JP4759004B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、排水性能を低下させずに気柱管共鳴音が低減された空気入りタイヤに関する。
タイヤが接地した状態では、タイヤ周方向に延びる主溝と路面とにより管状空間を形成する。タイヤが回転すると、管状空間に圧縮された空気が外に放出され、その結果、気柱管共鳴音が発生する。気柱管共鳴音は、周波数が１ｋＨｚ前後の耳障りなノイズであり、従来から気柱管共鳴音を低減することが求められている。例えば、特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、主溝の側壁に、主溝深さ方向に延びる、多数の長穴を設けている。当該長穴によって主溝内の空気の流れに対する摩擦抵抗が大きくなり、その結果、気柱管共鳴音が低減される。
特開平１０−３１５７１１号公報（図１）
上記のタイヤでも気柱管共鳴音が低減されているが、近年、タイヤ騒音を低減する要求が一段と厳しくなっており、更に気柱管共鳴音を低減することが求められている。主溝の配置、幅、形状を変更して気柱管共鳴音を低減することは可能であるが、タイヤの他の性能、例えば、排水性能が低下するおそれがある。そこで、長穴の形状を工夫し、更に気柱管共鳴音を低減する必要がある。
したがって、本発明の目的は、排水性能を低下させずに気柱管共鳴音が低減された空気入りタイヤを提供することにある。
本願発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる主溝がトレッドに刻まれた空気入りタイヤにおいて、
タイヤ周方向に延びる主溝がトレッドに刻まれた空気入りタイヤにおいて、
前記主溝の側壁に複数の細溝を備え、
前記細溝の主溝深さ方向の長さＬ１は前記主溝の深さＤの５０〜８０％であり、
前記細溝は少なくとも１以上の屈曲部を備え、
前記細溝のトレッド側の端部は、トレッド表面に開口せず、最もトレッド側にあり、前記細溝の溝底側の端部は、前記主溝の溝底に開口せず、最も溝底側にあり、
前記細溝の自身に沿った長さＬ２は、Ｌ１の１．０３倍以上かつ２倍以下であることを特徴とする。
主溝の側壁に刻まれた細溝により、主溝内の空気の流れに対する摩擦抵抗が大きくなるが、屈曲部により、屈曲部近傍で空気の流れの渦が発生し、主溝内の空気の流れに対する摩擦抵抗がより大きくなり、気柱管共鳴音がより大きく低減される。
以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を説明する。図１は本発明に係る空気入りタイヤの主溝の側壁を示す図で、図２は主溝１の側壁３の一部を示す図である。主溝１はタイヤ周方向Ｒに延び、横溝（図示しない）と共にブロック２を形成している。主溝１の側壁３には細溝１１が設けられ、細溝１１は少なくとも１つの屈曲部２１を備え、折り曲げられている。また、細溝１１のトレッド側の端部１１ａは、トレッドＴの表面に開口せず、最もトレッド側にあり、細溝１１の溝底側の端部１１ｂは、主溝１の溝底１ｂに開口せず、最も溝底側にある。主溝１の対向する側壁（図示しない）においても、同様に、細溝１１が設けられている。なお、トレッドにブロックが形成されたタイヤの例を示すが、リブを形成する主溝の両側の側壁に細溝１１を設けても同様の効果が得られる。
細溝１１により、主溝１内の空気の流れに対する摩擦抵抗が大きくなり、その結果、気柱管共鳴音が低減される。更に、屈曲部２１により、屈曲部２１近傍で空気の流れの渦が発生し、主溝１内の空気の流れに対する摩擦抵抗がより大きくなり、気柱管共鳴音がより大きく低減される。ここで、細溝１１が直線状に延びている場合は、屈曲部２１は、細溝１１の延びる方向が不連続に変化する部分を言う。細溝１１が曲線状に延びている場合は、屈曲部２１は、溝進行方向に凸な部分で、接線の方向が主溝１の深さ方向となっている部分を言う。なお、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、屈曲部２１に対していずれの向きに空気Ａが流れる場合であっても、図示したように空気Ａの流れの渦が発生すると考えられる。
したがって、細溝１１の形状は、種々の形状が考えられる。例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、細溝１１は折れ線状に延びた形状で、１又は複数の屈曲部２１を備えた形状とすることができる。また、図３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、細溝１１はそれぞれ半円形状、２つの半円をつないだ形状、正弦波形状を備え、２つの屈曲部２１を備えた形状とすることができる。なお、効果的に空気の流れに対して摩擦抵抗を与える観点から、図３（ａ）〜（ｃ）の場合、屈曲部２１を折り曲げ角度θは６０度〜１５０度とすることが好ましい。
