JP2010052699A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】気柱管共鳴による騒音の悪化防止を効果的に達成することが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】周方向に延びる複数の周方向溝１とこれら周方向溝１によって区分された陸部とを含み、周方向溝１にこの溝を遮る方向に延びるグルーブフェンス部１０を有するトレッドを備えたタイヤにおいて、グルーブフェンス部１０が、溝壁および／または溝底から延びる少なくとも２枚の突起物２からなり、かつ、接地していない状態で、これら突起物２を周方向溝１内にて周方向から見たとき、突起物２間に隙間がないように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤに関し、詳しくは、気柱管共鳴による騒音の悪化防止を効果的に達成することが可能なタイヤに関する。

近年、自動車に起因する公害問題として騒音が取り上げられており、タイヤが走行中に発する騒音は、主としてタイヤのトレッドと路面間においてトレッドに設けられた溝から排出される空気に伴う音である。タイヤのトレッドは、左右に入りくんだ山と谷からなる溝に区分されたリブ、ブロックなどの陸部と、これらに適宜設けられたサイプなどのトレッド構成要素を周方向にエンドレスに配列して形成される。

タイヤが走行するとタイヤの回転に伴い接地面内において、かかるリブまたはラグ間の溝およびサイプ内の空気が振動するため、トレッド構成要素が１秒間に何回接地するかによってその音の高さ、即ち周波数が決まり、ある高さの音となって人の耳に入ってくる。そこで通常、長さが異なる複数のトレッド構成要素、即ちピッチを用いて、周波数変調論などに基づくピッチバリエーション手法をトレッド構成要素に適用することにより、特定の周波数を分散させて気にならない音にすることがなされてきた。

一方、高速道路網の目覚ましい整備により高速走行する機会が増え、この場合懸念される耐ウエットスキッド性への配慮から、トレッドの陸部を区分する溝は広幅の直線状周方向溝が基調として用いられるようになってきた。しかし、このような周方向溝は溝内に気柱管共鳴が生じ、新たな騒音悪化問題の一因となってきた。気柱管共鳴とは、タイヤの接地転動中に溝幅が踏み込み部／蹴り出し部で外力の作用によって急変動するのに伴い、溝壁（または陸部壁）に高周波振動が発生し、それが接地面における周方向溝内、即ち管内の空気を振動させ、それに基づく音響的共鳴作用によって騒音が悪化することである。

この気柱管共鳴による騒音の悪化を防止することを目的として、特にトラック・バス用の重荷重用空気入りタイヤにおいては、トレッドゴムの一部が溝壁または溝底から空気の流れを遮る方向に延びる柔軟なグルーブフェンスまたは遮断物を周方向に所定間隔をもって設けることが行われている。例えば、特許文献１では、グルーブフェンスを、周方向溝の幅方向断面をみて、グルーブフェンス間に隙間を設けることにより、当接によるもげ、欠けを回避し、排水性を確保し、接地時において溝幅が狭くなる作用により、この周方向溝が閉じるような構造が提案されている。
特開平１１−１０５５１１号公報

しかしながら、タイヤの溝は、接地面内では非接地部より幅狭となり、荷重直下で最も小さくなるため、従来のグルーブフェンスは隙間を開けて、当接によるもげ、欠けを回避している。しかし、荷重直下から接地開始部（踏み込み部）と接地終了部（蹴り出し部）へかけて接地圧が小さくなるため、従来のグルーブフェンスでは踏み込み部および蹴り出し部付近で隙間が開いた状態となり、気柱管共鳴の抑制が充分ではなく、グルーブフェンスによる騒音の低減効果について更なる改良が求められていた。

そこで本発明の目的は、気柱管共鳴による騒音の悪化防止を効果的に達成することが可能なタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のタイヤは、周方向に延びる複数の周方向溝とこれら周方向溝によって区分された陸部とを含み、前記周方向溝にこの溝を遮る方向に延びるグルーブフェンス部を有するトレッドを備えたタイヤにおいて、
前記グルーブフェンス部が、溝壁および／または溝底から延びる少なくとも２枚の突起物からなり、かつ、接地していない状態で、これら突起物を前記周方向溝内にて周方向から見たとき、前記突起物間に隙間がないように配置されていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記突起物が、幅方向により厚みが異なることが好ましく、また、荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近または接する突起物同士の対向する面が平行であることが好ましく、さらに、荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近または接する突起物の、当該接近または接する側の端部の周方向幅ａが０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、さらにまた、前記突起物の最大周方向幅ｂと、前記周方向幅ａの比（ｂ／ａ）が１．５〜４であることが好ましい。また、前記突起物一つの幅が、溝幅の５０〜７０％であることが好ましく、さらに、前記突起物同士が周方向に０．４〜３．０ｍｍのずれを有することが好ましく、さらにまた、前記突起物の高さが周方向溝の深さの７０％以上１００％未満であることが好ましい。本発明のタイヤにおいては、前記グルーブフェンス部が、タイヤ走行時に形成される接地面内の各周方向溝に該グルーブフェンス部が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって設けられているとともに、前記グルーブフェンス部が各周方向溝間で周方向に位相差をもって配置されていることが好ましい。

