JP5980583B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、その主溝に面した溝壁面を有する陸部とが設けられた空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤが発生する騒音として、エアポンピングを要因とする気柱管共鳴音（８００Ｈｚ〜１．２５ＫＨｚ）が知られている。このエアポンピングは、主溝と路面とで形成される管状空間内の空気が放出されるものであり、特に接地時に陸部の溝壁面が膨出変形することで容積の減った主溝が空気を圧縮し、圧力を高められた空気が放出されることで大きなポンピング音が生じる。

特許文献１には、主溝に面した陸部の溝壁面に、長手方向の両端を含む全体形状において周囲が閉塞し且つタイヤ径方向に延びる複数本の長穴を設けた空気入りタイヤが記載されている。これは、主溝内の空気と陸部の壁面との摩擦抵抗を増加させるための構造であり、それによって気柱管共鳴音の低減を図っている。

一方、本発明者は、陸部の溝壁面に比較的大きな凹溝を設け、その凹溝に陸部の変形を取り入れることで溝壁面の膨出を軽減し、延いては主溝の容積減少による空気の圧力上昇を抑えて、気柱管共鳴音を低減することを考えた。しかし、その場合、凹溝によって陸部の溝壁面が撓みやすくなり、特に前後方向の動きが大きくなることで制動性能が低下することが判明した。

特開平１０−３１５７１１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気柱管共鳴音を低減しながら制動性能を確保できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した溝壁面を有する陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記溝壁面の溝底側に設けられ、前記主溝の深さ方向に延びるとともに前記陸部の頂面に達しないで終端する複数本の凹溝と、前記凹溝の各々の内部に形成され、前記主溝の長さ方向に延びて前記凹溝の溝壁同士を接続する架橋部とを備えるものである。

このタイヤでは、陸部の溝壁面に設けた複数本の凹溝に陸部の変形を取り入れることにより、溝壁面の膨出を軽減できる。即ち、接地に伴って陸部が荷重を受けた際には、溝壁面が主溝側へ膨出する変形だけでなく、凹溝の溝壁がタイヤ周方向へ膨出する変形も発現するため、ゴムの変形量が分散して、溝壁面の主溝側への膨出が抑制される。その結果、接地時に主溝の容積が急激に減少することなく、主溝内の空気の圧力上昇を抑えて気柱管共鳴音を低減できる。

それでいて、凹溝の各々の内部に架橋部を形成しているため、凹溝による前後方向の剛性低下を軽減し、制動時の陸部の倒れ込みを抑えることができる。また、凹溝が陸部の頂面に達しないで終端することで、陸部の頂面側の剛性低下を回避できる。これらに基づいて、制動性能を確保することができる。加えて、凹溝を溝壁面の溝底側に設けていることから、上述した凹溝の溝壁の変形を発現しやすく、気柱管共鳴音を低減するうえで有効である。

本発明の空気入りタイヤにおいて、少なくとも１つの前記凹溝に対し、板状をなす複数の前記架橋部が深さ方向に間隔を置いて形成されているものが好ましい。かかる構成では、接地時における凹溝の溝壁の変形を妨げずに、凹溝による剛性低下を架橋部で効果的に軽減して、気柱管共鳴音を低減しつつ制動性能を確保することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記架橋部の深さ方向の位置を、タイヤ周方向に隣接する前記凹溝の間で相違させているものが好ましい。かかる構成では、タイヤ周方向に隣接する凹溝の間で、制動時に生じる凹溝の変形の態様を相違させて、陸部の前後方向の剛性を効果的に確保できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ周方向に隣接する前記凹溝の間に形成された柱部の幅に比べて、その柱部に面する前記凹溝の幅が大きいのが好ましい。これにより、凹溝の幅を大きく設定しやすくなり、その凹溝の溝壁のタイヤ周方向への膨出変形を促して、溝壁面の主溝側への膨出を適切に抑えられる。したがって、気柱管共鳴音を低減するうえで有効である。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記陸部としてブロックが設けられ、前記溝壁面のタイヤ周方向両端側に、前記凹溝を設けていない平坦領域が形成されているものが好ましい。これにより、ブロックの溝壁面のタイヤ周方向両端側の剛性を高めて、凹溝によるヒールアンドトウ摩耗の発生を防止できる。

