JP3949938B2

JP3949938B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3949938B2
Application number: JP2001347840A
Authority: JP
Inventors: 忠雄松本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: JP2003146024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズ性能を損ねることなくウエット性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
高速でウエット路面を走行すると、タイヤが水膜上に乗り上げ操舵不能に陥るいわゆるハイドロプレーニング現象が発生することが知られている。種々の実験の結果、このハイドロプレーニング現象の発生速度をより高速域へと移行させためには、トレッド面に凹設される溝、とりわけタイヤ周方向に連続してのびる縦溝の溝容積を増大することが効果的である。
【０００３】
他方、タイヤが乾燥路面を走行すると、前記縦溝と路面との間で両端開放の気柱管が形成され、この気柱管内を空気が通過することによって共鳴音が生じる。これは気柱共鳴と呼ばれ、これにより生じる騒音は、一般に溝容積に略比例して大きくなる。また溝容積の拡大化によって、路面との間でより多くの空気が圧縮されるため、いわゆるパターンノイズの増大も生じうる。
【０００４】
このように、ウエット性能とノイズ性能とは従来より二律背反の関係にある。本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、トレッド面に凹設された縦溝の溝壁面に面取り状の斜壁部を設けるとともに、この斜壁部に巾、深さ、ピッチを限定した微細溝を隔設することによって、ウエット性能、ノイズ性能をバランス良く向上しうることを見出し本発明を完成させるに至った。
【０００５】
以上のように、本発明は、ノイズ性能を損ねることなくウエット性能をバランス良く向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド面にタイヤ周方向にのびる少なくとも１本の縦溝を凹設した空気入りタイヤであって、前記縦溝の少なくとも一方の溝壁面は、そのタイヤ半径方向の外側部分に前記トレッド面に向かって溝巾を拡大させる向きに傾く面取り状の斜壁部を含むとともに、この斜壁部に、巾が０．３〜１．２mmかつ深さが０．３〜０．８mmの微細溝を１．４〜４．０mmのピッチでタイヤ周方向に隔設したことを特徴としている。
【０００７】
また前記微細溝は、例えば前記斜壁部のタイヤ半径方向の内側縁からタイヤ半径方向外側にのびかつ縦溝の溝縁の手前で途切れて終端することができる。
【０００８】
さらに前記溝壁面は、前記斜壁部のタイヤ半径方向の外縁と前記トレッド面との間に、この溝壁面の溝縁を通るトレッド面の法線に対して±１０゜の角度でタイヤ半径方向にのびる小高さの縦壁部を有することが望ましい。なお前記縦溝の他方の溝壁面には、例えば前記微細溝を有しない前記斜壁部を設けることができる。このとき、好適には他方の溝壁面の前記斜壁部は、前記一方の溝壁面の斜壁部よりも傾き角度が小であることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の実施形態を示すトレッドパターンの展開図、図２（Ａ）はそのＡ−Ａ線断面図、図２（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、図３は図２（Ａ）の斜視図、図４は図２（Ｂ）の斜視図である。図において、本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド面２にタイヤ周方向にのびる縦溝３が凹設されている。
【００１０】
該縦溝３は、本実施形態では、タイヤ赤道Ｃ上を直線状かつ連続してのびる中央の縦溝３ａと、その両側に配された外の縦溝３ｂ、３ｂとを含む。縦溝３は、排水性を向上するために、例えば図２（Ａ）、（Ｂ）の如くトレッド面２で測定される溝巾ＧＷがトレッド接地巾ＴＷの２〜７％程度、より好適には２〜５％程度に設定されるのが望ましく、溝深さＧＤについてはトレッド接地巾ＴＷの２〜８％程度、より好適には３〜７％程度とするのが望ましい。
【００１１】
