JPWO2010055659A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

複数のブロックが路面に同時に衝突することに起因する、大きな衝突騒音の発生を防止することを目的とし、トレッド周方向に連続してジグザグ状に延びる複数本の周方向溝と、それぞれの周方向溝間および、最外側の周方向溝とトレッド側縁との間でトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とで、トレッド踏面に複数のブロック列を区画し、周方向溝を、周方向細溝と、タイヤ赤道線を挟んで配設されて周方向細溝より広幅の一対の広幅周方向溝とで形成してなるものであって、各横溝を、トレッド幅方向に対して傾けて配設し、各ブロック列のブロックを、トレッド幅方向の最小長さがトレッド周方向の端部に存在し、トレッド周方向の中間部分が周方向端部より広幅となる、六角形以上の多角形平面輪郭形状を有するものとするとともに、各ブロック列のブロックの、タイヤの負荷転動時の踏込縁の相互を、トレッド周方向に間隔をおいて設けた空気入りタイヤに関する発明である。

Description

この発明は、空気入りタイヤに関するものであり、とくにはトレッド踏面に区画形成されるブロックの、踏面への衝突に起因して発生する騒音の低減を図る技術を提案するものである。

従来の空気入りタイヤ、たとえばブロックパターン空気入りタイヤの騒音の発生原因の一つとしては、タイヤの負荷転動時にブロックがその踏込縁で路面に衝突した場合の衝突音があり、このような衝突音等のホワイトノイズ化を図るため、従来から、ピッチバリエーションが広く一般に採用されている。
ところで、この場合にあっても、トレッド踏面の全幅にわたって同一のピッチバリエーションを採用したときは、ブロック配列がタイヤ赤道線に対して対称配置となることから、タイヤの負荷転動に当って、複数個のブロックの踏込縁が、路面に同時に衝突することになり、これが、ブロックの路面衝突騒音を増加させることになるという問題があった。

そこでこの発明は、それぞれのブロック列の複数のブロックが路面に同時に衝突することに起因する、大きな衝突騒音の発生を有効に防止できる空気入りタイヤを提供する。

この発明の空気入りタイヤは、トレッド周方向に連続してジグザグ状の形態をもって延びる複数本の周方向溝と、それぞれの周方向溝間および、最外側の周方向溝とトレッド側縁との間でトレッド幅方向に延びる、いいかえれば、トレッド周方向への延在長さに比し、トレッド幅方向への延在長さが長い、複数本の横溝とで、トレッド踏面に複数のブロック列を区画し、複数本の周方向溝を、周方向細溝と、タイヤ赤道線を挟んで配設されて周方向細溝より広幅の一対の広幅周方向溝とで形成してなるものであって、各横溝をトレッド幅方向に対して傾けて配設し、それぞれのブロック列のブロックを、トレッド幅方向の最小長さがトレッド周方向の端部に存在し、トレッド周方向の中間部分が周方向端部より広幅となる、六角形以上の多角形平面輪郭形状を有するものとするとともに、それぞれのブロック列のブロックの、タイヤの負荷転動時、通常は、正転方向の転動時の踏込縁の相互を、トレッド周方向に間隔をおいて設けてなるにある。
なおここでの多角形平面輪郭形状は、それぞれの辺部分が、外側に向けて凸曲線および／または凹曲線となるを可とする。

かくしてこのタイヤでは、タイヤの負荷転動に当って、それぞれのブロック列のブロックつき、各一個のブロックの踏込縁だけが、所定の順序で路面に衝突することになる。

なおここで、「トレッド踏面」とはタイヤを、適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、静止した状態で平板上に垂直に置き、規定の質量に対応する負荷を加えたときの平板との接触面をいうものとする。
この場合、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムを、「規定の空気圧」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正規内圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。また、「規定の質量」とは、上記の最大負荷能力をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。

そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCLATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrganisationのATANDADS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤの協会の“JATMA YEAR BOOK”である。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、一対の広幅周方向溝間に区画されるブロック列数が奇数列である場合、それらの一対の広幅周方向溝の相対位相をほぼ逆位相とし、一対の広幅周方向溝間に区画されるブロック列数が偶数列である場合、それらの一対の広幅周方向溝の相対位相をほぼ同位相とする。

また好ましくは、各横溝の、トレッド幅方向に対する溝中心角度を５〜３０°の範囲とする。
ここでのこの溝中心角度は、偏摩耗の悪化をもたらすことなく、ブロック踏込縁の路面衝突音を低減させる場合を、横溝の溝幅をその全長にわたって一定とすることを想定して特定しているので、横溝の溝幅を、横溝の一端から他端側に向けて拡開させて形成して、路面衝突音の低減と、ブロック蹴出部分の偏摩耗の抑制とをより実効あるものとするときは、横溝の傾斜角度を、上記の角度範囲外とすることもできる。

