JP6130760B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、排水性能を低下させることなく騒音性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

一般的に、空気入りタイヤのトレッド部は、路面上の水をタイヤ回転方向の後方へスムーズに排出するために、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が設けられている。しかしながら、乾燥路面の走行中、主溝の中を流れる空気に定常波が生じ気柱共鳴音が生じる。この気柱共鳴音は、タイヤが発生させる騒音の主要なものとして知られている。空気入りタイヤの騒音性能を高めるため、溝容積の小さい主溝が提案されている。

しかしながら、主溝の溝容積を小さくした場合、排水性能が悪化するという問題があった。このように、騒音性能と排水性能とは相反関係を有し、これら両性能をバランス良く向上するのは困難であった。

特開２００３−３００４０３号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、主溝に隣接している陸部に、改善されたサイプを設けることを基本として、排水性能を低下させることなく騒音性能を向上させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝と、この主溝に隣接している少なくとも１つの陸部とが設けられた空気入りタイヤであって、前記陸部には、サイプが設けられており、前記サイプは、タイヤ周方向に離れて設けられた複数本の第１サイプを含み、前記各第１サイプは、タイヤ周方向に沿ってのびる周方向部分と、前記周方向部分の少なくとも一方の端部から前記主溝にのびている軸方向部分とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記軸方向部分は、前記主溝に連通しているのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記各第１サイプは、前記周方向部分の両方の端部に、前記軸方向部分が設けられているのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記陸部は、タイヤ周方向で隣り合う前記第１サイプ間に、サイプが設けられていない途切れ部を有し、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させて１回転させたときに、前記トレッド部の接地面に、常に、少なくとも一つの前記途切れ部が現れるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記サイプは、タイヤ周方向に連続してのびる第２サイプを含んでおり、前記第２サイプは、前記第１サイプと交差することなく設けられているのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記サイプの深さは、１．５〜５．０mmであるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記途切れ部のタイヤ周方向の長さは、２〜１０mmであるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記主溝の溝縁と、前記第１サイプの前記周方向部分との間のタイヤ軸方向の距離は、２〜６mmであるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記陸部は、一端が前記主溝に接続されかつ溝幅が２mmよりも大きい溝が設けられないのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、主溝に隣接している陸部に、サイプが設けられている。サイプは、タイヤ周方向に離れて設けられた複数本の第１サイプを含んでいる。各第１サイプは、タイヤ周方向に沿ってのびる周方向部分と、周方向部分の少なくとも一方の端部から主溝にのびている軸方向部分とを含んでいる。即ち、陸部は、第１サイプが離間している剛性の大きい領域と、第１サイプが設けられている剛性の小さい領域とを含んでいる。このため、陸部の接地時、剛性の大きい領域は、例えば、主溝内の空気に一時的な衝撃波を与え、主溝の中での定常波の生成を妨げ、気柱共鳴音を小さくする。従って、本発明の空気入りタイヤは、騒音性能が向上する。

本発明の一実施形態を示すトレッド部の展開図である。 図１の左側の拡大図である。 正規荷重負荷状態のときのタイヤの接地面を示す平面図である。 本発明の他の実施形態を示すトレッド部の展開図である。 比較例のタイヤのトレッド部の展開図である。 他の比較例のタイヤのトレッド部の展開図である。 実車走行による騒音試験の概要を説明する平面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤのトレッド部２の展開図が示される。図２は、図１の左側の拡大図である。本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして好適に利用される。

図１に示されるように、トレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝３が設けられている。本実施形態の主溝３は、タイヤ赤道Ｃの両側をのびる一対のセンター主溝４と、センター主溝４のタイヤ軸方向外側をのびる一対のショルダー主溝５とを含んでいる。

本実施形態の両主溝４、５は、タイヤ周方向に沿って直線状にのびている。このような主溝４、５は、溝内の水をタイヤ回転方向の後方へスムーズに排出することができる。但し、主溝３は、ジグザグ状や波状にのびるものでも良い。

各主溝４、５の溝幅Ｗ１については、慣例に従って種々定めることができる。排水性能を確保しつつトレッド部２の剛性を確保するために、各主溝３の溝幅Ｗ１は、例えば、トレッド接地幅ＴＷの好ましくは、２．０％〜８．０％である。

