JP2014205416A

JP2014205416A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2014205416A
Application number: JP2013084035A
Authority: JP
Inventors: 慶一加藤; Keiichi Kato
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: CN105121184B; CN105121184A; JP6068239B2; WO2014167769A1

Abstract

【課題】ロードノイズを低減するとともに、排水性を向上させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤのトレッド接地端ＴＥからタイヤ最大幅位置までの領域の内、接地端側半部の領域に存在するバットレス部１０を備え、少なくとも一方側のバットレス部１０に、少なくとも一本の、タイヤ周方向に連続して延びるバットレス周溝１２が形成され、バットレス周溝１２は、所定の溝幅を有する広幅部１４と、広幅部１４よりも溝幅の小さい狭幅部１６とを有し、該バットレス周溝１２の延在方向に沿って、広幅部１４と狭幅部１６とが交互に繰返し配置されてなることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

従来、乗用車等の車両に装着されるタイヤでは、粗い路面の舗装路など、タイヤが不規則な凹凸を有する路面等を転動した際に発生するロードノイズが問題となっている。このロードノイズを低減するため、例えば、トレッドのバットレス領域に、タイヤ周方向に沿って複数の凹部を形成することで、バットレス部の振動に起因するロードノイズを低減することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−６８３３４号公報

ところで、タイヤは乾燥した路面を転動するだけでなく、雨天時など、湿潤路面を転動することも想定される。そのため、タイヤの性能において、排水性は重要な要素の一つであり、上記のようなタイヤにおいても、より高い排水性が要望されている。

それゆえ本発明は、ロードノイズを低減するとともに、排水性を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも一方側のバットレス部に、タイヤ周方向に連続して延びるバットレス周溝が形成され、バットレス周溝は、所定の溝幅を有する広幅部と、広幅部よりも溝幅の小さい狭幅部とを有し、該バットレス周溝の延在方向に沿って、広幅部と狭幅部とが交互に繰返し配置されてなることを特徴とする。かかる空気入りタイヤによれば、バットレス周溝を形成したことにより、バットレス部の路面との接触による振動を抑制してロードノイズを低減するとともに、排水性を向上させることができる。

なお、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記バットレス周溝の延在方向に垂直な断面視で、前記バットレス周溝のバットレス部外表面への開口縁にて該バットレス部外表面に立てた法線に対する溝側壁の角度が、前記狭幅部よりも前記広幅部で大となることが好ましく、これによれば、バットレス周溝の延在方向における剛性の変化を低減し、操縦安定性を確保することができる。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、少なくとも一方側の前記バットレス部に、前記バットレス周溝が、２本以上形成され、相互に隣接する２本の前記バットレス周溝が、一方のバットレス周溝の前記広幅部と、他方のバットレス周溝の前記狭幅部とが、タイヤ幅方向に隣接するよう配置されてなることが好ましく、これによれば、ロードノイズの低減効果および排水性をより向上することができるとともに、バットレス部の剛性差を低減して操縦安定性の低下を抑制することができる。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記バットレス周溝が、少なくとも車両装着内側となる前記バットレス部に形成されてなることが好ましく、これによれば、車両装着外側に比べて剛性が低く、タイヤ振動が生じやすい車両装着内側にバットレス周溝を配置して、ロードノイズの低減効果をさらに向上することができる。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記バットレス周溝の、バットレス部外表面への開口縁が、タイヤ周方向に滑らかな曲線によって形成されてなることが好ましく、これによれば、バットレス周溝内の水の移動をより円滑にして、排水性をより向上することができるとともに、タイヤ周方向における剛性の段差を低減して、操縦安定性の低下を抑制することができる。

さらに、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記狭幅部における最小の溝幅が、前記広幅部における最大の溝幅の半分以下であることが好ましく、これによれば、バットレス周溝の排水効果を高め、排水性をより向上することができる。

