JP2010036707A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制しつつ、排水性をさらに向上させる。
【解決手段】空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝１８が形成されるとともに、周方向溝１８に充填体１００が充填されている。充填体１００は、空気入りタイヤ１が路面Ｇを転動することに伴って周方向溝１８に入り込んだ液体ＷＴの圧力によって、周方向溝１８の溝底部１７ｃ側に圧縮可能であり、トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、液体ＷＴと接する充填体１００の表面ｆは、非直線状とされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝が形成されるとともに、前記周方向溝に充填体が充填された空気入りタイヤに関する。

自動車などの車両に装着された空気入りタイヤは、トレッドが路面に接地した際に周方向溝と路面とによって形成される気柱管から発生する共鳴音、いわゆる気柱管共鳴音に起因するノイズを発生する。

そこで、気柱管共鳴音を抑制する様々な方法が提案されている。例えば、周方向溝に時間の経過に連れて徐々に分解するポリマー（充填体）を充填する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

このようなポリマーが周方向溝に充填された空気入りタイヤでは、周方向溝の容積が減少するため、気柱管共鳴音が抑制される。また、ポリマーは、時間の経過に連れて徐々に分解するため、トレッドの摩耗が進行しても、周方向溝の深さを略一定にすることができる。
特開２００５−２８９４６号公報（第４−５頁、第３図）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤには、次のような問題があった。すなわち、周方向溝に充填されたポリマーによって周方向溝の容積が減少するため、排水性が損なわれる。つまり、気柱管共鳴音は抑制できるものの、周方向溝にポリマーが充填されない空気入りタイヤと比較すると、排水性が低下する。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制しつつ、排水性をさらに向上させた空気入りタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ周方向（矢印Ｄ）に沿って延びる周方向溝（周方向溝１８）が形成されるとともに、前記周方向溝に充填体（充填体１００）が充填された空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記充填体は、前記空気入りタイヤが路面（路面Ｇ）を転動することに伴って前記周方向溝に入り込んだ液体（液体ＷＴ）の圧力によって、前記周方向溝の溝底（溝底部１７ｃ）側に圧縮可能であり、トレッド幅方向（矢印Ｗ）及びタイヤ径方向（矢印Ｒ）に沿った前記空気入りタイヤの断面視において、前記液体と接する前記充填体の表面（表面ｆ）は、非直線状であることを要旨とする。

本発明の第１の特徴によれば、水などの液体の圧力によって圧縮可能な充填体を周方向溝に配置することによって、液体が存在する路面における周方向溝の排水性を確保することができる。

また、本発明の第１の特徴によれば、液体と接する充填体の表面をトレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った空気入りタイヤの断面視において非直線状とすることにより、充填体の表面積を増やしている。これにより、気柱管共鳴音を吸収する作用を高めることができる。

従って、本発明の第１の特徴によれば、気柱管共鳴音によるノイズを効果的に減らすとともに、液体が存在する路面における周方向溝の排水性を確保することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記断面視において、前記充填体と前記周方向溝を形成する一方の側壁（側壁部１７ａ）とが接する一端部分（端部１００ａ）から、前記充填体と前記周方向溝を形成する他方の側壁（側壁部１７ｂ）とが接する他端部分（端部１００ｂ）までの間における前記充填体の表面（表面ｆ）に沿った表面長（Ｌｆ）は、前記一端部分と前記他端部分とを結ぶ直線（Ｌ）の長さよりも長いことを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記断面視において、前記充填体の表面は、凸凹状であることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の何れか一つの特徴に係り、前記充填体は、前記周方向溝と前記路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材（充填体１００）によって構成されることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記充填体は、不織布によって構成されることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記断面視において、前記充填体の面積（Ｓｆ）は、前記周方向溝の面積（ＳＴ）の１０％以上９０％以下であることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記断面視において、前記充填体の面積は、前記周方向溝の面積の３０％以上６０％以下であることを要旨とする。

