JP4813436B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤのタイヤ踏面に形成された溝構造に関する。

タイヤ踏面に、タイヤ踏面の周方向に沿って一回りするように連続して形成された周溝と、周溝より延長して形成された横溝とを備え、横溝は、一端が周溝と繋がり、他端が行き止りとなるように形成された空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１等参照）。上記横溝は、周溝よりタイヤの側縁に向かって一方向に延長する一方向溝と、一方向溝の先端よりタイヤ踏面の周方向の一方方向及び他方方向の両方に延長する両翼状溝とを備えた構成である。
特開２００６−６９３０５号公報

上記従来技術のように、横溝が両翼状溝を備えた構成の場合、吸音する溝の長さが、両翼状溝のうち長い一方の先端までの距離となり、短い一方は、これに従属し、容積を稼ぐ役割となる為、トータルの溝長さが充分に稼げないという課題があった。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、横溝による吸音効果を向上できる空気入りタイヤを提供する。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ踏面に、タイヤ踏面の周方向に連続して形成された周溝と、周溝より延長して形成された横溝とを備え、横溝は、一端が周溝と繋がり、他端が行き止りとなるように形成された空気入りタイヤにおいて、横溝が、周溝よりタイヤの側縁に向かって一方向に延長する一方向溝と、周溝よりタイヤの側縁に向かって他方向に延長する他方向溝とを備え、一方向溝の周溝に近い根元部と他方向溝の周溝に近い根元部とが共通の溝により形成され、一方向溝の先端部と他方向溝の先端部とが共通の溝の先端より互いに分岐された溝により形成されたので、一方向溝のトータル長さによって得られる吸音効果を、他方向溝の溝容積によって助長することが出来るために、横溝による吸音効果を向上でき、また、一方向溝の先端より周溝に向かって延長する折返溝を備えたので、折返溝によって、一方向溝の長さを、限られたスペースに於いて長く確保できるので、横溝による吸音効果を向上でき、しかも、横溝の延長長さが１．０ｃｍ以上２０ｃｍ以下に形成されたので、溝長さによって吸音する周波数の異なる横溝に於いて、巾広い周波数域を吸音することが出来るという効果が得られる。
一方向溝が周溝よりタイヤの一側縁及び周方向の一方方向に向かって一方向に延長するように形成され、折返溝が一方向溝の先端からタイヤの他側縁及び周方向の他方方向に向かって一方向に延長するように形成されたので、周方向に沿って複数の横溝を設ける場合に、周方向に互いに隣り合う横溝の端部同士をタイヤの赤道面と直交する面上に位置させることができるので、タイヤ踏面の周方向に多くの横溝を設けることが可能となり、多くの横溝によって吸音効果を向上させることが可能となる。
折返溝と一方向溝とのなす角度を２０°以上４５°以下としたことによって、タイヤ踏面の周方向により多くの横溝を設けることが可能となる。
一方向溝の延長長さと他方向溝の延長長さとが異なる長さに形成されたので、延長長さの長い溝が特定周波数の音を吸音でき、延長長さの短い溝が延長長さの長い溝による吸音効果を向上させる。
一方向溝と他方向溝とがいずれもタイヤ踏面の周方向の一方方向に向けて延長するように形成され、延長長さの長い方の溝の周溝に対する鋭角度が、延長長さの短い方の溝の周溝に対する鋭角度よりも小さい鋭角度に形成されたので、周方向に延長する傾向が強くなった延長長さの長い方の溝によって吸音効果が向上するとともに、他側縁に向かって延長する傾向が強くなった延長長さの短い方の溝によってタイヤのエッジ効果が向上する。
他方向溝と折返溝とが平行に形成されたので、タイヤが一方方向又は他方方向のいずれに回転した場合でも、等しいエッジ効果が得られる。
複数の横溝がタイヤ踏面の周方向に沿って並ぶように設けられ、タイヤの赤道面と直交するとともに周方向に隣り合う一方の横溝の周方向に沿った方向の一端と接する一方面と、タイヤの赤道面と直交するとともに周方向に隣り合う他方の横溝の周方向に沿った方向の他端となる一方向溝の先端と接する他方面との間の横溝混在領域に、タイヤの周方向に互いに隣合う横溝の端部同士が位置されたので、タイヤ踏面の周方向に多くの横溝を設けることができ、多くの横溝によって吸音効果を向上できる。
横溝を形成する溝壁の少なくとも一部は、タイヤ踏面とのなす角度が鈍角である傾斜面により形成されたので、横溝への石噛みを少なくでき、横溝が石を噛んだ場合でも、傾斜面が横溝内からの石の排出を容易にしたので、石噛み防止効果が向上し、かつ、石を噛みにくいことによりノイズ抑制効果が得られる。
横溝がタイヤの赤道面上の位置よりもタイヤの側縁側にずれた位置に形成され、横溝の形成された側が車両の側部側に位置するように取り付けられたので、操縦安定性と静音性とに優れたタイヤが得られる。

