JP2014159244A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】気柱共鳴音を低減するとともに、十分な制動性能を確保した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッドに、タイヤ赤道面を挟んで車両装着内側に少なくとも２本の、車両装着外側に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる周方向溝が形成され、該周方向溝により複数のリブ状陸部が区画された非対称パターンの空気入りタイヤにおいて、車両装着内側領域のネガティブ率は、車両装着外側領域のネガティブ率より高く、周方向溝に隣接する車両装着外側のリブ状陸部に、タイヤ径方向内側に向かって凹んだ気室部と、気室部および周方向溝に連通する狭窄部と、を有する共鳴器が複数形成され、気室部は、タイヤ周方向長さがタイヤ幅方向長さより長く、狭窄部は、タイヤ周方向に対して６０°±１０°で傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ周方向に延びる周方向溝に起因した気柱共鳴音を低減した空気入りタイヤに関するものである。

気柱共鳴音とは、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、接地面内の路面とによって区画される気柱が共鳴すること、いわゆる気柱共鳴によって発生することが一般に知られている。この気柱共鳴音の周波数は、一般的な乗用車では８００〜１２００Ｈｚであり、周波数帯域が広く、ピークの音圧レベルも高いため、タイヤの発生騒音の大きな部分を占めることになる。
また、人間の聴覚は、人間の聴覚感度特性を反映したＡ特性と呼ばれる周波数補正特性で示されるように、１０００Ｈｚ前後の周波数帯域で敏感であり、この気柱共鳴音の低減は車室内の静粛性向上および道路近傍の騒音低減に非常に有効である。

このような気柱共鳴の抑制のために、特許文献１には、タイヤのトレッド踏面に、タイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝と、一端が該周方向溝に開口し、他端が陸部内で終了する、いわゆるサイドブランチ型の共鳴器として働く分岐溝とを具える空気入りタイヤが提案されている。図１（ａ）に示すように、周方向溝２に開口するサイドブランチ型の共鳴器４は、その長さをｌ、音速をｃとすると、減音する周波数ｆは、

で表されることが分かっている。

また、特許文献２には、この分岐溝を断面積が小さい狭窄部と断面積が大きい気室部とからなる、いわゆるヘルムホルツ共鳴器とすることによって気柱共鳴音を低減することが提案されている。
この場合、図１（ｂ）に示すように、細溝部の長さに開口端補正量を足したものをｌ、細溝部の断面積をＳ、気室部の体積をＶ、音速をｃとすると、減音する周波数ｆは、

で表されることが分かっている。

あるいは、上述したようなヘルムホルツ型の共鳴器に代えて、図１（ｃ）に示すように、それぞれ、その長さ方向に一定の断面積Ｓ１、Ｓ２を有する断面積の異なる管路を連結した段付き管型の共鳴器を適用することもできる。この場合には、それぞれの管路の長さに開口端補正量を足したものをｌ１、ｌ２、音速をｃとすると、共鳴周波数ｆは、

