JP2016034807A

JP2016034807A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2016034807A
Application number: JP2014158657A
Authority: JP
Inventors: 聡史島; Satoshi Shima
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2034-08-04
Also published as: JP6293608B2

Abstract

【課題】気柱共鳴が原因での騒音を抑制でき、操縦安定性も悪くない空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ幅方向両側のショルダー陸部２１ａ、２１ｂとショルダー陸部２１ａ、２１ｂよりもタイヤ幅方向内側の陸部２０、２２ａ、２２ｂとを有する空気入りタイヤであって、車両装着時にタイヤ赤道Ｅよりも車両幅方向内側（ＩＮ側）となる部分のタイヤ基準輪郭線が、車両幅方向外側（ＯＵＴ側）となる部分のタイヤ基準輪郭線よりも、タイヤ径方向内方にあり、車両幅方向内側の前記ショルダー陸部２１ａに、タイヤ基準輪郭線よりも径方向外方に突出する突出部２３が形成されてい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。

空気入りタイヤの中には、図４に示すように、タイヤプロファイル（タイヤ幅方向断面におけるタイヤ外表面の輪郭のこと）が、タイヤ赤道Ｅからタイヤ径方向に引いた線（タイヤ幅方向断面のセンターラインＣ）に対して左右非対称のものがある（例えば特許文献１参照）。このような空気入りタイヤが路面に接地すると、トレッド１０２の接地面１０３の形状は、図５に示す形状になる。この形状では、接地面１０３のタイヤ周方向（図中の矢印Ｙ方向）の長さがタイヤ赤道Ｅに対して左右非対称である。ここで、空気入りタイヤが路面に接地すると、トレッド１０２の溝１０４が路面によりタイヤ径方向外方から塞がれて、溝１０４内に気柱が形成される。トレッド１０２に溝１０４が複数あると、複数の気柱が形成される。そして、接地面１０３のタイヤ周方向の長さがタイヤ赤道Ｅに対して左右非対称であると、気柱の長さが、タイヤ赤道Ｅより右と左とで異なる長さとなり、気柱毎にばらつく。そのため、これらの気柱における気柱共鳴の振動数が気柱毎にばらつき、結果として気柱共鳴が原因での騒音が抑制される。

特開２００７−７６５９４号公報

しかし、このような空気入りタイヤでは、接地面１０３の形状が左右非対称であり、左右のうち一方の接地面積が狭くなるため、操縦安定性が悪くなることが懸念される。

そこで本発明は、気柱共鳴が原因での騒音を抑制でき、操縦安定性も良い空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、トレッドに、少なくともタイヤ幅方向両側のショルダー陸部と前記ショルダー陸部よりもタイヤ幅方向内側の陸部とを有する空気入りタイヤであって、車両装着時にタイヤ赤道よりも車両幅方向内側となる部分のタイヤ基準輪郭線が、車両幅方向外側となる部分のタイヤ基準輪郭線よりも、タイヤ径方向内方にあり、前記車両幅方向内側の前記ショルダー陸部に、タイヤ基準輪郭線よりもタイヤ径方向外方に突出する突出部が形成されていることを特徴とする。

実施形態の空気入りタイヤは、気柱共鳴が原因での騒音を抑制でき、操縦安定性も良い。

実施形態の空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向断面図。実施形態の空気入りタイヤ１のトレッド２の路面との接地面３を示す図。突出部２３付近の拡大断面図。従来の空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図。従来の空気入りタイヤのトレッド１０２の接地面１０３を示す図。

（空気入りタイヤ１の構造）
図１に示すように、実施形態の空気入りタイヤ１は、ビード部１０と、ビード部１０を包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたカーカス１１を備える。カーカス１１のタイヤ径方向外側には、ベルト層１２及びトレッド２が積層されている。カーカス１１よりタイヤ幅方向外側の部分にはサイドウォール１３が設けられている。他にも必要に応じて様々な部材が設けられている。