ここで、「荷重時」の荷重とは、下記標準規格機関によって指定された規格に規定された標準タイヤ荷重であって、例えば、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫにおいては最高負荷能力（最大荷重）をいう。加えて、ここで規格とは、当該タイヤの使用地または製造地における標準規格機関によって指定された現行における規格により規定されている。例えば、アメリカ合衆国では「ＴＲＡ（Ｔｈｅ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ）」による「ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ」、欧州では「ＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）」による「ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ」、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）による［ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ］である。

上記構成とすることにより、気柱管共鳴による騒音の悪化防止を効果的に達成することができるタイヤを提供することが可能となる。

以下、本発明のタイヤを、図１を用いて詳細に説明する。
図１は本発明のタイヤのグルーブフェンス部の一例の平面図であり、（ａ）は接地していない状態を表した図であり、（ｂ）は荷重時の溝幅縮小時を表した図である。本発明のタイヤは、周方向に延びる複数の周方向溝１とこれら周方向溝１によって区分された陸部とを含み、周方向溝１にこの溝を遮る方向に延びるグルーブフェンス部１０を有するトレッドを備えたタイヤである。本発明においては、グルーブフェンス部１０は、溝壁３および／または溝底から延びる少なくとも２枚（図示例では２枚）の突起物２からなり、（ａ）接地していない状態で、これら突起物２を周方向溝１内にて周方向から見たとき、突起物２間に隙間がないように配置されていることが重要である。このようにすることにより、荷重直下部のみならず、荷重直下から踏み込み部と蹴り出し部へかけての接地圧が小さくなる部分においても、幅方向断面から見た場合、グルーブフェンス部１０が閉じた状態となり、気柱管共鳴を抑制することができる。なお、グルーブフェンス部１０を構成する突起物２は、図示例では２枚であるが、３枚またはそれ以上でも同様である。

また、本発明においては、突起物２は幅方向により厚みが異なることが好ましい。さらに、この場合、（ｂ）荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近または接する突起物２同士の対向面４が平行であることが好ましい。このようにすることで、荷重時に突起物２の対向面４同士が接近または接触し、気柱管共鳴を有効に抑制することができる。また、接触する場合においても、対向面４同士が平行であるため、突起物２のもげ、欠けを抑制することができるが、かかる抑制の観点から、好ましくは接近するようにする。

さらに、（ｂ）荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近するまたは接する突起物２の、当該接近または接する側の端部５の周方向幅ａが０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、さらにまた、突起物２の最大周方向幅ｂと、端部５の周方向幅ａの比（ｂ／ａ）が１．５〜４であることが好ましい。このようにすることで、端部５は、水流により容易に変形することができ、ウェット性に必要な排水性を確保することができる。

さらに、突起物２の幅は溝幅ｗの５０〜７０％とすることが好ましい。突起物２の幅が溝幅ｗを５０％以上とすることにより本発明の効果を良好に得ることができる。一方、７０％を超えると、（ｂ）荷重時の溝幅縮小時に、突起物２の端部５が対向する溝壁３に接触し、突起物２のもげ、欠けが生じるおそれがある。

なお、グルーブフェンス部１０の突起物２同士が周方向に０．４〜３．０ｍｍのずれｓを有することが好ましい。ずれｓの距離が０．４ｍｍ未満であると、タイヤにサイドフォース等の斜めの入力があったとき、突起物２同士が接触してしまい、変形によるクラック発生を回避することができず、一方、３．０ｍｍを超えると、そこから音が抜けてしまい、気柱管共鳴の低減効果を十分に得ることができない。

図２および３は本発明の実施の形態に係るグルーブフェンス部の例を表した図であり、（ａ）はグルーブフェンス部の平面図であり、（ｂ）はグルーブフェンス部の断面図である。本発明においては、突起物２の高さｄは、周方向溝の深さｈの７０％以上１００％未満であることが好ましい。気柱管共鳴はタイヤ転動時の溝壁３の高周波振動が周方向溝１内の空気に伝播して発生する。このため、突起物２の高さｄを周方向溝の深さｈの１００％とすると、溝壁３の振動を突起物２まで伝播してしまうため、周方向溝１内の空気まで振動させてしまい、十分な騒音抑制効果が得られない。一方、この周方向溝の深さｈが７０％未満であると気柱管共鳴による騒音の悪化を防止する効果が十分に得られない。

