JP5475476B2

JP5475476B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5475476B2
Application number: JP2010002087A
Authority: JP
Inventors: 博行鈴木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-01-07
Also published as: JP2011140268A

Description

本発明は、トレッド接地面内で、周方向に延びる周溝と路面とで形成される管内の気柱共鳴により発生する騒音を、共鳴器をもって低減した空気入りタイヤに関するものである。

近年、車両の静粛化に伴って、空気入りタイヤの負荷転動に起因する自動車騒音の低減が求められており、なかでも、タイヤの接地面内で、トレッド踏面の周方向に連続して延在する周溝と、トレッド踏面の接地域内の路面とによって形成される管内の空気の共鳴に起因する気柱共鳴音は、一般的な乗用車では８００〜１２００Ｈｚ程度に観測されることが多く、ピークの音圧レベルが高く、周波数帯域が広いことから、その低減が求められている。

これがため、かかる気柱共鳴音に起因する車外音の低減を目的として、周方向主溝の配設本数や容積を減じることが広く行われている他、例えば特許文献１には、一端のみを周溝（周方向主溝）に開口させ、他端を陸部内で終了させた長い横溝を設け、その横溝内での反共振を用いて気柱共鳴音を低減させた技術が提案され、また、特許文献２には、周方向溝に開口するサイプ（狭窄通路）と、その狭窄通路につながる共鳴室（気室部）とから構成された、いわゆるヘルムホルツ型共鳴器によって、気柱共鳴音の共鳴周波数付近の騒音エネルギーを吸収する技術が提案されている。

しかるに、このようなタイヤは、例えば周方向溝間等に区画される陸部に、トレッド周方向で、横溝、共鳴室等が断続的に配置されることになるため、その陸部はトレッド周方向位置によって剛性が変化し、この剛性変化に起因して、走行中に車室内で聞こえる車内音が発生するおそれがあった。

国際公開第０４／１０３７３７号パンフレット特開平５−３３８４１１号公報

そこで、本発明の目的は、気柱共鳴音に起因する車外音を抑制するとともに、車内騒音を有効に低減させることができる空気入りタイヤを提供することにある。

この発明にかかる空気入りタイヤは、トレッド接地面に、トレッド周方向に連続して延びる少なくとも一本の周方向主溝と、前記周方向主溝に隣接する陸部内でトレッド周方向に断続して延び、各一本の傾斜溝を介して周方向主溝に開口する周方向副溝を配設してなるものであって、前記周方向副溝および傾斜溝は、周方向主溝と路面とで形成される管内の気柱共鳴によって発生する騒音を低減する共鳴器であり、前記周方向副溝の延在方向の中央部の溝底に、両溝壁を連結する隆起部を設け、前記隆起部はトレッド周方向長さを１〜２５ｍｍ且つ高さを１〜７．２ｍｍの範囲とし、前記隆起部の頂部の表面積と、前記周方向副溝の横断面における面積との比を０．３〜０．９としてなることを特徴とするものである。

ここで、周方向主溝および周方向副溝は直線状の形態のみならず、ジグザグ形状、波線形状、湾曲形状、クランク状等の溝の形態で延在させることもできる。
「隆起部」は、トレッド幅方向に延在するのはもちろんのこと、トレッド幅方向に傾斜することもでき、その形状は周方向断面で、矩形や円弧状等とすることができる。

また好ましくは、前記周方向副溝をトレッド周方向にわたって２０〜４０個を配設する。

本発明の空気入りタイヤは、特に、周方向副溝の溝底に、両溝壁を連結する隆起部を設けることにより、その隆起部付近の陸部剛性が高まることになるので、トレッド周方向での剛性変化を小さくして、タイヤの転動時の発生騒音を抑制することができ、また、タイヤのユニフォミティ（Ｒ．Ｆ．Ｖ）を改善することができる。

（ａ）は本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの拡大部分展開図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ切断部の拡大断面図である。本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。

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。
タイヤ内部の補強構造は、一般的なラジアルタイヤまたはバイアスタイヤのそれと同様であるので、図示を省略する。

