JP2012510919A - タイヤトレッド用の騒音減衰装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、タイヤトレッドを備えたタイヤであって、トレッドが全体として周方向に延びる少なくとも２本の溝及び各々が開口部を介して２本の周方向溝に通じる複数本の横方向溝を有し、周方向溝及び横方向溝が、車輪の回転中、路上の液体を流通させることができるのに適した横方向部分を有し、トレッドが溝内に設けられた複数個の閉鎖装置（７）を更に有し、各閉鎖装置が溝の横方向部分を少なくとも部分的に閉鎖し、各閉鎖装置（７）が横方向溝の端部（６）と一緒になって、荷重及び圧力に関する公称条件下において測定して接触状態の周方向溝の長さの１／２〜３／４の溝長さを定める、タイヤに関する。かかるタイヤは、車輪が水で覆われた路面上で回転しているときに各閉鎖装置（７）が液体の流れを可能にするよう液体の流れを可能にするよう液体の流れによって動かされて、かかる閉鎖装置の収納されている溝部分を曲げて開くよう設計されていることを特徴とする。

Description

本発明の分野は、タイヤトレッドに関し、特にこれらトレッドのパターンに関する。

必要不可欠な路上操縦及びグリップ性能を達成するため、タイヤのトレッドに全体として周方向（又は長手方向）の向きの複数本の溝を設けることが公知のやり方である。溝は、少なくとも２ｍｍ以上の距離だけ互いに間隔を置いて位置している対向した壁によって画定され、これら壁は、平坦であり又は波形であり若しくはジグザグをなす形態の採用が可能である。これら側壁は、底壁によって互いに接合されている。走行時、溝は、路面との接触により閉じられ、流体がこの溝の内部で流れることができるようにする２つの端部が形成される。

或る特定の走行速度では、周方向溝内の空気の流れは、知覚される騒音レベルを増大させる共鳴騒音を発生させる場合のあることが判明した。これら溝の中に、路面と接触状態にある共鳴管の長さを減少させる種々のゲートを配置することが公知のやり方である。

この装置は有効であるが、それにもかかわらず、これら要素は、特に水で覆われた路面上を走行する際に溝内の液体の流れを妨げる場合がある。
本発明の一目的は、周方向溝内の空気柱の共鳴と関連した騒音を著しく減少させる一方で、液体の流れを邪魔しないタイヤ用トレッドパターンを提案することにある。

この目的のため、本発明のタイヤは、全体として周方向の向きの少なくとも２本の溝と、複数本の横方向溝とを有するトレッドを備え、各横方向溝は、２つの周方向溝に通じる開口部となっている。

これら周方向及び横方向の溝は、走行時、路面上に存在する液体の流れを可能にするのに適当な断面を有し、トレッドは、溝内に設けられた複数個の閉鎖装置を有し、各閉鎖装置は、溝の断面を少なくとも部分的に閉鎖し、各閉鎖装置は、水で覆われた路面上を走行しているときに液体の流れの作用のみ受けて、閉鎖装置が収納されている溝の部分を撓ませて開くのに適している。このタイヤのトレッド上には、周方向溝中に生じる騒音を減衰させる複数個の共鳴器が形成されている。このタイヤは、各共鳴器が少なくとも１本の横方向溝内に形成され、各共鳴器が周方向溝に対する開口部を有し、この開口部が横方向溝の開口部のうちの１つに相当することを特徴としている。各共鳴器は、接触状態にある周方向溝の長さの１／２〜３／４の長さＬＲを有し、この長さは、荷重及び圧力に関して公称の条件下で測定される。さらに、各共鳴器は、閉鎖装置によって閉鎖される少なくとも１つの他の開口部を有する。

