JP6514516B2

JP6514516B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6514516B2
Application number: JP2015023346A
Authority: JP
Inventors: 弘基宇野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: JP2016145009A

Description

本発明は、優れたノイズ性能を有する空気入りタイヤに関する。

一般に、タイヤが発生するノイズとして、気柱共鳴音がある。気柱共鳴音は、タイヤ周方向にのびる主溝と路面とで形成される管内を通る空気が、特定の周波数で共振することで発生する。

例えば、下記特許文献１には、気柱共鳴音を低減した空気入りタイヤが提案されている。具体的には、特許文献１のタイヤには、空気の共振を抑制するための小幅リブが、主溝に沿って設けられている。

しかしながら、特許文献１の空気入りタイヤであっても、ノイズ性能の改善については、さらなる改善の余地があった。

特開平１０−０８６６１１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、優れたノイズ性能を有する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、トレッド部を具えた空気入りタイヤであって、前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、前記主溝の少なくとも一方側に隣接して設けられかつ前記主溝よりも小さい溝幅でタイヤ周方向に連続してのびる細溝と、前記主溝と前記細溝との間の小幅リブとが設けられ、前記小幅リブのタイヤ軸方向の幅は、１．０〜２．０mmであり、前記細溝の溝深さは、タイヤ周方向に変化していることを特徴としている。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝幅は、０．５〜２．０mmであるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細溝は、前記主溝の両側に設けられているのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝深さは、前記主溝の溝深さの０．５〜１．０倍であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝深さは、タイヤ周方向に増減を繰り返すのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝底は、タイヤ周方向に正弦波状、台形波状、又は、矩形波状に変化しているのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝底は、タイヤ周方向に１ピッチ長さ及び振幅量がランダムに変化しているのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記主溝は、最もトレッド接地端側に設けられたショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側に設けられたセンター主溝とを含み、前記細溝は、前記ショルダー主溝の一方側のみに設けられたショルダー細溝と、前記センター主溝の両方の側に設けられたセンター細溝とを含むのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記センター主溝と前記ショルダー主溝との間のミドル陸部は、前記センター主溝側でタイヤ周方向に連続してのびるプレーン部を含むのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、トレッド部には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、主溝の少なくとも一方側に隣接して設けられかつ主溝よりも小さい溝幅でタイヤ周方向に連続してのびる細溝と、主溝と細溝との間の小幅リブとが設けられている。

小幅リブのタイヤ軸方向の幅は、１．０〜２．０mmである。このような小幅リブは、走行時、適度に振動して主溝内の空気の共振（定常波の生成）を抑制し、気柱共鳴音を低減させる。

細溝の溝深さは、タイヤ周方向に変化している。これにより、主溝と細溝との間の小幅リブは、その剛性がタイヤ周方向に変化する。このような小幅リブは、走行時、不規則に振動するため、主溝内の空気の共振をさらに効果的に抑制することができる。

しかも、このような小幅リブは、路面との衝突によって発生する打撃音も、ホワイトノイズ化することができ、優れたノイズ性能が発揮される。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。図１のセンター主溝及びミドル陸部の拡大図である。（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。（ａ）乃至（ｃ）は、他の実施形態における細溝の溝底の形状を示す説明図である。図１の外側ショルダー陸部の拡大図である。図１の内側ショルダー陸部の拡大図である。比較例の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。

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は、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。）１のトレッド部２の展開図である。本実施形態の空気入りタイヤ１は、例えば、乗用車用として好適に使用される。

本実施形態のトレッド部２は、車両への装着の向きが指定されたトレッドパターンを具えている。車両への装着の向きは、例えば、サイドウォール部（図示省略）等に文字やマークで表示されている。

トレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝３と、主溝３に区分された陸部４とが設けられている。