上記の空気入りタイヤにおいて、前記溝壁面のタイヤ周方向中央側に位置する前記凹溝に、前記平坦領域に近い前記凹溝よりも多数の前記架橋部が形成されているものが好ましい。ブロックの溝壁面のタイヤ周方向中央側は、接地圧が高くて撓みやすい傾向にあるため、その中央側の凹溝に多数の架橋部を形成することにより、ブロックの剛性を的確に高めて制動性能を確保できる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す平面図 ブロックの斜視図 ブロックの溝壁面を示す正面図 別実施形態に係るブロックの溝壁面を示す正面図 別実施形態に係るブロックの溝壁面を示す正面図 別実施形態に係るブロックの溝壁面を示す斜視図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すトレッド面には、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる主溝２と、その主溝２に面した溝壁面を有する陸部とが設けられている。本実施形態では、陸部として、タイヤ周方向に沿って延びるリブ５と、矩形状のブロック１０とが設けられている。各ブロック１０は、タイヤ周方向ＣＤと交差する方向に延びた横溝３によって分断されている。

図２に示すように、ブロック１０は、主溝２に面した溝壁面１０ａと、横溝３に面した溝壁面１０ｂとを有する。図３に示すように、溝壁面１０ａの溝底側には、主溝２の深さ方向ＤＤに延びるとともにブロック１０の頂面１０ｃに達しないで終端する複数本の凹溝１が設けられている。凹溝１の各々の内部には、主溝２の長さ方向ＬＤに延びて凹溝１の溝壁同士を接続する架橋部４が形成されている。同様に、図示されない反対側の溝壁面１０ａにも、架橋部４を持つ複数本の凹溝１が設けられている。

ブロック１０を構成するゴムは非圧縮性であるため、接地の際にタイヤ径方向の荷重を受けたブロック１０は、溝壁面１０ａや溝壁面１０ｂを膨出させて、いわゆる俵型変形を起こす。気柱管共鳴音には、管状空間を形成する主溝２に面した溝壁面１０ａの膨出が関与し、その溝壁面１０ａの膨出を抑えることが気柱管共鳴音の低減に資する。このタイヤでは、溝壁面１０ａに設けた複数本の凹溝１にブロック１０の変形を取り入れることで、その溝壁面１０ａの膨出を軽減できる。

即ち、ブロック１０が荷重を受けた際には、溝壁面１０ａが主溝２側へ膨出する変形だけでなく、凹溝１の溝壁がタイヤ周方向ＣＤ（本実施形態では主溝２の長さ方向ＬＤと同じ）へ膨出する変形も発現するため、ゴムの変形量が分散して、溝壁面１０ａの主溝２側への膨出が抑制される。その結果、接地時に主溝２の容積が急激に減少することなく、主溝２内の空気の圧力上昇を抑えて気柱管共鳴音を低減できる。

このような凹溝１は、溝壁面１０ａを撓みやすくするため、前後方向への動きが大きくなって制動性能が低下する恐れがある。そこで、このタイヤでは、凹溝１による前後方向の剛性低下を架橋部４によって軽減し、制動時のブロック１０の倒れ込みを抑えるとともに、凹溝１を頂面１０ｃに到達させずに終端させることで、ブロック１０の頂面１０ｃ側の剛性低下を抑制しており、これらに基づいて制動性能の確保を図っている。

凹溝１は、主溝２の溝底に達した一端部と、頂面１０ｃに達しないで閉鎖した他端部とを有する。凹溝１の深さＤ１は、主溝２の溝底から他端部に至るまでの深さ方向ＤＤの距離として測定され、主溝２の深さＤ２の５０〜９０％であることが好ましい。これが５０％以上であることで、凹溝１の溝壁がタイヤ周方向へ膨出する変形量を確保し、気柱管共鳴音をより有効に低減できる。また、これが９０％以下であることにより、ブロック１０の頂面側の剛性低下を確実に回避できる。

凹溝１の奥行き方向（主溝２から遠ざかる方向であり、本実施形態ではタイヤ幅方向）の長さは、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましい。この長さを０．５ｍｍ以上とすることで、凹溝１の溝壁がタイヤ周方向へ膨出する変形量を確保し、気柱管共鳴音をより有効に低減できる。また、ブロック１０の剛性を確保するうえで、凹溝１の奥行き方向の長さは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