このトレッド及び一端部だけが周方向溝に開口した１本の溝を形成することができる閉鎖装置の存在により、周方向溝内で動く空気の共鳴騒音を減衰させるために、複数個の四分の一波長共鳴器又はヘルムホルツ共鳴器を形成することが可能である。四分の一波長共鳴器の長さＬＲは、接触状態にある周方向溝の長さに少なくとも０．５に等しく且つせいぜい０．７５に等しい係数を乗算することにより得られる。このトレッドは、水で覆われた路面上を走行している際に、溝を閉鎖する閉鎖装置なしでもトレッドの性能を全体として保持する。というには、閉鎖装置は、溝内で流れる水の圧力を受けて撓むのに適しており、この撓みにより、溝の全断面の大部分を取り戻すことができるからである。

満足の行く性能を得るためには、各閉鎖装置が、この閉鎖装置が収納されている溝の断面の少なくとも５０％を占め、更により好ましくは、この断面の７０％を占めることが推奨される。

好ましい実施形態では、閉鎖装置のうちの少なくとも１つは、横方向溝内に収納されてこの横方向溝内においてこの溝の端部のうちの一方を含む溝の長さＬＲを定め、それにより、全体がこの横方向溝内に収納された共鳴器を形成し、この長さＬＲは、タイヤがその公称インフレーション圧力までインフレートされてその公称荷重を支持しているとき、接触状態にある周方向溝の長さの１／２〜３／４である（これらの値は、特に、ＴＲＡ又はＥＴＲＴＯによって定められている）。

別の好ましい実施形態では、少なくとも２つの閉鎖装置が同一の周方向溝内に収納され、これら２つの閉鎖装置は、横方向溝と一緒になって、共鳴器を形成するために閉鎖装置のうちの１つと横方向溝の他端（開口部）との間に長さＬＲ分の溝を画定するよう横方向溝の一端（開口部）の各側に周方向に位置している。

当然のことながら、当業者であれば、閉鎖装置を横方向溝と周方向溝の両方の中に配置することにより上記段落中で特定した２つの好ましい実施形態を組み合わせることができる。

本発明の他の特徴及び他の利点は、非限定的な例として本発明の実施形態を示す添付の図面を参照して以下に行なわれる説明から明らかになろう。

本発明のトレッドの第１の形態の部分平面図である。 水で覆われた路面上を走行しているときに図１Ａに示されたトレッドと同一のトレッドの部分平面図である。 図１ＡのＩＩ‐ＩＩ線矢視部分断面図である。 図１ＢのＩＩ‐ＩＩ線矢視部分断面図である。 本発明のトレッドの第２の形態を示す図である。 本発明のトレッドの第３の形態を示す図である。 本発明のトレッドの第４の形態を示す図である。 本発明のトレッドの第５の形態を示す図である。 基準タイヤ及び本発明のタイヤについてコンピュータ処理された騒音信号の比較を示す図である。 騒音信号をコンピュータ処理して図７に示した本発明のタイヤのトレッドの図である。

図及び関連の説明を理解しやすくするため、図中、問題の形態とは無関係に互いに同一である構造的又は機能的要素を示すために同一の参照符号が用いられている。

図１Ａ及び図１Ｂは、乗用車用のタイヤに装着されるよう設計された本発明の第１の形態としてのトレッドの一部分の走行面の図である。このタイヤのサイズは、２５５／４０Ｒ１９である。これらの図は、各々が周方向に連続したリブ４及び列状に配置されたブロック５により画定された２本の周方向溝２，３を示している。ブロック５は、横方向溝６により周方向に互いに離隔されており、横方向溝は、斜めであり、即ち、図において方向Ｃで示された周方向とゼロではない角度をなしている。

周方向溝２，３は、１０ｍｍの平均幅及び８ｍｍの深さを有している。横方向溝６は、３ｍｍの平均幅及び７ｍｍの深さを有している。

各横方向溝５は、それぞれ符号６２，６３で示された２つの端部（又は開口部）を経て２本の周方向溝２，３に通じている。

各横方向溝６内には、長手方向溝２に開口した横方向溝の端部６２のすぐ近くに配置された閉鎖装置の役割を果たすストリップ７が設けられていることが分かり、この閉鎖装置の機能は、同一の横方向溝の他端部６３までの溝の長さＬＲを定めることにある。したがって、横方向溝６は、長さＬＲよりも大きい長さＬＴを有している。この場合、長さＬＴは、８０ｍｍに等しく、長さＬＲは、７０ｍｍに等しい。

