JP2010105624A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ロードノイズの低減のためにトレッド面のショルダー域の陸部に設けた小孔に対する石噛みを防止して、耐久性を向上するようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド１の両ショルダー部にそれぞれ配置したピッチ長が異なる複数種類の陸部３に、多数の小孔４をタイヤ周方向に配列する様に設けた空気入りタイヤにおいて、小孔４の内側に上端が平面又は凸面の突起５を形成し、突起５の上端部における外側壁と小孔４の内側壁との間隔を１〜５ｍｍにし、かつ突起５の上端を小孔４の開口より低い位置にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ロードノイズの低減のためトレッドショルダー域の陸部に設けた小孔に対する石噛みを防止するようにした空気入りタイヤに関する。

タイヤが回転しながら路面の凹凸により加振されると、その振動が、サスペンションを経由して車室に伝わり、更に車室の天井や床等を振動させる。それによって車室内の空気が共振して発生する共鳴音をロードノイズという。

特許文献１は、ホイールに装着された空気入りタイヤのトレッドに対して、車軸側に対する振動伝達率が最も大きいショルダー部にタイヤ周方向に沿って多数の小孔を設け、それによってトレッドゴムの剛性を低下させることにより、タイヤの振動吸収性を向上させてロードノイズを低減するようにしたことを提案している。しかし、トレッドに設けた多数の小孔は、走行時に路面上の小石等を噛み込み易く、小孔に小石が詰まることによってトレッド面を損傷し、タイヤの耐久性が低下するという問題があった。
特開２００４−９０７６６号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、ロードノイズの低減のためにトレッドショルダー域の陸部に多数の小孔を設けた場合でも、小孔に対する石噛みを防止して耐久性を向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の両ショルダー部にそれぞれタイヤ幅方向に延びるラグ溝をタイヤ周方向に可変ピッチで配置し、該ラグ溝により複数に区分された陸部に、多数の小孔をタイヤ周方向に配列する様に設けた空気入りタイヤにおいて、前記小孔の内側に上端が平面又は凸面の突起を形成し、該突起の上端部における外側壁と前記小孔の内側壁との間隔を１〜５ｍｍにし、かつ前記突起の上端を前記小孔の開口より低い位置にしたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（８）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記突起の上端部における外側壁と前記小孔の内側壁との間に形成される環状部分の面積を３〜５０ｍｍ^２にし、かつ前記小孔の深さを前記ラグ溝の最大深さの４０〜１００％にする。
（２）前記陸部の表面から前記突起の上端までの垂直深さを１．０〜５．０ｍｍにする。
（３）前記突起の上端部のタイヤ径方向の断面形状を半円形にする。
（４）前記小孔の底面をトレッド表面に対して傾斜させ、タイヤ幅方向外側をタイヤ幅方向内側よりも浅くする。
（５）前記小孔の開口の平面視形状を円形又は楕円形にする。
（６）前記楕円形の長径ａと短径ｂとの比ａ／ｂが１＜ａ／ｂ≦１．５であるようにする。
（７）前記小孔の開口の内縁が前記陸部の外側縁から離間する距離ｄを、前記円形の小孔の直径Ｄに対してｄ≧Ｄ／４、又は前記楕円形の小孔の短径に対してｄ≧ｂ／４の関係にする。
（８）前記陸部のうちピッチ長の大きい陸部に対する前記小孔の数を多くし、ピッチ長が小さい陸部ほど前記小孔の数を少なくする。

本発明によれば、トレッド面の両ショルダー部にそれぞれタイヤ幅方向に延びるラグ溝によってタイヤ周方向に可変ピッチで複数に区分された陸部に、タイヤ周方向に多数の小孔を配列してロードノイズを抑制するようにした空気入りタイヤにおいて、前記小孔の内側に上端が平面又は凸面の突起を形成したので、この突起が小孔に入り込もうとする小石を押し戻す作用をし、小孔に対する石噛みを防止することができる。また、突起の上端部の外側壁と前記小孔の内側壁との間隔を１〜５ｍｍにしたので突起を設けても充分にトレッド剛性を低下させてロードノイズを抑制しながら石噛みを防止し、かつ前記突起の上端を前記小孔の開口より低い位置にしたので突起のチッピングによる欠けを防止し、耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド面の正面図である。図１において、トレッド１のショルダー部には、タイヤ幅方向に延びるラグ溝２がタイヤ周方向に可変ピッチで形成されている。このラグ溝２によってピッチ長が異なる複数種類の陸部３がタイヤ周方向に配列するように形成されている。これら複数種類の陸部３には、少なくともピッチ長の大きい陸部３に小孔４が設けられ、これら小孔４がタイヤ周方向に所定の間隔で配置されている。小孔４の配列は図示のように１列に限定されず２列以上にわたっていてもよい。陸部３に形成された小孔４の内側には突起５が形成されている。このようにトレッド１のショルダー部に小孔４を設けることで、ショルダー部のトレッド剛性が低下するので、振動を吸収緩和しホイール側への伝達を抑制するためロードノイズが低減できる。

