JP6612609B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本開示は、気柱管共鳴音及び転蛇音を含むノイズを低減する空気入りタイヤに関する。

タイヤが接地した状態では、タイヤ周方向に延びる主溝と路面とにより管状空間が形成される。タイヤが回転すると、管状空間で圧縮された空気が外に放出され、その結果、気柱管共鳴音が発生する。従来から気柱管共鳴音を低減することが求められている。

気柱管共鳴音を低減するための一つの手段として、例えば、特許文献１には、タイヤ周方向に延びる主溝の側壁に突出部を設けることで、空気を乱反射させて気柱管共鳴音を低減するタイヤが開示されている。

気柱管共鳴音を低減するための他の一つの手段として、例えば、特許文献２には、タイヤ周方向に延びる主溝の側壁に凹溝を設けることで、空気を乱反射させて気柱管共鳴音を低減するタイヤが開示されている。

特開２００２−２９３１０号公報 特開平１１−３２１２３８号公報

主溝を挟んでショルダー側陸部及びセンター側陸部がタイヤ周方向に配列されている場合に、特許文献１のように、ショルダー側陸部に突起を設けることにより、ショルダー側陸部の剛性が高まると、旋回時にトレッドが路面を叩く転蛇音が発生する場合がある。勿論、突起を設けなくともショルダー側陸部の剛性が高ければ転蛇音が発生し得る。

また、主溝の側壁に突起を設けると、溝面積が低減するので、排水性能が悪化してしまう。

一方、特許文献２のように主溝の側壁に凹溝を設けると、ショルダー側陸部の剛性が低下し過ぎて、旋回操縦安定性能が損なわれてしまう場合がある。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、転蛇音及び気柱管共鳴音を含むノイズの低減効果および排水性能を向上させると共に、旋回操縦安定性能を確保する空気入りタイヤを提供することである。

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

本開示の空気入りタイヤは、
トレッド部は、タイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝を挟んで隣り合うセンター側陸部及びショルダー側陸部と、を有し、前記センター側陸部及び前記ショルダー側陸部はタイヤ周方向に複数配列されており、
前記ショルダー側陸部の主溝を形成する側壁の溝底側には、周方向内側から周方向外側へ延びる一対の凹溝が形成され、前記一対の凹溝の周方向外側端は、前記ショルダー側陸部を区画する横溝に開口し、前記一対の凹溝の周方向内側端は、前記ショルダー側陸部の周方向中央部に閉塞部を形成しており、
前記一対の凹溝は、タイヤ周方向に沿って一つおきに前記ショルダー側陸部に設けられている。

このように、一対の凹溝の周方向外側端が横溝に開口し、周方向内側端が陸部の周方向中央部に閉塞部を形成しているので、接地時に閉塞部を中心として陸部がシーソーのように動き、横溝が狭まることによって路面を叩く力が減少し、ノイズ音が小さくなると共に、動作によって路面をたたく間隔が狭まって音が目立ちにくくなる。よって、転蛇音を低減することが可能となる。

それでいて、凹溝が横溝に開口しているので、排水性能を向上させることが可能となる。

さらに、一対の凹溝が一つおきにショルダー側陸部に設けられ、全てのショルダー側陸部に設けられておらず、閉塞部がある程度支持機能を有するので、ショルダー側のブロック剛性を著しく損なわず、旋回操縦安定性能を維持可能となる。

したがって、転蛇音及び気柱管共鳴音を含むノイズの低減効果および排水性能を向上させると共に、旋回操縦安定性能を確保する空気入りタイヤを提供することが可能となる。

本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンを模式的に示す平面図。 図１のＡ１−Ａ１部位及びＢ１−Ｂ１部位を示す断面図。 ブロック陸部に形成される凹溝及び突出部を示す平面図。 ブロック陸部に形成される突出部の変形例を示す平面図。 ショルダー側陸部に形成される一対の凹溝を示す斜視図。 凹溝の変形例を示す断面図。 凹溝の変形例を示す断面図。 トレッドパターンの変形例を模式的に示す平面図。 トレッドパターンの変形例を模式的に示す平面図。 比較例２に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを模式的に示す図。 比較例３に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを模式的に示す図。

以下、本開示の一実施形態について説明する。

本実施形態の空気入りタイヤは、図示を省略するが、通常の空気入りタイヤと同様に、一対のビードコアと、該ビードコアを巻回しトロイダル形状を成すカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、を備える。

