JP4935507B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性及びロードノイズを悪化させることなくパターンノイズを改善するようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤは、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が異なる複数種類のパターン要素をタイヤ周方向に配列したトレッドパターンを採用している。このようにトレッドパターンを構成するパターン要素の長さを異ならせることにより、ノイズの周波数を分散させ、タイヤ騒音を低減する効果がある。

従来、上記のような空気入りタイヤにおいて、パターン要素のブロックなどの陸部の接地面に小孔をタイヤ周方向に配列するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、陸部の横剛性を確保しながら、縦剛性を下げることできるので、操縦安定性を維持しながら、ロードノイズ（陸部が路面を打つ音）などを改善することができる利点がある。しかしながら、このように小孔を設けると、小孔による気柱共鳴が発生し、５ｋＨｚ帯のパターンノイズが悪化するという問題がある。
特開２００６−７６３３８号公報

本発明の目的は、操縦安定性及びロードノイズを悪化させることなくパターンノイズを改善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。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、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、該ラグ溝により区分されたピッチ長さが異なる複数種類のパターン要素をタイヤ周方向に配列する一方、前記トレッド面に小孔をタイヤ周方向に所定の間隔で少なくとも１列配列し、該小孔を各パターン要素に、またはピッチ長さが３種類以上異なる場合には、少なくともピッチ長さが最大のパターン要素及びその次にピッチ長さが長いパターン要素に配置した空気入りタイヤにおいて、同じ列の小孔の軸方向長さを異ならせたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、タイヤ周方向に配列した同じ列の小孔の軸方向長さを異ならせることにより、小孔による気柱共鳴の周波数が分散できるため、小孔に起因する５ｋＨｚ帯のパターンノイズを改善することができる。

他方、小孔の軸方向長さを異ならせるだけでよいため、パターン要素の小孔を設けた部分における横剛性や縦剛性に大きく影響することがない。従って、従来と同レベルの操縦安定性とロードノイズ性能が確保することができ、操縦安定性及びロードノイズを悪化させることなくパターンノイズを改善することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、トレッド面１には、タイヤ周方向Ｔに延在する複数の周方向溝２とタイヤ幅方向に延びるラグ溝３によりリブ（陸部）４とブロック (陸部）５が区分形成されている。

また、ラグ溝３はタイヤ周方向Ｔに可変ピッチで配置され、トレッド面１にはラグ溝３により区分形成されたピッチ長さＬが異なる複数種類のパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅがタイヤ周方向に規則的に、あるいはランダムに配列されている。パターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの内、パターン要素Ａのピッチ長さＬが最も長く、パターン要素Ａ、パターン要素Ｂ、パターン要素Ｃ、パターン要素Ｄ、パターン要素Ｅの順にピッチ長さＬが短くなっており、パターン要素Ｅのピッチ長さＬが最も短くなっている。

各パターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、周方向溝２Ａと車両装着時に内側となる一方のトレッド端１Ｘとの間のショルダー領域１Ｓに位置するブロック５Ａの接地面５ａに円形の小孔６をそれぞれ１つ有している。この小孔６は、トレッド面１にタイヤ周方向Ｔに所定の間隔で１列に配列されている。

図２に示すように、１列で配列される小孔６は、ブロック５Ａの接地面５ａ（トレッド面１）から小孔底６ａまでの深さｄを異ならせることにより、小孔６の中心軸６ｏに沿って測定される軸方向長さｘが異なっている。小孔６はパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの種類と同数の長さが異なる軸方向長さｘを有し、ピッチ長さＬが最も長いパターン要素Ａに配置した小孔６の軸方向長さｘが最も長く、パターン要素Ａ、パターン要素Ｂ、パターン要素Ｃ、パターン要素Ｄ、パターン要素Ｅの順に小孔６の軸方向長さｘが短くなっており、ピッチ長さＬが長いパターン要素に配置した小孔６ほど軸方向長さｘが長くなっている。これにより小孔６による気柱共鳴の周波数を分散させ、小孔６に起因する５ｋＨｚ帯のパターンノイズを低減するようにしている。

