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JP2010006095A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】 操縦安定性を低下させることなく、偏摩耗の発生を抑制しながら、気柱共鳴音を低減することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部Tにタイヤ周方向に延びる複数本の主溝1a〜1dを設け、これら主溝により複数列の陸部10〜50を区画した空気入りタイヤにおいて、少なくとも1列の陸部30の主溝1b,1cに面する縁部に平面視で三角形の湾曲面31aを有する複数の切り欠き部31を設け、これら切り欠き部31の湾曲面31aを三角形の一辺にて該陸部30の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性を低下させることなく、偏摩耗の発生を抑制しながら、気柱共鳴音を低減することを可能にした空気入りタイヤに関する。
空気入りタイヤは、通常、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を備えている。これら主溝は断面積が比較的大きく排水性能を担持するものである。ところが、断面積が比較的大きい主溝においては走行時に周波数が約800〜1500Hzの気柱共鳴音を生じ易い。このような気柱共鳴音は通過音や車外騒音等と呼ばれるタイヤ騒音の原因とされている。
これに対して、主溝に隣接する陸部において、一端が主溝に開口し、他端が陸部内で終端する複数本のラグ溝を設けることにより、気柱共鳴音を低減することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このような一端閉塞型のラグ溝に基づいて気柱共鳴音を低減しようとした場合、陸部の剛性低下が顕著になるため、操縦安定性が低下するという不都合がある。しかも、ラグ溝により区画された陸部には偏摩耗が生じ易いという欠点もある。
特開2007−168597号公報
本発明の目的は、操縦安定性を低下させることなく、偏摩耗の発生を抑制しながら、気柱共鳴音を低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設け、これら主溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、少なくとも1列の陸部の主溝に面する縁部に平面視で三角形の湾曲面を有する複数の切り欠き部を設け、これら切り欠き部の湾曲面を前記三角形の一辺にて該陸部の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成したことを特徴とするものである。
本発明では、少なくとも1列の陸部の主溝に面する縁部に平面視で三角形の湾曲面を有する複数の切り欠き部を設け、これら切り欠き部の湾曲面を三角形の一辺にて該陸部の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成することにより、当該陸部の剛性を大幅に低下させることなく主溝に連通する広い空間を形成し、その結果として、操縦安定性を低下させることなく、主溝で発生する気柱共鳴音を低減することができる。しかも、切り欠き部の湾曲面を三角形の一辺にて該陸部の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成することにより、切り欠き部を起点とする偏摩耗の発生を抑制することができる。
本発明において、切り欠き部のタイヤ軸方向の幅は陸部の幅の20%〜50%とし、切り欠き部の深さは主溝の有効溝深さの10%〜125%とし、切り欠き部のタイヤ周方向の長さは該切り欠き部のタイヤ周方向のピッチ長の10%〜50%とすることが好ましい。また、切り欠き部の最深部に隣接する位置には主溝内に突き出す突起を設けることが好ましい。これにより、気柱共鳴音をより効果的に低減することができる。
本発明において、切り欠き部は主溝に隣接する任意の陸部に形成することができる。より具体的には、トレッド部にタイヤ周方向に延びる4本の主溝を設け、これら主溝により5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、最もトレッド中央側に位置する陸部の両縁部にそれぞれ切り欠き部を設けることが好ましい。また、トレッド部にタイヤ周方向に延びる4本の主溝を設け、これら主溝により5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、トレッド中央側の主溝とショルダー側の主溝とで挟まれた2列の陸部の両縁部にそれぞれ切り欠き部を設けることが好ましい。
本発明において、主溝とはトレッドウエアインジケーター(JIS D4230)が施された溝である。他の溝として、細溝は溝幅が0.1mm〜1.5mmの溝であり、サイプは溝幅が0.4mm〜1.6mmの溝であり、ラグ溝は溝幅が1.5mm超であって主溝よりも狭い溝である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示し、図2は最もショルダー側に位置する陸部のサイプを示し、図3は図2のサイプの新品時のタイヤ踏面での平面視形状とサイプ底での平面視形状を示し、図4〜図6は最もトレッド中央側に位置する陸部を示すものである。本実施形態の空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定されたものであり、車両外側をOUTにて示し、車両内側をINにて示す。
