JP4313112B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トラックやバスなどに用いられる重荷重用空気入りタイヤに関するものである。

従来より、タイヤトレッドにおいて、周方向に延びる複数の縦溝と周方向に所定間隔をおいて配された多数の横溝とによって隔成された多数のブロックを備えるブロックパターンの空気入りタイヤがある。かかるブロックパターンを備えたタイヤにおいて、走行時にタイヤから発生される騒音を低減するためには、溝容積を小さくしてエアーポンピング音を低減する方法、ブロックパターンをリブ化して振動音を低減する方法、そして、パターンピッチをバリアブル化する方法がある。

パターンピッチをバリアブル化する方法は、パターンを構成するブロックの長さを３種類以上としてこれらをタイヤトレッドに適切にランダム配置することにより、タイヤから発生する騒音のピーク周波数を分散して車外騒音を低減するというものであり、乗用車用タイヤにおいては効果的に用いられている。しかしながら、トラックやバスなどの重荷重用タイヤでは偏摩耗などがあるため、バリアブル比をあまり大きく設定することができない。そのため、重荷重用タイヤでは、バリアブル化せずに、ブロックにサイプやノッチを設けてブロック剛性を下げることにより車外騒音の低減を図るという手法が採られている。

これに関連して特許文献１には、主として乗用車用タイヤを対象とするものではあるが、鋭角隅部を有するブロックにおいて、該鋭角隅部を分割するようにサイプを形成することによりその部分の剛性を下げ、これによりタイヤ転動時に先に接地する鋭角隅部が路面に衝突する際の衝撃力を低減して、放射音のレベルを低減する手法が開示されている。しかしながら、特許文献１のサイプはブロックの相対する鋭角隅部のそれぞれに設けられており、ブロック全体を分断するものではないので、重荷重用タイヤでは、ブロック自体の剛性が依然として高いものとなり、パターンピッチの騒音レベルの１次成分（１次ハーモニック）の低減効果が十分ではない。なお、パターンピッチ騒音レベルの１次成分の周波数ｆはｆ＝Ｖ・Ｎ／２πＲ（式中、Ｖは速度、Ｎはタイヤ１周当たりのパターンピッチ数（個数）、Ｒはタイヤの動荷重半径）で与えられ、後述する２次成分の周波数は１次成分の周波数の２倍である。

また、特許文献２には、同じく主として乗用車用タイヤを対象とするものではあるが、ブロックの前後方向中央部を横溝と平行に延びるサイプで分断することにより、パターンノイズ性能を改善することが開示されている。
特開平８−３１８７１１号公報 特開２００２−２８３８１３号公報

図６は、上記した特許文献２のサイプを重荷重用タイヤに適用した比較例のタイヤのトレッドパターンを示した図であり、各ブロック１００に設けられたサイプ１０１は、ブロック１００の前後方向中央部において当該ブロックを分断し、かつ横溝１０２と平行に延びて形成されている。このようにブロック１００を前後に分断するサイプ１０１を設けることにより、騒音レベルの一次成分を効果的に低減することはできるものの、図７に示すように、重荷重の影響でサイプ１０１の追加により高次ノイズ成分（特に２次成分）に悪影響を与え、ひいてはトータルの騒音レベルが悪化してしまう。

このようなブロックパターンタイヤの騒音は、転動中にトレッドの任意の部分が接地することにより、タイヤ周方向に配置されたパターンブロックが路面と不連続に打撃し、それによるブロック振動により１次成分（１次ハーモニック）と高次成分（高次ハーモニック）の音として放射することより生ずる。このうち特にパターンピッチの２次成分（２次ハーモニック）は５００〜１５００Ｈｚ程度であるため、これが高くなると車外騒音にとって不利であり、そのため、特に２次成分を悪化させることなく１次成分を低減する手法が求められる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ブロック内に設けるサイプの入れ方を工夫することにより、高次成分、特に２次成分に悪影響を与えることなく１次成分を低減して、車外騒音を効果的に低減することのできる重荷重用空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッドにタイヤ周方向に延びる縦溝と周方向に間隔をおいて配された横溝とによりブロックが形成された重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ブロックを分断するように延びるサイプが設けられ、該サイプは、前記ブロックの最長対角線を構成する相対する隅部の頂点を点Ａ及び点Ｂとし、前記ブロックの左右辺の中点をそれぞれ点Ｃ及び点Ｄとしたとき、これら点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで囲まれる領域内で前記ブロックを分断し、かつ、前記横溝に対して傾斜して設けられ、前記ブロックには前記サイプの一端又は両端にノッチが設けられたことを特徴とする。

ここで、ブロックの最長対角線とは、ブロックの２本の対角線の長さが異なる場合にはその内の長い方の対角線のことであり、２本の対角線の長さが同じ場合には、そのどちらか一方（どちらでもよい）の対角線のことである。