最良の形態１
図１及び図３は最良の形態１を示し、図１は空気入りタイヤのタイヤ踏面の溝構成（トレッドパターン）を示し、図３は横溝の折返溝と他方向溝との関係を示す。

図１に示すように、空気入りタイヤ１（以下、タイヤ１と略す）のタイヤ踏面（トレッド部）２は、複数の周溝３；４；５；６と、複数の横溝７；７・・・とを備える。個々の周溝３；４；５；６は、それぞれタイヤ踏面２の周方向に沿って一回りするように連続して形成される。複数の横溝７は、タイヤ１の赤道面Ａに最も近い位置に形成された１つの周溝５より延長して形成される。周溝５は、タイヤ１の赤道面Ａよりもタイヤ１の一方の側縁である一側縁１０ｘ側にずれた位置に形成される。横溝７は、一端８が周溝５の一側縁１０ｘに近い側の溝壁１０ａと繋がり、他端９が行き止りとなるように形成される。タイヤ１の赤道面Ａとは、タイヤ１の一側縁１０ｘとタイヤ１の他方の側縁である他側縁１０ｙとの間の中央とタイヤ１の中心軸とを横切る面である。尚、図１中、ＣＬはタイヤ踏面幅であり、ＴＸはショルダー部である。

横溝７は、周溝５の一側縁１０ｘに近い側の溝壁１０ａよりタイヤ１の一側縁１０ｘの方向及びタイヤ１の周方向の一方方向ａに向かって一方向に延長する一方向溝１１と、一方向溝１１の先端１２より周溝５の方向及びタイヤ１の周方向の他方方向ｂに向かって延長する折返溝１３と、周溝５よりタイヤ１の一側縁１０ｘ及びタイヤ１の周方向の一方方向ａに向かって一方向溝１１の一方向とは異なる他方向に延長する他方向溝１４とを備える。一方向溝１１の周溝５に近い根元部１１ａと他方向溝１４の周溝５に近い根元部１４ａとが共通の溝１５により形成され、一方向溝１１の先端部１１ｂと他方向溝１４の先端部１４ｂとが共通の溝１５の先端より互いに分岐された溝１９により形成される。他方向溝１４の先端と周溝６の他溝壁６１とがサイプと呼ばれる０．１〜０．５ｍｍ程度の溝幅の線状溝６２で繋がれる。

横溝７は、タイヤ踏面２の周方向に沿って複数並ぶように設けられ、周方向に互いに隣り合う横溝７；７の端部同士が、タイヤ１の赤道面Ａと直交する面Ｂ上に位置される。言い換えれば、タイヤ１の赤道面Ａと直交するとともに周方向に隣り合う一方の横溝７の周方向に沿った方向の一端８と接する一方面Ｃと、タイヤ１の赤道面Ａと直交するとともに周方向に隣り合う他方の横溝７の周方向に沿った方向の他端となる一方向溝１１の先端１２と接する他方面Ｄとの間の横溝混在領域Ｅに、タイヤ１の周方向に互いに隣合う横溝７；７の端部同士が位置される。つまり、複数の横溝７が、タイヤ踏面２の周方向に沿って周方向の間隔を隔てて並ぶように設けられるのではなく、一方面Ｃと他方面Ｄとの間の横溝混在領域Ｅに２つの横溝７；７の端部が重複して位置された構造である。横溝混在領域Ｅに位置される横溝７の端部の長さは、横溝７の周方向の長さの１０％以上５０％以下とした。以上のように構成したため、複数の横溝７がタイヤ踏面２の周方向に沿って周方向の間隔を隔てて並ぶように設けられた構成に比べて、タイヤ踏面２の周方向に多くの横溝７を設けることができる。つまり、タイヤ踏面２の周方向に沿って設ける横溝７の数を多くできるので、横溝７による吸音効果を向上できる。また、横溝混在領域Ｅでの剛性の高低が少なくなる。つまり、横溝混在領域Ｅ内での剛性の違いが少なくなるので、振動抑制効果が得られる。