図1に示すように、トレッド部Tにはタイヤ周方向に延びる4本の主溝1a,1b,1c,1dが車両内側から車両外側へ順次形成され、これら主溝1a〜1dにより5列の陸部10,20,30,40,50が区画されている。つまり、陸部10は車両内側のショルダー部に位置し、陸部20は主溝1a,1b間に位置し、陸部30は主溝1b,1c間に位置し、陸部40は主溝1c,1d間に位置し、陸部50は車両外側のショルダー部に位置している。なお、主溝1a〜1dの溝幅は全て同じであっても良いが、例えば、車両外側の主溝1c,1dを車両内側の主溝1a,1bよりも太くしたり、ショルダー側の主溝1a,1dをトレッド中央側の主溝1c,1dよりも太くすることが可能である。
車両内側において最もショルダー側に位置する陸部10には、タイヤ周方向に延びる周方向補助溝14が設けられている。更に、陸部10には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝11とタイヤ幅方向に延びるサイプ12とがタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。ラグ溝11は、タイヤ幅方向に延びて周方向補助溝14に連通している。サイプ12は、図2に示すように、一端が陸部10内で終端し、他端が周方向補助溝14に連通している。これらサイプ12は、新品時のタイヤ踏面においては概ね直線状をなしているが、サイプ底側に向かうに連れて波形となる3次元構造を有し、図3に示すように、新品時の平面視形状12aが摩耗時の平面視形状12bを横切るようになっている。
サイプ12において、摩耗時のサイプ長さL2は新品時のサイプ長さL1と実質的に同一に設定されている。ここで、新品時のサイプ長さL1とは、新品時の平面視形状におけるサイプ端間の距離である。一方、摩耗時のサイプ長さL2とは、摩耗時の平面視形状におけるサイプ端間の距離である。
サイプ12において、摩耗時のサイプパス長さM2は新品時のサイプパス長さM1よりも長く設定されている。ここで、新品時のサイプパス長さM1とは、新品時の平面視形状におけるサイプ端間の道のりである。一方、摩耗時のサイプパス長さM2とは、摩耗時の平面視形状におけるサイプ端間の道のりである。
車両装着時に車両内側となる2本の主溝1a,1bで挟まれた陸部20には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝21とタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ22がタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。ラグ溝21及びサイプ22は、それぞれ一端が陸部20内で終端し、他端が主溝1aに連通している。
最もトレッド中央側に位置する陸部30の両縁部には、図4〜図6に示すように、それぞれ平面視で三角形の湾曲面31aを有する複数の切り欠き部31がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。これら切り欠き部31の湾曲面31aは三角形の一辺にて該陸部30の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成されている。また、各切り欠き部31の最深部に隣接する位置には主溝1b,1c内に突き出すように突起32が形成されている。
車両装着時に車両外側となる2本の主溝1c,1dで挟まれた陸部40には、トレッド中央側の主溝1cから車両外側に向かって延びて該陸部40内で終端する複数本のラグ溝41がタイヤ周方向に間隔をおいて設けられている。更に、陸部40には、ラグ溝41とは連通することなくタイヤ周方向に間欠的に延びて波状又はジグザグ状をなす周方向細溝42と、ラグ溝41の相互間でタイヤ幅方向に延びて周方向細溝42と連通することなく該周方向細溝42を横切る複数本の幅方向細溝43とが設けられている。
車両外側において最もショルダー側に位置する陸部50には、タイヤ周方向に延びる周方向補助溝54が設けられている。更に、陸部50には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝51とタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ52とがタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。各ラグ溝51にはその先端からトレッド中央側に延びるサイプ53が連結されている。サイプ52は、一端が陸部50内で終端し、他端が主溝1dに連通している。これらサイプ52は、前述のサイプ12と同様に、新品時のタイヤ踏面においては直線状をなしているが、サイプ底側に向かうに連れて波形となる3次元構造を有し、新品時の平面視形状が摩耗時の平面視形状を横切るようになっている。また、サイプ52において、サイプ12と同様に、摩耗時のサイプ長さL2が新品時のサイプ長さL1と実質的に同一に設定され、摩耗時のサイプパス長さM2が新品時のサイプパス長さM1よりも長く設定されている。
上述のトレッドパターンを有する空気入りタイヤでは、最もトレッド中央側に位置する陸部30の両縁部にそれぞれ平面視で三角形の湾曲面31aを有する複数の切り欠き部31を設け、これら切り欠き部31の湾曲面31aを三角形の一辺にて該陸部30の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成することにより、操縦安定性を低下させることなく、主溝1b,1cで発生する気柱共鳴音を低減することができる。つまり、タイヤ周方向に連続的に延長する主溝1b,1cでは周波数が約800〜1500Hzの気柱共鳴音が発生し易いが、その主溝1b,1cに繋がる複数の切り欠き部31を設けることで気柱共鳴音を低減する効果が得られる。しかも、切り欠き部31の湾曲面31aを三角形の一辺にて該陸部30の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成することにより、切り欠き部31を起点とする偏摩耗の発生を抑制することができる。
