JP5462886B2 - 空気入りタイヤ用トレッド - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ用トレッドに関し、詳しくは、気柱共鳴音と、トレッドパターンノイズを同時に低減する空気入りタイヤ用トレッドに関する。

タイヤのトレッドに形成された周方向溝の気柱共鳴音は、その周方向溝と路面とで形成される管内（気柱）の共鳴により発生し、その共鳴周波数は、路面との間で形成される周方向溝の気柱の長さに依存する。

この気柱共鳴音は車輌内外の騒音という形で現れ、多くの場合人間の耳に届きやすい１ｋＨｚ前後にそのピークを持つ。この周方向溝の気柱共鳴音を低減させる技術として、一端がトレッドに形成された周方向溝に開口し、この開口端から分岐して、他端がトレッドの陸部（リブ）内で終端する枝溝形状を有する共鳴器をトレッドに形成し、この共鳴器により気柱共鳴音を低減させるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１）。

ここで、特許文献２の図１には、トレッドに、一端が周方向溝に開口し他端が陸部内で終端する枝溝形状の共鳴器と、ヘルムホルツ型と呼ばれる枝溝形状とは異なる種類の共鳴器とを設け、さまざまな周波数帯の気柱共鳴音を低減させるようにした技術が開示されている。
特許文献３の図１には、トレッドに、２本の周方向溝に連通する横溝を設けると共にヘルムホルツ型と呼ばれる共鳴器を複数設け、さまざまな周波数帯の気柱共鳴音を低減させるようにした技術が開示されている。
特許文献４の図１には、トレッドに、一端が周方向溝に開口し他端が陸部内で終端する折れ曲がった形状を有する枝溝形状の共鳴器と、同じく枝溝形状であるがさらに副溝を有する枝溝形状の共鳴器とを設け、さまざまな周波数帯の気柱共鳴音を低減させるようにした技術が開示されている。

再公表特許ＷＯ２００４／１０３７３７号公報 特開２００８−３０８１３１号公報 特開２００８−２３８８６７号公報 特開２００６−１５１３０９号公報

しかしながら、枝溝形状による共鳴器を有効に作用させる場合、枝溝は、ある一定以上の長さが必要となり、そのような枝溝が形成されたリブがトレッド踏面に侵入する際、リブが路面を叩くことにより発生するエネルギの変動に伴って、枝溝による共鳴器自体によりトレッドパターンノイズが発生するという問題点がある。

ここで、トレッドパターンノイズとは、トレッド踏面に刻まれたパターンに基づき、横溝など、トレッドの幅方向や斜め方向に延びる溝が連続的に路面を叩く際に発生するエネルギーの変動により発生するタイヤ騒音である。トレッドパターンノイズの周波数は速度に依存し、速度と共に変化する。このトレッドパターンノイズも車輌内外の騒音源のひとつである。

さまざまな周波数帯の気柱共鳴音を低減させるために、特許文献２乃至４のそれぞれ図１に開示されているような形態で共鳴器を配設した場合、トレッド踏面長さに対してタイヤ回転方向における隣接した共鳴器の間隔を所定距離以上設ける必要がある。これらの場合、共鳴器によって発生するトレッドパターンノイズは、共鳴器により減衰される周波数帯と異なる周波数帯に発生するため、特許文献２乃至４の共鳴器においても、共鳴器自体により発生するトレッドパターンノイズが問題となる。

そこで本発明は、上述した従来技術が抱える問題点を解決するためになされたものであり、周方向溝によって発生する気柱共鳴音を複数の周波数帯で効果的に抑制しつつ、トレッドパターンノイズをも同時に低減させることが出来る空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、少なくとも一本の周方向溝と、その周方向溝に隣接する少なくとも二つのリブと、一端が前記周方向溝に開口し他端が前記リブ内で終端する溝状に形成され前記周方向溝の気柱共鳴音を低減させる共鳴器と、を有する空気入りタイヤ用トレッドであって、共鳴器は、周方向溝に開口する第一開口部及びリブ内で終端する第一終端部を有する第一の枝状溝と、周方向溝に開口する第二開口部及びリブ内で終端する第二終端部を有する第二の枝状溝と、を少なくとも含む一組の枝状溝が同一リブ上に相互に接触しないようタイヤ周方向に複数形成されたものであり、共鳴器の第一の枝状溝は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、トレッド踏面長さの４０％以上の長さかつ周方向溝の溝幅の１０％以上かつ２５％以下の溝幅を有し、共鳴器の第二の枝状溝は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、第一の枝状溝の長さの４０％以上かつ９０％以下の長さを有しかつ第一の枝状溝の溝幅以上の溝幅を有し、共鳴器の第一の枝状溝の第一開口部及び第二の枝状溝の第二開口部は、同一リブから同一の周方向溝に対して開口すると共にタイヤ回転方向に対して交互に開口し、共鳴器の第一の枝状溝は、その第一の枝状溝全体がトレッド踏面内に存在するように、同一リブから同一の周方向溝に開口する隣り合う第一開口部間の長さがトレッド踏面長さの５０％以下となるように形成され、共鳴器の第一の枝状溝及び第二の枝状溝が形成されたリブ上の最小横断面空隙率と、そのリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内であることを特徴としている。

