以下、本発明に係るタイヤの実施形態について図面を参照して例示説明する。各図において共通する部材・部位には同一の符号を付している。本明細書において、タイヤ幅方向とは、タイヤの回転軸と平行な方向をいう。タイヤ径方向とは、タイヤの回転軸と直交し、回転軸を中心とした半径方向をいう。タイヤ周方向とは、タイヤの回転軸を中心にタイヤが回転する方向をいう。
本明細書において、「トレッド踏面」とは、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、最大負荷荷重を負荷した状態(以下、「最大負荷状態」ともいう。)で転動させた際に、路面と接触することになる、タイヤの全周に亘る外周面を意味する。また、「トレッド端」とは、トレッド踏面のタイヤ幅方向の外側端を意味する。更に、本明細書において「接地長さ」とは、トレッド踏面が路面に設置する接地領域のタイヤ周方向の最大長さを意味する。
本明細書において、「リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO (The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA (The Tire and Rim Association, Inc.)のYEAR BOOK等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指すが、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含まれる。「将来的に記載されるサイズ」の例として、ETRTOのSTANDARDS MANUAL 2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズが挙げられる。
本明細書において、「規定内圧」とは、上記のJATMA YEAR BOOK等の産業規格に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいい、上記の産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。また、本明細書において、「最大負荷荷重」とは、上記の産業規格に記載されている適用サイズのタイヤにおける最大負荷能力に対応する荷重をいい、上記の産業規格に記載のないサイズの場合には、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態としての空気入りタイヤ1(以下、単に「タイヤ1」と記載する。)について、図面を参照して例示説明する。本実施形態では、タイヤ1として乗用車用のラジアルタイヤについて例示説明するが、他の種類のタイヤであってもよい。
図1は、タイヤ1のタイヤ幅方向断面図である。図1に示すように、タイヤ1は、一対のビード部11と、一対のサイドウォール部12と、トレッド部13と、を備える。サイドウォール部12は、ビード部11のタイヤ径方向Aの外側に連なる。トレッド部13は、一対のサイドウォール部12に連なる。トレッド部13のタイヤ幅方向Bの両端それぞれが、各サイドウォール部12に連なっている。
各ビード部11は、ビードコア11aと、このビードコア11aのタイヤ径方向Aの外側に配置されるビードフィラ11bと、を備える。タイヤ1は、一対のビードコア11a間に跨るカーカス14を備える。カーカス14は、有機繊維又はスチールからなるコードが配列されているカーカスプライから構成されている。更に、タイヤ1は、カーカス14のクラウン部のタイヤ径方向Aの外側に配置されているベルト15を備える。ベルト15は、有機繊維又はスチールからなるコードが配列されているベルトプライから構成されている。ベルト15を構成するベルトプライには、コードがタイヤ周方向Cに対して10°以上傾斜する傾斜ベルト層が含まれてもよい。また、ベルト15を構成するベルトプライには、コードがタイヤ周方向Cに沿って延在する周方向ベルト層が含まれてもよい。「コードがタイヤ周方向に沿って延在する」とは、コードのタイヤ周方向Cに対する傾斜角度が0°以上、10°未満であることを意味する。更に、ベルト15は、上述の傾斜ベルト層及び周方向ベルト層それぞれを少なくとも1層を含む、タイヤ径方向Aに積層された複数のベルトプライを備えてもよい。
また、タイヤ1は、ベルト15のタイヤ径方向Aの外側に配置されているトレッドゴム7と、カーカス14のサイド部のタイヤ幅方向Bの外側に配置されているサイドゴム8と、を備える。更に、タイヤ1は、カーカス14の内面に積層されているインナーライナ16を備える。
本実施形態のタイヤ1は、上述の内部構造を備えるが、内部構造は特に限定されず、他の内部構造を備えるタイヤであってもよい。また、本実施形態のタイヤ1は、タイヤ赤道面CLに対して対称な構成であるが、この構成に限られず、タイヤ赤道面CLに対して非対称なタイヤであってもよい。