ここで、切り欠き部31のタイヤ軸方向の幅W1は陸部30の幅W0の20%〜50%の範囲、好ましくは、30%〜35%の範囲に設定され、切り欠き部31の深さD1は主溝1b,1cの有効溝深さD0の10%〜125%の範囲、好ましくは、50%〜125%の範囲に設定され、切り欠き部31のタイヤ周方向の長さP1は該切り欠き部31のタイヤ周方向のピッチ長P0の10%〜50%の範囲、好ましくは、30%〜45%の範囲に設定されている。切り欠き部31の寸法が下限値を下回ると気柱共鳴音の低減効果が低下し、逆に上限値を上回ると操縦安定性が低下し、偏摩耗を生じ易くなる。なお、主溝1b,1cの有効溝深さD0とは踏面からウエアインジケーター2までの深さである。
特に、切り欠き部31の最深部に隣接する位置に主溝1b,1c内に突き出す突起32を設けた場合、気柱共鳴音をより効果的に低減することができる。この突起32は、図4のような三角錘形状としても良く、或いは、他の形状としても良い。例えば、図7に示すように、切り欠き部31の湾曲面31aと交差する壁面31bを主溝1b,1c内へ延長することで突起32を形成しても良い。
上記空気入りタイヤにおいては、車両装着時に車両外側となる2本の主溝1c,1dで挟まれた陸部40にラグ溝41と周方向細溝42と幅方向細溝43とを混在させることにより、これら溝41〜43のエッジ効果に基づいてウエット路面における制動性能と旋回性能を確保することができる。つまり、溝41〜43は路面の水分を吸収すると同時に多方向に延長するエッジで路面をしっかりと捕らえるように作用する。また、陸部40にラグ溝41と周方向細溝42と幅方向細溝43を設けて陸部40の剛性を低下させることにより、接地時の衝撃を効果的に緩和するので、優れた静粛性を発揮することができる。しかも、ラグ溝41をトレッド中央側の主溝1cに開口しつつ車両外側の主溝1dとは非連通にすると共に、これらラグ溝41と周方向細溝42と幅方向細溝43とを互いに非連通としているので、陸部40における過度の剛性低下を抑制し、ドライ路面及びウエット路面での操縦安定性を向上することができる。特に、低荷重時のコーナリングパワーを確保し、ドライ路面での操縦安定性(リヤタイヤのスタビリティー)を改善することができる。
また、最もショルダー側に位置する陸部10,50に、タイヤ幅方向に延びて一端が陸部内で終端する複数本のサイプ12,52を設け、これらサイプ12,52の摩耗時のサイプ長さL2を新品時のサイプ長さL1と実質的に同一にする一方で、摩耗時のサイプパス長さM2を新品時のサイプパス長さM1よりも長くし、新品時の平面視形状が摩耗時の平面視形状を横切るようにしているが、このように最もショルダー側に位置する陸部10,50に3次元構造のサイプ12,52を配置することにより、コーナリング時に負荷が大きくなるショルダー部の剛性を高めてコーナリング性や制動性を向上することができる。しかも、サイプパス長さM2が摩耗の進行に伴って長くなるので、摩耗時におけるウエット性能の低下を抑制することができる。
なお、陸部10にはサイプ12の他にラグ溝11を設け、陸部50にはサイプ52の他にラグ溝51や2次元構造のサイプ53を設けているが、これらラグ溝11,51や2次元構造のサイプ53を3次元構造のサイプ12,52と組み合わせることにより、陸部10,50の剛性を適宜調整することが可能である。
サイプ12,53の40%摩耗時のサイプパス長さM2は新品時のサイプパス長さM1の102%〜150%の範囲、より好ましくは、105%〜130%の範囲に設定されている。40%摩耗時のサイプパス長さM2が新品時のサイプパス長さM1の102%未満であると摩耗時におけるウエット性能の低下を抑制する効果が不十分になり、逆に150%を超えると離型時において陸部に欠損を生じ易くなる。
上述した実施形態では、トレッド部に区画された各陸部の構成について詳述したが、本発明では少なくとも1列の陸部の主溝に面する縁部に所定の切り欠き部を設ける限りにおいて、それ以外の陸部の構成は特に限定されるものではない。勿論、本発明はタイヤ表裏の装着向きが指定されたタイヤに限定されるものではない。
例えば、図8に示すように、トレッド部Tにタイヤ周方向に延びる4本の主溝1a〜1dを設け、これら主溝により5列の陸部10〜50を区画した空気入りタイヤにおいて、最もトレッド中央側に位置する陸部30の両縁部にそれぞれ切り欠き部31を設ける一方で、それ以外の陸部10,20,40,50についてはリブ構造を採用したり、任意の溝を配置することができる。
また、図9に示すように、トレッド部Tにタイヤ周方向に延びる4本の主溝1a〜1dを設け、これら主溝により5列の陸部10〜50を区画した空気入りタイヤにおいて、トレッド中央側の主溝1b,1cとショルダー側の主溝1a,1dとで挟まれた2列の陸部20,40の両縁部にそれぞれ切り欠き部31を設ける一方で、それ以外の陸部10,30,50についてはリブ構造を採用したり、任意の溝を配置することができる。
タイヤサイズが215/55R17であり、図8又は図9に示すトレッドパターンを有する空気入りタイヤにおいて、陸部に設けた切り欠き部の寸法(W1/W0,D1/D0,P1/P0)を種々異ならせた実施例1〜4のタイヤを作製した。
