JP4744155B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に形成された溝部に起因して発生するポンピング音を低減しうる空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのトレッド面には、各種のトレッドパターンが形成され、使用条件に応じた各種のタイヤ性能が付与される。中でも、ファッション性を重視した空気入りタイヤでは、タイヤ性能を高めるだけでなく、視覚を通じて美感を起こさせるような形状のトレッドパターンが形成される。そのようなファッション性を高めうるトレッドパターンとしては種々のものがあり、様々な形状の溝部および陸部がトレッド面に形成される。

図６は、そのようなファッション性を重視した空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す斜視図であり、溝部の一部を拡大して示したものである。通常、トレッド面に形成される溝部は、一定の溝幅で又は溝幅を漸減若しくは漸増させて形成されるが、図６に示す溝部は、溝幅を端部で局部的に拡げてなる袋状に形成されている。かかる袋状溝２３は、部分的に開口した略ループ状の内側壁１６を有する溝頭部１７と、その開口に溝頭部１７の最大溝幅よりも小さい溝幅で連通する溝首部１８と、を有する。

このような袋状溝が形成されたトレッド面について、本発明者らが研究したところ、以下の事柄が判明した。即ち、上記のような袋状溝が形成されたトレッド面では、走行時において溝頭部１７と路面とにより略閉空間が形成され、その略閉空間内の圧縮された空気が狭い溝首部１８を通って急激に放出されることでポンピング音が発生し、騒音性能を低下させることがわかった。かかるポンピング音を低減するための対策としては、溝頭部１７の溝幅を小さくしたり溝首部１８の溝幅を大きくしたりすることで、空気の移動を円滑にすることが考えられる。しかしながら、ファッション性を重視した空気入りタイヤでは、デザインの都合上、溝幅の採りうる範囲が制限される場合があり、上記対策は必ずしも採用することができない。

ここで、下記特許文献１には、ラグ溝の端部同士を細溝で連結した空気入りタイヤが開示されている。しかし、かかる空気入りタイヤは、タイヤ赤道面を隔てて位置するラグ溝の端部同士を、ラグ溝よりも溝深さが深い細溝で連通することで、トレッドゴムに生じるせん断変形を抑制してカットセパレーションを防止するものであり、上記のような袋状溝におけるポンピング音を低減しうるものではない。
特開２００４−１５５３３５号公報

そこで、本発明の目的は、トレッド面に形成された袋状溝に起因して発生するポンピング音を低減しうる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き構成の本発明により達成することができる。即ち、本発明は、トレッド面に溝部が形成された空気入りタイヤにおいて、前記溝部が、部分的に開口した略ループ状の内側壁と平坦な溝底面とを有する略円形状の溝頭部と、前記溝頭部の開口にその溝頭部の最大溝幅よりも小さい溝幅で連通する溝首部と、を有し、トレッド縁から前記溝首部を介して前記溝頭部に至るまで枝分かれせずに形成された袋状溝を備え、タイヤ周方向に延びて、前記袋状溝の溝頭部と、その袋状溝に陸部を挟んで隣接する別の袋状溝の溝頭部とを連結する連結溝が形成され、溝断面積が最も小さくなる前記溝首部の横断面を最小横断面とするとき、前記連結溝の溝幅が、前記最小横断面における溝幅以下で且つ２ｍｍ以上であり、前記溝頭部には前記溝首部と前記連結溝のみが連通するものである。

上記構成によれば、袋状溝の溝頭部が、その袋状溝に陸部を挟んで隣接する他の溝又は接地端と連結溝を介して連結されているため、走行時において溝頭部と路面とにより形成される略閉空間内の空気が、溝首部と連結溝との両方から分散されて放出される。その結果、溝首部を通って放出される空気の圧力を低下させて、ポンピング音を低減することができる。

ここで、「接地端」とは、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの平面路面に接地するタイヤ軸方向の最外位置を指す。なお、正規荷重及び正規内圧とは、ＪＩＳＤ４２０２（自動車タイヤの諸元）等に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧とし、正規リムとは、原則としてＪＩＳＤ４２０２等に定められている標準リムとする。

