JP5947699B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、空気入りタイヤに関するものである。

トレッド踏面に区画形成した、たとえばリブ状の陸部に、その陸部表面に開口する気室部および、該気室部を周方向溝に連通させる狭窄部からなる共鳴器を設け、それにより、周方向溝と、トレッド接地域内の路面とで囲まれる管内の空気の共鳴による騒音である気柱共鳴音を低減させることは、特許文献１に記載されたものがある。

特開２００８−２１３５９６号公報

ところで、上記のタイヤでは、陸部に設ける複数の共鳴器を、たとえば、相互に所要の間隔をおいてトレッド周方向に並べて配置することから、その陸部の、共鳴器の存在する部分と存在しない部分とで、陸部剛性がトレッド周方向に変化することになり、その結果として、車両の走行に際し、トレッド周方向に剛性が不均一となる当該陸部の弾性振動に起因するロードノイズが生じる可能性があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、トレッド踏面の陸部に設けた共鳴器により気柱共鳴音を低減しつつ、そのような共鳴器の配設に起因する、ロードノイズの発生を有効に抑制して、車両の静粛性能の向上に大きく寄与することができる空気入りタイヤを提供することにある。

この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる一本以上の周方向溝を設けて、該周方向溝により区画形成した陸部に、一端部分が前記周方向溝に開口するとともに、他端部分が該陸部内で終了する複数の共鳴器を設け、前記共鳴器を、陸部表面に開口する気室部と、該気室部を前記周方向溝に連通させる、該気室部より狭幅の狭窄溝部とで構成してなる空気入りタイヤであって、前記共鳴器を設けた前記陸部で、該共鳴器の前記気室部よりも、トレッド幅方向で該共鳴器が開口する前記周方向溝とは反対側の周方向溝側の陸部領域に、該陸部内で終了する複数個の凹部を、トレッド周方向に並べて設け、前記凹部のそれぞれを、前記気室部よりもトレッド幅方向の一方側の前記陸部領域で、トレッド周方向に互いに隣接する前記共鳴器の各気室部間の領域の少なくとも一部を含む周方向位置に配置してなるものである。

ここでいう「トレッド踏面」とは、適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填したタイヤを、最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態で転動させた際に、路面に接触することになる、タイヤの全周にわたる外周面をいう。
なおここで、「適用リム」とは、タイヤサイズに応じて下記の規格に規定された標準リム、または、Ｄｅｓｉｇｎ ＲｉｍもしくはＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍをいい、「規定内圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「最大負荷能力」とは、下記の規格でタイヤに負荷されることが許容される最大の質量をいう。そして、その規格とは、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決められたものであり、たとえば、アメリカ合衆国では、“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では、“日本自動車タイヤ協会のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。

上述したタイヤにおいて、共鳴器の他端部分が「陸部内で終了する」とは、その他端部分が、隣接する周方向溝や、その陸部に設けた凹部その他の、いずれの溝ないし窪み部分等にも開口しないことを意味する。また、凹部が「陸部内で終了する」とは、凹部が、隣接する周方向溝や、その陸部に設けた凹部その他の、いずれの溝ないし窪み部分等にも連通しないことを意味する。

この発明の空気入りタイヤでは、前記凹部のそれぞれを、トレッド周方向に隣接する前記共鳴器の各気室部間の領域の全体を含む周方向位置に配置することが好ましい。

また、この発明の空気入りタイヤでは、前記凹部が、トレッド周方向に延びるとともに、タイヤ接地部分で、対向する内壁面が相互に接触する幅を有するものとすることが好ましい。この「タイヤ接地部分」は、適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填した状態で、タイヤを、路面上に垂直姿勢で静止配置し、最大負荷能力に対応する負荷を加えたときの、タイヤの、路面との接触部分をいう。

ここで、この発明の空気入りタイヤでは、前記共鳴器の気室部が、前記他端部分に向けて幅の漸増する箇所を有するものとすることが好ましい。

この発明の空気入りタイヤによれば、共鳴器の前記気室部に対し、トレッド幅方向でその共鳴器が開口する周方向溝側とは逆側の陸部領域に、陸部内で終了する複数個の凹部を、トレッド周方向に並べて設け、前記凹部のそれぞれを、トレッド周方向に互いに隣接する共鳴器の各気室部間の領域の少なくとも一部を含む周方向位置に配置したことにより、共鳴器の配設によって陸部剛性が相対的に大きくなる、各気室部間の領域の少なくとも一部を含む周方向位置に配置した各凹部が、当該陸部の周方向剛性の均一化をもたらすので、共鳴器により気柱共鳴音を低減しつつ、そのような共鳴器の配設に起因する、ロードノイズの発生を有効に抑制して、車両の静粛性能の向上に大きく寄与することができる。

