JP4079980B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 騒音の発生を抑制しつつウエット路面での走行性能を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にタイヤ周方向に延びる少なくとも４本の主溝２ａ〜２ｄを設け、これら主溝２ａ〜２ｄによって複数列の陸部１０〜５０を区画した空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道Ｅ上に位置する中央陸部１０にタイヤ周方向に対して傾斜しながら延びる複数本の傾斜溝１１を設け、傾斜溝１１の一端を車両装着時における車両内側の主溝２ｃに開口し、傾斜溝１１の他端を中央陸部１０内においてタイヤ赤道Ｅよりも車両内側の位置で終端させると共に、傾斜溝１１の開口端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に大きい第１傾斜部１１ａを形成し、傾斜溝１１の終端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に小さい第２傾斜部１１ｂを形成する。
【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少なくとも４本の主溝を設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、騒音の発生を抑制しつつウエット路面での走行性能を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

近年、車両の静粛化及び環境的配慮からタイヤに起因する自動車騒音の低減が求められている。一方、車両の高性能化及び大型化に伴って、安全性を確保するために、ウエット路面での走行性能を改善することが求められている。そこで、これら要求特性を満足するために溝形状を規定した種々のトレッドパターンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、排水性を高める目的で、トレッド部にタイヤ幅方向に延びるラグ溝を数多く配置した場合、ブロックが路面を叩く際の打音が大きくなる傾向があり、タイヤ周方向に延びる主溝を太くした場合、気柱共鳴音が大きくなる傾向がある。そのため、騒音の低減とウエット路面での走行性能とを両立させることは困難である。
特開２００６−７６３３８号公報

本発明の目的は、騒音の発生を抑制しつつウエット路面での走行性能を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、トレッド部にタイヤ周方向に延びると共に溝深さが６．０ｍｍ〜１３．０ｍｍで溝幅が５ｍｍ〜２０ｍｍである少なくとも４本の主溝を設け、これら主溝によって複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道上に位置する中央陸部にタイヤ周方向に対して傾斜しながら延びる複数本の傾斜溝を設け、該傾斜溝の一端を車両装着時における車両内側の主溝に開口し、該傾斜溝の他端を中央陸部内においてタイヤ赤道よりも車両内側の位置で終端させると共に、該傾斜溝の開口端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に大きい第１傾斜部を形成し、該傾斜溝の終端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に小さい第２傾斜部を形成し、前記傾斜溝の第１傾斜部と該第１傾斜部が開口する主溝とによって形成される前記中央陸部の鋭角部分に面取りを施したことを特徴とするものである。

本発明者は、タイヤ転動時における騒音発生メカニズムについて鋭意研究した結果、タイヤ騒音は主として接地圧が高いトレッド部の車両内側の領域で発生し、それが車両外側に放射されることを知見した。そこで、本発明では、タイヤ赤道上に位置する中央陸部に特定の形状を有する傾斜溝を配置することにより、騒音の発生を抑制しつつウエット路面での走行性能を改善することを可能にする。

上記傾斜溝は、一端が車両内側の主溝に開口し、他端が中央陸部内においてタイヤ赤道よりも車両内側の位置で終端するので、トレッド部の車両内側の領域で発生したタイヤ騒音が車両外側に放射されることを抑制する。しかも、上記傾斜溝は、開口端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に大きい第１傾斜部を有し、終端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に小さい第２傾斜部を有しているので、第２傾斜部が中央陸部付近の水を効果的に取り込み、その水を第１傾斜部を介して主溝内に導く。そのため、上記傾斜溝は騒音の低減とウエット路面での走行性能の改善との両立に寄与する。

傾斜溝の第１傾斜部のタイヤ周方向に対する傾斜角度は４５°〜９０°とし、傾斜溝の第２傾斜部のタイヤ周方向に対する傾斜角度を０°〜３０°とすることが好ましい。これにより、傾斜溝による排水性を十分に確保することができる。

傾斜溝の第１傾斜部と該第１傾斜部が開口する主溝とによって形成される中央陸部の鋭角部分には面取りを施すことが必要である。これにより、鋭角部分の偏摩耗を抑制すると共に、傾斜溝による排水性を高めることができる。

