(57)【要約】【課題】パターンデザインの自由度が高く、偏摩耗の極力抑制された低騒音型の空気入りタイヤを提案する。【解決手段】タイヤの接地面にてトレッドの踏み込み端から蹴り出し端に至るまでの領域を通り抜けるとともに、タイヤの回転する向きに沿って伸延する少なくとも一本の周溝１と、この周溝１によって区画された複数列のリブ２とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記リブ２に、周溝１につながる開口端3ａを有する複数の分岐溝３を設ける。分岐溝３は、溝底が、周溝１側に位置する狭幅壁部３ｂと、この狭幅壁部３ｂにつながり分岐溝３の溝幅を急激に拡大する広幅壁部３ｃとにて構成し、トレッド表面における分岐溝３の開口形状を、開口端３ａから終端３ｄに向けて緩慢に変化する輪郭形状とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの接地面にてトレッドの踏み込み端から蹴り出し端に至るまでの領域を通り抜けるとともに、タイヤの回転する向きに沿って伸延する少なくとも一本の周溝と、この周溝によって区画された複数列のリブとを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記リブに、周溝につながる開口端を有する複数の分岐溝を設け、
該分岐溝は、溝底が、周溝側に位置する狭幅壁部と、この狭幅壁部につながり分岐溝の溝幅を急激に拡大する広幅壁部からなり、
トレッド表面における分岐溝の開口形状が、開口端から終端に向けて緩慢に変化する輪郭形状を有する、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ、なかでも乗用車用の空気入りタイヤに関するものであり、トレッド踏面の周方向に直線状もしくはジグザグ状に連続して延びる周溝によって発生するのが避けられない気柱共鳴音を、とくにショルダー部における局所的な摩耗を伴うことなしに有効に低減させる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
気柱共鳴音は、トレッド踏面の周方向に連続して延びる周溝と、トレッド踏面接地域内の路面とによって囲繞される管内の空気の共鳴によって発生する騒音であり、この気柱共鳴音の周波数は、一般的な乗用車では800〜1200Hz程度（開口端補正量を含む）に観測されることが多く、ピークの音圧レベルが高くて周波数帯域が広いことから、タイヤの発生騒音の大きな部分を占めることになっている。
【０００３】
また、人間の聴覚は、上記の周波数帯域（Ａ特性）においてとくに敏感であるので、フィーリング面での静粛性を向上させる上においても、気柱共鳴音の低減は有効である。
【０００４】
気柱共鳴音の低減は、周溝の容積を減じることが有効であり、通常はかかる手法を採用するのが一般的であったが、近年では、一端だけを周溝に開口し、他端が陸部内で終了する長い横溝を設けた所謂サイドブランチ式の共鳴器（共鳴部）を構成して、その周溝内での反共振を用いて気柱共鳴音を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、これとは別に、断面積が小さい細管（頸部）と断面積が大きい気室部を組み合わせてヘルムホルツ共鳴器（共鳴部）を構成し、これによって気柱共鳴音の共鳴周波数付近のエネルギーを吸収する技術も提案されている（例えば、特許文献2〜4参照）。
【特許文献１】国際公開０４／１０３７３７号パンフレット
【特許文献２】特開平５−３３８４１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１１８２０７号公報
【特許文献４】特開２００１−１９１７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、サイドブランチ式の共鳴器を適用するには、接地面内に長く延在する横溝が必要であり、該横溝を実質的に有効活用するのは難しく、ヘルムホルツ型の共鳴器では、該共鳴器が、頸部と気室部の２つの要素からなるためにリブ内における剛性の変化が大きく偏磨耗の問題が生じることがあるとともにトレッドパターンのデザインの自由度にも制約を受ける不具合があった。
【０００６】
