JP2008302898A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】周波数帯域の広い気柱共鳴音に対しても十分な減音効果を出せるサイドブランチ型共鳴器を配置した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤを適用リムに組付けて最高空気圧を充填するとともに最大負荷能力に相当する質量を負荷した姿勢の下での少なくとも一つの接地面に対して、その接地面１０には、少なくとも１本の周溝１に開口する横溝３ａ、３ｂ、３ｃが２本以上あり、これらの横溝３ａ、３ｂ、３ｃのうち、少なくとも２本は、相互に溝長さが異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド踏面に、周方向に連続して延びる周溝と、前記周溝に開口し他の溝と交差することなく陸部の前記周溝から離れたところで終端する横溝とを配置し、前記横溝でサイドブランチ型共鳴器を構成したタイヤに関し、特に気柱共鳴音低減効果の大きいものに関する。

近年の車両の静粛化に伴って、自動車騒音に対する、タイヤ騒音の占める割合が相対的に大きくなっているため、そのタイヤ騒音の低減が大きな課題となっている。なかでも、人の耳につき易い、１０００Ｈｚ前後のタイヤ騒音は車外騒音の主な要因となっており、この騒音は、環境問題の点からも早急な対策が望まれるに至っている。
ところで、ほぼ８００〜１４００Ｈｚのタイヤ騒音は、タイヤの接地面内で、それの周方向溝と路面とによって区画される気柱が共鳴することに起因する気柱共鳴によって発生するものであることが一般に知られており、このような気柱共鳴の抑制のため、トレッド踏面に、周方向に連続して延びる周溝を設けるとともに、前記周溝に開口し前記周溝から離れた陸部の中で終端する横溝よりなるサイドブランチ型共鳴器を陸部に配設した空気入りタイヤが提案されており（例えば、特許文献１参照。）、このタイヤによると横溝の反共振により気柱共鳴音が低減できるとされている。

国際公開第０４／１０３７３７号パンフレット（2004）

しかしながら、上記に示した従来技術においては、周溝に開口する複数本の横溝はすべて同一の形状をなしており、このため、横溝の形状によって定まる周波数の気柱音だけについては減音効果はあるものの、実際の気柱共鳴音は幅のある周波数帯域に広がっているため、全周波数に対して減音することができず実効的な減音効果は十分ではなかった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、周波数帯域の広い気柱共鳴音に対しても十分な減音効果を得ることのできるサイドブランチ型共鳴器を配置した空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、トレッド踏面に、周方向に連続して延びる周溝と、前記周溝に開口し他の溝と交差することなく陸部の前記周溝から離れたところで終端する横溝とを配置し、前記横溝でサイドブランチ型共鳴器を構成したタイヤにおいて、
タイヤを適用リムに組付けて最高空気圧を充填するとともに最大負荷能力に相当する質量を負荷した状態下において、タイヤ回転における少なくとも一つの接地面には、少なくとも１本の周溝はそこに開口する前記横溝を２本以上有し、これらの横溝のうち、少なくとも２本は、相互に溝長さが異なることを特徴とする空気入りタイヤである。

本発明によれば、少なくとも一つの接地面において、少なくとも１本の周溝は、そこに開口する横溝のうち少なくとも２本は長さが異なり、そして、長さの異なるサイドブランチ型共鳴器は周波数がその長さに依存しているので、相互の異なる少なくとも２つの周波数において減音効果を有することになり、このことによって、幅のある帯域の気柱共鳴音に対しても効果的にその音を減ずることができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は本発明に係る実施形態の空気入りタイヤを適用リムに組付けて最高空気圧を充填するとともに最大負荷能力に相当する質量を負荷した状態下でのタイヤ接地面を示す平面図であり、このタイヤは、トレッド踏面に、周方向に連続して延びる周溝１を設けるとともに、周溝１に開口し周溝１から離れた陸部２の中で終端する横溝３ａ、３ｂ、３ｃよりなるサイドブランチ型共鳴器を陸部２に配設して構成されている。

これらの横溝３ａ、３ｂ、３ｃは、いずれも、タイヤ幅方向に延在する部分とタイヤ周方向に延在する部分とを連続させた形状をなし、タイヤ幅方向に延在する部分の長さはすべて同じであり、タイヤ周方向に延在する部分の長さだけが、図示のように、それぞれ、ａ、ｂ、ｃと互いに異なっており、したがって、それらは、相互に（ｂ−ａ）、（ｂ−ｃ）、および、（ａ−ｃ）だけ長さが異なっていることになる。

ここで、適用リムとは下記の規格に規定されたリムをいい、最高空気圧とは、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される最大の質量をいう。
そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＲＩＯＮ ＩＮＣ． の ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ”あり、欧州では、“Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ 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。

また、ここでトレッド踏面とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、それに最高空気圧を充填して平板上に垂直に置き、そこへ最大負荷能力に相当する質量を負荷したときに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。

なお、横溝とは、周溝から分岐する溝をいい、部分的に周方向に延在する部分があってもかまわない。また、横溝の長さとは、溝の幅に対する中点を繋いでできる溝中心線１１での長さをいうものとする。

そして、本発明は、上記状態の下での、少なくとも一つのタイヤ回転位置に対する接地面において、少なくとも１本の周溝１（図１に示したものの場合、タイヤ幅方向中央側の２本）は、これに開口する横溝３ａ、３ｂ、３ｃを２本以上（図示の場合、４〜５本）有し、これらの横溝３ａ、３ｂ、３ｃのうち、少なくとも２本（図示の場合、３本）は、相互に溝長さが異なることを特徴としている。