で表されることが分かっている。

国際公開第２００４／１０３７３７号パンフレット 特開２００８−２１３５９６号公報

上述した特許文献２では、ヘルムホルツ型共鳴器の気室部のタイヤ周方向長さをタイヤ幅方向長さより長くすることにより、摩耗性能を向上させることが開示されている。しかしながら、気室部と狭窄部と周方向溝とにより囲まれた陸部の周方向剛性が低下して、十分な制動性能を確保できないおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、気柱共鳴音を低減するとともに、十分な制動性能を確保した空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）トレッドに、タイヤ赤道面を挟んで車両装着内側に少なくとも２本の、車両装着外側に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる周方向溝が形成され、該周方向溝により複数のリブ状陸部が区画された非対称パターンの空気入りタイヤにおいて、
車両装着内側領域のネガティブ率は、車両装着外側領域のネガティブ率より高く、
前記周方向溝に隣接する車両装着外側のリブ状陸部に、タイヤ径方向内側に向かって凹んだ気室部と、前記気室部および前記周方向溝に連通する狭窄部と、を有する共鳴器が複数形成され、
前記気室部は、タイヤ周方向長さがタイヤ幅方向長さより長く、
前記狭窄部は、タイヤ周方向に対して６０°±１０°で傾斜している、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記複数の共鳴器は、第１周方向長さを有する第１共鳴器および第１周方向長さより短い第２周方向長さを有する第２共鳴器から構成されることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記第１共鳴器の第１狭窄部の幅が、前記第２共鳴器の第２狭窄部の幅より大きいことを特徴とする上記（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記第１共鳴器の第１狭窄部の深さが、前記第２共鳴器の第２狭窄部の深さより大きいことを特徴とする上記（２）または（３）に記載の空気入りタイヤ。

共鳴器の例を示す図である。 本発明の空気入りタイヤの第１実施例に係るトレッドパターンを示す図である。 本発明の作用効果を説明するための図である。 本発明の空気入りタイヤの第２実施例に係るトレッドパターンを示す図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。なお、タイヤの内部補強構造等は、一般的な空気入りタイヤと同様であるのでその説明を省略する。
図２は、本発明の空気入りタイヤの第１実施例に係るトレッドパターンを示す図である。空気入りタイヤは、非対称のトレッドパターンを有する。具体的には、トレッドに、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで車両装着内側に２本のタイヤ周方向に延びる周方向溝２ａ、２ｂが形成され、車両装着外側に１本のタイヤ周方向に延びる周方向溝２ｃが形成されている。これらの周方向溝２ａ〜２ｃによりリブ状陸部３ａ〜３ｄが区画されている。

ここで、車両装着内側領域のネガティブ率は、車両装着外側領域のネガティブ率より高い。
また、周方向溝２ａに隣接するリブ状陸部３ａ、３ｂのうち、車両装着外側に位置するリブ状陸部３ｂに、複数の共鳴器４が形成されている。各共鳴器４は、タイヤ径方向内側に向かって凹んだ気室部４ａと、この気室部４ａおよび周方向溝２ａに連通する狭窄部４ｂと、を有する。同様に、周方向溝２ｂに隣接する車両装着外側のリブ状陸部３ｃに、複数の共鳴器４が形成され、各共鳴器４は、タイヤ径方向内側に向かって凹んだ気室部４ａと、この気室部４ａおよび周方向溝２ｂに連通する狭窄部４ｂと、を有する。また、周方向溝２ｃに隣接する車両装着外側のリブ状陸部３ｄに、複数の共鳴器４が形成され、各共鳴器４は、タイヤ径方向内側に向かって凹んだ気室部４ａと、この気室部４ａおよび周方向溝２ｃに連通する狭窄部４ｂと、を有する。
気室部４ａは、タイヤ周方向長さＬ１がタイヤ幅方向長さＬ２より長い。また、狭窄部４ｂは、タイヤ周方向に対してθ＝６０°±１０°で傾斜している。

以下、本発明の作用効果を説明する。
一般的に、空気入りタイヤはネガティブキャンバーが付与された状態で、車両に装着されることが多い。すると、車両装着内側領域は、車両装着外側領域より、路面に対する接触面積が増加する。ここで、車両装着内側領域のネガティブ率を、車両装着外側領域のネガティブ率より高く設定することにより、ウェット性能を向上することができる。
また、空気入りタイヤはネガティブキャンバーが付与された状態では、車両装着内側領域は、車両装着外側領域より、接地圧が高い。それゆえ、周方向溝２ａの車両装着内側のリブ状陸部３ａに共鳴器４を設けるより、車両装着外側のリブ状陸部３ｂに共鳴器４を設けたほうが、リブ状陸部の剛性の低下を抑制できる。そこで、各周方向溝２ａ〜２ｃの車両装着外側のリブ状陸部３ｂ〜３ｄに共鳴器４を設けることにより、周方向溝２ａ〜２ｃに起因した気柱共鳴音を低減するとともに、リブ状陸部の剛性の低下を抑制している。

