JP4566389B2

JP4566389B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4566389B2
Application number: JP2000344102A
Authority: JP
Inventors: 重隆池木
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002144821A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ショルダーリブを有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤを自動車に装着して走行するときの課題のひとつとしてタイヤの騒音を挙げることができる。
このタイヤに起因する騒音として、トレッドに周方向の間隔をおいて形成した横溝が周期的に接地面で空気を圧縮、開放することに起因する所謂パターンノイズと、トレッドに幅方向の間隔をおいて形成した主溝（縦溝）が接地面で空気を圧縮、開放することに起因する１ＫＨｚ付近の所謂ポンピングノイズと、荒れた路面等でタイヤ自体が自励振動を起こすロードノイズ等々がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記パターンノイズの対策として横溝のないリブパターンのトレッドを採用することでノイズの発生を低減できる。
しかしながら、横溝のないリブパターンであるとウエット路面でのブレーキ性能が悪化するという課題がある。また、リブパターンでは周方向剛性が高いため、ロードノイズ、乗心地が悪化するという課題がある。
【０００４】
なお、特許第２９０５２５６号公報において、「一対のサイドウォール部に跨がって延びる円筒状をしたトレッド部の外表面に、軸方向に互いに所定間隔離れて配置された複数本の周方向に延びる主溝を形成することにより、周方向に延びる複数本の陸部列を画成するとともに、これら陸部列にトレッド端からタイヤ赤道面に向かうに従いタイヤ回転方向前方に向かって傾斜した複数の横溝を周方向に所定間隔離して形成した高速走行用空気入りタイヤにおいて、少なくともいずれか１本の陸部列における横溝を、両端が主溝に開口する横断溝と、トレッド端に近接する一端が主溝に開口する一方、タイヤ赤道面に近接する他端が陸部列の幅方向途中において終わる中断溝と、から構成し、かつ、前記中断溝の周方向両側に横断溝を配置するようにしたことを特徴とする高速走行用空気入りタイヤ。」が提案されており、タイヤ騒音を低減させている。
【０００５】
しかし、この公報で開示の空気入りタイヤにおいては、両端が主溝に開口する横断溝が、先着接着部位がタイヤ内側で後着接地部位がタイヤ外側（トレッド端からタイヤ赤道面に向かうに従いタイヤ回転方向前方に向って傾斜した複数の横溝）であることから、この横溝に接地面において封じ込められた空気は、タイヤ外側方に向って放出されることから、タイヤ騒音の低減には差程寄与しないものであった。
【０００６】
そこで本発明は、ブレーキ性能、ロードノイズ、乗心地等を損なうことなくタイヤ騒音を低減できるショルダーリブを有する空気入りタイヤを提供するものであり、具体的には、ショルダーリブを分断するサイプを形成することでリブ剛性を下げてロードノイズ、乗心地の悪化を防ぐとともに、サイプのエッジ成分によってウエット路面でのブレーキ性能を維持し、サイプエッジをタイヤ外側から内側へ向けて閉じ（対向エッジが接近して接触すること）させることによってサイプ内で発生（圧縮）したパターンノイズ（空気等）を接地面内方側へ放出させてタイヤ外方へ放出されるパターンノイズを低減した空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ショルダーリブを有する空気入りタイヤであって、前述の目的を達成するために、次の技術的手段を講じている。