一方向溝１１の延長長さが他方向溝１４の延長長さよりも長く形成される。即ち、一方向溝１１の延長長さと他方向溝１４の延長長さとが異なる長さに形成される。一方向溝１１の延長長さが２ｃｍ以上１９ｃｍ以下、折返溝１３の延長長さが１ｃｍ以上１０ｃｍ以下、他方向溝１４の延長長さが１ｃｍ以上１０ｃｍ以下に形成される。例えば、一方向溝１１の延長長さを１０ｃｍ、折返溝１３の延長長さを３ｃｍ、他方向溝１４の延長長さを３ｃｍとすることで、一方向溝１１が吸音効果を担い、折返溝１３と他方向溝１４とが、一方向溝１１に対してそれぞれ溝長さと溝容積を助長する役割を担う。又、折返溝１３と他方向溝１４とが、エッジ効果も有するため、吸音効果とエッジ効果をバランスよく発揮するという効果が得られる。一方向溝１１の延長長さを１０ｃｍ、折返溝１３の延長長さを５ｃｍとすることで、吸音効果を担う溝長さを長く確保する事が出来るためより低い周波数の音を吸音出来るという効果が得られる。一方向溝１１の延長長さを１０ｃｍ、他方向溝１４の延長長さを５ｃｍとすることで、吸音効果を担う溝の容積を上げる事が出来るため一方向溝１１の吸音効果を向上する事が出来るという効果が得られる。

図３に示すように、溝壁１０ａと一方向溝１１とのなす角度のうちの鋭角度α１と、溝壁１０ａと他方向溝１４とのなす角度のうちの鋭角度α２との関係は、鋭角度α１＜鋭角度α２である。即ち、延長長さの長い方の一方向溝１１の溝壁１０ａに対する鋭角度α１が、延長長さの短い方の他方向溝１４の溝壁１０ａに対する鋭角度α２よりも小さい鋭角度に形成される。また、一方向溝１１と折返溝１３とのなす角度α３は２０°以上４５°以下に形成される。特に、角度α３は、２５°程度に形成されることが最適である。

他方向溝１４の延長方向と折返溝１３の延長方向とがほぼ同じに形成される。即ち、他方向溝１４と折返溝１３とがほぼ平行に形成される。つまり、他方向溝１４と折返溝１３とが平行に形成されるか、あるいは、平行に近い状態に形成される。

以上のように構成されたタイヤ１は、横溝７の形成されたタイヤの一側縁１０ｘ側を図外の車両の側部側に位置させ、タイヤの他側縁１０ｙ側を車両の中央側に位置させた状態で車両に取り付けられる。

尚、周溝３；４は、タイヤ踏面２において赤道面Ａよりも他側縁１０ｙに近い側に形成される。周溝５；６は、タイヤ踏面２において赤道面Ａよりも一側縁１０ｘに近い側に形成される。また、タイヤ踏面２は、周溝５の他側縁１０ｙに近い側の他溝壁１０ｂより他側縁１０ｙ及び周方向の他方方向ｂに向かって一方向に延長して周溝４の一溝壁２１と繋がる一方向溝２２と、周溝４の他溝壁２３より他側縁１０ｙ及び周方向の他方方向ｂに向かって一方向に延長する一方向溝２４と、周溝３の他溝壁２５より他側縁１０ｙに向かって一方向に延長するサイプと呼ばれる線状溝２６と、線状溝２６の先端から他側縁１０ｙに向かって一方向に延長する一方向溝２７と、周溝３の一溝壁３０から一側縁１０ｘ及び周方向の一方方向ａに向かって一方向に延長する一方向溝３１と、周溝６の一溝壁６３から一側縁１０ｘに向かって一方向に延長する一方向溝６４とを備える。一側縁１０ｘ側のショルダー部ＴＸは、周方向に複数設けられた１つ跳び毎の一方向溝６４の先端から周方向の一方方向ａに向かって延長する溝６５を備える。他側縁１０ｙ側のショルダー部ＴＸは、一方向溝２７の先端よりショルダー部ＴＸにおいて周方向の一方方向ａ及び他方方向ｂの両方に延長する分岐溝２８；２９を備える。他方向溝１４と一方向溝２２と一方向溝２４と線状溝２６と一方向溝２７とが、円弧の弧線上に位置されるように形成される。