ここで、「溝」とは、通常の使用条件下で相互に接触することのない、二つの壁面により区切られた、幅及び深さを持つ空間のことをいう。

また、「周方向溝」とは、タイヤ周方向に延在する溝のことをいい、直線状の溝のみならず、ジグザグ状又は波状に延び、タイヤ全体として周方向に一周する溝も含まれる。

また、「横溝」とは、タイヤ幅方向に延在する溝のことをいい、両端が周方向溝に開口するもの、一端が周方向溝に開口し他端が陸部（リブ）内で終端するもの、両端が陸部内で終端するものなどがある。この横溝の形態も直線状のみならず、ジグザグ状又は波状に延びるもの、また幅が変化するものも含まれる。

また、「枝状溝」とは、一端が周方向溝に開口し、他端が陸部（リブ）内で終端する形態の溝のことをいう。枝状溝は横溝の形態のうちのひとつである。

また、「トレッド踏面」とは、タイヤを下記の産業規格で定められている適用リムに装着すると共に、定格内圧を充填し、定格荷重を負荷した際に路面と接触するトレッドの表面領域のことをいう。また、「トレッド踏面長さ」とは、タイヤの回転方向のトレッド踏面の長さのことをいう。

また、「規格」とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって定められるものである。例えば、産業規格は、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）の“ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）の“ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会（ＪＡＴＭＡ）の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。また、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じてこれら規格に規定されたリムをいい、「定格内圧」とは、これらの規格において、負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「定格荷重」とは、これらの規格において、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。

また、「横断面空隙率」とは、タイヤの回転軸と平行な軸に沿ってタイヤ表面上で得られる特定部分（例えば一つのリブ）の総長さに対する、同じ軸に沿ってタイヤ表面上で得られる同じ特定部分内の非接地部分の長さの占める割合のことをいう。

上述したように構成された本発明においては、周方向溝の気柱共鳴音を低減させる共鳴器が、周方向溝に開口する第一開口部及びリブ内で終端する第一終端部を有する第一の枝状溝と、周方向溝に開口する第二開口部及びリブ内で終端する第二終端部を有する第二の枝状溝とを少なくとも含む一組の枝状溝が同一リブ上に相互に接触しないようタイヤ周方向に複数形成されたものである。このように構成された共鳴器の基本原理として、周方向溝を伝播する音波は、その一部が第一の枝状溝及び第二の枝状溝内に伝播され、第一の枝状溝及び第二の枝状溝の終端部で反射してまた周方向溝に戻る。これらの枝状溝内での音波の往復により、各枝状溝内に伝播された音波は周方向溝に戻った際、周方向溝内の音波に対して位相が異なる事になる。この位相差により音波の干渉を引き起こし、その結果、第一の枝状溝及び第二の枝状溝により、周方向溝の気柱共鳴音が低減される。

本発明においては、さらに、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、第一の枝状溝が、トレッド踏面長さの４０％以上の長さを有しているので、周方向溝の気柱共鳴音を減少させるために必要な長さを得て、気柱共鳴音の減少効果を効果的に得ることが出来る。

さらに、共鳴器の第一の枝状溝が、周方向溝の溝幅の１０％以上かつ２５％以下の溝幅を有しているので、トレッド踏面内において荷重により第一枝状溝が閉塞して、共鳴器としての効果を発揮しなくなってしまうことを抑制すると共に、リブ内で第一枝状溝が占める割合が大きくなることによりタイヤに求められる他の諸性能に影響を与えてしまうことを抑制することが出来る。

さらに、共鳴器の第二の枝状溝が、第一の枝状溝長さの４０％以上かつ９０％以下の長さを有しかつ第一の枝状溝の溝幅以上の溝幅を有している。ここで、従来、ある１つの枝溝形状の共鳴器により気柱共鳴音を低減した場合、その共鳴器が作用する周波数帯の音圧は低減されるものの、他の周波数帯に音圧のピークが生じてしまう。これに対し、本発明によれば、第一の枝状溝と組となる第二の枝状溝を設け、この第二の枝状溝は、第一の枝状溝長さの４０％以上かつ９０％以下の長さを有しているので、第二の枝状溝により低減出来る音圧の周波数帯が、第一の枝状溝により発生した音圧ピークを低減させるために適した周波数帯から外れないようにすることが出来、その結果、第一の枝状溝が周方向溝の気柱共鳴音を低減した際に発生する他の周波数帯の音圧ピークを効果的に低減させることが出来る。このように、少なくとも第一の枝状溝及び第二の枝状溝を有する一組の共鳴器を同一リブ上に設けることにより、複数の周波数帯の音圧ピーク（少なくとも２つの周波数帯の音圧ピーク）を低減することが可能となり、タイヤ全体としての騒音レベルを低減させることが出来る。