さらにこのタイヤでは、それぞれのブロックからなるトレッドパターンを方向性パターンとすること、それぞれのブロックの、踏込縁の延在方向を、タイヤの負荷転動時のフットプリントの踏込側輪郭線と交差する方向とすることが好ましい。

この発明の空気入りタイヤでは、それぞれのブロック列のブロックの相互間で、タイヤの負荷連動時のブロック踏込縁をトレッド周方向に間隔をおいて位置させることにより、タイヤの負荷転動に当っては、それぞれのブロック列のブロックの踏込縁が、相互にタイミングをずらして一個ずつ路面に衝突することになり、複数のブロック踏込縁が路面に同時に衝突することがないので、従来技術に比し、ブロックの路面衝突音を低減させることができる。

そしてこのことは、各横溝をトレッド幅方向に対して傾けて配設して、各ブロックの踏込側の端部となる出隅角部を、路面に対し、線よりはるかに短かい点状に衝突させることにより一層有効になる。

しかもここでは、それぞれのブロックを、トレッド幅方向の最小長さが、トレッド周方向の、踏込側および／または蹴出側の端部に存在し、トレッド周方向の中間部分が周方向端部より広幅となる、六角形以上の多角形平面輪郭形状を有するものとすることで、トレッド周方向の中間部分等をより広幅として、ブロックの剛性を高め、耐摩耗性能を有効に向上させることができる。

またここで、それぞれのブロックを、たとえば、各辺部分を凸曲線および／または凹曲線とすることもできる六角形の平面輪郭形状を有するものとしたときは、出願人の先願に係る特開２００７−１４５２０９号公報、特願２００７−１４０８９６号等に記載したように、ブロックの、トレッド幅方向および周方向のすべりの不均一を低減して、ブロックの耐偏摩耗性を向上させ、また、耐摩耗性を向上させることができ、そして、各横溝の溝中心線の、トレッド幅方向に対する角度を５〜３０°の範囲としたときは、溝幅を全長にわたって均一とした横溝にて区画されるそれぞれのブロックにつき、ブロックの蹴出側部分の、路面に対する局部的なすべりに起因する、ヒールアンドトゥ偏摩耗の発生を有利に抑制しつつ、ブロックの踏込縁が路面に衝突することに起因する打音の発生を、同時に路面に衝突する踏込縁の長さを低減させることをもって有効に防止することができる。

いいかえれば、横溝角度が５°未満では、ブロック踏込縁の、路面衝突音の有効なる低減が難しく、その角度が３０°を越えると、ブロックの蹴出側部分の局部的な早期摩耗が否めない。

以上のことは、ブロックからなるトレッドパターンを方向性パターンとして、タイヤの正転方向、ひいては、各ブロックの踏込側部分および蹴出側部分のそれぞれを特定した場合に、より実効あるものとすることができる。

なお、ブロック踏込縁の路面衝突音は、それぞれのブロック列の各ブロックにつき、ブロック踏込縁の延在方向を、タイヤの負荷転動時のフットプリントの踏込側輪郭縁と交差する方向として、各ブロックの、路面に同時に衝突する、踏込縁の長さを十分短くした場合に、より有効に低減させることができる。

ところで、このタイヤにおいて、一対の広幅周方向溝間に区画されるブロック列数が奇数列である場合に、それらの一対の広幅周方向溝の相対位相をほぼ逆位相とする一方で、一対の広幅周方向溝間に区画されるブロック列数が偶数列である場合、一対の広幅周方向溝の相対位相をほぼ同位相としたときは、一対の周方向溝間の隣接するブロック同士を、ブロックの周方向長さの１／２ずつずらして配設することができ、踏面内において、ブロック同士が支えあうので、耐摩耗性、耐偏磨耗性を有利に向上させることができる。

この発明の実施の形態を示す、トレッドパターンの部分展開平面図である。 他の種類のトレッドパターンを示す図１と同様の図である。 他の実施形態を示す図１と同様の図である。 従来例タイヤのトレッドパターンを示す図１と同様の図である。

図１はこの発明の実施形態を示す方向性トレッドパターンの部分展開平面図である。
なお、タイヤの内部補強構造等は、トラック、バス用等の一般的な重荷重用空気入りラジアルタイヤのそれと同様であるので、図示は省略する。