図2は、タイヤ1のトレッド部13のトレッド踏面Tの一部を示す展開図である。タイヤ1は、トレッド部13のトレッド踏面Tに、タイヤ周方向Cに延在する周方向溝2が形成されている。具体的に、本実施形態の周方向溝2は、トレッド部13のトレッド踏面Tに設けられているトレッド陸部3により区画されている。より具体的に、本実施形態のタイヤ1は、トレッド陸部3として、センター陸部3aと、2つの中間陸部3bと、2つのショルダ陸部3cと、を備える。センター陸部3aは、タイヤ赤道面CLが通過する陸部である。ショルダ陸部3cは、トレッド端TEに連なる陸部である。中間陸部3bは、タイヤ幅方向Bにおいてセンター陸部3aとショルダ陸部3cとの間に位置する陸部である。図2に示すように、本実施形態のタイヤ1は、トレッド部13のトレッド踏面Tに、タイヤ周方向Cに延在する4つの周方向溝2を備える。「周方向溝」とは、タイヤ周方向Cに略平行に、展開視(図2参照)で直線状、ジグザグ状又は波状に延在する、環状溝を意味する。より具体的に、本実施形態の4つの周方向溝2は、センター陸部3aと中間陸部3bとの相互間に区画されている2つの第1周方向溝2aと、中間陸部3bとショルダ陸部3cとの相互間に区画されている2つの第2周方向溝2bと、を備える。図2に示すように、本実施形態の第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bは、展開視で直線状に延在している。
本実施形態では周方向溝2として、上述した2つの第1周方向溝2a及び2つの第2周方向溝2bを備えるが、周方向溝2の数及びタイヤ幅方向Bの位置は特に限定されない。したがって、例えば、トレッド踏面Tに3つ以下又は5つ以上の周方向溝2を備えるタイヤであってもよい。また、例えば、タイヤ赤道面CLが通過する位置に周方向溝2が配置されるタイヤであってもよい。
更に、図2に示すように、本実施形態のタイヤ1は、第2周方向溝2bに連通し、タイヤ幅方向B外側に向かって延在する、幅方向溝4を備える。図2に示すタイヤ1では、互いにタイヤ周方向Cに離隔して配置された複数の幅方向溝4が形成されている。そのため、本実施形態のショルダ陸部3cは、複数の幅方向溝4によって分離されている複数のブロック陸部30により構成されている。
図2において、幅方向溝4は、タイヤ幅方向Bに略平行に延在する横溝であるが、幅方向溝4は、第2周方向溝2bからタイヤ幅方向B外側に向かって延在していればよく、タイヤ幅方向Bに略平行に延在する横溝に限られない。換言すれば、幅方向溝4は、展開視(図2参照)において、タイヤ周方向Cに平行に延在しない部分を有すればよい。つまり、幅方向溝4は、タイヤ幅方向Bに平行に延在する横溝のみならず、例えば、タイヤ幅方向Bに対して傾斜する傾斜溝であってもよい。更に、幅方向溝4は、図2に示す展開視で直線状に延在する構成に限られず、図2に示す展開視で湾曲形状、ジグザグ状又は波状に延在する構成であってもよい。
また、図2において、両側のショルダ陸部3cに配置されている幅方向溝4は、タイヤ赤道面CLに対して互いに対称の位置に配置されているが、タイヤ赤道面CLに対して互いに対称の位置に配置されていなくてもよい。したがって、一方のショルダ陸部3cに配置されている幅方向溝4のタイヤ周方向Cの位置が、他方のショルダ陸部3cに配置されている幅方向溝4のタイヤ周方向Cの位置と異なって配置されていてもよい。さらに、図2において、両側のショルダ陸部3cに配置されている幅方向溝4の形状は、タイヤ赤道面CLに対して互いに対称の形状を有しているが、異なる形状を有していてもよい。
また、図2に示すタイヤ1のトレッド踏面Tにおけるトレッドパターンは、装着される車両との位置関係が予め定められていない対称パターンであるが、装着される車両との位置関係が予め定められている非対称パターンであってもよい。
図3は、図1の一部(図1の一点鎖線の枠内)を拡大した拡大断面図である。より具体的に、図3では、図1に示す中間陸部3b及びその近傍を拡大して示している。図2、図3に示すように、トレッド部13には共鳴器5が配設されている。より具体的に、本実施形態の共鳴器5は、トレッド陸部3としての中間陸部3bに配設されている。
図2、図3に示すように、共鳴器5は、気室21と、狭窄ネック22と、を備えるヘルムホルツ共鳴器である。ヘルムホルツ共鳴器は、図4に示すような形状としてモデル化することができ、その共鳴周波数f0は、狭窄ネック22の、延在長さをl0、断面積をSとし、気室21の容積をV、音速をcとしたとき、以下の式(1)で表すことができる。
但し、狭窄ネック22の長さl0は、実測値ではなく、共鳴器5の内部の空気に加えて、開口部周辺の空気も付加的に振動することを考慮して、開口端補正された実効値とされることが好ましい。
したがって、共鳴器5の共鳴周波数f0は、狭窄ネック22の断面積S、狭窄ネック22の長さl0、気室21の容積V等を選択することで、所要に応じて変化させることができる。また、1つの気室21に連なる狭窄ネック22が複数本ある場合は、これら複数の狭窄ネック22の断面積を合計した断面積を有し、複数の狭窄ネック22の平均長を延在長さとする1本の狭窄ネック22と等価であると見なして計算を行うことで実用上問題ないことが分かっている。
