(57)【要約】【課題】クロス溝を含むトレッドパターンを持つ空気入りタイヤにおいて、騒音性能に優れたものを提供する。【解決手段】トレッド部に、Ｘ字状に交差する溝であってタイヤ幅方向線Ｌｗに関して対称に交差するクロス溝１２を備え、該クロス溝の交差点Ａを通るタイヤ周方向線Ｌｃとタイヤ接地形状線Ｓとの交差点をＢとし、交差点Ａを通るタイヤ幅方向線Ｌｗを挟む側のクロス溝の交差角度をθα、交差点Ｂを通るタイヤ周方向線Ｌｃと交差点Ｂにおけるタイヤ接地形状線Ｓの接線Ｔとのなす角度をθβとしたとき、クロス溝は次の条件を満足する。  １）θβ＜４５°の場合：θα＜−２．５×θβ＋１６２．５°  ２）４５°≦θβ＜６０°の場合：θα＞−１．２×θβ＋１７９°  ３）６０°≦θβ≦９０°の場合：θα＞１０５°【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのトレッド部に、Ｘ字状に交差する溝であってタイヤ幅方向線（Ｌｗ）に関して対称に交差するクロス溝を備え、該クロス溝の交差点Ａを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）とタイヤ接地形状線（Ｓ）との交差点を交差点Ｂとし、前記交差点Ａを通るタイヤ幅方向線（Ｌｗ）を挟む側の前記クロス溝の交差角度をθα、前記交差点Ｂを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）と前記交差点Ｂにおけるタイヤ接地形状線（Ｓ）の接線（Ｔ）とのなす角度をθβとして、前記クロス溝が、６０°≦θβ≦９０°、かつ、θα＞１０５°を満足するように設けられたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
タイヤのトレッド部に、Ｘ字状に交差する溝であってタイヤ幅方向線（Ｌｗ）に関して対称に交差するクロス溝を備え、該クロス溝の交差点Ａを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）とタイヤ接地形状線（Ｓ）との交差点を交差点Ｂとし、前記交差点Ａを通るタイヤ幅方向線（Ｌｗ）を挟む側の前記クロス溝の交差角度をθα、前記交差点Ｂを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）と前記交差点Ｂにおけるタイヤ接地形状線（Ｓ）の接線（Ｔ）とのなす角度をθβとして、前記クロス溝が、下記領域１）〜３）の少なくとも１の領域に設けられ、かつ、設けられた領域に応じて規定された下記式を満足する交差角度θαを持つことを特徴とする空気入りタイヤ。
１）θβ＜４５°の領域：θα＜−２．５×θβ＋１６２．５°
２）４５°≦θβ＜６０°の領域：θα＞−１．２×θβ＋１７９°
３）６０°≦θβ≦９０°の領域：θα＞１０５°
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、騒音性能に優れたトレッドパターンを持つ空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの走行時に発生する騒音の原因としては、ポンピング音、パターン加振音等、いわゆるパターンノイズが知られている。ポンピング音は、パターンの溝が接地部分に踏み込んだ時にエアーを圧縮し、接地部分から離れる時にエアーを放出することにより発生する音であり、パターン加振音は、トレッドパターンが接地するときに路面に衝突し、そのときの衝撃力によってタイヤが振動することにより発生する音である。
【０００３】
上記のパターンノイズのうち特にパターン加振音には、タイヤのピッチ数と回転数とで決まる周波数成分（１次成分）が顕著に表れる。ここで、タイヤのピッチとは、トレッドパターンを構成するタイヤ周方向の繰り返し模様の最小単位である。
【０００４】