さらに、共鳴器の第一の枝状溝の第一開口部及び第二の枝状溝の第二開口部は、同一リブから同一の周方向溝に対して開口すると共にタイヤ回転方向に対して交互に開口しているので、第一の枝状溝は、それが開口している周方向溝の気柱共鳴音を低減させ、かつ、その第一の枝状溝による気柱共鳴音の低減により同じ周方向溝に発生した別の周波数帯の音圧ピークを、第二の枝状溝によって低減することが出来る。

さらに、共鳴器の第一の枝状溝は、その第一の枝状溝全体がトレッド踏面内に存在するように、同一リブから同一の周方向溝に開口する隣り合う第一開口部間の長さがトレッド踏面長さの５０％以下となるように形成されているので、第一枝状溝が少なくとも１本、トレッド踏面内に存在するようにして、その共鳴器としての作用を失うことがないようにすることが出来る。従って、周方向溝の気柱共鳴音を確実に低減させることが出来る。

さらに、共鳴器の第一の枝状溝及び第二の枝状溝が形成されたリブ上の最小横断面空隙率と、そのリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内であるので、リブの第１枝状溝及び第二枝状溝の溝部分を除いたリブ幅が、タイヤ一周にわたり概ね一定となることから、第一の枝状溝及び第二の枝状溝が形成されたリブがトレッド踏面内に侵入する際に路面を叩くエネルギーの変動を概ね一定にすることができ、結果としてトレッドパターンノイズを低減することが出来る。なお、最小横断面空隙率と最大横断面空隙率との差が１０％を超えた場合、タイヤ一周にわたり、リブが路面を叩くエネルギーの変動が大きくなり、結果としてトレッドパターンノイズの低減効果が小さくなる。

これらの結果、周方向溝によって発生する気柱共鳴音を複数の周波数帯で効果的に抑制しつつ、トレッドパターンノイズをも同時に低減させることが出来る。

本発明において、好ましくは、共鳴器の第一の枝状溝は、そのトレッド踏面におけるそれ自身の横方向投影長さが、第一開口部と第一終端部とを結ぶ直線の横方向投影長さより長くなるように形成される。
このように構成された本発明においては、共鳴器の第一の枝状溝は、そのトレッド踏面におけるそれ自身の横方向投影長さが、第一開口部と第一終端部とを結ぶ直線の横方向投影長さより長くなるように形成されるので、第一の枝状溝は、比較的狭いリブ幅でも、所定の枝状溝長さを保つことが出来るので、より確実に、周方向溝の気柱共鳴音を低減させることが出来る。そして、第一の枝状溝の開口部と終端部とを結ぶ直線の横方向投影長さが、第一の枝状溝のトレッド踏面におけるそれ自身の横方向投影長さより短いので、例えば、リブの幅方向に開口部と終端部が並ぶようにして、トレッド踏面内により多くの枝状溝を配設することが出来る。それらの結果、より効果的に気柱共鳴音を低減することができる。

本発明において、好ましくは、共鳴器の第二の枝状溝の第二終端部が、その第二の枝状溝と組となる第一の枝状溝自身と、その第一の枝状溝の第一開口部及び第一終端部とを結ぶ直線とで囲まれた領域内に存在する。
このように構成された本発明においては、共鳴器の第二の枝状溝の第二終端部が、その第二の枝状溝と組となる第一の枝状溝自身と、その第一の枝状溝の第一開口部及び第一終端部とを結ぶ直線とで囲まれた領域内に存在するので、第二の枝状溝を第一の枝状溝に近づけて配置することが可能となり、その結果、タイヤ周方向に連続する第一の枝状溝の周方向溝への開口部である第一開口部間の長さを短くすることが可能となり、これにより、トレッド踏面内により多くの枝状溝を配設することが出来る。その結果、より効果的に気柱共鳴音を低減することができる。

本発明において、好ましくは、共鳴器の第一の枝状溝が、第一開口部を含む第一部分と、第一終端部を含む第二部分とを有し、第一部分と第二部分との間の角度が９０度未満である。
このように構成された本発明においては、共鳴器の第一の枝状溝が、第一開口部を含む第一部分と第一終端部を含む第二部分との間の角度が９０度未満となるように形成されるので、枝状溝が配置されているリブ上において、そのリブの最小横断面空隙率と、そのリブの最大横断面空隙率との差を１０％以内にする設計を容易とすることができる。従って、リブの溝部分を除いたリブ幅がタイヤ一周にわたり概ね一定となる。即ち、リブがトレッド踏面内に侵入する際に路面を叩くエネルギーの変動を概ね一定にすることが出来、その結果、トレッドパターンノイズを低減することが出来る。