図2、図3に示すように、共鳴器5の気室21は、トレッド部13の内部に区画されている。具体的に、本実施形態の気室21は、周方向溝2から離間した位置でトレッド陸部3の内部に区画されている。より具体的に、本実施形態の気室21は、周方向溝2としての第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bから離間した位置で、トレッド陸部3としての中間陸部3bの内部に区画されている。つまり、気室21は、トレッド陸部3の表面に開放されていない。更に、気室21は、周方向溝2の内面にも開放されていない。したがって、気室21は、トレッド踏面Tのいずれの位置にも開放されていない。換言すれば、気室21は、トレッド踏面Tに露出しない中空部である。また、気室21の体積は、1本の狭窄ネック22の体積よりも大きい。図2では、説明の便宜上、気室21の位置を破線により示している。
図2、図3に示すように、共鳴器5の狭窄ネック22は、トレッド部13の内部に区画されている。具体的に、本実施形態の狭窄ネック22は、トレッド陸部3の内部に区画されている。より具体的に、本実施形態の狭窄ネック22は、トレッド陸部3としての中間陸部3bの内部に区画されている。したがって、狭窄ネック22は、トレッド陸部3の表面に開放されていない。また、狭窄ネック22は、気室21と周方向溝2とを連通する。つまり、狭窄ネック22は、トレッド陸部3としての中間陸部3bの内部に区画されており、気室21と周方向溝2とを連通する連通孔である。狭窄ネック22の一端は、気室21に連なる。また、狭窄ネック22の他端は、周方向溝2としての第1周方向溝2aに連なる。以下、説明の便宜上、狭窄ネック22の気室21に連なる一端開口を、「気室側開口22a」と記載する。また、狭窄ネック22の第1周方向溝2aに連なる他端開口を、「溝側開口22b」と記載する。溝側開口22bは、周方向溝2としての第1周方向溝2aの内面に形成されている。図2では、説明の便宜上、狭窄ネック22の位置を破線により示している。
ここで、トレッド踏面Tに開放されている開放型の既存の気室は、接地領域内で路面と協同することで閉鎖空間となる。つまり、開放型の既存の気室は、接地領域外に位置する場合、共鳴器の気室としては利用できない。したがって、開放型の既存の気室は、各気室がトレッド踏面Tの接地領域内に収まるように設計されている。本願発明者は、鋭意検討を重ねた結果、この条件の下で周方向溝2の気柱共鳴音を低減することを目的とした場合、開放型の既存の各気室は、所望の消音性能を実現するために、タイヤ幅方向Bに長くなり易く、開放型の既存の気室を設けた位置で、トレッド部13の圧縮剛性が下がり易いという知見を得るに至った。
これに対して、上述したように、気室21は、トレッド踏面Tに開放されていない閉鎖型の中空部である。そのため、気室21は、接地領域外に位置している場合であっても、共鳴器5の気室21として利用できる。したがって、各気室21がトレッド踏面Tの接地領域内に収まるように設計されなくてもよい。そのため、気室21のタイヤ周方向Cの長さを長くでき、気室21のタイヤ幅方向Bでの長さを短くすることができる。すなわち、図2に示すように、共鳴器5では、気室21のタイヤ周方向Cの最大長さL1maxが、気室21のタイヤ幅方向Bの最大長さW1maxよりも長い。その結果、開放型の既存の気室による局所的な剛性低下の問題を解消でき、タイヤ周方向Cで剛性段差を生じ難くすることができる。
すなわち、トレッド部13の内部に区画されている閉鎖型の気室21を備える共鳴器5とし、気室21のタイヤ周方向Cの最大長さL1maxを、気室21のタイヤ幅方向Bの最大長さW1maxよりも長い構成とすることで、タイヤ周方向Cでの剛性段差が生じ難い共鳴器5を実現し易く、タイヤ1の静粛性能と運動性能とを両立できる。
なお、本実施形態の共鳴器5は、トレッド部13の内部のうち、トレッド陸部3としての中間陸部3bの内部に配設されているが、共鳴器5が配設されるトレッド部13の内部の位置は特に限定されない。したがって、共鳴器5は、周方向溝2のタイヤ径方向Aの内側など、トレッド踏面Tに形成されている溝に対してタイヤ径方向Aの内側の位置に配設されていてもよい。また、共鳴器5は、他のトレッド陸部3の内部に配設されていてもよい。つまり、共鳴器5は、例えば、センター陸部3aの内部に配設されてもよい。更に、共鳴器5は、例えば、ショルダ陸部3cの内部に配設されてもよい。また、共鳴器5は、例えばセンター陸部3a及び中間陸部3bなど、異なる複数のトレッド陸部3それぞれの内部に配設されていてもよい。以下、本実施形態では、トレッド陸部3の一例としての中間陸部3bに配設された共鳴器5について例示説明するが、特段の記載がない限り、トレッド部13の内部の他の位置に配設される共鳴器であっても同様の作用効果を得ることができる。