気室部４ａの縁のタイヤ幅方向に延在するエッジ成分が長い場合、タイヤ周方向に作用する制動力が増大し、リブ状陸部の摩耗が大きくなるところ、気室部４ａのタイヤ周方向長さＬ１をタイヤ幅方向長さＬ２より長くすることにより、制動力の発生を抑え、摩耗量を減じることができる。しかしながら、気室部４ａの縁のタイヤ周方向に延在するエッジ成分を長くすると、この気室部４ａと狭窄部４ｂと周方向溝とにより囲まれたブロック状の陸部Ｒが、タイヤ周方向に長く延在することとなる。すると、この陸部Ｒの周方向剛性が低下して、接地面内の変形による接地性の低下を引き起こし、制動時の停止距離が長くなるという懸念が生ずる。
そこで、狭窄部４ｂを、タイヤ周方向に対してθ＝６０°±１０°で傾斜させることにより、狭窄部４ｂをθ＝５０°未満で傾斜させた場合と比較して、制動性能を向上することができる。
θ＝４５°の図３（ａ）の場合、狭窄部４ｂに隣接するブロック状の陸部Ｒの角部Ｒｋが接地面内に進入すると、図中矢印の方向に力がかかり、この角部Ｒｋが陸部Ｒの側に押されて巻き込まれる。これを周方向断面図で示すと、図３（ｂ）に示す状態から、図３（ｃ）に示す状態になり、角部Ｒｋに隣接した部分が接地面より浮き上がる。その結果、接地性が不足する。
本発明では、ブロック状の陸部Ｒの角部Ｒｋの角度を大きくすることにより、角部Ｒｋのみではなく、角部Ｒｋに隣接した陸部部分にも力がかかるため、上述した問題を抑制し、接地面内の接地性を高め制動性を保持することができる。

図２のトレッドパターンにおいて、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃの溝幅が、車両装着内側から車両装着外側に向かうにつれて大きくなることが好ましい。この構成により、２本の周方向溝２ａ、２ｂが形成されている車両装着内側領域において、排水性能を向上させながら、リブ状陸部３ａ、３ｂ、３ｃの剛性を十分に確保することができる。同様に、１本の周方向溝２ｃのみが形成されている車両装着外側領域において、リブ状陸部３ｃ、３ｄの剛性ブロック剛性と排水性能の両立を図ることができる。

図４は、本発明の空気入りタイヤの第２実施例に係るトレッドパターンを示す図である。第２実施例において、第１実施例と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
各リブ状陸部３ｂ〜３ｄには、第１周方向長さＬ４１を有する第１共鳴器４１および、第１周方向長さＬ４１より短い第２周方向長さＬ４２を有する第２共鳴器４２が形成されている。
トレッドパターンのタイヤ周方向に沿った繰り返し模様の間隔（ピッチ）を１種類ではなく複数種類（図示例では２種類）とする、いわゆるピッチバリエーションを採用することによって、走行時の騒音をホワイトノイズ化して低下させることができる。
なお、図示例では、第１狭窄部４１ｂおよび第２狭窄部４２ｂの長さを等しくしたまま、第１気室部４１ａの周方向長さを、第２気室部４２ａの周方向長さより長くして、第１周方向長さＬ４１を、第２周方向長さＬ４２より長くしているが、第１狭窄部４１ｂおよび第２狭窄部４２ｂの長さを変化させることもできる。

また、第１狭窄部４１ｂの幅Ｗ４１ｂが、第２狭窄部４２ｂの幅Ｗ４２ｂより大きいことが好ましい。さらに、第１狭窄部４１ｂの深さＤ４１ｂが、第２狭窄部４２ｂの深さＤ４２ｂより大きいことが好ましい。
これらの構成により、第１狭窄部４１ｂに隣接した陸部Ｒ１の剛性より、第２狭窄部４２ｂに隣接した陸部Ｒ２の剛性が高くなり、陸部Ｒ２の変形が抑制され、接地性の悪化を低減し、制動性能を向上することができる。

