JP2013035479A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエット性能と静粛性をバランス良く改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部１とサイドウォール部２とビード部３とを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部１にタイヤ周方向に延びる主溝１１と該主溝１１よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝１２とからなる少なくとも１組の溝ユニット１０を設け、主溝１１及び補助溝１２の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に蛇行し、主溝１１と補助溝１２とが互いに絡み合うように交差し、これら主溝１１と補助溝１２とからなる溝ユニット１０に沿ってタイヤ周方向に延在するリブ部１３を隣接させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延びる主溝を設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ウエット路面での走行性能（以下、「ウエット性能」という）と静粛性をバランス良く改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、トレッド部にはタイヤ周方向に延びる複数本の主溝が形成されている。これら主溝は排水性に大きく寄与する。このような主溝に基づく排水性を改善するために、主溝の溝幅をタイヤ周方向に沿って周期的に変化させて主溝内の水の流れを円滑にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、主溝の溝幅を変化させるだけではウエット性能を必ずしも十分に改善することができないのが現状である。

また、トレッド部に形成された主溝等の周方向溝は気柱共鳴音の発生源にもなるため、このような周方向溝に起因する騒音を低減し、静粛性を改善することが試みられている。その一つの手法として、周方向溝をタイヤ周方向の一部で分岐させることにより、トレッド部が接地した際に生じる振動周波数をタイヤ周上で変化させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この場合、分岐した周方向溝が再び合流する部分において水の滞留が生じ易くなるため、ウエット性能が必ずしも十分ではないという欠点がある。

特開２０１０−１７９８９２号公報 特開２００４−３５１９５４号公報

本発明の目的は、ウエット性能と静粛性をバランス良く改善することを可能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、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる主溝と該主溝よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝とからなる少なくとも１組の溝ユニットを設け、前記主溝及び前記補助溝の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に蛇行し、前記主溝と前記補助溝とが互いに絡み合うように交差し、これら主溝と補助溝とからなる溝ユニットに沿ってタイヤ周方向に延在するリブ部を隣接させたことを特徴とするものである。

本発明では、トレッド部にタイヤ周方向に延びる主溝と該主溝よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝とからなる溝ユニットを設け、主溝及び補助溝の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に蛇行し、主溝と補助溝とが互いに絡み合うように交差する構造を採用したので、これら主溝及び補助溝によるエッジ効果により排水性を高めてウエット性能を向上することができる。また、主溝と補助溝とからなる溝ユニットに沿ってタイヤ周方向に延在するリブ部を隣接させているので、主溝と補助溝との交差によるトレッド部の剛性低下を抑制し、良好なウエット性能を維持することが可能になる。その一方で、主溝及び補助溝の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に形成されているので、これら主溝及び補助溝に起因する気柱共鳴音の発生を抑制し、静粛性を向上することができる。

本発明において、主溝及び補助溝の少なくとも一方はタイヤ周方向に沿って溝幅が変化することが好ましい。このように主溝又は補助溝の溝幅に変化を持たせることにより、走行時における溝内の水流にベンチュリー効果が生じ、排水性を更に向上することができる。特に、排水性への寄与が大きい主溝の溝幅を変化させることが望ましい。なお、本発明における溝幅とはトレッド部の踏面においてタイヤ幅方向に沿って測定される溝の開口幅である。

本発明において、主溝及び補助溝の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に蛇行することが必要であるが、特に主溝及び補助溝がいずれも波状又はジグザグ状に蛇行することが好ましい。この場合、溝面積を十分に確保し、エッジ効果を増大させることができるため、ウエット性能を向上することができ、更には気柱共鳴音を低減し、静粛性を向上することができる。

補助溝の溝幅は主溝の最小幅部分の溝幅の７０％以下であることが好ましい。このように補助溝を相対的に狭くすることにより、トレッド部の剛性が過度に低下するのを回避し、良好なウエット性能を発揮することができる。

補助溝の溝深さは主溝の溝深さよりも小さいことが好ましい。このように補助溝を相対的に浅くすることにより、主溝と補助溝との間に区分されたブロック部の倒れ込みを抑制し、良好なウエット性能を発揮することができる。

溝ユニット内において主溝の位相と補助溝の位相とは互いに異なることが好ましい。これにより、トレッド部の剛性が過度に低下するのを回避し、良好なウエット性能を発揮することができる。

トレッド部には少なくとも２組の溝ユニットを設けることが好ましい。上述した主溝と補助溝とからなる溝ユニットは１つの単位としてウエット性能と静粛性をバランス良く改善するものであるが、トレッド部に複数の溝ユニットを配置することで上述した効果を増幅することができる。

