JP5140334B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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を設けるとともに、周溝から離れた位置で陸部表面に開口する気室と、この気室を前記周溝に連通させる狭窄ネックとよりなる共鳴器を陸部に配設したタイヤに関し、特に、気柱共鳴音低減効果を犠牲にすることなく、トレッドパターンの経時変化を緩やかなものにすることのできるものに関する。

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800〜1200Hz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、周溝から離れた位置で陸部表面に開口する気室と、この気室を前記周溝に連通させる狭窄ネックとよりなる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。

特開２００１−１９１７３４号公報

しかしながら、上記に示した従来技術においては、狭窄ネックは、周溝から気室に至るまでの全長にわたって一定の深さを有するもので構成されていて、この場合、タイヤの摩耗の進行とともに浅くなってゆく狭窄ネックは、周溝や気室よりも初期の深さが浅いため、ある時点で急激に消滅して周溝と気室とだけが残ることになり、このような急激なトレッドパターンの変化は、性能の急激な変化を招き好ましいものではない。

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、気柱共鳴音低減効果を犠牲にすることなく、トレッドパターンの経時変化を緩やかなものにすることのできる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、周方向に直線状に連続して延びる周溝を設けるとともに、周溝から離れた位置で陸部表面に開口する気室と、この気室を前記周溝に連通させる狭窄ネックとよりなる共鳴器を陸部に配設したタイヤにおいて、前記狭窄ネックの深さを、その長さ方向で変化させてなるタイヤである。この場合、前記狭窄ネックの深さを、前記周溝から前記気室まで連続的に変化させるのが好ましい。

本発明によれば、狭窄ネックの深さを、その長さ方向で変化させたので、狭窄ネック全体がある時点で急激に消滅するのを防止しトレッドパターンの急激な変化を抑えることができる。そして、狭窄ネックの深さ変化を、周溝から気室まで連続的に変化するものとした場合には、狭窄ネックの消滅領域を徐々に広げてゆくようにすることができるのでトレッドパターンの変化を一層緩やかなものにすることができる。

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を有するとともに、周溝１に開口し周溝１から離れた陸部２の表面に開口する気室３と、気室３を周溝１に連通させる狭窄ネック４とよりなる共鳴器５を陸部に配設して構成される。

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。

本発明の特徴は、狭窄ネック４の深さを長さ方向、すなわち、共鳴器の幅方向の中点を繋いでできる中心線LNに沿った方向で変化させている点にあり、図２〜図５は、いずれも、長さがL₁で幅がW₁の気室と、長さがL ₂で幅がW ₂の狭窄ネックとを有していて、トレッド踏面への開口形状は同じであるが、狭窄ネックの深さの長さ方向分布（変化）が相互に異なる４個の共鳴器を例示する長さ方向断面図であり、図２に示す第一の実施形態の共鳴器５は、深さが段階的に変化する二つの部分１４ａ、１４ｂよりなる狭窄ネック４を有し、図示の場合、狭窄ネック４は、深さがd₁の周溝側部分１４ａと、深さがd₁より深いd₂の気室側部分１４ｂとで構成されおり、また、図３に示す第二の実施形態の共鳴器５Ａは、深さが、周溝側のd₃から気室側のd₄まで連続的に深くなる狭窄ネック４Ａを有している。

そして、これらの実施形態の他にも、図４に示すように、狭窄ネック４Ｂの長さ方向中央がその両側より浅くなる（もしくは深くなる）ように形成された共鳴器５Ｂや、図５に示すように、周溝側の深さd₅が気室側の深さd₆より深い狭窄ネック４Ｃを有する共鳴器５Ｃ、等を例示することができる。なお、従来のタイヤにおける共鳴器は、図６に長さ方向断面図で示すように、一定の深さdの狭窄ネック９４を有している。

本発明は、上記の例のように狭窄ネック４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃの深さに長さ方向の変化をつけることにより、タイヤの使用に伴う経時変化においてトレッドパターン（すなわち、溝部のトレッド踏面への開口形状）の急激な変化を抑制するものであり、トレッドパターンの変化について以下の実施例を例にとって説明する。

図２に示した、第一実施形態のタイヤを実施例１とし、図３に示した、第二実施形態のタイヤを実施例２とし、また、これらの実施例と比較するため、初期のトレッド踏面への開口形状が実施例１、実施例２と全く同じであり、狭窄ネックの深さがその長さ方向にわたって一様である共鳴器を有する従来のタイヤを比較例（図６参照）として、これらのタイヤについて各摩耗段階におけるトレッドパターン（溝部のトレッド踏面への開口形状）をシミュレーションで作図した。図７は、実施例１の結果を、図８は、実施例２の結果を、図９は、比較例の結果をそれぞれ示す。

