(57)【要約】【課題】排水性能を損なうことなく、車外騒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】周方向溝１２に開口してタイヤ幅方向外側に延在する複数本のショルダーラグ溝３３が形成された空気入りタイヤにおいて、ショルダーラグ溝３３の内面に毛状繊維４０を植毛し、この毛状繊維４０が植毛された領域Ａをショルダーラグ溝３３の周方向溝１２への開口端からトレッド部１の接地端Ｅまでの領域Ｂの幅方向の１／２以上を占めるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部のショルダー領域にタイヤ周方向に延びる周方向溝を有し、該周方向溝によってショルダー陸部が区画され、該ショルダー陸部に前記周方向溝に開口してタイヤ幅方向外側に延在する複数本のショルダーラグ溝が形成された空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダーラグ溝の内面に毛状繊維が植毛され、該毛状繊維が植毛された領域が前記ショルダーラグ溝の前記周方向溝への開口端から前記トレッド部の接地端までの領域の幅方向の１／２以上を占めることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数がショルダーラグ溝の全数の１／２以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記トレッド部が左右一対のショルダー陸部を有し、前記毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数が車両装着時に車両に対して内側になるショルダー陸部よりも車両装着時に車両に対して外側になるショルダー陸部において多いことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記毛状繊維の平均長さが溝深さの３０％〜１００％であり、且つ、前記毛状繊維の直径が２０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記毛状繊維の植毛密度が５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 ある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。
【請求項６】
前記毛状繊維が親水性繊維である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。
【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、更に詳しくは、排水性能を損なうことなく、車外騒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。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤでは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝を設けると共に、これら複数本の周方向溝によって区画された複数列の陸部に、タイヤ幅方向に延びるラグ溝を設けて、排水性能を向上することが行われている。特に、タイヤ幅方向外側のショルダー部に設けられた周方向溝に連通するショルダーラグ溝は、溝内の水を車両幅方向外側に排出することができるため、排水性能に大きく寄与している。
【０００３】
ところが、このようなショルダーラグ溝では、一方側の端部が周方向主溝に連通する一方で、他方側の車両外側に開放されているので、例えば周方向溝に起因して発生する騒音は、このショルダーラグ溝を通じて車両外側に放出されることになり、車外騒音の原因となっている。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に示すように、ショルダーラグ溝を周方向溝に対して非連通にすることで、周方向溝からショルダーラグ溝に騒音が伝達されないようにすることが提案されている。しかしながら、この構造では、周方向溝からショルダーラグ溝への音の伝達を遮るだけではなく、水の流れもなくなってしまうため、排水性能を維持することができないという問題がある。