トレッド部２には、主溝３によって複数の陸部が設けられている。本実施形態の陸部は、センター陸部６、一対のミドル陸部７、及び、一対のショルダー陸部８を含んでいる。

センター陸部６は、一対のセンター主溝４の間に区分されている。ミドル陸部７は、センター主溝４とショルダー主溝５との間に区分されている。ショルダー陸部８は、ショルダー主溝５と接地端Ｔｅとの間に区分されている。トレッド部２の陸部の形状は、この様な態様に限定されるものではなく、種々の形態をとり得る。

前記「接地端」は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させた正規荷重負荷状態のときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。正規状態において、接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド接地幅ＴＷとして定められる。特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"である。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、１８０kPaである。

「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。タイヤが乗用車用である場合、正規荷重は、前記荷重の８８％に相当する荷重である。

本実施形態のセンター陸部６には、切り込み状のサイプ１０が設けられている。サイプ１０は、例えば、第１サイプ１１と、第２サイプ１２とを含んでいる。

第１サイプ１１は、例えば、タイヤ赤道Ｃの両側に配されている。

図２に示されるように、第１サイプ１１は、タイヤ周方向に離れて設けられた複数本からなる。

第１サイプ１１は、周方向部分１３と、軸方向部分１４とを含んでいる。

周方向部分１３は、タイヤ周方向に沿って直線状にのびている。これにより、センター陸部６の周方向部分１３近傍のパターン剛性が、タイヤ周方向に亘って均一化される。

本実施形態の軸方向部分１４は、周方向部分１３の端部１３ｅからセンター主溝４にのびている。これにより、センター陸部６は、第１サイプ１１が離間している剛性の大きい領域Ｒ１と、第１サイプ１１が設けられている剛性の小さい領域Ｒ１とを含んでいる。このため、センター陸部６の接地時、剛性の大きい領域Ｒ２は、例えば、センター主溝４内の空気に一時的な衝撃波を与え、センター主溝４の中での定常波の生成を妨げ、気柱共鳴音を小さくする。従って、本発明の空気入りタイヤは、騒音性能が向上する。なお、第１サイプ１１が周方向部分１３のみで形成される場合、領域Ｒ１と領域Ｒ２との剛性の差が小さくなり、一時的な衝撃波による定常波生成の阻害効果が小さくなる。

このように、本発明では、第１サイプ１１をタイヤ周方向に離間させて設けることにより、騒音性能を向上させる。従って、センター主溝４の溝容積を小さくすることがないため、本発明のタイヤは、良好な排水性能が維持される。

第１サイプ１１の周方向部分１３と、センター主溝４の溝縁４ｅとの間のタイヤ軸方向の距離Ｌａは、好ましくは、２〜６mmである。前記距離Ｌａが２mm未満の場合、第１サイプ１１の周方向部分１３よりもタイヤ軸方向外側の第１外側部分のタイヤ軸方向の剛性が過度に小さくなり、偏摩耗の起点となるおそれがある。前記距離Ｌａが６mmを超える場合、第１外側部分、即ち領域Ｒ１の剛性が大きくなり、領域Ｒ１と領域Ｒ２との剛性の差が小さくなり、一時的な衝撃波が低下して定常波生成の阻害効果が抑制される。このため、センター主溝４の溝縁４ｅと周方向部分１３との間のタイヤ軸方向の距離Ｌａは、より好ましくは、３〜５mmである。

軸方向部分１４は、周方向部分１３の両方の端部１３ｅ、１３ｅに設けられている。これにより、周方向部分１３の両方の端部１３ｅ、１３ｅにおいて、センター主溝４内の空気に一時的に大きな衝撃波を与えることができる。

軸方向部分１４は、本実施形態では、センター主溝４に連通している。これにより、上述の作用が、より効果的に発揮される。

軸方向部分１４は、タイヤ軸方向に沿って直線状にのびている。このような軸方向部分１４は、領域Ｒ１の大きなタイヤ軸方向の剛性を確保する。従って、定常波の生成がより確実に阻害される。

本実施形態では、タイヤ周方向で隣り合う第１サイプ間１１、１１には、サイプ１０が設けられていない途切れ部１５が形成されている。この途切れ部１５は、センター陸部６のパターン剛性を大きく確保し得る。