空気入りタイヤの実施形態を示す図１において、図中１はトレッド接地面の一部を示し、このトレッド接地面１には、トレッド周方向に連続して延在する一本以上の周方向主溝２を配設する。
そして、この周方向主溝２に隣接する陸部３に、トレッド周方向に断続して延びる周方向副溝４を、周方向主溝２と平行に複数本配設して、各周方向副溝４の一端を、周方向主溝２からトレッド周方向に対して傾斜して延びる傾斜溝５にて開口させる。
したがってここでは、周方向副溝４の他端は陸部３内で終了する。

ここで、周方向主溝２は、例えば、溝幅を８〜１８ｍｍ、溝深さを６．９〜８．２ｍｍの範囲とし、それぞれの周方向副溝４は例えば、溝長さを２０〜６５ｍｍ、溝幅を２〜１０ｍｍ、溝深さを２〜８．２ｍｍの範囲とし、傾斜溝５は、溝長さを２０〜５０ｍｍ、溝幅を１〜１０ｍｍ、溝深さを２〜７ｍｍの範囲とし、トレッド周方向に対して２０〜９０°で傾斜することができる。

気柱共鳴音は、接地面内で、周方向主溝２と路面とによって区画される気柱が、転動時のタイヤの各部位の振動に基づいて加振されることにより、気柱の長さの二倍の波長をもって共鳴振動することに基づいて発生されるものである。

このような気柱共鳴は、タイヤのトレッドパターンにおいて、トレッド周方向に連続して延びる複数本の周方向主溝２の相互が、周方向主溝２に交差して延びる周方向副溝４および傾斜溝５によって連通されている場合には、一の特定の周波数による気柱共鳴だけを生じることになる。
なおここで、周方向主溝２の幅、深さおよび本数は、共鳴周波数よりもむしろ共鳴音の音圧レベルに大きく影響することになる。

そして、周方向主溝２の共鳴現象に及ぼす周方向副溝４および傾斜溝５の影響を検討したところ、その周方向副溝４および傾斜溝５を陸部の途中で終了させたときは、接地面内での周方向副溝４および傾斜溝５の長さにより、所望の周波数で音が吸音される。この吸音周波数を、周方向主溝２の気柱共鳴周波数である、ほぼ８００〜１４００Ｈｚに近づけた場合には、共鳴騒音を低減させることが可能となる。

なお、周方向副溝４および傾斜溝５にこのような吸音機能を十分に発揮させるためには、その周方向副溝４および傾斜溝５の溝壁が接地面内で相互に接触しないことおよび、所定の周方向主溝２に開口する周方向副溝４および傾斜溝５の一本以上が接地面内に常に完全に含まれることが必要である。

さらにここでは、一端を特定の周方向主溝２に開口させ、他端を陸部内で終了させた周方向副溝４および傾斜溝５を、他の周方向主溝２に開口させた他の周方向副溝４および傾斜溝５のいずれにも交差させることなく形成して、その特定の周方向主溝２の共鳴周波数をコントロールすることで、タイヤの負荷転動に際する、複数本の周方向主溝２の共鳴周波数を有効に分散させることができ、この結果として、特定の一の周波数だけによる気柱共鳴音が発生する場合に比して、騒音のピークレベルを低減させるとともに、ホワイトノイズ化を大きく促進することができる。

そしてこの空気入りタイヤでは、周方向副溝４の溝底、図では周方向副溝４の延在方向の中央部に、両溝壁に連結する隆起部６を設ける。
この隆起部６により、トレッド接地面１が摩耗しても急激に排水性を損なうことなく、周方向副溝４近傍の剛性を高めることができる。

このような空気入りタイヤにおいて好ましくは、周方向副溝４の延在方向の中央部に、隆起部６を設けることで、トレッド周方向に延在する周方向副溝４と陸部３の剛性段差を改善して、ユニフォミティの向上および低騒音化を実現することができる。

ここで、隆起部６は周方向長さを１〜２５ｍｍ、高さを１〜７．２ｍｍの範囲とし、隆起部６の頂部の表面積と、周方向副溝４の横断面における面積との比を０．３〜０．９とすることができる。この範囲では、タイヤの諸性能を犠牲にすることなく、騒音の発生を低減することができる。