ここでは、トレッド踏面１に、トレッド周方向に連続してジグザグ状に延びる五本の周方向溝２，３，４を形成して、タイヤ赤道線Ｅと交差して延びるセンター周溝２および、トレッド踏面１の最も外側に位置するそれぞれのショルダー周溝４のそれぞれの溝幅を、それらのセンター周溝２とショルダー周溝４との間に延在する中間周溝３の溝幅よりも狭幅とし、そして、それぞれの周溝２，３，４間の陸部狭窄部分に、トレッド幅方向の延在成分が、トレッド周方向の延在成分よりも大きく、両端が、トレッド幅方向に隣接するそれぞれの周溝２，３，４に開口するそれぞれの横溝５，６を、トレッド周方向に所定の間隔をおいて設けて、五列の周方向溝２，３，４間に、平面輪郭形状がほぼ六角形状をなすブロック７，８からなる四列のブロック列９，１０を形成する。

またここでは、ショルダー周溝４とトレッド側縁ｅとの間の陸部狭窄部分に、前記の横溝５，６より幾分広幅の他の横溝１１を、それらの両者に開口させて複数本形成して、平面外輪郭形状がほぼホームベース状の七角形状をなすブロック１２からなるそれぞれのショルダーブロック列１３を形成する。

このように構成してなる図示のブロックパターンは、横溝５，６および横溝１１のそれぞれを、たとえば、タイヤ赤道線Ｅ側の部分が図の下方側に位置するように直線状に延在させることで、図の下方向きに回転方向を特定される方向性パターンを有することになる。
この方向性パターンによれば、タイヤの負荷転動に当り、各ブロック７，８，１２の踏込縁７ａ，８ａ，１２ａは多くの場合、それの一部ずつが路面に当接することになるので、踏込縁７ａ，８ａ，１２ａが、その全長にわたって路面に同時に当接する場合に比して、発生騒音を有利に低減させることができる。

そしてまた、ジグザグ状周方向主溝２，３，４および、横溝５，６，１１の、図示のような形成態様の下では、それぞれのブロック列９，１０，１３のブロック７，８，１２の、タイヤの負荷転動時に踏込縁７ａ，８ａ，１２ａとなるブロック縁の相互が、トレッド周方向に間隔をおいて位置することになり、これにより、それぞれのブロック列９，１０，１３のブロック踏込縁７ａ，８ａ，１２ａは、タイヤの負荷転動に当り、一個ずつが所定の順序で路面に衝突することになるので、これによっても、ブロック７，８，１２の複数の踏込縁が路面に同時に衝突する場合に比し、発生騒音を有効に低減させることができる。

しかも、上述したように、各横溝５，６，１１を、トレッド幅方向に対して傾けて、好ましくは５〜３０°の範囲、より好ましくは１０〜２０°の範囲で傾けて配設して方向性パターンを構成するときは、各ブロック７，８，１２の踏込側の端部となる出隅角部を、タイヤの転動に当って、路面に、線よりはるかに接触長さの短かい点状に衝突させることができ、これにより、発生騒音を一層低減させることができる。

なおこの場合、横溝中心線の、トレッド幅方向に対する傾斜角度が５°未満では、ブロック踏込縁７ａ，８ａ，１２ａの路面への衝突による発生騒音を、有効な程度にまで低減させることができず、一方それが３０°を越えると、ブロック踏込縁７ａ，８ａ，１２ａと横溝５，６，１１を隔てて対向するブロック蹴出側部分の、路面に対するすべりに起因する、そこへのヒールアンドトゥ偏摩耗の発生を余儀なくされることになる。

ここで、それぞれのブロックを、トレッド幅方向の最小長さが、トレッド周方向の踏込側および／または蹴出側の端部、より好ましくは、踏込側の端部に存在し、トレッド周方向の中間部分等がより広幅となる多角形平面輪郭形状を有するものとしたときは、トレッド幅方向の最小長さの下で、ブロック踏込縁７ａ，８ａ，１２ａが路面に衝突することによる発生騒音を小さく抑制しつつ、多角形ブロック７，８，１２の剛性増加に基いて、耐摩耗性能を有効に向上させることができる。

ここにおいて、それぞれのブロック、なかでも、ショルダー周溝４，４にて挟まれるブロック列９，１０のブロック７，８を、六角形の平面輪郭形状を有するものとしたときは、それらのブロック７，８の、トレッド周方向および幅方向のすべりの不均一を低減してブロック７，８の耐摩耗性能を高め、また、耐摩耗性を向上させることもできる。