主溝３は、例えば、ショルダー主溝５とセンター主溝６とを含んでいる。

ショルダー主溝５は、例えば、最もトレッド接地端Ｔｅ側に設けられている。ショルダー主溝５は、各トレッド接地端Ｔｅ側に１本ずつ設けられている。

トレッド接地端Ｔｅは、正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも無負荷である正規状態のタイヤ１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ときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。

「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えば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」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。

「正規荷重」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。

各ショルダー主溝５は、例えば、タイヤ周方向に沿った直線状である。各ショルダー主溝５は、例えば、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状にのびるものでも良い。

センター主溝６は、例えば、ショルダー主溝５のタイヤ軸方向内側に設けられている。本実施形態のセンター主溝６は、例えば、１本からなり、タイヤ赤道Ｃ上に設けられている。センター主溝６は、例えば、タイヤ赤道Ｃの両側に１本ずつ設けられるものでも良い。

センター主溝６は、例えば、タイヤ周方向に沿った直線状である。センター主溝６は、例えば、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状にのびるものでも良い。

ショルダー主溝５の溝幅Ｗ１、及び、センター主溝６の溝幅Ｗ２は、例えば、トレッド接地幅ＴＷの３．５〜６．０％が望ましい。トレッド接地幅ＴＷは、前記正規状態のタイヤ１のトレッド接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離である。

ショルダー主溝５及びセンター主溝６の溝深さ（図示省略）は、乗用車用タイヤの場合、例えば、５．０〜１５．０mmであるのが望ましい。

陸部４は、例えば、ショルダー主溝５のタイヤ軸方向外側のショルダー陸部７と、ショルダー主溝５とセンター主溝６との間のミドル陸部８とを含んでいる。各陸部４の詳細な構成は、後述される。

陸部４には、主溝３に隣接する細溝１０と、主溝３と細溝１０との間の小幅リブ１１とが設けられている。

図２には、細溝１０及び小幅リブ１１の構成を説明するための図として、センター主溝６及びミドル陸部８の拡大図が示されている。図２に示されるように、小幅リブ１１は、例えば、タイヤ周方向にのびている。小幅リブ１１は、例えば、タイヤ周方向に連続してのびるものでも、横溝等で分断されるものでも良い。

本実施形態において、センター主溝６と細溝１０との間に設けられた小幅リブ１１は、タイヤ周方向に連続している。

小幅リブ１１のタイヤ軸方向の幅Ｗ３は、１．０〜２．０mmである。前記幅Ｗ３は、例えば、踏面上で測定される。このような小幅リブ１１は、走行時において、路面との接触時及び離間時に、陸部４（図１に示す）よりも大きく振動する。このような小幅リブ１１の振動は、主溝の幅（空気振動の振幅に相当）を連続的に変形させ、主溝内の空気の共振を抑制し、ひいては気柱共鳴音を低減させることができる。なお、前記幅Ｗ３が１．０mm未満である場合、タイヤ成形時に小幅リブ１１がちぎれるおそれがある。前記幅Ｗ３が２．０mmよりも大きい場合、小幅リブ１１は振動し難く、主溝内の空気の共振を十分に抑制できないおそれがある。

上述の効果をさらに発揮するために、小幅リブ１１のタイヤ軸方向の幅Ｗ３は、望ましくは１．３〜１．７mmである。

細溝１０は、例えば、主溝３の少なくとも一方側に隣接して設けられている。換言すれば、細溝１０は、主溝３の両側に設けられるものでも良い。

細溝１０は、タイヤ周方向に連続してのびている。本実施形態の細溝１０は、例えば、主溝３に沿って直線状にのびている。細溝１０は、例えば、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状にのびるものでも良い。

細溝１０は、主溝３よりも小さい溝幅Ｗ４を有している。細溝１０の溝幅Ｗ４は、例えば、０．５〜２．０mmである。本実施形態の細溝１０は、一定の溝幅でタイヤ周方向にのびている。