従来、かかるパターン加振音を改良するために、タイヤパターンピッチ個数の増加によって個々のパターンブロック剛性を低下させたり、ボイド比（陸部と海部とからなるトレッドパターンにおける海部の比率）の低下によってタイヤ転動時のトレッド剛性の変動を均一化させることにより、トレッドパターンの路面との接触における衝撃力を低減することがなされている。また、トレッドパターンの個々のピッチ長さを変更するピッチ配列の採用によってパターン加振音の周波数を分散させたり、時間軸における発生音の音色を改善する手法が用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、タイヤの騒音性能を向上させる場合、排水性を犠牲にしないこと、すなわち、排水性と騒音性能の両立が求められ、そのための提案が種々なされている。例えば、下記特許文献２には、複数の主溝によってトレッド部をタイヤ周方向に連なる複数の陸部に区画した上で、該トレッド部にその一端から他端へ連続または断続してＳ字状に延びるサイプを設けるとともに、ラグ溝をサイプ上で及びサイプと交差する向きに延びるよう設けたものが提案されている。また、下記特許文献３には、トレッド部の中央部からＶ字状に拡開する左右の主ラグ溝を設けるとともに、これに交差する左右の補助ラグ溝を設けて、これら主ラグ溝と補助ラグ溝により多数のブロックを区画形成したものが提案されている。また、下記特許文献４には、トレッド部の中央域に主縦溝を設け、中間域とショルダー域に縦溝を設けることなく横溝を設け、中間域において傾斜させた横溝にサイプを交差させて設けたものが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１３６９１４号公報
【特許文献２】特開平６−５５９１３号公報
【特許文献３】特開平９−２０７５２２号公報
【特許文献４】特開平９−２４０２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の手法にもかかわらず、意匠上の制約や他のタイヤ要求特性において、タイヤピッチ個数の増加やピッチ長さのバリアブル性に富んだピッチ配列の採用が困難なトレッドパターン構成においては、パターン加振音の低減が容易ではない。
【０００７】
例えば、現在、斬新なデザインで見栄えの向上を図るため、Ｘ字状に交差する溝であってタイヤ幅方向線に関して対称なクロス溝をトレッド部に形成した空気入りタイヤの開発がなされている。かかるクロス溝は、図５に一例を示すように、タイヤパターン上に位置する２本の溝１，２がＸ字状に交差する構成において、タイヤ周方向を０°としたとき、その交差点Ａを通過するような９０°線であるタイヤ幅方向線Ｌｗに対する各溝１，２の相対角度をθ１、θ２、θ３、θ４としたとき、θ１＝θ２＝θ３＝θ４となるような構成を持つものである。従来、溝とサイプをこのようなＸ字状に交差させるトレッドパターンは公知であるが（例えば、上記特許文献４参照）、溝同士を対称なＸ字状に交差させたトレッドパターンは知られていない。このようなクロス溝を採用するパターン構成では、１ピッチのタイヤ周方向長さが大きくなるため、ピッチ個数やピッチ配列の設定において制約が生じる。
【０００８】
本発明は、このような新規なクロス溝を含むトレッドパターンを持つ空気入りタイヤにおいて、騒音性能に優れたものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、クロス溝の交差角度を特定の範囲に限定することにより、上記課題を解決して騒音を低減できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の請求項１に係る空気入りタイヤは、タイヤのトレッド部に、Ｘ字状に交差する溝であってタイヤ幅方向線（Ｌｗ）に関して対称に交差するクロス溝を備え、該クロス溝の交差点Ａを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）とタイヤ接地形状線（Ｓ）との交差点を交差点Ｂとし、前記交差点Ａを通るタイヤ幅方向線（Ｌｗ）を挟む側の前記クロス溝の交差角度をθα、前記交差点Ｂを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）と前記交差点Ｂにおけるタイヤ接地形状線（Ｓ）の接線（Ｔ）とのなす角度をθβとして、前記クロス溝が、６０°≦θβ≦９０°、かつ、θα＞１０５°を満足するように設けられたものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る空気入りタイヤは、タイヤのトレッド部に、Ｘ字状に交差する溝であってタイヤ幅方向線（Ｌｗ）に関して対称に交差するクロス溝を備え、該クロス溝の交差点Ａを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）とタイヤ接地形状線（Ｓ）との交差点を交差点Ｂとし、前記交差点Ａを通るタイヤ幅方向線（Ｌｗ）を挟む側の前記クロス溝の交差角度をθα、前記交差点Ｂを通るタイヤ周方向線（Ｌｃ）と前記交差点Ｂにおけるタイヤ接地形状線（Ｓ）の接線（Ｔ）とのなす角度をθβとして、前記クロス溝が、下記領域１）〜３）の少なくとも１の領域に設けられ、かつ、設けられた領域に応じて規定された下記式を満足する交差角度θαを持つものである。  
１）θβ＜４５°の領域：θα＜−２．５×θβ＋１６２．５°
２）４５°≦θβ＜６０°の領域：θα＞−１．２×θβ＋１７９°
３）６０°≦θβ≦９０°の領域：θα＞１０５°
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クロス溝を含むトレッドパターンを持つ空気入りタイヤにおいて、パターン加振音を低減することができ、騒音性能に優れたものを提供することができる。また、パターン加振音を低減するために、クロス溝の配設位置に応じてその交差角度を所定範囲に設定するものであり、トレッドパターンにおける陸部と海部の比率であるボイド比は変える必要がないので、排水性を犠牲にせずに騒音低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンの一部を平面展開した図であり、図２は、その一部拡大図である。このタイヤは、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる周方向主溝１０を備える。主溝１０は、この実施形態では、トレッド部の幅方向中央部において２本が平行に設けられている。
【００１５】
トレッド部には、また、Ｘ字状に交差するクロス溝１２が設けられている。クロス溝１２は、上記２本の主溝１０の両側において各主溝１０に開口するように設けられており、タイヤ周方向に所定の間隔をおいて複数並設されている。クロス溝１２は、主溝１０からタイヤ幅方向外方に向けてタイヤ周方向に傾斜して延びる第１溝１４と、該第１溝１４と交差するように同一の主溝１０からタイヤ幅方向外方に向けて前記第１溝１４と逆方向に傾斜して延びる第２溝１６とからなり、これら第１溝１４と第２溝１６とがタイヤ幅方向線Ｌｗに関して対称な角度で交差することで構成されている。詳細には、クロス溝１２は、第１溝１４と第２溝１６の交差点Ａを通るタイヤ幅方向線Ｌｗに関して折り返し対称（即ち、線対称）に形成されている。なお、タイヤ幅方向線Ｌｗとは、タイヤの周方向（回転方向）を０°としたとき、当該周方向と９０°の角度をなすタイヤ幅方向に平行な線である。また、これらの溝１４，１６の溝幅は２ｍｍ以上であり、通常は２〜１５ｍｍである。
【００１６】
クロス溝１２は、より詳細には、交差点Ａを通るタイヤ幅方向線Ｌｗに対する各溝１４，１６の角度を、図２に示すようにθ１，θ２，θ３，θ４としたとき、θ１＝θ２＝θ３＝θ４となるように構成されている。ここで、θ１〜θ４は必ずしも完全に同一でなくても、ほぼ同一であればよく、例えば±５°程度以内の違いであれば、同一であるとみなされる。また、本発明において溝の角度は、溝１４，１６の幅方向中心線のなす角度により定義される。
【００１７】
上記第１溝１４及び第２溝１６は、この実施形態では、溝幅が一定ではなく、先端に行くほど徐々に溝幅が狭く形成されている。また、クロス溝１２は、トレッド部のショルダー領域においてタイヤ幅方向外方に向けて屈曲形成されている。すなわち、第１溝１４と第２溝１６は上記のようにＸ字状に交差した後に屈曲することでタイヤ幅方向に向けて略平行に延びる横溝部１４ａ，１６ａを備え、これら横溝部１４ａ，１６ａは、より詳細には、先端ほど両者の間隙が互いにやや近づくように内向きに傾斜している。このようにクロス溝１２は、上記Ｘ字状の交差部分を有していればよく、その両側では種々の溝形状を採用することができる。なお、本実施形態では、主溝１０の両側にクロス溝１２を設けているが、片側のみにクロス溝１２を設け、もう片側には周方向溝のみを設けることもできる。