公称使用条件において、即ち、インフレーション圧力が２．５バールであり、支持荷重が６７０ｄａＮである場合、周方向溝の平均長さは、１２０ｍｍである。

図１Ａは、横方向溝６内での空気循環を阻止する上昇位置で閉鎖装置を示しており、この閉鎖装置は、図２Ａで理解でき、図２Ａは、この装置の付近に位置する横方向溝６をＩＩＡ‐ＩＩＡ線に沿って断面で示している。この図２Ａは、柔軟性ゴム状材料のストリップ７により形成されていることを示しており、このストリップは、そのベース７１が横方向溝６１の底部に結合され、このストリップは、この場合、横方向溝の深さＰの９０％に等しい高さＨにわたって延びている。さらに、このストリップ７は、横方向溝６の実質的に幅全体を占め、このストリップ７が図２Ｂに示されているように横方向溝内で撓むことができるようにする隙間が与えられ又は形成される。この場合、ストリップ７は、溝６の断面のほぼ８０％を占める。

乾いた路面上における走行形態では、低い圧力下の空気流のみが長手方向溝内に存在し、この低圧は、ストリップが撓むようにするのに十分ではない。したがって、周方向溝内で流れる空気の共鳴騒音を減衰させるために共鳴器としての役目を果たすよう適当な長さを持つキャビティを形成することが可能である。この共鳴器の長さＬＲは、この共鳴器が開口している長手方向溝の接触長さの関数として定められる。

図１Ｂは、水で覆われた路面上での走行時のトレッドの同一部分を示しており、この形態では、水圧は、ストリップ７を横方向溝内で撓ませるのに十分である。矢印Ｆは、横方向溝６内に進むことができる水の流れを示している。

図２Ｂは、タイヤが水で覆われた路面上を走行しているときの同じ横方向溝６のＩＩＢ‐ＩＩＢ線に沿って取った断面図である（この記載は、路面との接触状態での通過に対応している）。この形態では、長手方向溝２，３内を流れ、横方向溝６に達する水により及ぼされる圧力は、柔軟性ストリップ７を撓ませるのに十分である。水の流れを可能にする溝の有効断面は、この形態では非常に大幅に増大している（ストリップは、その非撓み状態では点線で示されている）。したがって、水が横方向溝を含む全ての溝内で流れることができるので、水で覆われた路面上における走行性能をユーザにとって満足の行くレベルに維持することが可能である。ストリップ及びこの構成材料の弾性及び柔軟性（又は可撓性）により、圧力が所与の限度を下回っている場合（乾いた路面上における走行への戻りに対応している）、閉鎖装置は、これらの初期位置を再び占めて横方向溝を閉じる。

各材料ストリップ７は、タイヤと共に成形され、各ストリップは、水で覆われた路面上での走行時に水の流れの作用を受けて撓むのに適当な厚さを有している。さらに、これらストリップ７は、これらのベース７１が横方向溝６の底部６１に取り付けられており、これらストリップは、横方向溝をできるだけ閉じるためにブロックの壁を辿ってこれらに近接して外方に延びている。乗用車向きのタイヤの場合、各ストリップの厚さは、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍである（両端の値を含む）。好ましくは、各ストリップによる溝の閉鎖百分率は、溝の断面積の少なくとも５０％であり、より好ましくは、少なくとも７０％である。

図３は、本発明のトレッドの第２の形態を示しており、この形態では、閉鎖装置を形成しているストリップ７は、実質的に横方向溝６の中間部内に配置され、横方向溝６は、斜めであり、周方向Ｃと４５°の角度をなし、各ストリップ７は、このストリップが収納された横方向溝の各端部６２，６３を含む溝の長さＬＲを定めている。したがって、横方向溝６は、ＬＲの２倍に等しい長さＬＴを有している。先の例の場合のように（及び本明細書に与えられている他の例の全ての場合）、長さＬＲは、路面との接触領域における周方向溝の長さの関数として定められ、その目的は、この周方向溝について共鳴器効果を得ることにある。