途切れ部１５のタイヤ周方向の長さＬｂは、好ましくは、２〜１０mmである。途切れ部１５の長さＬｂが２mm未満の場合、センター主溝４を流れる空気への一時的な衝撃波の入力が小さくなり、騒音性能の改善効果が十分に得られないおそれがある。途切れ部１５の長さＬｂが１０mmを超える場合、上述の衝撃波の入力が長く継続し、この衝撃波によって定常波が生成され、騒音性能が悪化するおそれがある。このため、途切れ部１５の長さＬｂは、より好ましくは３〜９mmである。

図３には、正規荷重負荷状態の接地面Ｓｅの一例が仮想線で示される。図３に示されるように、正規荷重負荷状態において、タイヤを１回転させたときに、トレッド部２の接地面Ｓｅには、第１サイプ１１が形成された陸部において、常に、タイヤ周方向で少なくとも一つの途切れ部１５が現れる。即ち、接地面Ｓｅは、第１サイプ１１が形成された陸部において、常に、タイヤ周方向で剛性の大きい領域Ｒ２、この領域Ｒ２よりも剛性の小さい領域Ｒ１が設けられている。このため、上述の作用が効果的に発揮され、騒音性能がさらに小さくなる。なお、正規荷重負荷状態の接地面Ｓｅにおいて、途切れ部１５が５つを超えて設けられる場合、剛性の大きい領域Ｒ２が増加し、一時的な衝撃波によって定常波が生成されるおそれがある。このため、正規荷重負荷状態の接地面Ｓｅにおいて、途切れ部１５は、好ましくは、４つ以下であり、より好ましくは２つである。

正規荷重負荷状態の接地面Ｓｅにおいて、途切れ部１５は、好ましくは、各主溝４、５の少なくとも一方側の陸部に少なくとも１つ設けられる。

図２に示されるように、第２サイプ１２は、第１サイプ１１よりもセンター陸部６のタイヤ軸方向の内側に設けられている。

第２サイプ１２は、タイヤ周方向に連続して直線状にのびている。このような第２サイプ１２は、センター陸部６のタイヤ軸方向の剛性をタイヤ周方向に亘って低減させ、路面から受ける加振力を緩和する。従って、さらに騒音性能が向上する。

第２サイプ１２は、第１サイプ１１と交差することがない。即ち、本実施形態の第２サイプ１２は、第１サイプ１１とは、タイヤ軸方向に離間している。このような第２サイプ１２は、センター陸部６の剛性の過度の低下を抑制する。従って、操縦安定性能や耐摩耗性能が大きく確保される。

第２サイプ１２は、センター陸部６のタイヤ軸方向の中間位置に配されている。これにより、センター陸部６のタイヤ軸方向の両側で、タイヤ軸方向の剛性が均等に低減される。従って、路面から受ける加振力が等しく分散されるため、騒音性能が向上する。本実施形態の第２サイプ１２は、タイヤ赤道Ｃ上に配されている。

第１サイプ１１と第２サイプ１２とのタイヤ軸方向距離Ｌ１は、好ましくは、４〜１０mmである。第１サイプ１１と第２サイプ１２との距離Ｌ１が１０mmを超える場合、センター陸部６のタイヤ軸方向の剛性を効果的に低減できず、騒音性能を向上できないおそれがある。第１サイプ１１と第２サイプ１２との距離Ｌ１が４mm未満の場合、耐摩耗性能や操縦安定性能が悪化するおそれがある。

サイプ１０の深さ（図示省略）は、好ましくは、１．５〜５．０mmである。サイプ１０の深さが１．５mm未満の場合、例えば、センター陸部６の領域Ｒ１の剛性を小さくすることができず、センター主溝４内の空気に継続した衝撃波を与え、定常波が生成されるおそれがある。サイプ１０の深さが５．０mmを超える場合、センター陸部６の剛性が過度に小さくなり、操縦安定性能が悪化するおそれがある。従って、サイプ１０の深さは、より好ましくは、２．０〜４．５mmである。また、サイプ１０の深さは、好ましくは、サイプ１０が隣接する主溝３の溝深さ（図示省略）よりも小さく、より好ましくは、主溝３の溝深さの１５％〜６５％である。

