JP5158402B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、例えば乗用車、トラック、バス等に用いられる空気入りタイヤに関するものである。

近年、この種の空気入りタイヤとしては、サイドウォール部をタイヤ径方向に補強する補強層を備え、パンク等によりタイヤの内圧が低下した場合でも、補強層によってタイヤ径方向の荷重を支えることにより走行の継続を可能にした、いわゆるランフラットタイヤが知られている。しかしながら、このようなランフラットタイヤにおいては、空気圧の低下に気付かない場合が多く、このような状態で長距離を走行すると、サイドウォール部に部材の剥離やクラック等を生ずるおそれがある。従って、ランフラットタイヤを使用する場合には、タイヤの内圧低下を検知する警報装置を備える必要があるが、このような装置は高価であるため、ランフラットタイヤの普及を妨げる原因となっている。

そこで、前述のような警報装置を必要とせずに、タイヤの内圧低下を乗員に知らせるようにした空気入りタイヤとして、左右のショルダー部にタイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると路面に接地する複数の凹部を設け、この凹部のピッチをタイヤ周方向に等間隔にすることにより、特定の周波数帯で音の大きいパターンノイズを発生させて乗員に気付かせるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−４３５２２号公報

しかしながら、前記空気入りタイヤでは、適正な空気圧であればノイズ発生用の凹部が直進走行時には接地することはないが、旋回時の横荷重によって路面に接地することがあり、適正な空気圧走行時においても不快なノイズを発生させる場合があるという問題点があった。また、多数の凹部を設けることによりショルダー部の剛性が低下し、操縦安定性が損なわれるという問題点もあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤ内圧の低下をノイズの発生によって乗員に知らせることができるとともに、適正な空気圧走行時に無用な不快ノイズを発生させることがなく、しかも操縦安定性が損なわれることもない空気入りタイヤを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、トレッド部と左右のサイドウォール部との間にショルダー部を有する空気入りタイヤにおいて、左右のショルダー部のそれぞれに互いにタイヤ周方向に間隔をおいて設けられ、所定の荷重でのタイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると、路面に接地してパターンノイズを発生させる複数の突部を備え、各突部をタイヤ周方向に不等ピッチになるように配置するとともに、左右のショルダー部のタイヤ幅方向に対応する突部のうちタイヤ周方向に同時に接地する突部の接地部分をタイヤ周方向に等ピッチになるように配置し、各突部を、設計常用荷重に対応する空気圧条件で設計常用荷重の８８％の荷重における接地端外に位置するように設けている。

これにより、タイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると、タイヤ周方向に同時に接地する突部によって特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズが発生し、タイヤ内圧が低下したことをパターンノイズによって乗員に知らせることができる。この場合、各突部によってショルダー部の剛性が低下することがない。また、タイヤ内圧が所定の圧力よりも低下していない場合、車両旋回時に片側のショルダー部の突部のみが接地したときは、各ショルダー部における突部はタイヤ周方向に不等ピッチで配置されていることから、特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズが発生することがない。この場合、各突部が設計常用荷重に対応する空気圧条件で設計常用荷重の８８％の荷重における接地端外に位置するように設けられていることから、各突部を異常な空気圧低下時にのみ接地させるための最適な位置に配置することができる。

本発明によれば、タイヤ内圧が低下したことをパターンノイズによって乗員に知らせることができるとともに、ショルダー部の剛性が低下することがないので、操縦安定性が損なわれることがないという利点がある。また、タイヤ内圧が所定の圧力よりも低下していない場合、車両旋回時においても特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズが発生することがないので、無用な不快ノイズの発生を確実に防止することができる。この場合、各突部を異常な空気圧低下時にのみ接地させるための最適な位置に配置することができるので、実用化に際して極めて有利である。

図１乃至図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は空気入りタイヤの部分正面断面図、図２はその要部拡大断面図、図３はタイヤパターンを示す展開平面図、図４は突部の拡大平面図、図５は試験結果を示す図である。

この空気入りタイヤは、タイヤ外周面側に形成されたトレッド部１と、タイヤ幅方向両側に形成されたサイドウォール部２と、トレッド部１とサイドウォール部２との間に形成されたショルダー部３と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に形成されたビード部４と、サイドウォール部２のタイヤ幅方向内側に形成される補強層５とから構成され、ランフラットタイヤとして用いられるものである。即ち、この空気入りタイヤは、シート状に形成されたインナーライナ１０、左右一対の補強部材１１、カーカス部材１２及び複数枚のベルト１３を成形ドラム上で重ね合わせて円筒状に成形した後、カーカス部材１２が左右一対のビード部材１４間に跨るようにトロイダル状に成形し、その外周面にトレッド部材１５及びサイドウォール部材１６を貼付けることによって形成される。