図３（ａ）には、図２の細溝１０及び小幅リブ１１のＡ−Ａ線断面図が示されている。図３（ａ）に示されるように、細溝１０の溝深さｄ２は、例えば、主溝３の溝深さｄ１の好ましくは０．５倍以上、より好ましくは０．６５倍以上であり、好ましくは１．００倍以下、より好ましくは０．８５倍以下である。このような細溝１０は、小幅リブ１１の耐久性を維持しつつ、その振動を促すのに役立つ。

図３（ｂ）には、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図が示されている。図３（ｂ）に示されるように、細溝１０の溝深さｄ２は、タイヤ周方向（図３（ｂ）では横方向）に変化している。

これにより、主溝３と細溝１０との間の小幅リブ１１（図２に示され、以下、同様である。）は、その剛性がタイヤ周方向に変化する。このような小幅リブ１１は、走行時、不規則に振動するため、主溝内の空気の共振をさらに効果的に抑制することができる。しかも、このような小幅リブ１１は、路面との衝突によって発生する打撃音も、ホワイトノイズ化することができ、優れたノイズ性能が発揮される。

上述の効果をさらに発揮させるために、細溝１０の溝深さｄ２は、タイヤ周方向に増減を繰り返しているのが望ましい。

本実施形態の細溝１０の溝底１２は、例えば、タイヤ周方向に向かって不規則な波状に変化している。換言すれば、細溝１０の溝底１２は、タイヤ周方向に１ピッチ長さＬ１及び振幅量ｄ３がランダムに変化している。これにより、小幅リブ１１の剛性は、タイヤ周方向にさらに不規則に変化する。従って、主溝内の空気の共振が、さらに効果的に抑制される。

前記１ピッチ長さＬ１は、例えば、３０〜１００mmの範囲、より望ましくは４０〜６０mmの範囲でランダムに変化しているのが望ましい。通常、乗用車用タイヤの気柱共鳴音は、周波数が８００〜１２００Hzの範囲（波長は３５０〜４５０mmの範囲）で大きな音圧レベルを発生させることが知られている。本実施形態では、１ピッチ長さが前記範囲内にあることにより、小幅リブ１１の振動の波長が、気柱共鳴音の波長の０．１〜０．２倍程度となる。これにより、主溝内での空気の共振が、小幅リブ１１の微細な振動によって効果的に抑制される。

前記振幅量ｄ３は、例えば、１．０〜５．０mmの範囲で変化しているのが望ましい。これにより、細溝１０のポンピング音を抑制しつつ、上述した効果を得ることができる。

細溝１０の溝底１２は、上述の様な形状に限定されるものではない。図４（ａ）乃至（ｃ）には、他の実施形態における細溝１０の溝底１２の形状が示されている。図４（ａ）に示されるように、細溝１０の溝底１２は、タイヤ周方向に正弦波状に変化しているものでも良い。このような細溝１０の溝底１２は、上述した効果を発揮しつつ、タイヤのユニフォミティを高めるのに役立つ。

図４（ｂ）に示されるように、細溝１０の溝底１２は、タイヤ周方向に矩形波状に変化しているものでも良い。このような細溝１０の溝底１２は、小幅リブ１１の剛性がタイヤ周方向に急変するため、タイヤのユニフォミティを高めつつ、小幅リブ１１の振動をさらに大きくすることができる。

図４（ｃ）に示されるように、細溝１０の溝底１２は、タイヤ周方向に台形波状に変化しているものでも良い。このような細溝１０の溝底１２は、図４（ｂ）で示された矩形波状のものよりも、小幅リブ１１のタイヤ周方向の剛性変化を滑らかにし、小幅リブ１１の割れ等を抑制することができる。

細溝１０の溝底１２は、図４（ａ）乃至（ｃ）で示された波形の１ピッチ長さ及び振幅がランダムに変化するものでも良い。

図１に示されるように、細溝１０は、例えば、センター主溝６に隣接するセンター細溝１３と、ショルダー主溝５に隣接するショルダー細溝１４とを含んでいる。

望ましい細溝１０の配置として、センター細溝１３は、例えば、センター主溝６の両方の側に設けられている。ショルダー細溝１４は、例えば、ショルダー主溝５の一方側のみに設けられている。