最良の形態のタイヤ１によれば、タイヤ踏面２に、一方向溝１１と折返溝１３と他方向溝１４とからなる横溝７を備えたので、トラクション（制動性能）及び排水性能を向上できるとともに、周溝５が管状空間を形成することで発生する気柱共鳴音の特定周波数を横溝７により分散でき、吸音効果が向上する。
周溝５に開口する開口部１８を備えた根元部を形成する共通の溝１５を備え、共通の溝１５の先端から分岐して延長する一方向溝１１及び他方向溝１４とを備えた。つまり、開口部１８に近い位置で分岐した一方向溝１１と他方向溝１４とを備えたので、延長長さの長い一方向溝１１が特定周波数の音を吸音でき、そして、延長長さの短い他方向溝１４の溝の容積によって、他方向溝１４が一方向溝１１の吸音効果を向上させる。
一方向溝１１が周溝５よりタイヤ１の一側縁１０ｘ及び周方向の一方方向ａに向かって一方向に延長するように形成され、折返溝１３が一方向溝１１の先端１２からタイヤ１の他側縁１０ｙ及び周方向の他方方向に向かって一方向に延長するように形成されたので、周方向に沿って複数の横溝７を設ける場合に、周方向に互いに隣り合う横溝７の端部同士をタイヤ１の赤道面Ａと直交する面Ｂ上に位置させることができるので、タイヤ踏面２の周方向に多くの横溝７を設けることが可能となり、多くの横溝７によって吸音効果を向上させることが可能となる。
一方向溝１１と折返溝１３とのなす角度α３は２０°以上４５°以下、特に、２５°程度に形成されたことにより、タイヤ踏面２の周方向により多くの横溝７を設けることができるようになり、吸音効果をより向上させることができる。
延長長さの長い方の一方向溝１１の溝壁１０ａに対する鋭角度α１が、延長長さの短い方の他方向溝１４の溝壁１０ａに対する鋭角度α２よりも小さい鋭角度に形成されたので、一方向溝１１は周方向に延長する傾向が強くなり、この一方向溝１１によってタイヤ１の吸音効果が向上するとともに、他方向溝１４は一側縁１０ｘに向かって延長する傾向が強くなり、この他方向溝１４によってタイヤ１のエッジ効果が向上する。
他方向溝１４と折返溝１３とがほぼ平行に形成されたので、タイヤ１が周方向の一方方向又は他方方向のいずれに回転した場合でも、等しいエッジ効果が得られるようになる。
周方向に互いに隣り合う横溝７；７の端部同士が、タイヤ１の赤道面Ａと直交する面Ｂ上に位置されたことによって、タイヤ踏面２の周方向に多くの横溝７を設けることができ、多くの横溝７によって吸音効果を向上できる。
横溝混在領域Ｅに、タイヤ１の周方向に互いに隣合う横溝７；７の端部同士が位置された構成としたことで、タイヤ踏面２の周方向に多くの横溝７を設けることができ、多くの横溝７によって吸音効果を向上できるとともに、横溝混在領域Ｅ内での剛性の違いが少なくなるので、振動抑制効果が向上する。
横溝７の形成されたタイヤ１の一側縁１０ｘ側が車両の側部側に位置するようにタイヤ１が車両に取り付けられたことで、操縦安定性と静音性とに優れたタイヤ１が得られる。

最良の形態２
図２及び図４に示すように、横溝７を形成する溝壁７ａの少なくとも一部が、タイヤ踏面２とのなす角度が鈍角α５である傾斜面４０により形成され、その他は、最良の形態１と同様に形成された踏面２を備えた空気入りタイヤ１であってもよい。

最良の形態２によれば、請求項１の効果に加え、横溝７を形成する溝壁７ａの少なくとも一部が傾斜面４０により形成されたので、横溝７への石噛みを少なくでき、横溝７が石を噛んだ場合でも、傾斜面４０が横溝７内からの石の排出を容易にしたので、石噛み防止効果が向上し、かつ、石を噛みにくいことによりノイズ抑制効果が得られる。