上記において、溝断面積が最も小さくなる前記溝首部の横断面を最小横断面とするとき、前記最小横断面における溝断面積Ｓ（ｍｍ^２）と、前記溝頭部に最も近い前記最小横断面から前記溝頭部側の、前記連結溝が形成されない場合の溝容積Ｖ（ｍｍ^３）との関係が、Ｖ／Ｓ≧２５であるものが好ましい。ここで、溝首部の横断面とは、溝首部が延びる方向に対して直交する断面を意味する。

本発明者らは、上記目的をより効果的に達成すべく、袋状溝が形成されたトレッド面について鋭意研究したところ、溝頭部の溝容積と溝首部の溝断面積との関係に着目し、実施例に示す方法により図７のグラフに示す結果を得た。このグラフの横軸は、最小横断面における溝断面積Ｓ（ｍｍ^２）と、溝頭部に最も近い最小横断面から溝頭部側の、上記連結溝が形成されない場合の溝容積Ｖ（ｍｍ^３）との比Ｖ／Ｓであり、縦軸は、走行時の騒音レベルである。図７によれば、Ｖ／Ｓが大きいほど、溝首部を通過する空気の溝断面積あたりのボリュームが増えるため、騒音レベルが大きくなることが分かった。特にＶ／Ｓが２５以上では、騒音レベルが実用上問題となることが分かった。即ち、上記構成は、ポンピング音の発生が顕著となる袋状溝に対して、ポンピング音を低減可能な連結溝を形成したものであり、本発明に係る構成が特に有用になりうるものである。

上記のように、本発明では、溝断面積が最も小さくなる前記溝首部の横断面を最小横断面とするとき、前記連結溝の溝幅が、前記最小横断面における溝幅以下で且つ２ｍｍ以上である。

上記構成によれば、連結溝の溝幅が最小横断面における溝幅以下に設定されていることにより、連結溝がトレッド面上で目立たずファッション性を損なうことがないため、ファッション性を重視した空気入りタイヤに対して好適に採用することができる。更に、溝幅が２ｍｍ以上に設定されていることにより、接地の際に連結溝の溝幅が確保でき、上記のポンピング音の低減効果が効果的に確保される。

上記において、前記連結溝の溝深さが、前記溝頭部の溝深さの２割以上であることが好ましい。

上記構成によれば、連結溝の溝深さが溝頭部の溝深さの２割以上に設定されていることにより、連結溝を通って放出される空気のボリュームが一定以上に確保され、上記のポンピング音の低減効果が効果的に確保される。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面以外は従来公知のタイヤ構造と同じであり、例えば図１に示すものと同様である。

図１に示す空気入りタイヤは、一対の環状のビード部２と、そのビード部２から各々タイヤ外周側へ延びるサイドウォール部５と、そのサイドウォール部５の各々の外周側端にショルダ部を介して連なるトレッド部７とを備える。ビード部２間には、カーカスプライ１が架け渡されるように配され、ビード３およびビードフィラー４を挟み込むように端部を巻き上げられている。トレッド部７のカーカスプライ１外側には、１層もしくは複数層のベルト層８が配され、必要に応じてベルト補強層が配される。ベルト層８のタイヤ外周側には、トレッドゴムが配され、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じて、トレッド面６に各種のトレッドパターンが形成される。

上記のゴム層等の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上混合して使用される。また、これらのゴムは、カーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。

以下、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面について説明する。図２は、本発明の空気入りタイヤが備えるトレッド面の一例であり、袋状溝を示す斜視図である。図３は、袋状溝の平面図である。

トレッド面６には、溝部と、その溝部によって区分された複数の陸部（ブロック）とが形成されており、かかる溝部は、溝幅を端部で局部的に拡げてなる袋状溝２０を有する。袋状溝２０は、図２及び図３に示すように、部分的に開口した略ループ状の内側壁１６を有する溝頭部１７と、その溝頭部１７の開口に溝頭部１７の最大溝幅Ｗよりも小さい溝幅で連通する溝首部１８とを有する。本実施形態の溝頭部１７は、平面視楕円形に形成されており、陸部２２を挟んで別の袋状溝２０が並設されている。

