JP5657314B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明はタイヤに関し、詳しくは、トラックやバス等の重荷重用車両に好適に用いられる空気入りタイヤに関する。

近年、自動車に起因する公害問題として騒音が取り上げられている。タイヤが走行中に発する騒音は、主としてタイヤのトレッドと路面との間において、トレッドに設けられた溝から排出される空気に伴い発生する。

特に、トレッド部に広幅の周方向溝を備えるタイヤにおいては、周方向溝の溝内において気柱管共鳴が生じ、これがさらなる騒音悪化の一因となる。気柱管共鳴とは、タイヤの接地転動中に、溝幅が踏み込み部／蹴り出し部で外力の作用によって急変動することに伴い、溝壁（または陸部壁）に高周波振動が発生し、それが接地面における周方向溝内、すなわち、管内の空気を振動させて、それに基づく音響的共鳴作用によって騒音を悪化させるものである。

この気柱管共鳴による騒音の悪化を防止することを目的として、特にトラック・バス用の重荷重用タイヤにおいては、溝壁または溝底から空気の流れを遮る方向に延びる、柔軟なグルーブフェンスまたは遮断物を、周方向に所定間隔をもって設けることが行われている。従来のグルーブフェンスとしては、周方向溝の両壁から溝の中央に向かって、間に１ｍｍ程度のスペースをあけて同一線上に延びる一対の突起物からなるものが一般的であり、荷重走行時にはこの一対の突起物間のスペースが閉じて、上述の気柱管共鳴を遮断する。

また、例えば、特許文献１には、走行時の騒音問題の原因となる気柱管共鳴をグルーブフェンスにより低減させるとともに、走行によりグルーブフェンスにクラックが発生することのない重荷重用空気入りタイヤを提供することを目的として、グルーブフェンス部を、溝壁および／または溝底から延びる少なくとも２枚の突起物からなるものとし、通常の内圧時には互いの突起物間の隙間がタイヤ幅方向に０．５〜２．０ｍｍであるとともに、荷重時には突起物同士が当接しないように周方向に０．４〜３．０ｍｍのずれを有するものとする技術が開示されている。さらに、特許文献２には、周溝の両溝壁の少なくとも一方に、周溝の延在方向に所定の間隔で、周溝の溝底部に設けられた段差陸部に向かって突出するグルーブフェンスを設け、該グルーブフェンスが、周溝と直交する断面で見て、周溝の溝底側部分を切り欠いた形状をもつ薄肉部を有する空気入りタイヤが開示されている。

特開平１１−１０５５１１号公報（特許請求の範囲等） 特開２００８−１７４１９８号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、従来の同一線上に一対で設けられたグルーブフェンスにおいては、溝が閉じた際に突起物同士の位置が近すぎると、互いに接触して、つけ根の部分から割れが発生する可能性があった。そのため、突起物間には一定の間隔をあけることが必要であり、これによりグルーブフェンス本来の目的である溝断面の遮蔽効果を損なう結果となっていた。これに対し、特許文献１に開示されているような技術もあるが、特許文献１では、グルーブフェンスをジグザグ溝に設ける場合が想定されていないため、かかる点で、十分なものではなかった。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、走行時の騒音問題の原因となる周方向溝の気柱管共鳴を低減させることができるとともに、走行にともなうグルーブフェンスにおけるクラックの発生を抑制したタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、周方向に対し傾斜して延びる傾斜部を有する周方向溝の両側に一対の突起部からなるグルーブフェンスを設けるにあたり、これら一対の突起部を、特定条件にてオフセットして配置することで、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のタイヤは、周方向に対し傾斜して延びる傾斜部を有する少なくとも１本の周方向溝と、該周方向溝により区分された陸部とを含み、該周方向溝内の前記傾斜部に、該周方向溝の両側の溝壁から延びる一対の突起部を有するトレッドを備えたタイヤにおいて、
前記一対の突起部が、前記周方向溝の溝長さ方向においてオフセットして配置されるとともに、タイヤ幅方向に対し平行な方向に設けられており、かつ、
タイヤ幅方向に補助線を引いて、該補助線で区切られた一方の側を上流、反対側を下流とした際に、上流側の溝内で該補助線となす角が鋭角になる側の溝壁に設けられた突起部が、反対側の溝壁に設けられた突起部よりも上流側に位置することを特徴とするものである。