トレッド２には、タイヤ幅方向中央のセンター陸部２０と、タイヤ幅方向両側のショルダー陸部２１ａ、２１ｂと、センター陸部２０と両ショルダー陸部２１ａ、２１ｂとの間にそれぞれ位置するメディエイト陸部２２ａ、２２ｂが形成されている。これらの陸部は、タイヤ周方向に伸びる主溝により区分されている。主溝には、センター陸部２０とメディエイト陸部２２ａ、２２ｂとをそれぞれ区分するセンター側主溝４０ａ、４０ｂと、メディエイト陸部２２ａ、２２ｂとショルダー陸部２１ａ、２１ｂとをそれぞれ区分するショルダー側主溝４１ａ、４１ｂとがある。なお本発明における主溝及び陸部の数は、この実施形態における数に限定されない。例えば主溝が３本の場合や５本の場合もある。

センター陸部２０にはタイヤ赤道Ｅが存在する。タイヤ赤道Ｅは、トレッド２の接地面３のタイヤ幅方向の中心で、タイヤ周方向に一周している。

実施形態の空気入りタイヤ１のタイヤプロファイルは、タイヤ赤道Ｅからタイヤ径方向へ引いた直線、すなわちタイヤ幅方向断面のセンターラインＣに対して非対称になっている。

まず基準輪郭線について説明する。基準輪郭線は、後述する突出部２３が無いと仮定した場合のタイヤ幅方向断面におけるタイヤ外表面の輪郭を表す線のことである。基準輪郭線では、タイヤ赤道Ｅ又はその付近の部分が、最もタイヤ径方向外側にある部分（タイヤ最大径部分とする）である。基準輪郭線はタイヤ幅方向断面のセンターラインＣを基準として非対称となっている。具体的には、トレッド２のうち、車両装着時に前記センターラインＣよりも車両幅方向内側（ＩＮ側とする）となる部分の基準輪郭線が、車両幅方向外側（ＯＵＴ側とする）となる部分の基準輪郭線よりもタイヤ径方向内方となっている。このような非対称の基準輪郭線は、例えば、基準輪郭線の曲率を前記センターラインＣに対して左右で異なるように設計することにより実現できる。基準輪郭線がこのように非対称であるため、接地面３のＩＮ側の接地端Ｉと基準輪郭線のタイヤ最大径部分とのタイヤ径方向の距離（この距離をＩＮ側落ち量ＷＩとする）は、接地面３のＯＵＴ側の接地端Ｏと基準輪郭線のタイヤ最大径部分とのタイヤ径方向の距離（この距離をＯＵＴ側落ち量ＷＯとする）よりも、長くなっている。

以上の基準輪郭線を有する空気入りタイヤ１において、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａが基準輪郭線Ｓよりもタイヤ径方向外方に突出し、突出部２３が形成されている。突出部２３が形成されたショルダー陸部２１ａにおける基準輪郭線Ｓは、タイヤプロファイルのうち、該ショルダー陸部２１ａのタイヤ赤道Ｅ側の端部Ｐと、該ショルダー陸部２１ａの隣のメディエイト陸部２２ａのタイヤ幅方向両端部Ｑ、Ｒとを通過する円弧で表される。

突出部２３の中で、ショルダー陸部２１ａの基準輪郭線Ｓからその法線方向へ最も突出している部分を頂点２４とする。頂点２４の突出高さ（基準輪郭線Ｓから頂点２４までの、基準輪郭線Ｓの法線方向への突出高さ）は、｛（ＩＮ側落ち量ＷＩ）−（ＯＵＴ側落ち量ＷＯ）｝×（定数）で、定数が０．５以上１．２以下の値であることが望ましい。

