JP2010215172A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド部の溝内に路面の石等が噛みこむことを抑制することにより、気柱共鳴音に伴う車両走行音の低減を図るタイヤを提供する。
【解決手段】共鳴用溝３１の縦溝部３３は、トレッド面５ａからタイヤ径内方向に延びると共にタイヤ幅方向に所定間隔をおいて配置された一対の側壁面４２，４２と、該側壁面４２，４２の径内側の端部同士を結ぶ底壁面４３とから構成され、前記縦溝部３３の側壁面４２におけるトレッド面５ａの近傍に、縦溝部３３の開口部３６を閉塞するようにタイヤ幅方向に延びる突起４０，４１をタイヤ周方向に沿って複数形成している。
【選択図】 図４

Description

本発明はタイヤに関し、特にトレッド部の溝で共鳴室を形成するタイヤに関する。

従来から、車両走行中にタイヤが路面に接することによる騒音を低減することが望まれている。この騒音の一例として、タイヤが転動する際にトレッド部の溝と路面とによって共鳴室が形成され、該共鳴室の内部が共鳴することによって発生する気柱共鳴音が知られている。

この気柱共鳴音を低減する方策として、気室部分となる周方向に延びる縦溝部の容積を低減することが考えられるが、排水性能が低下するため好ましくない。

一般に、タイヤのトレッド部には、周方向主溝がタイヤ幅方向に所定間隔をおいて複数形成されており、これらの周方向主溝の間には陸部が形成される。そして、前記共鳴室となる溝をタイヤのトレッド部に配設する際には、共鳴室の気室部分を前記陸部に配置している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−７６３３８号公報

しかしながら、ここで、気室部分をタイヤ幅方向に延びる横溝部に設定すると、気室部分の長さが不十分となる。

一方、気室部分をタイヤ周方向に延びる縦溝部に設定すると、気室部分の長さは十分となるものの、タイヤ転動時に縦溝内に路面の石や砂利等が噛みこむことが多くなり、石等を噛みこんだ場合には気室部分の容積が変化して共鳴室の機能が損なわれるおそれがあった。

本発明の目的は、共鳴室となるトレッド部の溝内に路面の石等が噛みこむことを抑制することにより、気柱共鳴音に伴う車両走行音の低減を図るタイヤを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向溝（中央側周方向主溝１０，端部側周方向主溝１１）と、これら周方向溝同士の間の陸部（陸部２０）に設けられた平面視略Ｌ字状の共鳴用溝（共鳴用溝３１）と、を備え、前記共鳴用溝は、一端（一端３２ａ）が前記周方向溝に連通され、タイヤ幅方向に延びて他端（他端３２ｂ）に至る横溝部（横溝部３２）と、該横溝部の他端からタイヤ周方向に延びて、その端部（端部３３ａ）が前記陸部内で終端する縦溝部（縦溝部３３）とから一体に形成されたタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記共鳴用溝の縦溝部は、トレッド面（トレッド面５ａ）からタイヤ径内方向に延びると共にタイヤ幅方向に所定間隔をおいて配置された一対の側壁面（側壁面４２，４２）と、該側壁面の径内側の端部同士を結ぶ底壁面（底壁面４３）とから構成され、前記縦溝部の側壁面におけるトレッド面近傍に、縦溝部の開口部（開口部３６）を閉塞するようにタイヤ幅方向に延びる突起（突起４０，４１，５０，５１）をタイヤ周方向に沿って複数形成したことを要旨とする。

本発明によれば、石等が共鳴用溝に入り込もうとすると、石が突起を折り曲げて突起が弾性変形する。しかし、突起はその反発力（弾性力）によって元の形状に復元しようとして、石を共鳴用溝から排除するため、石が共鳴用溝の内部に噛みこむことを効率的に防止することができる。なお、タイヤのトレッド面に摩耗が進行していない場合でも、突起がトレッド面近傍に配置されているため、石等が縦溝部内に十分に噛みこむ前の段階で突起によって石等を吐出させることができる。

また、この石等の噛みこみが防止されると、共鳴室が機能して騒音を低減させることができると共に、タイヤ転動時に石等が路面に当たる、いわゆるカチカチ音が低減される。さらに、石等が噛みこんだ部位のトレッドゴムに付与される歪に起因してトレッドゴムに亀裂が発生して耐久性能が低下することも防止できる。

その他の特徴では、縦溝部に沿った、前記突起（突起５０，５１）の断面を略円状に形成したことを要旨とする。

その他の特徴では、前記突起（突起４０，４１，５０，５１）を、前記縦溝部（縦溝部３３）における一対の側壁面（側壁面４２，４２）の双方にそれぞれ対向して配置したことを要旨とする。