また、図2に示すように、タイヤ1は、タイヤ周方向Cの異なる位置に配設されている複数の共鳴器5を備えている。なお、1つの共鳴器5は、1つのみの気室21と、この気室21に連なる1本以上の狭窄ネック22と、により構成される。タイヤ周方向Cで隣接する2つの共鳴器5は、所定の間隔を隔てて配置されている。タイヤ周方向Cで隣接する2つの共鳴器5の離隔距離は、一方の共鳴器5の狭窄ネック22と、他方の共鳴器5の狭窄ネック22と、のタイヤ周方向Cの離隔距離が、接地長さL2以下になるように設定される。この詳細は後述する。また、タイヤ周方向Cの異なる位置に配設されている複数の共鳴器5は、タイヤ周方向Cの全域に亘って配設されていることが好ましい。
本実施形態の気室21のタイヤ周方向Cの最大長さL1maxは、トレッド踏面Tの接地長さL2よりも長い。このようにすることで、気室21のタイヤ幅方向Bでの長さを、より短くすることができる。これにより、タイヤ周方向Cでの剛性段差を、より生じ難くすることができ、タイヤ1の運動性能を、より向上させることができる。
また、上述したように、本実施形態の気室21は、トレッド陸部3としての中間陸部3bに配設されている。本実施形態の中間陸部3bは、2つの周方向溝2としての第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bの間に位置するリブ状陸部である。そして、本実施形態の気室21のタイヤ幅方向Bの最大長さW1maxは、気室21が設けられているリブ状陸部である中間陸部3bのリブ幅W2の20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましく、10%以下であることが特に好ましい。ここで「リブ幅」とは、タイヤ幅方向断面視(図3参照)において、隣接する2つの周方向溝2それぞれのタイヤ径方向Aの最大溝深さH2の50%の位置となるリブ状陸部の両側端面上の点を結んだ線分の長さを意味する。なお、本実施形態の第1周方向溝2aの最大溝深さH2a及び第2周方向溝2bの最大溝深さH2bは同じであるが、異なっていてもよい。気室21のタイヤ幅方向Bの最大長さW1maxを上記長さとすることで、タイヤ周方向Cでの剛性段差を、より生じ難くすることができる。
また、気室21のタイヤ幅方向Bの最大長さW1maxは1mm以上であることが好ましい。このようにすることで、路面からトレッド部13に作用する横力によって気室21がタイヤ幅方向Bに潰れて閉塞することを抑制できる。
本実施形態の気室21のタイヤ径方向Aの最大長さH1maxは、気室21が配設されているリブ状陸部である中間陸部3bに隣接する周方向溝2のタイヤ径方向Aの最大溝深さH2よりも小さいことが好ましい。上述したように、本実施形態の中間陸部3bに隣接する周方向溝2は、第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bである。本実施形態の第1周方向溝2aの最大溝深さH2a及び第2周方向溝2bの最大溝深さH2bは同じである。なお、第1周方向溝2aの最大溝深さH2a及び第2周方向溝2bの最大溝深さH2bは異なっていてもよい。かかる場合、「最大長さH1maxが周方向溝2のタイヤ径方向Aの最大溝深さH2よりも小さい」とは、最大長さH1maxが、最大溝深さH2a、H2bのうち小さい最大溝深さH2よりも小さいことを意味する。気室21のタイヤ径方向Aの最大長さH1maxを上記長さとすることで、気室21の位置でタイヤ径方向Aの圧縮剛性が過度に低下することを抑制できる。
また、気室21のタイヤ径方向Aの最大長さH1maxは1mm以上であることが好ましい。このようにすることで、路面からトレッド部13に作用するタイヤ径方向Aの圧縮力によって気室21が潰れて閉塞することを抑制できる。
本実施形態の気室21は、タイヤ周方向Cに略平行に延在する長尺な中空部により構成されている。本実施形態の気室21を区画するトレッド部13の内壁は、気室21の長手方向(本実施形態ではタイヤ周方向C)と直交する断面視(本実施形態ではタイヤ幅方向断面視)で、矩形状であるが、この構成に限られない。気室21を区画するトレッド部13の内壁は、上記断面視で、例えば、円形状、楕円形状、台形状、四角形状以外の多角形状などの形状であってもよい(図5、図7、図8参照)。
更に、本実施形態の気室21は、トレッド踏面Tの展開視(図2参照)において、タイヤ周方向Cに沿って直線状に延在する構成であるが、この構成に限られない。気室21は、展開視(図2参照)において、タイヤ周方向Cに沿って波状又はジグザグ状に延在する構成であってもよい。タイヤ周方向Cに沿って波状又はジグザグ状に延在する気室21の振幅方向は、タイヤ幅方向Bであってもよく、タイヤ径方向Aであってもよい。但し、タイヤ径方向Aの圧縮剛性のタイヤ周方向Cでのばらつき抑制の観点では、上述の振幅方向はタイヤ幅方向Bとすることが好ましい。