すなわち、請求項１に係る空気入りタイヤは、前記ショルダーリブには周方向（リブ長手方向）の間隔をおいてこのリブを分断するサイプが形成され、このサイプは、タイヤ外側の開口端が先着接地部位とされ、タイヤ内側の開口端が後着接地部位とされており、且つ前記先着接地部位の開口端の開口長さに対して前記後着接地部位の開口端の開口長さが大きくされていて、接地したときタイヤ外側からタイヤ内側に向ってサイプエッジが閉じるようにされていることを特徴とするものである。
【０００８】
このようにショルダーリブがサイプによって分断されていることから、リブ剛性（周方向剛性）が下げられてロードノイズ、乗り心地の悪化（低下）を防ぐとともに、サイプのエッジ成分によってウエット路面等でのブレーキ性能を維持しつつ当該サイプエッジをタイヤ外側から内側に向けて閉じ（対向エッジが互いに接近して接触する挙動をいう）させることによってサイプ内で発生（圧縮）したパターンノイズ（空気等）を接地面内方側へ放出して、タイヤ外側へ放出されるパターンノイズを低減したのである。
【０００９】
ここで、ショルダーリブを分断するサイプにおける両開口端の開口長さ（サイプ幅）は同一乃至ほぼ同一長さとすることもできるが、請求項１では、後着接地部位の開口端の開口長さを先着接地部位の開口長さに対して大きくすることによってパターンノイズを低減できて有利となる。
また、請求項２に係る発明は、ショルダーリブを有する空気入りタイヤであって、前記ショルダーリブには周方向（リブ長手方向）の間隔をおいてこのリブを分断するサイプが形成され、このサイプは、タイヤ外側の開口端が先着接地部位とされ、タイヤ内側の開口端が後着接地部位とされており、且つ前記先着接地部位の開口端の開口長さに対して前記後着接地部位の開口端の開口長さが大きくされ、ショルダーリブの接地長さをＬ、ショルダーリブの外径をＤ、接地変形によって見掛け上トレッド表面が縮む長さをＳ、としたときＳ＝２×Ｄ×π×ｓｉｎ^-1（Ｌ／Ｄ）／３６０−Ｌの数式を満しており、前記タイヤ外側の開口端の開口長さＰ₀は、Ｓ／Ｎ×０．８≦Ｐ₀≦Ｓ／Ｎ×１．２とされている（但し、Ｎはショルダーリブの接地面内のサイプ個数）ことを特徴とする。
【００１０】
前記Ｐ₀がＳ／Ｎ×０．８以下では、接地面内におけるサイプが密着し過ぎてショルダーリブの剛性が高くなってサイプ形成の意義がなくロードノイズ、乗心地が悪くなることが、一方、Ｐ₀がＳ／Ｎ×１．２以上であればサイプに内包された圧縮空気等によるパターンノイズがタイヤ外側に放出されて騒音低減が差程期待できないことがそれぞれ実験（試験）の結果、明らかとなった。
【００１１】
また、前記タイヤ内側の開口端の開口長さをＰ₁としたとき、Ｐ₀×１．０５≦Ｐ₁とされていることが推奨される。
前記Ｐ₁がＰ₀×１．０５以下であればサイプを接地面内でタイヤ外側からタイヤ内側に向って徐々に（だんだんと）閉じる効果が薄れることが実験（試験）の結果、明らかとなった。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、空気入りタイヤ（空気入りラジアルタイヤ）のトレッドにおける接地面形状１を示しており、自動車に当該タイヤを装着して直進走行しているとき（負荷状態）の形状であり、タイヤ赤道Ｏ−Ｏにおいて左右が対称乃至ほぼ対称で接地幅Ｗで接地長さＬとされた縦長楕円形状となっている。
【００１３】
トレッドには、この左右にショルダーリブ２が形成（図では左側のリブ２を示している）され、このリブ２は接地幅Ｗの５％以上のリブ幅Ａを有して帯状に突隆されていて周方向（タイヤ回転方向）に延伸されており、このリブ２の外端部２Ａは接地幅Ｗの８０％より外側に位置し、図１では０．１Ｗ以下の間隔Ｂを有している。
【００１４】