本発明に係るタイヤによれば、縦溝部に突起が複数形成されているため、石が共鳴用溝に噛みこむことを効率的に防止することができる。

本発明の第１の実施形態による空気入りタイヤの幅方向断面図である。 図１の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの要部である。 図２の共鳴用溝の拡大図である。 図３のＡ−Ａ線による拡大断面図である。 第１の実施形態による空気入りタイヤの縦溝部に石が噛みこむ状態を示しており、（ａ）は縦溝部の開口部に石が入り込んだ初期段階を示す断面図、（ｂ）は開口部から所定量噛みこんだ石を突起によって排除している状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態による共鳴用溝の拡大図である。 図６のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。 図６のＣ−Ｃ線による拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやそ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、具体的な厚みや寸法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。

[第１の実施形態]
〈空気入りタイヤの概略構成〉
図１は、本発明の第１の実施形態による空気入りタイヤの幅方向断面図である。

この空気入りタイヤ１は、タイヤ幅方向に離間して配置された一対の円環状のビードコア２，２と、これらのビードコア同士２，２をトロイダル状に結ぶタイヤの骨格となるカーカス３と、該カーカス３の幅方向中央部に配置されたクラウン部３ａの上に配設された２層のベルト層４とを備えている。

また、空気入りタイヤ１の幅方向中央部には、前記カーカス３のクラウン部３ａ、ベルト層４およびこれらを覆うトレッドゴムからなるトレッド部５が形成されており、該トレッド部５の左右両側には、サイドウォール部６，６が設けられ、該サイドウォール部６の径内側には、前記ビードコア２の近傍にビード部７が形成されている。そして、前記カーカス３は、ビードコア２をタイヤ幅方向内側から巻回して径外方向に折り返して延びる折り返し部３ｂを有している。また、前記ベルト層４は、タイヤ幅方向の幅寸法が大きい内側ベルト８と、該内側ベルト８の径外側に配置された外側ベルト９とから構成されている。そして、前記トレッド部５のトレッド面５ａには、タイヤ周方に延びる周方向主溝が複数形成されている。図１には、具体的には、タイヤ幅方向中央側に配置された中央側周方向主溝１０と、タイヤ幅方向の端部側に配置された端部側周方向主溝１１とが示されている。

〈トレッドパターンの概略構成〉
図２は、図１の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの要部である。

タイヤ幅方向中央側には、タイヤ周方向に延びる中央側周方向主溝１０が形成され、タイヤ幅方向の端部側には、端部側周方向主溝１１が形成されている。また、前記中央側周方向主溝１０と端部側周方向主溝１１との間には、陸部２０が形成されており、この陸部２０には、タイヤ周方向に所定間隔をおいて複数の共鳴用溝３１，３４，３５が配設されている。

〈共鳴用溝〉
図３は図２の共鳴用溝の拡大図、および、図４は図３のＡ−Ａ線による拡大断面図である。

図３に示すように、前記共鳴用溝３１は、平面視略Ｌ字状に形成されており、タイヤ幅方向に延びる横溝部３２と、タイヤ周方向に延びる縦溝部３３とから構成されている。

即ち、前記横溝部３２は、一端３２ａが第１の周方向主溝１０に連通し、他端３２ｂに向けてほぼタイヤ幅方向に沿って略直線状に延びている。本実施形態では、横溝部３２は、タイヤ幅方向に対して約４５°傾斜して延びている。また、縦溝部３３は、前記横溝部３２の他端３２ｂ（縦溝部３３の先端３３ｂ）から屈曲してタイヤ周方向に沿って延びており、その端部３３ａは陸部２０内に配置されている。そして、縦溝部３３には、その開口部３６を閉塞するように、タイヤ幅方向に延びる突起４０，４１がそれぞれ対向して一対に配設されている。

即ち、図４に示すように、共鳴用溝３１における縦溝部３３の断面構造は、トレッド面５ａから空気入りタイヤの径方向内側に延び、タイヤ幅方向に所定間隔をおいて配置された左右一対の側壁面４２，４２と、該側壁面４２，４２の径内側の端部同士を結ぶ底壁面４３とから断面略矩形状に形成されている。また、側壁面４２におけるトレッド面５ａの近傍部には、縦溝部３３の開口部３６を閉塞するように、タイヤ幅方向に（即ち、底壁面４３に略平行に）延びる突起４０，４１が一対に配置されている。そして、これらの突起４０，４１の端縁同士の間には、所定間隔の間隙Ｇが設けられている。前記突起４０，４１は、側壁面４２，４２に一体に形成されており、タイヤ径方向に入力される荷重によって自由に弾性変形することができる。なお、突起４０，４１はトレッド面５ａの近傍に配置されているため、左右の側壁面４２，４２を結ぶベントとしても機能する。