ここで、「トレッド接地端」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した（以下、「所定状態」とも称する）際のタイヤのタイヤ幅方向の接地端を指す。また、「バットレス部」とは、タイヤ幅方向断面視で、所定状態における、タイヤのタイヤ幅方向のトレッド接地端からタイヤ最大幅位置までの領域の内、接地端側半部の領域を指す。また、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムを指す。また、「規定内圧」とは、タイヤを適用リムに装着し、適用サイズのタイヤにおけるＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する内圧（最高空気圧）とした状態をいい、「最大負荷荷重」とは、上記最大負荷能力に相当する荷重をいうものとする。また、各溝の「溝幅」は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、荷重を負荷しない状態での、各溝の延在方向に垂直な断面におけるタイヤ外表面の開口幅をいうものとする。また、「トレッド踏面」とは、タイヤ外表面のうち、両側の上記トレッド接地端に挟まれたタイヤ幅方向領域を指す。また、「バットレス周溝のバットレス部外表面への開口縁にて該バットレス部外表面に立てた法線に対する溝側壁の角度」とは、溝側壁が曲面である場合には、バットレス部外表面への開口縁における接線の該法線に対する角度を指す。

本発明によれば、ロードノイズを低減するとともに、排水性を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である空気入りタイヤの、トレッド踏面およびそのタイヤ幅方向両外側の領域の一部展開図である。（ａ）は、図１の空気入りタイヤの、バットレス周溝の１本のみを示した図であり、（ｂ）は図２（ａ）のA−A断面の拡大図であり、（ｃ）は、図２（ａ）のB−B断面の拡大図である。

以下、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）について、図面を参照して詳細に例示説明する。図１は、本発明のタイヤのトレッド踏面およびそのタイヤ幅方向両外側の領域を展開して示す図である。なお、カーカス、ベルト等のタイヤの内部構造については、従来のそれと同様であるため、説明を省略する。

図１に示すように、このタイヤは、トレッド踏面１に、タイヤ周方向に連続して延びる１本の広幅主溝２を有している。また、このタイヤは、タイヤ赤道面ＣＬを中心とする、トレッド踏面１のタイヤ幅方向他方側の半部に、広幅主溝２の溝幅より小さい溝幅を有する周方向主溝３を１本のみ有している。また、図１に示すように、広幅主溝２のタイヤ幅方向両側に隣接する陸部４ａ、４ｂは、タイヤ周方向に連続するリブ状陸部であり、周方向主溝３のタイヤ幅方向外側に隣接する陸部４ｃもタイヤ周方向に連続するリブ状陸部となっている。

また、図１に示すように、このタイヤは、トレッド接地端ＴＥよりタイヤ幅方向外側に位置する一方側のバットレス部１０に、タイヤ周方向に連続して、直線状に延びる４本のバットレス周溝１２が形成されている。それぞれのバットレス周溝１２は、所定の溝幅を有する広幅部１４と、広幅部１４よりも溝幅Ｗの小さい狭幅部１６とを有し、該バットレス周溝１２の延在方向に沿って、広幅部１４と、狭幅部１６とが交互に繰返し配置されている。すなわち、バットレス周溝１２の溝幅Ｗは、延在方向に沿って拡大と縮小を繰返す形状となっている。この例において、バットレス周溝１２は、タイヤ周方向に一定のピッチＰで広幅部１４と狭幅部１６とが交互に繰返し配置されている。またこの例において、隣接する２本のバットレス周溝１２は、タイヤ周方向に、ピッチＰの１／２だけずらして配置され、一方のバットレス周溝１２の広幅部１４と、他方のバットレス周溝１２の狭幅部１６とが、タイヤ幅方向に隣接するよう配置されている。バットレス周溝１２は、少なくとも一方側のバットレス部１０に少なくとも１本形成されていればよく、その限りにおいて、配置する位置および本数は特に限定されない。また、バットレス周溝１２は、タイヤ周方向に直線状に配置されていてもよいし、ジグザグ状または蛇行するように配置されていてもよい。