溝ユニットの位相は互いに異なることが好ましい。このように溝ユニット単位で位相をずらすことにより、トレッド部が接地する際の振動周波数を分散させ、ピークとなる音圧レベルを低減し、静粛性を更に向上することができる。

また、任意の溝ユニットに含まれる主溝の振幅と他の溝ユニットに含まれる主溝の振幅とは互いに異なることが好ましい。このように溝ユニット毎に振幅が異なる主溝を配置することにより、トレッド部が接地する際の振動周波数を分散させ、ピークとなる音圧レベルを低減し、静粛性を更に向上することができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す正面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの種々の変形例を示し、（ａ）〜（ｈ）は各変形例を概略的に示す展開図である。 本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの種々の変形例を示し、（ａ）〜（ｄ）は各変形例を概略的に示す展開図である。 本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの種々の変形例を示し、（ａ）〜（ｅ）は各変形例を概略的に示す展開図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１及び図２に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる主溝１１と該主溝１１よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝１２とからなる複数組の溝ユニット１０が形成されている。主溝１１及び補助溝１２はいずれも波状又はジグザグ状に蛇行し、主溝１１と補助溝１２とが互いに絡み合うように交差している。主溝１１の寸法は特に限定されるものではないが、例えば、溝幅が３．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲に設定され、溝深さが５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲に設定されている。補助溝１２の寸法も特に限定されるものではないが、例えば、溝幅が２．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲に設定され、溝深さが４．０ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲に設定されている。

トレッド部１には、主溝１１と補助溝１２とからなる溝ユニット１０に隣接するようにタイヤ周方向に延在するリブ部１３が区画されている。また、主溝１１と補助溝１２との間には、リブ部１３から独立した複数のブロック部１４が区画されている。これらブロック部１４の各々にはタイヤ幅方向に直線状に延びる複数本のサイプ１５が形成されている。更に、トレッド部１の一方のショルダー領域（図中左側）には、蛇行しながらタイヤ周方向に延びる単独の補助溝１２と、一方のショルダー領域の補助溝１２からタイヤ幅方向外側に延長する複数本のサイプ１５が形成されている。トレッド部１の他方のショルダー領域（図中右側）には、蛇行しながらタイヤ周方向に延びる単独の補助溝１２と、他方のショルダー領域の補助溝１２に沿って点在するディンプル１６が形成されている。

上記空気入りタイヤでは、トレッド部１にタイヤ周方向に延びる主溝１１と該主溝１１よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝１２とからなる溝ユニット１０を設け、主溝１１及び補助溝１２の少なくとも一方が波状又はジグザグ状に蛇行し、主溝１１と補助溝１２とが互いに絡み合うように交差する構造を採用しているので、主溝１１及び補助溝１２によるエッジ効果と排水性を高めてウエット性能を向上することができる。

また、主溝１１と補助溝１２とからなる溝ユニット１０に沿ってタイヤ周方向に延在するリブ部１３を隣接させているので、主溝１１と補助溝１２との交差によるトレッド部１の剛性低下を抑制し、良好なウエット性能を維持することが可能になる。

なお、上記空気入りタイヤにおいて、リブ部１３には必要に応じてサイプを設けたり表面加工を施すことが可能である。同様に、ブロック部１４にも必要に応じてサイプを設けたり表面加工を施すことが可能である。ここで、サイプとは溝幅を０．３ｍｍ〜１．５ｍｍとし、溝深さを２．０ｍｍ以上かつ主溝１１の溝深さ以下としたものである。また、表面加工とは陸部の踏面に溝幅が０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであって溝深さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍである複数本の浅溝を形成することである。このようなサイプや浅溝はエッジ効果によりウエット性能の向上に寄与するが、トレッド部１の剛性を大幅に低下させるものではない。

一方、主溝１１及び補助溝１２の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に形成されているので、これら主溝１１及び補助溝１２に起因する気柱共鳴音の発生を抑制し、静粛性を向上することができる。特に、主溝１１及び補助溝１２がいずれも波状又はジグザグ状に蛇行する場合、溝面積を十分に確保し、エッジ効果を増大させることができるため、ウエット性能を向上することができ、更には気柱共鳴音を低減し、静粛性を向上することができる。また、主溝１１を波状又はジグザグ状に形成した場合、気柱共鳴音の低減効果が顕著になる。

上記空気入りタイヤにおいて、主溝１１及び補助溝１２の少なくとも一方はタイヤ周方向に沿って溝幅が変化していると良い。このように主溝１１又は補助溝１２の溝幅に変化を持たせることにより、走行時における溝内の水流にベンチュリー効果が生じ、蛇行する主溝１１又は補助溝１２の排水性を更に向上することができる。特に、排水性への寄与が大きい主溝１１の溝幅を変化させることが望ましい。より具体的には、主溝１１の最小幅部分の溝幅は該主溝１１の最大幅部分の溝幅の２０％〜７０％にすると良い。主溝１１の最小幅部分の溝幅が該主溝１１の最大幅部分の溝幅の２０％未満であると最小幅部分にて水流が阻害され、逆に７０％を超えるとベンチュリー効果が弱くなる。