左右のショルダーリブ２の間におけるトレッドには、図示省略しているがトレッド幅方向の間隔を有して周方向に延伸された主溝（縦溝）を介して左右のサイドリブ又はセンターリブ等が区画形成されており、これらリブは副溝（横溝）によって周方向に間隔をおいて配列したブロック又はラグに形成される場合がある。
【００１５】
左右のショルダーリブ２には周方向（リブ長手方向）の間隔をおいてこのリブ２を分断（横断）するサイプ３が形成され、ここに、リブ２の周方向剛性を下げてロードノイズ、乗心地の悪化を防いでいる。
サイプ３はこれが（トレッドが）接地したときタイヤ外側（図１では左側）からタイヤ内側（図では右側）に向って対向するエッジ３Ａ、３Ｂが閉じるようにされている。
【００１６】
ここに、タイヤが矢示Ｃの方向に回転してリブ２が接地すると、このリブ２を分断したサイプ３のエッジ３Ａ、３Ｂは、弾性変形と弾性復元を繰り返してウエット路面（氷雪路面）であっても水又は水膜を破るエッジ作用でブレーキ機能を奏するのである（勿論、ドライ路面でも同じ作用をする）。
一方、サイプ３内において圧縮される（封じ込められた）空気等は、タイヤ外側からタイヤ内側に向って徐々に（だんだんと）対向エッジ３Ａ、３Ｂが弾性変形によって閉じていくことからタイヤ内方（タイヤ赤道側）に放出され、ここに、タイヤ外方に放出される割合が少ないことから騒音は大幅に低減（抑制）されるのである。
【００１７】
より、具体的に説明すると、図１〜３で示すように前記サイプ３は、タイヤ外側の開口端３Ｃが先着接地部位とされ、タイヤ内側の開口端３Ｄが後着接地部位とされて傾斜しており、前記先着接地部位の開口端３Ｃの開口長さＰ₀に対して前記後着接地部位の開口端３Ｄの開口長さＰ₁が大きくされている。
ここで、先着接地部位とは、自動車に装着された空気入りタイヤが矢示Ｃ方向に回転するとき、接地面形状１において路面に先に接地する部分をいい、後着接地部位とは先着接地部位に遅れて接地する部分を意味している。
【００１８】
更に、前記開口端３Ｃ、３Ｄは主溝又は副溝に対峙してそれぞれ開放（つながって）されており、サイプ３の底は半円形の有底部３Ｅとされ、このサイプ３の深さは主溝又は副溝と同じ深さか若しくは主溝又は副溝の深さの半分程度以上の深さとすることが推奨される。
サイプ３の形状すなわちサイプエッジ３Ａ、３Ｂの形状乃至方向は、図２で示すように先着側エッジ３Ａと後着側エッジ３Ｂがともにタイヤ軸心に対して後退角を有して傾斜しているときは、エッジ３Ａの後退角に比べてエッジ３Ｂの後退角が大きく設定される。
【００１９】
なお、図４で示すサイプ３は先着側エッジ３Ａは後退角がなく（すなわちタイヤ軸心と平行）、後着側エッジ３Ｂが後退角を有するものである。前記後退角は、その角度が大きければ横滑りに対する抵抗（踏んばり）が強くなり、一方、ブレーキ機能は弱くなることから、これら機能を総合して設定される。
また、サイプ３のエッジ３Ａ、３Ｂは、図５（１）で示すように弯曲凹凸の連続による所謂波形サイプであっても良く、また、図５（２）で示すようにサイプ長手方向の中途に折れ部３Ａ−１、３Ｂ−１を有する所謂折形サイプであっても良い。
【００２０】
また、サイプ３の形成ピッチ（リブ３の分断間隔）は、リブ剛性を考慮して設定され、更に、高速道路等の路面にレイングルーブを形成した所謂レイングルーブ路面においては、サイプエッジ３Ａ、３Ｂがレイングルーブエッジと緩衝する機会を極めて少なくして、ウエット性能とワンダリング性能を向上する観点からもサイプ３の形成ピッチを設定することが望ましい。
【００２１】
更に、開口端３Ｃ、３Ｄの開口長さ（周方向幅）Ｐ₁、Ｐ₀については任意であるが、以下のようにすることが推奨される。
図１において、左右のショルダーリブ２の接地長さをＬ、ショルダーリブ２の外径をＤ、接地変形によって見掛け上トレッド表面が縮む長さをＳ、としたときＳ＝２×Ｄ×π×ｓｉｎ^-1（Ｌ／Ｄ）／３６０−Ｌの数式を満しており、前記タイヤ外側の開口端３Ｃの開口長さＰ₀は、Ｓ／Ｎ×０．８≦Ｐ₀≦Ｓ／Ｎ×１．２とされている（但し、Ｎはショルダーリブ２の接地面内のサイプ個数）。
