５の内部で終端する、タイヤ周方向に交差する方向に延長する片側開放溝で、横溝部２１と傾斜溝部２２とを備えている。横溝部２１は、タイヤ幅方向に延長し、一端が上記周方向溝１１ｃ内側に開口し、他端が上記副溝１２に連通する溝部で、傾斜溝部２２は、タイヤ幅方向とタイヤ周方向の両方に交差するように延長し、一端が上記副溝１２に連通し、他端が上記第２の陸部１５内で終端する溝部である。
本発明によるラグ溝２０は、上記横溝部２１に、当該ラグ溝２０の底部である横溝部２１の底部からトレッド表面側に突出する突起部２３を備えている。この突起部２３は、タイヤ周方向に沿って延びるように形成されており、図２（ｂ）に示すように、その高さｈは当該ラグ溝２０の深さ、すなわち、ラグ溝２０の底部から測った上記第２の陸部１５の高さＨよりも低い。また、上記突起部２３の両端部２３ａ，２３ｂは上記第２の陸部１５の端面、詳細には、上記横溝部２１と副溝１２と周方向溝１１ｃとで区画されたブロック１５ｚのタイヤ周方向にほぼ垂直な面１５ａ，１５ｂにそれぞれ繋がっている。
なお、上記第１の陸部１４に設けられた副溝１２とラグ溝２０は、上記第２の陸部１５に設けられた副溝１２とラグ溝２０と同様である。

次に、本発明の作用について説明する。
タイヤの転動時に周方向溝が接地する際に、タイヤと路面との間には、タイヤ接地面内に内包される周方向溝の接地長さの管状の空洞に空気が入り込み、上記周方向溝の長さの２倍の波長で共鳴し気柱管共鳴音が発生するが、本例では、この周波数の音を、一端が上記周方向溝１１に開口するとともに上記副溝１２に連通するラグ溝（片側開放溝）２０により吸音することができる。
通常、ラグ溝２０は、タイヤにＷＥＴ路面における駆動力・制動力を発揮させるとともに、操縦安定性を確保するため、ブロック１５ｚを含む第１及び第２の陸部１４，１５の剛性をある程度以上低下させないように設計されている。したがって、上記ラグ溝２０のみでは、上記気柱管共鳴音を十分に吸音できない場合がある。
そこで本例では、上記ラグ溝２０の横溝部２１にその底部からトレッド表面側に突出する突起部２３を設けて上記気柱管共鳴音を分散させることにより、上記気柱管共鳴音を低減するようにしている。上記横溝部２１は周方向溝１１ｃと副溝１２とに連通しているので、周方向溝１１ｃからラグ溝２０に振動が伝搬するが、本例のラグ溝２０は、横溝部２１に突起部２３が設けられているので、振動の伝播経路のタイヤ幅方向の面積が変化する。つまり、ラグ溝２０の周方向溝１１との連通部では、溝深さが第２の陸部１５（または、第１の陸部１４）の高さＨに等しいが、上記突起部２３では、溝深さが上記突起部の深さをｈとしたときに、（Ｈ−ｈ）となり、上記突起部２３を過ぎてからは、また、上記高さＨとなる。これにより、上記気柱管共鳴音が分散されるので、上記ラグ溝２０の形状を変化させることなく、上記気柱管共鳴音を低減することができる。
なお、上記副溝１２は排水性を向上させるために設けられたもので、タイヤの接地時には気柱を構成するが、溝幅が狭く体積が小さいので、気柱管共鳴音の発生には殆ど寄与しない。但し、副溝１２を設けることにより、上記第２の陸部１５（または、第１の陸部１４）にはタイヤ周方向に連続しないブロック１５ｚが形成されるため、上記第２の陸部１５（または、第１の陸部１４）の剛性は低下する。本例では、上記突起部２３を上記ブロック１５ｚと連結する形態としているので、副溝１２を設けたことによる上記第２の陸部１５（または、第１の陸部１４）の剛性の低下を抑制することができる。

