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JP5620940B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、ノイズ性能を、他の性能を低下させることなく向上させた空気入りタイヤに関する。
ノイズ性能とマッド性能とを両立させた空気入りタイヤとして、特許文献1に記載のものが知られている。このタイヤは、図5に示すように、最もトレッド接地端Te側に位置するショルダー周方向主溝aと、該ショルダー周方向主溝aからトレッド接地端Teに向けてのびるショルダー横溝bと、前記ショルダー周方向主溝aからタイヤ赤道面Co側にのびるミドル横溝cとを具える。
そして、ショルダー横溝bを、溝幅が広い第1のショルダ横溝bLと、この第1のショルダ横溝bLとは交互に配される溝幅が狭い第2のショルダ横溝bSとにより形成するとともに、第1、第2のショルダ横溝bL、bSのショルダー周方向主溝aとの連通部における溝幅WLi、WSiの比WLi/WSiを、トレッド接地端Teにおける溝幅WLo、WSoの比WLo/WSoよりも小に設定している。
このタイヤでは、溝幅が異なる第1、第2のショルダー横溝bL、bSが交互に配されることで、ピッチノイズが重畳するのが妨げられ、ホワイトノイズ化しうる。又、マッド性能への寄与が大きいトレッド接地端Te側では、第1のショルダ横溝bLの溝幅WLoを、第2のショルダ横溝bSの溝幅WSoに比してより大きく確保することで、マッド性能を高めている。又、ノイズ性能への寄与が大きい連通部側では、第1のショルダ横溝bLの溝幅WLiを、第2のショルダ横溝bSの溝幅WSiに近づけて溝容積を減じることで、ノイズ性能さらに高めている。そしてこれにより、一種類のショルダー横溝を配したタイヤに比して、ショルダー横溝b全体の溝容積を同じとしながらも、ノイズ性能とマッド性能とを向上することができる。
しかしながら近年のタイヤの高性能化の要求に伴い、ノイズ性能においてさらなる改善が望まれている。
特開2004−58839号公報
そこで本発明は、ショルダー横溝及びミドル横溝の傾斜角度を所定範囲に規制し、かつショルダー横溝のピッチ数をミドル横溝のピッチ数より大に設定することを基本として、ノイズ性能を、他の性能(例えばウエット性能やマッド性能など)を低下させることなく向上させた空気入りタイヤを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本願請求項1の発明は、トレッド面に、最もトレッド接地端側に位置するショルダー周方向主溝を含む周方向主溝と、前記ショルダー周方向主溝からトレッド接地端に向けてのびるショルダー横溝と、前記ショルダー周方向主溝からタイヤ赤道面側にのびるミドル横溝とを具えた空気入りタイヤであって、
前記ショルダー周方向主溝は、タイヤ軸方向内側の内側点とタイヤ軸方向外側の外側点とを交互に通りながら周方向にジグザグ状にのびるジグザグ溝からなり、
前記ミドル横溝は、前記内側点から、タイヤ軸方向線に対して50〜75度の角度θmで周方向一方側に傾斜してのびるとともに、
前記ショルダー横溝は、タイヤ軸方向線に対して10〜25度の角度θsで前記ミドル横溝と同傾斜方向に傾斜してのび、
しかも前記ショルダー横溝のピッチ数nsは、ミドル横溝のピッチ数nmより大としたことを特徴としている。
また請求項2では、前記ショルダー横溝のピッチ数nsとミドル横溝のピッチ数nmとの比が3:2であることを特徴としている。
また請求項3では、前記ショルダー横溝は、溝幅が大な第1のショルダー横溝と、溝幅が小な第2のショルダー横溝とからなり、第2のショルダー横溝の2本ごとに、1本の第1のショルダー横溝が配されることを特徴としている。
また請求項4では、前記ショルダー周方向主溝は、前記外側点と、この外側点に周方向両側で隣り合う2つの内側点のうちの近い側の内側点との間の周方向の距離Laが、前記周方向両側で隣り合う2つの内側点間の周方向の距離L0の0.1〜0.3倍であることを特徴としている。また、請求項5では、前記ショルダー周方向主溝は、前記外側点から周方向一方側で隣り合う前記内側点までのびる一方の傾斜部と、周方向他方側で隣り合う前記内側点までのびる他方の傾斜部とからなるジグザグエレメントを1ピッチとして形成され、前記一方の傾斜部は円弧状であり、前記他方の傾斜部は直線状であることを特徴としている。また、請求項6では、前記周方向主溝は、前記ショルダー周方向主溝のタイヤ軸方向内側かつタイヤ赤道の両外側に配される一対のクラウン周方向主溝を含み、前記ショルダー周方向主溝と前記クラウン周方向主溝との間のミドル陸部には、その幅方向の略中央を通って周方向にのびる周方向副溝が配され、前記周方向副溝は、前記ショルダー周方向主溝及び前記クラウン周方向主溝よりも溝幅が小であることを特徴としている。また、請求項7では、前記周方向主溝は、前記ショルダー周方向主溝のタイヤ軸方向内側かつタイヤ赤道の両外側に配される一対のクラウン周方向主溝を含み、前記クラウン周方向主溝の溝壁面と前記トレッド面とが交わる稜線からなる溝上縁、及び、前記クラウン周方向主溝の溝底面は、ジグザグ状であり、前記溝上縁と前記溝底面とは、ジグザグの振幅、ピッチ、位相の少なくとも一つが相違していることを特徴としている。
