JP2010254146A - 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Ｒ又はトレッド幅方向Ｗに沿って延びる周方向溝１８又は横溝がトレッド面１６ａに形成され、周方向溝１８又は横溝内に配設されるとともに、周方向溝１８又は横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吸音部７０と、周方向溝１８又は横溝内に設けられ、吸音部７０が、嵌め込まれる取り付け部５０とを備える吸音システムが設けられ、吸音部７０のタイヤ径方向外側の端部は、トレッド面１６ａよりもタイヤ径方向内側に位置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、タイヤ周方向又はトレッド幅方向に沿って延びる溝部がトレッドに形成さ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トレッドの溝部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、周方向に沿った溝部に、複数の微細な孔が内部に形成されるスポンジ状の吸音体を嵌め込まれたタイヤを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。

このようなタイヤにおいて、吸音体は、溝部に接着剤等で固定される。又は、タイヤは、タイヤ径方向内側に向かって徐々に幅が広くなる溝部を形成し、溝部を形成する側面で吸音体を支えることにより、吸音体は、溝部に嵌め込まれる。

このようなタイヤでは、吸音体の内部に形成された複数の微細な孔で、気柱管共鳴音に起因するノイズを吸収するため、吸音効果が生じる。これにより、タイヤは、気柱管共鳴音を抑制できる。

特開昭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、車両の性能向上等に伴うタイヤの転動の高速化に伴って、吸音体にかかる遠心力が大きくなり、溝部に嵌め込まれた吸音体が、溝部から外れ易くなる。つまり、吸音体の耐久性が低く、気柱管共鳴音に起因するノイズを確実に抑制できない問題がある。

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、高速での使用が継続的な場合でも、吸音体の耐久性を向上し、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）又はトレッド幅方向（トレッド幅方向Ｗ）に沿って延びる溝部（例えば、周方向溝１８）がトレッド（トレッド部１６）に形成されたタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、溝部内に配設されるとともに、溝部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吸音部（吸音部７０）と、溝部を構成する溝底に埋設され、吸音部が、嵌め込まれる取り付け部（取り付け部５０）とを備える吸音システム（吸音システム１００）が設けられ、吸音部のタイヤ径方向外側の端部は、トレッド面よりもタイヤ径方向内側に位置することを要旨とする。

本発明の第１の特徴によれば、吸音システムは、気柱管共鳴音を吸音する吸音部と、溝部を構成する溝底に埋設され、吸音部が嵌め込まれる取り付け部とを備えるため、高速での使用が継続的な場合でも、吸音システムが溝部から抜け落ちることを容易に防止できる。

従って、吸音システムは、高速での使用が継続的な場合でも、吸音体の耐久性を向上し、気柱管共鳴音に起因す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、トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿ったタイヤの断面視において、吸音部は、気柱管共鳴音を吸音する吸音体部分（吸音体部分７２）と、吸音体部分のタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ径方向に沿って延在するピン部分（ピン部分７４）とを備え、取り付け部は、取り付け部のタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に向けて中空状に形成された中空部（中空部５２）を備え、ピン部分は、中空部を形成する内壁に嵌め込ま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の特徴に係り吸音体部分は、連結気泡が形成された発泡ゴムであることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、吸音体部分は、不織布で構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１乃至４の何れか一つの特徴に係り、トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿ったタイヤの断面視において、取り付け部は、他の取り付け部よりもトレッド幅方向に沿った幅が広く形成されるフランジ部分（フランジ部分５６）を備え、フランジ部分（フランジ部分幅Ｗ５６）は、タイヤ径方向内側に埋設されることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、高速での使用が継続的な場合でも、吸音体の耐久性を向上し、気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制できるタイヤを提供できる。

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空気入りタイヤのトレッド展開図である。 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空気入りタイヤを構成する防音システム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一部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。

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)タイヤの全体構成、（２）溝部の詳細構成、（３）吸音システムの詳細構成、（４）取り付け部の詳細構成、（５）吸音部の詳細構成、（６）比較評価について説明する。