次いで、図５を用いて、共鳴用溝３１に石が噛みこんだ際の作用を簡単に説明する。

図５は、第１の実施形態による空気入りタイヤの縦溝部に石が噛みこむ状態を示しており、（ａ）は縦溝部の開口部に石が入り込んだ初期段階を示す断面図、（ｂ）は開口部から所定量噛みこんだ石を突起によって排除している状態を示す断面図である。

まず、図５（ａ）に示すように、粒状の石Ｓが共鳴用溝３１の開口部に入り込もうとするときには、前記突起４０，４１は、トレッド面５ａの近傍（即ち、空気入りタイヤの転動時における路面の近傍）に配置されているため、石Ｓは突起４０，４１に当接する。

さらに、石Ｓが共鳴用溝３１に入り込もうとすると、石Ｓが突起４０，４１を折り曲げて突起４０，４１が弾性変形する。しかし、突起４０，４１はその弾性力によって図５（ｂ）の矢印に示すように元の形状に復元しようとするため、石Ｓを共鳴用溝３１から排除する。これによって、石Ｓが共鳴用溝３１に噛みこむことを防止することができる。

〈気柱共鳴音〉
ここで、気柱共鳴音について簡単に説明する。気柱共鳴音とは、一般に、空気入りタイヤが転動する際に、空気入りタイヤのトレッド部に形成された溝と路面とで形成される管の内部で発生する共鳴によって起こる騒音であり、その周波数は、一般的な乗用車で８００〜１２００Ｈｚ程度に観測されることが多く、ピークの高さと帯域の広さから空気入りタイヤに直接起因する主要な騒音の一つである。また、人間の聴覚はＡ特性で示されるように該帯域で敏感であり、フィーリング面の静粛性を向上させる意味でも当該騒音を低減させることが好ましい。

<作用効果>
（１）本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向溝である中央側周方向主溝１０および端部側周方向主溝１１と、これら周方向溝同士の間の陸部２０に設けられた平面視略Ｌ字状の共鳴用溝３１と、を備え、前記共鳴用溝３１は、一端３２ａが前記端部側周方向主溝１１に連通され、タイヤ幅方向に延びて他端３２ｂに至る横溝部３２と、該横溝部３２の他端３２ｂからタイヤ周方向に延びて、その端部３３ａが前記陸部２０内で終端する縦溝部３３とから一体に形成された空気入りタイヤ１であって、前記共鳴用溝３１の縦溝部３３は、トレッド面５ａからタイヤ径内方向に延びると共にタイヤ幅方向に所定間隔をおいて配置された一対の側壁面４２，４２と、該側壁面４２，４２の径内側の端部同士を結ぶ底壁面４３とから構成され、前記縦溝部３３の側壁面４２におけるトレッド面５ａの近傍に、この縦溝部３３の開口部３６を閉塞するようにタイヤ幅方向に延びる突起４０，４１をタイヤ周方向に沿って複数形成している。

本発明によれば、石Ｓが共鳴用溝３１に入り込もうとすると、石Ｓが突起４０，４１を折り曲げて突起４０，４１が弾性変形する。しかし、突起４０，４１はその弾性力に基づく反発力によって元の形状に復元しようとするため、石Ｓを共鳴用溝３１から排除して石Ｓが共鳴用溝３１に噛みこむことを効率的に防止することができる。

また、この石等の噛みこみが防止されると、共鳴室が機能して騒音を低減させることができると共に、タイヤ転動時に石等が路面に当たる、いわゆるカチカチ音が低減される。さらに、石等が噛みこんだ部位のトレッドゴムに付与される歪に起因してトレッドゴムに亀裂が発生して耐久性能が低下することも防止できる。

（２）前記突起４０，４１を、前記縦溝部３３における一対の側壁面４２，４２の双方にそれぞれ対向して配置している。

従って、縦溝部３３の幅方向の両側から突起４０，４１によって石Ｓを外方へ排出しようとするため、石Ｓが共鳴用溝３１に噛みこむことをさらに効率的に防止することができる。