補助溝１２の溝幅は主溝１１の最小幅部分の溝幅の７０％以下、より好ましくは、４０％以上７０％以下であると良い。このように補助溝１２を相対的に狭くすることにより、トレッド部１の剛性が過度に低下するのを回避し、良好なウエット性能を発揮することができる。補助溝１２の溝幅が主溝１１の最小幅部分の溝幅の７０％を超えるとトレッド部１の剛性が低下してウエット性能が悪化する恐れがある。

補助溝１２の溝深さは主溝１１の溝深さよりも小さくすると良い。このように補助溝１２を相対的に浅くすることにより、主溝１１と補助溝１２との間に区分されたブロック部１４の倒れ込みを抑制し、良好なウエット性能を発揮することができる。より具体的には、補助溝１２の溝深さは主溝１１の溝深さの８０％以下、より好ましくは、３０％以上８０％以下であると良い。補助溝１２の溝深さが主溝１１の溝深さの８０％を超えるとブロック部１４に倒れ込みを生じてウエット性能が悪化する恐れがある。

溝ユニット１０内において主溝１１の位相と補助溝１２の位相とは互いに異なることが好ましい。つまり、図１において、主溝１１の周期Ｐに対して位相差ΔＰを設けるのが良い。これにより、トレッド部１の剛性が過度に低下するのを回避し、良好なウエット性能を発揮することができる。より具体的には、主溝１１の周期Ｐ（３６０°）に対して主溝１１と補助溝１２との位相差ΔＰを９０°以上２７０°以下にすると良い。位相差ΔＰが上記範囲から外れるとブロック部１４が過度に小さくなって剛性が低下するためウエット性能が悪化する恐れがある。

トレッド部１には少なくとも２組の溝ユニット１０を設けると良い。トレッド部１に複数の溝ユニットを配置することでウエット性能と静粛性をバランス良く改善する効果を増幅することができる。

トレッド部１に複数の溝ユニット１０を配置するにあたって、複数の溝ユニット１０の位相は互いに異なることが好ましい。図１においては、４組の溝ユニット１０の位相が互いにずれている。このように溝ユニット１０の単位で位相をずらすことにより、トレッド部１が接地する際の振動周波数を分散させ、ピークとなる音圧レベルを低減し、静粛性を更に向上することができる。

また、任意の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の振幅と他の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の振幅とは互いに異なることが好ましい。図１においては、４組の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の振幅がトレッド部１のタイヤ幅方向の一端側（図中左側）に向かって徐々に大きくなっている。このように溝ユニット１０毎に振幅が異なる主溝１１を配置することにより、トレッド部１が接地する際の振動周波数を分散させ、ピークとなる音圧レベルを低減し、静粛性を更に向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいては、複数組の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の振幅がトレッド部１のタイヤ幅方向の一端側（図中左側）に向かって徐々に大きくなると共に、複数組の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の溝幅がトレッド部１のタイヤ幅方向の一端側（図中左側）に向かって徐々に大きくなっている。このような構造を有する空気入りタイヤは、トレッド部１のタイヤ幅方向の一端側（図中左側）が車両内側となるように車両に対して装着すると良い。

図３（ａ）〜（ｈ）、図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの種々の変形例を示すものである。

図３（ａ）〜（ｈ）においては、トレッド部１に１組の溝ユニット１０が配置されている。図３（ａ），（ｂ）では主溝１１及び補助溝１２の双方が蛇行しているのに対して、図３（ｃ），（ｄ）では主溝１１及び補助溝１２の一方だけが蛇行している。図３（ｅ），（ｇ）では補助溝１２が途中で分断されている。このように補助溝１２は断続的に形成される場合、補助溝１２の各分割片が主溝１１と連通していれば良い。図３（ｈ）では主溝１１と補助溝１２との間に区画されたブロック部１４に複数本のサイプ１５が形成され、これらサイプ１５の一部がブロック部１４を横断する構造を有し、サイプ１５の残部がブロック部１４を横断しない構造を有している。