本発明による空気入りタイヤ用トレッドによれば、周方向溝によって発生する気柱共鳴音を複数の周波数帯で効果的に抑制しつつ、トレッドパターンノイズをも同時に低減させることが出来、その結果、タイヤ全体としての騒音レベルを低減させることが可能となる。

本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図である。 図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿って見たタイヤ用トレッドの拡大断面図である。 図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿って見たタイヤ用トレッドの拡大断面図である。 本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図である。 図３のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿って見たタイヤ用トレッドの拡大断面図である。 図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿って見たタイヤ用トレッドの拡大断面図である。 本発明の第３実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図である。 本発明の第４実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図である。

次に、本発明の特徴及び長所を、本発明の幾つかの実施形態を例示する図面を参照して説明する。
先ず、図１及び図２により、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを説明する。
図1は、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図であり、図２Ａは、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿って見たトレッド１の拡大断面図であり、図２Ｂは、図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿って見たトレッド１の拡大断面図である。
先ず、図１に示すように、符号１は、第１実施形態によるタイヤトレッド１の一部を示し、このトレッド１には、幅Ｗの二本の周方向溝２が形成され、これらの周方向溝２に区切られる形でリブ３が形成されている。なお、この例におけるタイヤサイズは２２５／５５Ｒ１６である。

このリブ３は、タイヤ転動時に路面と接触する面３１を有している。この図上には、タイヤが定格内圧に充填され、定格荷重が負荷された際のトレッド踏面長さＬが図示されている。なお“ＥＴＲＴＯ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ ２００９”によれば、当該サイズの適用リムは７Ｊ、定格内圧は２５０ｋＰａ、定格荷重は６９０ｋｇである。

このリブ３上には、周方向溝２内にタイヤ転動時に発生する気柱共鳴音を減少するための、一端が周方向溝に開口し、他端がリブ３内で終端する枝溝形状の共鳴器が多数形成されている。本実施形態では、これらの共鳴器は、第一枝状溝４１と第二枝状溝４２の２つの長さの枝状溝が組で構成され、第一枝状溝４１と第二枝状溝４２とは、相互に接触しないように形成されている。この組の枝状溝４１、４２は、タイヤ周方向に複数設けられている。

第一枝状溝４１は、溝幅Ｗを有する周方向溝２に対して開口部４１５で開口し、リブ３上の終端部４１６で終端している。

第一枝状溝４１は、長さＬ４１を有し、その長さＬ４１は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、トレッド踏面長さＬの４０％以上の長さを有する。本実施形態においては、第一枝状溝長さＬ４１は１２１ｍｍであり、トレッド踏面長さＬは１４５ｍｍである。第一枝状溝長さＬ４１がトレッド踏面長さＬの４０％未満であると、周方向溝２の気柱共鳴音を減少させるために必要な長さが得られず、気柱共鳴音の減少効果が下がってしまう。

第一枝状溝幅Ｗ４１は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、周方向溝２の幅Ｗの１０％以上かつ２５％未満となるよう形成されている。本実施形態においては、第一枝状溝幅Ｗ４１は２．８ｍｍであり、周方向溝幅Ｗは１６ｍｍである。第一枝状溝幅Ｗ４１が周方向溝幅Ｗの１０％未満であると、トレッド踏面内において荷重により第一枝状溝が閉塞してしまい、共鳴器としての効果を発揮しなくなってしまう。また２５％以上であると、リブ内で第一枝状溝が占める割合が大きくなり、タイヤに求められる他の諸性能に影響を与えてしまう。

第二枝状溝４２は、組となる第一枝状溝４１が開口している同じ周方向溝２に対して開口部４２５で開口し、組となる第一枝状溝４１が終端している同じリブ３上の終端部４２６で終端している。

第二枝状溝は、長さＬ４２を有し、その長さＬ４２は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、組となる第一枝状溝４１の長さＬ４１の４０％以上かつ９０％以下となるように形成される。本実施形態においては、第二枝状溝長さＬ４２は５８ｍｍである。第二枝状溝４２の長さＬ４２が、組となる第一枝状溝長さＬ４２の４０％未満もしくは９０％を超えた場合、第二枝状溝４２により低減出来る音圧の周波数帯が、第一枝状溝４１が周方向溝２の気柱共鳴音を低減した際に発生した周波数帯と異なる周波数帯に発生した音圧ピークを低減させるために適した周波数帯から外れてしまい、気柱共鳴音の低減効果が下がってしまう。

第二枝状溝４２の溝幅Ｗ４２は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、組となる第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１以上となるように形成されている。本実施形態においては、第二枝状溝幅Ｗ４２は３．６ｍｍである。

