JP2010076669A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】排水性を確保しつつ、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制できるタイヤを提供すること。
【解決手段】本発明に係るタイヤは、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝１８が形成されるとともに、周方向溝１８の溝底１７ｃに周方向溝１８から発生する音を吸収する吸音体１００が設けられたタイヤであって、トレッド幅方向Ｗ_TR及びタイヤ径方向に沿ったタイヤの断面視において、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿った吸音体１００の吸音体幅Ｗ１００は、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿った周方向溝１８の溝底１７ｃの底幅Ｗ１７ｃよりも狭い。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝が形成されるとともに、周方向溝に吸音体が設けられたタイヤに関する。

自動車などの車両に装着されたタイヤは、トレッドが路面に接地した際に周方向溝と路面とによって形成される気柱管から発生する共鳴音、いわゆる気柱管共鳴音に起因するノイズを発生する。

そこで、気柱管共鳴音を抑制する様々な方法が提案されている。例えば、周方向溝に時間の経過に連れて徐々に分解するポリマー（充填体）を設ける方法が知られている（例えば、特許文献１）。

このようなポリマーが周方向溝に設けられたタイヤでは、周方向溝の容積が減少するため、気柱管共鳴音が抑制される。また、ポリマーは、時間の経過に連れて徐々に分解するため、トレッドの摩耗が進行しても、周方向溝の深さを略一定にすることができる。

また、周方向溝にスポンジ状の吸音体を埋め込む方法が知られている（例えば、特許文献２）。

このような吸音体が周方向溝に埋め込まれたタイヤでは、吸音体は、発泡体や不織布の構造により、内部に設けた空隙や、空隙を覆う薄膜で音のエネルギーを吸収し、熱エネルギーに変換するため、気柱管共鳴音が抑制される。
特開２００５−２８９４６号公報（第４−５頁、第３図） 特開５０−１２５４０３号公報（第１−２頁、第２図）

しかしながら、上述した従来のタイヤには、次のような問題があった。すなわち、周方向溝に充填されたポリマー又は、埋め込まれた吸音体によって周方向溝の容積が減少するため、排水性が損なわれる。つまり、気柱管共鳴音は抑制できるものの、周方向溝にポリマー等が充填されないタイヤと比較すると、排水性が低下する。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、排水性を確保しつつ、気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制できるタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ周方向（タイヤ周方向Ｒ）に沿って延びる周方向溝（周方向溝１８）が形成されるとともに、周方向溝の溝底（溝底１７ｃ）から発生する音を吸収する吸音体（例えば、吸音体１００）が設けられたタイヤ（例えば、空気入りタイヤ１）であって、トレッド幅方向（トレッド幅方向Ｗ_TR）及びタイヤ径方向に沿ったタイヤの断面視において、トレッド幅方向に沿った吸音体の幅（吸音体幅Ｗ１００）は、トレッド幅方向に沿った周方向溝の溝底の幅（底幅Ｗ１７ｃ）よりも狭いことを要旨とする。

本発明の第１の特徴によれば、トレッド幅方向に沿ったタイヤの断面視において、吸音体の幅を周方向溝の溝底の幅よりも狭くすることにより、周方向溝には、排水性に影響を及ぼさない程度の容積が確保される。つまり、タイヤは、雨水などの液体が存在する路面を走行する場合、周方向溝の排水性を確保できる。

従って、このような本発明の特徴に係るタイヤは、排水性を確保しつつ、気柱管共鳴音によるノイズを抑制できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、吸音体は、タイヤ径方向に沿って、伸縮可能であり、タイヤ径方向に沿った前記タイヤの断面視において、吸音体は、溝底に、タイヤ周方向に沿って、環状に形成されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、タイヤに装着前の吸音体において、タイヤ周方向に沿って延びる吸音体の内周の長さは、タイヤ周方向に沿って延びる溝底の外周の長さよりも短いことを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の何れか一つの特徴に係り、吸音体には、タイヤ周方向に沿って延びる中空部（中空部１００ｈ）が形成されることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、吸音体には、タイヤ径方向に沿って、中空部に貫通する孔（孔１１０）が形成されることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至５の何れか一つの特徴に係り、吸音体は、周方向溝と路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材によって構成されることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１乃至６の何れか一つの特徴に係り、吸音体は、ウレタンによって構成されることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第１乃至６の何れか一つの特徴に係り、吸音体は、発泡ゴム、スポンジ、又は、不織布によって構成されることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、排水性を確保しつつ、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制できるタイヤを提供できる。

次に、本発明に係る実施形態及びその他の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態]
本実施形態においては、(１)タイヤの構成、（２）周方向溝の詳細構成、（３）吸音体の詳細構成、（４）変形例、（５）比較評価、（６）作用・効果について説明する。

