JP4316268B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、騒音性能を改善するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの騒音の一つに、トレッド面にタイヤ周方向に延設した周方向溝に起因する気柱共鳴がある。従来、この気柱共鳴を改善するため、例えば、周方向溝の底面をタイヤ周方向に沿って正弦波状に変化させ、溝断面積を正弦波状に変えるようにした空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように溝断面積を正弦波状に変化させることにより、接地時における気柱共鳴周波数を変化させ、その周波数を一定に持続できなくなるようにすることで、気柱共鳴に起因する騒音を低減するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０８２１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、いずれの産業分野においても環境への関心が高く、空気入りタイヤにおいても、より騒音低減に貢献する技術の提案が求められている。
【０００５】
本発明は、周方向溝の気柱共鳴に起因する騒音を効果的に低減することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝を溝断面積が異なる複数の周方向溝部を溝断面積が方形波状に変化するように連接して構成すると共に、前記トレッド面にタイヤ幅方向に延びるラグ溝をタイヤ周方向に可変ピッチで配置し、該ラグ溝によりピッチ長さの異なるパターン要素を区分形成し、各パターン要素に含まれる前記周方向溝の部分を前記周方向溝部にし、各周方向溝部の周方向長さｍを前記トレッド面の周方向溝位置における周方向接地長さＬに対してＬ／３≦ｍ＜Ｌの範囲にする一方、隣接する周方向溝部間における溝断面積の大小の比ｒを１．０２≦ｒ≦１．６０にしたことを特徴とする。
【０００７】
このように周方向溝部を溝断面積が方形波状に変化するように連接すると共に、ラグ溝により区分された各パターン要素に含まれる周方向溝部の部分を周方向溝部とし、その各周方向溝部の周方向長さｍと隣接する周方向溝部間における溝断面積の大小の比ｒを上記のように規定することで、タイヤ接地時にタイヤの転動に伴って気柱共鳴周波数を大きく変化させることができるので、気柱共鳴に起因する騒音を効果的に改善することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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。
【０００９】
図１は本発明の空気入りタイヤの一例を示し、トレッド面１にはタイヤセンターラインＣＬの両側にタイヤ周方向Ｔに沿ってストレート状に延在する周方向溝（主溝）２がそれぞれ１本設けられている。タイヤセンターラインＣＬ上及びタイヤセンターラインＣＬと両周方向溝２との間にタイヤ周方向Ｔに沿って延びる第１周方向細溝３，４が配設され、両周方向溝２間には周方向溝２と第１周方向細溝３，４によりタイヤ周方向Ｔに延在するリブ５を区分形成したリブ基調のトレッドパターンにしている。
【００１０】
第１周方向細溝４と周方向溝２との間に位置する両リブ５Ａには、周方向溝２からタイヤ幅方向内側に傾斜して延びるラグ溝６がタイヤ周方向Ｔに可変ピッチで配置され、トレッド面１にはこのラグ溝６によりピッチ長さの異なる複数のパターン要素Ｘが区分形成されている。サイプ７がラグ溝６の内端からタイヤ幅方向内側に延在して第１周方向細溝４に連通している。
【００１１】
両周方向溝２のタイヤ幅方向外側には、それぞれタイヤ周方向Ｔに沿って延在する１本の第２周方向細溝８が設けられている。各周方向溝２からタイヤ幅方向外側に向けて湾曲して延在する複数の横細溝９がタイヤ周方向Ｔに所定の間隔で各パターン要素Ｘに設けられている。各横細溝９は、第２周方向細溝８と交差しタイヤ接地端Ｅを超えて延設されている。１本置きの各横細溝９の外側端がラグ溝１０に連通している。両周方向溝２よりタイヤ幅方向外側のトレッド面１には、周方向溝２、第２周方向細溝８、横細溝９によりブロック１１が区画形成されている。
【００１２】
上記周方向溝２は、図２に示すように溝底２Ａに断面半円状の凹部１２または凸部１３を設けて溝断面積を異なるようにした複数の周方向溝部２Ｘから構成されている。凹部１２または凸部１３の断面形状は、半円状に限定されず、例えば矩形状などであってもよい。
【００１３】
各周方向溝部２Ｘにはその溝底の全長にわたって凹部１２または凸部１３が両溝壁面２Ｂから離間して形成され、各周方向溝部２Ｘにおける溝断面積はそれぞれ一定になっており、このような周方向溝部１２Ｘを凹部１２と凸部１３とが交互となるように配置し、図３に示すように、その溝断面積が方形波状に変化するように連接して１本の周方向溝２を構成している。凹部１２と凸部１３は、パターンノイズの点から上記のように両溝壁面２Ｂから離間させるのが好ましい。