図１に示すように、トレッド部は、タイヤ周方向ＰＤに延びる主溝１ａ，１ｂと、タイヤ幅方向に延びる横溝２と、主溝（１ａ，１ｂ）と横溝２で区画される複数のブロック陸部３ａ，３ｂを有する。ここで「横溝」とは、新品の状態で踏面を複数のブロック陸部に区画すればよく、細い溝及びサイプも含まれる。主溝は、タイヤ周方向に延びていれば、タイヤ周方向に一致していても傾斜してもよく、ジグザグ状であってもよい。横溝は、タイヤ幅方向に延びていれば、タイヤ幅方向に一致していても傾斜していてもよい。

図１に示すように、トレッド部は、タイヤ周方向ＰＤに延びる主溝１ａと、主溝１ａを挟んで隣り合うセンター側陸部３ａ及びショルダー側陸部３ｂと、を有する。センター側陸部３ａ及びショルダー側陸部３ｂは、タイヤ周方向ＰＤに複数配列されている。図１、図２及び図４に示すように、ショルダー側陸部３ｂの主溝１ａを形成する側壁３０の溝底側には、周方向内側ＰＤ１から周方向外側ＰＤ２へ延びる一対の凹溝５，５が形成されている。本実施形態において側壁３０は平坦面である。一対の凹溝５，５の周方向外側端５ｂは、ショルダー側陸部３ｂを区画する横溝２に開口している。一対の凹溝５，５の周方向内側端５ａは、ショルダー側陸部３ｂの周方向中央部に閉塞部３１を形成している。図１に示すように、一対の凹溝５，５は、タイヤ周方向ＰＤに沿って一つおきにショルダー側陸部３ｂに設けられている。

図２に示すように、凹溝５は、溝断面視にて、円弧状であって、凹深さｅ１が、上端Ｐ３と下端Ｐ４に接する円の半径をｒ１以下であることが挙げられる。図５Ａに示すように、凹深さｅ１が半径ｒ１と一致していてもよい。凹溝５の効果を発揮させるためには、凹深さｅ１≧ｒ１×０．７が挙げられる。上端Ｐ３は、溝最大深さＤの５０〜７０％の範囲にあることが好ましい。下端Ｐ４は溝底にあることが好ましい。また、変形例として、図５Ｂに示すように、鈍角αを有する三角形状でもよい。

図３Ａに示すように、一対の凹溝５，５によって形成される閉塞部３１の周方向長さは、ショルダー側陸部３ｂの周方向長さＬ２の２５〜３５％が好ましい。閉塞部３１を基点とする陸部３ｂの倒れ込み動作と、蹴り出し時の凹溝５が開き排水性能を向上させる動作とを適切に発揮させるためである。本実施形態では、閉塞部３１の周方向長さは、ショルダー側陸部３ｂの周方向長さＬ２の３０％である。閉塞部３１は、陸部３ｂの周方向中央にあるのが好ましいが、周方向いずれか一方に偏心していても効果を奏する。

図１及び図２に示すように、一対の凹溝５，５が形成されていないショルダー側陸部３ｂに対応する（隣接する）センター側陸部３ａは、主溝１ａを形成する側壁３０に溝断面視にて先細り状の突出部４を有する。本実施形態において側壁３０は平坦面である。突出部４は、センター側陸部３ａに一つおきに設けられる。突出部４及び一対の凹溝５，５は、センター側陸部３ａとショルダー側陸部３ｂとに交互に設けられている。図２に示すように、センター側陸部３ａに形成される突出部４の先端Ｐは、溝最大深さＤの半分よりも踏面ｔｒ側に設けられている。なお、図２では、突出部４の溝断面形状は、三角形状であるが、先細り形状であれば、台形状又は円弧状に突出していてもよい。

センター側陸部３ａに形成される突出部４の先端Ｐは、踏面ｔｒから溝最大深さＤの３０〜４０％の範囲にあることが好ましい。本実施形態では、センター側陸部３ａに形成される突出部４の先端Ｐは、踏面ｔｒから溝最大深さＤの３５％の位置にある。