サイプ１０の幅Ｗａは、好ましくは、１．０mm以下である。即ち、サイプ１０の幅Ｗａが１．０mmを超える場合、センター陸部６の剛性が過度に小さくなり、操縦安定性能や耐摩耗性能が悪化するおそれがある。このため、サイプ１０の幅Ｗａは、より好ましくは、０．８mm以下である。

センター陸部６は、本実施形態では、一端がセンター主溝４に接続されかつ溝幅が２mmよりも大きい溝が設けられていない。溝幅が２mmよりも大きい溝が設けられたセンター陸部６の場合、路面との接触による前記溝内のポンピング音を起因として、センター主溝４の気柱共鳴音が励起され、騒音性能が悪化するおそれがある。また、前記溝が設けられたセンター陸部６の場合、センター陸部６の剛性が過度に低下するため、操縦安定性能が悪化するおそれがある。従って、本実施形態のように、溝幅が２mmよりも大きい溝が設けられないセンター陸部６では、騒音性能と操縦安定性能とが高く確保される。

本実施形態では、ミドル陸部７にも、第１サイプ１１と第２サイプ１２とを含むサイプ１０が設けられている。第１サイプ１１は、ミドル陸部７のタイヤ軸方向の両側、即ち、センター主溝４及びショルダー主溝５に隣接して設けられている。これにより、センター主溝４のタイヤ軸方向の両側から一時的な衝撃波を与えることができる。また、ショルダー主溝５内の空気にも、一時的な衝撃波を与えることができる。このため、さらに騒音性能が向上する。以下、ミドル陸部７のサイプ１０については、センター陸部６のサイプ１０と異なる点が説明される。

ミドル陸部７の第２サイプ１２は、２本設けられている。本実施形態の第２サイプ１２は、内側第２サイプ１２ａと、内側第２サイプ１２ａよりもタイヤ軸方向の外側に配された外側第２サイプ１２ｂとで構成されている。本実施形態では、ミドル陸部７が、センター陸部６に比して、タイヤ軸方向の幅が大きい。このため、ミドル陸部７では、センター陸部６よりも多くの第２サイプ１２を設け、ミドル陸部７の剛性を小さくし、路面からの加振力を効果的に低減して、騒音性能を高めている。

このような効果を有効に発揮させるため、内側第２サイプ１２ａと外側第２サイプ１２ｂとのタイヤ軸方向距離Ｌ２は、好ましくは、４〜１０mmである。また、より好ましくは、隣り合うサイプ１０、１０間が、それぞれ同一のピッチである。

ショルダー陸部８には、排水性能を高めるため、接地端Ｔｅからタイヤ軸方向内側にのびるショルダー横溝２０がタイヤ周方向に複数本設けられている。これにより、ショルダー陸部８は、タイヤ周方向に亘って、剛性の大きな領域と、剛性の小さな領域とが設けられる。即ち、ショルダー陸部８に、第１サイプ１１を設ける効果が小さいため、ショルダー陸部８には、第１サイプ１１が設けられていない。

ショルダー陸部８は、直進走行時、センター陸部６に比して小さい接地圧が作用する。即ち、ショルダー陸部８はセンター陸部６よりも路面から受ける加振力が小さい。このため、本実施形態のショルダー陸部８には、第２サイプ１２が設けられていない。これにより、ショルダー陸部８の剛性が大きく確保され、摩耗性能や操縦安定性能が向上する。このように、本実施形態では、ショルダー陸部８には、第１サイプ１１及び第２サイプ１２は設けられていない。なお、ショルダー陸部８は、このような態様に限定されるものではなく、第１サイプ１１及び第２サイプ１２が設けられても良い。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本パターンを有するサイズ２３５／４５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの騒音性能、排水性能及び操縦安定性能がテストされた。各試供タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。なお、表１の比較例２は、他の比較例及び実施例に比して、センター主溝及びショルダー主溝の溝深さが小さい。各溝の溝幅は、共通である。
トレッド接地幅ＴＷ：１９．０mm
センター主溝の溝深さ：８．２mm（比較例２を除く）
センター主溝の溝深さ：５．０mm（比較例２）
ショルダー主溝の溝深さ：８．２mm（比較例２を除く）
ショルダー主溝の溝深さ：５．０mm（比較例２）
ショルダー横溝の溝深さ：８．２mm
サイプの幅：０．８mm