第一枝状溝４１と第二枝状溝４２は組となって同じリブ３上に形成され、同じ周方向溝２に対して開口している。タイヤ回転方向で見た場合、第一枝状溝の開口部４１５と第二枝状溝の開口部４２６とは、同じリブ３上から同じ周方向溝２に開口し、それらの開口部４１５、４２５は、同じ周方向溝２に交互に出現するように設けられている。このような構成により、第一枝状溝４１により、第一枝状溝４１が開口している周方向溝２の気柱共鳴音を低減させ、かつ、その第一枝状溝４１による気柱共鳴音の低減により同じ周方向溝２に発生した別の周波数帯の音圧ピークを、第二枝状溝４２により低減することが可能となる。

第一枝状溝４１は、同じ周方向溝２に開口しかつタイヤ周方向に隣り合う開口部４１５間の長さが、トレッド踏面長さの５０％以下となるように形成されている。これにより、第一枝状溝４１が少なくとも１本、トレッド踏面内に存在するようにして、その共鳴器としての作用を失うことがないようにしている。従って、このような構成により、効果的に、周方向溝２の気柱共鳴音を低減させることが出来る。

次に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、周方向溝２、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２は、それぞれ、路面と接触する面３１で開口している。周方向溝２の溝深さはＤであり、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の溝深さは互いに同一で、最大で周方向溝２と同じDである。

次に、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２が形成されているリブ３は、その最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内となるように形成されている。本実施形態においては、リブ３の横断面空隙率は、最小で１３．８％であり、最大で１８．３％である。この構成により、リブ３の溝部分を除いたリブ幅が、タイヤ一周にわたり概ね一定となることから、当該リブ３がトレッド踏面内に侵入する際に路面を叩くエネルギーの変動を概ね一定にすることができ、結果としてトレッドパターンノイズが低減される。

横断面空隙率とは、図１及び図２を用いて説明すると、タイヤの回転軸と平行な軸（例えば、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線、或いは、ＩＩＢ−ＩＩＢ線）に沿ってタイヤ表面上で得られるリブ３の総長さ（幅方向長さ）Ｗ３に対して、同じ軸（同ＩＩＡ−ＩＩＡ線、或いは、ＩＩＢ−ＩＩＢ線）に沿ってタイヤ表面上で得られるリブ３の非接地部分の長さ（Ｗ４１’、或いは、Ｗ４２’）の占める割合である。

ここで、リブ３の最小横断面空隙率と最大横断面空隙率との差を所定値以下にするには、２本の枝状溝の延びる方向が異なる場合、タイヤの回転軸に平行な方向からより遠い方向で延びる枝状溝の溝幅（本実施形態では、第二枝状溝４２）が、タイヤの回転軸に平行な方向からより近い方向で延びる他方の枝状溝の溝幅（本実施形態では、第一枝状溝４１）よりも相対的に大きければ良い。本実施形態では、第二枝状溝４２が、第一枝状溝４１よりも、タイヤの回転軸に平行な方向から遠い方向に延びており、その分、上述したように、第二枝状溝４２の溝幅を第一枝状溝４１の溝幅より大きくすることにより、どの横断面をとっても、その横断面空隙率がほぼ一定になるようにして、最小横断面空隙率と最大横断面空隙率との差が１０％以内になるようにしている。

図２Ａと図２Ｂを比較することにより、枝溝形状の共鳴器が備えられたリブ３における横断面空隙率が概ね一定であることが理解できる。即ち、第一枝状溝４１と、第二枝状溝４２とは、それぞれ、周方向溝２、或いはタイヤの回転軸と平行な軸、に対する傾斜角が異なり、上述したように、第二枝状溝４２の溝幅Ｗ４２が第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１より大きくなるようにしている。ところが、第二枝状溝４２がタイヤの回転軸と平行な軸から遠い方向で延びている分、タイヤの回転軸と平行な軸の断面をとると、その断面における長さＷ４２’は、第一枝状溝４１のタイヤの回転軸と平行な軸の断面における長さＷ４１’とほぼ同じとなり、このようにして、リブ３の最小横断面空隙率と最大横断面空隙率との差を小さくすることが出来るのである。

このように、本実施形態におけるトレッド１は、リブ３の最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差は１０％以内となるように形成されている。

次に、図３及び図４により、本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを説明する。
図３は、本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図であり、図４Ａは、図３のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿って見たトレッド１の拡大断面図であり、図４Ｂは、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿って見たトレッド１の拡大断面図である。
先ず、図３に示すように、第２実施形態では、二本の周方向溝２と、これらの周方向溝２の間に形成されたリブ３と、リブ３に形成され、タイヤ周方向に湾曲した第一枝状溝４１と、周方向溝２から傾斜して延びほぼ直線状の第二枝状溝４２と、が形成されている。