ここで、凹部のそれぞれを、トレッド周方向に隣接する前記共鳴器の各気室部間の領域の全体を含む周方向位置に配置したときは、各気室部間の領域の全体にわたる、共鳴器の配設による相対的な剛性の増加を、凹部の配設に基いて小さく抑えることができるので、陸部剛性をトレッド周方向により均一なものとして、ロードノイズの発生をさらに有効に抑制することができる。

ここにおいて、凹部が、トレッド周方向に延びるとともに、タイヤ接地部分で、対向する溝壁面が相互に接触する幅を有するものとしたときは、それよりも広い幅とした場合に比して、圧縮剛性のみを低下することができるので、ロードロイズをより効果的に抑制することができる他、凹部での石噛みを防止することができる。

ここで、共鳴器の気室部が、前記他端部分に向けて幅の漸増する箇所を有するものとしたときは、ウエット路面の走行に際し、開口する周方向溝に水を送給するべくも機能する共鳴器の気室部での水の流動を、とくに幅が漸増する箇所で円滑に行わせることができるので、上述したようにロードノイズを小さく抑えつつ、排水性能を向上させることができる。

この発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示す、トレッドパターンの部分展開図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

以下に図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について例示説明する。
図１に示すところにおいて、図中１は、この発明の空気入りタイヤが具えるトレッドゴムにより形成されるトレッド踏面を示す。
なお図示は省略するが、この空気入りタイヤも、一般的なタイヤと同様に、一対のビード部のそれぞれに埋設したビードコアと、それらのビード部間にトロイダルに延びる一枚以上のカーカスプライからなる、たとえばラジアル構造のカーカスと、カーカスのクラウン域の外周側に配設したベルトおよびトレッドゴム等を具えてなるものである。

図１に示すところでは、トレッド踏面１に、たとえば、トレッド周方向に沿って直線状に連続して延びる三本の周方向溝２，３，３を設け、ここでは、タイヤ赤道面Ｃ上で延在する周方向溝２と、その周方向溝２を挟んでタイヤ赤道面Ｃよりトレッド幅方向外側のそれぞれで延在する、タイヤ赤道面Ｃ上の周方向溝２よりも広幅の二本の周方向溝３，３と、トレッド踏面１のトレッド幅方向の最外位置であるトレッド踏面端Ｅとのそれぞれにより、たとえば、トレッド周方向に連続するリブ状の、センター側陸部４およびショルダー側陸部５を区画形成する。

なおここで、トレッド踏面１には、直線状に延びる図示の周方向溝とともに、または図示の周方向溝に代えて、トレッド周方向に対して傾斜するとともに複数箇所で屈曲ないし湾曲する形態で、トレッド周方向に連続して延びるジグザグ状もしくは波形状その他の形状の、図示しない周方向溝を設けることができる。また図示は省略するが、各陸部は、トレッド周方向に対して傾斜して延びて該陸部の両側のそれぞれの周方向溝に開口する幅方向溝を設けることにより、ブロック状とすることも可能である。

またここでは、陸部４，５のうちの、たとえばセンター側陸部４のそれぞれに、一端部分６ａが、隣接する周方向溝２，３の一方、図ではトレッド幅方向外側の周方向溝３に開口するとともに、他端部分６ｂが、その陸部４内で終了する複数の共鳴器６を、トレッド周方向に所要の間隔をおいて配設する。
図示の共鳴器６は、たとえば、トレッド周方向に沿って一定の長さで延びるとともに、陸部表面に開口する気室部７、および、気室部７に、その気室部７の、トレッド周方向の一端部（図１では上端部）で開口して、気室部７を前記周方向溝３に連通させる、気室部７に比して狭幅の狭窄溝部８からなる。

このような共鳴器６を配設することにより、タイヤの負荷転動に際し、トレッド周方向に連続して延びる周方向溝３と、トレッド接地域内の路面とで囲まれる管内の空気の共鳴による気柱共鳴音を有効に抑制することができる。

しかるに、上述したような、センター側陸部４への共鳴器６の配設は、センター側陸部４の、トレッド周方向で共鳴器６が存在する部分と存在しない部分との間で、陸部剛性を変化させ、センター側陸部４の剛性を不均一なものとし、それにより、ロードノイズの発生を招くことから、このことに対処するため、図示の実施形態では、センター側陸部４で、気室部７に対し、トレッド幅方向で共鳴器６が開口する周方向溝３とは逆側の、トレッド幅方向内側の陸部領域に、その陸部表面からタイヤ半径方向内側に窪ませてなる凹部９の複数個を、トレッド周方向に所要の間隔で並べて配置する。
そしてここでは、上記の凹部９を、トレッド周方向に互いに隣接する気室部７間の領域Ａの少なくとも一部、図では該領域Ａの全体を含む周方向位置に配置する。

