JP5567417B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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ウェット性能と通過騒音性能とを改善することを目的とした従来技術として、例えば特許文献1には、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数の周方向溝を設け、これらの周方向溝によって区画されたタイヤ赤道面を含むリブ状のセンター陸部の両側の中間陸部に、円弧状に延びる複数本の円弧溝を設け、各円弧溝の一端をその車両内側の周方向溝に連通させ、他端を隣の円弧溝に連通させるとともに、円弧溝の繰り返しピッチを規定した空気入りタイヤが提案されている。
すなわち、上述した従来技術の空気入りタイヤでは、ショルダー側の周方向溝に開口した幅方向溝がトレッド端にも開口しており、当該ショルダー側の周方向溝の気柱共鳴音がタイヤ外部に伝わるため、今後の更なる通過騒音の低減の要求に対して十分ではないと考えられた。また、ウェット性能についても十分ではないと考えられた。
そこで、本発明の目的は、ウェット性能を損なわずに通過騒音性能を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
(1)タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝によって、周方向に連続したリブ状陸部のみからなるトレッド部を備えた空気入りタイヤにおいて、
車両装着時の、タイヤ赤道面より車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積が、車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積より大きく、
少なくとも1本の周方向溝には、一端が該周方向溝に開口し他端がリブ状陸部内で終端する傾斜溝が設けられ、
該傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、両ショルダー陸部に設けられた一端がトレッド端に開口し他端がショルダー陸部内で終端するショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きく、
車両装着時の、タイヤ赤道面より車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Voutの、車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Vinに対する比Vout/Vinが0.7〜0.9である、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記複数の周方向溝のネガティブ比の、前記全溝のネガティブ比に対する比が0.75以上である、
ことを特徴とする上記(1)に記載の空気入りタイヤ。
前記ショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が0°〜30°である、
ことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の空気入りタイヤ。
図1(a)は本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。
車両装着時にタイヤ赤道面CLより車両の内側(図中INで示す)のトレッド踏面1には、タイヤ周方向に直線状に連続して延びる周方向溝2a、2bが形成され、タイヤ赤道面CLより車両の外側(図中OUTで示す)のトレッド踏面1には、タイヤ周方向に直線状に連続して延びる周方向溝2cが形成されている。また、これらの周方向溝2a、2b、2cによって、トレッド踏面1に、タイヤ周方向に連続したリブ状の陸部が区画形成されている。具体的には、車両内側のトレッド端TEと周方向溝2aとによってショルダー陸部3siが区画され、車両外側のトレッド端TEと周方向溝2cとによってショルダー陸部3soが区画されている。さらに、周方向溝2b、2cによってタイヤ赤道面CLを含むセンター陸部3cが区画され、周方向溝2a、2bによって中間陸部3mが区画されている。
ショルダー陸部3siには、一端が車両内側のトレッド端TEに開口し他端がショルダー陸部3si内で終端するショルダー溝5iが形成されている。中間陸部3mには、一端が周方向溝2aに開口し他端が中間陸部3m内で終端する傾斜溝4aが形成されている。センター陸部3cには、一端が周方向溝2bに開口し他端がセンター陸部3c内で終端する傾斜溝4bが形成されている。ショルダー陸部3soには、一端が周方向溝2cに開口し他端がショルダー陸部3so内で終端する傾斜溝4cと、一端が車両外側のトレッド端TEに開口し他端がショルダー陸部3so内で終端するショルダー溝5oが形成されている。