図２（ａ）は、図１のタイヤにおけるバットレス周溝１２の一本のみを拡大して示した図であり、（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）におけるバットレス周溝１２に垂直な断面である、Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面をそれぞれ示している。Ａ−Ａ断面は狭幅部１６における一断面であり、Ｂ−Ｂ断面は広幅部１４における一断面である。バットレス周溝１２を構成する両側の溝側壁１２ａの形状は特に限定されるものではないが、この例においては図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、バットレス周溝１２の延在方向（タイヤ周方向）に垂直な断面視で、溝側壁１２ａの輪郭線は直線状に延びている。また、この例においては、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、バットレス周溝１２のバットレス部外表面への開口縁２０にて、該バットレス部外表面に立てた法線Ｌに対する溝側壁１２ａの角度が、狭幅部１６における角度βよりも広幅部１４における角度αが大きくなっている。また、バットレス周溝１２は、溝底１８の深さｄがタイヤ周方向に一定であってもよいし、タイヤ周方向に変化するであってもよい。また、この例において、バットレス周溝１２の、バットレス部１０外表面への開口縁２０は、タイヤ周方向に滑らかな曲線によって形成され、蛇行して延びている。また、この例において、溝側壁１２ａはタイヤ周方向に滑らかに湾曲しながら延びており、上記角度αおよびβも、タイヤ周方向に滑らかに連続して変化する。

ここで、図１に示すように、広幅主溝２の溝底には、さらに溝部２ａが設けられており、この溝部２ａが設けられた箇所は、溝深さが深くなっている。すなわち、広幅主溝２は、溝深さの浅い底浅部と溝部２ａが設けられた溝深さの深い底深部とからなる。さらに、図１に示すように、溝部２ａは、略Ｓ字状に形成されており、溝部２ａの延在方向中央側では、タイヤ周方向に対する傾斜角度が小さくなっており、一方で、溝部２ａの延在方向両端側では、タイヤ周方向に対する傾斜角度が大きくなっている。また、溝部２ａの溝幅は、その延在方向中央側から両端側に向けて漸減している。

さらに、各陸部４ａ、４ｂ、４ｃには、エッジ成分を確保してグリップ性能を向上させるべく、複数本のサイプ５が設けられている。ここで、広幅主溝２のタイヤ幅方向外側に隣接する陸部４ａにおいては、タイヤ幅方向において少なくとも部分的に、溝およびサイプが配置されていないプレーンリブ部４ｄを備え、プレーンリブ部４ｄは、広幅主溝２に隣接した位置に配置されている。図示例では、プレーンリブ部４ｄよりタイヤ幅方向外側の領域には、タイヤ幅方向に延びるサイプ５が複数本、タイヤ周方向に等間隔で配置されており、それらのサイプ５のタイヤ幅方向内側端を接続するようにタイヤ周方向に延びるサイプ５も配置されている。一方で、周方向主溝３のタイヤ幅方向外側に隣接する陸部４ｃには、周方向主溝３に連通して、タイヤ幅方向内側に延びるサイプ５が複数本、タイヤ周方向に等間隔に配置されており、それを横切るようにタイヤ周方向に延びる１本のサイプ５が設けられている。また、上記タイヤ周方向に等間隔に配置されたサイプ５間には、トレッド接地端ＴＥから（実際には、その幅方向外側の領域から）タイヤ幅方向内側に延び、陸部４ｃ内で終端する複数本のサイプ５がタイヤ周方向に等間隔に配置されている。

また、タイヤ幅方向中央側に位置する中央陸部４ｂには、周方向主溝３に連通する細溝部６ａと、該細溝部６ａに繋がり、中央陸部４ｂ内で終端し、容積が細溝部６ａより大きい気室部６ｂとを備える、いわゆるヘルムホルツ型共鳴器６がタイヤ周方向に等間隔に配置されている。また、気室部６ｂのうち、細溝部６ａとは反対側の端部はサイプ５が連通している。また、図１に示す例では、ヘルムホルツ型共鳴器６は、タイヤ赤道面ＣＬ上には跨っていない。なお、ここで、細溝部６ａとは、ヘルムホルツ型共鳴器６のうち、溝幅が１ｍｍ以下の部分をいうものとする。

以下、本実施形態の作用効果について説明する。一般的に、平滑な路面を走行する際にはバットレス部は接地しないが、粗い路面の舗装路など、細かな凹凸がある場合には接触してしまう。図１に示す本実施形態のタイヤでは、バットレス部１０に形成されたバットレス周溝１２によって、路面の凹凸がバットレス部１０の外表面に接触し難くなるため、バットレス部１０の振動を抑制することができ、その結果、バットレス部１０の振動に起因するロードノイズの発生を低減することができる。

