JP2011148417A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが安価で、しかも、騒音低減以外のタイヤ性能を容易に向上させる。
【解決手段】主溝13の幅方向側方に、該主溝13に連通するとともに、周方向に連続して延び、該主溝13より溝深さが浅い浅溝14、15を形成したので、主溝13の溝底13ａに加え浅溝14、15の溝底14ａ、15ａも振動して（振動する溝底の面積が増大して）気柱管共鳴音の振動エネルギーがより多く吸収され、これにより、気柱管共鳴音が効果的に低減される。このとき、浅溝14、15は主溝13より溝深さが浅いので、トレッドゴムの体積減少は少なく、この結果、摩耗耐久性の低下を効果的に抑制することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、トレッド踏面に複数本の主溝が形成されている空気入りタイヤに関する。

近年、車両の静粛化に伴って自動車騒音におけるタイヤ騒音の占める割合が大きくなっているため、タイヤ騒音の低減が大きな課題となっている。特に、タイヤの走行時に気柱管共鳴によりタイヤから発生する1000〜2000Ｈｚの周波数帯域の騒音、いわゆる気柱管共鳴音は、そのピークが高くて帯域も広く、しかも、人の聴覚が敏感な帯域の騒音であるため、早急な対策が望まれている。

ここで、気柱管共鳴音とは、周方向に連続して延びる主溝を有するタイヤが接地すると、該主溝の溝壁と接地面との間に接地長と同一長さの管が形成されるが、このような管内において空気の圧縮と開放とがタイヤの走行に伴い繰り返されることによって発生する騒音のことで、そのピーク周波数は前記管の長さ（接地長）に依存している。従来、このような気柱管共鳴に基づく騒音を低減させる技術として、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２００８−１５５７９８号公報

このものは、主溝から離れた位置の陸部表面に開口する気室、および、該気室と主溝とを連通する狭窄ネックからなるヘルムホルツ共鳴器をトレッド踏面に多数配設し、該共鳴器により気柱管共鳴音の共鳴周波数付近のエネルギーを吸収し、騒音を効果的に低減するようにしたものである。

しかしながら、このような従来の空気入りタイヤにあっては、多数の共鳴器を陸部表面に配設しているため、トレッドパターンが複雑な形状となり、この結果、製造コストの増加を招くという課題があった。また、前述のように多数の共鳴器が陸部に配設されていると、トレッドパターンを設計する際、その自由度が制限されて、騒音低減以外のタイヤ性能、例えば摩耗耐久性能、ウエット性能等を充分な値まで向上させることが難しくなるという課題もあった。

この発明は、製造コストが安価で、しかも、騒音低減以外のタイヤ性能を容易に向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、発明者はタイヤの気柱管共鳴について種々の試験、検討を重ねた結果、主溝の溝幅を広くすると、主溝の溝底が振動し易くなって気柱管共鳴音の振動エネルギーを吸収し、これにより、気柱管共鳴音を低減できることを知見した。しかしながら、単純に主溝の溝幅を広くすると、トレッドゴムの体積が減少してタイヤの摩耗耐久性が低下してしまい、実用的ではない。このため、発明者はさらに試験、検討を重ね、溝であれば溝深さに関係なく、即ち主溝より溝深さが浅い溝であっても、気柱管共鳴音を低減できることを見出した。

この発明は、前述のような知見に基づきなされたもので、トレッド踏面に周方向に連続して延びる複数本の主溝が形成された空気入りタイヤにおいて、少なくとも１本の主溝の少なくとも幅方向片側方に、該主溝に連通するとともに、周方向に連続して延び、該主溝より溝深さが浅い浅溝を形成した空気入りタイヤである。

この発明においては、少なくとも１本の主溝の少なくとも幅方向片側方に、該主溝に連通するとともに、周方向に連続して延び、該主溝より溝深さが浅い浅溝を形成したので、主溝の溝底に加え浅溝の溝底も振動して（振動する溝底の面積が増大して）気柱管共鳴音の振動エネルギーがより多く吸収され、これにより、気柱管共鳴音が効果的に低減される。このとき、浅溝は主溝より溝深さが浅いので、トレッドゴムの体積減少は少なく、この結果、摩耗耐久性の低下を効果的に抑制することができる。しかも、前述のような浅溝をトレッド踏面に形成するだけでよいため、製造コストは安価となり、また、トレッドパターン設計の自由度が高くなって騒音低減以外のタイヤ性能を容易に向上させることができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、摩耗耐久性を充分に抑制しながら、気柱管共鳴音を充分に低減することができる。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、隣接する主溝同士が浅溝により連通する事態を防止しながら、気柱管共鳴音を充分に低減することができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、気柱管共鳴音をさらに効果的に低減することができる。さらに、請求項５に記載のように構成すれば、加硫モールドを製造費が安価となり、コスト低減を図ることができ、また、請求項６に記載のように構成すれば、摩耗耐久性の低下をより効果的に抑制することができる。