検証結果
図２に示した最良の形態２のタイヤの性能と図５に示した比較例のタイヤの性能とを検証比較した。最良の形態２のタイヤ及び比較例のタイヤはタイヤ踏面幅ＣＬが１６６ｍｍであり、各タイヤの溝の諸元を図６に示す。図６において、横溝の巾は平均値、溝角度とは垂直な想定溝壁に対する溝壁の角度である。図７に最良の形態２のタイヤと比較例のタイヤとを比較評価した結果を示す。図７では比較例のタイヤの評価を１００とした場合の最良の形態２のタイヤの評価を示した。図７に示すように、ドライ操縦安定性、ノイズ抑制効果、ブロック石噛み防止効果のいずれにおいても、最良の形態２のタイヤが比較例のタイヤに比べて優れていることがわかる。

上記では、横溝７を周溝５のみに設けた例を示したが、複数の周溝にそれぞれ横溝７を形成してもよい。

タイヤ踏面の溝構成図（最良の形態１）。 タイヤ踏面の溝構成図（最良の形態２）。 横溝の折返溝と他方向溝との関係を示す図（最良の形態１）。 横溝の溝壁を形成する傾斜面を示す断面図（最良の形態２）。 タイヤ踏面の溝構成図（比較例）。 性能比較した最良の形態２及び比較例のタイヤの寸法諸元を示す図。 最良の形態２及び比較例のタイヤの性能を比較した結果を示す図。

１ タイヤ、２ タイヤ踏面、３；４；５；６ 周溝、７ 横溝、７ａ 溝壁、
８ 一端、９ 他端、１０ｘ 一側縁（側縁）、１１ 一方向溝、１１ａ 根元部、
１１ｂ 先端部、１２ 先端、１３ 折返溝、１４ 他方向溝、１４ａ 根元部、
１４ｂ 先端部、１５ 共通の溝、１９ 分岐された溝、Ａ タイヤの赤道面、
Ｂ タイヤの赤道面と直交する面。

Claims (9)

1. タイヤ踏面に、タイヤ踏面の周方向に連続して形成された周溝と、周溝より延長して形成された横溝とを備え、横溝は、一端が周溝と繋がり、他端が行き止りとなるように形成された空気入りタイヤにおいて、横溝が、周溝よりタイヤの側縁に向かって一方向に延長する一方向溝と、一方向溝の先端より周溝に向かって延長する折返溝と、周溝よりタイヤの側縁に向かって他方向に延長する他方向溝とを備え、一方向溝の周溝に近い根元部と他方向溝の周溝に近い根元部とが共通の溝により形成され、一方向溝の先端部と他方向溝の先端部とが共通の溝の先端より互いに分岐された溝により形成され、横溝の延長長さが１．０ｃｍ以上２０ｃｍ以下に形成されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 一方向溝が周溝よりタイヤの一側縁及び周方向の一方方向に向かって一方向に延長するように形成され、折返溝が一方向溝の先端からタイヤの他側縁及び周方向の他方方向に向かって一方向に延長するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 折返溝と一方向溝とのなす角度が２０°以上４５°以下であることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 一方向溝の延長長さと他方向溝の延長長さとが異なる長さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 一方向溝と他方向溝とがいずれもタイヤ踏面の周方向の一方方向に向けて延長するように形成され、延長長さの長い方の溝の周溝に対する鋭角度が、延長長さの短い方の溝の周溝に対する鋭角度よりも小さい鋭角度に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 他方向溝と折返溝とが平行に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
7. 複数の横溝がタイヤ踏面の周方向に沿って並ぶように設けられ、タイヤの赤道面と直交するとともに周方向に隣り合う一方の横溝の周方向に沿った方向の一端と接する一方面と、タイヤの赤道面と直交するとともに周方向に隣り合う他方の横溝の周方向に沿った方向の他端となる一方向溝の先端と接する他方面との間の横溝混在領域に、タイヤの周方向に互いに隣合う横溝の端部同士が位置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 横溝を形成する溝壁の少なくとも一部は、タイヤ踏面とのなす角度が鈍角である傾斜面により形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 横溝がタイヤの赤道面上の位置よりもタイヤの側縁側にずれた位置に形成され、横溝の形成された側が車両の側部側に位置するように取り付けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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