これによれば、共鳴器６の配設に起因して局所的に大きくなる、気室部７間の領域Ａの剛性を、その周方向位置に配置した凹部９により小さくすることができるので、センター側陸部４の剛性をトレッド周方向に均一なものとして、陸部の周方向剛性の不均一化によるロードノイズの発生を有効に防止することができる。
また、このような凹部９を、他の溝ないし窪み部分に連通させることなく、センター側陸部４内で終了させたことにより、たとえば、凹部を周方向溝等に連通させた場合に比して、センター側陸部４の全体にわたる所要の陸部剛性を確保して、転がり抵抗を低減させることができる。

ここで、凹部９の平面輪郭形状、断面形状その他の形状は、凹部９の配設域の剛性を小さくすることができるものであれば、とくに限定されないが、凹部９は、図１に示すような、トレッド周方向に沿って、たとえば直線状に所定の長さで延びる溝形状とし、タイヤ接地部分で、対向する内壁面が相互に接触する程度の幅を有するものとすることが、圧縮剛性のみを低下することができるので、ロードノイズをより有効に防止できる点で好ましい。この場合、凹部９の、トレッド周方向に沿う延在長さＬを、タイヤを適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填した無負荷の状態で、たとえば、１ｍｍ以上とすることは、ロードノイズの観点から好ましい。

なお、凹部９を溝形状とした場合は、トレッド周方向に対して傾斜する延在態様とすることや、少なくとも一部で屈曲ないし湾曲する延在態様とすることも可能である。また、図１に示すところでは、センター側陸部４に、トレッド周方向に複数個並べて配置した一列の凹部を設けているが、これを二列以上設けることもできる。

ところで、センター側陸部４に設けた上記の共鳴器６は、ウエット路面の走行時に、タイヤ接地部分のセンター側陸部４に存在する水を、開口する周方向溝３に流すべくも機能するので、排水性能の向上に寄与することになる。
ここで、周方向溝３への水の送給をより円滑なものとして、排水性能を一層向上させるとの観点から、共鳴器６の気室部７は、共鳴器６の、陸部４内で終了する他端部分６ｂに向けて、その延在方向と直交する向きの幅が漸増する箇所を有するものとすることが好ましく、たとえば、図１に例示するタイヤでは、気室部７の幅を、狭窄溝部８への開口部分から、前記他端部分６ｂに向けて漸増させるとともに、他端部分６ｂの近傍で急減させている。

またここで、車両が前進する際に、図１に矢印で示す向きに回転するように、車体への取付け方向が指定されて用いられる図示のこの空気入りタイヤでは、共鳴器６の狭窄溝部８を、図１に示すように、開口する周方向溝３に向かうに従って、回転方向Ｘの後方側に向けて傾斜させることで、排水性能の一層の向上を実現することができる。なお、タイヤを回転させる方向に応じて異なる機能を発揮するこのタイヤでは、回転方向Ｘを指定することで所期した機能を発揮させるため、サイドウォール部表面等に、回転方向Ｘを指定するための、図示しない刻印その他の表示を設けることがある。

そしてまた、狭窄溝部８を、図１に示すように、気室部７にその気室部７の一端部で連通させるとともに、周方向溝３側に向かうに従い、トレッド幅方向に対し、その一端部に隣接する他の気室部７側に傾斜させて延在させたときは、上述した凹部９のみならず、狭窄溝部８によっても、前記気室部７と他の気室部７との間の剛性を低下させることができるので、凹部９の配設と相俟って、センター側陸部４の周方向剛性をより均一なものとすることができる。
なお、気室部７よりも狭幅の狭窄溝部８は、タイヤ接地部分の少なくとも一箇所、たとえば、タイヤ接地部分で最も大きな接地圧が作用する周方向中央位置で、対向する溝壁面の少なくとも一部が互いに接触する程度の溝幅とすることが好ましい。

図１，２に示すところでは、共鳴器６の、トレッド周方向に溝状に延びる気室部７が、トレッド幅方向内側の深溝部分７ａ、および、その深溝部分７ａより、その共鳴器６が開口する周方向溝３側であるトレッド幅方向外側の、深溝部分７ａに比して溝深さの浅い浅溝部分７ｂからなり、そして、その浅溝部分７ｂの溝深さを、図２に断面図で示すように、前記周方向溝３側に向けて、タイヤ半径方向外側に凸の曲面をなす底部としての溝底により漸減させる。

このように、共鳴器６の気室部７が、該共鳴器６を設けたセンター側陸部４に隣接する二本の周方向溝２，３のうちの一方の周方向溝３側の部分で、その周方向溝３側に向けて漸減する深さを有するものとすることは、気柱共鳴音を有効に低減させるに必要な気室部容積を確保しつつ、狭窄溝部８に比して幅広とする気室部７での石噛みを防止できる点で好ましい。なお、このような、気室部の、深さの漸減する部分は、他方の周方向溝２側に設けることも可能である。
なおここで、トレッド周方向に沿って延びる図示のような気室部７の深溝部分７ａの、トレッド幅方向に沿う最大幅Ｗｄは、気室部７の同様の最大幅Ｗの、３％〜５０％とすることが好ましく、また、浅溝部分７ｂの同様の最大幅Ｗｓは、気室部７の同様の最大幅Ｗの、５０％〜９７％とすることが好ましい。