本発明においては、前記一対の突起部と溝壁との接続部のうち、各突起部と溝壁とが鋭角をなす側の接続部に、リブが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、周方向溝内の傾斜部に、上記条件を満足する一対の突起部を配置したことにより、走行時の騒音問題の原因となる周方向溝の気柱管共鳴を低減させるとともに、走行にともなう突起部におけるクラックの発生を抑制したタイヤを実現することが可能となった。

本発明のタイヤに係る一対の突起部の配置状態の一例を示す平面図である。 本発明のタイヤの一例のトレッドパターンを示す踏面部の展開図である。 本発明のタイヤに係る一対の突起部の配置状態の他の例を示す平面図である。 参考例のタイヤに係る一対の突起部の配置状態を示す平面図である。 実施例のタイヤに係る一対の突起部の配置状態を示す平面図である。 従来のタイヤに係る一対の突起部の配置状態の例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明のタイヤに係る一対の突起部の配置状態の一例を示す平面図を示す。また、図２に、本発明のタイヤの一例のトレッドパターンを示す踏面部の展開図を示す。なお、すべての図において、図中の上下方向がタイヤ周方向に相当する。

図２に示すように、本発明のタイヤは、周方向に対し傾斜して延びる傾斜部を有する少なくとも１本、図示例では４本の周方向溝１１ａ〜１１ｄと、これら周方向溝１１ａ〜１１ｄにより区分された陸部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４とを含むトレッドを備えている。なお、図２は、本発明のタイヤにおけるトレッドパターンの一例を示すものであるので、パターンの詳細については、説明を省略する。

図１に示すように、本発明のタイヤのトレッドにおいては、周方向溝１１内の傾斜部に、その両側の溝壁２Ａ，２Ｂから延びる一対の突起部１Ａ，１Ｂが設けられている。かかる一対の突起部１Ａ，１Ｂは、周方向溝１１の溝長さ方向においてオフセットして配置されるとともに、タイヤ幅方向に補助線Ｌを引いて、補助線Ｌで区切られた一方の側を上流Ｘ、反対側を下流Ｙとした際に、上流Ｘ側の溝内で補助線Ｌとなす角αが鋭角になる側の溝壁２Ａに設けられた突起部１Ａが、反対側の溝壁２Ｂに設けられた突起部１Ｂよりも上流Ｘ側に位置するよう配置されている。

一対の突起部１Ａ，１Ｂをこのように配置することで、走行時にトレッドの変形に伴い周方向溝１１が閉じる方向に変形した際においても、図中に矢印で示すように、突起部１Ａ，１Ｂが互いに離間する方向に動くために、突起部１Ａ，１Ｂ同士が接触することがない。すなわち、通常、周方向溝１１は、トレッドの変形に伴う閉じ開きの際にタイヤ幅方向に大きく動き、その際に突起部が接触して破損するおそれがあるが、本発明によれば、これを防止することができるものである。これにより、一対の突起部による騒音低減効果を担保しつつ、走行にともなう突起部におけるクラックの発生を抑制することが可能となる。これに対し、図６に示すように一対の突起部１０１Ａ，１０１Ｂを本発明とは逆の配置とした場合には、周方向溝１１が閉じる際にこれら突起部１０１Ａ，１０１Ｂが互いに近づく方向に動くために、接触して破損するおそれが高くなってしまう。なお、図１中の（ａ），（ｂ）は、周方向溝１１における傾斜部について、その傾斜の方向がタイヤ周方向に対し互いに逆側となっている部位をそれぞれ示したものであり、いずれの部位においても、本発明の条件を満足することで、突起部１Ａ，１Ｂが互いに接触しないものとなることがわかる。