【００１８】
図１に示すように、トレッド部には、またサイプ１８が設けられている。ここで、サイプ１８は幅が１．８ｍｍ以下の切込みのことをいい、クロス溝１２を構成する溝とは明確に区別されるものである。上記サイプ１８は、トレッド部のショルダー領域において、タイヤ幅方向外方に向けてタイヤ周方向の前後に拡開して延びるＶ字状に形成されており、タイヤ周方向において上記クロス溝１２と互い違いに設けられている。
【００１９】
上記のトレッドパターンを持つ空気入りタイヤにおいて、本実施形態では、排水性を損なうことなく、騒音性能を向上するために、上記クロス溝１２が次のように構成されている。すなわち、クロス溝１２の交差点Ａを通るタイヤ周方向線Ｌｃとタイヤ接地形状線Ｓとの交差点を交差点Ｂとし、前記交差点Ａを通るタイヤ幅方向線Ｌｗを挟む側の前記クロス溝１２の交差角度をθα、前記交差点Ｂを通るタイヤ周方向線Ｌｃと前記交差点Ｂにおけるタイヤ接地形状線Ｓの接線Ｔとの挟角をθβとして、クロス溝１２が次の条件を満足するように設けられている。
【００２０】
１）θβ＜４５°の場合、θα＜−２．５×θβ＋１６２．５°
２）４５°≦θβ＜６０°の場合、θα＞−１．２×θβ＋１７９°
３）６０°≦θβ≦９０°の場合、θα＞１０５°
【００２１】
ここで、タイヤ周方向線Ｌｃとは、タイヤ周方向に平行な線であり、タイヤ接地形状線Ｓとは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会規格）においてタイヤサイズに応じて規定された使用空気圧及び荷重を付与した条件下でのトレッド接地形状の外形線である。
【００２２】
上記条件は、特開２００３−１３６９１４号公報に記載の画像処理法を用いたトレッドパターンの面積変動算出手法を、上記クロス溝１２に適用して解析することにより得られたものであり、その詳細は次の通りである。
【００２３】
解析にはパソコンなどのコンピュータが用いられ、まず、トレッドパターンをＣＡＤで作成し、ＣＡＤのパターン図に基づいて、解析パターン図（図１参照）を作成し、この解析パターン図のメタファイルを作成した。次に、メタファイルによる画像の抜け落ち部分を修正し、接地部、非接地部、エッジ部の色分け処理を行った。図３は処理を行った結果の画像であり、黒く示されるのが接地部、白く示されるのが非接地部である。なお、図３では、タイヤ接地形状線Ｓを白抜きの点線で示しているが、実際の色分け処理後の画像にはこの線は存在しない。
【００２４】
次に、接地パターンを定義して入力した。接地パターンは、タイヤ接地形状線Ｓのうちの、タイヤが接地し始めるときの接地ライン（図３に符号ＳＬで示す）により定義される。この接地パターンをタイヤ周方向に沿って一周分走査させて、タイヤの接地面積の変動データを取得した。接地面積は、接地パターン上に存在する接地部の画素数をカウントすることで求められる。この接地面積の変動データに基づいて、これを周波数分析し、３６０〜５６０Ｈｚの周波数帯でのエネルギーレベルの総和を、そのトレッドパターンの変動レベルとして算出した。なお、タイヤの走行スピードは６０ｋｍ／ｈとした。
【００２５】
上記の変動レベルの算出を、上記θαとθβをそれぞれ１°ずつ変えながら、θα＝５０°〜１３０°、θβ＝２５°〜９０°の範囲で実施した。その結果を図４に示す。図４では、横軸にクロス溝の位置の指標となる角度θβを、縦軸にクロス溝の交差角度θαをとり、θαとθβで定められる各トレッドパターンの変動レベルをグレースケールで示した。上記変動レベルが低いほど騒音性能に優れているため、図４のグラフ上において、右上の領域と左下の領域が騒音性能に優れるθαとθβの組み合わせであることが判る。騒音性能に優れる市販の空気入りタイヤについても上記変動レベルの算出を行い、その算出結果と上記図４のグラフより、上記市販タイヤと同等以上の騒音性能を確保するためには、上記１）〜３）の条件を満足するようにクロス溝を設定すればよいことが判明した。