本発明は、従来技術が抱える上記の如き問題を解決するためになされたものであり、その目的は、パターンデザインの自由度の拡大、偏磨耗性能の改善を図りつつも周溝によって発生するのが避けられなかった気柱共鳴騒音を効果的に低減するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、bタイヤの接地面にてトレッドの踏み込み端から蹴り出し端に至るまでの領域を通り抜けるとともに、タイヤの回転する向きに沿って伸延する少なくとも一本の周溝と、この周溝によって区画された複数列のリブとを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記リブに、周溝につながる開口端を有する複数の分岐溝を設け、
該分岐溝は、溝底が、周溝側に位置する狭幅壁部と、この狭幅壁部につながり分岐溝の溝幅を急激に拡大する広幅壁部からなり、
トレッド表面における分岐溝の開口形状が、開口端から終端に向けて緩慢に変化する輪郭形状を有することを特徴とする空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【０００８】
分岐溝の溝底を、周溝側に位置する狭幅壁部と、この狭幅壁部につながり分岐溝の溝幅を急激に拡大する広幅壁部にて構成し、トレッド表面における分岐溝の開口形状を、開口端から終端に向けて緩慢に変化する輪郭形状を持たせることにより、該分岐溝を実質的に共鳴部（共鳴器）として機能させつつもブロック剛性の急激な変化を抑制することが可能となり、気柱共鳴音を軽減、パターデザインの自由度の拡大、摩耗性能の改善を図り得る。
【０００９】
分岐溝の溝底とトレッド表面の開口周縁をつなぐ溝側壁は、開口周縁に近づくほど勾配が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態を要部について模式的に示したものであり、図中Ｓはかかるタイヤの接地面を示す（接地面とは、適用リムに装着したタイヤに規定の空気圧を充填して平板に垂直において規定の質量（最大負荷荷重）の８０％に対応する負荷をタイヤに作用させたときに該平板と接触することになるトレッドゴムの表面領域をいうものとする）。
【００１１】
図における１はトレッドの踏み込み端から蹴り出し端に到るまでの領域を通り抜けるとともに、タイヤの回転する向きに沿って伸延する、例えば直線状に連続して延びて全体として円環形状をなす周溝である。この周溝１は厳密な直線、僅かにうねったものであってもかまわない。
【００１２】
また、２は周溝１によって区画されたリブ（陸部）、３はリブ２に設けられたレの字型の例で示した分岐溝である。この分岐溝３はタイヤの周りに沿い間隔をおいて複数設けられており、周溝１につながる開口端３ａを有している。分岐溝３の溝底は、その要部を拡大して図２に示すように、周溝１側に位置する狭幅壁部３ｂと、この狭幅壁部３ｂにつながり分岐溝３の溝幅を急激に拡大する広幅壁部３ｃからなっており、トレッド表面における開口形状は、その外観斜視図を図３に示すように開口端３ａから終端３ｄに向けて緩慢に変化する輪郭形状を有している。
【００１３】
図４（ａ）〜（ｃ）に図２におけるＡ−Ａ′断面、Ｂ−Ｂ′断面、Ｃ−Ｃ′断面を示す。とくに、狭幅壁部３ｂと、広幅壁部３ｃとの境界領域では図４（ａ）のＡ−Ａ′断面からも明らかなように、溝側壁の少なくとも一方の勾配（傾斜の度合い）が開口周縁に近づくほど小さくなり、これにより分岐溝３に共鳴音の軽減機能を付与しながらもパターンデザインの自由度が拡大、偏摩耗性能の改善が可能となる。ここに、狭幅壁部３ｂと、広幅壁部３ｃとの境界領域ではその断面形状（断面積）が急激に変化するほうが共鳴音を軽減するのに有利である一方、溝底からトレッド表面に向けて滑らかに変化させていくほうが偏摩耗対策等に有利となる。境界領域において断面形状を変化させる手段としては溝側壁に勾配（溝の高さ方向）を付加すればよい。共鳴音の軽減機能を高める場合には勾配を付加する範囲を少なく（溝側壁が溝底面に対して直交している部分を多くする）し、パターンデザインの自由度の拡大を図ることを重視する場合には勾配の付加した部分（滑らかな部分）をより多くする。
【００１４】
上記の構成になる空気入りタイヤは、分岐溝３の溝底の平面形状は比較的急激に変化するものの、トレッド表面上の形状変化は緩やかであり（図２参照）、タイヤの接地面Ｓ内では路面との接触により開口端３ａのみが開放されるため、分岐溝３の共鳴周波数を周溝１の周波数の帯域に設定することにより、周溝１の一次共鳴エネルギーが、分岐溝３での空気の振動によって吸収される。
【００１５】
分岐溝３がもつ共鳴周波数は、特開２００７−２３７７５１号公報や特開２００７−２３７７５２号公報に開示されている計算機支援技術を適用することにより設定される。
【００１６】
図５は狭窄通路４とこの狭窄通路４につながる気室５からなり、陸部剛性の急激な変化を伴いがちなヘルムホルツ型共鳴器を模式的に示したものである。ヘルムホルツ型共鳴器を適用する場合の基本共鳴周波数ｆは、