(１)タイヤの構成
図１は、本発明の実施形態に係る周方向溝１８の一部を分解して示す斜視図である。

図１に示すように、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１の骨格となるカーカス層１２を有する。カーカス層１２のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー１３が設けられる。カーカス層１２の両端は、一対のビード部１４によって支持される。

カーカス層１２のタイヤ径方向外側には、ベルト層１５が配置されている。ベルト層１５は、スチールコードをゴム引きした第１ベルト層１５ａと第２ベルト層１５ｂとを有する。第１ベルト層１５ａと第２ベルト層１５ｂとを構成するスチールコードは、タイヤ赤道線ＣＬに対して所定の角度（例えば、±２５度）を有して配置されている。

ベルト層１５（第１ベルト層１５ａ及び第２ベルト層１５ｂ）のタイヤ径方向外側には、路面に接地するトレッド面１６ａを有するトレッド部１６が形成される。

トレッド部１６には、ゴムブロック１７と、タイヤ周方向Ｒに沿って延びる周方向溝１８とが形成される。周方向溝１８は、タイヤ周方向Ｒに沿って複数形成される。周方向溝１８には、吸音体１００が設けられる。吸音体１００は、周方向溝１８と路面との間に形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する機能を有する。吸音体１００については、後述する。

（２）周方向溝の詳細構成
次に、本実施形態における周方向溝の詳細構成について図１乃至３を参照しながら説明する。

図２は、周方向溝１８を拡大した断面斜視図である。図３は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｗ_TRに沿った断面図において、周方向溝１８を拡大した拡大図である。

図１に示すように、周方向溝１８は、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿って隣接するゴムブロック１７の間に形成される。

図３に示すように、トレッド幅方向Ｗ_TR及びタイヤ径方向に沿った空気入りタイヤ１の断面視において、周方向溝１８は、側壁１７ａと、側壁１７ｂと、溝底１７ｃとにより形成される。

溝底１７ｃは、一方のゴムブロック１７の側壁１７ａと、他方のゴムブロック１７の側壁１７ｂとの間に位置する。溝底１７ｃは、側壁１７ａと側壁１７ｂとに連なる。

周方向溝１８のタイヤ径方向の長さを周方向溝深さＤとする。具体的には、周方向溝深さＤは、タイヤ径方向に沿ったトレッド面１６ａから溝底１７ｃまでの長さを示す。

周方向溝１８のトレッド幅方向Ｗ_TRに沿った溝幅の最大幅を最大幅Ｗ１８とする。具体的には、最大幅Ｗ１８は、トレッド面１６ａにおいて、一方のゴムブロック１７の側壁１７ａから、他方のゴムブロック１７の側壁１７ｂまでのトレッド幅方向Ｗ_TRに沿った溝幅の最大幅を示す。

（３）吸音体の詳細構成
次に、本実施形態における吸音体の詳細構成について図１乃至３を参照しながら説明する。

図３に示すように、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿った吸音体１００の吸音体幅Ｗ１００は、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿った周方向溝１８の溝底１７ｃの幅である底幅Ｗ１７ｃよりも狭い。吸音体１００は、周方向溝１８の溝底１７ｃに設けられる。具体的には、吸音体幅Ｗ１００は、底幅Ｗ１７ｃの７０％以下であることが好ましい。

吸音体１００のタイヤ径方向の長さを吸音体長さｄとする。

吸音体１００は、タイヤ径方向に沿って、伸縮可能であり、タイヤ径方向に沿ったタイヤの断面視において、溝底１７ｃに、タイヤ周方向Ｒに沿って、環状に形成され、空気入りタイヤ１に装着前の吸音体１００において、タイヤ周方向に沿って延びる吸音体１００の内周の長さは、タイヤ径方向に沿って延びる溝底１７ｃの外周の長さよりも短い。

吸音体１００には、トレッド幅方向Ｗ_TR及びタイヤ径方向に沿った断面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って延びる中空部１００ｈが形成される。つまり、吸音体１００は、タイヤ周方向Ｒに沿って中空部１００ｈが形成された円筒状に形成される。

吸音体１００には、タイヤ径方向に沿って中空部１００ｈに貫通する直径１ｍｍの孔１１０が形成される。孔１１０は、タイヤ周方向Ｒに沿って、所定の間隔Ｐごとに複数形成される。孔１１０は、タイヤ径方向外側に露出する吸音体１００の露出面に形成される。具体的には、吸音体１００には、直径１ｍｍの孔１１０がタイヤ周方向Ｒに沿って、６０個形成される。

吸音体１００は、周方向溝１８と路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材によって構成される。具体的には、吸音体１００は、発泡体や不織布の構造により、内部に設けた空隙や、空隙を覆う薄膜で音のエネルギーを吸収し、熱エネルギーに変換することで発生するノイズを低減する。