この発明の実施形態１を示す空気入りタイヤの平面図である。 その子午線断面図である。 主溝近傍の子午線断面図である。 この発明の他の実施形態を示す図３と同様の子午線断面図である。 騒音のスペクトルを示すグラフである。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は空気入りタイヤであり、この空気入りタイヤ11のトレッド踏面12には周方向に連続して延びる、即ち、途中で途切れることのない複数本、ここでは４本の主溝13が形成され、これらの主溝13は空気入りタイヤ11の幅方向に離れて配置されている。ここで、前記主溝13はこの実施形態のように直線状に延びていてもよいが、ジグザグ状に折れ曲がっていてもよく、また、その溝深さｅは通常一定であるが、周方向に周期的あるいは不規則に変化してもよい。

そして、このような空気入りタイヤ11を適用リムに装着した後、内圧を充填した状態で路面を走行させると、主溝13の溝壁と路面との間に接地長（フットプリントにおける踏み込み端から蹴り出し端までの長さ）と同一長さの管が形成されるが、このような管内において空気の圧縮と開放とがタイヤの走行に伴い繰り返され、騒音（気柱管共鳴音）が発生する。

各主溝13の幅方向内側方（タイヤ赤道Ｓ側）および幅方向外側方（トレッド端Ｔ側）におけるトレッド踏面12には浅溝14、15がそれぞれ形成され、これらの浅溝14、15は前記主溝13に沿って周方向に連続して延びるとともに、その溝深さｄは前記主溝13の溝深さｅより浅い。そして、前記浅溝14の主溝13に近接する側端、ここでは幅方向外側端は主溝13の幅方向内側端に連通し、一方、浅溝15の主溝13に近接する側端、ここでは幅方向内側端は主溝13の幅方向外側端に連通している。

このように主溝13の幅方向側方に、該主溝13に連通するとともに、周方向に連続して延び、該主溝13より溝深さが浅い浅溝14、15を形成すれば、主溝13の溝底13ａに加え浅溝14、15の溝底14ａ、15ａも振動して（振動する溝底の面積が増大して）、前述した気柱管共鳴音の振動エネルギーがより多く吸収され、これにより、気柱管共鳴音が効果的に低減される。このとき、浅溝14、15は主溝13より溝深さが浅いので、トレッドゴムの体積減少は少なく、この結果、摩耗耐久性の低下を効果的に抑制することができる。しかも、前述のような浅溝14、15をトレッド踏面12に形成するだけでよいため、製造コストは安価となり、また、トレッドパターン設計の自由度が高くなって騒音低減以外のタイヤ性能を容易に向上させることができる。

なお、この実施形態では、各主溝13の幅方向両側方に浅溝14、15を形成したが、この発明においては、いずれか１本の主溝13の幅方向片側方(幅方向内側方または幅方向外側方)に浅溝を形成するようにしてもよく、少なくとも１本の主溝13の少なくとも幅方向片側方に形成していればよい。ここで、この実施形態のように主溝13の幅方向両側方に浅溝14、15を形成すれば、主溝13の幅方向片側方にのみ浅溝を形成した場合に比較し、振動する溝底の面積が広くなるため、気柱管共鳴音をさらに効果的に低減することができる。そして、一部の主溝13の幅方向側方に浅溝を形成する場合には、タイヤ赤道Ｓに近接する主溝13が気柱管共鳴音の発生に大きく寄与しているので、タイヤ赤道Ｓに近接配置されている主溝13の幅方向側方に形成することが好ましい。

また、この実施形態においては、前記浅溝14、15の溝底14ａ、15ａをトレッド踏面12に平行な平坦面から構成し、該浅溝14、15の溝深さｄをいずれの位置においても同一値としている。浅溝14、15を前述のように構成した場合には、加硫モールドの製造費が安価となり、コスト低減を図ることができる。ここで、前述した浅溝14、15の溝底14ａ、15ａは、図４に示すように、主溝13に接近するに従い溝深さｄが深くなるようトレッド踏面12に対して傾斜した傾斜面から構成してもよく、浅溝14、15をこのように構成した場合には、図３のものに比較し、トレッドゴムの体積減少量が少なく、摩耗耐久性の低下をより効果的に抑制することができる。

なお、この発明においては、前記浅溝14、15の溝底14ａ、15ａを、主溝13から離隔するに従い溝深さｄが深くなるようトレッド踏面12に対して傾斜した傾斜面から構成してもよく、あるいは、主溝13に接近するに従い溝深さｄが段階的に深くなるよう形成された複数の平坦面から構成してもよい。さらに、前記浅溝14、15の溝底14ａ、15ａを周方向で波打たせ、その溝深さｄを周方向に変化させるようにしてもよい。