傾斜溝の溝底での曲率半径とトレッド表面の法線方向に対する溝壁角度はそれぞれ傾斜溝の終端側よりも開口端側にて大きくすることが好ましい。これにより、傾斜溝による排水性を高めることができる。

傾斜溝の終端から中央陸部の車両外側の端までの距離は該中央陸部の幅の２０％〜５０％であることが好ましい。これにより、中央陸部の剛性を維持しながら傾斜溝による排水性を確保することができる。

中央陸部の車両内側に隣り合う陸部には、傾斜溝の第１傾斜部の延長線上に位置し、該陸部を貫通する複数本のラグ溝を設け、該陸部を複数個のブロックからなるブロック列とすることが好ましい。これにより、ウエット路面での走行性能を更に改善することができる。

中央陸部の車両外側に隣り合う陸部には、傾斜溝の第１傾斜部の延長線上に位置し、該陸部内で終端し、車両内側の主溝に開口する複数本のラグ溝を設け、該陸部をタイヤ周方向に連なるリブ列とすることが好ましい。これにより、騒音の発生を抑えながらウエット路面での走行性能を更に改善することができる。

また、トレッド部の幅方向最外側に位置する陸部には、主溝に対して非連通であってタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を設けることが好ましい。これにより、騒音の発生を抑えながらウエット路面での走行性能を更に改善することができる。

更に、トレッド部をタイヤ赤道を境にして車両外側の領域と車両内側の領域に区分したとき、車両内側の領域での溝面積比率を車両外側の領域での溝面積比率よりも大きくし、これら溝面積比率の差を３％ポイント以上にすることが好ましい。これにより、騒音の発生を抑えながらウエット路面での走行性能を更に改善することができる。

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は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。図１において、ＩＮは車両装着時の車両内側であり、ＯＵＴは車両装着時の車両外側である。

図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向にストレート状に延びる４本の主溝２ａ〜２ｄが形成され、これら主溝２ａ〜２ｄにより５列の陸部１０，２０，３０，４０，５０が区分されている。主溝２ａ〜２ｄは溝深さが６．０ｍｍ〜１３．０ｍｍ、溝幅が５ｍｍ〜２０ｍｍである。

タイヤ赤道Ｅ上に位置する中央陸部１０には、タイヤ周方向に対して傾斜しながら延びる複数本の傾斜溝１１が形成されている。傾斜溝１１は、一端が車両内側の主溝２ｃに開口し、他端が中央陸部１０内においてタイヤ赤道Ｅよりも車両内側の位置で終端している。傾斜溝１１は、屈曲した形状をなし、開口端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に大きい傾斜部１１ａ（第１傾斜部）を有し、終端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に小さい傾斜部１１ｂ（第２傾斜部）を有している。

中央陸部１０の車両内側に隣り合う陸部２０には、傾斜溝１１の傾斜部１１ａの延長線上に位置し、該陸部２０を貫通する複数本のラグ溝２１が形成されている。これにより、陸部２０は複数個のブロックからなるブロック列を形成している。

中央陸部１０の車両外側に隣り合う陸部３０には、傾斜溝１１の傾斜部１１ａの延長線上に位置し、該陸部３０内で終端し、車両内側の主溝２ｂに開口する複数本のラグ溝３１が形成されている。これにより、陸部３０はタイヤ周方向に連なるリブ列を形成している。

最も車両内側に位置する陸部４０には、主溝２ｄに対して非連通であってタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝４１と、タイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ４２とが形成されている。一方、最も車両外側に位置する陸部５０には、主溝２ａに対して非連通であってタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝５１と、これらラグ溝５１に連通しつつタイヤ周方向に延びる補助溝５２と、タイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ５３とが形成されている。補助溝５２は溝深さが１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ未満、溝幅が２．０ｍｍ〜５．０ｍｍ未満であって、主溝とは区別されるものである。

上述のように構成されるトレッドパターンを有する空気入りタイヤでは、中央主溝１０に形成された傾斜溝１１は、一端が車両内側の主溝２ｃに開口し、他端が中央陸部１０内においてタイヤ赤道Ｅよりも車両内側の位置で終端しているので、トレッド部１の車両内側の領域で発生したタイヤ騒音が車両外側に放射されるのを抑制することができる。しかも、中央主溝１０に形成された傾斜溝１１は、開口端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に大きい傾斜部１１ａを有し、終端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に小さい傾斜部１１ｂを有しているので、傾斜部１１ｂが中央陸部１０付近の水を効果的に取り込み、その水を傾斜部１１ａを介して主溝２ｃ内に導く。そのため、騒音の発生を抑制しつつウエット路面での走行性能を改善することができる。