(１)タイヤの全体構成
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、周方向溝１８と交差する方向に沿って延びる横溝１９が形成される。周方向溝１８及び横溝１９は、溝部を構成する。周方向溝１８は、タイヤ周方向Ｒに沿って複数形成される。

（２）溝部の詳細構成
次に、本実施形態における溝部（周方向溝及び横溝）の詳細構成について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１を構成するトレッドの展開図である。

溝部は、トレッド幅方向Ｗに沿って隣接するゴムブロック１７の間に形成される。

溝部を構成する周方向溝１８又は横溝１９の溝底１７ｃ（後述）に、吸音システム１００が設けられる。吸音システム１００は、周方向溝１８と路面との間、又は、横溝１９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。吸音システム１００については、後述する。

（３）吸音システムの詳細構成
次に、本実施形態における吸音システム１００の詳細構成について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｗに沿った断面図において、周方向溝１８に備えられた吸音システム１００を通る断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る吸音システム１００を示す斜視図である。

図３、図４に示すように、吸音システム１００は、溝部内に配設されるとともに、溝部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吸音部７０と溝部を構成する溝底１７ｃに埋設され、吸音部７０が嵌め込まれる取り付け部５０とを備える。

具体的には、取り付け部５０は、溝底１７ｃからタイヤ径方向内側に嵌め込まれる。

トレッド幅方向Ｗ及びタイヤ径方向に沿ったタイヤの断面視において、吸音部７０は、気柱管共鳴音を吸音する吸音体部分７２と、吸音体部分７２のタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ径方向に沿って延在するピン部分７４とを備える。

（４）取り付け部の詳細構成
次に、本実施形態における取り付け部５０の詳細構成について図３乃至６を参照しながら説明する。

図５は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｗに沿った断面図において、周方向溝１８に備えられた吸音システム１００の断面を含む斜視図である。図６は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｗに沿った断面図において、周方向溝１８に備えられた吸音システム１００の拡大断面図である。

なお、本実施形態においては、周方向溝１８の溝底１７ｃに設けられた取り付け部５０についてのみ、記載しており、横溝１９の溝底１７ｃに設けられた取り付け部５０についての記載はしていない。しかし、溝底１７ｃに設けられた取り付け部５０についての特徴は、共通であるため、ここではその記載を省略する。

取り付け部５０は、取り付け部５０のタイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向内側に向けて中空状に形成された中空部５２を備える。ピン部分７４は、中空部５２を形成する内壁に嵌め込まれる。

図５、図６に示すように、トレッド幅方向Ｗ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、取り付け部５０は、他の取り付け部５０よりもトレッド幅方向Ｗに沿った幅が広く形成されるフランジ部分５６を備える。フランジ部分５６は、タイヤ径方向内側に埋設される。

具体的には、取り付け部５０は、中空部５２が形成される取り付け部本体５４と、取り付け部本体５４のタイヤ径方向内側端部に連なるフランジ部分５６とを備える。トレッド幅方向Ｗに沿ったフランジ部分５６の幅は、トレッド幅方向Ｗに沿った取り付け部本体５４の幅よりも広い。

トレッド幅方向Ｗに沿ったフランジ部分５６の幅であるフランジ部分幅Ｗ５６は、トレッド幅方向Ｗに沿った取り付け部本体５４の幅である取り付け部本体幅Ｗ５４に対して、１０５％〜２００％の広さに形成される。

取り付け部５０は、一体に成型された取り付け部本体５４及びフランジ部分５６により構成される。取り付け部５０は、金属又は硬質ゴム等により形成される。

トレッド幅方向Ｗ及びタイヤ径方向に沿った断面視における取り付け部本体５４の高さである取り付け部本体深さ５４Ｄは、２ｍｍ〜３ｍｍに形成される。更に効果的な耐久性を得るためには、取り付け部本体深さ５４Ｄは、３ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。

トレッド幅方向Ｗ及びタイヤ径方向に沿った断面視におけるフランジ部分５６の高さであるフランジ部分深さ５６Ｄは、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍに形成される。更に効果的な耐久性を得るためには、フランジ部分深さ５６Ｄは、０．５ｍｍ〜１．２ｍｍであることが好ましい。