なおトレッド接地端とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地する接地面のタイヤ軸方向最外端の位置を意味する。
又前記「正規リム」とは、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" 、或いはETRTOであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記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"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には180kPaとする。又前記「正規荷重」とは、前記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。
本発明は叙上の如く、ジグザグ状のショルダー周方向主溝からトレッド接地端側にのびるショルダー横溝において、その傾斜角度θsを10〜25度としている。これにより、タイヤ回転時、このショルダー横溝を徐々に接地させることができ、このショルダー横溝に起因するピッチ音を低減できる。同様に、ショルダー周方向主溝からタイヤ赤道面側にのびるミドル横溝において、その傾斜角度θmを50〜75度とすることで、このミドル横溝を徐々に接地させることができ、このミドル横溝に起因するピッチ音を低減できる。
しかも、前記ショルダー横溝のピッチ数と、ミドル横溝のピッチ数とを相違させている。そのためショルダー横溝とミドル横溝とが位置ずれし、前記ショルダー横溝が路面をたたくタイミングと、ミドル横溝が路面をたたくタイミングとがずれて分散される。しかもピッチ数自体の相違により、ショルダー横溝によるピッチ音と、ミドル横溝によるピッチ音とで周波数を相違させることができる。そしてこれらの相乗効果により、ピッチ音にピークが生じるのを効果的に抑制でき、ノイズ性能を向上しうる。
又前記ミドル横溝では、その傾斜角度θmが50〜75度と大であり、かつショルダー横溝と同傾斜方向としているため、ミドル横溝のピッチ数を小としたことに起因する排水性の低下を抑えることができ、ウエット性能を高レベルで確保することができる。
本発明の空気入りタイヤの一実施例を示すトレッドパターンの展開図である。 ショルダー周方向主溝を拡大して示す展開図である。 クラウン周方向主溝を拡大して示す展開図である。 トレッド面の接地面形状を示す平面図である。 従来タイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1において、本実施形態の空気入りタイヤ1は、トレッド面2に、最もトレッド接地端Te側に位置するショルダー周方向主溝3sを含む周方向主溝3と、前記ショルダー周方向主溝3sからトレッド接地端Teに向けてのびるショルダー横溝4と、前記ショルダー周方向主溝3sからタイヤ赤道面Co側にのびるミドル横溝5とを具える。
本例では、前記周方向主溝3が、前記ショルダー周方向主溝3sと、その内側かつタイヤ赤道面Coの両外側に配されるクラウン周方向主溝3cとからなる場合が示される。これにより本例のトレッド面2は、前記ショルダー周方向主溝3sとトレッド接地端Teとの間のショルダー陸部6s、ショルダー周方向主溝3Sとクラウン周方向主溝3cとの間のミドル陸部6m、及びクラウン周方向主溝3c、3c間のクラウン陸部6cの合計5本の陸部に区分される。
なお前記クラウン周方向主溝3cを1本として、例えばタイヤ赤道面Co上に形成することもでき、かかる場合、前記トレッド面2は、ショルダー陸部6sとミドル陸部6mとの合計4本の陸部に区分される。