本発明によれば、気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制しつつ、排水性をさらに向上させた空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）空気入りタイヤの構成、（２）周方向溝の構成、（３）充填体の説明、（４）実施例、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）空気入りタイヤの構成
図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部を分解して示す斜視図である。図２は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向（矢印Ｗ）の断面図である。

図１、図２に示すように、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１の骨格となるカーカス層１２を有する。カーカス層１２のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー１３が設けられる。カーカス層１２の両端は、一対のビード部１４によって支持される。

カーカス層１２のタイヤ径方向外側には、ベルト層１５が配置されている。ベルト層１５は、スチールコードをゴム引きした第１ベルト層１５ａと第２ベルト層１５ｂとを有する。第１ベルト層１５ａと第２ベルト層１５ｂとを構成するスチールコードは、タイヤ赤道線ＣＬに対して所定の角度（例えば、±２５度）を有して配置されている。

ベルト層１５（第１ベルト層１５ａ及び第２ベルト層１５ｂ）のタイヤ径方向外側には、路面に接地するトレッド面１６ａを有するトレッド部１６が形成される。

トレッド部１６には、ゴムブロック１７と、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝１８とが形成される。周方向溝１８には、充填体１００が充填される。充填体１００は、周方向溝１８と路面との間に形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する機能を有する。充填体１００については、後述する。

（２）周方向溝の構成
図３は、図２に示す空気入りタイヤ１のトレッド幅方向（Ｗ方向）に沿った断面図において、周方向溝１８を拡大した拡大図である。図３に示すように、トレッド幅方向（矢印Ｗ）に沿った断面視において、周方向溝１８は、隣接するゴムブロック１７の間に形成される。

周方向溝１８は、側壁部１７ａと、側壁部１７ｂと、溝底部１７ｃとから形成される。溝底部１７ｃは、一方のゴムブロック１７の側壁部１７ａと、他方のゴムブロック１７の側壁部１７ｂとの間に位置する。溝底部１７ｃは、側壁部１７ａと側壁部１７ｂとに連なる。周方向溝１８のタイヤ径方向（矢印Ｒ）の長さ、すなわち、トレッド面１６ａから溝底部１７ｃまでの長さは、ｄで表される。

（３）充填体の説明
（３−１）充填体の構成
次に、図３を用いてトレッド部１６の周方向溝１８に配置される充填体１００について説明する。充填体１００は、周方向溝１８に設けられる。充填体１００は、周方向溝１８の側壁部１７ａ，１７ｂの一部、及び溝底部１７ｃに接している。充填体１００は、周方向溝１８の側壁部１７ａ，１７ｂの一部、及び溝底部１７ｃの少なくとも一部に接着層（図３には不図示）を介して接着される。

充填体１００は、端部１００ａと端部１００ｂとを有する。端部１００ａは、側壁部１７ａと接する。端部１００ｂは、側壁部１７ｂと接する。

タイヤ径方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、充填体１００の表面ｆは、非直線状である。図３に示す実施形態では、タイヤ径方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、充填体１００の表面は、波形形状を有する。端部１００ａから、端部１００ｂまでの間における充填体１００の表面ｆに沿った表面長Ｌｆは、端部１００ａと端部１００ｂとを結ぶ直線Ｌの長さよりも長い。

図３に示す断面視において、充填体１００の表面長Ｌｆは、端部１００ａと端部１００ｂとを結ぶ直線Ｌの長さに対して、１０５％以上６００％以下であることが好ましい。更に、表面長Ｌｆは、直線Ｌの長さに対して、１０５％以上２００％以下であることが好ましい。

充填体１００の材質に関係なく、充填体１００の表面積が大きいと吸音効果を高めることができることを考慮すると、表面長Ｌｆが直線Ｌに近い場合（１００％に近い）場合には、気柱管共鳴音を吸収する作用が低減される。従って、表面長Ｌｆが直線Ｌに近い場合、ノイズを低減させる効果が十分に得られない。