ここで、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の長さ及び溝幅について、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、第一枝状溝４１の湾曲した軸線に沿った長さＬ４１がトレッド踏面長さＬの４０％以上の長さを有していること、第二枝状溝の直線長さＬ４２が第一枝状溝４１湾曲した軸線に沿った長さの４０％以上かつ９０％以下であること、第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１が周方向溝２の溝幅Ｗの１０％以上かつ２５％未満であること、及び、第二枝状溝４２の溝幅Ｗ４２は第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１以上であることは、上述した第１実施形態と同様である。また、周方向溝２に開口部４１５、４２５が交互に出現するように設けられている点、及び、第一枝状溝４１の開口部４１５が、同じ周方向溝２に開口しかつそのタイヤ周方向に隣り合う開口部４１５間の長さがトレッド踏面長さの５０％以下となるように形成されている点も第１実施形態と同様である。当然に、それらの効果も、上述した第１実施形態と同様であるので、ここでは、それらの説明を省略する。

次に、図３に示すように、第一枝状溝４１はその開口部４１５及び終端部４１６の間で湾曲した形態を有している。第一枝状溝４１のそれぞれの端部４１５、４１６の位置関係は、第一枝状溝４１自身の横方向（タイヤ幅方向）の投影長さ（図３上で左右方向に投影した長さ）が、その開口部４１５と終端部４１６とを結ぶ直線の横方向の投影長さ（同上）より長くなるよう配置されている。なお、第一枝状溝４１は、それ自身の横方向投影長さが、開口部４１５と終端部４１６とを結ぶ直線の横方向投影長さより長くなるものであれば、図３に示す形状に限定されるものではなく、例えば、くの字状に形成されていても良い。

第一枝状溝４１をこのように形成した理由は、所定の幅のリブ３内で、所定の枝状溝長さＬ４１を保ったまま、タイヤ周方向になるべく多くの第一枝状溝４１を設けるためである。つまり、第一枝状溝４１が直線状であると、広いリブ幅が必要になってしまうし、開口部４１５と終端部４１６とを結ぶ直線の横方向投影長さが、第一枝状溝４１全体の横方向の横方向投影長さより短くなるように第一枝状溝４１を形成すれば、第一枝状溝４１は、比較的狭いリブ幅でも、所定の枝状溝長さＬ４１を保ったまま、タイヤ周方向に間隔をつめて、より多く配置することが出来る。その結果、より確実に、周方向溝２の気柱共鳴音を低減させることが出来る。

本実施形態においても、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２は、それらが配設されているリブ３上で、リブ３の最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内となるように形成されている。

図４Ａと図４Ｂを比較することにより、枝溝形状の共鳴器が備えられたリブ３における横断面空隙率が概ね一定であることが理解できる。即ち、図４Ａに示す、タイヤの回転軸と平行な軸（図３及び図４Ａの例では、ＩＶＡ−ＩＶＡ線）に沿った第一枝状溝４１の長さＷ４１’、Ｗ４１”を２つ足し合わせた分と、図４Ｂに示す、タイヤの回転軸と平行な軸（図３及び図４Ａの例では、ＩＶＢ−ＩＶＢ線）に沿った第二枝状溝４２の長さＷ４２’とが、大きな差がなく、本実施形態では、リブ３の幅方向長さＷ３に対する非接地部分の長さ（図４Ａ及び図４Ｂの例では、長さＷ４１’、Ｗ４１”を２つ足し合わせた分の長さ、又は、長さＷ４２’）が、どの横断面をとっても、ほぼ一定になるようにして、リブ３上の最小横断面空隙率と最大横断面空隙率との差が１０％以内になるようにしている。

次に、図５により、本発明の第３実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを説明する。
図５は、本発明の第３実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図である。
図５に示すように、第３実施形態では、二本の周方向溝２と、これらの周方向溝２の間に形成されたリブ３と、リブ３に形成され、くの字状に延びる第一枝状溝４１と、周方向溝２から斜めに延びほぼ直線状の第２枝状溝４２と、が形成されている。

ここで、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の長さ及び溝幅について、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、第一枝状溝４１のくの字状の軸線に沿った長さＬ４１がトレッド踏面長さＬの４０％以上の長さを有していること、及び、第二枝状溝４２の直線長さＬ４２が第一枝状溝４１のくの字状の軸線に沿った長さＬ４１の４０％以上かつ９０％以下であることは、上述した第１実施形態と同様である。また、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の溝幅について、第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１が周方向溝２の幅Ｗの１０％以上かつ２５％未満であること、及び、第二枝状溝４２の溝幅Ｗ４２は第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１以上であることは、上述した第１実施形態と同様である。また、周方向溝２に開口部４１５、４２５が交互に出現するように設けられている点、及び、第一枝状溝４１の開口部４１５が、同じ周方向溝２に開口しかつそのタイヤ周方向に隣り合う開口部４１５間の長さがトレッド踏面長さの５０％以下となるように形成されている点も第１実施形態と同様である。当然に、それらの効果も、上述した第１実施形態と同様であるので、ここでは、それらの説明を省略する。