このように、ショルダー部の陸部３に小孔４を列状に設けると、効果的にトレッド剛性を低下させてロードノイズを抑制できるものの、これら小孔４には路面上の小石を噛み込み易いという問題があった。しかし、本発明のタイヤは、小孔４の内側に突起５を形成しているので、この突起５が小石の侵入を妨げる作用をし、小石が小孔４に噛み込まれることを防止する。

図２及び図３は、ショルダー部の陸部を拡大して示す斜視図及び断面図である。ラグ溝２によって区分された陸部３には、小孔４が形成されると共に、小孔４の内側に突起５が形成されている。この突起５の上端部における外側壁と小孔４の内側壁との間隔は１〜５ｍｍに設定されている。好ましくは１．５〜４ｍｍにするとよい。間隔が１ｍｍよりも小さいとトレッド剛性低下の効果が得られず、５ｍｍより大きいと間隔が広すぎるため石噛みを防ぐことができない。

突起５の高さは、小孔４の開口よりも低くしてある。このように、突起５の高さを小孔４の開口、即ちトレッド１の表面よりも低くすることで、突起５のチッピングによる欠けを抑制し、タイヤが摩耗したときに、突起５が欠損することを抑制できる。

また、突起５の上端は、図２及び図３に例示する様な平面にするか又は図４に例示する様な凸面にする。突起５の上端が内側に窪んだ凹状であると、突起５の上端の外端部が路面に引掛かり易くなり、チッピングが発生し易くなるという問題がある。

突起５の上端部における外側壁と小孔４の内側壁との間に形成される環状部分の面積は３〜５０ｍｍ^２になるようにするとよい。環状部分の面積が３ｍｍ^２より小さいとトレッド剛性低下の効果が得られず、５０ｍｍ^２より大きいと面積が広すぎて路面の小石が入り込み易くなるので石噛みを防止することが出来ない。

小孔４の深さは、トレッド１に形成されたラグ溝２の最大深さに対して４０〜１００％にするとよく、好ましくは、６０〜１００％にするとよい。この深さにすることで、トレッド剛性を効果的に下げることができるためロードノイズを抑制でき、更に、そのロードノイズ抑制の効果を摩耗末期まで持続することができる。小孔４の深さがラグ溝２の深さの４０％より浅いと、充分にトレッド剛性を低下させられないうえ、摩耗によってすぐに小孔４がなくなってしまうので、タイヤの寿命までロードノイズ抑制の効果が持続しない。

陸部３の表面から突起５の上端までの垂直深さｈは１．０〜５．０ｍｍに形成するとよく、好ましくは、１．５〜４．０ｍｍにするとよい。垂直深さが１．０ｍｍより小さいとチッピングによって欠けが多く発生し、５．０ｍｍより大きいと石噛みを抑制することができなくなる。

図４に示すように、突起の上端部を凸面にする場合、タイヤ径方向の断面形状が外に凸である半円状にするとよい。このような半円状にすることで、タイヤが摩耗したときのチッピングを平面状にした場合よりも効果的に抑止することができる。このとき、突起５の上端の形状は球状でもカマボコ型でも構わない。

小孔４の底面はトレッド１の表面に対して平行であってもよいが、図５に示すように傾斜させ、かつ、タイヤ幅方向外側（ショルダー端部側）をタイヤ幅方向内側よりも浅くするとよい。小孔４を設けた陸部３がショルダー部にあるので、タイヤ方向外側ほど剪断の動きが大きく摩耗し易い条件下にあるため、タイヤ幅方向外側を浅くして曲げに対する剛性を高くすることで耐久性を向上することができる。