上述したような共鳴器６においては、気室部７を、センター側陸部４のトレッド幅方向の中央位置を含む幅方向領域に配置することが、排水性能のより一層の向上を実現できる点で好ましい。

なお、気室部７は、図１に示すような、トレッド周方向に沿って直線状に延びるものの他、全体として、トレッド周方向に沿う向きで、またはトレッド周方向に対して傾斜する向きで、ジグザグ状もしくは波形状に延びるもの等の溝形状とすることができ、あるいは、トレッドパターンの展開視で、丸状もしくは多角形状等をなす穴形状とすることも可能である。また、狭窄溝部８は、少なくとも一部で屈曲ないし湾曲させて延在させることもできる。

なお、図１に例示するタイヤでは、排水性能を有効に高めるべく、タイヤ赤道面Ｃを挟んでトレッド幅方向の両側のそれぞれに位置する周方向溝３内に、トレッド幅方向に対して傾斜して湾曲する態様で、その周方向溝３の溝底から一方の溝壁面まで所定の高さで盛り上がって延びる隆起部１０を、トレッド周方向に所要の間隔をおいて複数個設けている。

またこのタイヤでは、ウエット路面での所要の走行性能の確保との観点より、ショルダー側陸部５に、トレッド踏面端Ｅから、回転方向Ｘの後方側に凸となるように若干湾曲して延びて、周方向溝３に到る手前で終了する幅方向細溝１１を、トレッド周方向に間隔をおいて設けるとともに、その幅方向細溝１１の、トレッド幅方向内側の端部の幅方向位置で、該端部に部分的に連通するとともに、トレッド周方向に断続的に延びる断続周溝１２を設けることができる。なお、この幅方向細溝１１は、トレッド踏面端Ｅよりトレッド幅方向外側に、溝幅が広くなる部分を有する。
そしてまた、ショルダー側陸部５の周方向剛性の均一化に基づくロードノイズの低減を実現するため、トレッド周方向に隣接する幅方向細溝１１の間で、前記の断続周溝１２とトレッド踏面端Ｅとで挟まれる領域に、トレッド周方向に並べて配置されてタイヤ半径方向に延びる三個の穴部１３を、トレッド幅方向に二列設けている。

１ トレッド踏面、２，３ 周方向溝、４ センター側陸部（陸部）、５ ショル ダー側陸部（陸部）、６ 共鳴器、６ａ 共鳴器の一端部分、６ｂ 共鳴器の他端部分、７ 気室部、７ａ 深溝部分、７ｂ 浅溝部分、８ 狭窄溝部、９ 凹部、１０ 隆起部、１１ 幅方向細溝、１２ 断続周溝、１３ 穴部、Ｃ タイヤ赤道面、Ｅ トレッド踏面端、Ｌ 凹部の延在長さ、Ａ 各気室部間の領域、Ｗ 気室部の最大幅
Ｗｄ 深溝部分の最大幅、Ｗｓ 浅溝部分の最大幅、Ｘ タイヤの回転方向

Claims (4)

1. トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる一本以上の周方向溝を設けて、該周方向溝により区画形成した陸部に、一端部分が前記周方向溝に開口するとともに、他端部分が該陸部内で終了する複数の共鳴器を設け、前記共鳴器を、陸部表面に開口する気室部と、該気室部を前記周方向溝に連通させる、該気室部より狭幅の狭窄溝部とで構成してなる空気入りタイヤであって、
   前記共鳴器を設けた前記陸部で、該共鳴器の前記気室部よりも、トレッド幅方向で該共鳴器が開口する前記周方向溝とは反対側の周方向溝側の陸部領域に、該陸部内で終了する複数個の凹部を、トレッド周方向に並べて設け、
   前記凹部のそれぞれを、前記気室部よりもトレッド幅方向の一方側の前記陸部領域で、トレッド周方向に互いに隣接する前記共鳴器の各気室部間の領域の少なくとも一部を含む周方向位置に配置してなる、空気入りタイヤ。
2. 前記凹部のそれぞれを、トレッド周方向に隣接する前記共鳴器の各気室部間の領域の全体を含む周方向位置に配置してなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部が、トレッド周方向に延びるとともに、タイヤ接地部分で、対向する内壁面が相互に接触する幅を有するものとしてなる、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記共鳴器の気室部が、前記他端部分に向けて幅の漸増する箇所を有するものとしてなる、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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