充填体１００の表面積を大きくすると、吸音効果を高めることができるが、直線Ｌに対して表面長Ｌｆが６００％を超える場合には、表面の凹凸が大きくなるため、走行中に砂塵、泥、小石等が凹凸に詰まりやすくなり、吸音効果が低下する。また、凹凸に詰まった砂塵、泥、小石等により、充填体１００が損傷を受けやすくなるため好ましくない。

図３の断面視において、充填体１００の面積Ｓｆは、周方向溝１８の面積ＳＴの１０％以上９０％以下であることが好ましい。更に、充填体１００の面積Ｓｆは、周方向溝１８の面積ＳＴの３０％以上６０％以下であることが好ましい。

充填体１００の面積Ｓｆが周方向溝１８の面積ＳＴの１０％を下回る場合、周方向溝１８に形成される気柱管体積を十分に減らすことができない。従って、充填体１００の面積Ｓｆが周方向溝１８の面積ＳＴの１０％を下回る場合、ノイズを低減させる効果が十分に得られない。

周方向溝１８に形成される気柱管体積を減じることができれば、気柱管共鳴音によるノイズを効果的に減らすことができる。しかし、充填体１００の面積Ｓｆが周方向溝１８の面積ＳＴの９０％を上回る場合、溝底部１７ｃ側に圧縮可能な材料によって充填体１００を形成したとしても、周方向溝１８の排水性が損なわれる。

充填体１００は、周方向溝１８に入り込んだ水等の液体によって、溝底部１７ｃ側に圧縮可能な材料によって形成する。更に、充填体１００は、周方向溝１８と路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材である。充填体１００に最適な材料としては、具体的に、不織布、天然スポンジ、ポリウレタン等の合成スポンジ、発泡ゴム等を挙げることができる。

（３−２）充填体が圧縮される際の説明
図４は、空気入りタイヤ１が路面Ｇに接地するときのゴムブロック１７及び周方向溝１８の周辺部分の様子を説明する概略図である。図４（ａ）は、空気入りタイヤ１が乾いた路面Ｇに接地するときの様子を示しており、図４（ｂ）は、液体ＷＴが存在する路面Ｇに接地するときの様子を示す。

乾燥した路面Ｇを走行する場合における、溝底部１７ｃから充填体１００の表面ｆまでの平均長をＴ１とする。

液体ＷＴが存在する路面Ｇでは、充填体１００は、空気入りタイヤ１が路面Ｇを転動することに伴って、周方向溝１８に入り込んだ液体ＷＴの圧力によって、周方向溝１８の溝底部１７ｃ側に圧縮される。このとき、溝底部１７ｃから充填体１００の表面ｆまでの平均長は、Ｔ２になる。ここで、Ｔ１＞Ｔ２である。

（３−３）充填体の変形例
充填体は、タイヤ径方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において表面ｆが非直線状であればよく、更に、表面長Ｌｆが直線Ｌの長さよりも長いこと、また、表面長Ｌｆは、直線Ｌの長さに対して、１０５％以上６００％以下であるという条件を満たす範囲で種々の変形が可能である。以下、充填体の変形例について説明する。

（３−３−１）変形例１
図５に示す充填体１１０は、トレッド幅方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、表面ｆに、溝底部１７ｃと反対方向に突出した凸部１１１を有する。

（３−３−２）変形例２
図６に示す充填体１２０は、トレッド幅方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、表面ｆに、表面ｆから溝底部１７ｃの方向に凹んだ凹部１２１を有する。

（３−３−３）変形例３
図７に示す充填体１３０は、トレッド幅方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、表面ｆに、複数の凸部１３１，１３２，１３３，１３４と、複数の凹部１３５，１３６，１３７，１３８とを有する。すなわち、充填体１３０の表面ｆは、凸凹形状である。

