JP2010260412A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】吸音体の耐久性を確保しつつ、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】本発明に係る空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向Ｒに沿って延びる周方向溝１８が形成されるとともに、周方向溝１８の溝底１７ｃに周方向溝１８から発生する音を吸収する吸音体１００が設けられる。吸音体１００は、溝底１７ｃにタイヤ周方向Ｒに沿って環状に形成される取り付け部分と、取り付け部分のタイヤ径方向外側に連なり、周方向溝１８と路面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体本体部分とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝が形成されるとともに、周方向溝に吸音体が設けら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周方向溝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、周方向溝にスポンジ状の吸音体を埋め込む方法が知られている（例えば、特許文献１）。

このような吸音体が周方向溝に埋め込まれたタイヤでは、吸音体は、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ため、気柱管共鳴音が抑制される。

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、吸音体に発生する遠心力が大きくなり、埋め込まれた吸音体が、周方向溝から外れ易くなる。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、吸音体の耐久性を確保しつつ、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）に沿って延びる周方向溝（周方向溝１８）が形成されるとともに、前記周方向溝の溝底（溝底１７ｃ）に前記周方向溝から発生する音を吸収する吸音体（吸音体１００）が設けられたタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記吸音体は、前記溝底にタイヤ周方向に沿って環状に形成される取り付け部分（取り付け部分１０２）と、前記取り付け部分のタイヤ径方向外側に連なり、前記周方向溝と路面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体本体部分（吸音体本体部分１０４）とを備えることを要旨とする。

本発明の第１の特徴によれば、吸音体を周方向溝の溝底に配置することにより、吸音体は、周方向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抑制できる。また、吸音体は、溝底にタイヤ周方向に沿って環状に形成される取り付け部分を備えることにより周方向溝から外れることを容易に防止できる。

従って、吸音体の耐久性を確保しつつ、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。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、取り付け部分は、タイヤ径方向に伸縮可能であることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、取り付け部分は、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１乃至３の何れか一つの特徴に係り、吸音体本体部分は、不織布で構成されることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、吸音体の耐久性を確保しつつ、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周方向溝を示す断面図である。 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拡大断面図である。

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)タイヤの構成、（２）周方向溝の詳細構成、（３）吸音体の詳細構成、（４）比較評価、（５）作用・効果について説明する。

(１)タイヤの構成
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とが形成される。周方向溝１８は、タイヤ周方向Ｒに沿って複数形成される。周方向溝１８には、吸音体１００が設けられる。吸音体１００は、周方向溝１８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。吸音体１００については、後述する。

（２）周方向溝の詳細構成
次に、本実施形態における周方向溝の詳細構成について図１乃至３を参照しながら説明する。

図２は、周方向溝１８を拡大した断面斜視図である。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を拡大した拡大図である。

図１に示すように、周方向溝１８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。

図３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。

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。

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

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Ｗ１とする。具体的には、最大幅Ｗ１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。

（３）吸音体の詳細構成
次に、本実施形態における吸音体の詳細構成について図１乃至３を参照しながら説明する。

図３に示すように、吸音体１００は、取り付け部分１０２と、吸音体本体部分１０４とを備える。取り付け部分１０２は、溝底１７ｃにタイヤ周方向Ｒに沿って環状に形成される。取り付け部分１０２は、タイヤ径方向に沿って伸縮可能である。取り付け部分１０２は、空気入りタイヤ１への装着前において、取り付け部分１０２の溝底１７ｃに沿った内側面の長さは、タイヤ径方向に沿った溝底１７ｃの外側面の長さよりも短くてもよい。具体的には、取り付け部分１０２は、連結気泡が形成された発泡ゴムにより形成される。

吸音体本体部分１０４は、取り付け部分１０２のタイヤ径方向外側に連なり、周方向溝１８と路面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。具体的には、吸音体本体部分１０４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。吸音体本体部分１０４に最適な材料として、薄膜状のウレタンを挙げることができる。吸音体本体部分１０４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、発泡ゴム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。

吸音体本体部分１０４として、薄膜状のウレタンを用いる場合、トレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面における吸音体１００の厚みである吸音体厚みｔは、０．１ｍｍ〜１ｍｍに形成される。更に効果的な吸音効果を得るためには、吸音体厚みｔは、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。

トレッド幅方向Ｗに沿った吸音体１００の吸音体幅Ｗ２は、最大幅Ｗ１よりも狭い。吸音体１００は、周方向溝１８の溝底１７ｃに設けられる。吸音体１００のタイヤ径方向の長さを吸音体長さｈ１とする。吸音体長さｈ１は、周方向溝深さＨよりも短い。

（４）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、（４．１）評価方法、（４．２）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。