【００１４】
各周方向溝部２Ｘの周方向長さｍ（溝中心における長さ）は、図４に示すように、トレッド面１が路面に接地した時の接地領域Ｃにおけるトレッド面１の周方向溝位置（溝中心）における周方向接地長さＬに対して、Ｌ／３≦ｍ＜Ｌの範囲に設定されている。
【００１５】
また、周方向溝部１２Ｘを上記のように溝断面積が方形波状に変化するように連接することにより、周方向溝部１２Ｘは溝断面積が大−小−大−小と交互に配置された構造になるが、その際に隣接する周方向溝部１２Ｘ間における溝断面積の大小の比（大きい方の溝断面積／小さい方の溝断面積）ｒを１．０２≦ｒ≦１．６０の範囲にしている。
【００１６】
上述した本発明によれば、周方向溝部２Ｘを溝断面積が方形波状に変化するように連接して周方向溝２を構成し、その各周方向溝部２Ｘの周方向長さｍと隣接する周方向溝部２Ｘ間における溝断面積の大小の比ｒを上記のように特定することにより、接地時にタイヤの転動に伴って気柱共鳴周波数が図５に示すように大きく変化するので、気柱共鳴に起因する騒音を効果的に低減することができる。
【００１７】
上記周方向溝部２Ｘの周方向長さｍがＬ／３より小さくても、またＬ以上であっても、気柱共鳴に起因する騒音を効果的に改善することが難しくなる。好ましくは、２Ｌ／５≦ｍ≦４Ｌ／５、より好ましくはＬ／２がよい。
【００１８】
上記溝断面積の大小の比ｒが１．０２未満であると、改善効果が低減し、１．６０を超えると、気柱共鳴音の改善効果をそれ以上望めず、逆にパターンノイズや耐ハイドロプレーニング性能の悪化を招くので好ましくない。
【００１９】
本発明では、図１に示すように、各パターン要素Ｘに含まれる周方向溝２の部分を上記周方向溝部２Ｘとなるようにする。一般に、タイヤを加硫するのに使用されるセクショナル型の金型は、図６に示すように、タイヤのサイドウォール部を成形する上下の金型２１，２２と、ビード部を成形する上下のビードリング２４，２５、及びトレッド部を成形する複数のセクター２３を有し、各セクター２３は、各パターン要素Ｘを備えた各石膏型を作り、この石膏型を複数並べた状態で鋳造により製造されるが、各パターン要素Ｘに含まれる周方向溝２の部分を周方向溝部２Ｘにすることで、各石膏型における周方向溝の形状を途中で変化させることなく一定にすることができるので、石膏型の作製を容易にすることができる。
【００２０】
上記石膏型を用いて製造された各セクター２３は、その成形面２３Ａが複数のパターン要素Ｘを成形できるように形成され、成形面２３Ａから突出した周方向溝成形刃２３Ｂは、その先端にパターン要素Ｘの周方向溝部２Ｘの凹部１２と凸部１３とを成形するための周方向に交互に並んだ凸部２６と凹部２７を有している。
【００２１】
周方向溝成形刃２３Ｂは、凸部２６と凹部２７を設けることにより、図６に示す金型径方向断面における断面積が方形波状に変化し、凸部２６を有する刃部２３Ｂ１と凹部２７を有する刃部２３Ｂ２の周方向長さｎが上記周方向接地長さＬに対してＬ／３≦ｎ＜Ｌ、また隣接する刃部２３Ｂ１，２３Ｂ２間における断面積の大小の比は１．０２〜１．６０である。
【００２２】
このようなセクター２３を用いたセクショナル型の金型をタイヤ加硫機に取り付け、グリーンタイヤをその金型内にセットして加圧加熱して加硫成形することにより、上述したような空気入りタイヤを得ることができる。なお、図６では、図面を見易くして理解を容易にするため、本発明の特徴である周方向溝２を成形する周方向溝成形刃２３Ｂのみを成形面２３Ａに突出して示している。
【００２３】
本発明において、上記周方向溝２では、溝底２Ａに凹部１２と凸部１３とからなる凹凸を設けて溝断面積が異なる複数の周方向溝部２Ｘを形成したが、それに代えて、溝幅や溝壁角度を隣接する周方向溝部２Ｘ間で変更することにより、あるいは凹凸、溝幅、溝壁角度を適宜組み合わせることにより、溝断面積が異なる複数の周方向溝部２Ｘを形成するようにしてもよい。このような場合、金型ではセクター２３の周方向溝成形刃２３Ｂの厚さや刃面の角度を隣接する刃部２３Ｂ１，２３Ｂ２間で変更、あるいは凹凸、厚さ、刃面の角度を適宜組み合わせることにより、断面積を異なるようにした複数の刃部を形成する。中でも、溝底に凹凸を設けるのが、リブやブロックの剛性低下を招き難くすることができるので好ましい。
【００２４】
また、図３では、１つ置きの溝断面積が大きくなる周方向溝部２Ｘと、１つ置きの溝断面積が小さくなる周方向溝部２Ｘは、それぞれ同じ溝断面積にした例（溝断面積が２種類の例）を示したが、図７に示すように、１つ置きの溝断面積が大きくなる周方向溝部２Ｘ及び１つ置きの溝断面積が小さくなる周方向溝部２Ｘにおいて、それぞれ溝断面積を異ならせ、あるいは溝断面積を３種類以上異ならせ、それらを周期的にあるいはランダムに配置してもよい。上記金型において、刃部２３Ｂ１，２３Ｂ２を同様にすることができる。