前記ショルダー周方向主溝3sは、図2に示すように、タイヤ軸方向内側の内側点7とタイヤ軸方向外側の外側点8とを交互に通りながら周方向にジグザグ状にのびるジグザグ溝として形成される。即ち、前記ショルダー周方向主溝3sは、外側点8から、周方向一方側で隣り合う内側点7までのびる傾斜部9aと、周方向他方側で隣り合う内側点7までのびる傾斜部9bとからなるジグザグエレメント9を1ピッチとして形成される。各前記傾斜部9a、9bとしては、直線状であっても良く又その一部又は全部を曲線状に形成することもできる。本例では、一方の傾斜部9aを円弧状に、又他方の傾斜部9bを直線状に形成したものが示される。
又前記ショルダー周方向主溝3sは、本例では、前記外側点8が、周方向両側で隣り合う2つの内側点7のうちの一方の内側点7側に偏って配されている。特に、前記外側点8と、この外側点8に周方向両側で隣り合う2つの内側点7のうちの近い側の内側点7との間の周方向の距離Laを、前記2つの内側点7、7間の周方向の距離L0の0.1〜0.3倍に設定するのが好ましい。このようにショルダー周方向主溝3sをジグザグ溝とすることで、気柱共鳴の発生を抑制できる。又外側点8が一方の内側点7側に偏ることで、各前記傾斜部9a、9bに起因するピッチ音を分散でき、ノイズ性能に有利となる。前記距離Laが距離L0の0.3倍を超えると、前記ピッチ音の分散効果が発揮されにくくなり、逆に0.1倍を下回ると、内側点7及び外側点8においてジグザグコーナQ7、Q8が急角度となって排水性を低下させるとともに、偏摩耗を誘発する傾向を招く。
次に、前記ショルダー横溝4は、前記ショルダー周方向主溝3sからトレッド接地端Teに向かってタイヤ周方向一方側に傾斜してのびる。このとき、ショルダー横溝4のタイヤ軸方向線に対する角度θsは、10〜25度の範囲である。本例のショルダー横溝4は、トレッド接地端Teを超えてタイヤ軸方向外側にのび、これにより前記ショルダー陸部6sをブロック列に形成している。
又前記ショルダー横溝4は、本例では、溝幅が大な第1のショルダー横溝4Aと、溝幅が小な第2のショルダー横溝4Bとからなり、第2のショルダー横溝4Bの2本ごとに、1本の第1のショルダー横溝4Aが配される。
このうち、前記第1のショルダー横溝4Aは、本例ではタイヤ軸方向外側の幅広部10aと、タイヤ軸方向内側の幅狭部10bと、その間を継ぐ溝幅変化部10cとから形成される。前記幅広部10aの溝幅W10aは、特に規制されないが、前記幅狭部10bの溝幅W10bの1.2倍以上が好ましい。又前記第2のショルダー横溝4Bも同様に、タイヤ軸方向外側の幅広部11aと、タイヤ軸方向内側の幅狭部11bと、その間を継ぐ溝幅変化部11cとから形成される。この幅広部11aの溝幅W11aも特に規制されないが、前記幅狭部11bの溝幅W10bの1.2倍以上が好ましい。又前記第1のショルダー横溝4Aの幅狭部10bを、第2のショルダー横溝4Bの幅広部11aよりも幅広に設定するのがさらに好ましい。
このように本例のショルダー横溝4では、溝幅が異なる2種類のショルダー横溝4A、4Bによって構成されているため、ショルダー横溝4からのピッチ音を分散できる。しかもマッド性能への寄与が大きいトレッド接地端Te側では、幅広部10a、11aとして溝幅を大きく確保することでマッド性能を高めている。又ノイズ性能への寄与が大きいタイヤ赤道面Co側では、幅狭部10b、11bとして溝幅を減じることで、ノイズ性能高めている。即ち、溝幅一定かつ同溝面積のショルダー横溝に比して、ノイズ性能及びマッド性能を向上することができる。
次に、前記ミドル横溝5は、前記ショルダー周方向主溝3sの各内側点7から、タイヤ軸方向線に対して50〜75度の角度θmで、前記ショルダー横溝4と同傾斜方向にのびる。
本例では、前記ミドル陸部6mには、その幅方向の略中央を通って周方向にのびる周方向副溝15が配され、これにより前記ミドル陸部6mをタイヤ軸方向内外のミドル陸部領域6mi、6moに区分している。この周方向副溝15は、前記ショルダー周方向主溝3s及びクラウン周方向主溝3cよりも溝幅が小な幅狭のジグザグ溝であって、前記ショルダー周方向主溝3sと等しいジグザグピッチ数で形成される。
そして本例の前記ミドル横溝5は、前記外のミドル陸部領域6moを横切り、これにより前記外のミドル陸部領域6moをブロック列に形成している。
ここで、前記ミドル横溝5は、前記ショルダー周方向主溝3sの各内側点7からのびることにより、そのピッチ数nmは、前記ショルダー周方向主溝3sのジグザグピッチ数と等しくなる。これに対して、ショルダー横溝4のピッチ数nsは、前記ミドル横溝のピッチ数nmよりも大に設定されている。従って、ショルダー横溝4とミドル横溝5とは必然的に周方向に位置ずれし、その結果、前記ショルダー横溝4が路面をたたくタイミングと、ミドル横溝5が路面をたたくタイミングとが分散される。しかも、ショルダー横溝4とミドル横溝5とは、ピッチ数自体が相違するため、ショルダー横溝4によるピッチ音と、ミドル横溝5によるピッチ音とで周波数を相違させることができる。そしてこれらの相乗効果により、ピッチ音にピークが生じるのを効果的に抑制でき、ノイズ性能を向上させることができる。