また、本実施形態のタイヤは、バットレス部１０にタイヤ周方向に連続して延びるバットレス周溝１２を有することで、断続的な溝に比べて高い排水性を発揮することができる。さらに、バットレス周溝１２は、交互に繰返し配置されている広幅部１４と狭幅部１６とを有することにより、バットレス部１０における排水能力が向上する。すなわち、バットレス周溝１２内を流れる水は、広幅部を通過後、バットレス周溝１２の溝幅Ｗの減少に伴い、広幅部１４から狭幅部１６に向かって溝側壁１２ａに沿った流線の延長線方向へ排水される。つまり、バットレス周溝内を流れる水は、所定の周期で脈動し、広幅部１４から狭幅部１６に向かって溝側壁１２ａに沿った流線の延長線方向へ排水される。従って、路面とトレッド踏面との間に入り込んだ水を排水する排水性が向上する。

また、バットレス周溝１２を、タイヤ周方向に連続した形状としたことで、バットレス周溝１２周りのバットレス部１０の剛性が低下する虞があるものの、本発明のタイヤは、狭幅部１６を有することによって、バットレス部１０の剛性を確保し、操縦安定性の低下を抑制することもできる。また、一般的に、車両装着内側は、ディスクがない分、車両装着外側に比べて剛性が低く、タイヤ振動が生じやすいため、バットレス周溝１２が形成された一方側のバットレス部１０が車両装着内側となるよう車両に装着することで、ロードノイズの低減効果がさらに向上する。

ここで、本発明のタイヤにあっては、図１に示すように、バットレス周溝１２の延在方向に垂直な断面視で、バットレス周溝１２のバットレス部外表面への開口縁２０にて該バットレス部外表面に立てた法線Ｌに対する、溝側壁１２ａの角度が、狭幅部よりも前記広幅部で大となることが好ましい。これによれば、広幅部１４付近のバットレス部１０の剛性低下を抑制することで、操縦安定性を高いレベルで維持することができる。確保し、ロードノイズ低減効果をより確実に向上させるためである。また、バットレス周溝１２の延在方向（すなわち、タイヤ周方向）に沿った剛性の差を低減し、さらに操縦安定性の低下を抑制することができる。

また、本発明のタイヤでは、上記のように、バットレス周溝１２が、少なくとも一方側のバットレス部１０に、２本以上形成され、相互に隣接する２本のバットレス周溝１２が、一方のバットレス周溝１２の広幅部１４と、他方のバットレス周溝１２の狭幅部１６とが、タイヤ幅方向に隣接することが好ましい。これによれば、剛性が低くなり易い広幅部１４と、剛性を確保しやすい狭幅部１６がタイヤ幅方向に隣接することで、バットレス部１０全体としてのタイヤ周方向の剛性差を低減して、操縦安定性の低下をさらに抑制することができる。また、同様に、タイヤ周方向に溝幅、すなわち溝容積の差が低減するため、排水効果のタイヤ周方向の差が小さくなり、排水性をさらに向上することができる。

また、本発明のタイヤでは、バットレス周溝１２が、少なくとも車両装着内側となるバットレス部１０に形成されてなることが好ましい。これによれば、車両装着外側に比べてディスクがない分、剛性が低く、タイヤ振動が生じやすい車両装着内側にバットレス周溝１２を配置したことで、ロードノイズの低減効果をさらに向上することができる。

さらにまた、本発明のタイヤでは、バットレス周溝１２の、バットレス部１０外表面への開口縁２０が、タイヤ周方向に滑らかな曲線によって形成されてなることが好ましい。これによれば、バットレス周溝１２内の、溝側壁１２ａに沿った水の移動をより円滑にして、排水性を向上することができる。また、タイヤ周方向に剛性の段差が生じることを防止して、操縦安定性の低下を抑制することができる。

加えて、本発明のタイヤでは、狭幅部１６における最小の溝幅が、広幅部１４における最大の溝幅の半分以下であることが好ましい。これによれば、広幅部１４から狭幅部１６に向かう溝側壁１２ａに沿った流線の延長線方向への排水効果を高め、排水性をより向上することができる。