【００２２】
すなわち、Ｐ₀がＰ₀＜Ｓ／Ｎ×０．８であるとリブ２（サイプ３）が密着しすぎてリブ２をサイプ３で分断してリブ剛性を抑えた意味が少なく、これ故、ロードノイズ、乗心地が悪くなるのであり、一方、Ｐ₀＞Ｓ／Ｎ×１．２であると、パターンノイズ（圧縮空気）がタイヤ外側方に放出され易くなって騒音の点で不利となるのである。
【００２３】
また、前記タイヤ内側の開口端３Ｄの開口長さＰ₁は、Ｐ₀×１．０５≦Ｐ₁とされていることが推奨される。
これはＰ₁＜Ｐ₀×１．０５であるとサイプ（エッジ）を外側から内側に向って徐々に閉じることから起こる作用効果が薄れるからである。
本発明の実施の形態は以上の通りであるが、種々の設計変更は可能である。
【００２４】
例えば、トレッドにおける接地面形状１は縦長楕円形で例示したが、偏平空気入りラジアルタイヤのときは、この形状１は横長楕円形であっても良い。
また、ショルダーリブ２とは、タイヤのショルダー部位に、周方向に延伸して突隆形成されたものをいい、左右ショルダー部位に配置される限りにおいて、１本又は２本であっても良く、更には、直線（平行）リブの他、ジグザグ形（波形乃至イナズマ形）であっても良い。
【００２５】
また、リブを分断するサイプ３については、左右のサイドリブ（セカンドリブともいい、ショルダーリブ２の内側リブである）に適用することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであり、ブレーキ性能、乗心地性能等を犠牲にすることなく、騒音を抑制した静音性に優れた空気入りタイヤを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの接地面形状を示している。
【図２】ショルダーリブの第１例を示す拡大平面図である。
【図３】図２の斜視図である。
【図４】ショルダーリブの開示例を示す拡大平面図である。
【図５】ショルダーリブの第２例および第３例を示し（１）は第２例、（２）は第３例の各拡大平面図である。
【符号の説明】
１接地面形状
２ショルダーリブ
３サイプ
３Ａ先着側サイプエッジ
３Ｂ後着側サイプエッジ
３Ｃ外側開口端
３Ｄ内側開口端

Claims

ショルダーリブを有する空気入りタイヤであって、前記ショルダーリブには周方向（リブ長手方向）の間隔をおいてこのリブを分断するサイプが形成され、このサイプは、タイヤ外側の開口端が先着接地部位とされ、タイヤ内側の開口端が後着接地部位とされており、且つ前記先着接地部位の開口端の開口長さに対して前記後着接地部位の開口端の開口長さが大きくされていて、接地したときタイヤ外側からタイヤ内側に向ってサイプエッジが閉じるようにされていることを特徴とする空気入りタイヤ。
ショルダーリブを有する空気入りタイヤであって、前記ショルダーリブには周方向（リブ長手方向）の間隔をおいてこのリブを分断するサイプが形成され、このサイプは、タイヤ外側の開口端が先着接地部位とされ、タイヤ内側の開口端が後着接地部位とされており、且つ前記先着接地部位の開口端の開口長さに対して前記後着接地部位の開口端の開口長さが大きくされ、ショルダーリブの接地長さをＬ、ショルダーリブの外径をＤ、接地変形によって見掛け上トレッド表面が縮む長さをＳ、としたときＳ＝２×Ｄ×π×ｓｉｎ^-1（Ｌ／Ｄ）／３６０−Ｌの数式を満しており、前記タイヤ外側の開口端の開口長さＰ₀は、Ｓ／Ｎ×０．８≦Ｐ₀≦Ｓ／Ｎ×１．２とされている（但し、Ｎはショルダーリブの接地面内のサイプ個数）ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記タイヤ内側の開口端の開口長さをＰ₁としたとき、Ｐ₀×１．０５≦Ｐ₁とされていることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。