吸音体１００に最適な材料として、薄膜状のウレタンを挙げることができる。吸音体１００に最適な材料として、他には、不織布、天然スポンジ等の合成スポンジ、発泡ゴム等を挙げることができる。不織布には、ポリアミド系合成繊維、アラミド、ポリエステルなどの有機繊維を用いることができる。

吸音体１００として、薄膜状のウレタンを用いる場合、トレッド幅方向Ｗ_TR及びタイヤ径方向に沿った断面視における吸音体１００の厚みである吸音体厚みｔは、０．１ｍｍ〜１ｍｍに形成される。更に効果的な吸音効果を得るためには、吸音体厚みｔは、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。

（４）変形例
本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示だけに限られず、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。

図４は、空気入りタイヤ２のトレッド幅方向Ｗ_TRに沿った断面図において、周方向溝１８を拡大した拡大図である。

空気入りタイヤ１の吸音体１００には、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿った空気入りタイヤ１の断面視において、中空部１００ｈが形成されるが、図４に示すように、空気入りタイヤ２の吸音体１００ａには、実施形態に記載の吸音体１００と異なり、中空部１００ｈが形成されずに、中実状に形成される。

（５）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（５．１）評価方法、（５．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（５．１）評価方法
表１に示すように、吸音体の形状が異なる６種類の空気入りタイヤを用いて、ウェット性能と音圧レベルの低減量とを測定した。ウェット性能は、空気入りタイヤを実車に装着し、水深５mmの路面を走行したとき、ハイドロプレーニング性をドライバーのフィーリングにより評価した。評価には、１０点法を用いた。音圧レベルの低減量は、ＥＣＥ規格に準拠した方法にて、測定した。

空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。
・ タイヤサイズ ：２4５／５０Ｒ１８
・ リムホイールサイズ ：８．５J
・ 車種 ：国産車セダン（ＦＲ）
・ 内圧 ：２００ｋＰａ
・ 周方向溝深さＤ ：８mm
・ 周方向溝の最大幅Ｗ１８ ：１２mm
・ 溝底１７ｃの幅 ：１０ｍｍ
実施例１乃至５の空気入りタイヤは、比較例１の空気入りタイヤと比較して、吸音体を備えている点で大きく異なる。

（５．２）評価結果
結果を表１に示す。

測定結果によれば、実施例１乃至５の空気入りタイヤは、比較例１の空気入りタイヤと比べて吸音体を備える点で異なっており、ウェット性能を確保しつつ、吸音効果を有することが判った。

実施例１乃至４の空気入りタイヤには、実施例５の空気入りタイヤと比べて、中空部が形成される点で異なっており、優れた吸音効果を有することが判った。

実施例２の空気入りタイヤには、実施例１の空気入りタイヤと比べて中空部に貫通する孔が形成される備える点で異なっており、優れた吸音効果を有することが判った。

実施例４の空気入りタイヤは、吸音体が発泡ゴムにより構成されており、優れた吸音効果を有することが判った。

（６）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、トレッド幅方向Ｗ_TRに沿った空気入りタイヤ１の断面視において、吸音体１００の幅を周方向溝１８の溝底１７ｃの幅よりも狭くすることにより、周方向溝１８には、排水性に影響を及ぼさない程度の容積が確保される。つまり、空気入りタイヤ１は、雨水などの液体が存在する路面を走行する場合、周方向溝１８の排水性を確保できる。

従って、空気入りタイヤ１は、排水性を確保しつつ、気柱管共鳴音によるノイズを抑制できる。

このような吸音体１００を周方向溝１８に配置する場合、空気入りタイヤ１の転動に伴い発生する遠心力に抗するために、吸音体１００は、周方向溝１８に強固に固定される必要がある。例えば、接着剤を用いて吸音体１００を周方向溝１８に接着する方法が適用できるが、吸音体１００及び周方向溝１８の接着に適した材料の選定、高い接着力など、多くの条件が求められる。

本実施形態では、吸音体１００は、タイヤ径方向に沿って、伸縮可能であり、溝底１７ｃに、タイヤ周方向Ｒに沿って、環状に形成されるため、空気入りタイヤ１は、吸音体１００が周方向溝１８から外れることを容易に防止できる。

本実施形態では、空気入りタイヤ１に装着前の吸音体１００において、タイヤ周方向Ｒに沿って延びる吸音体１００の内周の長さは、タイヤ周方向Ｒに沿って延びる溝底１７ｃの外周の長さよりも短いため、空気入りタイヤ１に装着された吸音体１００は、吸音体１００の収縮力により溝底１７ｃに強固に固定される。

従って、空気入りタイヤ１は、吸音体１００が周方向溝１８から外れることを更に防止できる。また、接着剤等を用いる必要がないため、吸音体１００は、取り外しや、交換が容易となる。