【００２６】
上記１）〜３）において、θαが取り得る範囲は、３０°以上１５０°以下であることが好ましい。θαがこの範囲を外れると、上記第１溝１４及び第２溝１６の溝幅にもよるが、クロス溝１２によって形成されるブロックの鋭角が鋭くなり、実用的でなくなる。
【００２７】
なお、図４のグラフから推測されるように、θβが４５°未満の領域で上記２）のθαの条件を満足しても騒音性能に優れ、また、θβが４５°以上の領域で上記１）のθαの条件を満足しても騒音性能に優れたものとなるが、上記したθαの上限と下限を考慮すれば、上記のように、θβが４５°未満の領域では上記１）のθαの条件を満足し、θβが４５°以上６０°未満の領域では上記２）のθαの条件を満足するように設計すべきである。
【００２８】
ところで、乗用車用ラジアルタイヤ、特に偏平率が小さい（例えば５５％以下のタイヤ）では、図１に示す接地形状線Ｓからも明らかなように、接地幅のほとんどの範囲でθβは６０°以上となる。そのため、クロス溝１２は、特に、クロス溝１２が６０°≦θβ≦９０°の領域３）に交差点Ａを持つように配置され、かつ、その交差角度θαが１０５°より大きくなるように形成されること、即ち上記条件３）を満足するものであることが好適である。
【００２９】
クロス溝１２は、また、θβ＜４５°の領域１）のみに設けたり、４５°≦θβ＜６０°の領域２）のみに設けることもでき、それぞれ上記θαの各条件を満足するように形成すればよい。更には、これら領域１）〜３）のものを適宜に組み合わせてトレッドパターンを構成することもできる。
【実施例】
【００３０】
図１に示すトレッドパターンを基本として、交差点Ａのタイヤ幅方向中心線Ｃからの距離を変えることでθβを下記表１のように変更するとともに、θαを表１に示すとおりに設定して、その他は同じ構成を持つ実施例１〜３及び比較例１〜４の空気入りラジアルタイヤを作製した。タイヤサイズは２２５／４５Ｒ１７とした。
【００３１】
得られた各タイヤについて、排水性と騒音性を下記方法により測定した。
【００３２】
・排水性：各タイヤを２５００ｃｃの乗用車（セダン）に装着し、水深８ｍｍのウェット路面を走行させたときのハイドロプレーニング現象の有無を官能評価し、実施例１を１００とした指数で評価した。数値が大きいほど排水性に優れることを意味する。
【００３３】
・騒音性：タイヤ単体での台上騒音試験（６０ｋｍ／ｈ、実車相当荷重４２０ｋｇｆ、空気圧２２０ｋＰａ）を行い、ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８１に準拠して、タイヤ中心より距離１ｍの地点に高さ０．２５ｍで設置したマイクロホンを用いて騒音レベルを測定した。
【表１】
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【００３４】
結果は表１に示す通りであり、本発明に係る実施例１〜３のタイヤであると、排水性を実質的に損なうことなく、騒音を低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す一部展開図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】トレッドパターン画像を示す図である。
【図４】トレッドパターンの面積変動算出手法を用いた解析結果を示すグラフである。
【図５】（ａ）はクロス溝の１構成例を示すトレッドパターンの概略図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…主溝、１２…クロス溝、１４…第１溝、１６…第２溝、１８…サイプ、Ｌｗ…タイヤ幅方向線、Ｌｃ…タイヤ周方向線、Ｓ…タイヤ接地形状線、Ｔ…接線、θα…クロス溝の交差角度、θβ…交差点Ｂでのタイヤ周方向線Ｌｃと接線Ｔとのなす角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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