次に、気室21が配設される位置の更なる詳細について説明する。上述したように、本実施形態の共鳴器5は、トレッド陸部3としての中間陸部3bに配設されている。本実施形態の中間陸部3bは、上述したように、2つの周方向溝2としての第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bの間に位置するリブ状陸部である。そして、本実施形態の気室21は、リブ状陸部である中間陸部3bの一方の側端面から、中間陸部3bのタイヤ幅方向のリブ幅の30%以下の範囲内に配置されている。ここで、「リブ状陸部の側端面」とは、隣接する周方向溝の溝壁を構成する面である。本実施形態の気室21は、第2周方向溝2bの溝壁を構成する中間陸部3bの一方の側端面から、中間陸部3bのリブ幅W2の30%以下の範囲内に配置されている。
なお、本実施形態の気室21は、第2周方向溝2bの溝壁を構成する中間陸部3bの一方の側端面からリブ幅W2の30%以下の範囲内に配置されているが、この構成に限られず、第1周方向溝2aの溝壁を構成する中間陸部3bの他方の側端面からリブ幅W2の30%以下の範囲内に配置されている気室としてもよい。
このように、リブ状陸部の側端面からリブ幅W2の30%以下の範囲内に気室21を配置することで、周方向溝2の縁部を構成するリブ状陸部のエッジ部のタイヤ径方向Aの圧縮剛性を部分的に下げることができる。これにより、リブ状陸部のエッジ部で生じ易い偏摩耗を抑制することができる。
なお、気室21は、リブ状陸部の側端面からリブ幅W2の25%以下の範囲内にあることがより好ましく、20%以下の範囲内にあることが特に好ましい。このようにすることで、リブ状陸部のエッジ部の偏摩耗を、より抑制することができる。
また、図5は、気室21(図3参照)と異なる形状の気室121を備える、共鳴器5の変形例としての共鳴器105を示す図である。図5は、図3と同位置での断面図である。気室121を区画するトレッド部13の内壁は、図5の断面視で略三角形状であり、同断面視で中間陸部3bの側端面に沿って延在する面121aを備える。図5に示す気室121は、図3に示す気室21と同様、隣接する2つの周方向溝2としての第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bのうち、第2周方向溝2bの近くに配設されている。そのため、気室121を区画するトレッド部13の内壁の上述の面121aは、第2周方向溝2bの溝壁を構成する中間陸部3bの一方の側端面に沿っている。このような面121aを備える構成とすることで、気室121のタイヤ幅方向Bの位置を、第2周方向溝2bの溝壁を構成する中間陸部3bの一方の側端面の近くに配置し易くなる。つまり、気室121を、第2周方向溝2bの縁部を構成する中間陸部3bのエッジ部の近傍に配置し易く、このエッジ部近傍の圧縮剛性を容易に下げることが可能となる。なお、図5において中間陸部3bの側端面に沿って延在する面121aは、タイヤ径方向Aに対して7°以下で傾斜する傾斜平面であるが、タイヤ径方向Aに対して傾斜して延在する湾曲面であってもよい。
また、本実施形態の気室21は、上述したように、トレッド陸部3としての中間陸部3bに配設されている。そして、本実施形態の気室21は、タイヤ径方向Aにおいて、中間陸部3bに隣接する周方向溝2の最深部よりも外側の位置に配置されている。ここで、「気室21がタイヤ径方向Aにおいて周方向溝2の最深部よりも外側に配置されている」とは、気室21の仮想重心が、タイヤ径方向Aにおいて周方向溝2の最深部よりも外側に位置することを意味する。気室21の仮想重心とは、気室21が均質な単一物質で満たされた状態を想定した場合の、当該物質の重心を意味する。本実施形態の中間陸部3bには第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bが隣接している。第1周方向溝2aの最深部のタイヤ径方向Aの位置、及び、第2周方向溝2bの最深部のタイヤ径方向Aの位置は略等しい。但し、第1周方向溝2aの最深部のタイヤ径方向Aの位置、及び、第2周方向溝2bの最深部のタイヤ径方向Aの位置は、異なっていてもよい。かかる場合、気室21は、第1周方向溝2aの最深部及び第2周方向溝2bの最深部のうち、タイヤ径方向A外側に位置する一方の最深部よりも更にタイヤ径方向A外側に位置すればよい。このように、気室21が、タイヤ径方向Aにおいて、気室21が配設されるトレッド陸部3に隣接する周方向溝2の最深部よりも外側に配置されることで、気室が周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの内側に配置される構成と比較して、トレッド部13がタイヤ径方向Aに圧縮変形する際に、気室21がタイヤ径方向Aに変形し易い。そのため、仮に気室21内に水が侵入したとしても、狭窄ネック22を通じて水を排出し易い。