凹溝１は、タイヤ周方向ＣＤに間隔を設けて配置されており、そのタイヤ周方向ＣＤに隣接する凹溝１の間に、柱部８が櫛歯状に形成されている。凹溝１の溝壁のタイヤ周方向への膨出変形を促す観点から、柱部８の幅Ｗ８に比べて、その柱部８に面する凹溝１の幅Ｗ１が大きいことが好ましい。かかる場合において、幅Ｗ８を１．５〜３ｍｍとし、幅Ｗ１を２．５〜４ｍｍとした構成が例示される。

気柱管共鳴音を低減するうえで、凹溝１の幅Ｗ１とピッチＰとが、０．１Ｐ＜Ｗ１の関係を満たすことが好ましい。トレッド面には、主溝２を含む種々の溝部からなる模様がタイヤ周方向に繰り返し設けられており、ピッチＰは、その模様構成単位の長さである。また、制動性能の向上効果を高める観点から、Ｗ１＜０．３Ｐの関係を満たすことが好ましく、Ｗ１＜０．２Ｐの関係を満たすことがより好ましい。

ブロック１０において、１つの溝壁面１０ａに設けられる凹溝１の本数は、特に限られるものではないが、溝壁面１０ａの主溝２側への膨出を抑制するうえで２本以上が好ましく、４本以上がより好ましい。

少なくとも１つの凹溝１には、板状をなす複数の架橋部４が深さ方向ＤＤに間隔を置いて形成されており、本実施形態では、溝壁面１０ａに設けられた全ての凹溝１に、かかる態様で架橋部４が形成されている。凹溝１の溝壁の変形を妨げずに且つ凹溝１による前後方向の剛性低下を軽減するうえで、架橋部４の厚みＴ４は、例えば０．５〜１．０ｍｍの範囲内に設定される。深さ方向ＤＤにおける架橋部４の間隔は、厚みＴ４よりも大きいことが好ましい。架橋部４は、凹溝１の開口から奥行き方向の端まで連続して延びている。

本実施形態では、架橋部４の深さ方向ＤＤの位置を、タイヤ周方向ＣＤに隣接する凹溝１の間で相違させている。具体的には、図３の左右両端の凹溝１に形成された二本の架橋部４の深さ方向ＤＤの位置が、それらに隣接する凹溝１に形成された三本の架橋部４の深さ方向ＤＤの位置と相違しており、互いの位置関係は、架橋部４と架橋部４との間、凹溝１の一端部と架橋部４との間、又は、凹溝１の他端部と架橋部４との間の何れかになる。かかる架橋部４の配置は、図４のように全ての凹溝１に適用すると尚更に好ましい。

本実施形態では、凹溝１によるヒールアンドトウ摩耗の発生を防止しうるように、溝壁面１０ａのタイヤ周方向ＣＤの両端側に、凹溝１を設けていない平坦領域６を形成している。平坦領域６の長さＬ６は、凹溝１の幅Ｗ１よりも大きく、好ましくは各長さＬ６が溝壁面１０ａの長さＬ１０の１５〜３０％に設定される。制動性能を効果的に確保する観点から、溝壁面１０ａのタイヤ周方向ＣＤの中央側に位置する凹溝１には、平坦領域６に近い凹溝１よりも多数の架橋部４を形成している。

凹溝１の幅は、一定であるものに限られず、深さ方向ＤＤで変化してもよい。その場合、図５のように凹溝１を溝底側で幅広とした形状が好ましく、これにより溝壁面１０ａの主溝２側への膨出を効率良く抑制できる。ブロック１０の溝底側は頂面側よりも剛性が高いため、凹溝１がこのような形状でも剛性低下は然程に大きくない。（Ａ）は凹溝１の開口を台形状とした例であり、（Ｂ）は凹溝１の開口を段付き形状とした例である。このように凹溝１の幅が変化する場合、前述の実施形態で説明した幅Ｗ１，Ｗ８に関する好適な態様に関しては、凹溝１の深さＤ１の中央で測定される幅が用いられる。