小孔４の横断面形状は特に限定されないが、円形又は楕円形が好ましい。楕円形の場合、長径ａと短径ｂとの比ａ／ｂを１＜ａ／ｂ≦１．５にするとよい。円形又は楕円形にすることで、小孔４の開口の縁部周辺の偏摩耗を抑えることができる。尚、小孔４と突起５とは同心円状に配置しなくてもよく、小孔４に対して突起５が偏心していてもよい。更に、小孔４と突起５とは横断面形状が同じ形状でなくてもよい。例えば、小孔４が楕円形で突起５が円形、或いは、小孔４が円形で突起５が楕円形であっても構わない。形状を異ならせた場合も、小孔４に対して突起５が偏心していてもよい。

また、小孔４と突起５とは、図６（ａ）のように小孔４及び突起５をトレッド１の表面に対して斜めに形成してもよい。また、図６（ｂ）や（ｃ）のように、小孔４の内側壁面と突起５の外側壁面とを、それぞれトレッド１に対して一方を垂直にし、他方を傾斜させるようにしてもよい。

また、図７に示すように、小孔４と突起５との間に接続部６を設けて、一部が接続されるようにしてもよい。接続部６は、どのような形状で何箇所設けても構わないが、特に突起５の上部に設けるのが好ましい。摩耗初期には、突起５は充分な高さがあり路面からの擦れに対して変形し易いため、小孔４と突起５とを接続することで破損を防止することができる。摩耗が進んでからは突起５の高さが減って変形しにくくなるため、突起５の下部も接続されていると剛性が高くなり過ぎロードノイズを抑制する効果が低減してしまう。従って、接続部６は突起５の下部よりも上部に設けるのが好ましい。

図８は、小孔４と突起５とを設けた陸部３の平面図である。陸部３に小孔４を設ける位置は、小孔４が円形の場合には、開口の内縁が陸部３の外側縁から離間する距離ｄが、小孔４の直径Ｄに対してｄ≧Ｄ／４を維持することが好ましい。この位置に設けることで、剛性が効果的に下がり、かつ、陸部３の偏摩耗を抑制することができる。尚、小孔４が楕円形の場合、小孔４の短径に対してｄ≧ｂ／４を維持することが好ましい。

図９に例示するように、１個当たりの陸部３に設ける小孔４の数は、陸部３のピッチ長が大きいほど多くし、ピッチ長が小さいほど少なくするとよい。また、最小ピッチ長の陸部３には小孔４を設けないようにしてもよい。

陸部３の剛性は、そのピッチ長の大きさに比例しているので、ピッチ長の小さい陸部ほど小孔４の数を少なくすることで、各陸部の剛性を概ね均一化することができる。図９の例は、陸部３のピッチ長が５種類に分類される場合であり、ピッチ長が大きい順に３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅとすると、図９（ａ）のように、最大ピッチ長の陸部３ａに５個、次ピッチ長の陸部３ｂに４個、次の陸部３ｃに３個、さらに次の陸部３ｄに２個、最短ピッチ長の陸部３ｅに１個の小孔４を設けている。また、上述のように、小孔４を設けない陸部があっても構わないので、図９（ｂ）のように、最大ピッチ長の陸部３ａに４個、以下順に３ｂに３個、３ｃに２個、３ｄに１個の小孔４を設けて、最短ピッチ長の陸部３ｅには小孔４を設けていない。

尚、上述のように、ピッチ長の小さい陸部ほど小孔４を少なくし、ピッチ長の大きい陸部ほど小孔４を多くすればよいので、ピッチ長の大きさと小孔４の数とが比例するとよいが、それに限定されず、例えば、ピッチ長の大きさが異なる陸部同士で小孔４の数が同じになっても構わない。

タイヤサイズを２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ、トレッドパターンを図１のようにし、ショルダー部に直径５ｍｍの小孔を配置することを共通にし、小孔及び突起の仕様を表１のように異ならせた比較例１〜３、実施例１〜４の７種類の空気入りタイヤを製作した。