なおショルダー横溝4のピッチ数nsとミドル横溝5のピッチ数nmとの比は、3:2、が好ましい。即ち、前記ピッチ数ns、nmの商N(=ns/nm)は、3/2が好ましい。もし前記商Nが整数の場合、ミドル横溝5のピッチ音の整数倍の周波数にてピーク音が発生し、前記効果が充分発揮されなくなる。しかも前記商Nが2.0以上の場合、前記外のミドル陸部領域6moとショルダー陸部6sとの間で、周方向のパターン剛性差が大きくなってしまい、耐偏摩耗性や操縦安定性に悪影響を招く。なお前記商Nとして、4/3、5/3、5/4、7/4等も好適ではあるが、この場合、ミドル横溝5のピッチ数nmが、3の倍数、4倍数に限定されるためタイヤの設計自由度が大きく規制されるという不利があり、又通常バリアブルピッチの最小、最大ピッチの商が1.6程度であることから3/2が最も好ましく採用しうる。
又ミドル横溝5の角度θmを前記50〜75度の範囲、及びショルダー横溝4の角度θsを前記10〜25度の範囲に規制することで、タイヤ回転時、このミドル横溝5及びショルダー横溝6を徐々に接地させることができ、このミドル横溝5及びショルダー横溝6に起因するピッチ音を低減することができる。これは、角度θm、θsを前記範囲に規制することで、図4にトレッド面2の接地面形状F(フットプリント)を示すように、前記接地面形状Fの周方向の接地縁Yのうちの、ミドル陸部領域6moにおける接地縁部Ymoのタイヤ軸方向線となす角度αmと前記角度θmとを相違させることができ、又ショルダー陸部6sにおける接地縁部Ysのタイヤ軸方向線となす角αsと前記角度θsとを相違させることができる。これによってミドル横溝5及びショルダー横溝6を徐々に接地させることが可能となる。
次に、本例のミドル陸部6mでは、図3に示すように、前記内のミドル陸部領域6miにも、該内のミドル陸部領域6miをブロック列に形成する内のミドル横溝16が配される。この内のミドル横溝16は、本例では前記ミドル横溝5と略同構成であり、前記周方向副溝15の内側点17からタイヤ軸方向線に対して50〜75度の角度θmiで前記ミドル横溝5と同方向に傾斜している。
又前記クラウン周方向主溝3cは、ジグザグ溝であって前記ショルダー周方向主溝3sと等しいジグザグピッチ数で形成される。本例のクラウン周方向主溝3cは、最も排水性が要求されるタイヤ赤道面Co側での排水性を高めてウエット性能を向上させるために、前記ショルダー周方向主溝3sよりも幅広に設定される。特にウエット性能を高めるために、本例では、ジグザグの振幅WJをショルダー周方向主溝3sの振幅よりも小に設定している。本例のクラウン周方向主溝3cは、ジグザグの振幅WJを小に設定したこと、及び幅広に設定したことによるノイズ性能の低下を抑えるため、溝上縁3cE(溝壁面がトレッド面2と交わる稜線)がなすジグザグと溝底面3cBがなすジグザグとを相違させて、気柱共鳴の発生抑制が図られている。なお「ジグザグが相違する」とは、ジグザグの振幅、ピッチ、位相の少なくとも一つが相違することを意味し、本例では、ジグザグの振幅及び位相が溝上縁3cEと溝底面3cBとで相違させている。
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しうる。
図1の基本パターンを有するタイヤサイズが275/55R20のSUV用の空気入りラジアルタイヤを表1の仕様に基づいて試作するとともに、各仕様タイヤの、ノイズ性能とウエット性能とをテストし評価した。なおパターン以外のタイヤ内部構造等は共通とした。
又各タイヤにおいて、クラウン周方向主溝3c、及び周方向副溝15は、実質的に同一である。又ショルダー周方向主溝3sは、ジグザグにおける外側点8の変位量(La/L0)のみ相違し、その他の要素(ジグザグピッチ数、振幅、溝幅、溝深さ等)は同一としている。又各タイヤにおいて、ミドル横溝5は、その角度θmのみ相違し、その他の要素(傾斜方向、ピッチ数nm、溝幅、溝深さ等)は同一としている。又各タイヤにおいて、ショルダー横溝4は、その角度θs、ピッチ数ns、第1、第2のショルダー横溝4A、4Bの有無及びその本数比が相違し、ショルダー横溝4の溝面積の総和が各タイヤとも同一となるように、ピッチ数ns、第1、第2のショルダー横溝4A、4Bの有無及びその本数比などに応じて溝幅を調整している。
テスト方法は、次の通りである。
<ノイズ性能>
