JP2009090824A

JP2009090824A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2009090824A
Application number: JP2007263611A
Authority: JP
Inventors: Takanari Saguchi; 隆成佐口; Naoya Ochi; 直也越智; Koyo Kiwaki; 幸洋木脇
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2009-04-30

Abstract

【課題】共鳴器により気柱共鳴音を低減可能であることを前提にパターンノイズを低減可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも一本の周方向溝３と、これに隣接する少なくとも一列のリブ状の陸部５とを具え、該リブ状陸部５内に、該周方向溝３に開口する枝溝７と、該枝溝７を介して該周方向溝３と連通し該枝溝よりも断面積が大きい気室部９とで構成されて該周方向溝３に起因する騒音を減ずる共鳴器１１を配設してなる空気入りタイヤにおいて、共鳴器１１は、気室部９のタイヤ周方向の長さＬを定める第１の端部１３と第２の端部１５とを有し、枝溝７は、第２の端部１５から、第１の端部１３に対して離間する方向に延びることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも一本の周方向溝と、これに隣接する少なくとも一列のリブ状の陸部とを具え、該リブ状陸部内に、該周方向溝に開口する枝溝と、該枝溝を介して該周方向溝と連通し該枝溝よりも断面積が大きい気室部とで構成され、かつ該周方向溝に起因する騒音を減ずる共鳴器を配設してなる空気入りタイヤに関するものであり、特に、かかる空気入りタイヤのパターンノイズの低減を図る。

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した自動車騒音に対する寄与が大きくなり、その低減が求められている。中でも、高周波数、特に、１０００Ｈｚ周辺のタイヤノイズが車外騒音の主たる原因となっており、環境問題の対応からも、その低減対策が求められている。

この１０００Ｈｚ周辺のタイヤノイズとは、主にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、トレッド部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よって発生する、いわゆる気柱共鳴音のことであり、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、空気入りタイヤから発生する騒音の大部分を占めることとなる。また、人間の聴覚は、１０００Ｈｚ周辺の周波数帯域（Ａ特性）で特に敏感であることから、走行時のフィーリング面での静粛性を向上させる上でも、このような気柱共鳴音の低減は有効である。

かかる気柱共鳴音を低減するためには、周方向溝の配設本数や溝容積を減じることが有効ではあるが、このようにした場合、周方向溝の溝容積が不足する結果、排水性能が低下するおそれがある。周方向溝の配設本数や溝容積を減じることなく気柱共鳴音の低減を図るべく、特許文献１には、周方向溝によって形成されたリブ状陸部内に、一端が周方向溝に開口し、他端が陸部内で終端する長い横溝（気柱共鳴器）を設け、その横溝内での***振を用いて気柱共鳴音を低減させることが可能な空気入りタイヤが開示されている。しかし、特許文献１に開示された空気入りタイヤでは、気柱共鳴周波数に対応した長い横溝の配設が必須であることから、トレッドパターンのデザイン上の自由度が損なわれる。

これら問題の解決策として、特許文献２に開示されているように、周方向溝に開口するサイプ（枝溝）と、その枝溝につながる共鳴室（気室部）とから構成された、いわゆるヘルムホルツ型の共鳴器をリブ状陸部内に配設することによって、気柱共鳴音の共鳴周波数付近のエネルギを吸収する技術が提案されている。これにより、周方向溝の溝容積を充分に確保して、排水性能等を確保しつつも、特許文献１に記載の空気入りタイヤと比較してトレッドパターンのデザイン上の自由度を向上させることが可能となる。

国際公開第０４／１０３７３７号パンフレット特開平５−３３８４１１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の空気入りタイヤでは、共鳴器により気柱共鳴音は低減されるものの、図９（ａ）に示すように、リブ状陸部１０５内に、枝溝１０７及びある程度まとまった容積を有する中空状の空間である気室部１０９が形成されることから、当該リブ状陸部１０５のタイヤ幅方向断面積は、周上にわたって図９（ｂ）に示すように大きく変化する。これにより、図９（ａ）に示す従来の空気入りタイヤでは、リブ状陸部１０５内に比較的剛性の大きい区間Ｘ１、区間Ｘ１よりも剛性の小さい区間Ｘ２、及び区間Ｘ２よりもさらに剛性の小さい区間が形成され、その結果、負荷転動時には、これらの剛性差により共鳴器１１１の周辺に形成されたブロックが変動し易くなり、かかる変動により共鳴器周辺のブロックが路面に衝突する際の衝撃が大きくなってパターンノイズが増大するという問題があった。