ここで、「トレッド接地巾」とはタイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填するととともに正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイヤ軸方向の距離とする。また「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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また、「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"の８０％の荷重とする。なお以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、タイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した無負荷の状態で特定されるものとする。
【００１２】
また本例ではトレッド面２に前記縦溝３と交わる向きにのびる第１、第２の横溝４、５を設けている。前記第１の横溝４は、本例では一端が外の縦溝３ｂに連通しているが、他端はタイヤ赤道側にのびるとともに他の溝に連通することなくトレッド面２内で途切れて終端したものを示す。また前記第２の横溝５は、一端が前記外の縦溝３ｂに連なるとともに他端がトレッド接地端ｅをタイヤ軸方向外側に超えて終端している。そして、このような縦溝３、横溝４、５によって、本例のトレッド面２には、中央の縦溝３ａと外の縦溝３ｂとの間に形成されかつタイヤ周方向に連続してのびるリブＬ１、Ｌ１と、側の縦溝３ｂとトレッド接地端ｅとの間に形成されかつブロックＢがタイヤ周方向に並ぶブロック列Ｌ２、Ｌ２とが形成されたものを示す。ただし、本発明は、トレッド面２に縦溝３が少なくとも１本、より好適には複数本形成されていれば足り、具体的なパターン形状は例示のものに限定されることなく種々変更しうるのは言うまでもない。
【００１３】
本実施形態において、前記中央の縦溝３ａ、外側の縦溝３ｂの両側の溝壁面６、６には、図２（Ａ）、（Ｂ）及びこれらの各斜視図である図３、図４に示すように、そのタイヤ半径方向の内側部分をなす主壁部７と、タイヤ半径方向の外側部分に形成されかつ前記トレッド面２に向かって溝巾を拡大させる向きに傾く面取り状の斜壁部８とを含んで構成されている。斜壁部８は、トレッド面２側の溝巾を局部的に拡大することによって、縦溝３の溝容積を増し排水性を高めてウエット性能を向上させ得る。
【００１４】
前記中央の縦溝３ａについては、図２（Ａ）、図３に示す如く、溝壁面６が前記主壁部７と前記斜壁部８とで構成されている。またこの形態では斜壁部８の溝縁３ｅを通るトレッド面への法線Ｎに対する傾き角度θは、両側の溝壁面６、６において実質的に同一をなす態様が示されている。また斜壁部８は、前記主壁部７の上端から直線状で斜めにかつトレッド面２（即ち溝縁）までのびるものが示されている。好適には、斜壁部８の傾きは、前記法線Ｎに対して３０〜８０゜、さらに好ましくは３５〜７５゜程度の角度θとするのが望ましい。前記角度θが３０゜未満であると、溝巾を拡大させる効果が小さく、逆に８０゜を超えると、十分な斜壁部８の高さを確保するのが困難となり、同様に溝容積の拡大化には寄与し得ない傾向がある。
【００１５】
一方、外の縦溝３ｂについては、図２（Ｂ）、図４に示す如く、タイヤ軸方向内側（タイヤ赤道側）の溝壁面６は、主壁部７と前記斜壁部８とで構成されているが、接地端ｅ側の溝壁面６は、前記主壁部７と前記斜壁部８と、前記斜壁部８のタイヤ半径方向の外側縁８ｏと前記トレッド面２との間に、前記法線Ｎに対して±１０゜の角度αでタイヤ半径方向にのびる小高さの縦壁部１０を有するものが示されている。このような縦壁部１０は、縦溝３の溝縁３ｅをより明瞭な鋭のエッジとし、このエッジを利用した水膜切断効果をさらに高めることができ、ウエット性能をさらなる向上を図ることができる。またこの形態では、タイヤ赤道側の斜壁部８の傾き角度θｉが、接地端ｅ側の溝壁面６に設けられた斜壁部８の傾き角度θｏよりも小さく設定されている。傾き角度θｏは、上記と同様、法線Ｎに対して３０〜８０゜、さらに好ましくは３５〜７５゜程度としうる。
【００１６】
