JP2013159275A

JP2013159275A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2013159275A
Application number: JP2012024330A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yugawa; 直樹湯川
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】騒音性能と高速耐久性能とをバランス良く向上させる。
【解決手段】陸部５が形成された空気入りタイヤである。トレッド部２のタイヤ内腔面２ｂに、発泡体からなりかつタイヤ周方向にのびる長尺シート状の制音具１４を具える。正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記陸部５は、前記制音具１４のタイヤ半径方向外側に位置する制音具重複陸部Ｍを有する。前記制音具重複陸部Ｍは、トレッド踏面５ａ及び／又は主溝３、４に面する側壁面３ｈ、４ｈに小孔からなるディンプル１６が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、騒音性能と高速耐久性能とをバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。

近年、騒音性能を向上させた空気入りタイヤが求められている。このため、トレッド部のタイヤ内腔面に発泡体からなりかつタイヤ周方向にのびる長尺シート状の制音具を設け、タイヤ内腔内の共鳴振動（空洞共鳴）を低減して騒音性能を向上させることが知られている。関連する技術としては、下記特許文献１及び２がある。

特開２００３−２５２００３号公報特開２００５−１３８７６０号公報

しかしながら、上述のような制音具を設けた空気入りタイヤでは、制音具のタイヤ半径方向外側に位置するトレッド部は、制音具の蓄熱効果により、タイヤと路面との摩擦熱等が放熱され難く、該トレッド部のゴムが高温劣化するため、高速耐久性能が悪化するという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、トレッド部のタイヤ内腔面に設けられた制音具のタイヤ半径方向外側に位置する制音具重複陸部のトレッド踏面及び／又は側壁面に、小孔からなるディンプルを設けることを基本として、騒音性能と高速耐久性能とをバランス良く向上させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が複数本設けられることにより、前記主溝間及び主溝とトレッド縁との間に陸部が形成された空気入りタイヤであって、前記トレッド部のタイヤ内腔面に、発泡体からなりかつタイヤ周方向にのびる長尺シート状の制音具を具え、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記陸部は、前記制音具のタイヤ半径方向外側に位置する制音具重複陸部を有し、前記制音具重複陸部は、トレッド踏面及び／又は前記主溝に面する側壁面に小孔からなるディンプルが設けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ディンプルは、トレッド踏面の重心を含む位置に設けられる請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ディンプルは、前記側壁面に設けられ、しかも、前記主溝の溝底から陸部高さの２／３以下の領域内に設けられる請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記ディンプルは、前記トレッド踏面に設けられる踏面ディンプルと、前記側壁面に設けられる壁面ディンプルとを含み、前記踏面ディンプルの深さは、前記壁面ディンプルの深さよりも大きい前記請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記踏面ディンプルの外形は、長径に対する短径の比が１．５以下の楕円形を含む円形状であって、前記壁面ディンプルの外形は、長径に対する短径の比が１．１以上の楕円形及び多角形を含む非円形状である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤでは、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が複数本設けられることにより、前記主溝間及び主溝とトレッド縁との間に陸部が形成され、前記トレッド部のタイヤ内腔面に、発泡体からなりかつタイヤ周方向にのびる長尺シート状の制音具を具える。これにより、タイヤ内腔内の共鳴振動が低減され、騒音性能が向上する。

また、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記陸部は、前記制音具のタイヤ半径方向外側に位置する制音具重複陸部を有する。そして、前記制音具重複陸部は、トレッド踏面及び／又は前記主溝に面する側壁面に小孔からなるディンプルが設けられる。これにより、前記制音具重複陸部の表面積が大きくなり、該制音具重複陸部からの放熱量が増加するため、該陸部の温度が低減され、高速耐久性が向上する。