本発明においては、１本以上の周方向溝１１について、上記条件に従い一対の突起部１Ａ，１Ｂを配置する点のみが重要であり、それ以外の点については、常法に従い適宜設定することができ、特に制限されるものではない。例えば、一対の突起部１Ａ，１Ｂのオフセット量は、突起部１Ａ，１Ｂの間の距離ｘが０．５ｍｍ〜２０ｍｍとなるよう設定することができる。なお、本発明において、一対の突起部１Ａ，１Ｂとは、周方向溝１１の両側の溝壁２Ａ，２Ｂから溝を遮る方向に延び、互いに平行に近接配置された突起部の組を意味する。また、一対の突起部１Ａ，１Ｂは、接地時において一対の突起部１Ａ，１Ｂ間で空気の流れを遮ることが重要であるので、各突起部の形状としては、図示するような、周方向溝内を横切る板状物として設けることが好ましい。

また、一対の突起部１Ａ，１Ｂは、図１に示すように、溝壁２Ａ，２Ｂに対し垂直な方向に設けることもできるが、好ましくは、図３に示すように、タイヤ幅方向に対し平行な方向に設ける。このように、突起部２１Ａ，２１Ｂをタイヤ幅方向に対し平行な方向に設けることで、周方向溝１１の閉じ開きの方向と突起部２１Ａ，２１Ｂの移動方向が一致する。そのため、突起部２１Ａ，２１Ｂ同士を互いに近づけて配置した場合でも、突起部２１Ａ，２１Ｂ同士が接触することなく周方向溝１１を遮蔽することから、より高い気柱管共鳴の低減効果、ひいては騒音低減効果が期待でき、好ましい。なお、突起部の周方向溝に対する配設角度は、例えば、突起部と周方向溝とのなす角が２０〜９０°、特には２０〜８５°となる範囲で設定することができる。突起部の周方向溝に対する配設角度が小さすぎると、走行時において破損が生じやすくなるため好ましくない。

図３に示すような配置の場合には、図示するように、一対の突起部２１Ａ，２１Ｂと溝壁との接続部のうち、各突起部２１Ａ，２１Ｂと溝壁とが鋭角をなす側の接続部に、リブ２３が設けられていることが好ましい。補強用のリブ２３を設けることで、突起部２１Ａ，２１Ｂの強度を高めつつ、偏摩耗核の発生を効果的に抑制することが可能となる。リブ２３は、例えば、図示するように、平面内において、突起部２１Ａ，２１Ｂと溝壁とを緩やかに結ぶＲ形状を呈するように設けることができる。

本発明のタイヤにおいて、上記一対の突起部は、タイヤ走行時に形成される接地面内の各周方向溝に、一対の突起部が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって設けることが好ましい。このように、一対の突起部が走行時接地面内において各周方向溝ごとに複数含まれないようにすることで、溝内で圧縮された空気がはじけ出されるときのポンピング音の発生を回避することができる。

また、本発明において上記一対の突起部は、各周方向溝間でタイヤ周方向に位相差をもって設けることが好ましい。一対の突起部を位相差をもって設けた場合、周方向溝相互間の騒音のピークが分散し、すなわち、騒音の周波数帯をずらすことができ、また、一対の突起部をタイヤ周方向に互いに近接配置して構成することによって、より高い溝内の空気振動の伝播抑制効果を得ることができる。さらには、湿潤路面走行時には、一対の突起部が接地面内に複数含まれることがないことから、周方向溝内の水の流通が実質上阻害されることがない。