なお、基準輪郭線Ｓや突出部２３の形状は、空気入りタイヤ１を正規リムに装着して正規内圧とした場合の無負荷でのものであり、この状態でのタイヤ形状をレーザー形状測定装置で計測することにより得られる。ここで正規リムとは、ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、又はＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」である。正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の「最大値」、又はＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」である。また、以上の説明における接地面３とは、空気入りタイヤ１を前記正規リムに装着して前記正規内圧とし、前記正規内圧における最大負荷能力の８０％の負荷を与えたときに平坦な路面に接する面のことであり、接地端とはその接地面３の端部のことである。

なお、主溝及び陸部の数が本実施形態の数と異なる場合も、ショルダー陸部（最もタイヤ幅方向両側にある陸部）に突出部が形成される。突出部が形成されたショルダー陸部における基準輪郭線は、該ショルダー陸部のタイヤ赤道側の端部と、該ショルダー陸部の隣の陸部のタイヤ幅方向両端部とを通過する円弧で表される。

以上のような空気入りタイヤ１を前記正規リムに装着して前記正規内圧とし路面の上で前記負荷をかけると、トレッド２の接地面３の形状は図２のようになる。このとき、トレッド２の各主溝が路面によってタイヤ径方向外方から塞がれ、各主溝内に気柱が形成される。

ＯＵＴ側では、センター陸部２０の接地部分３０、メディエイト陸部２２ｂの接地部分３２ｂ、ショルダー陸部２１ｂの接地部分３１ｂが、この順にタイヤ周方向（図中の矢印Ｚ方向）に長い。

一方、ＩＮ側落ち量ＷＩはＯＵＴ側落ち量ＷＯより大きいため、ＩＮ側のメディエイト陸部２２ａの接地部分３２ａは、ＯＵＴ側のメディエイト陸部２２ｂの接地部分３２ｂよりも、タイヤ周方向に短い。図示する実施形態では、ＩＮ側のメディエイト陸部２２ａの接地部分３２ａは、ＯＵＴ側のショルダー陸部２１ｂの接地部分３１ｂよりも、タイヤ周方向に短い。またＩＮ側では、ショルダー陸部２１ａに突出部２３が形成されているため、その分ショルダー陸部２１ａの接地部分３１ａのタイヤ周方向の長さが長い。図示する実施形態では、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａの接地部分３１ａは、ＩＮ側のメディエイト陸部２２ａの接地部分３２ａよりもタイヤ周方向に長く、ＯＵＴ側のショルダー陸部２１ｂの接地部分３１ｂよりもタイヤ周方向に短い。

以上をまとめると、各陸部の接地部分のタイヤ周方向の長さは、長い順に、センター陸部２０、ＯＵＴ側のメディエイト陸部２２ｂ、ＯＵＴ側のショルダー陸部２１ｂ、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａ、ＩＮ側のメディエイト陸部２２ａ、となっている。そのため、これらの陸部を区分する各主溝が路面との間で形成する気柱の長さは、長い方から順に、ＯＵＴ側のセンター側主溝４０ｂ、ＯＵＴ側のショルダー側主溝４１ｂ、ＩＮ側のセンター側主溝４０ａ、ＩＮ側のショルダー側主溝４１ａ、となっている。

ただし、ＩＮ側落ち量ＷＩ、ＯＵＴ側落ち量ＷＯ、突出部２３の突出高さ次第で、これらの長さ関係は変化する。例えば、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａの接地部分３１ａがＩＮ側のメディエイト陸部２２ａの接地部分３２ａよりもタイヤ周方向に短い場合や、これらがタイヤ周方向に同じ長さである場合がある。