前記斜壁部８の高さｈは、縦溝３の深さＧＤの１０〜９０％程度、より好ましくは３０〜６０％とするのが望ましい。前記高さｈが縦溝３の深さＧＤの１０％未満になると、縦溝３の溝容積の拡大効果が低下する傾向があり、逆に９０％を超えると、縦溝３の溝縁付近の陸部剛性を低下させる傾向があるため好ましくない。
【００１７】
また図３、図４に示すように、前記中央の縦溝３ａの両側の斜壁部８、及び外の縦溝３ｂの接地端ｅ側の斜壁部８には、巾Ｗ、深さｄ及びピッチＰが一定範囲に限定された微細溝９…がタイヤ周方向に隔設されている。本例の微細溝９は、タイヤ軸方向にほぼ平行にのびるものが示される。微細溝９は、斜壁部８の濡れ性を高めて水の付着性を向上しうることによって、縦溝３内での排水性をより良く改善する。とりわけ新品時の溝壁面などには離型剤や油脂類が多く付着してるため、水をはじきやすいが、本発明のように斜壁部８に微細溝９を設けることにより、濡れ性を高め、ウエット性能を向上しうる。さらに斜壁部８に微細溝９を設けることにより、斜壁部８と路面との間の水が溝内部へと押し出され、その押し出された水によって図１０に示すように縦溝３の内部で渦が発生する。この渦は、溝内部を通過する水の排水効率を高める効果を有する。このように、本発明では、斜壁部８と微細溝９との組合せによる相乗作用によって、より一層ウエット性能を向上しうる。
【００１８】
なお外の縦溝３ｂでは、接地端ｅ側の斜壁部８のみに微細溝９が設けられ、タイヤ赤道側の斜壁部８には微細溝９を設けていない。これは、タイヤ軸方向外側に設けられる縦溝については、このような構成とすることにより、一方の溝壁両側からの水の流入を促進させ、さらに好適に前記渦の発生が期待できるためである。そして、さらに好ましくは、前記の如く微細溝９が設けられていない斜壁部の前記傾き角度θｉを、微細溝９が設けられている斜壁部８の傾き角度θｏよりも小とすることが前記渦の発生をより期待できウエット性能の向上に役立つ。なお傾き角度の差｜θｏ−θｉ｜は例えば１０〜３０゜、より好ましくは２０〜３０゜程度が望ましい。このように、本発明の空気入りタイヤは、微細溝９と、縦溝３の斜壁部８の溝容積の拡大との相乗作用により、ウエット性能を効果的に高めることができる。また微細溝９は、乾燥路面を走行した際に縦溝内を通過にする空気に対しては抵抗として働く。このため、縦溝３内の空気流れを乱し、その結果、共鳴音が抑制される。このように本発明の空気入りタイヤは、ウエット性能を高めつつノイズ性能の悪化が防止できる。
【００１９】
上述のような作用を実現するために、図５に示すように、微細溝９の溝巾Ｗは０．３〜１．２mmに限定するが、より好ましくは０．６〜１．０mmとするのが望ましい。微細溝９の溝巾Ｗが０．３mm未満であるとその成形自体が困難になりタイヤの生産性を悪化させる。逆に溝巾Ｗが１．２mmを超えると、巾が広くなり過ぎて本発明の効果を達成することができない。また微細溝９の溝巾Ｗは、一定でも良いが、前記範囲内で違えることもできる。
【００２０】
また微細溝９の溝深さｄは、０．３〜０．８mmに限定されるが、より好ましくは０．３〜０．６mmとするのが望ましい。微細溝９の溝深さｄが０．３mm未満になると、溝巾の場合と同様に成形自体が困難になるためタイヤの生産性を悪化させる。逆に溝深さｄが１．５mmを超えると、例えばこの微細溝９を金型により成形するに際して、金型の微細溝成形用の凸部の強度が低下し、繰り返し仕様により折損するなど金型耐久性を低下させやすい。また微細溝９の溝深さｄは、溝巾Ｗの場合と同様、一定でも良いが前記範囲内で違えることもできる。
【００２１】
また微細溝のタイヤ周方向のピッチＰ（図５の如く、微細溝９の溝中心線間の距離）は、１．４〜４．０mmに限定されるが、より好ましくは２．０〜３．０mmとするのが望ましい。微細溝９のピッチＰが１．４mm未満になると、タイヤ周方向で隣り合う微細溝９同士が互いに干渉し易くなり、逆に３．０mmよりも大になると、斜壁部８での排水性の向上効果が低下しやすい。なお微細溝９のピッチＰは、溝巾Ｗ、溝深さｄと同様に、一定でも良いが、前記範囲内で違えることもできる。
【００２２】
また本発明の微細溝９は、その溝巾Ｗ、深さｄ、ピッチＰを上述のように限定しているため、縦溝３の溝縁付近の剛性を低下させることがない。従って、微細溝９を設けたことによって、乾燥路面における操縦安定性が悪化することはない。
【００２３】
また微細溝９の断面形状は、特に限定はされず、図５に示したような略半円状をなすものの他、角溝、三角溝（いずれも図示省略）など種々のものが採用できる。より好ましくは、微細溝９の溝容積を効率良く確保し得るとともに毛細管現象によって水の吸い上げ効果が期待できる前記略半円状が望ましい。