図３Ａに示すように、平面視において、突出部４の最も突出している部位の中心Ｃ１が、陸部３ａの周方向中央Ｃ２を中心として陸部３ａの周方向長さＬ１の１５％の範囲内にある。突出部４が上記範囲から外れて、前後方向のいずれかに偏っていると、ブロック剛性が前後方向に偏ることになる。ブロック剛性が前後方向に偏ると、接地圧も前後方向に偏りが生じることになり、その結果、直進時にふらつきが生じてしまう。本実施形態のように突出部４を陸部３ａの周方向ＰＤの中央部に配置することで、ブロック剛性が前後方向に均一化され、直進操縦安定性能が向上する。なお、図３Ａの例では、平面視にて突出部４が段状に突出しているが、図３Ｂの変形例に示すように、平面視にて突出部４が台形状又は円弧状に突出していても同様である。

センター側陸部３ａに形成される突出部４の先端Ｐの突出量は、主溝幅Ｗの２５〜３５％であることが気柱管共鳴音の低減と排水性を両立するうえで好ましい。本実施形態では、上記突出量は主溝幅Ｗの３０％である。

図３Ａに示すように、平面視にて突出部４が壁面３０から突出する段状の場合は、突出部４の周方向ＰＤの長さは、陸部３ａの周方向長さＬ１の５０〜７０％であることが好ましい。気柱管共鳴音の低減効果と排水性能とを両立するためである。５０％未満であると気柱管共鳴音の低減効果が発揮されにくくなり、７０％を超えると排水性能に悪影響を与えるおそれがある。図２に示すように、センター側陸部３ａの突出部４の上端Ｐ１は、踏面ｔｒと一致していることがブロック剛性確保の観点で好ましい。センター側陸部３ａの突出部４の下端Ｐ２は、踏面ｔｒから溝最大深さＤの６０〜７０％の範囲内にあることが、ノイズ低減と排水性能を両立するうえで好ましい。

本実施形態では、図１に示すように、タイヤ赤道ＣＬを挟んでタイヤ幅方向ＷＤの両側に、主溝１ａ、センター側陸部３ａ及びショルダー側陸部３ｂがそれぞれ配置されている。タイヤ幅方向一方側と他方側とで凹溝５及び突出部４の配置位相を周方向ＰＤにて一致させている。

図１の配置に比べて気柱管共鳴音を低減するためには、図６に示すように、タイヤ幅方向一方側と他方側とで凹溝５及び突出部４の配置位相を周方向ＰＤにて異ならせることが好ましい。

以下、本開示の構成と効果を具体的に示す実施例などについて説明する。

（１）ノイズ低減性能
タイヤサイズ「２１５／５５Ｒ１７ ９４Ｖ」のテストタイヤをリム（１７×７．０）に組み付け、内圧２３０ｋＰａにし、実車の全輪にテストタイヤを装着し、荷重４７０ｋｇにて、所定速度にて８の字旋回を実施して、ドライバーの官能試験により評価した。比較例１のタイヤの結果を１００とする指数で表現した。数値が大きいほど、旋回時の転蛇音が低減されていることを示す。

（２）旋回操縦安定性能
テストタイヤをリム（１７×７．０）に組み付け、内圧２３０ｋＰａにし、実車の全輪にテストタイヤを装着し、荷重４７０ｋｇにて、旋回走行を実施して、ドライバーの官能試験により評価した。比較例１のタイヤの結果を１００とする指数で表現した。数値が大きいほど、旋回安定性能が優れていることを示す。

（３）排水性能
テストタイヤをリム（１７×７．０）に組み付け、内圧２３０ｋＰａにし、実車の全輪にテストタイヤを装着し、荷重４７０ｋｇにて、水深４ｍｍのウェット路面を有する直線コースを走行して、ハイドロプレーニング現象が発生するときの速度を測定した。評価は比較例１の１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど速度が大きく耐ハイドロプレーニング性が高い、即ち排水性能に優れていることを示す。

実施例１
図１、図２及び図４に示すように、一対の凹溝５，５をタイヤ周方向ＰＤに沿って一つおきにショルダー側陸部３ｂに設けた。凹溝５は円弧状であり、凹深さｅ１は、０．７×ｒ１である。凹溝５を有さないショルダー側陸部３ｂに対応するセンター側陸部３ａに突出部４を設けた。タイヤ幅方向一方側と他方側とで凹溝５及び突出部４の配置位相を周方向ＰＤにて一致させている。