車両がコーナリングする場合、遠心力により旋回半径外側に配置されているタイヤに大きな荷重が作用する。すると、このタイヤの接地中心は旋回半径外側方向、すなわち車両外側へ移るため、このタイヤの車両内側の接地圧が低くなる。すると、トレッド踏面1の下の水が、接地圧の低いタイヤの車両内側部分に移動し、タイヤを徐々に浮き上がらせてしまう。そこで、車両内側の周方向溝2aの溝容積と周方向溝2bの溝容積とを足し合わせた溝容積を、車両外側の周方向溝2cの溝容積より大きくすることにより、このタイヤの浮き上がりを効果的に防ぎ、ウェット性能を向上することができる。
なお、周方向溝の溝容積は、周方向溝の本数、溝幅、溝深さによって決定される。
周方向溝2a、2b、2cは、タイヤの走行に伴い気柱共鳴音と呼ばれる1000Hz周辺のノイズを発生させる。この周方向溝2a、2b、2cに、共鳴器として働く傾斜溝4a、4b、4cを連通させることによって、気柱共鳴音を抑制することができる。傾斜溝4a、4b、4cは、溝長さをl、音速をv、振動次数をnとしたとき、
f=(2n−1)×v/4l
で表される周波数fで音を吸音することが明らかになっている。それゆえ、fを1000Hz前後とするように傾斜溝4a、4b、4cの長さを決定することが好ましい。なお、図示例ではサイドブランチ型の共鳴器を示したが、ヘルムホルツ型の共鳴器を使用することもできる。
また、タイヤ幅方向最外側の周方向溝2a、2cとトレッド端TEとを連通させないことによって、周方向溝2a、2cで発生した気柱共鳴音が車両外部に伝播するのを抑制することができる。
タイヤ幅方向に対して大きい傾斜角を有するショルダー溝が形成されていると、ブロック踏面を見て、ブロック中心点を軸とした回転方向の変形が大きくなり、すなわち蹴り出し時の滑りを助長する方向となって、ヒール・アンド・トゥ摩耗性能が悪化するためである。
図1(b)に示すように、周方向溝2a、2bには傾斜溝を設けず、周方向溝2cにのみ傾斜溝4cを設けた構成とすることもできる。また、周方向溝2a、2bに連通するようなサイプ6を形成することもできる。なお、サイプ6は、接地時に閉じて溝幅がゼロとなる。
図1(c)に示すように、周方向溝に隣接する両側の陸部のいずれの陸部に傾斜溝を設けてもよく、さらに、傾斜溝は屈曲していてもよい。具体的には、一端が周方向溝2bに開口し他端が中間陸部3m内で終端する傾斜溝4bは、周方向溝2bに開口する溝部分4b1と、その溝部分4b1から屈曲しタイヤ周方向に延びる溝部分4b2とから構成することもできる。なお、この場合の傾斜溝4bの、タイヤ周方向に対する傾斜角度とは、溝部分4b1のタイヤ周方向に対する傾斜角度θbで規定するものとする。
全溝のネガティブ比が0.33超の場合、通過騒音性能が損なわれるおそれがある。また、周方向溝2a、2b、2cのネガティブ比の、全溝のネガティブ比に対する比が0.75未満の場合、周方向溝2a、2b、2cの面積が小さいことを意味するので、ウェット性能が十分に確保されないおそれがある。
また、車両外側の周方向溝2cの溝容積Voutの、車両内側の周方向溝2a、2bの溝容積Vinに対する比Vout/Vinが0.7〜0.9であることが好適である。この比が0.7未満の場合、Voutが小さく、車両直進時のウェット性能が十分に確保できないおそれがある。一方、この比が0.9超の場合、VoutがVinに近づくこととなり上述したコーナリング時のウェット性能を向上する効果が十分に発揮されないおそれがある。
傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度を50°〜65°とすることにより、ドライ路面でのブレーキ時のブロック表面と路面との接触面積を最大にすることができるので、ブレーキ性能を向上することができるためである。
また、ショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が30°超の場合、ブロック踏面を見て、ブロック中心点を軸とした回転方向の変形が大きくなり、すなわち蹴り出し時の滑りを助長する方向となって、ヒール・アンド・トゥ摩耗性能が悪化するためである。
発明例タイヤ、比較例タイヤおよび従来例タイヤを試作し、ウェット性能および通過騒音性能を評価した。
各供試タイヤは245/40R18のタイヤサイズであり、表1に示すトレッドパターンの仕様を有し、内圧を230kPaに調節してある。
発明例タイヤは、図2に示すトレッドパターンを有し、周方向溝2a〜2eにより、周方向に連続するリブ状の陸部3si、3m1、3c、3m2、3m3、3soを区画形成している。周方向溝2dに、ヘルムホルツ型の共鳴器として働く傾斜溝4dを設けている。この傾斜溝4dの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θdは55°であり、ショルダー溝5i、5oの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θi、θoより大きい。
従来例タイヤは、図3に示すトレッドパターンを有し、周方向溝2aと車両内側のトレッド端TEとをショルダー溝5iが連通し、周方向溝2b、2cを傾斜溝4bが連通し、周方向溝2d、2eを傾斜溝4dが連通し、周方向溝2eと車両外側のトレッド端TEとをショルダー溝5oが連通することによって、ブロック状の陸部3si、3m2、3m3、3soとリブ状の陸部3m1、3cを区画形成している。