各供試タイヤをリム(20×9J)、内圧(200kPa)の条件にて、SUV車両(排量5600ccの4WD車)の全輪に装着するとともに、ドライアスファルトのタイヤテストコース(ノイズ評価路面)を走行した時の社内騒音を、ドライバーの官能により評価した。評価は、比較例1を100とする指数で表示し、数値が大きいほど良好である。
<ウエット性能>
上記の車両を用い、水深6mmのウエット路面を走行し、ハイドロプレーニングの発生限界速度を求め、比較例1を100とする指数で表示し、数値が大きいほど良好である。
Figure 0005620940
Figure 0005620940
表1に示すように、実施例のタイヤは、優れたウエット性能を確保しながらノイズ性能を向上させうるのが、確認できる。
1 空気入りタイヤ
2 トレッド面
3 周方向主溝
3s ショルダー周方向主溝
4 ショルダー横溝
4A 第1のショルダー横溝
4B 第2のショルダー横溝
5 ミドル横溝
7 内側点
8 外側点
Co タイヤ赤道面
Te トレッド接地端

Claims (7)

  1. トレッド面に、最もトレッド接地端側に位置するショルダー周方向主溝を含む周方向主溝と、前記ショルダー周方向主溝からトレッド接地端に向けてのびるショルダー横溝と、前記ショルダー周方向主溝からタイヤ赤道面側にのびるミドル横溝とを具えた空気入りタイヤであって、
    前記ショルダー周方向主溝は、タイヤ軸方向内側の内側点とタイヤ軸方向外側の外側点とを交互に通りながら周方向にジグザグ状にのびるジグザグ溝からなり、
    前記ミドル横溝は、前記内側点から、タイヤ軸方向線に対して50〜75度の角度θmで周方向一方側に傾斜してのびるとともに、
    前記ショルダー横溝は、タイヤ軸方向線に対して10〜25度の角度θsで前記ミドル横溝と同傾斜方向に傾斜してのび、
    しかも前記ショルダー横溝のピッチ数nsは、ミドル横溝のピッチ数nmより大としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記ショルダー横溝のピッチ数nsとミドル横溝のピッチ数nmとの比が3:2であることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記ショルダー横溝は、溝幅が大な第1のショルダー横溝と、溝幅が小な第2のショルダー横溝とからなり、第2のショルダー横溝の2本ごとに、1本の第1のショルダー横溝が配されることを特徴とする請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記ショルダー周方向主溝は、前記外側点と、この外側点に周方向両側で隣り合う2つの内側点のうちの近い側の内側点との間の周方向の距離Laが、前記周方向両側で隣り合う2つの内側点間の周方向の距離L0の0.1〜0.3倍であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記ショルダー周方向主溝は、前記外側点から周方向一方側で隣り合う前記内側点までのびる一方の傾斜部と、周方向他方側で隣り合う前記内側点までのびる他方の傾斜部とからなるジグザグエレメントを1ピッチとして形成され、
    前記一方の傾斜部は円弧状であり、前記他方の傾斜部は直線状である請求項1乃至4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記周方向主溝は、前記ショルダー周方向主溝のタイヤ軸方向内側かつタイヤ赤道の両外側に配される一対のクラウン周方向主溝を含み、
    前記ショルダー周方向主溝と前記クラウン周方向主溝との間のミドル陸部には、その幅方向の略中央を通って周方向にのびる周方向副溝が配され、
    前記周方向副溝は、前記ショルダー周方向主溝及び前記クラウン周方向主溝よりも溝幅が小である請求項1乃至5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記周方向主溝は、前記ショルダー周方向主溝のタイヤ軸方向内側かつタイヤ赤道の両外側に配される一対のクラウン周方向主溝を含み、
    前記クラウン周方向主溝の溝壁面と前記トレッド面とが交わる稜線からなる溝上縁、及び、前記クラウン周方向主溝の溝底面は、ジグザグ状であり、
    前記溝上縁と前記溝底面とは、ジグザグの振幅、ピッチ、位相の少なくとも一つが相違している請求項1乃至6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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