インナーライナ１０は気密性を有するシート状のゴムからなり、カーカス部材１２の内周面側に配置される。

補強部材１１は断面三日月状の硬質ゴムからなり、サイドウォール部２側のカーカス部材１２とインナーライナ１０との間に配置される。

カーカス部材１２は、複数本の補強コードがタイヤの周方向に配列されたシート状のゴムからなり、そのタイヤ周方向の一端部及び他端部をスプライスして円筒状に形成されるとともに、その幅方向両端側をビード部材を巻き込むようにタイヤ幅方向内側から外側に向けてサイドウォール部２側に折り返される。

各ベルト１３はスチールコードや高強度繊維等からなる補強用線材をシート状のゴム材で被覆してなり、カーカス部材１２の外周面側に互いに重なり合うように配置される。

ビード部材１４は、金属線等のワイヤを束ねてなるビードコア１４ａと、断面略三角形状のゴムからなるビードフィラー１４ｂとからなり、ビードフィラー１４ｂはビードコア１４ａの外周に固着されている。

トレッド部材１５は押出成形によって形成されたゴムからなり、カーカス部材１２の幅方向中央側及び各ベルト１３の外周面側をトレッド部１から左右のショルダー部３に亘って覆うように配置され、その外周面にはトレッド部１のパターンが加硫成型時に形成される。トレッド１のパターンは、タイヤ周方向に延びる複数の主溝１ａと、タイヤ幅方向に斜めに延びる複数の副溝１ｂと、各主溝１ａ及び各副溝１ｂ間に形成される複数のブロック１ｃとからなる。

サイドウォール部材１６は押出成形によって形成されたゴムからなり、カーカス部材１２のタイヤ幅方向両側を覆うように配置される。

左右のショルダー部３には、所定の荷重でのタイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると、路面に接地してパターンノイズを発生させる複数の突部３ａが設けられ、各突部３ａは互いにタイヤ周方向に不等ピッチＰ1 で配置されている。この場合、各突部３ａは、２００６年版ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）の規格に定める設計常用荷重に対応する空気圧条件において、設計常用荷重の８８％の荷重における接地端外に位置するように設けられている。左右のショルダー部３において互いに同時に接地する突部３ａ、即ち図３におけるタイヤ周方向位置Ａにおいてタイヤ幅方向に対応する突部３ａは、タイヤ周方向に等ピッチＰ2 で配置され、それ以外の突部３ａはタイヤ幅方向に対応せずにタイヤ周方向にずれている。各突部３ａは四角形状に形成され、そのタイヤ周方向の長さＬ1 が３ｍｍ以上４０ｍｍ以下、タイヤ周方向に直交する方向の幅Ｌ2 が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、ショルダー部３の表面からの高さＬ3 が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下になるように形成されている。また、図２に示すように突部３ａのタイヤ径方向内側の側面３ｂは、突部３ａの頂部から底部に亘って凹状をなす円弧状に形成され、その半径Ｒが１０ｍｍ以上になるように形成されている。

以上のように構成された空気入りタイヤにおいては、タイヤ内圧が適正な空気圧（例えば２００ｋＰａ）で直進走行する場合には、各ショルダー部３の突部３ａが路面に接地することはない。また、車両旋回時の横荷重により左右一方のショルダー部３が接地した場合には、左右一方の突部３ａも路面に接地する場合があるが、この場合は突部３ａがタイヤ周方向に不等ピッチＰ1 で配置されているので、特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズは発生しない。次に、パンク等によりタイヤ内圧が低下した場合には、各補強層５によってタイヤ径方向の荷重が支えられて走行の継続が可能となる。その際、接地幅は通常接地幅Ｗ1 から低圧時接地幅Ｗ2 まで広がるため、各ショルダー部３の突部３ａが路面に接地し、タイヤ周方向に同時に接地する突部３ａによってパターンノイズが発生する。即ち、タイヤ周方向に同時に接地する突部３ａはタイヤ周方向に等ピッチＰ2 で配置されているため、特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズが発生する。

各突部３ａは、そのタイヤ周方向の長さＬ1 が３ｍｍよりも小さいと、明瞭なノイズを十分に発生させることができず、４０ｍｍよりも大きいと、生産上困難となるため、Ｌ1 は３ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ前後が最適である。また、各突部３ａは、タイヤ周方向に直交する方向の幅Ｌ2 が３ｍｍよりも小さいと、明瞭なノイズを十分に発生させることができず、３０ｍｍよりも大きいと、サイドウォール部２まで達して車両と干渉するおそれがあるため、Ｌ2 は３ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ前後が最適である。更に、各突部３ａは、ショルダー部３の表面からの高さＬ3 が２ｍｍよりも小さいと、明瞭なノイズを十分に発生させることができず、２０ｍｍよりも大きいと、風切り音が発生し易くなるため、Ｌ3 は２ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ前後が最適である。尚、各突部３ａは、タイヤ径方向に対して若干傾斜するように形成してもよい。