また、このような構造において排水性能を補うために、ショルダーラグ溝の周方向溝側の端部近傍にショルダーラグ溝と連通しながらタイヤ周方向に延びる細溝を設けたり、ショルダーラグ溝の周方向溝側の端部から周方向溝に向かって延びるサイプを設けることも考えられるが、このような細溝やサイプによって補われる排水性能は限定的であるため、排水性能と騒音性能とを高度に両立するための更なる対策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１‐０９３４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、排水性能を損なうことなく、車外騒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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部のショルダー領域にタイヤ周方向に延びる周方向溝を有し、該周方向溝によってショルダー陸部が区画され、該ショルダー陸部に前記周方向溝に開口してタイヤ幅方向外側に延在する複数本のショルダーラグ溝が形成された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダーラグ溝の内面に毛状繊維が植毛され、該毛状繊維が植毛された領域が前記ショルダーラグ溝の前記周方向溝への開口端から前記トレッド部の接地端までの領域の幅方向の１／２以上を占めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ショルダーラグ溝の内面に植毛された毛状繊維によってショルダーラグ溝を通じて車外に放出される音を遮ることができるので、従来のようにショルダーラグ溝の周方向溝側の端部を閉塞することなく、排水性能を維持したまま車外騒音を低減することができる。特に、毛状繊維が植毛された領域がショルダーラグ溝の前記周方向溝への開口端から前記トレッド部の接地端までの領域の幅方向の１／２以上を占めるので、毛状繊維によって充分な遮音効果を得ることができる。
【０００９】
本発明では、毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数がショルダーラグ溝の全数の１／２以上であることが好ましい。これにより、毛状繊維による充分な遮音効果を得ることができる。
【００１０】
本発明では、トレッド部が左右一対のショルダー陸部を有し、毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数が車両装着時に車両に対して内側になるショルダー陸部よりも車両装着時に車両に対して外側になるショルダー陸部において多いことが好ましい。このように車両装着時に車両に対して外側になる側に毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝を充分に配置することで、通過音が車両の外側に放射されることを効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明では、毛状繊維の平均長さが溝深さの３０％〜１００％であり、且つ、毛状繊維の直径が２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。このように毛状繊維の寸法を設定することで、毛状繊維の太さ及び長さ最適化して、排水性能を高度に保ちながら毛状繊維による遮音効果を充分に得ることが可能になる。
【００１２】
本発明では、毛状繊維の植毛密度が５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 あることが好ましい。このように毛状繊維の植毛密度を設定することで、毛状繊維を適度に植毛することができ、排水性能を高度に保ちながら毛状繊維による遮音効果を充分に得ることが可能になる。
【００１３】
本発明では、毛状繊維が親水性繊維であることが好ましい。これにより、毛状繊維により溝内の水の流れが阻害され難くなり、排水性能を高度に保つには有利になる。
【００１４】
尚、本発明において、接地端とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときのタイヤ軸方向の端部の位置である。「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”とする。「正規内圧」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、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  ＲＯＡＤ  ＬＩＭＩＴＳ  ＡＴ  ＶＡＲＩＯＵＳ  ＣＯＬＤ  ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には１８０ｋＰａとする。「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  ＲＯＡＤ  ＬＩＭＩＴＳ  ＡＴ  ＶＡＲＩＯＵＳ  ＣＯＬＤ  ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ  ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部を示す正面図である    。