比較例タイヤ1は、図4(a)に示すトレッドパターンを有し、周方向溝2a〜2eにより、周方向に連続するリブ状の陸部3si、3m1、3m2、3c、3m3、3soを区画形成している。周方向溝2bに、ヘルムホルツ型の共鳴器として働く傾斜溝4bを設けている。この傾斜溝4bの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θbは55°であり、ショルダー溝5i、5oの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θi、θoより大きい。
比較例タイヤ2は、図4(b)に示すトレッドパターンを有し、周方向溝2a〜2eにより、周方向に連続するリブ状の陸部3si、3c、3m2、3m3、3soを区画形成し、周方向溝2a、2bを傾斜溝4aが連通することにより、ブロック状の陸部3m1を区画形成している。傾斜溝4aの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θaは55°である。周方向溝2dに、ヘルムホルツ型の共鳴器として働く傾斜溝4dを設けている。この傾斜溝4dの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θdは55°であり、ショルダー溝5i、5oの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度θi、θoより大きい。
ウェット性能は、コーナリングハイドロプレーニング試験によって評価する。各供試タイヤを国産のセダンタイプの乗用自動車に装着し、2名乗車とする。水深が6mmの路面上で半径100mの旋回走行を行い、速度を次第に上げていったときの車両横方向の加速度を測定し、その積算値を結果としている。結果は、従来例タイヤの値を100として指数表示した。なお、指数が大きいほど、ウェット性能に優れていることを示す。
通過騒音試験では、JIS D8301に定められた車両の通過騒音の試験法に基づいて測定を行う。具体的には、ISO路面上を53km/hで車両を走行させ、このときの通過騒音を、車両中心から7.5m離れ、高さ1.2mの位置に置かれたマイクで測定する。なお、ISO路面とは、ISO10844の規格に規定された車両通過騒音測定用の路面のことである。結果は、従来例タイヤの通過騒音を0として、従来例タイヤの通過騒音からの増減値で示している。
2 周方向溝
3c センター陸部
3m 中間陸部
3s ショルダー陸部
4 傾斜溝
5 ショルダー溝
6 サイプ
Claims (4)
- タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝によって、周方向に連続したリブ状陸部のみからなるトレッド部を備えた空気入りタイヤにおいて、
車両装着時の、タイヤ赤道面より車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積が、車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積より大きく、
少なくとも1本の周方向溝には、一端が該周方向溝に開口し他端がリブ状陸部内で終端する傾斜溝が設けられ、
該傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、両ショルダー陸部に設けられた一端がトレッド端に開口し他端がショルダー陸部内で終端するショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きく、
車両装着時の、タイヤ赤道面より車両外側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Voutの、車両内側の全ての周方向溝の溝容積を足し合わせた溝容積Vinに対する比Vout/Vinが0.7〜0.9である、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - トレッド部に形成された全溝のネガティブ比が0.33以下であり、
前記複数の周方向溝のネガティブ比の、前記全溝のネガティブ比に対する比が0.75以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記傾斜溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が50°〜65°であり、
前記ショルダー溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度が0°〜30°である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。 - 前記リブ状陸部には、接地時に閉じるサイプが形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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