このようにサイプをブロックを分断して設けることにより、１次成分を効果的に低減することができ、また、該サイプを上記領域内において横溝に対して傾斜して設けることにより、パターンの倍ピッチ化成分を避けることができ、２次成分への悪影響を低減することができる。

また、上記のようにサイプの端部にノッチを設けることにより、ブロックの剛性を下げて１次成分を一層低減することができる。

本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいてはまた、前記ブロックの左右辺における線分ＡＣの長さ及び線分ＢＤの長さをｔとして、線分ＡＣ上における点Ａから０．１ｔの位置を点Ａ’、点Ａから０．７ｔの位置を点Ｃ’とし、また、線分ＢＤ上における点Ｂから０．１ｔの位置を点Ｂ’、点Ｂから０．７ｔの位置を点Ｄ’としたとき、前記サイプがこれら点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’及びＤ’で囲まれる領域内で前記ブロックを分断するように設定されることが好ましい。

本発明の重荷重用空気入りタイヤによれば、２次成分に悪影響を与えることなく１次成分を低減して、車外騒音を効果的に低減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る重荷重用空気入りタイヤにおけるトレッド１０のパターンを示す平面図である。

このタイヤのトレッド１０には、タイヤ周方向に延びる複数（ここでは４本）の直線状の縦溝１２と、タイヤ周方向に所定間隔をおいて配された多数の横溝１４とが設けられており、これら縦溝１２と横溝１４とにより、トレッド１０には多数のブロック１６がタイヤ幅方向に複数列（ここでは５列）にて隔成されている。詳細には、横溝１４は、タイヤ幅方向に対して傾斜して延びる溝であり、各ブロック列毎に所定の間隔でかつ互いに平行に配設されている。そして、このように横溝１４が傾斜していることにより、各ブロック１６は鋭角隅部を有する略平行四辺形状をなしている。

各ブロック１６には、ブロックを前後２つに分断するようにタイヤ幅方向に延びる細溝であるサイプ１８がブロック表面からの切込みにより設けられている。このサイプ１８は、当該ブロック１６を区画する横溝１４に対して傾斜して形成されている。

サイプ１８は、２本の縦溝１２間に挟まれる中央寄り３列のブロック列の各ブロック１６においては、詳細には以下のように設定されている。すなわち、図２に示すように、ブロック１６の最長対角線を構成する相対する鋭角隅部２０，２２の頂点を点Ａ及び点Ｂとし、ブロック１６の右辺２４及び左辺２６の中点をそれぞれ点Ｃ及び点Ｄとしたとき、サイプ１８はこれら点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで囲まれる平行四辺形状の領域ＡＣＢＤ内に設けられており、この領域から外れる範囲にはサイプが設けられていない。また、サイプ１８は、該領域ＡＣＢＤ内でブロック１６を横断するように、右辺２４から左辺２６にかけて直線状に延びており、しかも横溝１４に対して傾斜していることからブロック１６の前辺２８及び後辺３０に対して傾斜して設けられている。

このようにサイプ１８を領域ＡＢＣＤ内でブロック１６を分断するように設けることにより、パターンの倍ピッチ化成分を避けて２次成分への悪影響を低減しながら１次成分を効果的に低減することができる。上記領域ＡＣＢＤ内に設けることにより、サイプ１８は、横溝１４と同じ向きであって、かつ横溝１４よりもタイヤ幅方向に対して大きな角度で傾斜した状態に形成されるが、仮にサイプを領域ＡＣＢＤ外でブロック１６を分断するように横溝１４と逆向きに傾斜させて設けても、騒音及び摩耗に対して大きな効果がなく、またパターンが不自然になる。

サイプ１８はより好ましくは以下のように設定される。すなわち、点Ａと、これと同一辺（図２では右辺２４）上にある点Ｃとの距離をｔとして、線分ＡＣ上において、点Ａから０．１ｔの位置を点Ａ’とし、点Ａから０．７ｔの位置を点Ｃ’とする。一方、点Ｂと、これと同一辺（図２では左辺２６）上にある点Ｄとの距離は、ブロック１６が平行四辺形であることからＡＣ間の距離と同じｔとなり、線分ＢＤ上において、点Ｂから０．１ｔの位置を点Ｂ’とし、点Ｂから０．７ｔの位置を点Ｄ’とする。このとき、サイプ１８は、これら点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’及びＤ’で囲まれる平行四辺形状の領域Ａ’Ｃ’Ｂ’Ｄ’内で、ブロック１６を分断するように設けられることが好ましい。このような範囲内で設定することにより、タイヤ騒音レベルの高次成分を一層効果的に低減することができる。

また、サイプ１８は、それによって分断されるブロック１６の前後２つの領域の面積が等しくなるように、ブロック１６の２本の対角線の交点Ｘを通るように設定されており、従って、上記前後２つの領域は、この交点Ｘに関して互いに点対称になっている。