小孔６の軸方向長さｘを異ならせる手法としては、図２に示す構成に代えて、図３に示すように、ブロック５Ａの接地面５ａから小孔底６ａまでの深さｄを実質的に同じにする一方、ブロック５Ａの接地面５ａに対する法線方向に対して小孔６の中心軸６ｏの傾斜角度αを異なるようにしてもよい。このように小孔６の深さｄを同じにしながら、軸方向長さｘを変化させることにより、上記効果に加えて、摩耗時に一部の小孔６が先に消失するようなことがないので、小孔６による効果を長く維持することができる。小孔６の傾斜角度αとしては、ブロック剛性を確保する点から、６０度以下（０〜６０度）にすることができる。

図３では、タイヤ赤道面と平行な断面において、傾斜している小孔６をタイヤ周方向Ｔの一方向にのみ向けて傾斜させているが、逆方向やタイヤ幅方向に向けて傾斜させてもよく、またブロック剛性が許容する範囲であればそれらが混在するようにしてもよい。

小孔６の軸方向長さｘは、上記のようにパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのピッチ長さに対応して異ならせるようにするのが、ブロック５Ａの剛性をより均一化する上で好ましいが、小孔６の軸方向長さｘをランダムに異ならせるようにしてもよく、これによっても小孔６による気柱共鳴の周波数を分散させ、小孔６に起因する５ｋＨｚ帯のパターンノイズを低減することができる。

好ましくは、１列に配列した小孔６を、図４に示すように、長さが異なる少なくとも２種類の軸方向長さｘを有する小孔６Ｍ，６Ｎから構成し、軸方向長さｘが長い方の小孔６Ｍをピッチ長さが長い方のパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃに配置し、軸方向長さｘが短い方の小孔６Ｎをピッチ長さが短い方のパターン要素Ｄ，Ｅに配置するのがよい。より好ましくは、図２，３に示すようにするのがよい。

このように本発明では、タイヤ周方向Ｔに１列に配列した小孔６の軸方向長さｘを異ならせたので、小孔６による気柱共鳴の周波数を分散させ、小孔６に起因する５ｋＨｚ帯のパターンノイズを改善することができる。しかも、小孔６の軸方向長さｘを異ならせるだけでよいので、ブロック５Ａの横剛性や縦剛性に大きく影響することがない。従って、従来と同レベルの操縦安定性とロードノイズ性能が確保することができる。

図５は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示す。この実施形態では、タイヤ周方向Ｔに沿って１列に配列した小孔６を更にタイヤ幅方向に複数列配置したものであり、両ショルダー領域１Ｓのブロック５Ａとセンター領域のリブ４に小孔６がそれぞれ配置され、小孔６はタイヤ周方向Ｔに所定の間隔で４列配列されている。これら複数列配置した小孔６において、同じ列の小孔６が上述した構成になっている。

このように複数列配置するする場合、同じパターン要素内の小孔６の軸方向長さｘは同じ長さであってもよいが、好ましく異ならせるのがよい。即ち、各１列に配置された小孔６において、それぞれ独立して軸方向長さｘを上記のように規定し、同じパターン要素内の小孔６の軸方向長さｘをそれぞれ異ならせるのである。これにより、小孔６を複数列配置したタイヤにおいて、小孔６に起因する５ｋＨｚ帯のパターンノイズを一層改善することができる。

好ましくは、同じパターン要素内の小孔６の軸方向長さｘがそれぞれ異なるのがよいが、少なくとも１列の小孔６を他の列の小孔６に対して軸方向長さｘを異なるようにすることができる。

図６〜９は、本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態をそれぞれ示す。これらの実施形態のタイヤは、小孔６を各パターン要素に配置せずに、ピッチ長さが長い方の複数種類のパターン要素にのみ設けたものである。

図６は、ピッチ長さＬが異なる３種類のパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃを有する空気入入りタイヤにおいて、パターン要素Ａ，Ｂ，Ｃの内、ピッチ長さＬが最も長いパターン要素Ａと、次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｂに小孔６を配置し、ピッチ長さＬが最も短いパターン要素Ｃには配置しないようにしたものである。その他の構成は上記した図１のタイヤと同じである。