そして、前記浅溝14、15の溝深さｄは主溝13の溝深さｅの 0.1〜 0.5倍の範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記溝深さｄが溝深さｅの 0.1倍未満であると、溝底14ａ、15ａが空気入りタイヤ11の走行時に接地して気柱管共鳴音の振動エネルギーを吸収できないことがあり、一方、溝深さｄが溝深さｅの 0.5倍を超えると、トレッドゴムの体積がかなり減少してタイヤの摩耗耐久性が低下することがあるが、前述の範囲内とすると、空気入りタイヤ11の摩耗耐久性を充分に抑制しながら、気柱管共鳴音を充分に低減することができるからである。ここで、浅溝14、15の溝底14ａ、15ａが、図４に示すような傾斜面から構成されている場合には、前述した溝深さｄは浅溝14、15の子午線断面における断面積を最大幅で除した平均深さである。

また、前述した浅溝14、15の溝幅ｖは主溝13の溝幅ｗの 0.5〜 1.5倍の範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記溝幅ｖが溝幅ｗの 0.5倍未満であると、溝底14ａ、15ａの面積が狭くて気柱管共鳴音を充分に低減することができないことがあり、一方、溝幅ｖが溝幅ｗの 1.5倍を超えると、隣接する主溝13同士が浅溝14、15によって連通してしまうことがあるが、前述した範囲内とすると、隣接する主溝13同士が浅溝14、15により連通する事態を防止しながら、気柱管共鳴音を充分に低減することができるからである。ここで、浅溝14、15の溝底14ａ、15ａが、図４に示すような傾斜面から構成されている場合には、前述した溝幅ｖは浅溝14、15の子午線断面における断面積を最大深さで除した平均幅である。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、タイヤ赤道Ｓ上のトレッド踏面に溝幅ｗが10mm、溝深さｅが 8mmである１本の主溝を形成した比較タイヤ１と、タイヤ赤道Ｓ上のトレッド踏面に溝幅ｗが30mm、溝深さｅが 8mmである１本の主溝を形成した比較タイヤ２と、タイヤ赤道Ｓ上のトレッド踏面に溝幅ｗが10mm、溝深さｅが 8mmである１本の主溝を形成するとともに、該主溝の幅方向両側方に溝深さｄが 2mm、溝幅ｖが10mmである図３に示すような浅溝を形成した実施タイヤとを準備した。なお、直線状に延びる主溝をタイヤ赤道Ｓ上に１本だけ形成したのは、効果が確認し易くなると考えたからである。

ここで、各タイヤのサイズは 195／65Ｒ15であった。次に、このような各タイヤを適用リムに装着するとともに、 220ｋPaの内圧（ゲージ圧）を充填した後、４ｋＮの荷重を負荷しながら室内ドラム試験機の回転ドラムに押付けるとともに、20、40、60、80ｋｍ／ｈの各速度で走行させ、タイヤ側方における騒音をＪＡＳＯ Ｃ６０６に定められた条件下で測定した。前述した各速度におけるオーバーオール音圧レベルｄＢ（Ａ）を以下の表１に示すが、実施タイヤは比較タイヤ２と同等の騒音低減効果を発揮している。なお、この表１において括弧内の数値は比較タイヤ１に比較して低減した音圧レベルの値である。

また、図５は、前述した試験の速度80ｋｍ／ｈにおいて各タイヤが発生した騒音のスペクトルを示したもので、比較タイヤ１は三角（△）で、比較タイヤ２は白丸（○）で、実施タイヤはクロス（×）で表している。この図５から明らかなように、実施タイヤは比較タイヤ１に比較し1000〜2000Ｈｚでの騒音、即ち、気柱管共鳴音が効果的に低減している。

この発明は、トレッド踏面に複数本の主溝が形成されている空気入りタイヤの産業分野に適用できる。

11…空気入りタイヤ 12…トレッド踏面
13…主溝 14、15…浅溝
14ａ、15ａ…溝底 ｄ…溝深さ
ｅ…溝深さ ｖ…溝幅
ｗ…溝幅

Claims (6)

1. トレッド踏面に周方向に連続して延びる複数本の主溝が形成された空気入りタイヤにおいて、少なくとも１本の主溝の少なくとも幅方向片側方に、該主溝に連通するとともに、周方向に連続して延び、該主溝より溝深さが浅い浅溝を形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記浅溝の溝深さを主溝の溝深さの 0.1〜 0.5倍の範囲内とした請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記浅溝の溝幅を主溝の溝幅の 0.5〜 1.5倍の範囲内とした請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記浅溝を主溝の幅方向両側方にそれぞれ形成した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記浅溝の溝底をトレッド踏面に平行な平坦面から構成した請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記浅溝の溝底を、主溝に接近するに従い溝深さが深くなるようトレッド踏面に対して傾斜した傾斜面から構成した請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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