本実施形態では、トレッド幅方向Ｗ_TR及びタイヤ径方向に沿った断面視において、吸音体１００には、タイヤ周方向Ｒに沿って延びる中空部１００ｈが形成されるため、雨水等の液体が存在する路面を空気入りタイヤ１が転動する場合、中空部１００ｈに液体が流れる。つまり、空気入りタイヤ１は、周方向溝１８の容積を増加できるため、排水性を更に向上できる。

吸音体１００には、中空部１００ｈが形成されるため、中実状の吸音体と比べて、軽量化できる。これにより、空気入りタイヤ１の転動に伴い、吸音体１００にかかる遠心力を抑制できるため、空気入りタイヤ１は、吸音体１００を周方向溝１８に更に強固に固定できる。

吸音体１００には、中空部１００ｈが形成されるため、空気入りタイヤ１は、中空部１００ｈで吸音することができ、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制できる。

本実施形態では、吸音体１００には、タイヤ周方向Ｒに沿って、中空部１００ｈに貫通する孔１１０が形成されるため、一度、中空部１００ｈに入った気体は、中空部１００ｈより出にくくなる。つまり、空気入りタイヤ１は、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制できる。

本実施形態では、吸音体１００は、周方向溝１８と路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材によって構成されるため、空気入りタイヤ１は、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制できる。

本実施形態では、吸音体１００は、発泡ゴム、スポンジ、又は、不織布によって構成される場合、液体が存在する路面を空気入りタイヤ１が転動する場合、吸音体１００は、周方向溝１８に入り込んだ液体の圧力によって、周方向溝１８の溝底１７ｃ側に圧縮される。つまり、空気入りタイヤ１は、液体が存在する路面を転動する場合は、容積を更に増加させることができ、排水性を更に向上できる。

（７）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。

上述した実施形態において、吸音体１００は、不織布、天然スポンジ、ポリウレタン等の合成スポンジ、発泡ゴムに限定されない。例えば、発泡ポリスチレン等の合成樹脂であってもよい。

上述した実施形態において、吸音体１００は、車両装着時において、タイヤ赤道線よりもトレッド幅方向外側の周方向溝１８にのみ、装着されてもよい。これによれば、空気入りタイヤ１は、周方向溝１８の容積を確保しつつ、ノイズの主因となる車両外側に面する周方向溝１８のノイズのみを効果的に抑制できる。

上述した実施形態において、高速走行を想定した場合、吸音体１００は、接着剤や両面テープで溝底１７ｃに固定されてもよい。これによれば、吸音体１００は、更に強固に固定される。

上述した実施形態において、吸音体１００はトレッド幅方向Ｗ_TR及びタイヤ径方向に沿った断面視において、円筒状に形成されているが、これに限られず、例えば、台形状、平板状等に形成されてもよく、また、それぞれに中空部が形成されていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を分解して示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る周方向溝を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向に沿った断面図である。 本発明の変形例に係る周方向溝のトレッド幅方向に沿った断面図である。空

符号の説明

１、２…空気入りタイヤ、 １２…カーカス層、 １３…インナーライナー １４…ビード部
１５…ベルト層、 １５ａ…第１ベルト層、 １５ｂ…第２ベルト層、 １６、１６ａ…トレッド面
１７…ゴムブロック １７ａ、１７ｂ…側壁 １７ｃ…溝底
１８…周方向溝、 １００、１００ａ…吸音体、 １００ｈ…中空部、 １１０…孔

Claims (8)

1. タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝が形成されるとともに、前記周方向溝の溝底に、前記周方向溝から発生する音を吸収する吸音体が設けられたタイヤであって、
   トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った前記タイヤの断面視において、
   トレッド幅方向に沿った前記吸音体の幅は、トレッド幅方向に沿った前記溝底の幅よりも狭いタイヤ。
2. タイヤ径方向に沿った前記タイヤの断面視において、前記吸音体は、タイヤ径方向に沿って、伸縮可能であり、前記溝底に、タイヤ周方向に沿って、環状に形成される請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記タイヤに装着前の前記吸音体において、タイヤ周方向に沿って延びる前記吸音体の内周の長さは、タイヤ周方向に沿って延びる前記溝底の外周の長さよりも短い請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記吸音体には、タイヤ周方向に沿って延びる中空部が形成される請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。
5. 前記吸音体には、タイヤ径方向に沿って、前記中空部に貫通する孔が形成される請求項４に記載のタイヤ。
6. 前記吸音体は、前記周方向溝と路面とによって形成される気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音する部材によって構成される請求項１乃至５の何れか一項に記載のタイヤ。
7. 前記吸音体は、ウレタンによって構成される請求項１乃至６の何れか一項に記載のタイヤ。
8. 前記吸音体は、発泡ゴム、スポンジ、又は、不織布によって構成される請求項１乃至６の何れか一項に記載のタイヤ。

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