[第２の実施形態]
次いで、本発明の第２の実施形態について説明するが、前記第１の実施形態と同一構造の部位については、同一符号を付して説明を省略する。

図６は本発明の第２の実施形態による共鳴用溝の拡大図、図７は図６のＢ−Ｂ線による断面図、及び、図８は図６のＣ−Ｃ線による断面図である。

である。

本実施形態においては、第１実施形態に対して、共鳴用溝３１に設けた突起の形状を変えている。以下、具体的に説明する。

まず、図６乃至８に示すように、縦溝部３３には、その開口部３６を閉塞するように、タイヤ幅方向に延びる突起５０，５１がそれぞれ対向して一対に配設されている。

即ち、図８に示すように、共鳴用溝３１における縦溝部３３の断面構造は、トレッド面５ａから空気入りタイヤの径方向内側に延び、タイヤ幅方向に所定間隔をおいて配置された左右一対の側壁面４２，４２と、該側壁面４２，４２の径内側の端部同士を結ぶ底壁面４３とから断面略矩形状に形成されている。また、側壁面４２におけるトレッド面５ａの近傍部には、縦溝部３３の開口部３６を閉塞するように、タイヤ幅方向に突出する略円柱状の突起５０，５１が一対に配置されている。縦溝部３３に沿った、突起５０，５１の断面を略円状に形成する。そして、これらの突起５０，５１の端縁同士の間には、所定間隔の間隙Ｇが設けられている。前記突起５０，５１は、側壁面４２，４２に一体に形成されており、タイヤ径方向に入力される荷重によって自由に弾性変形することができる。

<作用効果>
（１）本発明の実施形態による空気入りタイヤ１においては、縦溝部３３に沿った、突起５０，５１の断面を略円状に形成しているため、突起５０，５１の間に石Ｓが入り込もうとした場合に、石Ｓから突起５０，５１に対して荷重が入力される。ここで、突起５０，５１は断面形状を略円状に形成されているため、突起５０，５１における側壁面４２，４２への特定の付け根部分に荷重が集中することを抑制できるため、当該付け根部分に亀裂等が生じることが抑制される。また、略円柱状の突起５０，５１を成形する際にモールド加工が容易になる。

なお、前述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの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、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、前述した実施の形態では、共鳴用溝３１における突起４０，４１の数を４対とし、突起５０，５１の数を５対としたが、これに限定されず、所望する数だけ設定することができる。

以下に、本発明を実施例を通して具体的に説明する。

縦溝部のトレッド面近傍に半球状の突起を複数設けた空気入りタイヤを本発明例とし、縦溝部の溝深さの中央部（溝深さの半分）の位置に半球状の突起を複数設けた空気入りタイヤを比較例とし、突起を設けない空気入りタイヤを従来例とした。供試空気入りタイヤのタイヤサイズは、２１５／６０Ｒ１６であり、リムサイズが７Ｊ×１６インチのリムホイールに組み込み、内圧を２２０ｋＰａおよび荷重条件を乗員が２名乗車した状態とした。なお、試験車両は、トヨタ株式会社製のクラウンを用いた。供試空気入りタイヤの条件を表１に示す。

前述した供試空気入りタイヤを車両にそれぞれ装着し、直径が１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の石や砂利等で覆われた、直進路やコーナリング路を含む１周が約３００ｍの未舗装路を２周走行させた。その後、石や砂利等が路面に散在しない平滑な舗装路（直進路やコーナリング路を含む周回路）を約２０００ｍ走行し、共鳴室の気室部分として機能する縦溝部の内部に残留する石の個数を数えた。前輪および後輪の合計４輪の平均残留個数を、従来例の個数を基準の１００として指数化した。

その結果、それぞれの石噛み性は、従来例が１００、比較例が６５、および本発明例が４０となった。このように、本発明例が従来例および比較例よりも縦溝部内に石や砂利等が噛み込みにくいことが実証された。

１ 空気入りタイヤ
１０ 中央側周方向主溝（周方向溝）
１１ 端部側周方向主溝（周方向溝）
２０ 陸部
３１ 共鳴用溝
３２ａ 一端
３２ｂ 他端
３２ 横溝部
３３ 縦溝部
４０，４１，５０，５１ 突起

Claims (3)

1. タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向溝と、
   前記周方向溝同士の間の陸部に設けられた平面視略Ｌ字状の共鳴用溝と、を備え、
   前記共鳴用溝は、一端が前記周方向溝に連通され、タイヤ幅方向に延びて他端に至る横溝部と、
   該横溝部の他端からタイヤ周方向に延びて、その端部が前記陸部内で終端する縦溝部とから一体に形成されたタイヤであって、
   前記共鳴用溝の縦溝部は、トレッド面からタイヤ径内方向に延びると共にタイヤ幅方向に所定間隔をおいて配置された一対の側壁面と、該側壁面の径内側の端部同士を結ぶ底壁面とから構成され、
   前記縦溝部の側壁面におけるトレッド面近傍に、前記縦溝部の開口部を閉塞するようにタイヤ幅方向に延びる突起をタイヤ周方向に沿って複数形成したことを特徴とするタイヤ。
2. 前記縦溝部に沿った、前記突起の断面を略円状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記突起を、前記縦溝部における一対の側壁面の双方にそれぞれ対向して配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
   

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