本発明の一実施形態を示すトレッド部の展開図である。図１のＡ−Ａ部の断面図である。図１のクラウン主溝側から見たクラウン陸部の斜視図である。図１のショルダー主溝側から見たクラウン陸部の斜視図である。（ａ）は、踏面ディンプルの断面図、（ｂ）は、壁面ディンプルの断面図である。（ａ）は、他の実施形態のトレッド部の展開図、（ｂ）は、さらに他の実施形態のトレッド部の展開図である。（ａ）は、別の実施形態のトレッド部の展開図、（ｂ）は、比較例のトレッド部の展開図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤは、例えば乗用車用の空気入りタイヤとして好適に利用され、そのトレッド部２には、最もタイヤ赤道Ｃの近く（本実施形態では、タイヤ赤道Ｃ上）をタイヤ周方向に連続してのびる１本のクラウン主溝３と、そのタイヤ軸方向両側に設けられかつタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝４、４とが設けられる。これにより、トレッド部２は、ショルダー主溝４とクラウン主溝３とで区分された一対のクラウン陸部５、５、及びショルダー主溝４と接地端Ｔｅとで区分された一対のショルダー陸部６、６が形成される。なお、主溝３、４は、このような数に限定されるものではなく、慣例によって３乃至６本のものが採用される。

ここで、前記「接地端」Ｔｅは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として、車両外側及び内側の２カ所が定められる。そして、この車両外側及び車両内側の接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド接地幅ＴＷとして定められる。また、タイヤの各部の寸法等は、特に断りがない場合、前記正規状態での値とする。

また、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。

また、前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

本実施形態のクラウン主溝３、及びショルダー主溝４は、いずれもタイヤ周方向に沿った直線状をなす。このような各主溝３及び４は、溝内の空気の流れをスムーズにして、各陸部５、６の熱を効果的に排出し、高速耐久性を向上させる。

上述の作用を効果的に発揮させるとともに主溝３、４内で生じる気柱共鳴を低減するため、クラウン主溝３の溝幅Ｗ１（溝の長手方向と直角な溝幅で、以下、他の溝についても同様とする。）は、トレッド接地幅ＴＷの３〜７％、ショルダー主溝４の溝幅Ｗ２は、トレッド接地幅ＴＷの２〜５％程度が望ましい。同様に、各主溝３及び４の溝深さＤ１及びＤ２（図２に示す）については、好ましくは６．８mm以上、より好ましくは７．８mm以上が望ましく、また好ましくは９．６mm以下、より好ましくは８．６mm以下が望ましい。なお、本実施形態では、クラウン主溝３とショルダー主溝４とが同じ深さ（Ｄ１＝Ｄ２）で形成されている。

各主溝３及び４の配設位置については、各陸部５及び６の熱を効果的に排出して高速安定性能を高めるため、例えば、クラウン主溝３の溝中心線１Ｇとタイヤ赤道Ｃとの間のタイヤ軸方向距離Ｌ１は、好ましくはトレッド接地幅ＴＷの０〜５％が望ましい。ショルダー主溝４の溝中心線２Ｇとタイヤ赤道Ｃとの間のタイヤ軸方向距離Ｌ２は、好ましくはトレッド接地幅ＴＷの２３．０〜２９．０％が望ましい。

前記クラウン陸部５には、本実施形態では、クラウン陸部５の踏面５ａのクラウン主溝３側の一端７ａからタイヤ軸方向外側かつタイヤ周方向に対して一方向に傾斜してのび、ショルダー主溝４に連設される略Ｖ字状のクラウンＶ字ラグ溝７及び、ショルダー主溝４から小長さでのびるクラウン小ラグ溝１０が設けられる。前記クラウンＶ字ラグ溝７は、クラウン陸部５で、第１傾斜部８と該第１傾斜部８とは異なる角度でのびる第２傾斜部９とに分岐する。また、クラウン小ラグ溝１０は、第１傾斜部８及び第２傾斜部９のタイヤ周方向の略中間に配される。即ち、クラウン陸部５は、クラウンＶ字ラグ溝及びクラウン小ラグ溝１０がタイヤ周方向に隔設されたリブ状体として形成される。

前記ショルダー陸部６には、本実施形態では、ショルダー主溝４から接地端Ｔｅを超えてのびる第１ショルダー横溝１１、該第１ショルダー横溝１１よりも溝幅が小かつショルダー主溝４から接地端Ｔｅを超えてのびる第２ショルダー横溝１２、及び第１ショルダー横溝１１と第２ショルダー横溝１２との間に配されショルダー主溝４から接地端Ｔｅまでのびる第３ショルダー横溝１３が設けられる。これにより、ショルダー陸部６は、ショルダー主溝４と接地端Ｔｅと各ショルダー横溝１１乃至１３とによって区分されたブロックがタイヤ周方向に隔設されるブロック状体として形成される。