比較のため、図10に示すようにトレッド部Tにタイヤ周方向に延びる4本の主溝1を設けた空気入りタイヤ(従来例)と、図11に示すようにトレッド部Tにタイヤ周方向に延びる3本の主溝1を設けると共にトレッド中央2列の陸部に複数本のラグ溝61を設けた空気入りタイヤ(比較例1)と、図12に示すようにトレッド部Tにタイヤ周方向に延びる4本の主溝1を設けると共にトレッド中央の陸部に複数本のラグ溝71を設けた空気入りタイヤ(比較例2)を用意した。
これらタイヤについて、下記の評価方法により、気柱共鳴音、操縦安定性、耐偏摩耗性を評価し、その結果を表1に示した。
気柱共鳴音:
試験タイヤをリムサイズ17×7.0Jのホイールに組み付けて排気量3000ccの後輪駆動車に装着し、空気圧220kPaとして、試験路面を速度60km/hで走行する際に発生する周波数800〜1000Hzの気柱共鳴音を試験路面の脇で測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど気柱共鳴音が少ないことを意味する。
操縦安定性:
試験タイヤをリムサイズ17×7.0Jのホイールに組み付けて排気量3000ccの後輪駆動車に装着し、空気圧220kPaとして、ドライ路面において操縦安定性を官能評価した。評価結果は、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
耐偏摩耗性:
試験タイヤをリムサイズ17×7.0Jのホイールに組み付けて排気量3000ccの後輪駆動車に装着し、空気圧220kPaとして、一般道を8000km走行した後、各陸部での偏摩耗量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐偏摩耗性が優れていることを意味する。
Figure 2010006095
この表1から明らかなように、実施例1〜4のタイヤは従来例に比べて操縦安定性及び耐偏摩耗性を良好に維持しながら、気柱共鳴音を低減することができた。一方、比較例1,2のタイヤは気柱共鳴音の低減効果が認められるものの、それに伴って操縦安定性及び耐偏摩耗性が低下していた。
本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 図1において最もショルダー側に位置する陸部のサイプを示す断面図である。 図2のサイプの新品時のタイヤ踏面での平面視形状とサイプ底での平面視形状を示す説明図である。 図1において最もトレッド中央側に位置する陸部を示す斜視図である。 図1において最もトレッド中央側に位置する陸部を示す平面図である。 図1において最もトレッド中央側に位置する陸部を示す側面図である。 本発明において陸部に形成される切り欠き部の変形例を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを概略的に示す平面図である。 本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを概略的に示す平面図である。 従来例の空気入りタイヤのトレッドパターンを概略的に示す平面図である。 比較例1の空気入りタイヤのトレッドパターンを概略的に示す平面図である。 比較例2の空気入りタイヤのトレッドパターンを概略的に示す平面図である。
符号の説明
1a,1b,1c,1d 主溝
10,20,30,40,50 陸部
11,21,41,51 ラグ溝
12,22,52,53 サイプ
31 切り欠き部
31a 湾曲面
31b 壁面
42 周方向細溝
43 幅方向細溝
T トレッド部

Claims (7)

  1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設け、これら主溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、少なくとも1列の陸部の主溝に面する縁部に平面視で三角形の湾曲面を有する複数の切り欠き部を設け、これら切り欠き部の湾曲面を前記三角形の一辺にて該陸部の踏面に対して稜線を持たずに接するように形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記切り欠き部のタイヤ軸方向の幅を陸部の幅の20%〜50%としたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記切り欠き部の深さを主溝の有効溝深さの10%〜125%としたことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記切り欠き部のタイヤ周方向の長さを該切り欠き部のタイヤ周方向のピッチ長の10%〜50%としたことを特徴とする請求項3に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記切り欠き部の最深部に隣接する位置に主溝内に突き出す突起を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. トレッド部にタイヤ周方向に延びる4本の主溝を設け、これら主溝により5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、最もトレッド中央側に位置する陸部の両縁部にそれぞれ前記切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. トレッド部にタイヤ周方向に延びる4本の主溝を設け、これら主溝により5列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、トレッド中央側の主溝とショルダー側の主溝とで挟まれた2列の陸部の両縁部にそれぞれ前記切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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