【００２６】
本発明は、上述したようにトレッド面１にリブ基調のトレッドパターンを設けた乗用車用空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、当然のことながらそれに限定されず、トレッド面１のセンター部にブロックを設けたブロック基調のトレッドパターンを有する乗用車用空気入りタイヤであってもよい。
【００２７】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５、トレッドパターンを図１で共通にし、溝底に同じ断面積を有する半円状の凹部を設けた周方向溝部と同じ断面積を有する半円状の凸部を設けた周方向溝部を交互に配置し、各周方向溝部の周方向長さｍと溝断面積の大小の比ｒを表１のようにした本発明タイヤ１〜８と比較タイヤ１〜４、及び凹部と凸部を設けずに周方向溝の溝断面積を一定にした比較タイヤ５、周方向溝の底面をタイヤ周方向に沿って正弦波状に周期的に変化させて溝断面積を正弦波状に変えた比較タイヤ６とをそれぞれ作製した。なお、表１における比較タイヤ６の比ｒは、正弦波状に変化する溝断面積の最大と最小の比である。
【００２８】
これら各試験タイヤをリムサイズ１５×６ 1/2ＪＪのリムに装着し、空気圧を１９０kPa にして排気量１．８リットルの乗用車に取り付け、以下に示す測定方法により騒音性能の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
【００２９】
騒音性能
テストコースにおいて、時速６０km/hで直進走行した時の車内騒音を官能評価し、その結果を比較タイヤ５を１００とする指数値で評価した。この値が小さい程騒音性能に優れ、気柱共鳴に起因する騒音が小さいことを意味する。
【００３０】
【表１】

表１から、本発明タイヤは、周方向溝の気柱共鳴に起因する騒音を効果的に改善できることがわかる。また、周方向溝部の周方向長さｍを、好ましくは２Ｌ／５〜４Ｌ／５、より好ましくはＬ／２にするのがよいことがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように本発明は、周方向溝部を溝断面積が方形波状に変化するように連接して周方向溝を構成すると共に、ラグ溝により区分された各パターン要素に含まれる周方向溝の部分を周方向溝部とし、各周方向溝部の周方向長さと隣接する周方向溝部間における溝断面積の大小の比を上記のように規定することにより、周方向溝の気柱共鳴に起因する騒音を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乗用車用空気入りタイヤの一例を示すトレッド面の要部展開図である。
【図２】図１のタイヤにおいて、内部のタイヤ構成部材を省略して示すタイヤ子午線断面図である。
【図３】周方向溝の溝断面積の変化を示すグラフ図である。
【図４】トレッド面の接地領域を示す拡大図である。
【図５】タイヤ転動に伴って生じる気柱共鳴周波数の変化を示すグラフ図である。
【図６】本発明の乗用車用空気入りタイヤを製造するのに使用する金型の径方向半断面図である。
【図７】周方向溝の溝断面積変化の他の例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１ トレッド面 ２ 周方向溝
２Ａ 溝底 ２Ｂ 溝壁面
２Ｘ 周方向溝部 ５ リブ
６ ラグ溝 １１ ブロック
１２ 凹部 １３ 凸部
Ｃ 接地領域 ＣＬ タイヤセンターライン
Ｔ タイヤ周方向 Ｘ パターン要素

Claims (3)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝を溝断面積が異なる複数の周方向溝部を溝断面積が方形波状に変化するように連接して構成すると共に、前記トレッド面にタイヤ幅方向に延びるラグ溝をタイヤ周方向に可変ピッチで配置し、該ラグ溝によりピッチ長さの異なるパターン要素を区分形成し、各パターン要素に含まれる前記周方向溝部の部分を前記周方向溝部にし、各周方向溝部の周方向長さｍを前記トレッド面の周方向溝位置における周方向接地長さＬに対してＬ／３≦ｍ＜Ｌの範囲にする一方、隣接する周方向溝部間における溝断面積の大小の比ｒを１．０２≦ｒ≦１．６０にした空気入りタイヤ。
2. 前記周方向溝の溝底に凹部と凸部を交互に設けることにより、前記溝断面積が異なる複数の周方向溝部を形成した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向溝の溝底に設けた前記凹部と前記凸部とを、前記周方向溝の全長にわたって該周方向溝の両溝壁面から離間するように形成した請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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