本実施形態の連結溝２１は、袋状溝２０の溝頭部１７同士を連結するように延びている。これにより、溝頭部１７と路面とにより形成される略閉空間内の空気が、溝首部１８と連結溝２１との両方から分散されて放出される。その結果、溝首部１８を通って放出される空気の圧力を低下させて、ポンピング音を効果的に低減することができる。

連結溝２１の溝幅は、最小横断面１９における溝幅ｗ以下に設定されている。ここで、最小横断面１９とは、溝首部１８を横断するときの溝面積が最も小さくなる横断面である。最小横断面１９における溝幅ｗは、溝頭部１７の最大溝幅Ｗよりも小さく、最大溝幅Ｗは少なくとも溝幅ｗの１．２倍以上になるように設定される。また、連結溝２１は、溝幅が２ｍｍ以上に設定されている。連結溝２１の溝幅が２ｍｍ未満であると、接地の際に連結溝２１において空気の出入りに必要な溝断面積が確保できなくなり、ポンピング音の低減効果が小さくなる傾向にある。

連結溝２１は、直進して延びるものに限られず、湾曲しながら延びるものでもよい。また、一定の溝幅を有するものに限られず、溝幅を変化させながら延びるものでもよい。かかる場合、上記の理由により、連結溝２１の最大溝幅が溝幅ｗと同等以下であることが好ましく、最小溝幅が２ｍｍ以上であることが好ましい。

連結溝２１の溝深さは、溝頭部１７の溝深さ（ブロックの陸部高さ）と同等以下であるものが好ましく、更にその２割以上であるものが好ましい。連結溝２１の溝深さが溝頭部１７の溝深さの２割未満であると、連結溝２１を通って放出される空気のボリュームが少なくなり、ポンピング音の低減効果が小さくなる傾向にある。

最小横断面１９における溝断面積Ｓ（ｍｍ^２）と、最小横断面１９から溝頭部１７側の連結溝２１が形成されない場合の溝容積Ｖ（ｍｍ^３）との関係がＶ／Ｓ≧２５である場合、既に説明したとおりポンピング音の発生が顕著となるため、本発明に係る構成が特に有用となりうる。ここで、連結溝２１が形成されない場合の溝容積とは、図６に示すような溝頭部１７に連結溝２１が形成されない場合の溝頭部１７を用いて算出される溝容積である。なお、溝首部１８が一定の溝幅で溝頭部１７に連通する場合など、最小横断面１９が複数箇所にある場合には、溝容積Ｖは溝頭部１７に最も近い最小横断面１９を用いて算出される。

図４は、トレッド面の一例を示す平面図であるが、本発明に含まれるものではない。溝部は、タイヤ幅方向外側からトレッド面の中央に向かって湾曲しながら延びる横溝９と、横溝９同士を連結するようにタイヤ周方向に対して傾斜して延びる細溝１０と、トレッド縁Ｅに開口してトレッド面の中央に向かって延びるラグ溝１１とを有する。また、タイヤ幅方向外側に向かうブロックの先端部１２には、陸部高さが先端側に向かって漸減するテーパカット部１３と、テーパカット部１３の先端から略一定の陸部高さで延びるブリッジ部１４とが形成されており、ブリッジ部１４は溝部を実質的に分断するほどの陸部高さを有していない。したがって、図４では、タイヤ幅方向外側に向かって先細りに形成された複数の横溝９が記載されているが、実質的には斜線で示すように、トレッド縁Ｅからトレッド中央に向けて、樹枝状に分岐しながら延びる横溝１５が形成されている。