図５に示すように、トレッド幅方向Ｗ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。

具体的には、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。

（５）吸音部の詳細構成
次に、本実施形態における吸音部７０の詳細構成について説明する。なお、本実施形態においては、周方向溝１８の溝底１７ｃに設けられた吸音部７０についてのみ、記載しており、横溝１９の溝底１７ｃに設けられた吸音部７０についての記載はしていない。しかし、溝底１７ｃに設けられた吸音部７０についての特徴は、共通であるため、ここではその記載を省略する。

吸音部７０は、気柱管共鳴音を吸音する吸音体部分７２と、吸音体部分７２のタイヤ径方向内側端部から、タイヤ径方向内側に向けて突出するピン部分７４とを備える。具体的には、ピン部分７４は、少なくともその一部を吸音体部分７２に一部埋め込んでいる。

ピン部分７４は、中空部５２に嵌め込まれる。具体的には、ピン部分７４及び中空部５２は、ねじ部を備えることにより、ピン部分７４は、中空部５２に嵌め込まれる。

吸音体部分７２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、吸音体部分７２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。

吸音体部分７２に最適な材料として、連結気泡が形成された発泡ゴムを挙げることができる。吸音体部分７２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、薄膜状のウレタン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。

吸音部７０のタイヤ径方向外側の端部を構成する吸音体部分７２のタイヤ径方向外側の端部は、トレッド面１６ａよりもタイヤ径方向内側に位置する。

具体的には、吸音体部分７２として、連結気泡が形成された発泡ゴムを用いる場合、トレッド幅方向Ｗ及びタイヤ径方向に沿った断面視における吸音体部分７２の高さである吸音体部分高さH７２は、１．５ｍｍ〜３ｍｍに形成される。更に効果的な吸音効果を得るためには、吸音体部分高さH７２は、３ｍｍ〜４ｍｍであることが好ましい。

周方向溝１８のタイヤ径方向の長さを周方向溝深さ１７Ｄとする。具体的には、周方向溝深さ１７Ｄ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。

吸音体部分高さH７２は、周方向溝深さ１７Ｄよりも短い。具体的には、吸音体部分高さH７２は、周方向溝深さ１７Ｄの５％〜６０％に形成される。

周方向溝１８のトレッド幅方向Ｗ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に沿った溝幅の最大幅を示す。

トレッド幅方向Ｗに沿った吸音体部分７２の吸音体幅Ｗ７２は、トレッド幅方向Ｗに沿った周方向溝１８の溝底１７ｃの幅よりも狭く形成される。

（６）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、（６．１）評価方法、（６．２）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。

（６．１）評価方法
表１に示すように、３種類の空気入りタイヤを用いて、騒音レベルの低減量と、吸音体の耐久性能とについて測定した。

騒音レベルは、空気入りタイヤを台上騒音計測用ドラムに装着し、評価した。騒音レベルの低減量は、ＥＣＥ規格に準拠した方法にて、測定した。評価結果は、指数にて表示し、数値が大きいほど騒音レベルが低下する事を示す。具体的には、指数１１０は、指数１００と比べて、騒音レベル１ｄＢ低減に相当する。

耐久性能評価は、空気入りタイヤを実車に装着し、２００ｋｍを高速で走行し、吸音体の脱落の有無について、評価した。

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 ：１７５／７０Ｒ１３
・ 車種 ：台上ドラム評価又は国産車セダン
・ 内圧 ：ＥＴＲＴＯ記載の最大荷重に対応する空気圧
実施例１及び比較例２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。

比較例２の空気入りタイヤは、実施例１の空気入りタイヤと比較して、周方向溝
に接着剤を用いて、吸音体を固定している点で異なる。実施例１の空気入りタイヤは、図２に示すように、周方向溝１８又は横溝１９の溝底１７ｃに上述した吸音システム１００を備える。

（６．２）評価結果
結果を表１に示す。

測定結果によれば、実施例１及び比較例２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、騒音レベルが低下しており、吸音効果を有することが判った。