実施例１、２、および、比較例の共鳴器のいずれも、気室の幅W₁を10mm、気室の長さL₁を25mm、狭窄ネックの幅W₂を2mm、狭窄ネックの長さL₂を10mmとした。また、これらの深さについては、実施例１の深さd₁、d₂（図２参照）、実施例２の深さd₃、d₄（図３参照）、および、比較例の深さd（図２参照）を表１に示した。

図７〜９において、（ａ）は、初期（摩耗度0%のとき）のトレッドパターンを、（ｂ）は、摩耗度30%のときのトレッドパターンを、（ｃ）は、摩耗度50%のときのトレッドパターンを、そして、（ｄ）は、摩耗度70%のときのトレッドパターンを、それぞれ示す。なお、上記における摩耗度とは、周溝１の初期の溝深さと摩耗時の溝深さとの差の、初期溝深さに対する割合を百分率で表した値である。

比較例のものは、図７（ｂ）と図７（ｃ）とを見比べたときに明らかなように、摩耗度30%から50%の間のいずれかの時点で狭窄ネック９４が一気に消滅しているのに対して、実施例１のものは、図５（ｃ）に示すように、狭窄ネック４の一部だけが消滅する段階を経て、図５（ｄ）に示すような狭窄ネックの完全消滅段階に至る。また、実施例２のものは、狭窄ネック４Ａのトレッド踏面への開口形状の経時変化をさらに緩やかなものにしており、摩耗度５0%、７0%における狭窄ネック４Ａの一部摩耗段階を通過して完全消滅に至ることが分かる。

なお、上記の例におけるタイヤサイズは、サイズが195/65R15であった。また、共鳴器による共鳴音低減効果は摩耗度が30%までの時点までの効果があればよいとされており、いずれの例の場合も摩耗度30%までは、共鳴器は十分機能している。

なお、これらのタイヤについて初期の段階における騒音を測定した結果を表１に示すが、表１から明らかなように、これらの共鳴音低減効果に大きな差はなく、したがって、実施例１、実施例２のタイヤは、比較例のタイヤに対比して、共鳴音低減効果を犠牲にすることなく、タイヤパターンの経時変化を緩やかなものにすることができることが分かる。

なお、表１における騒音削減効果における、騒音の測定方法としては、上記サイズのタイヤを６JJのリムに装着し、210kPa空気圧を充填し、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、共鳴器を有さない（図１に示したタイヤパターンの共鳴器部分を陸部化した）タイヤに対する共鳴音低減効果としてデシベルの差（dB）で表した。

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。 第一の実施形態のタイヤの共鳴器を示す断面図である。 第二の実施形態のタイヤの共鳴器を示す断面図である。 他の実施形態のタイヤの共鳴器を示す断面図である。 他の実施形態のタイヤの共鳴器を示す断面図である。 比較例のタイヤの共鳴器を示す断面図である。 実施例１のタイヤのトレッドパターンの経時変化を示す模式図である。 実施例２のタイヤのトレッドパターンの経時変化を示す模式図である。 比較例のタイヤのトレッドパターンの経時変化を示す模式図である。

符号の説明

１ 周溝
２ 陸部
３ 気室
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 狭窄ネック
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ 共鳴器
１０ タイヤ接地面
１４ａ 狭窄ネックの周溝側部分
１４ｂ 狭窄ネックの気室側部分

Claims (5)

1. トレッド踏面に、周方向に直線状に連続して延びる周溝を設けるとともに、周溝から離れた位置で陸部表面に開口する気室と、この気室を前記周溝に連通させる狭窄ネックとよりなる共鳴器を陸部に配設したタイヤにおいて、前記狭窄ネックの深さを、その長さ方向で変化させてなるタイヤ。
2. 前記狭窄ネックの深さを、前記周溝から前記気室まで連続的に変化させてなる請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記共鳴器に連通している周溝は、他の周溝及びトレッド端部とは連通していない、請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記狭窄ネックの長さ方向中央部での深さが、当該狭窄ネックの長さ方向両側での深さより浅い、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ。
5. 前記狭窄ネックは、周溝側の深さが気室側の深さより深い、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ。

Images