【図３】本発明の実施形態からなるショルダーラグ溝を示す説明図である。
【図４】本発明の別の実施形態からなるショルダーラグ溝を示す説明図である。
【図５】毛状繊維の植毛密度の定義を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１に例示する空気入りタイヤＴにおいて、ＣＬはタイヤ赤道、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。
【００１８】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７，８が埋設されている。これらベルト層７，８はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７，８において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７，８の外周側にはタイヤ周方向に配向する繊維コードを含むベルト補強層９が設けられている。ベルト補強層９のタイヤ周方向に対するコード角度は例えば５°以下、より好ましくは、３°以下である。
【００１９】
本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
【００２０】
図２に例示するように、本発明の空気入りタイヤのトレッド部１には、タイヤ周方向に延びる４本の周方向溝（２本の内側主溝１１および２本の外側主溝１２）が設けられている。内側主溝１１はタイヤ赤道ＣＬのタイヤ幅方向両側に配置され、外側主溝１２は各内側主溝１１のタイヤ幅方向外側に配置される。そして、これら周方向溝によって複数列の陸部（センター陸部２１、中間陸部２２、ショルダー陸部２３）が区画される。センター陸部２１は、２本の内側主溝１１の間に区画され、中間陸部２２は、内側主溝１１と外側主溝１２との間に区画され、ショルダー陸部２３は、外側主溝１２のタイヤ幅方向外側に区画される。
【００２１】
図２の例では、センター陸部２１には、タイヤ幅方向に延びる溝等の他の溝は形成されていない。一方、中間陸部２２には、タイヤ幅方向に延びる複数本の中間ラグ溝３２Ａがタイヤ周方向に間隔をおいて形成されると共に、中間陸部２２のタイヤ幅方向の中央付近にタイヤ周方向に延びる１本の細溝３２Ｂが形成されている。各中間ラグ溝３２Ａは、内側主溝１１と外側主溝１２とに連通すると共に、タイヤ幅方向に対して傾斜している。また、中間ラグ溝３２Ａは、細溝３２Ｂとの交差点よりもタイヤ赤道ＣＬ側で屈曲し、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が変化している。ショルダー陸部２３には、タイヤ幅方向に延びる複数本のショルダーラグ溝３３がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されると共に、隣り合うショルダーラグ溝３３の間にタイヤ幅方向に延びるサイプＳが形成されている。各ショルダーラグ溝３３は一端が外側主溝１２に対して開口すると共に、他端が接地端Ｅを超えてタイヤ幅方向外側まで延在している。特に図２の例では、接地端Ｅを超えて延在する他端はデザインエンド付近で折れ曲がって、タイヤ周方向に向かって延びた後、終端している。サイプＳは外側主溝１２やショルダーラグ溝３３とは連通せず、両端がショルダー陸部２３内で閉止している。
【００２２】
本発明は、後述のように外側主溝１２に対して開口してタイヤ幅方向に延びるショルダーラグ溝３３の内面に毛状繊維４０を植毛するものであるので、他の構造は上述の例に限定されるものではない。
【００２３】
本発明では、図３に示すように、ショルダーラグ溝３３の内面に毛状繊維４０が植毛されている。図３の例では、ショルダーラグ溝３３の内面のうち、底面３３Ａに毛状繊維４０が植毛されている。このように毛状繊維４０を植毛しても、毛状繊維４０はショルダーラグ溝４０を完全に塞ぐものではないので水の流れを堰き止めることはなく、排水性能を維持することができる。その一方で、毛状繊維４０は、ショルダーラグ溝３３を通じて車外に放射される通過音等の騒音は遮ることができるので、車外騒音を低減することができる。
【００２４】
特に、本発明では、図２に示すように、ショルダーラグ溝３３において毛状繊維４０が植毛された領域Ａは、ショルダーラグ溝３３の外側主溝１２への開口端からトレッド部１の接地端Ｅまでの領域Ｂの幅方向の１／２以上を占めている。このようにショルダーラグ溝３３の充分な範囲に植毛しているので、充分な遮音効果を得て、車外騒音を確実に低減することができる。このとき、毛状繊維４０が植毛された領域が上述の範囲よりも小さいと、充分な遮音効果が得られなくなる。
【００２５】