これにより、センター主溝６及びショルダー主溝５が発生するノイズ（気柱共鳴音やポンピング音等を総合したもの）がホワイトノイズ化され、優れたノイズ性能が得られる。

さらに望ましい態様として、ショルダー細溝１４は、ショルダー主溝５のタイヤ軸方向外側のみに設けられているのが望ましい。これにより、例えば、旋回時、小幅リブ１１が大きく主溝側へと変形して、より高いノイズ低減効果を発揮しうる。また、このようなショルダー細溝１４は、大きな接地圧が作用するミドル陸部８の幅を確保することができ、優れた操縦安定性が発揮される。

望ましい態様として、トレッド部２に設けられた各細溝１０の溝幅の合計ΣＷ４は、トレッド接地幅ＴＷの５％以下である。このような細溝１０の配置は、操縦安定性及び耐摩耗性を維持しつつ、上述した効果を発揮することができる。

以下、各陸部４の詳細な構成が説明される。ミドル陸部８は、車両外側Ａに位置する外側ミドル陸部８Ａと、車両内側Ｂに位置する内側ミドル陸部８Ｂとを含んでいる。外側ミドル陸部８Ａと内側ミドル陸部８Ｂとは、例えば、タイヤ赤道Ｃ上の点を中心とした互いに点対称の形状を有している。

図２に示されるように、各ミドル陸部８には、例えば、ミドルラグサイプ１６が複数設けられているのが望ましい。ミドルラグサイプ１６は、例えば、ショルダー主溝５からのびかつミドル陸部８内で終端している。このようなミドルラグサイプ１６は、ミドル陸部８の踏面の接地時の歪みを抑制し、耐摩耗性を高める。

ミドル陸部８は、例えば、上述したミドルラグサイプ１６が設けられることにより、センター主溝６側でタイヤ周方向に連続してのびるプレーン部１７を含んでいるのが望ましい。このようなミドル陸部８は、タイヤ赤道Ｃ側で大きな剛性を有し、優れた操縦安定性を発揮するのに役立つ。

図１に示されるように、ショルダー陸部７は、車両外側Ａに設けられた外側ショルダー陸部７Ａと、車両内側Ｂに設けられた内側ショルダー陸部７Ｂとを含んでいる。

図５には、外側ショルダー陸部７Ａの拡大図が示されている。図５に示されるように、外側ショルダー陸部７Ａには、外側ショルダーラグ溝２０と、外側ショルダーサイプ２１とが設けられている。

外側ショルダーラグ溝２０は、例えば、トレッド接地端Ｔｅからタイヤ軸方向内側にのびかつ外側ショルダー陸部７Ａ内で終端している。このような外側ショルダーラグ溝２０は、ポンピング音を低減しつつ、優れたワンダリング性能を発揮する。

上述の効果をさらに発揮させるために、外側ショルダーラグ溝２０のタイヤ軸方向の長さＬ２は、好ましくは外側ショルダー陸部７Ａのタイヤ軸方向の幅Ｗ５の０．５５倍以上、より好ましくは０．６０倍以上であり、好ましくは０．７５倍以下、より好ましくは０．７０倍以下である。

外側ショルダーラグ溝２０のタイヤ軸方向に対する角度θ１は、例えば、０〜１５°である。望ましい態様として、前記角度θ１は、タイヤ軸方向内側に向かって漸増している。このような外側ショルダーラグ溝２０は、その内端付近での偏摩耗を抑制するのに役立つ。

外側ショルダーサイプ２１は、例えば、タイヤ周方向で隣り合う外側ショルダーラグ溝２０、２０の間に設けられている。

外側ショルダーサイプ２１は、例えば、外側ショルダー陸部７Ａ内に位置する内端２２及び外端２３を有するクローズドサイプである。このような外側ショルダーサイプ２１は、外側ショルダー陸部７Ａの接地時の打撃音を緩和し、ノイズ性能を高めるのに役立つ。