（４．１）評価方法
表１に示すように、吸音体の形状が異なる３種類の空気入りタイヤを用いて、音圧レベルの低減量と、耐久性とを評価した。なお、音圧レベルの低減量は、台上騒音計測用ドラムにて、評価した。また、耐久性は、高速で２００ｋｍ走行し、吸音体の脱落の程度を評価した。評価結果は、比較例１のタイヤにおける音圧レベルの低減量を１００として指数表示する。なお、数値は、１００より大きくなるに連れて音圧レベルの低減量が多いことを意味する。具体的には、１１０で、１ｄB低減されることに相当する。

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 ：国産車セダン
・ 内圧 ：ＥＴＲＴＯ記載の標準内圧
比較例１のタイヤは、周方向溝に吸音体を備えていない点で、本発明の実施形態に記載の空気入りタイヤ１と異なる。

比較例２のタイヤは、長尺状の吸音体が接着剤により周方向溝の溝底に接着されている点で、本発明の実施形態に記載の空気入りタイヤ１と異なる。

実施例１のタイヤは、本発明の実施形態に記載の空気入りタイヤ１と同一である。

（４．２）評価結果
結果を表１に示す。

測定結果によれば、表１に示すように、実施例及び比較例２のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて、音圧レベルの低減量が優れていた。また、比較例２のタイヤでは、吸音体の一部脱落が見受けられたが、実施例のタイヤでは、吸音体の脱落は、確認されなかった。

（５）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、吸音体１００を周方向溝１８の溝底１７ｃに配置することにより、吸音体１００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抑制できる。

従来、このような吸音体１００を周方向溝１８に配置する場合、空気入りタイヤ１の転動に伴い発生する遠心力に抗するために、吸音体１００は、周方向溝１８に強固に固定される必要があった。例えば、接着剤を用いて吸音体１００を周方向溝１８に接着する方法が適用できるが、吸音体１００及び周方向溝１８の接着に適した材料の選定、高い接着力などが必要となる。つまり、気柱管共鳴音を抑制できる吸音体１００を周方向溝１８に強固に固定するには、多くの条件が求められていた。

本実施形態によれば、吸音体１００は、溝底１７ｃにタイヤ周方向Ｒに沿って環状に形成される取り付け部分１０２を備えることにより周方向溝１８から外れることを容易に防止できる。従って、吸音体の耐久性を確保しつつ、気柱管共鳴音に起因するノイズを抑制できる空気入りタイヤ１を提供できる。

本実施形態によれば、取り付け部分１０２は、タイヤ径方向に伸縮可能である。このため、トレッド１６に特別な形状の係止部等を設けることなく、周方向溝１８を形成するのみで空気入りタイヤ１に装着された吸音体１００は、吸音体１００の伸縮により溝底１７ｃに固定される。従って、空気入りタイヤ１は、吸音体１００が周方向溝１８から抜け落ちることを容易に防止できる。また、接着剤等を用いないため、吸音体１００は、取り外しや、交換が容易となる。

本実施形態によれば、取り付け部分１０２は、連結気泡が形成された発泡ゴムである。このため、取り付け部分１０２も気柱管から発生する気柱管共鳴音を吸音できる。また、周方向溝１８を形成するトレッド１６との伸縮性も近く、空気入りタイヤ１のトレッドの変形に応じて、変形できる。このため、吸音体１００が周方向溝１８から抜け落ちることをさらに容易に防止できる。

本実施形態によれば、吸音体本体部分１０４は、不織布で構成されるため、空気入りタイヤ１は、吸音体本体部分１０４で確実に吸音することができ、気柱管共鳴音に起因するノイズを更に抑制できる。

本実施形態では、吸音体１００は、発泡ゴム、スポンジ、又は、不織布によって構成される場合、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、吸音体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、容積を更に増加させることができ、排水性を更に向上できる。

（７）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１００の吸音体本体部分１０４は、不織布、天然スポンジ、ポリウレタン等の合成スポンジ、発泡ゴムに限定されない。例えば、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１００は、車両装着時において、トレッド幅方向外側よりもタイヤ赤道線よりの周方向溝１８にのみ、装着されてもよい。また、吸音体１００は、全ての周方向溝１８に装着されてもよい。

上述した実施形態において、高速走行を想定した場合、取り付け部分１０２は、接着剤や両面テープで溝底１７ｃにさらに固定されてもよい。これによれば、吸音体１００は、更に強固に固定される。

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・・・トレッド部、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、 １００…吸音体、 １０２…取り付け部分、 １０４…吸音体本体部分

Claims (4)

1. タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝が形成されるとともに、前記周方向溝の溝底に前記周方向溝から発生する音を吸収する吸音体が設けられたタイヤであって、
   前記吸音体は、
   前記溝底にタイヤ周方向に沿って環状に形成される取り付け部分と、
   前記取り付け部分のタイヤ径方向外側に連なり、前記周方向溝と路面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体本体部分と
   を備えるタイヤ。
2. 前記取り付け部分は、タイヤ径方向に伸縮可能である請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記取り付け部分は、連結気泡が形成された発泡ゴムである請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記吸音体本体部分は、不織布で構成される請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。

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