図４に示すトレッド面においては、ラグ溝１１が上記の袋状溝に相当する。袋状溝は、例えばトレッド縁に開口したラグ溝であってもよい。

本発明では、複数の袋状溝がタイヤ周方向に沿って隣接して形成され、連結溝はその袋状溝の溝頭部同士を連結するようにしてタイヤ周方向に沿って延びる。かかる構成によれば、走行時のタイヤ回転に伴って袋状溝と路面との間で略閉空間が順次形成されるところ、それらの略閉空間に起因して発生するポンピング音を効率的に低減することができる。

本発明は、トレッド面に袋状溝が形成されたものであれば、トレッドパターンのパターンピッチや溝部及び陸部の形状は特に限定されるものではない。また、袋状溝は、溝頭部が平面視楕円形であるものに限られず、例えば平面視において円形等であっても構わない。

次に、本発明の構成と効果を具体的に示すために、騒音性能の評価を行ったので、以下に説明する。評価は、テストタイヤ（タイヤサイズＬＴ２６５／７５Ｒ１６ １０ＰＲ）を、空気圧３１０ｋＰａ、荷重６７００Ｎ、使用リム１６×８．５−ＪＪ、速度８０ｋｍ／ｈとして、単体台上試験（ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８１）を行った。かかる台上評価において、タイヤ中心より距離１ｍの地点に高さ０．２５ｍで設置したマイクロホンを用いて騒音レベルを測定した。テストタイヤは、トレッド面に表１に示す５種の袋状溝が形成されたものを使用した。

各袋状溝に連結溝を設けないものを比較例、各袋状溝に連結溝を設けたものを実施例とした。連結溝の溝幅は４ｍｍとし、溝深さはブロックの陸部高さの７割とした。評価結果を図５に示す。

図５に示すグラフより、実施例は比較例に比べて騒音レベルが低いことがわかる。これは、袋状溝の溝頭部と、その袋状溝に陸部を挟んで隣接する溝とを連結する連結溝が形成されたことにより、溝頭部と路面とにより形成される略閉空間内の空気が分散されて放出された効果であると考えられる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 本発明の空気入りタイヤが備えるトレッド面の一例を示す斜視図 袋状溝の平面図 トレッド面の一例を示す平面図（但し、本発明に含まれるものではない。） 騒音性能の評価結果を示すグラフ 袋状溝の一例を示す斜視図 溝頭部の溝容積と溝首部の溝断面積との関係を示すグラフ

符号の説明

６ トレッド面
９ 横溝
１０ 細溝
１１ ラグ溝
１５ 横溝
１６ 内側壁
１７ 溝頭部
１８ 溝首部
１９ 最小横断面
２０ 袋状溝
２１ 連結溝
２２ 陸部
ｗ 最小横断面における溝幅
Ｗ 溝頭部の最大溝幅

Claims (3)

1. トレッド面に溝部が形成された空気入りタイヤにおいて、
   前記溝部が、部分的に開口した略ループ状の内側壁と平坦な溝底面とを有する略円形状の溝頭部と、前記溝頭部の開口にその溝頭部の最大溝幅よりも小さい溝幅で連通する溝首部と、を有し、トレッド縁から前記溝首部を介して前記溝頭部に至るまで枝分かれせずに形成された袋状溝を備え、
   タイヤ周方向に延びて、前記袋状溝の溝頭部と、その袋状溝に陸部を挟んで隣接する別の袋状溝の溝頭部とを連結する連結溝が形成され、
   溝断面積が最も小さくなる前記溝首部の横断面を最小横断面とするとき、前記連結溝の溝幅が、前記最小横断面における溝幅以下で且つ２ｍｍ以上であり、
   前記溝頭部には前記溝首部と前記連結溝のみが連通することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 溝断面積が最も小さくなる前記溝首部の横断面を最小横断面とするとき、前記最小横断面における溝断面積Ｓ（ｍｍ^２）と、前記溝頭部に最も近い前記最小横断面から前記溝頭部側の、前記連結溝が形成されない場合の溝容積Ｖ（ｍｍ^３）との関係が、Ｖ／Ｓ≧２５である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記連結溝の溝深さが、前記溝頭部の溝深さの２割以上である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。

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