ｆ＝（Ｃ／２π）・（Ｓ／ＬＶ）１／２
Ｃ：音速（ｍ／s）
Ｌ：頸部長さ（ｍ）
Ｓ：頸部断面積（ｍ２）
Ｖ：気室部体積（ｍ３）
によって設定される。
【００１７】
また、図６に示すようなサイドブランチ型共鳴器における基本共鳴周波数ｆは、
ｆ＝Ｃ／４Ｌ
Ｃ：音速（ｍ／ｓ）
Ｌ：溝の長さ（ｍ）
によって設定される。
【００１８】
さらに、図７に示すような、両端が開放された溝８あるいは両端が閉じられた溝９を共鳴器とする場合の共鳴周波数ｆｎは、
ｆｎ＝ｎＣ／２Ｌ
Ｃ：音速（ｍ／ｓ）
Ｌ：溝の長さ（ｍ）
ｎ：次数  １、２‥
によって設定される。ここに、上記の長さＬは必要に応じて開口端補正を行った値とする。
【００１９】
本発明においては、ショルダーのリブを除くリブにのみに分岐溝３を設けてもよい（ショルダーのリブには共鳴部を形成しない）。
【００２０】
分岐溝３の断面積は溝の深さを変更するか、溝幅を変更するか、あるいはそれらの組み合わせにより変更する。
【００２１】
また、分岐溝３は円環状をなす一本の周溝１に対して一個だけ設けることができるが、より好ましくは、適用リムに装着したタイヤに規定の空気圧を充填し、そのタイヤに規定の荷重の８０％に対応する負荷を作用させた状態で、タイヤの接地面内に常に一つ以上を存在させるのがよい。
【００２２】
ここに、「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空気圧をいい、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。
【００２３】
また、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によって決められたものであり、たとえば、アメリカ合衆国では、“Ｔｈｅ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ.のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、ＴＨＥ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。
【００２４】
図８は本発明にしたがう空気入りタイヤの他の実施の形態を模式的に示した図であり、図９は図８の要部を拡大して示した図である。本発明では、図示のようなへの字状の形状を呈する分岐溝３を適用することも可能であり、かかる分岐溝３についても溝底でその輪郭形状が急減に変化させる一方、トレッド表面では緩慢に変化させることで分岐溝３に共鳴音の軽減機能を付与しながらもパターンデザインの自由度が拡大、偏摩耗性能の改善が可能となる。図１０に分岐溝３の外観斜視図を示し、図１１（ａ）〜（ｃ）に図９のＡ−Ａ′断面、Ｂ−Ｂ′断面、Ｃ−Ｃ′断面をそれぞれ示す。
【実施例】
【００２５】
適合タイヤ１として、
Ａ−Ａ′における断面積が０．１９８ｃｍ２
Ｂ−Ｂ′における断面積が０．１３２ｃｍ２
Ｃ−Ｃ′における断面積が０．３８０ｃｍ２
深さ：８．０ｍｍ、      
作用周波数：１０６１Ｈｚ
になる分岐溝をタイヤの周りに６０個（タイヤ一周につき６０個という意味）設けた図１に示すような接地面を有する、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤ（リブ幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、溝幅８ｍｍ、深さ８ｍｍのストレートの周溝を４本有する）を製作した。
【００２６】
また、適合タイヤ２として
Ａ−Ａ′における断面積が０．２０７ｃｍ２
Ｂ−Ｂ′における断面積が０．１３２ｃｍ２
Ｃ−Ｃ′における断面積が０．３８０ｃｍ２
深さ：８．０ｍｍ、      
作用周波数：１０６１Ｈｚ
になる分岐溝を設けた図８に示すような接地面、形状を有する、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤ（リブ幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、溝幅８ｍｍ、深さ８ｍｍのストレートの周溝を４本有する）を製作した。
【００２７】
また、比較タイヤ１（通常パターン）として、