細溝１１の主溝深さ方向の長さＬ１は、主溝１の深さＤの５０〜８０％が好ましい。Ｌ１が主溝１の深さＤの５０％未満であると、主溝１内の空気の流れに対する摩擦抵抗が小さく、気柱管共鳴音を低減する効果が小さい。逆に、Ｌ１が主溝１の深さＤの８０％を超えると、ブロック２の剛性が低くなりタイヤの性能が低下する。また、細溝１１の端部と、主溝１の溝底やトレッド表面との距離が短くなり、クラックが発生しやすくなる。また、細溝１１の細溝自身に沿った長さＬ２は、Ｌ１の１．０３倍以上で、Ｌ１の２倍以下が好ましい。長さＬ２がＬ１の１．０３倍未満であると、主溝１内の空気の流れに対する摩擦抵抗が小さく気柱管共鳴音があまり低減されなく、長さＬ２がＬ１の２倍を超えると、ブロック２の剛性が低くなりタイヤの性能が低下する。
細溝１１の幅ｗは、少なくとも０．５ｍｍ以上であり、主溝１の幅Ｗの０．２５倍以下であることが好ましい。細溝１１の深さｄは、少なくとも０．２ｍｍ以上であり、主溝１の幅Ｗの０．５倍以下であることが好ましい。細溝１１の間隔ｐは、少なくとも０．４ｍｍ以上であり、主溝１１の幅Ｗの０．５倍以下であることが好ましい。これらの範囲を外れ、幅ｗが狭すぎたり、深さｄが浅すぎたり、間隔ｐが広すぎたりすると、主溝１内の空気の流れに対する摩擦抵抗が小さく気柱管共鳴音があまり低減されないことがある。
逆に、幅ｗが広すぎたり、深さｄが深すぎたりすると、ブロック２の剛性が低くなりタイヤの性能が低下する。間隔ｐが狭すぎすると、隣接する細溝１１に挟まれた部分が千切れるなどの損傷を受けやすくなる。また、金型の製造コストが増大する。
本発明に係る実施例タイヤと比較例タイヤを製作して、それぞれを評価した。トレッドパターンは図５に示すとおりであり、主溝１によりリブ１２が形成され、すべての主溝１の両側壁に細溝を刻んでいる。また、タイヤサイズは２１５／６０Ｒ１６、リムサイズは１６×７−ＪＪ、空気圧は２３０ｋＰａであった。なお、実施例１、３では、図５における主溝１の左側の側壁には屈曲部２１が進行方向Ｐ側にある細溝１１が、主溝１の右側の側壁には屈曲部２１が進行方向Ｐと反対側にある細溝１１が、それぞれ刻まれている。
実施例１〜６は、図３に示した細溝を備えたタイヤであった。比較例１は屈曲部を備えない細溝を備えたタイヤであり、比較例２は、細溝は屈曲部を備えるがＬ２は実施例１に比べて短いタイヤであった。各細溝の寸法は表１に示したとおりであった。
評価結果は、表１に示すとおりである。排水性能は、排気量２５００ｃｃの後輪駆動セダン型乗用車に装着して、水深８ｍｍの湿潤路を、速度を上げて走行し、ハイドロプレーニングが発生し始めたときの速度である。比較例１を１００とした指数で示し、数字が大きいほど排水性能が優れていることを示す。
ノイズレベルは、ＪＡＳＯ−Ｃ６０６に準拠した台上試験（速度は５０ｋｍ／ｈ）で、１／３オクターブバンドの１ｋＨｚの気柱管共鳴音レベルを測定したもので、比較例１を基準としたデシベル値で表している。負値であれば気柱管共鳴音レベルが低減されている。
Figure 0004759004
表１によれば、いずれの実施例タイヤでも、排水性能を損なうことなく気柱管共鳴音レベルが低減されている。
本発明に係る空気入りタイヤの主溝の側壁を示す図である。 主溝１の側壁３の一部を示す図である。 （ａ）〜（ｆ）は細溝の形状を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、屈曲部により空気の流れが乱される様子を示す模式図である。 実施例・比較例に係るトレッドパターンを示す図である。
符号の説明
１ 主溝
２ ブロック
３ 主溝の側壁
１１ 細溝
２１ 屈曲部

Claims (2)

  1. タイヤ周方向に延びる主溝がトレッドに刻まれた空気入りタイヤにおいて、
    前記主溝の側壁に複数の細溝を備え、
    前記細溝の主溝深さ方向の長さＬ１は前記主溝の深さＤの５０〜８０％であり、
    前記細溝は少なくとも１以上の屈曲部を備え、
    前記細溝のトレッド側の端部は、トレッド表面に開口せず、最もトレッド側にあり、前記細溝の溝底側の端部は、前記主溝の溝底に開口せず、最も溝底側にあり、
    前記細溝の自身に沿った長さＬ２は、Ｌ１の１．０３倍以上かつ２倍以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記細溝の幅ｗは、少なくとも０．５ｍｍ以上であり、前記主溝の幅Ｗの０．２５倍以下であり、
    前記細溝の深さｄは、少なくとも０．２ｍｍ以上であり、前記主溝の幅Ｗの０．５倍以下であり、
    前記細溝の間隔ｐは、少なくとも０．４ｍｍ以上であり、前記主溝の幅Ｗの０．５倍以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
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