なお、クラウン陸部５及びショルダー陸部６は、このような態様に限定されるものではなく、種々の態様を取り得る。

このようなクラウンＶ字ラグ溝７、クラウン小ラグ溝１０、各ショルダー横溝１１乃至１３の溝幅Ｗ３乃至７は、各陸部５、６の熱を効果的に排出しつつ、ショルダー主溝４からの気柱共鳴を低減させるため、好ましくは１．５mm以上、より好ましくは２．０mm以上が望ましく、また好ましくは６．０mm以下、より好ましくは５．０mm以下が望ましい。また、同様の観点より、クラウンＶ字ラグ溝７、クラウン小ラグ溝１０、各ショルダー横溝１１乃至１３の溝深さは、好ましくは１．０mm以上、より好ましくは１．５mm以上が望ましく、また好ましく５．５mm以下、より好ましくは４．５mm以下が望ましい。

また、図２に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部２のタイヤ内腔面２ｂに、発泡体からなりかつタイヤ周方向にのびる長尺シート状の制音具１４を具えている。前記発泡体は、表面及び／又は内部に多孔部を有する多孔構造体であり、例えば連続気泡及び／又は独立気泡を有するゴムや合成樹脂からなるスポンジ状のものの他、動物繊維、植物繊維又は合成繊維等を絡み合わせて一体に連結したウエブ状のものを含む。本実施形態の制音具１４には、ポリウレタンからなる連続気泡のスポンジ材が用いられる。このような制音具１４は、前記多孔部が空気の振動エネルギーを吸収することにより、タイヤ内腔ｉ内の共鳴振動を低減し、騒音性能を向上させる。

本実施形態の制音具１４は、前記正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、その幅ＳＷの中心線ＣＬ（この例ではタイヤ赤道Ｃと一致している。）に関して左右対称にのび、しかも中心線ＣＬの両側には、タイヤ内腔ｉに向かって突出する突出部１４ｔ、１４ｔを有する。このような制音具１４は、そのタイヤ内腔ｉ側の面の表面積が大きくなり、共鳴振動を一層低減するため、さらに騒音性能を向上させる。

なお、制音具１４は、このような態様に限定されるものではなく、例えば矩形状、台形状、三角形状、弾頭形状又は半円形状など種々のものが採用される。

本実施形態のクラウン陸部５は、前記タイヤ子午線断面において、前記制音具１４のタイヤ半径方向外側に位置する制音具重複陸部Ｍとして形成される。このような制音具重複陸部Ｍは、制音具１４の発泡体による蓄熱効果によって、タイヤと路面との摩擦熱等が蓄積され、温度が高くなり易い。そこで、図１、３及び４に示されるように、本実施形態の制音具重複陸部Ｍには、クラウン陸部５の踏面５ａ、クラウン主溝３に面するクラウン側壁面３ｈ及びショルダー主溝４に面するショルダー側壁面４ｈに小孔からなるディンプル１６が設けられる。

前記ディンプル１６は、本実施形態では、制音具重複陸部Ｍの踏面に設けられる踏面ディンプル１６ａと、クラウン側壁面３ｈ及びショルダー側壁面４ｈに設けられる壁面ディンプル１６ｂとを含む。このようなディンプル１６が設けられることにより、制音具重複陸部Ｍの表面積が大きくなり、該制音具重複陸部Ｍからの放熱量が増加するため、該陸部Ｍの温度が低減される。従って、本発明のタイヤは、騒音性能と高速耐久性とがバランス良く向上する。

前記ディンプル１６は、本実施形態では、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、ディンプル１６の外形縁１６ｅから該ディンプル１６の中心軸１６ｃに向かってテーパー状に傾斜する傾斜面１６ｈと、該傾斜面１６ｈに接続される底面１６ｓとを含む断面視略台形状をなす。このようなディンプル１６は、制音具重複陸部Ｍの剛性を過度に低下させることなく、ディンプル１６の表面積を大きくして該陸部Ｍからの放熱量を大きく確保する。なお、上述の作用を効果的に発揮させるため、傾斜面１６ｈの中心軸１６ｃに対する角度θ１は、３０〜６０°であるのが望ましい。