幅３．５ｍｍ、深さ８．０ｍｍになる横溝を有する図１２に示すような接地面を有する、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤ（リブ幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、溝幅８ｍｍ、深さ８ｍｍのストレートの周溝を４本有する）を製作し、さらに、比較タイヤ２として、
Ｂ−Ｂ′における断面積が０．１３２ｃｍ２
Ｃ−Ｃ′における断面積が０．３８０ｃｍ２
深さ：８．０ｍｍ、      
作用周波数：１０６１Ｈｚ
の分岐溝（不連続に断面形状が変化する溝）を設けた図１３に示すような接地面を有する、サイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤ（リブ幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、溝幅８ｍｍ、深さ８ｍｍのストレートの周溝を４本有する）をそれぞれ製作した。
【００２８】
上記適合タイヤ１、２、比較タイヤ１、２をそれぞれ６ＪＪのリムに装着し、空気圧を２１０ｋＰａとした状態で、室内ドラム試験機により、４ｋＮの荷重の作用下で８０ｋｍ／ｈの速度で負荷転動させ、このときの各タイヤの側方音をＪＡＳＯ Ｃ６０６に定める条件に従って測定し、１／３オクターブバンド中心周波数８００Ｈｚ−１０００Ｈｚ−１２５０Ｈｚ帯域のオーバオール値について評価した。
【００２９】
なお、この評価においては、図１２に示した比較タイヤ１を基準にして実車試験によるドライバーのフィーリング評価で２ｄＢ以上の音圧低下が認められた場合に効果ありと判断した。
【００３０】
その結果、適合タイヤ１、２、比較タイヤ２については１０００Ｈｚの周波数帯域で発生する騒音が、比較タイヤ１との対比で２．８ｄＢ程度低減されることが確認された。
【００３１】
また、上記適合タイヤ１、２、比較タイヤ１、２については、室内ドラム試験機（Ｓａｆｅｔｙ ｗａｌｋ表面）用いて、微低速（約２ｋｍ／ｈ）で走行させた場合におけるセカンドリブ内６点の摩耗エネルギーを測定し、最も摩耗エネルギーが大きい部分と小さい部分の比で摩耗性能を評価した。なお、値は指数で表示し、指数が大きいほど性能が良好（摩耗が小さい）であることを示す（比較タイヤ１を標準（１００）とした）。
【００３２】
その結果、適合タイヤ１は９５、適合タイヤ２は１０２であり、比較タイヤ２は８８であり本発明に従うタイヤは摩耗性能についても著しい改善効果があることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
トレッドパターンデザインの自由度の拡大、ショルダー部の局所的な摩耗の抑制が可能で、かつ気柱共鳴音を効果的に低減できる空気入りタイヤが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にしたがう空気入りタイヤのトレッドパターンを模式的に示した図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】図１の要部の外観斜視図である。
【図４】（ａ）は図２のＡ−Ａ′断面を示した図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ′断面を示した図であり、（ｃ）は図２のＣ−Ｃ′断面を示した図である。
【図５】ヘルムホルツ型共鳴器を模式的に示した図である。
【図６】サイドブランチ型共鳴器を模式的に示した図である。
【図７】両端自由及び両端固定の溝を示した図である。
【図８】本発明にしたがう空気入りタイヤの他のトレッドパターンを模式的に示した図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】図８の要部の外観斜視図である。
【図１１】（ａ）は図９のＡ−Ａ′断面を示した図であり、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ′断面を示した図であり、（ｃ）は図９のＣ−Ｃ′断面を示した図である。
【図１２】比較タイヤ１のトレッドパターンを示した図である。
【図１３】比較タイヤ２のトレッドパターンを示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  周溝
２  リブ
３  分岐溝
３ａ  開口端
３ｂ  狭幅壁部
３ｃ  広幅壁部
３ｄ  終端
４  狭窄通路
５  気室
６  溝
７  溝
８  溝
Ｓ  接地面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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