次に、図５に示すように、第３実施形態では、第二枝状溝４２の終端部４２６が、組となる第一枝状溝４１自身と、その第一枝状溝４１の開口部４１５及び終端部４１６を結ぶ直線とで区切られた（囲まれた）領域Ｓ内に存在するように、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２が形成されている。言い換えると、第一の枝状溝４１は、くの字状に延びて、その第一の枝状溝４１の開口部４１５及び終端部４１６を結ぶ直線とで囲まれた領域Ｓを形成し、第二枝状溝４２の終端部４２６が、その領域Ｓ内に存在するように、第二枝状溝４２が形成される。

この態様の利点は、第一枝状溝４１の長さＬ４１を所定の長さ以上に保ったまま、同一リブ３上に配設され同一周方向溝２に開口する第一枝状溝４１のタイヤ回転方向における二つの開口部４１５間の長さを短縮することが可能となり、これにより、より多くの枝溝形状の共鳴器をトレッド踏面内に配設して、効率的に気柱共鳴音を減少させることが可能となることである。

本実施形態においても、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様に、枝溝形状の共鳴器４１、４２を形成したリブ３の最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内となるようにしている。詳しい説明は、第１実施形態及び第２実施形態で上述したとおりである。従って、第３実施形態でも、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２により、周方向溝２の複数の周波数帯の気柱共鳴音を低減することが出来ると共にトレッドパターンノイズも同時に低減することが可能である。

次に、図６により、本発明の第４実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを説明する。
図６は、本発明の第４実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す図である。
図６に示すように、第４実施形態では、二本の周方向溝２と、これらの周方向溝２の間に形成されたリブ３と、リブ３に形成された第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２と、が形成されている。

第一枝状溝４１は、周方向溝２に開口部４１５で開口し、その開口部４１５から周方向溝２に対して斜め方向にほぼ直線状に延びる第１部分４１ａと、この第１部分４１ａに対して挟み角Ａを有するようにほぼ直線状に延び、終端部４１６で終端する第２部分４１ｂと、を有し、第一部分４１ａと第二部分４１ｂとの間の挟み角Ａが９０度未満となるように形成されている。第５実施形態におけるこの挟み角Ａは５０度である。なお、第一部分４１ａと第二部分４１ｂは、挟み角Ａが形成されるのであれば、湾曲した形状であっても良い。

第二枝状溝４２は、周方向溝２に対して開口部４２５で開口し、リブ３上の終端部４２６で終端している。また、第二枝状溝４２は、開口部４２６周方向溝２に対して傾斜して延び、ほぼ直線状の形状を有する。

ここで、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の長さについて、第一枝状溝４１の第一部分４１ａと第二部分４１ｂのそれぞれの長さを足し合わせた長さＬ４１がトレッド踏面長さＬの４０％以上の長さを有していること、及び、第二枝状溝４２の長さＬ４２が、第一枝状溝４１の長さＬ４１の４０％以上かつ９０％以下であることは、上述した第１実施形態と同様である。また、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の溝幅について、第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１が周方向溝２の幅Ｗの１０％以上かつ２５％未満であること、及び、第二枝状溝４２の溝幅Ｗ４２が、第一枝状溝４１の溝幅Ｗ４１以上であることは、上述した第１実施形態と同様である。また、周方向溝２に開口部４１５、４２５が交互に出現するように設けられている点、及び、第一枝状溝４１の開口部４１５が、同じ周方向溝２に開口しかつそのタイヤ周方向に隣り合う開口部４１５間の長さがトレッド踏面長さの５０％以下となるように形成されている点も第１実施形態と同様である。当然に、それらの効果も、上述した第１実施形態と同様であるので、ここでは、それらの説明を省略する。

次に、第二枝状溝４２は、そのように折れ曲がった形状を有する第一枝状溝４１の内方側（挟み角Ａの側）且つ周方向溝２側に配置されている。このような第一枝状溝４１の折れ曲がり形状及び第二枝状溝４２の第一枝状溝４２への近接した配置により、トレッド踏面内により多くの枝状溝４１、４２の組を配設することが出来、より効果的に複数の周波数帯の気柱共鳴音を低減することができる。

この第４実施形態においても、第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２は、それらの第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２による共鳴器が配設されたリブ３の最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内となるように形成されている。詳しい説明は、第１実施形態及び第２実施形態で上述したとおりである。従って、枝状溝４１、４２により周方向溝２の複数の周波数帯の気柱共鳴音を低減することが出来ると共にトレッドパターンノイズも同時に低減することが可能である。