但し、タイヤ1は、タイヤ径方向Aにおいて、周方向溝2の最深部よりも内側の位置に配置される気室を備える共鳴器を備えてもよい。ここでいう気室の位置についても、上記同様、気室の仮想重心の位置を意味する。気室をこのように配置することで、図3に示すような気室21が周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの外側に配置される構成と比較して、トレッド部13がタイヤ径方向Aに圧縮変形する際に、気室がタイヤ径方向Aに潰れ難い。そのため、トレッド部13のタイヤ径方向Aへの圧縮変形に関わらず、安定した静粛性能を実現できる。このような気室の配置についての詳細は後述する(図7、図8参照)。
また、本実施形態のように気室21がトレッド陸部3の内部に配設される場合は、気室21のタイヤ径方向Aの最外端は、トレッド陸部3の表面からトレッド陸部3に隣接する周方向溝2の最大溝深さの50%の位置、よりもタイヤ径方向Aの内側に位置することが好ましい。このようにすることで、気室21を内部に区画するトレッド陸部3の表面のうち、気室21近傍が、その他の位置よりも過度に圧縮変形することを抑制できる。なお、この効果は、気室21の仮想重心のタイヤ径方向Aの位置によらない。つまり、気室21のタイヤ径方向Aの最外端の位置は、気室21の仮想重心のタイヤ径方向Aの位置と別途設定されればよい。したがって、気室21の仮想重心のタイヤ径方向Aの位置は、隣接する周方向溝2の最深部より外側(図3参照)であっても、内側(図7、図8参照)であってもよい。
また、上述したように、共鳴器5は、例えばセンター陸部3a及び中間陸部3bなど、異なる複数のトレッド陸部3それぞれの内部に配設されていてもよい。このように、タイヤ幅方向Bの異なる位置に配置される複数の共鳴器5がある場合、これら複数の共鳴器5の気室21は、タイヤ周方向Cの異なる位置に配設されることが好ましい。このようにすることで、タイヤ周方向Cの所定位置で圧縮剛性が局所的に低下することを抑制でき、タイヤ周方向Cで剛性段差が生じることを抑制できる。
次に、本実施形態の狭窄ネック22の詳細について説明する。
上述したように、狭窄ネック22は、気室21と周方向溝2とを連通させる。具体的に、本実施形態の狭窄ネック22は、気室21と第1周方向溝2aとを連通させる。また、上述したように、本実施形態の共鳴器5では、気室21が中間陸部3bの内部のうち第1周方向溝2aよりも第2周方向溝2bに近い位置に配設されている。すなわち、本実施形態の共鳴器5の狭窄ネック22は、リブ状陸部である中間陸部3bを相互間に区画する第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bのうち、タイヤ幅方向Bで気室21に近い位置に配置されている一方の周方向溝2(本実施形態では第2周方向溝2b)に連通していない。そして、本実施形態の共鳴器5の狭窄ネック22は、第1周方向溝2a及び第2周方向溝2bのうち、タイヤ幅方向Bで気室21から遠い位置に配置されている他方の周方向溝2(本実施形態では第1周方向溝2a)に連通している。このように、共鳴器5が2つの周方向溝2の間に位置するリブ状陸部であるトレッド陸部3に配設されている場合で、かつ、気室21が一方の周方向溝2(本実施形態では第2周方向溝2b)に偏って配置されている場合、狭窄ネック22は、気室21を他方の周方向溝2(本実施形態では第1周方向溝2a)に連通させることができる。このようにすることで、狭窄ネック22の長さを長く確保し易い。
図6は、図3に示す狭窄ネック22とは配設されている位置が異なる狭窄ネック222を備える、共鳴器5の変形例としての共鳴器205を示す図である。図6は、図3と同位置での断面図である。図6に示すように、共鳴器205の狭窄ネック222は、中間陸部3b内の第2周方向溝2bの近くに配設されている気室21と、第2周方向溝2bと、を連通させている。すなわち、共鳴器205が2つの周方向溝2の間に位置するリブ状陸部であるトレッド陸部3に配設されている場合で、かつ、気室21が一方の周方向溝2(図6に示す例では第2周方向溝2b)に偏って配置されている場合、狭窄ネック222は、気室21を一方の周方向溝2(図6に示す例では第2周方向溝2b)に連通させてもよい。つまり、狭窄ネック222の溝側開口222bが、第2周方向溝2bの溝内面に形成されている。このようにすることで、狭窄ネック222の長さを短くし易い。
上述した式(1)に示すように、狭窄ネック22及び222の長さ(式(1)の「l0」)は、共鳴周波数に影響する。そのため、2つの周方向溝の間に位置するリブ状陸部の内部に配設される気室を、隣接する2つの周方向溝のどちらに連通させるかは、所望の共鳴周波数、リブ幅、タイヤの構成上の各種条件の下で確保可能な気室の体積等を考慮して、適宜決定されればよい。また、2つの周方向溝の間に位置するリブ状陸部の内部に配設される気室を、別々の狭窄ネックにより、隣接する2つの周方向溝の両方に連通させてもよい。
再び図2、図3を参照して、本実施形態の狭窄ネック22の詳細について説明する。