このように、本最良の形態によれば、周方向溝１１により区画された第１及び第２の陸部１４，１５に、一端が上記周方向溝１１側に開口し他端が上記第１及び第２の陸部１４，１５に設けられた副溝１２に連通するタイヤ幅方向に延びる横溝部２１と、タイヤ幅方向とタイヤ周方向とに交差するように延長し、一端が上記副溝１２に連通し他端が上記第１及び第２の陸部１４，１５内で終端する傾斜溝部２２とを備えたラグ溝２０を形成するとともに、上記ラグ溝２０の横溝部２１に、当該ラグ溝２０の底部からトレッド表面側に突出する、その高さｈが当該ラグ溝２０の底部から測った上記第１及び第２の陸部１４，１５の高さＨよりも低い突起部２３を設けて、周方向溝からラグ溝に伝搬する振動の状態を変化させるようにしたので、ラグ溝２０の形状を変えることなく、気柱管共鳴音を効果的に低減することができる。

なお、上記最良の形態では、タイヤの幅方向の中心線に対して対称なトレッドパターンを有する空気入りタイヤについて説明したが、本発明は、これに限るものではなく、一端が周方向溝に開口し他端が陸部内で終端するラグ溝（片側開放溝）２０を備えた空気入りタイヤであれば、他のトレッドパターンを有する空気入りタイヤにも適用可能である。
また、本発明は、上記例のようにラグ溝２０が一種類の場合に限らず、複数種類のラグ溝が設けられた空気入りタイヤに適用しても、同様の効果を得ることができる。
また、ラグ溝２０の形状についても、横溝部２１と傾斜溝部２２とを備えたものではなく、傾斜溝部２２がそのまま周方向溝に開口する形態のものであってもよい。

図２に示した、本発明によるラグ溝内に突起部を形成したタイヤ（本発明）をと、ラグ溝内に突起部がない従来のタイヤ（従来例）とについて、タイヤ騒音をそれぞれ評価した結果を図３のグラフに示す。
タイヤサイズは２０５／５５Ｒ１６で、これを６．５Ｊのリムにそれぞれ組込んだ。このときのタイヤ内圧は２２０ｋＰａである。
タイヤ騒音の評価は、試験タイヤを回転ドラム上で、速度２５〜１１５ｋｍ／ｈまで変化させながら走行させるとともに、各速度において、タイヤ横方向２ｍ、高さ０．２５ｍの位置に設置したマイクロフォンを前後１ｍの範囲で移動させながら、上記タイヤの発生する騒音の音圧を測定した。なお、上記走行試験において、各タイヤに作用させる荷重は、４．３ｋＮとした。
図３のグラフから明らかなように、本発明のタイヤは、従来例のタイヤに比較して、速度７０〜１１０ｋｍ／ｈの領域で、約１ｄＢ（Ａ）の音圧低減効果があった。
これにより、ラグ溝に突起部を設ければ、気柱管共鳴音が分散されるので、騒音レベルを低減できることが確認された。

このように、本発明によれば、ラグ溝の形状を変更することなく、タイヤ周方向溝から発生する気柱管共鳴音を低減することができるので、操縦安定性、ウエット性能を十分に確保することができるとともに、騒音の少ない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。 本発明によるラグ溝の一例を示す模式図である。 タイヤノイズの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１０ トレッド、１１，１１ａ〜１１ｄ 周方向溝、１２ 副溝、
１３ ショルダー横溝、１４ 第１の陸部、１５ 第２の陸部、１５ｚ ブロック、
１６ 中央陸部、１７ ショルダーブロック、２０ ラグ溝、２１ 横溝部、
２２ 傾斜溝部、２３ 突起部。

Claims (4)

1. タイヤトレッドの表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、上記周方向溝とにより区画された複数の陸部とを備えた空気入りタイヤであって、上記陸部のうち少なくとも１つの陸部には、タイヤ周方向に交差する方向に延長し一端が上記周方向溝に開口するラグ溝が形成されており、上記ラグ溝には、当該ラグ溝の底部からトレッド表面側に突出する、高さ寸法が当該ラグ溝の深さ寸法よりも小さな突起部が設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 上記突起部は、上記ラグ溝で区画されたタイヤ周方向に隣り合う陸部の上記ラグ溝側の側面にそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記ラグ溝は、他端が上記陸部内で終端する片側開口溝である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. 上記ラグ溝が設けられた陸部には、タイヤ周方向に延長し、かつ、上記ラグ溝に連通する、上記周方向溝よりも溝幅の狭い副溝が形成されており、上記突起部は、上記副溝と当該ラグ溝が開口する周方向溝との間に設けられている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。

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