また、各ショルダー部３で同時に接地する突部３ａは、互いにタイヤ周方向に同時に接地する接地部分の範囲がタイヤ周方向長さＬ1 の１００％になるようにしてもよいが、図４に示すように接地部分の範囲Ｌ1 ′が５０％以上あれば、互いにタイヤ周方向にずれていても、明瞭なノイズを発生させることができる。この場合、タイヤ周方向に同時に接地する突部３ａのタイヤ周方向のピッチＰ2 は、接地部分の範囲Ｌ1 ′における周方向中央の間隔とする。

ここで、図５に示すように、２種類の比較例及び３種類の実施例について、それぞれ操縦安定性、車両旋回時ノイズ、直進走行時ノイズの評価試験を行ったところ、以下の結果が得られた。この試験では、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６のものを用い、排気量２５００ｃｃの乗用車にて行った。この場合、操縦安定性の試験では、比較例１を基準とするドライバーの官能評価にて数値の高い方を優位性ありとして判定した。また、旋回時ノイズの試験では、内圧２００ｋＰａの場合は、速度８０ｋｍ／ｈ、半径３０ｍの定常円走行時のパターンノイズについて、比較例１を基準とするドライバーの官能評価にて数値の高い方（ノイズの小さい方）を優位性ありとして判定し、内圧３０ｋＰａの場合は、速度３０ｋｍ／ｈ、半径３０ｍの定常円走行時のパターンノイズについて、比較例１を基準とするドライバーの官能評価にて数値の高い方（ノイズの大きい方）を優位性ありとして判定した。

比較例１には、各ショルダー部にタイヤ周方向６０個のブロックパターンを有するものを用い、比較例２には、前記ブロックパターン以外に、空気圧低下時に接地するタイヤ周方向１２０個の凹部（タイヤ周方向に直交する方向の幅５ｍｍ、深さ４ｍｍ、タイヤ周方向長さ１５ｍｍ）を等ピッチで設けたものを用いた。実施例１には、前記ブロックパターン以外に、空気圧低下時に接地するタイヤ周方向６０個の突部（タイヤ周方向に直交する方向の幅５ｍｍ、高さ６ｍｍ、タイヤ周方向長さ１５ｍｍ）を不等ピッチで設けたものを用いた。実施例２には、前記ブロックパターン以外に、空気圧低下時に接地するタイヤ周方向１２０個の突部（タイヤ周方向に直交する方向の幅５ｍｍ、高さ６ｍｍ、タイヤ周方向長さ１５ｍｍ）を等ピッチで設け、一部の突部を除去して残りの突部がタイヤ周方向に不等ピッチになるようにしたものを用いた。実施例３には、前記ブロックパターン以外に、空気圧低下時に接地するタイヤ周方向１２０個の突部（タイヤ周方向に直交する方向の幅５ｍｍ、高さ６ｍｍ、タイヤ周方向長さ１５ｍｍ）を不等ピッチで設け、一部の突部を除去して残りの突部がタイヤ周方向に不等ピッチになるようにしたものを用いた。

前記試験の結果、本発明の実施例１〜３は、内圧２００ｋＰａにおいては、比較例１と同等の操縦安定性評価及び旋回時ノイズ評価が得られ、内圧３０ｋＰａにおいては、比較例１よりも優位性のある操縦安定性評価、旋回時ノイズ評価及び直進走行時ノイズ評価が得られた。尚、比較例２は、内圧３０ｋＰａの旋回時ノイズ評価では実施例１〜３よりもノイズが大きかったが、直進走行時ノイズ評価では実施例１〜３の方が評価が高かった。また、比較例２は、内圧２００ｋＰａにおける操縦安定性評価及び旋回時ノイズ評価、内圧３０ｋＰａにおける操縦安定性評価が何れも比較例１及び実施例１〜３よりも低かった。