本発明は上述した実施例に限定されることはない。
例えば、図示例では、周方向溝２ａ〜２ｃはタイヤ周方向に直線状に延びているが、周方向溝２ａ〜２ｃはタイヤ周方向にジグザグ状に延びるものとすることもできる。
また、図２では、リブ状陸部３ｂに形成された共鳴器４とリブ状陸部３ｃに形成された共鳴器４とをタイヤ幅方向に並べて配置したが、共鳴器４はタイヤ幅方向にずらして配置することもできる。この場合、各共鳴器４の幅方向のエッジ成分が同時に接地しないため、パターンノイズを低減できるので好ましい。
また、共鳴器４は、周方向溝に隣接する車両装着外側のリブ状陸部に形成したが、車両装着外側のリブ状陸部にも形成することもできる。例えば、図２の構成において、リブ状陸部３ｃに形成された共鳴器４を周方向溝２ｃに開口させ、周方向溝２ｃの両側のリブ状陸部３ｃ、３ｄに、当該周方向溝２ｃの気柱共鳴音を低減する共鳴器４を設けることもできる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤおよび比較例タイヤを試作し、制動性能を評価した。各供試タイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）は、図４に示すトレッドパターンを有し、表１に示すように、第１狭窄部４１ｂの長さＬ４１ｂ、幅Ｗ４１ｂ、深さＤ４１ｂおよび傾斜角度θ４１と、第２狭窄部４２ｂの長さＬ４２ｂ、幅Ｗ４２ｂ、深さＤ４２ｂおよび傾斜角度θ４２と、を変化させている。

（制動性能の評価）
各供試タイヤを適用リムに組み付け、規定内圧を付与した後、車両（普通乗用車の４輪）に装着し、正規荷重（ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重）を与え、テストコースを走行させた。
時速１００ｋｍ／ｈからからフルブレーキをかけて静止状態になるまでの制動距離を測定した。結果は比較例１の制動距離を１００として表１に指数表示した。なお、指数が小さいほど、性能に優れていることを示す。

表１より、発明例タイヤは、良好な制動性能が確保できていることが分かる。

２ 周方向溝
３ リブ状陸部
４ 共鳴器
４１ 第１共鳴器
４２ 第２共鳴器
４ａ 気室部
４１ａ 第１気室部
４２ａ 第２気室部
４ｂ 狭窄部
４１ｂ 第１狭窄部
４２ｂ 第２狭窄部

Claims (4)

1. トレッドに、タイヤ赤道面を挟んで車両装着内側に少なくとも２本の、車両装着外側に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる周方向溝が形成され、該周方向溝により複数のリブ状陸部が区画された非対称パターンの空気入りタイヤにおいて、
   車両装着内側領域のネガティブ率は、車両装着外側領域のネガティブ率より高く、
   前記周方向溝に隣接する車両装着外側のリブ状陸部に、タイヤ径方向内側に向かって凹んだ気室部と、前記気室部および前記周方向溝に連通する狭窄部と、を有する共鳴器が複数形成され、
   前記気室部は、タイヤ周方向長さがタイヤ幅方向長さより長く、
   前記狭窄部は、タイヤ周方向に対して６０°±１０°で傾斜している、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記複数の共鳴器は、第１周方向長さを有する第１共鳴器および第１周方向長さより短い第２周方向長さを有する第２共鳴器から構成されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１共鳴器の第１狭窄部の幅が、前記第２共鳴器の第２狭窄部の幅より大きいことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１共鳴器の第１狭窄部の深さが、前記第２共鳴器の第２狭窄部の深さより大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の空気入りタイヤ。
   

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