図６は、溝壁面１０ａの溝底側に柱部８を補強する補強部７を設けた例であり、これによってブロック１０の剛性を高めて制動性能の確保に資する。特に柱部８よりも凹溝１を幅広（Ｗ１＞Ｗ８）にした構造では、柱部８において剛性が低下する場合があるため、それを補強するうえで有用となる。図６に示した補強部７は、滑り台形状をしているが、その他の形状でも構わない。

本発明では、上記の如き架橋部が形成されている凹溝を、トレッド面内の全てのブロックに対して設けることができるが、トレッド面内の一部のブロックに対してだけ設けても構わない。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ成形型に設けられる主溝形成用の骨部に、上記の如き凹溝を成形するための突起を設ける程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。かかる突起は、骨部の側方を機械加工することにより、或いは骨部の側方にブレードを設置することにより設けることが可能である。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き架橋部が形成された凹溝を陸部に設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用できる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、凹溝をブロックに設けた例を示したが、これに限られず、陸部であるリブに設けることも可能である。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、下記の評価を行ったので説明する。

（１）気柱管共鳴音
ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８１に準拠して単体台上試験を実施し、速度５０ｋｍ／ｈにおいて１０００Ｈｚ気柱管共鳴音レベルを測定した。比較例１の結果を基準としたタイヤ騒音差で評価し、マイナス値が大きいほど気柱管共鳴音が低減されていることを示す。

（２）制動性能
実車にタイヤを装着して乾燥路面を走行し、速度を１００ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈに落としたときの制動距離を測定し、その逆数を算出した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど制動性能に優れていることを示す。

評価に供したタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、後述する構成を除き、各例におけるタイヤ構造やゴム配合などは共通である。図３の如き凹溝を設けたものを実施例１、図４の如き凹溝を設けたものを実施例２とした。また、凹溝の一端部を溝底に到達させずに閉鎖し且つ架橋部を具備しないこと以外は実施例１と同じものを比較例１、架橋部を具備しないこと以外は実施例１と同じものを比較例２とした。主溝の深さＤ２は１０ｍｍ、凹溝の深さＤ１は７ｍｍ（比較例１では凹溝の深さ方向長さは５ｍｍ）である。表１に評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１，２では、図３，４のような凹溝を設けたことにより、比較例１，２に比べて気柱管共鳴音を低減できている。更に、実施例１，２では、凹溝に架橋部を形成したことにより制動性能を確保できており、中でも実施例２の改善効果が大きい。

１ 凹溝
２ 主溝
３ 横溝
４ 架橋部
５ 柱部
６ 平坦領域
７ 補強部
１０ ブロック（陸部の一例）
１０ａ 溝壁面
１０ｃ 頂面

Claims (5)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した溝壁面を有する陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記溝壁面の溝底側に設けられ、前記主溝の深さ方向に延びるとともに前記陸部の頂面に達しないで終端する複数本の凹溝と、
   前記凹溝の各々の内部に形成され、前記主溝の長さ方向に延びて前記凹溝の溝壁同士を接続する架橋部とを備え、
   前記架橋部の深さ方向の位置を、タイヤ周方向に隣接する前記凹溝の間で相違させていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 少なくとも１つの前記凹溝に対し、板状をなす複数の前記架橋部が深さ方向に間隔を置いて形成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ周方向に隣接する前記凹溝の間に形成された柱部の幅に比べて、その柱部に面する前記凹溝の幅が大きい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記陸部としてブロックが設けられ、前記溝壁面のタイヤ周方向両端側に、前記凹溝を設けていない平坦領域が形成されている請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝に面した溝壁面を有する陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記溝壁面の溝底側に設けられ、前記主溝の深さ方向に延びるとともに前記陸部の頂面に達しないで終端する複数本の凹溝と、
   前記凹溝の各々の内部に形成され、前記主溝の長さ方向に延びて前記凹溝の溝壁同士を接続する架橋部とを備え、
   前記陸部としてブロックが設けられ、前記溝壁面のタイヤ周方向両端側に、前記凹溝を設けていない平坦領域が形成されており、
   前記溝壁面のタイヤ周方向中央側に位置する前記凹溝に、前記平坦領域に近い前記凹溝よりも多数の前記架橋部が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。

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