ところで、周方向副溝４を、トレッド周方向にわたって２０〜４０個を配設することが好ましい。
この範囲では、特に、車両特性との共振による車内音となる２００〜２５０Ｈｚ付近（８０〜１６０ｋｐｈ）を低減するとともに、コーナリング時の操縦安定性を向上させることができる。

このようなタイヤにおいて、対象となる特定の周方向主溝２に対する周方向副溝４および傾斜溝５の形成は、その周方向主溝２の一方側だけにて行うことができる他、それの両側にて行うこともでき、これらのいずれにあっても、周方向主溝２に開口する周方向副溝４および傾斜溝５に、所期した通りの機能を十分に発揮させることができる。

ここで、周方向主溝２の両側に周方向副溝４および傾斜溝５を設ける場合は、周方向副溝４および傾斜溝５が全て同じサイズと仮定すると、踏面内の周方向副溝４および傾斜溝５の本数の増加により、片側のみの場合より大きな吸音効果が得られる。かつ周方向副溝４および傾斜溝５の増加によるトレッドブロックの圧縮・剪断剛性の低下を同本数の溝を片側だけに設けた場合よりも抑制することができるため、操縦安定性等の悪化を防ぐことができる。

また、このタイヤでは、傾斜溝および周方向副溝を開口させた特定の周方向主溝を、トレッド接地面１に二本以上設けることもでき、これによってもまた、他の周方向主溝との間で共鳴周波数を分散させることにより、先に述べたこと同様の作用効果をもたらすことができる。

このように構成してなるタイヤによれば、先にも述べたように、複数本の周方向主溝等の形成態様の下で、ドライ路面での操縦安定性と限界グリップ特性とを両立させるとともに、すぐれたウェット性能を確保してなお、それぞれの周方向主溝の、気柱共鳴周波数を相互に相違させることができ、例えば、周方向主溝の共鳴周波数を、他の周方向主溝のそれに比して相当小さくすることができ、これにより、気柱共鳴騒音のピークレベルを有効に低減させ、併せて、ホワイトノイズ化を大きく促進することができる。

なお、共鳴器の種類は限定されないが、例えばヘルムホルツタイプの共鳴器や連結管路からなる段付きタイプの共鳴器とすることもできる。

図１，２に示すような、サイズが２５５／４０ＺＲ１９で、それぞれの諸元を表１に示すように変化させた実施例タイヤ１，２および比較例タイヤ１，２を試作し、それらのタイヤを、９．５Ｊのリムに組付けるとともに、そこに２７０ｋＰａの空気圧を充填し、５ｋＮ相当の荷重を作用させた状態で、平坦路を８０〜１４０ｋｍ／ｈで惰行走行および、８０ｋｍ／ｈから１０ｋｍ／ｈ毎の定速走行して、評価ドライバーによるフィーリングで評価した。その結果を表２に示す。

表２によれば、実施例タイヤ１，２はいずれも比較例タイヤ１，２に対して、車内音を低減させることができた。

１トレッド接地面
２周方向主溝
３陸部
４周方向副溝
５傾斜溝
６隆起部

Claims

トレッド接地面に、トレッド周方向に連続して延びる少なくとも一本の周方向主溝と、
前記周方向主溝に隣接する陸部内でトレッド周方向に断続して延び、各一本の傾斜溝を介して周方向主溝に開口する周方向副溝を配設してなる空気入りタイヤにおいて、
前記周方向副溝および傾斜溝は、周方向主溝と路面とで形成される管内の気柱共鳴によって発生する騒音を低減する共鳴器であり、
前記周方向副溝の延在方向の中央部の溝底に、両溝壁を連結する隆起部を設け、
前記隆起部はトレッド周方向長さを１〜２５ｍｍ且つ高さを１〜７．２ｍｍの範囲とし、前記隆起部の頂部の表面積と、前記周方向副溝の横断面における面積との比を０．３〜０．９としてなることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記周方向副溝を、トレッド周方向にわたって２０〜４０個を配設してなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。