更に、サイプ１８の両端には、図３に示すように、ノッチ３２が設けられている。ノッチ３２は、ブロック１６の左右両側辺２４，２６において三角形状に入り込む切り欠きを設けることで形成されている。

各ブロック１６は、図２に示すような単純な平行四辺形でなくてもよく、図１に示すように、各隅部に面取りや肉付けが施されてもよい。これを模式的に表したのが図４である。このような場合、図４に示すように、各隅部を除く左右辺２４，２６及び前後辺２８，３０の主要部分を延長して平行四辺形を定義し、これから上記点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを定義すればよい。

縦溝１２とトレッド端部との間で形成される両端のブロック列のブロック１６においても、図１に示すように、基本的には上記した中央寄りのブロック列と同様にサイプ１８が設定されている。但し、両端のブロック列では、ノッチ３２は、縦溝１２に面するサイプ１８の一端側のみに設けられており、また、サイプ１８は、それによって分断されるブロック１６の前後２つの領域の面積が等しくなるようには設定されていない。なお、サイプ１８によって分断されるブロック１６の前後２つの領域の面積が等しくなるように設定してもよい。

なお、サイプ１８の深さは特に限定されないが、通常は縦溝１２の深さよりも浅く設定され、好ましくは縦溝１２の深さの２０〜９０％に設定される。

次に、以上よりなる本実施形態の重荷重用空気入りタイヤを含む実施例のタイヤと、比較例のタイヤとについて、騒音性能と制動性能を評価した。

詳細には、タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５ １４ＰＲで、図１に示すトレッドパターンを持つタイヤを作製して、これを実施例１とした（サイプ１８の左右辺２４，２６との交点は点Ａ及び点Ｂからそれぞれ２ｔ／３の位置に設定）。また、図１に示すトレッドパターンを基本として、各ブロック１６に設けるサイプ１８を図５に示すように点Ａと点Ｂを結ぶように設定したタイヤを作製して、これを実施例２とした。更に、図６に示すように、サイプ１０１を横溝１０２と平行に設定したタイヤを比較例１とした。

各タイヤについて、台上騒音レベルを測定した。測定は、自動車規格タイヤ騒音試験方法ＪＡＳＯ Ｃ６０６に準拠し、空気圧：７００ｋＰａ、荷重：２７２５ｋｇｆ、使用リム：２２．５×７．５０、速度７０ｋｍ／ｈとしてドラム上で騒音の音圧レベルを測定した。下記表１に、１次成分と２次成分のピーク値について、比較例１の値に対する差を示した。また、実施例１と比較例１については周波数に対する騒音レベルのグラフを図７に示す。

また、各タイヤについて、制動性能を測定した。測定は、ドライ路面にて速度６０ｋｍ／ｈの状態からフルロックして停止するまでの距離を測定し、比較例１のタイヤを１００とした指数で表１に結果を示した。値が高いほど制動性能が良いことを表す。

その結果、実施例のタイヤでは、比較例１のタイヤに比べて、制動性能を実質的に悪化させることなく、２次成分の音圧レベルが顕著に低減していた。特に、実施例１のタイヤでは、比較例１のタイヤと同等の１次成分低減効果を確保しながら２次成分が顕著に低減していた。

本発明の一実施形態にかかる重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 実施形態にかかるブロックの模式図である。 同上の変更例を示すブロックの模式図である。 同上の変更例を示すブロックの模式図である。 同上の変更例を示すブロックの模式図である。 比較例のタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 実施例および比較例における騒音レベルのグラフである。

符号の説明

１０……トレッド
１２……縦溝
１４……横溝
１６……ブロック
１８……サイプ
３２……ノッチ

Claims (2)

1. トレッドにタイヤ周方向に延びる縦溝と周方向に間隔をおいて配された横溝とによりブロックが形成された重荷重用空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックを分断するように延びるサイプが設けられ、該サイプは、前記ブロックの最長対角線を構成する相対する隅部の頂点を点Ａ及び点Ｂとし、前記ブロックの左右辺の中点をそれぞれ点Ｃ及び点Ｄとしたとき、これら点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで囲まれる領域内で前記ブロックを分断し、かつ、前記横溝に対して傾斜して設けられ、
   前記ブロックには前記サイプの一端又は両端にノッチが設けられた
   ことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
2. 前記ブロックの左右辺における線分ＡＣの長さ及び線分ＢＤの長さをｔとして、線分ＡＣ上における点Ａから０．１ｔの位置を点Ａ’、点Ａから０．７ｔの位置を点Ｃ’とし、また、線分ＢＤ上における点Ｂから０．１ｔの位置を点Ｂ’、点Ｂから０．７ｔの位置を点Ｄ’としたとき、前記サイプがこれら点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’及びＤ’で囲まれる領域内で前記ブロックを分断することを特徴とする請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。

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