（３−３−４）変形例４
図８に示す充填体１４０は、トレッド幅方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、表面ｆに、溝底部１７ｃと反対方向に突出した三角形状の凸部１４１を有する。

（３−３−５）変形例５
図９に示す充填体１５０は、トレッド幅方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、表面ｆに、表面ｆから溝底部１７ｃの方向に凹んだ三角形状の凹部１５１を有する。

（３−３−６）変形例６
図１０に示す充填体１６０は、トレッド幅方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、表面ｆに、溝底部１７ｃと反対方向に突出した複数の三角形状の凸部１６１，１６２と、表面ｆから溝底部１７ｃの方向に凹んだ三角形状の凹部１６３とを有する。すなわち、充填体１６０の表面ｆは、ジグザグ形状である。

（４）実施例
（４−１）ウェット性能、音圧レベルの測定
タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝に充填体が充填された空気入りタイヤの、トレッド幅方向における充填体の面積Ｓｆを変えて、それぞれウェット性能と音圧レベルの低減量とを測定した。ウェット性能は、空気入りタイヤを実車に装着し、水深５mmの路面を走行したとき、ハイドロプレーニング性をドライバーのフィーリングにより評価した。評価には、１０点法を用いた。

トレッド幅方向の断面視において、周方向溝の面積ＳＴに対する充填体の面積Ｓｆの割合を変えて、実施例１〜７、比較例１〜３を用意した。

主溝の深さ：８ｍｍ
充填体の表面形状：波形
充填体の断面積Ｓｆ：周方向溝の断面積ＳＴの５０％
充填体：ポリエステルの不織布
結果を表１に示す。

測定結果によれば、充填体の面積Ｓｆは、周方向溝の面積ＳＴの１０％以上９０％以下の範囲において、ウェット性能及びを吸音効果を有することが判った。特に、空気入りタイヤは、トレッド幅方向の断面視において、周方向溝の面積ＳＴに対して充填体１００の断面積が９０％に達しても良好なウェット性能を有する。更に、充填体の面積Ｓｆが周方向溝の面積ＳＴの３０％以上６０％以下の範囲にあるとき、より良好なウェット性能及び吸音効果を発揮することが判った。

（５）作用・効果
空気入りタイヤ１によれば、水などの液体の圧力によって、周方向溝１８の溝底部１７ｃ側に圧縮可能な充填体１００を周方向溝１８に配置することによって、液体ＷＴが存在する路面Ｇにおける周方向溝１８の排水性を確保することができる。

また、空気入りタイヤ１によれば、液体ＷＴと接する充填体１００の表面ｆをトレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において非直線状とすることにより、充填体１００の表面積を増やしている。これにより、気柱管共鳴音を吸収する作用を高めることができる。

従って、空気入りタイヤ１によれば、気柱管共鳴音によるノイズを効果的に減らすとともに、液体ＷＴが存在する路面Ｇにおける周方向溝１８の排水性を確保することができる。

空気入りタイヤ１では、トレッド幅方向の断面視において、周方向溝１８を形成する側壁部１７ａとが接する充填体１００の端部１００ａから、側壁部１７ｂと接する端部１００ｂまでの間における充填体１００の表面ｆに沿った表面長Ｌｆは、端部１００ａと端部１００ｂとを結ぶ直線Ｌの長さよりも長い。

トレッド幅方向の断面視において、このような表面形状を有する充填体１００は、表面が平坦な充填体よりも表面積が増加させられている。そのため、充填体１００は、平坦な表面を有する充填体と比べて、気柱管共鳴音の吸音効果が良好である。従って、空気入りタイヤ１によれば、確実にノイズを低減させることができる。

（６）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

上述した実施形態では、充填体１００は、空気入りタイヤ１が路面Ｇを転動することに伴って周方向溝１８に入り込んだ液体ＷＴの圧力によって、溝底部１７ｃ側に圧縮可能な部材であればよい。充填体１００は、不織布、天然スポンジ、ポリウレタン等の合成スポンジ、発泡ゴムに限定されない。例えば、発泡ポリスチレン等の合成樹脂であってもよい。