本実施形態において、各狭窄ネック22の長手方向(本実施形態ではタイヤ幅方向B)の長さ、各狭窄ネック22の長手方向に直交する断面積などは、所望の共鳴周波数等を考慮して、適宜決定されればよい。なお、図3に示すように、本実施形態において、狭窄ネック22のタイヤ径方向Aの最大長さH3maxは、気室21のタイヤ径方向Aの最大長さH1maxよりも小さい。また、図2に示すように、本実施形態において、狭窄ネック22の短手方向(本実施形態ではタイヤ周方向C)の最大長さW3maxは、気室21の短手方向(本実施形態ではタイヤ幅方向B)の最大長さW1maxよりも小さい。更に、図2に示すように、本実施形態の狭窄ネック22の長手方向(本実施形態ではタイヤ幅方向B)の最大長さL3maxは、気室21の長手方向(本実施形態ではタイヤ周方向C)の最大長さL1maxよりも小さい。
本実施形態の狭窄ネック22は、タイヤ幅方向Bに略平行に直線状に延在しているが、この構成に限られない。狭窄ネック22は、例えば、タイヤ幅方向Bに対してタイヤ径方向A又はタイヤ周方向Cに傾斜して延在していてもよい(図7参照)。また、狭窄ネック22は、例えば、長手方向の一部又は全部で湾曲していてもよい。更に、狭窄ネック22は、例えば、長手方向の一部に折れ曲がる屈曲部を有していてもよい。但し、狭窄ネック22は、本実施形態のようにタイヤ幅方向Bに略平行に延在していることが好ましい。このようにすることで、トレッド部13に作用する横力によって閉塞され難い狭窄ネック22を実現できる。
また、本実施形態の狭窄ネック22を区画するトレッド部13の内壁は、狭窄ネック22の長手方向に直交する断面視で略円形状の断面形状を有するが、この構成に限られず、例えば、略楕円形状、多角形状などの別の断面形状を有する狭窄ネックであってもよい。
更に、上述したように、本実施形態の狭窄ネック22は、溝側開口22bにより、周方向溝2としての第1周方向溝2aに連なる。この溝側開口22bは、タイヤ径方向Aにおいて第1周方向溝2aの最深部から第1周方向溝2aの最大溝深さH2aの50%以下の範囲内の位置で、第1周方向溝2aの溝内面に形成されていることが好ましい。このようにすれば、周方向溝2としての第1周方向溝2aの縁部近傍に溝側開口が配置される構成と比較して、第1周方向溝2aを流れる水が、溝側開口22bに侵入し難い。つまり、狭窄ネック22に水が浸入することを抑制できる。そのため、共鳴器5によるタイヤ1の静粛性能の低減を抑制できる。なお、狭窄ネック22の溝側開口22bは、周方向溝2の溝壁に限られず、周方向溝2の溝底に形成されていてもよい。周方向溝2の溝底に形成される溝側開口を含む狭窄ネックについては後述する(図8参照)。
1つの気室21には、1本以上の狭窄ネック22が連なっていればよく、その本数は特に限定されない。したがって、図2に示すように、共鳴器5は、タイヤ周方向Cに離隔して配置され、気室21を周方向溝2に連通させる複数の狭窄ネック22を備えてもよい。1つの気室21に連なる狭窄ネック22の本数は、所望の共鳴周波数、タイヤの構成上の各種条件の下で確保可能な各狭窄ネック22の断面積及び長さ等、を考慮して、適宜決定されればよい。但し、図2に示すように、1つの気室21に連なる狭窄ネック22を複数本にすることで、同等の共鳴周波数を実現する共鳴器を1本のみの狭窄ネックで実現する場合と比較して、各狭窄ネック22を細くすることができる。そのため、本実施形態のように共鳴器5がトレッド陸部3(本実施形態では中間陸部3b)に配設されている場合に、トレッド陸部3のうち狭窄ネック22近傍の位置の圧縮剛性が過度に低下することを抑制できる。すなわち、狭窄ネック22によりトレッド陸部3に剛性段差が生じることを抑制できる。
なお、1つの気室21に連なる複数の狭窄ネック22の形状及び寸法は、本実施形態のように同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、図2に示すように、1つの気室21に連なる複数の狭窄ネック22は、タイヤ周方向Cに離隔して配置されてよい。かかる場合に、タイヤ周方向Cで隣接する2つの狭窄ネック22のタイヤ周方向Cの離隔距離は、トレッド踏面Tの接地領域の接地長さL2よりも短いことが好ましい。このようにすることで、タイヤ周方向Cで隣接する2つの狭窄ネック22の間の位置で、これら2つの狭窄ネック22を含む共鳴器5により周方向溝2の気柱共鳴音を低減できない接地領域が発生することを抑制できる。そのため、タイヤ1の静粛性能を、より向上させることができる。