図２は中央陸部の拡大図である。図２に示すように、傾斜溝１１の傾斜部１１ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度αは４５°〜９０°とし、傾斜溝１１の傾斜部１１ｂのタイヤ周方向に対する傾斜角度βは０°〜３０°にすると良い。これにより、傾斜溝１１による排水性を十分に確保することができる。これら傾斜角度α，βが上記範囲から外れると傾斜溝１１による排水性の改善効果が低下する。

傾斜溝１１の傾斜部１１ａと該傾斜部１１ａが開口する主溝２ｃとによって形成される中央陸部１０の鋭角部分には面取り部１０ａを形成することが必要である。これにより、傾斜溝１１の形成に伴って中央陸部１０に形成される鋭角部分の偏摩耗を抑制すると共に、傾斜溝１１による排水性を高めることができる。

図３は図２のＸ１−Ｘ１矢視断面図、図４は図２のＸ２−Ｘ２矢視断面図である。図３及び図４に示すように、傾斜溝１１の終端側の溝底での曲率半径Ｒ２よりも開口端側の溝底での曲率半径Ｒ１の方が大きくなっている。曲率半径の変化は段階的であっても良いが、終端側から開口端側に向かって漸増していることが望ましい。また、傾斜溝１１の終端側の溝壁角度θ２よりも開口端側の溝壁角度θ１の方が大きくなっている。溝壁角度の変化は段階的であっても良いが、終端側から開口端側に向かって漸増していることが望ましい。傾斜溝１１を上記形状とすることにより、傾斜溝１１による排水性を高めることができる。

傾斜溝１１の終端から中央陸部１０の車両外側の端までの距離Ｄは、図２に示すように、中央陸部１０の幅Ｗの２０％〜５０％であると良い。これにより、中央陸部１０の剛性を維持しながら傾斜溝１１による排水性を確保することができる。距離Ｄが中央陸部１０の幅Ｗの２０％未満であると中央陸部１０の剛性低下により操縦安定性が低下し、逆に５０％を超えると排水性が不十分になる。

上記空気入りタイヤにおいて、中央陸部１０の車両内側に隣り合う陸部２０には、傾斜溝１１の傾斜部１１ａの延長線上に位置し、該陸部２０を貫通する複数本のラグ溝２１を設け、該陸部２０をブロック列としているので、これらラグ溝２１に基づいてウエット路面での走行性能を改善することができる。

また、中央陸部１０の車両外側に隣り合う陸部３０には、傾斜溝１１の傾斜部１１ａの延長線上に位置し、該陸部３０内で終端し、車両内側の主溝１ｂに開口する複数本のラグ溝３１を設け、該陸部３０をリブ列としているので、これらラグ溝３１に基づいてウエット路面での走行性能を改善し、かつリブ列である陸部３０の配置に基づいて騒音の発生を抑えることができる。

更に、トレッド部１の幅方向最外側に位置する陸部４０，５０には、タイヤ幅方向最外側の主溝２ａ，２ｄに対して非連通であってタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝４１，５１を設けているので、これらラグ溝４１，５１に基づいてウエット路面での走行性能を改善し、かつ陸部４０，５０をラグ溝４１，５１で分断しない構造に基づいて騒音の発生を抑えることができる。

上記空気入りタイヤでは、トレッド部１をタイヤ赤道Ｅを境にして車両外側の領域と車両内側の領域に区分したとき、車両内側の領域での溝面積比率を車両外側の領域での溝面積比率よりも大きくし、これら溝面積比率の差を３％ポイント以上にすると良い。溝面積比率の差の上限値は１５％ポイントとする。ここで、溝面積比率は接地領域の面積に対する接地領域内の溝面積の比率（％）である。接地領域とはＪＡＴＭＡイヤーブック（２００６年度版）に規定される空気圧−負荷能力対応表において、最大負荷能力に対応する空気圧を充填し、該最大負荷能力の８０％の荷重を負荷したときの接地幅ＴＣＷにて規定される領域である。車両内側の領域での溝面積比率を車両外側の領域での溝面積比率よりも大きくすることにより、騒音の発生を抑えながらウエット路面での走行性能を更に改善することができる。

タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、図１のトレッドパターンを有する空気入りタイヤ（実施例１）を用意した。比較のため、図５のトレッドパターンを有する空気入りタイヤ（比較例１）と図６のトレッドパターンを有する空気入りタイヤ（比較例２）をそれぞれ用意した。比較例１は中央陸部に傾斜溝を設けていない点で実施例１とは異なり、比較例２は中央陸部の傾斜溝が直線状であって中央陸部を貫通している点で実施例１とは異なっている。

これらタイヤについて、下記の評価方法により、騒音性能とウエット路面での制動性能を評価し、その結果を表１に示した。

騒音性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けて排気量２０００ｃｃの車両に装着し、空気圧２００ｋＰａとして、テストコースにて通過音を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど騒音性能が優れていることを意味する。

ウエット路面での制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けて排気量２０００ｃｃの車両に装着し、空気圧２００ｋＰａとして、散水車で水を撒いた直後のテストコースにて速度１００ｋｍ／ｈの走行状態から制動し、その制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど制動性能が優れていることを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１のタイヤは比較例１と同等の騒音性能を維持しながらウエット路面での制動性能を改善することができた。一方、比較例２のタイヤはウエット路面での制動性能が良好であるものの騒音性能の低下が顕著であった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 図１の空気入りタイヤの中央陸部を示す拡大平面図である。 図２のＸ１−Ｘ１矢視断面図である。 、図２のＸ２−Ｘ２矢視断面図である。 比較例１の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 比較例２の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ａ〜２ｄ 主溝
１０，２０，３０，４０，５０ 陸部
１１ 傾斜溝
１１ａ 傾斜部（第１傾斜部）
１１ｂ 傾斜部（第２傾斜部）
２１，３１，４１，５１ ラグ溝
Ｅ タイヤ赤道

Claims (8)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びると共に溝深さが６．０ｍｍ〜１３．０ｍｍで溝幅が５ｍｍ〜２０ｍｍである少なくとも４本の主溝を設け、これら主溝によって複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道上に位置する中央陸部にタイヤ周方向に対して傾斜しながら延びる複数本の傾斜溝を設け、該傾斜溝の一端を車両装着時における車両内側の主溝に開口し、該傾斜溝の他端を中央陸部内においてタイヤ赤道よりも車両内側の位置で終端させると共に、該傾斜溝の開口端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に大きい第１傾斜部を形成し、該傾斜溝の終端側にタイヤ周方向に対する角度が相対的に小さい第２傾斜部を形成し、前記傾斜溝の第１傾斜部と該第１傾斜部が開口する主溝とによって形成される前記中央陸部の鋭角部分に面取りを施したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記傾斜溝の第１傾斜部のタイヤ周方向に対する傾斜角度を４５°〜９０°とし、前記傾斜溝の第２傾斜部のタイヤ周方向に対する傾斜角度を０°〜３０°としたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記傾斜溝の溝底での曲率半径とトレッド表面の法線方向に対する溝壁角度をそれぞれ前記傾斜溝の終端側よりも開口端側にて大きくしたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
4. 前記傾斜溝の終端から前記中央陸部の車両外側の端までの距離が該中央陸部の幅の２０％〜５０％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. 前記中央陸部の車両内側に隣り合う陸部に、前記傾斜溝の第１傾斜部の延長線上に位置し、該陸部を貫通する複数本のラグ溝を設け、該陸部を複数個のブロックからなるブロック列とした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. 前記中央陸部の車両外側に隣り合う陸部に、前記傾斜溝の第１傾斜部の延長線上に位置し、該陸部内で終端し、車両内側の主溝に開口する複数本のラグ溝を設け、該陸部をタイヤ周方向に連なるリブ列としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記トレッド部の幅方向最外側に位置する陸部に、主溝に対して非連通であってタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝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. 前記トレッド部をタイヤ赤道を境にして車両外側の領域と車両内側の領域に区分したとき、車両内側の領域での溝面積比率を車両外側の領域での溝面積比率よりも大きくし、これら溝面積比率の差を３％ポイント以上にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。