横断面空隙率を考慮したリブ３上での第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２の配設パターンの設計は、第一枝状溝４１の第一部分４１ａを周方向溝２に対して斜めに延びるように形成した上で、第一枝状溝４１の第一部分４１ａと第二部分４１ｂをそれらの間の挟み角が９０度未満となるように形成すれば、リブ３の最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内となるようにすることが容易となる。

さらに、第４実施形態では、リブ３の最小横断面空隙率と、同じリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内となるように、第一部分４１ａの周方向溝２に対する傾斜角Ｂが適宜設定される。本実施形態においては、その傾斜角Ｂは５０度であり、上述した挟み角Ａと同じ角度であるが、これに限定されず、角度Ａと角度Ｂは、もちろん異なる角度であっても良いし、傾斜角Ｂも５０度以外の角度でも良い。

なお、上述した第１乃至第４実施形態では、単一のリブ３に１組の第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２を設けたが、１本の周方向溝２に隣接する２つのリブ３の両方或いは２本以上の周方向溝に隣接する複数のリブ（いずれも図１に符号３で示す）にそのような１組の第一枝状溝４１及び第二枝状溝４２をそれぞれ設けてもよい。

なお、上述した第１乃至第４実施形態において説明した、各種の数値及びその効果、例えば、「第一枝状溝長さＬ４１がトレッド踏面長さＬの４０％未満であると、周方向溝２の気柱共鳴音を減少させるために必要な長さが得られず、気柱共鳴音の減少効果が下がってしまう」などは、それらの全てが、上述した「規格」（欧州の“ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”、米国の“ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”、日本の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”に基づき、タイヤが適用リムに装着され定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、代表的なタイヤサイズで、実験により得られた知見である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について記述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

２ 周方向溝
３ リブ
３１ タイヤ転動時に路面と接触する面
４１ 第一枝状溝
４１ａ 第一枝状溝の第一部分
４１ｂ 第一枝状溝の第二部分
４２ 第二枝状溝
４１５ 第一枝状溝の周方向溝への開口部
４１６ 第一枝状溝のリブ内での終端部
４２５ 第二枝状溝の周方向溝への開口部
４２６ 第二枝状溝のリブ内での終端部

Claims (4)

1. 少なくとも一本の周方向溝と、その周方向溝に隣接する少なくとも二つのリブと、一端が前記周方向溝に開口し他端が前記リブ内で終端する溝状に形成され前記周方向溝の気柱共鳴音を低減させる共鳴器と、を有する空気入りタイヤ用トレッドであって、
   前記共鳴器は、前記周方向溝に開口する第一開口部及び前記リブ内で終端する第一終端部を有する第一の枝状溝と、前記周方向溝に開口する第二開口部及び前記リブ内で終端する第二終端部を有する第二の枝状溝と、を少なくとも含む一組の枝状溝が同一リブ上に相互に接触しないようタイヤ周方向に複数形成されたものであり、
   前記共鳴器の第一の枝状溝は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、トレッド踏面長さの４０％以上の長さかつ前記周方向溝の溝幅の１０％以上かつ２５％以下の溝幅を有し、
   前記共鳴器の第二の枝状溝は、タイヤが適用リムに装着され、定格内圧が充填されかつ定格荷重がかけられた状態において、前記第一の枝状溝の長さの４０％以上かつ９０％以下の長さを有しかつ前記第一の枝状溝の溝幅以上の溝幅を有し、
   前記共鳴器の第一の枝状溝の第一開口部及び前記第二の枝状溝の第二開口部は、同一リブから同一の周方向溝に対して開口すると共にタイヤ回転方向に対して交互に開口し、
   前記共鳴器の第一の枝状溝は、その第一の枝状溝全体がトレッド踏面内に存在するように、同一リブから同一の周方向溝に開口する隣り合う前記第一開口部間の長さがトレッド踏面長さの５０％以下となるように形成され、
   前記共鳴器の第一の枝状溝及び第二の枝状溝が形成されたリブ上の最小横断面空隙率と、そのリブの最大横断面空隙率との差が１０％以内であることを特徴とする空気入りタイヤ用トレッド。
2. 前記共鳴器の第一の枝状溝は、そのトレッド踏面におけるそれ自身の横方向投影長さが、その第一開口部と第一終端部とを結ぶ直線の横方向投影長さより長くなるように形成される請求項１記載の空気入りタイヤ用トレッド。
3. 前記共鳴器の第二の枝状溝の第二終端部が、その第二の枝状溝と組となる第一の枝状溝自身と、その第一の枝状溝の前記第一開口部及び前記第一終端部とを結ぶ直線とで囲まれた領域内に存在する請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
4. 前記共鳴器の第一の枝状溝が、前記第一開口部を含む第一部分と、前記第一終端部を含む第二部分とを有し、前記第一部分と前記第二部分との間の角度が９０度未満である請求項１から３までの何れか一項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。

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