更に、1つの気室21に連なる複数の狭窄ネック22であるか、別々の気室21に連なる複数の狭窄ネック22であるかに関わらず、タイヤ周方向Cにおいて隣接する2つの狭窄ネック22のタイヤ周方向Cの離隔距離は、トレッド踏面Tの接地領域の接地長さL2よりも短いことが好ましい。このようにすることで、トレッド踏面Tの任意の接地領域内に、少なくとも1つの狭窄ネック22が含まれる。そのため、トレッド踏面Tの任意の接地領域内の周方向溝2で生じる気柱共鳴音を、その接地領域内に含まれる少なくとも1つの狭窄ネック22を含む共鳴器5により、低減することができる。なお、タイヤ周方向Cにおいて隣接する2つの狭窄ネック22のタイヤ幅方向Bの互いの位置関係は、特に限定されない。したがって、タイヤ周方向Cにおいて隣接する2つの狭窄ネック22は、タイヤ幅方向Bで異なる位置にあってもよく、タイヤ幅方向Bで同じ位置にあってもよい。
また、本実施形態の狭窄ネック22が配設されるタイヤ周方向Cの位置は、この狭窄ネック22が連なる気室21が配設されているタイヤ周方向Cの領域内である。更に、本実施形態の狭窄ネック22が配設されているタイヤ幅方向Bの位置は、気室21と周方向溝2との間であり、これら気室21及び周方向溝2を連通している。
また、図3に示すように、本実施形態の狭窄ネック22は、この狭窄ネック22が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの外側に配設されているが、この位置に限定されない。狭窄ネック22が配設されているタイヤ径方向Aの位置は、トレッド部13の内部であればよく、その位置は特に限定されない。図7は、本実施形態の共鳴器5の変形例としての共鳴器305を示す図である。また、図8は、本実施形態の共鳴器5の別の変形例としての共鳴器405を示す図である。図7、図8は、図3と同位置での断面図である。
図7に示すように、共鳴器305は、本実施形態の共鳴器5と比較して、気室の位置及び形状、並びに、狭窄ネックの形状、が異なる。図7に示す共鳴器305の気室321を区画する中間陸部3bの内壁は、図7に示す断面視で、楕円形状である。また、図7に示す共鳴器305の狭窄ネック322は、この狭窄ネック322が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの外側、及び、狭窄ネック322が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの内側、の両方に跨って延在している。より具体的に、図7に示す狭窄ネック322のうち周方向溝2の溝壁に形成される溝側開口322bは、この狭窄ネック322が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの外側に位置する。これに対して、図7に示す狭窄ネック322のうち気室321に連なる気室側開口322aは、この狭窄ネック322が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの内側に位置する。狭窄ネック322は、気室側開口322aから溝側開口322bまで直線状に延在している。つまり、狭窄ネック322は、図7に示す断面視で、タイヤ幅方向Bに対して傾斜して延在している。
図8に示すように、共鳴器405は、本実施形態の共鳴器5と比較して、気室の位置及び形状、並びに、狭窄ネックの形状、が異なる。図8に示す共鳴器405の気室321を区画する中間陸部3bの内壁は、図7に示す共鳴器305と同様、図8に示す断面視で楕円形状である。また、図8に示す共鳴器405の狭窄ネック422は、この狭窄ネック422が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの内側に配設されている。より具体的に、図8に示す狭窄ネック422の溝側開口422bは、周方向溝2の溝壁ではなく、最深部を構成する溝底に形成されている。また、図8に示す狭窄ネック422のうち気室321に連なる気室側開口422aは、この狭窄ネック422が連なる周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの内側に位置する。狭窄ネック422は、図8に示す断面視で、溝側開口422bからタイヤ径方向Aの内側に向かって直線状に延在する部分と、この部分からタイヤ幅方向Bに向かって気室側開口422aまで延在する部分と、から構成されるL字形状を有している。
図3、図7、図8に示すように、共鳴器5、305及び405の狭窄ネック22、322及び422のタイヤ径方向Aの位置は、トレッド部13の内部であれば特に限定されない。
更に、図7、図8に示すように、気室321は、タイヤ径方向Aにおいて、周方向溝2の最深部よりも内側に位置する。上述したように、気室321がこのような位置に配設されることで、図3に示すような気室21が周方向溝2の最深部よりもタイヤ径方向Aの外側に配置される構成と比較して、トレッド部13がタイヤ径方向Aに圧縮変形する際に、気室321がタイヤ径方向Aに潰れ難い。そのため、トレッド部13のタイヤ径方向Aへの圧縮変形に関わらず、安定した静粛性能を実現できる。
本発明に係るタイヤは、上述した実施形態及び変形例に示す具体的な構成に限られず、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。