【００２４】
また本実施形態の微細溝９は、前記斜壁部８のタイヤ半径方向の内側縁８ｉからタイヤ半径方向外側にのびるとともに、縦溝３の溝縁３ｅの手前で途切れて終端するものが示される。すなわち、図３のものでは、微細溝９は、該斜壁部８のタイヤ半径方向の外側縁８ｏの手前で終端する。また図４のものでは、斜壁部８の外側に縦壁部１０を設けているため、微細溝９はこの斜壁部８の内縁８ｉ、外縁８ｏ間をのびている。なお微細溝９は、例えば図３の態様において、前記斜壁部８の内側縁８ｉと縦溝３の溝縁３ｅとの間を継いでのびていても良い。しかし、その場合には、縦溝３の溝縁３ｅに微細溝９が現れるため、縦溝３の溝縁３ｅが波状を無し、エッジが消失したり、或いはトレッド面２の見映えを損ねる場合がある。
【００２５】
一方、図３、図４のように、微細溝９の外端を縦溝３の溝縁３ｅに至ることなくその手前で終端させることにより、溝縁３ｅのエッジ（角）Ｅを残すことができる。このように縦溝３の溝縁にタイヤ周方向にのびるエッジを残すことにより、該エッジＥで接地圧が局部的に高くなる作用を利用して、路面の水膜を切断する水切り効果を発揮することができる。この意味では図４の態様はよりエッジが明瞭となり好適である。なお図３のように、微細溝９の外端と縦溝の溝縁３ｅとの間の距離ｆ及び前記縦壁部１０の高さＦは、好ましくは０．５〜１．５mm、さらに好ましくは０．５〜１．０mmとするのが望ましい。
【００２６】
図６には本発明の他の実施形態を示している。この形態では、斜壁部８が円弧状の曲面により形成されたものを示す。このような形態においても、縦溝３の溝容積の拡大化を効果的に図ることができる。この場合、斜壁部の傾き角度は、円弧の中間点を通る接線で定める。
【００２７】
図７、図８にはさらに本発明の他の実施形態を示している。この形態では、両側の溝壁面６が、前記斜壁部８のタイヤ半径方向の外側縁８ｏと前記トレッド面２との間に、タイヤ半径方向線Ｎに対して±１０゜の角度αでのびる小高さの縦壁部１０を有している。このような縦壁部１０は、縦溝３の溝縁３ｅをより明りょうな鋭のエッジとし、このエッジを利用した水切り効果をさらに高めることができ、ウエット性能をさらなる向上を図ることができる。
【００２８】
図９には、さらに本発明の他の実施形態を示している。この形態では、前記微細溝９は、斜壁部８に沿うタイヤ軸方向線Ｋに対して、角度βで傾斜したものが示されている。なお前記角度βが大きすぎると、ウエット性能の改善効果が低下するため、例えば６０゜以下とすることが望ましい。なお図示していないが、微細溝９は、直線状以外にも円弧状、ジグザグ状など種々の形状を採用しうる。また図示していないが、横溝４又は５の溝壁面にも斜壁部を形成し微細溝９を設けることもできる。
【００２９】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、ウエット性能、ノイズ性能をテストして評価を行った。テストの方法は次の通りである。
【００３０】
＜ウエット性能＞
半径１００ｍのアスファルト路面に、水深５mm、長さ２０ｍの水たまりを設けたコース上を、速度を段階的に増加させながら供試タイヤを装着した車両（排気量２０００cm3 、リム６Ｊ、内圧１８０ｋＰａ）を進入させ、横加速度（横Ｇ）を計測し、５０〜８０km／ｈの速度における前輪の平均横Ｇを算出した（ラテラル・ハイドロプレーニングテスト）。結果は、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きい程良好である。
【００３１】
＜ノイズ性能＞
▲１▼ 通過騒音テスト
ＪＡＳＯ／Ｃ／６０６に規定する実車惰行試験に準拠して、直線状のテストコース（アスファルト路面）を通過速度６０km／ｈで５０ｍの距離を惰行走行させるとともに、コースの中間点において走行中心線から側方に７．５ｍ、かつ路面から１．２ｍの位置に設置した定置マイクロフォンにより通過騒音の最大レベルｄＢ（Ａ）を測定した。結果は、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど通過騒音が小さく良好である。なお車両等の条件は上記と同一である。
【００３２】
▲２▼ パターンノイズ