このように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、左右のショルダー部３に互いにタイヤ周方向に間隔をおいて設けられ、所定の荷重でのタイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると、路面に接地してパターンノイズを発生させる複数の突部３ａを備え、各突部３ａをタイヤ周方向に不等ピッチＰ1 になるように配置するとともに、タイヤ幅方向に対応する突部３ａのうちタイヤ周方向に同時に接地する突部３ａの接地部分をタイヤ周方向に等ピッチＰ2 になるように配置したので、タイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると、タイヤ周方向に同時に接地する突部３ａによって特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズが発生し、空気圧が低下したことをパターンノイズによって乗員に知らせることができる。この場合、各突部３ａによってショルダー部３の剛性が低下することがないので、操縦安定性が損なわれることがないという利点がある。また、タイヤ内圧が所定の圧力よりも低下していない場合、車両旋回時に片側のショルダー部３の突部３ａのみ接地したときは、各ショルダー部３における突部３ａはタイヤ周方向に不等ピッチＰ1 で配置されていることから、特定の周波数帯で音の大きくなるパターンノイズが発生することがなく、無用な不快ノイズの発生を確実に防止することができる。

この場合、各突部３ａを、設計常用荷重に対応する空気圧条件で設計常用荷重の８８％の荷重における接地端外に位置するように設けたので、各突部３ａを異常な空気圧低下時にのみ接地させるための最適な位置に配置することができ、実用化に際して極めて有利である。

また、タイヤ幅方向に対応する突部３ａを、互いにタイヤ周方向に同時に接地する範囲Ｌ1 ′が突部のタイヤ周方向長さＬ1 の５０％以上１００％以下になるように形成したので、タイヤ幅方向に対応する突部３ａがタイヤ周方向にずれていても、明瞭なノイズを発生させることができ、突部３ａの配置の自由度を高めることができる。

更に、各突部３ａを、タイヤ周方向の長さＬ1 が３ｍｍ以上４０ｍｍ以下、タイヤ周方向に直交する方向の幅Ｌ2 が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、ショルダー部の表面からの高さＬ3 が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下になるように形成したので、明瞭なノイズを確実に発生させることができる。

また、各突部３ａのタイヤ径方向内側の側面３ｂをその頂部から底部に亘って凹状をなす半径１０ｍｍ以上の円弧状に形成したので、側面３ｂにおける応力を分散させることができ、低圧走行時のクラックの発生を効果的に防止することができる。

更に、各サイドウォール部２をタイヤ径方向に補強する補強層５を備えているので、ランフラットタイヤとして用いることができ、高価な警報装置を必要としないランフラットタイヤの普及に貢献することができる。

また、図６の変形例に示すように突部３ａにサイプからなる凹部３ｃを設けたり、或いは図７の他の変形例に示すように突部３ａにディンプルからなる凹部３ｄを設けるようにすれば、突部３ａの発熱を抑制することができ、低圧走行時の耐久性を向上させることができる。

尚、前記実施形態では、各突部３ａをトレッド部１のブロック１ｃとは独立して形成したものを示したが、ブロック１ｃと一体をなすように陸続きに形成することも可能である。

また、前記実施形態では、補強層５を備えたランフラットタイヤを示したが、本発明は補強層を有しない通常のタイヤにも適用することができる。

本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの部分正面断面図 空気入りタイヤの要部拡大断面図 タイヤパターンを示す展開平面図 タイヤ幅方向に対応する突部を示す概略平面図 試験結果を示す図 変形例を示す突部の平面図 他の変形例を示す突部の平面図

符号の説明

１…トレッド部、２…サイドウォール部、３…ショルダー部、３ａ…突部、３ｂ…側面、３ｃ，３ｄ…凹部。

Claims (6)

1. トレッド部と左右のサイドウォール部との間にショルダー部を有する空気入りタイヤにおいて、
   左右のショルダー部のそれぞれに互いにタイヤ周方向に間隔をおいて設けられ、所定の荷重でのタイヤ内圧が所定の圧力よりも低下すると、路面に接地してパターンノイズを発生させる複数の突部を備え、
   各突部をタイヤ周方向に不等ピッチになるように配置するとともに、左右のショルダー部のタイヤ幅方向に対応する突部のうちタイヤ周方向に同時に接地する突部の接地部分をタイヤ周方向に等ピッチになるように配置し、
   各突部を、設計常用荷重に対応する空気圧条件で設計常用荷重の８８％の荷重における接地端外に位置するように設けた
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ幅方向に対応する突部を、互いにタイヤ周方向に同時に接地する範囲が突部のタイヤ周方向長さの５０％以上１００％以下になるように形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突部を、タイヤ周方向の長さが３ｍｍ以上４０ｍｍ以下、タイヤ周方向に直交する方向の幅が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、ショルダー部の表面からの高さが２ｍｍ以上２０ｍｍ以下になるように形成した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突部のタイヤ径方向内側の側面をその頂部から底部に亘って凹状をなす半径１０ｍｍ以上の円弧状に形成した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突部に所定形状の凹部を設けた
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイドウォール部をタイヤ径方向に補強する補強層を備えた
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の空気入りタイヤ。

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