気柱共鳴音は、接地面内で、周溝と路面とによって区画される気柱が、転動時のタイヤの各部位の振動に基づいて加振されることにより、気柱の長さの２倍の波長をもって共鳴振動することに基づいて発生されるものであり、この場合の気柱共鳴音の周波数ｆ_０は、音速をｖとし、トレッド踏面の周方向接地長さ、いいかえれば、そこに含まれる周溝長さに開口端補正長さを加えたものをＬとすると、下記の（１）式で表される。

ｆ_０＝ｖ／２Ｌ （１）

またこのような気柱共鳴は、タイヤのトレッドパターンにおいて、トレッド周方向に連続して延びる複数本の周溝の相互が、周溝に交差して延びる横溝によって連通されている場合には、一の特定の周波数による気柱共鳴だけを生じることになる。なおここで、周溝の幅、深さおよび本数は、共鳴周波数よりもむしろ共鳴音の音圧レベルに大きく影響することになる。

ここで、その横溝を陸部の途中で終了させたときは、接地面内での横溝長さに開口端補正長さを加えたものをｌ、音速をｖとした場合、下記（２）式で表わされる周波数ｆで音が吸音されることが明らかになっている。

ｆ＝（２ｎ−１）×ｖ／４ｌ （２）
ただし、ｎ：振動次数 （ｎ＝１，３，５・・・）

従って、この吸音周波数ｆを、周溝の気柱共鳴周波数ｆ_０に近づけた場合には、共鳴騒音を低減させることが可能となる。

また、横溝の幅、深さおよび本数は、これもまた吸音周波数よりもむしろ吸音能力に大きく影響することが明らかになっている。

ここで、周溝による気柱の共鳴周波数は、接地面が変化すると、接地面内の周溝長さが変化したり、タイヤの回転位置に対して、接地面に含まれる周溝を横切る横溝の本数等が変化し、その結果、実際の気柱共鳴音は、式（１）で算出される周波数を中心とした幅のある周波数分布を有することになる。

本発明のタイヤにおいて、横溝は式（２）式で表される吸音周波数ｆを複数個有しているので、その吸振周波数帯域を広がったものとすることができ、幅のある周波数帯域の気柱共鳴音に対して、長さの異なる横溝３ａ、３ｂ、３ｃの組み合わせによって同じような吸音周波数分布を有する共鳴器を配置することで吸音効果を効果的に得ることができる。

なお、このようなタイヤにおいて、対象となる特定の周溝に対する横溝の形成は、その周溝の一方側だけにて行うことができる他、それの両側にて行うこともでき、これらのいずれにあっても、周溝に開口する横溝に、所期した通りの機能を十分に発揮させることができる。

互いにトレッドパターンが異なる3種類のタイヤを、実施例、比較例１、比較例２として、これらのタイヤを試作し、それぞれについて騒音を測定して減音効果を比較した。

実施例のタイヤは、図１に示すように、トレッド踏面に、幅方向中央側の２本の周溝１に開口し陸部２中で終端する３種類の横溝３ａ、３ｂ、３ｃを周方向に順繰りに配列して共鳴器を構成する。これらの、式（２）によって算出される１次共鳴周波数は、最も長い横溝３ｂが800Hz、中間の長さの横溝3ａが1000Ｈｚ、そして、最も短い横溝３ｃが1250Hzである。

比較例１のタイヤは、図２に示すように、幅方向中央側の２本の周溝１のそれぞれに開口し、陸部２Ａ内で終端する１種類の横溝３ａを周方向に配列して共鳴器を構成しており、これらの共鳴器の総数は、実施例１のタイヤと同じであり、その形状は、実施例１における横溝３ａと同一であり共鳴周波数は1000Hzである。

比較例２のタイヤの周溝１には、図３に示すように、陸部２Ｂで終端する横溝はなく、代わりに、両端がともに周溝に開口する横溝４が設けられているでけであり、したがってこのタイヤのトレッド踏面は、共鳴器をもっていないことを意味する。

このように、実施例、比較例１、および、比較例２のタイヤは、横溝の形状だけが互いに異なっているだけで、他の構成、例えば、周溝１の寸法、本数、配置等はすべて同じである。

それらのタイヤはいずれも、サイズが195/65R15であり、これらのタイヤを６JJのリムに装着し、空気圧を210kPaとした状態で、騒音測定を行った。

騒音の測定方法としては、タイヤを、室内ドラム試験機により、4.4kN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オクターブバンドで、中心周波数800−1000Hz−1250Hzの帯域のオーバオール値を求めた。そして、評価結果を、表１に、実施例、および、比較例１の、比較例２に対する減音効果としてデシベルの差（dB）で表した。

本発明は、特に、乗用車用タイヤに好適に用いることができる。

本発明に係る実施形態のタイヤの接地面を示す平面図である。 比較例１のタイヤの接地面を示す平面図である。 比較例２のタイヤの接地面を示す平面図である。あとの作動状態におけるタイヤ成型ドラムの四半部を示す断面図である。

符号の説明

１ 周溝
２、２Ａ、２Ｂ 陸部
３ａ、３ｂ、３ｃ 横溝
４ 横溝
１０ タイヤ接地面
１１ 中心線

Claims (1)

1. トレッド踏面に、周方向に連続して延びる周溝と、前記周溝に開口し他の溝と交差することなく陸部の前記周溝から離れたところで終端する横溝とを配置し、前記横溝でサイドブランチ型共鳴器を構成したタイヤにおいて、
   タイヤを適用リムに組付けて最高空気圧を充填するとともに最大負荷能力に相当する質量を負荷した状態下において、タイヤ回転における少なくとも一つの接地面には、少なくとも１本の周溝はそこに開口する前記横溝を２本以上有し、これらの横溝のうち、少なくとも２本は、相互に溝長さが異なることを特徴とする空気入りタイヤ。

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