実施例２
図６に示すように、タイヤ幅方向一方側と他方側とで凹溝５及び突出部４の配置位相を周方向ＰＤにて異ならせてある。それ以外は、実施例１と同じとした。

実施例３
図５Ｂに示すように、凹溝５を、鈍角αを有する三角形状にした。それ以外は、実施例２と同じとした。

実施例４
図７に示すように、一対の凹溝５，５を一つおきにショルダー側陸部３ｂに設けた。センター側陸部３ａに突出部４は形成していない。それ以外は、実施例１と同じとした。

比較例１
主溝１ａに突出部を設けていないトレッドパターンを形成した。それ以外は、実施例１と同じタイヤとした。

比較例２
図８に示すように、一対の凹溝１０５，１０５を全てのショルダー側陸部３ｂに設けた。センター側陸部３ａに突出部は形成していない。それ以外は、実施例１と同じとした。

比較例３
図９に示すように、センター側陸部３ａに突出部２０４を設け、ショルダー側陸部３ｂに一対の凹溝２０５，２０５を設けている。凹溝２０５は、鋭角βを有する三角形状にしている。それ以外は、実施例２と同じとした。

表１より、ノイズ低減性能について、比較例２、３、実施例１〜４はいずれも比較例１に対して転蛇音ノイズを低減している。比較例２よりも比較例３が良く、実施例１よりも実施例２、３が良いのはタイヤ幅方向一方側と他方側の配置位相を異ならせてあり、周波数がずれるからと考えられる。

表１より、旋回操縦安定性について、比較例２が比較例１に比して悪化している。これは、一つの凹溝１０５，１０５を全てのショルダー側陸部３ｂに設けたことで、ショルダー側陸部３ｂの剛性が下がりすぎ、ショルダーセンター間のブロック剛性差が大きくなったためと考えられる。実施例１，２が比較例１よりも性能が向上しているのは、凹溝５が円弧状であれば、荷重が均一に作用するためと考えられる。実施例３を見れば、凹溝５が鈍角三角形状であれば、角に応力が集中して好ましくないものの、性能が維持できると考えられる。比較例３を見れば、凹溝５が鋭角三角形であるので、角に応力が集中しすぎて性能を維持できなかったと考えられる。

表１より、排水性能について、比較例２，３及び実施例１〜４が比較例１よりも向上している。これは、凹溝が横溝に連通していること及び閉塞部を基点とするシーソーのような動作が排水を促したと考えられる。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部は、タイヤ周方向ＰＤに延びる主溝１ａと、主溝１ａを挟んで隣り合うセンター側陸部３ａ及びショルダー側陸部３ｂと、を有する。センター側陸部３ａ及びショルダー側陸部３ｂはタイヤ周方向ＰＤに複数配列されている。ショルダー側陸部３ｂの主溝１ａを形成する側壁３０の溝底側には、周方向内側ＰＤ１から周方向外側ＰＤ２へ延びる一対の凹溝５，５が形成されている。一対の凹溝５の周方向外側端５ｂは、ショルダー側陸部３ｂを区画する横溝２に開口する。一対の凹溝５の周方向内側端５ａは、ショルダー側陸部３ｂの周方向中央部に閉塞部３１を形成する。一対の凹溝５，５は、タイヤ周方向ＰＤに沿って一つおきにショルダー側陸部３ｂに設けられている。

このように、一対の凹溝５の周方向外側端５ｂが横溝２に開口し、周方向内側端５ａが陸部３ｂの周方向中央部に閉塞部３１を形成しているので、接地時に閉塞部３１を中心として陸部３ｂがシーソーのように動き、横溝２が狭まることによって路面を叩く力が減少し、ノイズ音が小さくなると共に、動作によって路面をたたく間隔が狭まって音が目立ちにくくなる。よって、転蛇音を低減することが可能となる。

それでいて、凹溝５が横溝２に開口しているので、排水性能を向上させることが可能となる。

さらに、一対の凹溝５，５が一つおきにショルダー側陸部３ｂに設けられ、全てのショルダー側陸部３ｂに設けられておらず、閉塞部がある程度支持機能を有するので、ショルダー側のブロック剛性を著しく損なわず、旋回操縦安定性能を維持可能となる。