なおここで、気柱共鳴における開口端補正に留意することが望ましい。すなわち、共鳴する気柱の長さは、気柱を形成する管の実際の長さより、管の開口端の開き角に比例する長さだけ長いとみなすことができる。本実施形態について見ると、突出部２３の頂点２４の位置は、図３（ａ）に示すように、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａの幅方向の中心（ショルダー陸部２１ａにおける基準輪郭線Ｓの長さを等分する位置から該基準輪郭線Ｓの法線方向に引いた線Ｌ上の点のこと）よりＯＵＴ側（つまりタイヤ赤道Ｅ側）にある場合や、図３（ｂ）に示すように、前記中心よりＩＮ側にある場合がある。これらを比較すると、図３（ｂ）の場合の方が、気柱を形成する管の開口端の開き角が大きいため、管長がより大きい場合と類似すると考えることができる。そのため、図３（ｂ）の場合の方が、図３（ａ）の場合よりも、共鳴する気柱の長さが長いとみなすことができる。

（効果）
以上の空気入りタイヤ１では、タイヤプロファイルが、タイヤ幅方向断面のセンターラインＣに対して非対称になっているため、トレッド２が接地した際に、トレッド２の接地面３の形状や面積がタイヤ赤道Ｅに対して非対称となる。そのため、トレッド２の主溝が路面に塞がれて形成される複数の気柱のタイヤ周方向の長さが、気柱毎にばらつく。その結果、気柱共鳴の振動数が気柱毎にばらつき、気柱共鳴が原因での騒音が抑制される。

ここで、トレッド２のＯＵＴ側の接地面３の面積が小さいと、ＩＮ側の接地面３の面積が小さい場合よりも、車両旋回時の操縦安定性に悪影響を与える。しかし上記の空気入りタイヤ１では、トレッド２のＩＮ側の接地面３の面積が小さく、ＯＵＴ側の接地面３の面積が大きいため、車両旋回時の操縦安定性への悪影響が小さい。

さらに、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａに突出部２３が形成されているため、その分だけＩＮ側のショルダー陸部２１ａの接地部分３１ａのタイヤ周方向の長さが長くなり、該接地部分３１ａの面積が広くなる。そのため、空気入りタイヤ１の操縦安定性が、突出部２３が無い場合と比較して良くなる。

また、突出部２３の突出高さが、｛（ＩＮ側落ち量ＷＩ）−（ＯＵＴ側落ち量ＷＯ）｝×（定数）であり、ＩＮ側落ち量ＷＩとＯＵＴ側落ち量ＷＯとの差の倍数であれば、プロファイルの異なるタイヤ毎に適切な突出高さが決められる。ここで、定数が０．５より小さい場合、突出部２３が、ＩＮ側のメディエイト陸部２２ａに対してタイヤ径方向外方へほとんど突出せず、操縦安定性にあまり寄与しないおそれがある。また、定数が１．２より大きい場合、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａがＩＮ側のメディエイト陸部２２ａに対して大きく突出する可能性があり、その結果トレッド２の接地性が悪くなり、操縦安定性が良くならないおそれがある。しかし定数が０．５以上１．２以下の値であれば、このような問題は生じ難い。

また、突出部２３の頂点２４の位置が、ＩＮ側のショルダー陸部２１ａの幅方向の中心よりＯＵＴ側（タイヤ赤道Ｅ側）にある場合（図３（ａ）の場合）は、ＩＮ側にある場合（図３（ｂ）の場合）よりも、ＩＮ側のショルダー側主溝４１ａにおける気柱の長さが短いとみなすことができる。そのため、ＩＮ側のショルダー側主溝４１ａにおける気柱の長さと、ＯＵＴ側のショルダー側主溝４１ｂやＩＮ側のセンター側主溝４０ａにおける気柱の長さとの差が大きくなり、その結果気柱共鳴の振動数が気柱毎に大きくばらつき、気柱共鳴が原因での騒音がより抑制される。

（実施例）
表１に示す実施例及び比較例の空気入りタイヤの性能を調べた。表１におけるマル印はその条件を満たしていることを表している。実施例１、２の空気入りタイヤは上記実施形態の空気入りタイヤである。実施例２の空気入りタイヤでは、突出部の頂点がショルダー陸部の幅方向の中心よりタイヤ赤道側にあるのに対し、実施例１の空気入りタイヤではそうではない点が異なる。比較例１の空気入りタイヤは、タイヤプロファイルがタイヤ赤道に対して左右非対称であって、突出部が無いものである。