そしてさらに、それぞれのブロック７，８，１２の踏込縁７ａ，８ａ，１２ａの延在方向を、タイヤの負荷転動時のフットプリントの、図に仮想線で示すような踏込側輪郭線と交差する方向としたときは、踏込縁７ａ，８ａ，１２ａの、路面に同時に衝突する部分の長上を十分短くして、路面衝突音の発生を効果的に抑制することができる。

図２は、他の種類のトレッドパターンを示す、図１と同様の展開平面図であり、これはとくに、各個のブロックをほぼ四角形状とするとともに、広狭それぞれの周溝を直線状に延在させた点で、図１に示すところとは構成を異にするものである。

図３は、他の実施形態を示す図であり、これは、二本の広幅周溝間に三列のブロック列を区画することで、総計７列のブロック列を設けた点で、図１に示すトレッドパターンとは構成を異にするものである。

サイズが３１５／８０Ｒ２２．５の、従来例タイヤ、比較例タイヤおよび実施例タイヤのそれぞれにつき、９．００×２２．５のリムに組付けるとともに、充填空気圧を６５０ｋＰａ、荷重を２８００ｋｇｆとして、欧州騒音規制に基づく条件（ＬＩ＝１５６条件）下で、実車通過騒音試験の測定を行った。
ここで、ＬＩ（ロードインデックス）＝１５６条件とは、国連、欧州経済委員会（ＥＣＥ）の、タイヤ単体騒音に係るタイヤ認可の統一規制による、ＴＲＡＮＳ/ＷＰ．２９/２００２/７ １８Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００１付則３のカテゴリＣ３（主にＴＢＲ）の条件をいう。
その結果を、タイヤの諸元とともに表１に示す。
なおここで、従来例タイヤは、図４に示すトレッドパターンを有するものとし、比較例タイヤおよび実施例タイヤはいずれも、図１に示すトレッドパターンを基本パターンとするものとした。

また、表１中のヒールアンドトウ摩耗段差量は、充填空気圧を８５０ｋＰａとしたタイヤを、トラクターの駆動軸に装着し、そのトラクターに定積状態のトレーラー車両を連結して、高速道路を５０，０００ｋｍ走行後の偏摩耗量の最も多いブロック列中の、摩耗段差の最も大きいブロックのその段差量を測定することにより求め、
そして摩耗量指数は、上記の走行条件による走行の後、全てのブロック列のブロックの平均摩耗量を指数化することにより求めた。なお、ここでの指数値は、摩耗量が少ないほど小さい値で表わした。

表１によれば、横溝（５，６，１１）の、トレッド幅方向に対する傾き角度が大きくなるほど、ブロック（７，８，１２）の踏込縁（７ａ，８ａ，１２ａ）による路面衝突騒音が低下する一方で、ブロック（７，８，１２）の蹴出側部分の局部的な摩耗量が多くなることが解かる。

１ トレッド踏面
２，３，４ 周方向溝
５，６，１１ 横溝
７，８，１２ ブロック
７ａ，８ａ，１２ａ 踏込縁
９，１０，１３ ブロック列
Ｅ タイヤ赤道線
ｅ トレッド側縁

Claims (5)

1. トレッド周方向に連続してジグザグ状に延びる複数本の周方向溝と、それぞれの周方向溝間および、最外側の周方向溝とトレッド側縁との間でトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とで、トレッド踏面に複数のブロック列を区画して、複数本の周方向溝を、周方向細溝と、タイヤ赤道線を挟んで配設されて周方向細溝より広幅の一対の広幅周方向溝とで形成しなる空気入りタイヤであって、
   各横溝を、トレッド幅方向に対して傾けて配設し、それぞれのブロック列のブロックを、トレッド幅方向の最小長さがトレッド周方向の端部に存在し、トレッド周方向の中間部分が周方向端部より広幅となる、六角形以上の多角形平面輪郭形状を有するものとするとともに、それぞれのブロック列のブロックの、タイヤの負荷転動時の踏込縁の相互を、トレッド周方向に間隔をおいて設けてなる空気入りタイヤ。
2. 一対の広幅周方向溝間に区画されるブロック列数が奇数列である場合、それらの一対の広幅周方向溝の相対位相をほぼ逆位相とし、一対の広幅周方向溝間に区画されるブロック列数が偶数列である場合、それらの一対の広幅周方向溝の相対位相をほぼ同位相としてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 各横溝の、トレッド幅方向に対する溝中心角度を５〜３０°の範囲としてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
4. それぞれのブロックからなるトレッドパターンを方向性パターンとしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. それぞれのブロックの、踏込縁の延在方向を、タイヤの負荷転動時のフットプリントの踏込側輪郭線と交差する方向としてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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