ショルダーラグ溝３３は、図３，４に示すように、底面３３Ａと一対の壁面３３Ｂとで構成されるが、毛状繊維４０はこれら底面３３Ａおよび壁面３３Ｂのいずれに設けてもよい。例えば、図４（Ａ）では、毛状繊維４０が一対の壁面３３Ｂの両方に植毛され、図４（Ｂ）では、毛状繊維４０が底面３３Ａおよび一対の壁面３３Ｂのすべてに植毛されている。
【００２６】
毛状繊維４０は、その材質に依らず、毛状であることでショルダーラグ溝３３を通じて放射される騒音を減衰することができるが、その材質としては、例えば、綿、麻、絹、ウール、ナイロン、レーヨン、キュプラ等の親水性繊維であることが好ましい。このような親水性繊維を用いることで、例えば密集して植毛された毛状繊維４０が水を弾いて実質的に溝を塞ぐ壁となることを回避でき、水の流れが促進されるので、優れた排水性能を得ることができる。
【００２７】
毛状繊維１０を植毛する方法は特に限定されないが、例えば、毛状繊維１０を設けるショルダーラグ溝３３の内面に接着層を設け、この接着層に毛状繊維１０を吹き付けることで植毛することができる。或いは、静電植毛法を用いて毛状繊維を植毛することもできる。いずれの方法で植毛するとしても、成型された空気入りタイヤに対して後付けで毛状繊維を植毛することができるので、既存のタイヤ構造や材料をそのまま利用することができる。
【００２８】
毛状繊維１０の植毛密度は、好ましくは５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 であるとよい。このように毛状繊維１０の植毛密度を設定することで、毛状繊維１０を適度に植毛することができ、毛状繊維１０による遮音性能を充分に得ながら、毛状繊維１０が過多になり排水性能が低下することを防ぐことができる。このとき、毛状繊維１０の植毛密度が５０本／ｃｍ2 よりも小さいと、毛状繊維１０が過疎になり、充分に遮音性能を得ることが難しくなる。毛状繊維１０の植毛密度が２００本／ｃｍ2 よりも大きいと、毛状繊維１０が過密になり、ショルダーラグ溝３３内の水の流れが阻害され、排水性能を充分に維持することが難しくなる。
【００２９】
尚、毛状繊維１０の植毛密度は、毛状繊維１０の本数を毛状繊維１０が植毛された領域の面積で除して求める。例えば、図５のように、ショルダーラグ溝３３の底面３３Ａの一部の領域（図５の点線で囲まれた領域Ｘ）に毛状繊維１０が設けられる場合、毛状繊維１０の総本数を毛状繊維４０が設けられた領域Ｘにおける表面積で除した値が植毛密度である。
【００３０】
毛状繊維１０の形状は特に限定されないが、平均長さＬがショルダーラグ溝３３の溝深さＤの３０％〜１００％であり、且つ、直径が２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。より好ましくは、平均長さがショルダーラグ溝３３の溝深さの５０％〜８０％、直径が５０μｍ〜８０μｍであるとよい。例えば、ショルダーラグ溝３３の深さが６ｍｍであると、毛状繊維の平均長さは３．０ｍｍ〜４．８ｍｍ程度となる。また、毛状繊維１０をこのような寸法にした際に、異なる箇所（例えば、底面３３Ａと壁面３３Ｂ、或いは両側の壁面３３Ｂ）に植毛された毛状繊維１０どうしが互いに重複してもよい。毛状繊維１０をこのような寸法にすることで、毛状繊維１０の太さ及び長さ最適化して、毛状繊維１０による遮音効果を充分に得ながら、毛状繊維１０を設けることに起因する排水性能の低下を効果的に防止することができる。このとき、毛状繊維１０の平均長さがショルダーラグ溝３３の溝深さの３０％よりも小さいと、毛状繊維１０による遮音効果が充分に見込めなくなる。毛状繊維１０の平均長さがショルダーラグ溝３３の溝深さの１００％よりも大きいと、毛状繊維４０がショルダーラグ溝３３からはみ出るため通常のタイヤ性能にも悪影響が出る虞がある。同様に、毛状繊維１０の直径が２０μｍよりも小さいと、毛状繊維１０による遮音効果が充分に見込めなくなり、毛状繊維１０の直径が１００μｍよりも大きいと、ショルダーラグ溝３３内の水の流れが阻害されて、排水性能を充分に維持することが難しくなる。
【００３１】
毛状繊維１０は、必ずしも全てのショルダーラグ溝３３に設ける必要は無いが、毛状繊維４０が植毛されたショルダーラグ溝３３の本数がショルダーラグ溝３３の全数の１／２以上であることが好ましい。このように多数のショルダーラグ溝３３に毛状繊維４０を植毛することで、毛状繊維４０による遮音効果が充分に発揮され、騒音性能を効果的に高めることができる。
【００３２】
図２に示すようにトレッド部１が左右一対のショルダー陸部２３を有する場合、毛状繊維４０が植毛されたショルダーラグ溝３３の本数を左右両側で一致させてもよいが、通過音等の騒音は、車両装着時に車両に対して外側になるショルダー陸部２３に形成されたショルダーラグ溝３３を通じて車外に放射されるので、毛状繊維４０が植毛されたショルダーラグ溝３３の本数を車両装着時に車両に対して内側になるショルダー陸部２３よりも車両装着時に車両に対して外側になるショルダー陸部２３において多くすることが好ましい。このような配置にすることで、効率良く騒音性能を高めることができる。