さらに、突起部の高さは、周方向溝深さの７０％以上１００％未満とすることが好ましい。気柱管共鳴はタイヤ転動時の周方向溝壁（または陸部壁）の高周波振動が周方向溝内の空気に伝播して発生する。このため、突起部の高さを周方向溝の１００％とすると、周方向溝壁（または陸部壁）の振動が突起部にまで伝播してしまうために、周方向溝内の空気まで振動させてしまい、十分な騒音抑制効果が得られず、また、周方向溝の水の流通を十分に確保することが困難となり、耐ウェットスキッド性を損なうおそれがある。一方、この周方向溝深さが７０％未満であると、気柱管共鳴による騒音の悪化を防止する効果が十分に得られないおそれがある。

さらにまた、一対の突起部の溝壁から突出する方向における長さは、特に制限されるものではないが、短すぎると、走行時に突起部が周方向溝を遮蔽できないおそれがあるため好ましくない。一方、長すぎてもそれ以上の効果はなく、一対の突起部間での接触のおそれが高まるため、好ましくない。好ましくは、突起部が溝壁から突出する方向に対し直交する方向から見たとき、一対の突起部の先端部同士が重なるように配置する。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜比較例１＞
タイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５にて、図２に示すような、周方向にジグザグ状に延びる４本の周方向溝１１ａ〜１１ｄと、これら周方向溝１１ａ〜１１ｄにより区分された陸部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４とを含むトレッドを有する比較例１のタイヤを作製した。

＜参考例＞
各周方向溝１１ａ〜１１ｄに、両側の溝壁から延びる一対の突起部１Ａ，１Ｂを、走行時の接地面内に突起部が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって、かつ、各周方向溝間で周方向に位相差をもって、図４に示すように周方向溝の溝壁に対し垂直な方向に設けた以外は比較例１と同様にして、参考例のタイヤを作製した。

＜実施例＞
各周方向溝１１ａ〜１１ｄに、両側の溝壁から延びる一対の突起部２１Ａ，２１Ｂを、走行時の接地面内に突起部が常時実質上１箇所だけ含まれる周方向間隔をもって、かつ、各周方向溝間で周方向に位相差をもって、図５に示すようにタイヤ幅方向に平行な方向に設けた以外は比較例１と同様にして、実施例のタイヤを作製した。この突起部２１Ａ，２１Ｂの、各突起部と溝壁とが鋭角をなす側の接続部には、リブ２３を設けた。

＜室内騒音試験＞
得られた各供試タイヤにつき、常温下、速度６０ｋｍ／ｈの条件にて、１／３オクターブ（ｄＢＡ）の騒音評価試験を行った。結果は、参考例の気柱管共鳴周波数バンド帯値を１００とする指数で表した。数値が大きいほど、騒音レベルが大きいことを示す。その結果を、下記の表中に示す。

上記表中に示すように、参考例および実施例の供試タイヤにおいては、比較例１の供試タイヤと比較して、騒音レベルが低減されていることが確かめられた。

１Ａ，１Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ 突起部
２Ａ，２Ｂ 溝壁
１１，１１ａ〜１１ｄ 周方向溝
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ 陸部
２３ リブ
１０１Ａ，１０１Ｂ 突起部
Ｌ 補助線
Ｘ 上流
Ｙ 下流

Claims (2)

1. 周方向に対し傾斜して延びる傾斜部を有する少なくとも１本の周方向溝と、該周方向溝により区分された陸部とを含み、該周方向溝内の前記傾斜部に、該周方向溝の両側の溝壁から延びる一対の突起部を有するトレッドを備えたタイヤにおいて、
   前記一対の突起部が、前記周方向溝の溝長さ方向においてオフセットして配置されるとともに、タイヤ幅方向に対し平行な方向に設けられており、かつ、
   タイヤ幅方向に補助線を引いて、該補助線で区切られた一方の側を上流、反対側を下流とした際に、上流側の溝内で該補助線となす角が鋭角になる側の溝壁に設けられた突起部が、反対側の溝壁に設けられた突起部よりも上流側に位置することを特徴とするタイヤ。
2. 前記一対の突起部と溝壁との接続部のうち、各突起部と溝壁とが鋭角をなす側の接続部に、リブが設けられている請求項１記載のタイヤ。

Images