上記と同一の車両を使用し１名乗車にてスムース路面を速度８０ｋｍ／ｈにて走行させた。このとき、運転席窓側右耳許でのオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定するとともに、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほどパターンノイズが小さく良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
テストの結果、実施例のものは、比較例と比べてウエット性能、ノイズ性能を向上していることが確認できた。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、縦溝の両側の溝壁面に面取り状の斜壁部を設け、しかもこの斜壁部に、巾、深さ及び配設ピッチを限定した微細溝をタイヤ周方向に隔設したことによって、ウエット性能とノイズ性能とをバランス良く向上することができる。また微細溝は、巾、深さが小であるため、縦溝の溝縁付近の剛性を低下させることがなく、従って乾燥路面での操縦安定性能の悪化なども招くこともない。
【００３６】
また請求項２記載の発明のように、前記微細溝が斜壁部のタイヤ半径方向の内側縁からタイヤ半径方向外側にのびかつ該斜壁部のタイヤ半径方向の外側縁の手前で途切れて終端するときには、縦溝の溝縁に微細溝が現れないため、縦溝の見映えを向上しうる他、縦溝の溝縁のエッジを残すことができため、該エッジによる水切り効果などを発揮させることができる。
【００３７】
また請求項３記載の発明のように、前記溝壁面は、前記斜壁部のタイヤ半径方向の外縁と前記トレッド面との間に、タイヤ半径方向線に対して±１０゜の角度でのびかつ前記微細溝を有しない小高さの縦壁部を有するときには、縦溝の溝縁をより鋭利とし水切り効果をより高めさらにウエット性能を改善しうる。
【００３８】
また請求項４記載の発明のように、前記縦溝の他方の溝壁面は、前記微細溝を有さずしかも前記一方の溝壁面の斜壁部よりも傾き角度が小さい斜壁部を具えることにより、溝内に渦をより効果的に生じさせて縦溝内の排水効率を向上することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】（Ａ）はそのＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図２（Ａ）の斜視図である。
【図４】図２（Ｂ）の斜視図である。
【図５】図３、図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】斜壁部の他の形態を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図８】その断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す部分斜視図である。
【図１０】本発明の作用を説明する接地状態の縦溝の断面略図である。
【符号の説明】
２トレッド面
３縦溝
３ａ中央の縦溝
３ｂ外の縦溝
４、５横溝
６溝壁面
７主壁部
８斜壁部
９微細溝

Claims

トレッド面にタイヤ周方向にのびる少なくとも１本の縦溝を凹設した空気入りタイヤであって、
前記縦溝の少なくとも一方の溝壁面は、そのタイヤ半径方向の外側部分に前記トレッド面に向かって溝巾を拡大させる向きに傾く面取り状の斜壁部を含むとともに、
この斜壁部に、巾が０．３〜１．２mmかつ深さが０．３〜０．８mmの微細溝を１．４〜４．０mmのピッチでタイヤ周方向に隔設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記微細溝は、前記斜壁部のタイヤ半径方向の内側縁からタイヤ半径方向外側にのびかつ縦溝の溝縁の手前で途切れて終端することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記溝壁面は、前記斜壁部のタイヤ半径方向の外側縁と前記トレッド面との間に、この溝壁面の溝縁を通るトレッド面の法線に対して±１０゜の角度でタイヤ半径方向にのびかつ前記微細溝を有しない小高さの縦壁部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記縦溝の他方の溝壁面は、前記微細溝を有さずしかも前記一方の溝壁面の斜壁部よりも傾き角度が小さい斜壁部を具え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。