また、踏面ディンプル１６ａの深さＤａは、壁面ディンプル１６ｂの深さＤｂよりも大きいのが望ましい。即ち、上述の摩擦熱などは、陸部Ｍのタイヤ半径方向の内方かつタイヤ軸方向の中央側に蓄熱されるため、踏面ディンプル１６ａの深さＤａを大きくすることにより、放熱効果がさらに高められるとともに、壁面ディンプル１６ｂの深さＤｂを小さくすることにより、陸部Ｍの剛性が確保される。このように、放熱効果と陸部Ｍの剛性とをバランス良く確保するため、前記深さＤａと深さＤｂとの差Ｄａ−Ｄｂは、好ましくは０．５mm以上、より好ましくは１．０mm以上が望ましく、また好ましくは２．０mm以下、より好ましくは１．５mm以下が望ましい。また、同様の観点より、踏面ディンプル１６ａの深さＤａは、好ましくは０．５mm以上、より好ましくは１．０mm以上が望ましく、また好ましくは４．０mm以下、より好ましくは２．５mm以下が望ましい。

本実施形態の踏面ディンプル１６ａは、トレッド踏面（前記陸部Ｍの踏面）の重心を含む位置に設けられるのが望ましい。即ち、トレッド踏面の重心は、最も放熱され難い位置であるため、この位置に深さの大きい踏面ディンプル１６ａを設けることにより、放熱効果をさらに高めることができ、より高速耐久性能を向上させることができる。なお、本明細書において、「トレッド踏面の重心」とは、制音具重複陸部Ｍがリブ状体で形成される場合は、制音具重複陸部Ｍの踏面のタイヤ軸方向の中心線（クラウン陸部５では、５ｃ）上として定義され、また、該陸部Ｍがブロック状体で形成される場合は、ブロックの踏面の重心（図心）として定義される。

また、踏面ディンプル１６ａの外形は、長径に対する短径の比（長径／短径）が１．５以下の楕円形を含む円形状に形成されるのが望ましい。即ち、踏面ディンプル１６ａの外形の前記比が１．５を超えるとクラウン陸部５のタイヤ軸方向又はタイヤ周方向の剛性が低下し、操縦安定性能又は直進安定性能が悪化する他、偏摩耗が生じ易くなるおそれがある。このため、踏面ディンプル１６ａの前記比は好ましくは１．３以下が望ましく、１．１以上が望ましい。本実施形態の踏面ディンプル１６ａの外形は、前記比が１、即ち真円で形成される。

前記壁面ディンプル１６ｂは、各主溝３、４の溝底３ｓ、４ｓから陸部高さ（主溝の深さ）の２／３以下の領域Ｒ内に設けられるのが望ましい。即ち、壁面ディンプル１６ｂが、前記領域Ｒよりもタイヤ半径方向外側に設けられると、制音具重複陸部Ｍの剛性が小さくなり操縦安定性能が悪化するおそれがある他、該ディンプル１６ｂの放熱効果が発揮され難い。

同様の観点より、壁面ディンプル１６ｂは、クラウンＶ字ラグ溝７やクラウン小ラグ溝１０の溝縁から５mm以上タイヤ周方向に離間して設けられるのが望ましい。

また、本実施形態の壁面ディンプル１６ｂの外形は、長径に対する短径の比（長径／短径）が１．１以上の楕円形及び多角形を含む非円形状に形成される。即ち、壁面ディンプル１６ｂの深さＤｂは、上述の通り、踏面ディンプル１６ａの深さＤａよりも小さく形成される必要があり、制音具重複陸部Ｍの表面積を大きく確保して放熱効果を高めるため、非円形状に形成されるのが望ましい。本実施形態では、図３、４に示されるように、前記陸部Ｍのタイヤ半径方向の剛性を確保する観点より、壁面ディンプル１６ｂの外形は、タイヤ半径方向に長い略矩形状のものとして形成される。なお、前記比が過度に大きくなると、かえって前記陸部Ｍの表面積を大きくすることができず、高速耐久性能が悪化するおそれがある。このため、前記比は、より好ましくは１．３以上が望ましく、また好ましくは２．０以下、より好ましくは１．６以下が望ましい。