したがって、転蛇音及び気柱管共鳴音を含むノイズの低減効果および排水性能を向上させると共に、旋回操縦安定性能を確保する空気入りタイヤを提供することが可能となる。

凹溝が大きすぎるか、角度の大きな変曲点を有すると、凹溝に応力集中が生じ、局部的に凹んで荷重が適切に支持されず、旋回操縦安定性能が著しく低下してしまう。
そこで、本実施形態では、凹溝５は、溝断面視にて、円弧状であって、凹深さｅ１が、上端Ｐ３及び下端Ｐ４を通る円の半径ｒ１以下である、又は、鈍角αを有する三角形状に形成されている。この構成によれば、局所的な変形を抑制して旋回操縦安定性能を維持できる。特に、円弧形状であれば、均一に荷重がかかるため、旋回操縦安定性能の維持に好ましい。

本実施形態では、一対の凹溝５，５が形成されていないショルダー側陸部３ｂに対応するセンター側陸部３ａは、主溝１ａを形成する側壁３０に溝断面視にて先細り状の突出部４を有し、突出部４の先端Ｐは、溝最大深さＤの半分よりも踏面ｔｒ側に設けられている。

この構成によれば、突出部４が無い場合に比べてセンター側陸部３ａのブロック剛性が上がるので、直進操縦安定性能が向上する。さらに、凹溝５が無いショルダー側陸部３ｂに対応するセンター側陸部３ａに突出部４が設けられるので、凹溝５があるショルダー側陸部３ｂに対応するセンター側陸部３ａに突出部４を設ける場合に比べて、センターショルダー間のブロック剛性差を低減でき、旋回操縦安定性を損なわず、維持可能となる。さらにまた、気柱管共鳴音については凹溝５よりも突出部４の方が効果があるので、ノイズを低減することが可能となる。

本実施形態では、平面視において、突出部４の最も突出している部位の中心Ｃ１が、陸部３ａの周方向中央Ｃ２を中心として陸部３ａの周方向長さＬ１の１５％の範囲内にある。この構成によれば、ブロック剛性が前後方向に均一化され、直進操縦安定性能が向上する。

本実施形態では、タイヤ赤道ＣＬを挟んでタイヤ幅方向ＷＤの両側に、主溝１ａ、センター側陸部３ａ及びショルダー側陸部３ｂがそれぞれ配置されており、タイヤ幅方向一方側と他方側とで一対の凹溝５，５及び突出部４の配置位相が異なっている。

この構成によれば、タイヤ幅方向一方側で生じるノイズの周波数と、タイヤ幅方向他方側で生じるノイズの周波数とがずれるので、周波数一致による増幅を避けることでノイズを低減することが可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ａ…主溝
２…横溝
３ａ…センター側陸部
３ｂ…ショルダー側陸部
３０…側壁
３１…閉塞部
４…突出部
５…凹溝
ＰＤ…タイヤ周方向
ＰＤ１…周方向内側
ＰＤ２…周方向外側
５ａ…凹溝の周方向内側端
５ｂ…凹溝の周方向外側端

Claims (4)

1. トレッド部は、タイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝を挟んで隣り合うセンター側陸部及びショルダー側陸部と、を有し、前記センター側陸部及び前記ショルダー側陸部はタイヤ周方向に複数配列されており、
   前記ショルダー側陸部の主溝を形成する側壁の溝底側には、周方向内側から周方向外側へ延びる一対の凹溝が形成され、前記一対の凹溝の周方向外側端は、前記ショルダー側陸部を区画する横溝に開口し、前記一対の凹溝の周方向内側端は、前記ショルダー側陸部の周方向中央部に閉塞部を形成しており、
   前記一対の凹溝は、タイヤ周方向に沿って一つおきに前記ショルダー側陸部に設けられており、
   前記凹溝は、溝断面視にて、円弧状であって、凹深さが、上端及び下端を通る円の半径以下である、又は、鈍角を有する三角形状に形成されている、空気入りタイヤ。
2. 前記一対の凹溝が形成されていない前記ショルダー側陸部に対応する前記センター側陸部は、前記主溝を形成する側壁に溝断面視にて先細り状の突出部を有し、
   前記突出部の先端は、溝最大深さの半分よりも踏面側に設けられている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 平面視において、前記突出部の最も突出している部位の中心が、前記ショルダー側陸部の周方向中央を中心として前記ショルダー側陸部の周方向長さの１５％の範囲内にある、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ赤道を挟んでタイヤ幅方向の両側に、前記主溝、前記センター側陸部及び前記ショルダー側陸部がそれぞれ配置されており、
   タイヤ幅方向一方側と他方側とで前記一対の凹溝の配置位相が異なっている、請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

Images