なお、バットレス部１０におけるバットレス周溝１２の本数が多いほど、ロードノイズの低減効果および排水性は向上するが、それに応じて剛性が低下する虞があるため、バットレス周溝１２の本数はバットレス部１０の剛性が確保可能な範囲で、適宜設定することが好ましい。

本発明の効果を確かめるため、発明例および比較例にかかるタイヤを試作して、タイヤの性能を評価する以下の試験を行った。発明例にかかるタイヤは、図１に示すトレッドパターンを有し、比較例については、バットレス周溝が形成されていないこと以外は、発明例と共通している。なお、以下の試験においては、発明例のタイヤはバットレス周溝を有する一方側が車両装着内側となるように車両に装着し、比較例のタイヤも発明例に対応する方向に装着した。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の上記各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填して、以下の試験を行った。
＜ロードノイズ性能＞
JATMA正規内圧最大負荷荷重で時速６０ｋｍ／ｈにて、室内ドラム試験機上で走行させた際のロードノイズの音圧レベルを評価した。比較例にかかるタイヤの評価結果を１００とした場合の相対値で評価し、数値が大きい方がロードノイズの低減効果が大きく、ロードノイズ性能が優れていることを示す。
＜排水性＞
上記各タイヤについて、ウェット路面上を走行した際の走行性能をドライバーによる官能により評価した。比較例にかかるタイヤの評価結果を１００とした場合の相対値で評価し、数値が大きい方が排水性に優れていることを示す。
＜操縦安定性＞
上記各タイヤについて、ドライ路面上を走行した際の走行性能をドライバーによる官能により評価した。比較例にかかるタイヤの評価結果を１００とした場合の相対値で評価し、数値が大きい方が操縦安定性に優れていることを示す。
以上の各評価結果について、以下の表１に示している。

表１に示すように、発明例のタイヤは、比較例のタイヤと同等の操縦安定性を確保しながらも、ロードノイズ性能および排水性が向上していることがわかる。

かくして本発明により、ロードノイズを低減するとともに、排水性を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となった。

１：トレッド踏面、２：広幅主溝、２ａ：溝部、３：周方向主溝、４ａ：陸部、
４ｂ：中央陸部、４ｃ：陸部、４ｄ：プレーンリブ部、５：サイプ、
６：ヘルムホルツ型共鳴器、６ａ：細溝部、６ｂ：気室部、
１０：バットレス部、１２：バットレス周溝、１４：広幅部、１６：狭幅部、
１８：溝底、２０：開口縁

Claims

空気入りタイヤが、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した際のタイヤのタイヤ幅方向のトレッド接地端からタイヤ最大幅位置までの領域の内、接地端側半部の領域に存在するバットレス部を備え、
少なくとも一方側の前記バットレス部に、少なくとも一本の、タイヤ周方向に連続して延びるバットレス周溝が形成され、
前記バットレス周溝は、所定の溝幅を有する広幅部と、前記広幅部よりも溝幅の小さい狭幅部とを有し、
該バットレス周溝の延在方向に沿って、前記広幅部と前記狭幅部とが交互に繰返し配置されてなることを特徴とする、空気入りタイヤ。
前記バットレス周溝の延在方向に垂直な断面視で、
前記バットレス周溝のバットレス部外表面への開口縁にて該バットレス部外表面に立てた法線に対する、溝側壁の角度が、前記狭幅部よりも前記広幅部で大となる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
少なくとも一方側の前記バットレス部に、前記バットレス周溝が、２本以上形成され、
相互に隣接する２本の前記バットレス周溝が、
一方のバットレス周溝の前記広幅部と、他方のバットレス周溝の前記狭幅部とが、タイヤ幅方向に隣接するよう配置されてなる、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記バットレス周溝が、少なくとも車両装着内側となる前記バットレス部に形成されてなる、請求項１〜３の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記バットレス周溝の、バットレス部外表面への開口縁が、タイヤ周方向に滑らかな曲線によって形成されてなる、請求項１〜４の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記狭幅部における最小の溝幅が、前記広幅部における最大の溝幅の半分以下である、請求項１〜５の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。