また、制音具重複陸部Ｍの剛性を確保しつつ大きな放熱効果を発揮させるため、ディンプル１６を踏面５ａ上及び側壁面３ｈ、４ｈ上に投影した投影面積の合計Ｓｂは、踏面５ａと側壁面３ｈ、４ｈの表面積Ｓａ（ディンプル１６を埋め、横溝やラグ溝の壁面及び底面を含まない表面積）の好ましくは２．０％以上、より好ましくは５．０％以上が望ましく、また好ましくは４０％以下、より好ましくは１０％以下が望ましい。

同様の観点より、ディンプル１６の１個当たりの前記投影面積は、好ましくは１０mm²以上、より好ましくは３０mm²以上が望ましく、また好ましくは１５０mm²以下、より好ましくは１００mm²以下が望ましい。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。例えば、制音具１４を接地端Ｔｅ間に亘って配することで、ショルダー陸部６にディンプル１６を形成しても高速耐久性は高く維持される。

図１、６及び７に示されるトレッド部の基本構成を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが表１の仕様に基づき試作されるとともに、各試供タイヤの騒音性能、操縦安定性能及び高速耐久性能がテストされた。なお、共通仕様は以下の通りである。
トレッド接地幅ＴＷ：１４６mm
クラウン主溝の溝深さＤ１：８．２mm
ショルダー主溝の配設位置Ｌ２：４２mm
ショルダー主溝の溝深さＤ２：８．２mm
クラウンＶ字ラグ溝の溝深さ：４．０〜６．６mm
クラウン小ラグ溝の溝深さ：４．０〜６．６mm
第１乃至第３ショルダー横溝の溝深さ：３．０〜６．０mm
制音具のタイヤ軸方向の幅：８０mm
テスト方法は、次の通りである。

＜騒音性能＞
各試供タイヤを、１５×６ＪＪのリム、２００ｋＰａの内圧条件下で、排気量２０００ｃｃの前輪駆動車の全輪に装着して、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を速度８０km／ｈで走行させたときの車内騒音を運転席窓側耳許位置に設置したマイクロホンで採取し、狭帯域２４０Hz付近の気柱共鳴音のピーク値の音圧レベルが測定された。評価は、比較例１の逆数を１００とした指数で示され、数値が大きいほど良好である。

＜操縦安定性能＞
上記車両を用い、乾燥アスファルトのタイヤテストコースを走行し、直進走行性、レーンチェンジ性、ドライ旋回性、ウエット旋回性、乗り心地性を、ドライバーの官能評価により比較例１を１００とする評点で表示した。結果は、数値が大きいほど優れている。

＜高速耐久性能＞
ドラム試験機を用い、ＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠して、ステップスピード方式により実施した。テストは、２０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつ上昇させるとともに、タイヤが破壊したときの速度を測定した。結果は、数値が大きいほど良好である。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて各性能がバランス良く向上していることが確認できる。

２トレッド部
３、４主溝
３ｈ、４ｈ主溝に面する側壁面
５陸部
１４制音具
１６ディンプル
Ｍ制音具重複陸部

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が複数本設けられることにより、前記主溝間及び主溝とトレッド縁との間に陸部が形成された空気入りタイヤであって、
前記トレッド部のタイヤ内腔面に、発泡体からなりかつタイヤ周方向にのびる長尺シート状の制音具を具え、
正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、
前記陸部は、前記制音具のタイヤ半径方向外側に位置する制音具重複陸部を有し、
前記制音具重複陸部は、トレッド踏面及び／又は前記主溝に面する側壁面に小孔からなるディンプルが設けられることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ディンプルは、トレッド踏面の重心を含む位置に設けられる請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記ディンプルは、前記側壁面に設けられ、
しかも、前記主溝の溝底から陸部高さの２／３以下の領域内に設けられる請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記ディンプルは、前記トレッド踏面に設けられる踏面ディンプルと、前記側壁面に設けられる壁面ディンプルとを含み、
前記踏面ディンプルの深さは、前記壁面ディンプルの深さよりも大きい前記請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記踏面ディンプルの外形は、長径に対する短径の比が１．５以下の楕円形を含む円形状であって、
前記壁面ディンプルの外形は、長径に対する短径の比が１．１以上の楕円形及び多角形を含む非円形状である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。