図７は、ピッチ長さＬが異なる４種類のパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する空気入入りタイヤにおいて、パターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの内、ピッチ長さＬが最も長いパターン要素Ａと、次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｂ、及びその次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｃに小孔６を配置し、ピッチ長さＬが最も短いパターン要素Ｄには配置していない。その他の構成は上記した図１のタイヤと同じである。

図８は、図１と同じピッチ長さＬが異なる５種類のパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを有する空気入入りタイヤにおいて、パターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの内、ピッチ長さＬが最も長いパターン要素Ａと、次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｂ、及びその次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｃに小孔６を配置し、ピッチ長さＬが短いパターン要素Ｄ，Ｅには配置しないようにしたものである。その他の構成は上記した図１のタイヤと同じである。

図９は、ピッチ長さＬが異なる４種類のパターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する空気入入りタイヤにおいて、小孔６を複数列配置している。即ち、パターン要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの内、ピッチ長さＬが最も長いパターン要素Ａと、次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｂ、及びその次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｃに小孔６Ｓを２列にして配置（各ショルダー領域１Ｓのブロック５Ａに１列配置）する一方、ピッチ長さＬが最も短いパターン要素Ｄには小孔６Ｓを配置せず、またピッチ長さＬが最も長いパターン要素Ａと次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｂに小孔６Ｔを２列にして配置（各ショルダー領域１Ｓのブロック５Ａに１列配置）する一方、ピッチ長さＬが短い２つパターン要素Ｃ，Ｄには小孔６Ｔを配置しないようにしたものである。その他の構成は上記した図１のタイヤと同じである。

このように小孔６を各パターン要素に設けずに、ピッチ長さＬが３種類以上異なる場合に、少なくともピッチ長さＬが最大のパターン要素Ａ及びその次にピッチ長さＬが長いパターン要素Ｂに配置した空気入りタイヤであっても、上記のように小孔６を構成することにより、同様の効果を得ることができる。

本発明において、１列（同じ列）に配列した小孔６において、小孔６の軸方向長さｘの最大値Ｍａと最小値Ｍｉの比Ｍａ／Ｍｉを１．２５以上にするのが、小孔６に起因する５ｋＨｚ帯のパターンノイズを効果的に低減させる上でよい。比Ｍａ／Ｍｉの上限値は、下記する小孔６の深さの範囲内であればいずれの値であってもよいが、摩耗時に小孔６が消失することを考慮すると、２．０以下が好ましい。

各小孔６の大きさとしては、開口における面積が３〜４０ｍｍ² の範囲となるようにするのがよい。小孔６の開口面積が３ｍｍ² より狭いと、小孔６により陸部の縦剛性を効果的に下げることができないので、小孔６によるロードノイズ低減効果を得ることができない。小孔６の開口面積が４０ｍｍ² を超えると、陸部の横剛性が低下し、操縦安定性が低下する。また、石噛みの問題も発生し易くなる。

小孔６をブロック５に設けた場合、ピッチ長さＬに応じて１０個以内の範囲でブロック５の大きさにより適宜配置することができる。好ましくは、小孔６の数をパターン要素のピッチ長さＬが長くなるに応じて増加させるのがよく、それにより小孔６に起因するパターンノイズ（エアポンピング音）のピークを低下することができる。小孔６の数が１０個を超えると、小孔６間の間隔が狭くなることに起因してブロック欠けが発生し易くなるので、好ましくない。

同じブロック５に１つ以上小孔６を設けた場合の開口面積の合計としては、ブロック５の接地面の面積の７０％以下になるようにするのが、ブロック５の横剛性を確保し、操縦安定性を確保する点から好ましい。下限値としては、上記した開口面積を有する小孔６を得ることができる範囲であればよい。

小孔６の深さとしては、配置された周方向溝２とラグ溝３の内、最大となる溝深さの４０％以上にするのが、小孔６を設けた陸部の横剛性を確保しながら縦剛性を下げる上でよい。上限値としては、内部に配置した構造部材と干渉するおそれがあるため、最大となる溝深さの１００％以下となるようにするのがよい。