液体ＷＴと接する充填体１００の表面ｆは、トレッド幅方向（矢印Ｗ）或いはタイヤ径方向（矢印Ｒ）の何れか一方に沿った断面視において、非直線状であればよい。

充填体の形状は、上述した実施形態及び変形例に限定されない。充填体１００の表面ｆに開口部が設けられていてもよい。この場合、開口部の形状は、円形、角形等であってもよい。

また、充填体１００は、気柱管共鳴音によるノイズを効果的に減らすとともに、周方向溝１８の排水性を確保することができる断面積を有していればよく、充填体の面積Ｓｆは、必ずしも、周方向溝１８の面積ＳＴの１０％以上９０％以下、更には、３０％以上６０％以下である必要はない。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を分解して示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面図である。 図２に示す空気入りタイヤのトレッド幅方向に沿った断面の周方向溝の拡大図である。 （ａ）は、空気入りタイヤが乾いた路面Ｇに接地するときの周方向溝のトレッド幅方向に沿った断面図である。（ｂ）は、空気入りタイヤが液体ＷＴが存在する路面Ｇに接地するときの周方向溝のトレッド幅方向に沿った断面図である。 変形例１として示す充填体のトレッド幅方向に沿った断面図である。 変形例２として示す充填体のトレッド幅方向に沿った断面図である。 変形例３として示す充填体のトレッド幅方向に沿った断面図である。 変形例４として示す充填体のトレッド幅方向に沿った断面図である。 変形例５として示す充填体のトレッド幅方向に沿った断面図である。 変形例６として示す充填体のトレッド幅方向に沿った断面図である。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、１２…カーカス層、１３…インナーライナー、１４…ビード部、１５…ベルト層、１５ａ…第１ベルト層、１５ｂ…第２ベルト層、１６…トレッド部、１６ａ…トレッド面、１７…ゴムブロック、１７ａ，１７ｂ…側壁部、１７ｃ…溝底部、１８…周方向溝、１００…充填体、１００ａ…端部、１００ｂ…端部、１１０…充填体、１１１…凸部、１２０…充填体、１２１…凹部、１３０…充填体、１３１，１３２，１３３，１３４…凸部、１３５，１３６，１３７，１３８…凹部、１４０…充填体、１４１…凸部、１５０…充填体、１５１…凹部、１６０…充填体、１６１，１６２…凸部、１６３…凹部、ＣＬ…タイヤ赤道線、Ｄ…矢印、Ｇ…路面、Ｌ…直線、Ｌｆ…表面長、ＳＴ…面積、Ｓｆ…面積、ＷＴ…液体、ｆ…表面

Claims (7)

1. タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝が形成されるとともに、前記周方向溝に充填体が充填された空気入りタイヤであって、
   前記充填体は、前記空気入りタイヤが路面を転動することに伴って前記周方向溝に入り込んだ液体の圧力によって、前記周方向溝の溝底側に圧縮可能であり、
   トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った前記空気入りタイヤの断面視において、前記液体と接する前記充填体の表面は、非直線状である空気入りタイヤ。
2. 前記断面視において、前記充填体と前記周方向溝を形成する一方の側壁とが接する一端部分から、前記充填体と前記周方向溝を形成する他方の側壁とが接する他端部分までの間における前記充填体の表面に沿った表面長は、前記一端部分と前記他端部分とを結ぶ直線の長さよりも長い請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記断面視において、前記充填体の表面は、凸凹状である請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記充填体は、前記周方向溝と前記路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材によって構成される請求項１乃至３の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記充填体は、不織布によって構成される請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記断面視において、前記充填体の面積は、前記周方向溝の面積の１０％以上９０％以下である請求項２に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記断面視において、前記充填体の面積は、前記周方向溝の面積の３０％以上６０％以下である請求項６に記載の空気入りタイヤ。

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