図４（ａ）〜（ｄ）においては、トレッド部１に１組の溝ユニット１０とタイヤ周方向に蛇行しながら延びる単独の主溝１１が配置されている。

図５（ａ）〜（ｅ）においては、トレッド部１に２組の溝ユニット１０が配置されている。図５（ａ）では２組の溝ユニット１０の位相が一致しているのに対して、図５（ｂ）では２組の溝ユニット１０の位相が互いに異なっている。図５（ｃ）では一方の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の振幅と他方の溝ユニット１０に含まれる主溝１１の振幅とが互いに異なっている。図５（ｄ）では２組の溝ユニット１０の間に区画されたリブ部１３に複数本のサイプ１５が形成され、これらサイプ１５がリブ部１３を横断しない構造を有している。図５（ｅ）では２組の溝ユニット１０の間に区画されたリブ部１３に複数本のサイプ１５が形成され、これらサイプ１５がブロック部１４を横断する構造を有している。

タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６であり、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ周方向に延びる主溝と該主溝よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝とからなる少なくとも１組の溝ユニットを設け、主溝及び補助溝の少なくとも一方は波状に蛇行し、主溝と補助溝とが互いに絡み合うように交差し、これら主溝と補助溝とからなる溝ユニットに沿ってタイヤ周方向に延在するリブ部を隣接させ、主溝の本数、溝ユニットの数、補助溝の溝幅（主溝の溝幅に対する比率）、補助溝の溝深さ（主溝の溝深さに対する比率）、主溝の溝幅変化の有無、主溝の形状、補助溝の形状、主溝同士の振幅の関係、主溝と補助溝との位相差、溝ユニットの位相差の有無、サイプの有無を表１及び表２のように種々異ならせた実施例１〜２０のタイヤを作製した。

比較のため、トレッド部に溝ユニットの替わりにタイヤ周方向に延びるストレート状の主溝を設けた従来例１，２のタイヤと、トレッド部に溝ユニットの替わりにタイヤ周方向に延びる波状の主溝を設けた比較例１，２のタイヤを用意した。

従来例１，２、比較例１，２及び実施例１〜２０において、主溝の溝幅変化がない場合は、主溝の溝幅を１０．０ｍｍとし、主溝の溝深さを１０．０ｍｍとし、主溝の溝幅変化がある場合は、主溝の最小幅部分の溝幅を２．０ｍｍとし、主溝の最大幅部分の溝幅を１０．０ｍｍとし、主溝の溝深さを１０．０ｍｍとした。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ウエット性能、静粛性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

ウエット性能：
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールに組み付けて空気圧を２００ｋＰａとして排気量１６００ｃｃの試験車両（前輪駆動車）に装着し、ウエット路面からなるテストコースにおいて、速度１００ｋｍ／ｈでの走行状態からＡＢＳ制動を行って車両が停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、表１では従来例１を１００とする指数値にて示し、表２では従来例２を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど制動距離が短くウエット性能が優れていることを意味する。

静粛性：
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールに組み付けて空気圧を２００ｋＰａとして排気量１６００ｃｃの試験車両（前輪駆動車）に装着し、ドライ路面からなるテストコースにおいて、速度２０〜１００ｋｍ／ｈでの惰性走行時の車内騒音についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、表１では従来例１を１００とする指数値にて示し、表２では従来例２を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど静粛性が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜１３のタイヤは、いずれも、従来例１との対比において、ウエット性能と静粛性がバランス良く改善されていた。一方、比較例１のタイヤは、主溝を波状に蛇行させただけであるためウエット性能と静粛性の改善効果が得られなかった。

また、表２から明らかなように、実施例１４〜２０のタイヤは、いずれも、従来例２との対比において、ウエット性能と静粛性がバランス良く改善されていた。一方、比較例２のタイヤは、主溝を波状に蛇行させただけであるためウエット性能と静粛性の改善効果が得られなかった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
１０ 溝ユニット
１１ 主溝
１２ 補助溝
１３ リブ部
１４ ブロック部
１５ サイプ
１６ ディンプル

Claims (9)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる主溝と該主溝よりも狭幅であってタイヤ周方向に延びる補助溝とからなる少なくとも１組の溝ユニットを設け、前記主溝及び前記補助溝の少なくとも一方は波状又はジグザグ状に蛇行し、前記主溝と前記補助溝とが互いに絡み合うように交差し、これら主溝と補助溝とからなる溝ユニットに沿ってタイヤ周方向に延在するリブ部を隣接させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記主溝及び前記補助溝の少なくとも一方はタイヤ周方向に沿って溝幅が変化することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記主溝及び前記補助溝はいずれも波状又はジグザグ状に蛇行することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補助溝の溝幅は前記主溝の最小幅部分の溝幅の７０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補助溝の溝深さは前記主溝の溝深さよりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記溝ユニット内で前記主溝の位相と前記補助溝の位相とが互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記トレッド部に少なくとも２組の溝ユニットを設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記溝ユニットの位相が互いに異なることを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 任意の溝ユニットに含まれる主溝の振幅と他の溝ユニットに含まれる主溝の振幅とが互いに異なることを特徴とする請求項７又は８に記載の空気入りタイヤ。

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