比較例１は、小孔のみを設けて突起を設けない例である。比較例２、３は、円柱状の突起を設けた例である。比較例２は小孔−突起間の間隔が０．５ｍｍと狭く、比較例３は突起の上端がトレッド面と同一高さの例である。実施例１〜４は、いずれも突起を設けた例で、実施例１は、円柱状の突起を設けた例であり、小孔−突起間の間隔が１．０ｍｍ、小孔の深さがラグ溝の最大溝深さに対して３０％である。実施例２は、実施例１と同様に円柱状の突起を設けた例であるが、小孔−突起間の間隔が２．５ｍｍと広くなっており、また、小孔の深さも最大溝深さに対して７０％と深くなっている。実施例３は、突起先端が半球状の例であり、小孔−突起間の間隔が２．５ｍｍ、小孔深さがラグ溝の最大溝深さに対して７０％である。実施例４は、実施例３と同様に突起先端が半球状の例であるが、小孔−突起間の間隔が３．５ｍｍと最も大きく、小孔深さはラグ溝の最大溝深さに対して７０％、更に最小の陸部には小孔を設けない例である。

これら７種類のタイヤについて、それぞれ３０００ｃｃのＦＲ駆動セダンに取り付けて、ロードノイズ、石噛み性、耐摩耗性をそれぞれ測定した。

ロードノイズは、１／３Ｏｃｔ、１６０Ｈｚ帯について、６０ｋｍ／ｈで走行した際のノイズを運転席右窓で実車計測した。測定値が小さいほどロードノイズが抑えられていることを示す。

石噛み性は、上記車両にて１０００ｋｍ走行した後に、タイヤ全周で石を噛み込んでいる小孔の数を集計し、４輪の平均を取った数によって分類した。０個以上０．５個未満を○、０．５個以上１．０個未満を△、１．０個以上を×として表１にまとめた。

耐摩耗性は、上記車両にて２万ｋｍ走行した後の摩耗を観察し分類した。突起のチッピングがある場合を×、小孔周辺に偏摩耗があった場合を△、均一に摩耗している場合を○として表１にまとめた。

本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面の平面図である。 図１の空気入りタイヤの陸部の斜視図である。 図２の陸部の断面図である。 図３に対応する他の実施形態による空気入りタイヤの陸部の断面図である。 図３に対応する更に他の実施形態による空気入りタイヤの陸部の断面図である。 図３に対応するその他の実施形態による空気入りタイヤの陸部の断面図である。 本発明の他の実施形態による空気入りタイヤの陸部の図３に対応する断面図及び正面図である。 図２の空気入りタイヤの陸部の平面図である。 本発明の他の実施形態による空気入りタイヤのトレッド上のショルダー部の陸部の概要図である。

符号の説明

１ トレッド
２ ラグ溝
３ 陸部
４ 小孔
５ 突起

Claims (9)

1. トレッド面の両ショルダー部にそれぞれタイヤ幅方向に延びるラグ溝をタイヤ周方向に可変ピッチで配置し、該ラグ溝により複数に区分された陸部に、多数の小孔をタイヤ周方向に配列する様に設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記小孔の内側に上端が平面又は凸面の突起を形成し、該突起の上端部における外側壁と前記小孔の内側壁との間隔を１〜５ｍｍにし、かつ前記突起の上端を前記小孔の開口より低い位置にした空気入りタイヤ。
2. 前記突起の上端部における外側壁と前記小孔の内側壁との間に形成される環状部分の面積を３〜５０ｍｍ^２にし、かつ前記小孔の深さを前記ラグ溝の最大深さの４０〜１００％にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記陸部の表面から前記突起の上端までの垂直深さを１．０〜５．０ｍｍにした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突起の上端部のタイヤ径方向の断面形状を半円形にした請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記小孔の底面をトレッド表面に対して傾斜させ、タイヤ幅方向外側をタイヤ幅方向内側よりも浅くした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記小孔の開口の平面視形状を円形又は楕円形にした請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記楕円形の長径ａと短径ｂとの比ａ／ｂが１＜ａ／ｂ≦１．５である請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記小孔の開口の内縁が前記陸部の外側縁から離間する距離ｄを、前記円形の小孔の直径Ｄに対してｄ≧Ｄ／４、又は前記楕円形の小孔の短径に対してｄ≧ｂ／４の関係にした請求項６又は７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記陸部のうちピッチ長の大きい陸部に対する前記小孔の数を多くし、ピッチ長が小さい陸部ほど前記小孔の数を少なくした請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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