本発明のタイヤは、タイヤ走行時に形成される接地面内の各周方向溝１に、グルーブフェンス部１０が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって設けられ、かつ、グルーブフェンス部１０は各周方向溝１間で周方向に位相差をもって配置されていることが好ましい。グルーブフェンス部１０を位相差をもって設けた場合、周方向溝１相互間の騒音のピークが分散し、即ち騒音の周波数帯をずらすことができ、また、グルーブフェンス部１０を周方向に互いに近接配置して構成することによって、より高い溝内の空気振動の伝播抑制効果を得ることができる。さらには、湿潤路面走行時には、グルーブフェンス部１０が接地面内に複数含まれることがないことから周方向溝１内の水の流通が実質上阻害されることがない。

なお、本発明のタイヤは、上記条件を満足するものであればよく、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質等については、特に制限されるものではなく、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。例えば、本発明のタイヤにおいて、交錯ベルト層の層数は少なくとも２層、好適には２〜４層であって、そのタイヤ周方向に対する角度は例えば０〜７０°であり、カーカスの配設枚数は１〜４枚とすることができる。また、ビードコアのタイヤ半径方向外側にはビードフィラーが配置されており、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置される。また、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることが可能である。

以下、本発明のタイヤを、実施例を用いて詳細に説明する。
下記表１に示す条件のグルーブフェンス部をそれぞれ４本の直線状周方向溝のそれぞれに、走行時の接地面内に該グルーブフェンス部が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって、かつ各周方向溝間で周方向に位相差をもって設けて、実施例１、２および従来例のタイヤを２４５／７０Ｒ１９．５サイズで作製した。なお、図４（ａ）は従来例のグルーブフェンス部の平面図であり、（ｂ）はグルーブフェンス部の断面図である。

得られた各供試タイヤを実車に装着して騒音試験をおこなった。なお、試験条件は、通常内圧（８５０ｋＰａ）、通常荷重（２２ｋＮ）で、乾燥舗装路での時速６０ｋｍ／ｈ走行時の騒音を比較した。また、ドラム１０万ｋｍ走行後の突起物の損傷の状態、および、通常内圧、通常荷重でのウェット時の発進加速度を、それぞれ、従来例を基準（１００として）として評価した。得られた結果を表１に併記する。

※１ 突起物中心間の距離
※２ 突起物間距離ｔは重なりをマイナスとする
※３ 荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近する突起物の接近あるいは接する側の端部の幅

上記表１からわかるように、本発明のタイヤは、突起物のもげ、欠けを発生することなく、かつ、排水性の低下を招くことなく、走行時の騒音を低減することが可能である。

本発明に係るグルーブフェンス部の一例の平面図である。 実施例１のグルーブフェンス部を示す平面図および断面図である。 実施例２のグルーブフェンス部を示す平面図および断面図である。 従来例のグルーブフェンス部を示す平面図および断面図である。

符号の説明

１ 周方向溝
２ 突起物
３ 溝壁
４ 対向面
５ 端部
１０ グルーブフェンス部
ａ 端部の周方向幅
ｂ 最大周方向幅
ｄ 突起物の高さ
ｈ 周方向溝の深さ
ｗ 溝幅
ｓ ずれ
ｔ 突起物間距離

Claims (9)

1. 周方向に延びる複数の周方向溝とこれら周方向溝によって区分された陸部とを含み、前記周方向溝にこの溝を遮る方向に延びるグルーブフェンス部を有するトレッドを備えたタイヤにおいて、
   前記グルーブフェンス部が、溝壁および／または溝底から延びる少なくとも２枚の突起物からなり、かつ、接地していない状態で、これら突起物を前記周方向溝内にて周方向から見たとき、前記突起物間に隙間がないように配置されていることを特徴とするタイヤ。
2. 前記突起物が、幅方向により厚みが異なる請求項１記載のタイヤ。
3. 荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近または接する前記突起物同士の対向する面が平行である請求項１または２記載のタイヤ。
4. 荷重時の溝幅縮小時に、互いに接近または接する突起物の、当該接近または接する側の端部の周方向幅ａが０．５〜２．０ｍｍである請求項１〜３のうちいずれか一項記載のタイヤ。
5. 前記突起物の最大周方向幅ｂと、前記周方向幅ａの比（ｂ／ａ）が１．５〜４である請求項４記載のタイヤ。
6. 前記突起物一つの幅が、溝幅の５０〜７０％である請求項１〜５のうちいずれか一項記載のタイヤ。
7. 前記突起物同士が周方向に０．４〜３．０ｍｍのずれを有する請求項１〜６のうちいずれか一項記載のタイヤ。
8. 前記突起物の高さが周方向溝の深さの７０％以上１００％未満である請求項１〜７のうちいずれか一項記載のタイヤ。
9. 前記グルーブフェンス部が、タイヤ走行時に形成される接地面内の各周方向溝に該グルーブフェンス部が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって設けられているとともに、前記グルーブフェンス部が各周方向溝間で周方向に位相差をもって配置されている請求項１〜８のうちいずれか一項記載のタイヤ。

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