実施例１の空気入りタイヤは、比較例２の空気入りタイヤと比べて、吸音体の脱落が無く、優れた耐久性を有することが判った。

（７）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、吸音システム１００は、タイヤ径方向内側に嵌め込まれる取り付け部５０と、取り付け部５０に取り付けられ、気柱管共鳴音を吸音する吸音部７０とを備えるため、高速での使用が継続的な場合でも、吸音システム１００が溝部（周方向溝１８又は横溝１９）から抜け落ちることを容易に防止できる。

従って、吸音システム１００は、高速での使用が継続的な場合でも、吸音体の耐久性を向上し、気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制できる。

本実施形態では、吸音部７０のピン部分７４は、取り付け部５０の中空部５２に嵌め込まれるため、吸音部７０は、取り付け部５０に対して強固に固定される。従って、吸音システム１００は、耐久性を更に向上できる。また、ピン部分７４は、中空部５２に嵌め込まれるため、吸音システム１００は、取り外しや、交換が容易となる。

本実施形態では、吸音体部分７２は、連結気泡が形成された発泡ゴムにより形成されるため、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、吸音システム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、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制しつつ、容積を更に増加させることができ、排水性を向上できる。

本実施形態では、取り付け部５０は、フランジ部分５６を備えるとともに、フランジ部分幅Ｗ５６は、他の取り付け部５０よりもトレッド幅方向Ｗに沿った幅が広く形成されるため、取り付け部５０は、フランジ部分５６により溝底１７ｃからタイヤ径方向内側に強固に固定される。従って、吸音システム１００は、耐久性を更に向上できる。

（６）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、吸音体部分７２は、連結気泡が形成された発泡ゴムであるが、これに限られず、吸音体部分７２は、不織布で構成されてもよい。

吸音体部分７２が、不織布により形成される場合、連結気泡が形成された発泡ゴムで形成される場合と同様に、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制しつつ、容積を更に増加させることができ、排水性を向上できる。

また、吸音体部分７２は、天然スポンジ、ポリウレタン等の合成スポンジ、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、吸音体幅は、取り付け部本体幅Ｗ５４と略同じ広さに形成されているが、これに限られず、溝底１７ｃに収まるように形成されていればよい。

また、図２に示すように、吸音体部分７２は、円柱状に形成されているが、これに限らず、角柱状、錐状に形成されていてもよい。

上述した実施形態において、ピン部分７４及び中空部５２は、ねじ部を備えることにより、ピン部分７４は、中空部５２に嵌め込まれているが、これに限らず、例えば、ピン部分７４は、中空部５２に係止するように嵌め込まれていてもよい。

上述した実施形態において、吸音システム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。

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。

１…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、１９…横溝、 ５０…取り付け部、 ５２…中空部、 ７０…吸音部、
７２…吸音体部分、 ７４…ピン部分
１００、１００ａ…吸音システム、

Claims (5)

1. タイヤ周方向又はトレッド幅方向に沿って延びる溝部がトレッドに形成されたタイヤであって、
   前記溝部内に配設されるとともに、前記溝部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吸音部と
   前記溝部を構成する溝底に埋設され、前記吸音部が、嵌め込まれる取り付け部と
   を備える吸音システムが設けられ、
   前記吸音部のタイヤ径方向外側の端部は、
   トレッド面よりもタイヤ径方向内側に位置するタイヤ。
2. 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、
   前記吸音部は、
   前記気柱管共鳴音を吸音する吸音体部分と、
   前記吸音体部分のタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ径方向に沿って延在するピン部分とを備え、
   前記取り付け部は、
   前記取り付け部のタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に向けて中空状に形成された中空部を備え、
   前記ピン部分は、前記中空部を形成する内壁に嵌め込まれる請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記吸音体部分は、連結気泡が形成された発泡ゴムである請求項２に記載のタイヤ。
   
4. 前記吸音体部分は、不織布で構成される請求項２に記載のタイヤ。
5. 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、
   前記取り付け部は、
   他の前記取り付け部よりもトレッド幅方向に沿った幅が広く形成されるフランジ部分を備え、
   前記フランジ部分は、タイヤ径方向内側に埋設される請求項１乃至４の何れか一項に記載のタイヤ。

Images