試験方法は次の通りである。

ノイズ：空気入りタイヤを装着した実車を走行させてノイズレベルを計測した。ここでのノイズは、凹凸路面を走行する際にタイヤが振動して車内に伝わる音で、空気伝播音と固体伝播音からなる。測定結果を比較例１の結果を１００とする指数で示した。指数が大きいほどノイズが小さいことを示している。

操縦安定性：コーナリングパワー、すなわち横滑り角を単位量変化させた時に生じるコーナリングフォースの変化量を調査した。調査結果を比較例１の結果を１００とする指数で示した。指数が大きいほどコーナリングパワーが大きく操縦安定性が良いことを示している。

試験結果を表１に示す。ノイズに関しては、比較例１と実施例１、２とで指数が同等であった。このことから、タイヤプロファイルが左右非対称な空気入りタイヤでは、突出部の有無にかかわらず、気柱共鳴が原因での騒音を抑制できることが確認できた。また、実施例２の方が実施例１よりもノイズの指数が若干大きいことから、突出部の頂点がショルダー陸部の幅方向の中心よりタイヤ赤道側にある方が、気柱共鳴が原因での騒音を抑制できることが確認できた。また、操縦安定性に関しては、実施例１、２の指数は比較例１の指数よりも高かった。このことから、突出部のある空気入りタイヤは、突出部の無い空気入りタイヤよりも、操縦安定性が良いことが確認できた。

１…空気入りタイヤ、１０…ビード部、１１…カーカス、１２…ベルト層、１３…サイドウォール、２…トレッド、２０…センター陸部、２１ａ、２１ｂ…ショルダー陸部、２２ａ、２２ｂ…メディエイト陸部、２３…突出部、２４…頂点、３…接地面、３０…センター陸部の接地部分、３１ａ、３１ｂ…ショルダー陸部の接地部分、３２ａ、３２ｂ…メディエイト陸部の接地部分、４０ａ、４０ｂ…センター側主溝、４１ａ、４１ｂ…ショルダー側主溝、１０２…トレッド、１０３…接地面、１０４…溝、Ｃ…センターライン、Ｅ…タイヤ赤道、Ｉ…ＩＮ側の接地端、Ｏ…ＯＵＴ側の接地端、Ｐ…ショルダー陸部２１ａのタイヤ赤道Ｅ側の端部、Ｑ、Ｒ…メディエイト陸部２２ａのタイヤ幅方向端部、Ｓ…基準輪郭線、ＷＩ…ＩＮ側落ち量、ＷＯ…ＯＵＴ側落ち量

Claims

トレッドに、少なくともタイヤ幅方向両側のショルダー陸部と前記ショルダー陸部よりもタイヤ幅方向内側の陸部とを有する空気入りタイヤであって、
車両装着時にタイヤ赤道よりも車両幅方向内側となる部分のタイヤ基準輪郭線が、車両幅方向外側となる部分のタイヤ基準輪郭線よりも、タイヤ径方向内方にあり、
前記車両幅方向内側の前記ショルダー陸部に、タイヤ基準輪郭線よりもタイヤ径方向外方に突出する突出部が形成されている、空気入りタイヤ。
前記突出部の中でタイヤ基準輪郭線からその法線方向へ最も突出している部分が、前記突出部が形成されている前記ショルダー陸部の幅方向の中心よりタイヤ赤道側の位置にある、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記突出部の中でタイヤ基準輪郭線からその法線方向へ最も突出している部分の突出高さが、（車両幅方向内側の接地端とタイヤ基準輪郭線のタイヤ最大径部分とのタイヤ径方向の距離−車両幅方向外側の接地端とタイヤ基準輪郭線のタイヤ最大径部分とのタイヤ径方向の距離）×定数で表され、定数が０．５以上１．２以下の値である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。