小孔６は図示するように円形にするのが好ましいが、それに限定されず、楕円形や多角形状などであってもよい。

傾斜した小孔６は、図３では直線状に延在しているが、図１０に示すように、曲線状や屈曲した形状で延在するようにしてもよい。また、傾斜した小孔６は、好ましくは図１０に示すように、小孔底６ａを断面円弧状に形成するのがクラックの発生を抑制する点からよい。

また、図１１に示すように、傾斜させた小孔６は、断面鋭角状になる開口縁部７を断面円弧状などの形状に面取りするのがよい。

ピッチ長さＬを異ならせたパターン要素の種類としては、２〜５種類にするのがピッチバリエーション効果の点からよい。

小孔６は、ブロック５に設けたものであってもよく、またリブ４に設けたものであってもよく、ラグ溝３により区分されたピッチ長さＬが異なる複数種類のパターン要素に配列したものであればよい。

本発明は、特に乗用車用の空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

タイヤサイズを２１５／６０Ｒ１６、トレッドパターンを図１で共通にし、軸方向長さを異ならせた図２の小孔を有する本発明タイヤ１と図３の小孔（トレッド面に対する垂直方向の深さ５ｍｍで共通）を有する本発明タイヤ２、及び小孔の軸方向長さを同じにした比較タイヤ１をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

各試験タイヤ共に、小孔の直径は５ｍｍで共通である。小孔の傾斜角度α（本発明タイヤ２の場合）、小孔の最大溝深さに対する割合、ブロックの接地面の面積に対する小孔の開口面積の割合は表１に示す通りである。

これら各試験タイヤを標準リムに装着し、空気圧を２２０ｋＰａにして、以下に示す方法によりロードノイズとパターンノイズ、及び操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

ロードノイズ
各試験タイヤを排気量２５００ｃｃの試験車両（ＦＲ車）に装着し、粗い路面を有するテストコースにおいて、時速６０ｋｍで試験車両を直進走行させた時の０〜５００Ｈｚの車内騒音を運転席の右窓際に設置したマイクロフォンにより測定し、その結果を比較タイヤを１００とする指数値で示した。この値が小さいほど、ロードノイズが低い。

パターンノイズ
各試験タイヤをドラム試験機に装着し、回転ドラム上を時速６０ｋｍで走行させた時の５ｋＨｚの音圧レベルを、試験タイヤから横方向に１ｍ、回転ドラムと試験タイヤの接地面から高さ０．２５ｍの位置に設置したマイクロフォンにより測定し、その結果を比較タイヤを１００とする指数値で示した。この値が小さいほど、パターンノイズが低い。

操縦安定性
サーキットコースにおいて、テストドライバーによる官能試験を実施した。その評価結果を比較タイヤを１００とする指数値で示す。この値が大きいほど、操縦安定性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、操縦安定性及びロードノイズを悪化させることなくパターンノイズを改善できることがわかる。

タイヤサイズを実施例１と同じにし、トレッドパターンを図５で共通にし、軸方向長さを異ならせた図２の小孔を有する本発明タイヤ３，４と図３の小孔を有する本発明タイヤ５，６、及び小孔の軸方向長さを同じにした比較タイヤ２をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

本発明タイヤ３，５は、同じパターン要素において、小孔の軸方向長さを同じにしたものである。本発明タイヤ４，６は、同じパターン要素において、表２のようにブロックに設けた小孔とリブに設けた小孔の軸方向長さ（表中、向かって左側がブロック、右側がリブの小孔）を異ならせている。表２の開口面積の割合はブロックに関するものである。

各試験タイヤ共に、小孔の直径は５mmで共通である。小孔の傾斜角度α（本発明タイヤ５，６の場合）、小孔の最大溝深さに対する割合、ブロックの接地面の面積に対する小孔の開口面積の割合は表２に示す通りである。