外側ショルダーサイプ２１の内端２２は、例えば、外側ショルダーラグ溝２０の内端２４よりもタイヤ軸方向内側に位置しているのが望ましい。このような外側ショルダーサイプ２１は、外側ショルダーラグ溝２０とショルダー主溝５との間の踏面の歪みを緩和し、その偏摩耗を抑制することができる。

図６には、内側ショルダー陸部７Ｂの拡大図が示されている。図６に示されるように、内側ショルダー陸部７Ｂには、内側ショルダーラグ溝２５と、内側ショルダーサイプ２６と、接続サイプ２７とが設けられている。

内側ショルダーラグ溝２５及び内側ショルダーサイプ２６は、例えば、外側ショルダーラグ溝２０及び外側ショルダーサイプ２１（図５に示す）と同様の構成を有している。

接続サイプ２７は、例えば、内側ショルダーラグ溝２５の内端２８からショルダー細溝１４までのびている。このような接続サイプ２７は、内側ショルダー陸部７Ｂの剛性を緩和し、乗り心地性を高めることができる。

接続サイプ２７は、例えば、内側ショルダーラグ溝２５を滑らかに延長した仮想延長線に沿ってのびている。このような接続サイプ２７は、内側ショルダーラグ溝２５の内端２８付近の偏摩耗を抑制するのに役立つ。

接続サイプ２７のタイヤ軸方向の長さＬ３は、好ましくは内側ショルダー陸部７Ｂのタイヤ軸方向の幅Ｗ６の０．３倍以上、より好ましくは０．３５倍以上であり、好ましくは０．４５倍以下、より好ましくは０．４倍以下である。このような接続サイプ２７は、操縦安定性と乗り心地性とをバランス良く高める。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施されうる。

図１の基本パターンを有するサイズ１８５／６０Ｒ１５の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。比較例１として、図７に示されるように、細溝が設けられておらず、その他の構成は共通する空気入りタイヤが試作された。各テストタイヤのノイズ性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１５×５．５Ｊ
タイヤ内圧：２３０kPa

＜ノイズ性能＞
ドラム試験機上でテストタイヤを６０km/hで走行させたときのノイズが測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程、ノイズ性能が優れていることを示す。
テスト結果が表１に示される。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、優れたノイズ性能を発揮していることが確認できた。

２トレッド部
３主溝
１０細溝
１１小幅リブ

Claims

トレッド部を具えた空気入りタイヤであって、
前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、前記主溝の少なくとも一方側に隣接して設けられかつ前記主溝よりも小さい溝幅でタイヤ周方向に連続してのびる細溝と、前記主溝と前記細溝との間の小幅リブとが設けられ、
前記主溝は、最もトレッド接地端側に設けられたショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側に設けられたセンター主溝とを含み、
前記小幅リブのタイヤ軸方向の幅は、１．０〜２．０mmであり、
前記細溝の溝深さは、タイヤ周方向に変化し、
前記細溝は、前記ショルダー主溝の一方側のみに設けられたショルダー細溝と、前記センター主溝の両方の側に設けられたセンター細溝とを含むことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記細溝の溝幅は、０．５〜２．０mmである請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記細溝は、前記主溝の両側に設けられている請求項１又は２記載の空気入りタイヤ
前記細溝の溝深さは、前記主溝の溝深さの０．５〜１．０倍である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記細溝の溝深さは、タイヤ周方向に増減を繰り返す請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記細溝の溝底は、タイヤ周方向に正弦波状、台形波状、又は、矩形波状に変化している請求項５記載の空気入りタイヤ。
前記細溝の溝底は、タイヤ周方向に１ピッチ長さ及び振幅量がランダムに変化している請求項５記載の空気入りタイヤ。
前記センター主溝と前記ショルダー主溝との間のミドル陸部は、前記センター主溝側でタイヤ周方向に連続してのびるプレーン部を含む請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。