このように作られた共鳴器は、ブロックの各側における２本の周方向溝にとって能動的である。

図４は、本発明の第３の形態を示している。この形態では、横方向溝６により周方向Ｃに互いに離隔されたブロック５の列は、軸方向各側が第１の周方向溝２及び第２の周方向溝３により境界付けられている。

この変形例によれば、共鳴器を形成する各閉鎖装置は、第１のストリップ７と、第２のストリップ７′とから成り、これら２つのストリップは、同一周方向溝２内に配置されている。この場合、第１のストリップ７は、横方向溝６の端部のうちの一方６２の近くに配置され、この第１のストリップは、この横方向溝を塞ぐことはなく、第２のストリップ７′は、第１のストリップ７から距離Ｌ１を置いたところで同一で周方向溝２内に設けられ、この距離Ｌ１は、長さＬ１と横方向溝６の長さＬＴの合計がブロック５の列から見て軸方向他方の側に配置された第２の周方向溝３の共鳴騒音を減衰させるために用いられている共鳴器の適当な長さＬＲに等しくなるよう定められる。当然のことながら、この変形例では、ブロック５の周方向寸法は、これらストリップが水で覆われた路面上における走行時に撓むことができるようにするために２つのストリップ７，７′相互間に十分な空間を作るのに適当なものでなければならない。

図５に示された第４の形態は、図４の第３の形態と実質的に同じであり、違いは、ブロック５の周方向長さＬＣが、横方向寸法ＬＴとブロックの周方向溝ＬＣの合計が周方向溝のための共鳴器の長さＬＲに等しくなるようなものであることにある。この第４の形態では、各ストリップは、横方向溝を制限する壁と一線をなすよう溝２内に配置されている。同一のストリップ７は、２つの共鳴器の形成に寄与する。

図６は、本発明の第５の形態を示しており、この形態では、横方向溝６により互いに離隔された列状のブロック５の各側に位置した２つの周方向溝２，３の共鳴騒音を減衰させるため、ストリップ７は、ストリップ７が１本の周方向溝又は別の周方向溝にとって効果的であるように横方向溝６内に配置されている。１つのストリップ７２が周方向溝６内で、周方向溝２に開口したこの溝６の一方の端部６２の近くに配置され、１つのストリップ７３が、周方向溝３に開口した別の開口部６３の近くに配置されている。端部６２の近くに配置されたストリップ７２は、周方向溝３内における共鳴騒音を減衰させる共鳴器の長さＬＲを定めている。端部６３の近くに配置されたストリップ７３は、周方向溝２内における共鳴騒音を減衰させる共鳴器の長さＬＲを定めている。この図６では、ストリップ７２，７３は、溝の閉鎖形態では実線で示され、水で覆われた路面上の走行時における水の流れの作用を受けた溝の開放形態では点線で示されている。

図７は、基準タイヤ及び基準タイヤと同一のトレッド設計を有すると共にトレッドパターン設計が図８に示されている周方向溝中における共鳴騒音を減衰させる複数個の装置を備えた本発明のタイヤにより放出された騒音の比較を示している。この図８は、トレッドが中間部分に２本の周方向溝３を備えると共に中間部分の各溝３とトレッドの最も外側の部分との間に１本の周方向溝２を備えている状態を示している。周方向溝の各対は、それ自体斜めの溝６を備えた列を画定している。周方向溝２は、周方向溝２のための閉鎖装置の役割を果たすと共に各斜めの溝と一緒になって、乾いた路面上における走行時の騒音を減衰させる共鳴器を形成するストリップ７を備えている（ストリップ７の位置決め状態は、図５の形態に示された位置決め状態とほぼ同じである）。２．３ｄＢＡのオーダの全体的放出騒音の減少が、本発明のタイヤ（１００．３ｄＢＡ）と基準タイヤ（１０２．６ｄＢＡ）との間に見受けられている。放出ノイズ記録を示す図７では（ｘ軸は、Ｈｚで表された周波数を示し、ｙ軸は、ｄＢＡで表された騒音レベルを示している）、基準タイヤ（曲線Ｃ１）と本発明のタイヤ（曲線Ｃ２）との間に８００Ｈｚよりも高い周波数に関するレベルにおいて実質的な減衰が見られれる。