これら各試験タイヤを実施例１と同様に、ロードノイズとパターンノイズ、及び操縦安定性の評価試験を行ったところ、表２に示す結果を得た。

表２から、本発明タイヤは、操縦安定性及びロードノイズを悪化させることなくパターンノイズを改善できることがわかる。

また、同じパターン要素内の小孔の軸方向長さを異ならせた本発明タイヤ４，６は、パターンノイズを一層改善できることがわかる。

タイヤサイズを実施例１と同じにし、トレッドパターンを図９で共通にし、軸方向長さを異ならせた図２の小孔を有する本発明タイヤ７と図３の小孔を有する本発明タイヤ８、及び小孔の軸方向長さを同じにした比較タイヤ３をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

各試験タイヤ共に、小孔の直径は５mmで共通である。本発明タイヤ７，８において、同じパターン要素の小孔は同じ軸方向長さであり、小孔の傾斜角度α（本発明タイヤ８の場合）、小孔の最大溝深さに対する割合、ブロックの接地面の面積に対する小孔の開口面積の割合は表３に示す通りである。

これら各試験タイヤを実施例１と同様に、ロードノイズとパターンノイズ、及び操縦安定性の評価試験を行ったところ、表３に示す結果を得た。

表３から、本発明タイヤは、操縦安定性及びロードノイズを悪化させることなくパターンノイズを改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッド面の要部展開図である。 １列に並ぶ軸方向長さを異ならせた小孔の一例を示す部分拡大断面図である。 １列に並ぶ軸方向長さを異ならせた小孔の他の例を示す部分拡大断面図である。 １列に並ぶ軸方向長さを異ならせた小孔の更に他の例を示す部分拡大断面図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッド面の要部展開図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すトレッド面の部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すトレッド面の部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すトレッド面の部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すトレッド面の部分展開図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ傾斜させた小孔の他の例を示す拡大断面図である。 傾斜させた小孔の好ましい例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ トレッド面
２ 周方向溝
３ ラグ溝
４ リブ
５，５Ａ ブロック
５ａ 接地面
６，８Ｍ，６Ｎ，６Ｓ，６Ｔ 小孔
６ａ 小孔底
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ パターン要素
Ｌ ピッチ長さ
Ｔ タイヤ周方向
ｄ 深さ
ｘ 軸方向長さ

Claims (10)

1. 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、該ラグ溝により区分されたピッチ長さが異なる複数種類のパターン要素をタイヤ周方向に配列する一方、前記トレッド面に小孔をタイヤ周方向に所定の間隔で少なくとも１列配列し、該小孔を各パターン要素に、またはピッチ長さが３種類以上異なる場合には、少なくともピッチ長さが最大のパターン要素及びその次にピッチ長さが長いパターン要素に配置した空気入りタイヤにおいて、同じ列の小孔の軸方向長さを異ならせた空気入りタイヤ。
2. 前記同じ列の小孔において、該小孔は長さが異なる少なくとも２種類の軸方向長さを有し、軸方向長さが長い方の小孔をピッチ長さが長い方のパターン要素に配置し、軸方向長さが短い方の小孔をピッチ長さが短い方のパターン要素に配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記小孔はパターン要素の種類と同数の長さが異なる軸方向長さを有し、ピッチ長さが長いパターン要素の陸部に配置した小孔ほど軸方向長さを長くした請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記同じ列の小孔において、該小孔の軸方向長さの最大値と最小値の比が１．２５以上である請求項１，２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記軸方向長さが異なる小孔は、トレッド面から小孔底までの深さが異なる請求項１，２，３または４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記軸方向長さが異なる小孔は、トレッド面から小孔底までの深さが同じであり、かつトレッド面に対する法線方向に対して小孔の中心軸の傾斜角度αが異なる請求項１，２，３または４に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記傾斜角度αが６０度以下である請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. １つの小孔の開口面積が３〜４０mm² であり、深さがトレッド面に配置された溝の内の最大深さに対して４０〜１００％である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記パターン要素はラグ溝により区分されたブロックを有し、該ブロックに前記小孔を配置し、ブロックに設ける小孔の数をパターン要素のピッチ長さに応じて増加させ、かつ同じブロックに設けた小孔の開口面積の合計を該ブロックの接地面の面積の７０％以下にした請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記小孔をタイヤ幅方向に複数列配置し、かつ同じパターン要素内の小孔の軸方向長さを異ならせた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images