【実施例】
【００３３】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５である空気入りタイヤにおいて、ショルダーラグ溝の外側主溝に対する開口の有無、毛状繊維の植毛の有無、毛状繊維が植毛された領域の占める割合（植毛領域の割合）、ショルダーラグ溝の全本数に対する毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数の割合（植毛ラグ溝の本数）、ショルダーラグ溝の溝深さに対する毛状繊維の平均長さの割合（毛状繊維の長さ）、毛状繊維の直径、毛状繊維の植毛密度、毛状繊維の材質をそれぞれ表１に記載のように異ならせた従来例１、比較例１、および実施例１〜１１の１３種類のタイヤを製作した。
【００３４】
尚、毛状繊維が植毛された実施例１〜１１（従来例１及び比較例１を除く例）では、毛状繊維はアクリル系エマルジョンタイプの接着剤を用いて貼り付けることで植毛した。
【００３５】
ショルダーラグ溝の全本数に対する毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数の割合（植毛ラグ溝の本数）については、車両装着時において車両に対して外側になるショルダー陸部に形成されたショルダーラグ溝と車両装着時において車両に対して内側になるショルダー陸部に形成されたショルダーラグ溝のそれぞれについて値を記載した。表１では、前者を「植毛ラグ溝の本数（車両外側）」とし、後者を「植毛ラグ溝の本数（車両内側）」とした。尚、実施例１〜３および５〜１１では、毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数が、車両装着時に車両に対して内側になるショルダー陸部と車両装着時に車両に対して外側になるショルダー陸部とで一致しており、実施例４では、毛状繊維が植毛されたショルダーラグ溝の本数が車両装着時に車両に対して内側になるショルダー陸部よりも車両装着時に車両に対して外側になるショルダー陸部において多くなっている。
【００３６】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、騒音性能および排水性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３７】
騒音性能
各試験タイヤをリムサイズ１５×６１／２Ｊのリムに組み付けて、空気圧２２０ｋＰａ、負荷荷重４ｋＮ、平均速度８０ｋｍ／ｈの条件で、室内ドラム試験機を用いて、社団法人日本自動車技術協会（ＪＡＳＯ）の規格（ＪＡＳＯ  Ｃ６０６）に基づくタイヤ騒音試験方法に定める条件でタイヤ側方音を評価した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど騒音レベルが小さく、騒音性能が優れていることを意味する。
【００３８】
排水性能
各試験タイヤをリムサイズ１５×６１／２Ｊのホイールに組み付けて、空気圧２３０ｋＰａとして排気量２０００ｃｃの試験車両（前輪駆動）に装着し、直進路上で水深１０のプールに進入するようにした走行試験を実施し、プールへの進入速度を徐々に増加させ、ハイドロプレーニング現象が発生する限界速度を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど排水性能が優れることを意味する。尚、指数値が「９７」以上であれば、従来レベルの優れた排水性能を維持している。
【００３９】
【表１】
2016150604.tif 000003
【００４０】
表１から判るように、実施例１〜１１の空気入りタイヤは、従来例１に対して排水性能を維持しながら騒音性能を向上した。一方、ショルダーラグ溝が外側主溝に対して開口しない比較例１は、騒音性能は優れるものの、排水性能が大幅に悪化した。
【符号の説明】
【００４１】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７，８  ベルト層
９  ベルト補強層
１１  内側主溝
１２  外側主溝
２１  センター陸部
２２  中間陸部
２３  ショルダー陸部
３２Ａ  中間ラグ溝
３２Ｂ  細溝
３３  ショルダーラグ溝
３３Ａ  底面
３３Ｂ  壁面
４０  毛状繊維
Ｓ  サイプ
ＣＬ  タイヤ赤道
【図１】
2016150604.tif 000004
【図２】
2016150604.tif 000005
【図３】
2016150604.tif 000006
【図４】
2016150604.tif 000007
【図５】
2016150604.tif 000008