＜騒音性能（実車による惰行通過騒音）＞
各試供タイヤが、下記の条件で、排気量２０００ccの乗用車の全輪に装着された。図７に示されるように、このテスト車両を、ＥＣＥ Ｒ１１７に準拠して、１名のテストドライバーが、ＡーＢ間を、エンジン停止かつギヤをニュートラルの状態で惰行走行させた。そして、Ａ−Ｂ間での最大騒音レベルが算出された。騒音測定具Ｓは、車両走行中心Ｃ−Ｃから両側に７．５±０．０５m離間させかつ地上高さ１．２±０．０２mの位置に取り付けられた。結果は、比較例１の騒音レベルとの差（ｄＢ（Ａ））で評価された。数値が大きいほど良好である。
リム：８．０Ｊ×１８
内圧：１７６ｋＰａ（平均）
荷重：４．６０ｋＮ（平均）
Ａ−Ｂ間の速度：７０〜９０km/h

＜排水性能＞
上記テスト車両を、テストドライバーが、半径１００mのアスファルト路面のテストコースに設けた水深１０mm、長さ２０mの水たまり上を、速度８０km/hで進入させた。このときの前輪に作用する平均横加速度（横Ｇ）が算出された。結果は、比較例１の値を１００とする指数で表示された。数値が大きいほど良好である。

＜操縦安定性能＞
上記テスト車両を、テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させ、このときの旋回時のハンドル応答性、剛性感及びグリップ等に関する走行特性がテストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１の値を１００とする評点で表示された。数値が大きいほど良好である。
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて有意に向上している。

２ トレッド部
３ 主溝
１０ サイプ
１１ 第１サイプ
１３ 周方向部分
１３ｅ 端部
１４ 軸方向部分

Claims (8)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝と、この主溝に隣接している少なくとも１つの陸部とが設けられた空気入りタイヤであって、
   前記陸部には、サイプが設けられており、
   前記サイプは、タイヤ周方向に離れて設けられた複数本の第１サイプを含み、
   前記各第１サイプは、タイヤ周方向に沿ってのびる周方向部分と、前記周方向部分の少なくとも一方の端部から前記主溝にのびている軸方向部分とを含み、
   前記各第１サイプは、前記周方向部分の両方の端部に、前記軸方向部分が設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝と、この主溝に隣接している少なくとも１つの陸部とが設けられた空気入りタイヤであって、
   前記陸部には、サイプが設けられており、
   前記サイプは、タイヤ周方向に離れて設けられた複数本の第１サイプを含み、
   前記各第１サイプは、タイヤ周方向に沿ってのびる周方向部分と、前記周方向部分の少なくとも一方の端部から前記主溝にのびている軸方向部分とを含み、
   前記陸部は、タイヤ周方向で隣り合う前記第１サイプ間に、サイプが設けられていない途切れ部を有し、
   前記途切れ部のタイヤ周方向の長さは、２〜１０mmであることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる少なくとも１本の主溝と、この主溝に隣接している少なくとも１つの陸部とが設けられた空気入りタイヤであって、
   前記陸部には、サイプが設けられており、
   前記サイプは、タイヤ周方向に離れて設けられた複数本の第１サイプを含み、
   前記各第１サイプは、タイヤ周方向に沿ってのびる周方向部分と、前記周方向部分の少なくとも一方の端部から前記主溝にのびている軸方向部分とを含み、
   前記主溝の溝縁と、前記第１サイプの前記周方向部分との間のタイヤ軸方向の距離は、２〜６mmであることを特徴とする空気入りタイヤ。
4. 前記軸方向部分は、前記主溝に連通している請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記陸部は、タイヤ周方向で隣り合う前記第１サイプ間に、サイプが設けられていない途切れ部を有し、
   正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させて１回転させたときに、前記トレッド部の接地面に、常に、少なくとも一つの前記途切れ部が現れる請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイプは、タイヤ周方向に連続してのびる第２サイプを含んでおり、
   前記第２サイプは、前記第１サイプと交差することなく設けられている請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記サイプの深さは、１．５〜５．０mmである請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記陸部は、一端が前記主溝に接続されかつ溝幅が２mmよりも大きい溝が設けられない請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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