本発明は、説明すると共に図示した例には限定されず、本発明の内容から逸脱することなく、かかる例の種々の改造例を想到できる。特に、閉鎖装置の役割を果たすストリップは、トレッドの成形時にトレッドの材料と同じ材料で又はトレッドの製造中又は製造後にトレッドに装着可能な別の材料で成形可能である。

Claims (9)

1. トレッド（１）を有するタイヤであって、前記トレッドは、全体として周方向の向きの少なくとも２本の溝（２，３）と、複数本の横方向溝（６）とを有し、前記複数本の横方向溝のうち少なくとも１本の横方向溝は、２本の前記周方向溝に通じる開口部（６２，６３）となり、前記周方向の溝及び前記横方向の溝は、走行時、路面上に存在する液体の流れを可能にするのに適当な断面を有し、前記トレッドは、前記溝内に設けられた複数個の閉鎖装置（７）を有し、各閉鎖装置は、溝の前記断面を少なくとも部分的に閉鎖し、各閉鎖装置（７）は、水で覆われた路面上を走行しているときに液体の流れの作用のみ受けて、前記閉鎖装置が収納されている溝の部分を撓ませて開くのに適しており、前記タイヤは、周方向溝中に生じる騒音を減衰させる複数個の共鳴器を有する、タイヤにおいて、
   各共鳴器は、少なくとも１本の横方向溝内に形成され、各共鳴器は、前記周方向溝に対する開口部を有し、前記開口部は、前記横方向溝の前記開口部のうちの１つに相当し、各共鳴器は、接触状態にある周方向溝の長さの１／２〜３／４の長さＬＲを有し、該長さは、荷重及び圧力に関して公称の条件下で測定され、各共鳴器は、閉鎖装置（７）によって閉鎖される少なくとも１つの他の開口部を有する、タイヤ。
2. 各閉鎖装置（７）は、該閉鎖装置が収納されている前記溝の前記断面の少なくとも７０％を占める、請求項１記載のタイヤ。
3. 少なくとも１つの共鳴器が、全体として、横方向溝内に形成され、前記共鳴器の開口部が前記横方向溝（６）内に設けられた閉鎖装置（７）によって閉鎖される、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 横方向溝内に収納された前記閉鎖装置（７）は、長さＬＲの２つの共鳴器を画定し、前記共鳴器の各々は、別個の周方向溝中に通じている、請求項３記載のタイヤ。
5. 少なくとも２つの閉鎖装置（７）が同一の周方向溝（２，３）内に収納され、前記２つの閉鎖装置（７）は、前記横方向溝と一緒になって、前記閉鎖装置のうちの１つと前記横方向溝の第２の開口部との間に長さＬＲの共鳴器を画定するよう横方向溝の第１の開口部（６２，６３）の各側に周方向に位置している、請求項１又は２記載のタイヤ。
6. 各閉鎖装置（７）は、該閉鎖装置が収納された前記溝の前記部分の開きを撓みにより可能にするよう適当な厚さの柔軟性材料で作られたストリップにより形成されており、前記ストリップは、そのベース（７１）が溝の底部に固定されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
7. 各閉鎖装置（７）は、柔軟性材料で作られた２つのストリップで形成され、各ストリップは、溝を画定している壁に固定されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. 各ストリップは、前記溝の前記底部から前記横方向溝の深さＰの少なくとも５０％に等しい高さにわたり延びている、請求項６又は７記載のタイヤ。
9. 各ストリップは、前記溝の前記底部から前記横方向溝の深さＰの少なくとも７０％に等しい高さにわたり延びている、請求項８記載のタイヤ。

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