したがって、この発明は、これらの問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、共鳴器により気柱共鳴音を低減可能とすることを前提に、共鳴器の配置の適正化を図ることによりパターンノイズを低減可能な空気入りタイヤを提供することにある。

前記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも一本の周方向溝と、これに隣接する少なくとも一列のリブ状の陸部とを具え、該リブ状陸部内に、該周方向溝に開口する枝溝と、該枝溝を介して該周方向溝と連通し該枝溝よりも断面積が大きい気室部とで構成されて該周方向溝に起因する騒音を減ずる共鳴器を配設してなる空気入りタイヤにおいて、前記共鳴器は、前記気室部のタイヤ周方向の長さを定める第１の端部と第２の端部とを有し、前記枝溝は、前記第２の端部から、前記第１の端部に対して離間する方向に延びることを特徴とする空気入りタイヤである。ここで、「周方向溝」には、タイヤ周方向に沿って直線状に延びる溝のみならず、ジグザグ状又は波状に延び、タイヤ全体として周方向に一周する溝をも含むものとする。かかる構成を採用し、リブ状陸部内で比較的剛性の大きくなる区間、すなわちこの発明の場合には、リブ状陸部内でタイヤ幅方向にみて気室部が配設されていない区間に、リブ状陸部の剛性を低下させる枝溝を配置することにより、リブ状陸部の、周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化は、リブ状陸部内で比較的剛性の小さくなる区間、すなわちリブ状陸部内でタイヤ幅方向にみて気室部が配設されている区間に枝溝が配置されていた従来の場合に比べ小さくなり、リブ状陸部の周上での剛性は均一化される。パターンノイズは、前述のように、リブ状陸部に周上にわたって形成された剛性の変動に起因して発生するものであるから、このようにリブ状陸部の周上での剛性を均一化することで、パターンノイズを低減することができる。

なお、気室部の長手方向は、タイヤ周方向に沿うことが好ましい。ここで、「タイヤ周方向に沿う」には、気室部の長手方向がタイヤ周方向に対して平行に延びる場合の他、気室部の長手方向がタイヤ周方向に対して鋭角側から測定して４５度以下で傾斜する場合をも含むものとする。

また、空気入りタイヤは、共鳴器をリブ状陸部内にタイヤ周方向に沿って複数個具え、共鳴器の第１の端部と、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝が周方向溝に開口する開口端とは、タイヤ幅方向にみて同一線上に位置することが好ましい。

又は、空気入りタイヤは、共鳴器をリブ状陸部内にタイヤ周方向に沿って複数個具え、共鳴器の第１の端部と、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の第２の端部とは、タイヤ幅方向にみて同一線上に位置することが好ましい。

さらに、空気入りタイヤは、共鳴器をリブ状陸部内にタイヤ周方向に沿って複数個具え、タイヤ幅方向にみて、共鳴器の気室部は、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝と少なくとも部分的に重複することが好ましい。

さらに、タイヤ幅方向にみて、共鳴器の気室部は、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝と部分的に重複し、該気室部の、タイヤ幅方向断面内にこれら気室部と枝溝とが共に存在する区間におけるタイヤ幅方向断面積は、該気室部の、タイヤ幅方向断面内に該気室部のみ存在する区間におけるタイヤ幅方向断面積よりも少なくとも部分的に小さいことが好ましい。

さらに、気室部のタイヤ幅方向断面積は、第１の端部に向かうに連れて漸減することが好ましい。

しかも、タイヤ幅方向にみて、共鳴器の気室部は、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝と相互に完全に重複することが好ましい。

この発明によれば、共鳴器により気柱共鳴音を低減可能であることを前提にパターンノイズを低減可能な空気入りタイヤを提供することが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここに図1は、この発明に従う空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という）のトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図であり、図中に示す矢印Ｃはタイヤ周方向であり、矢印Ｗはタイヤ幅方向である。

図１に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝３と、これに隣接するリブ状陸部５とを具える。さらにこのタイヤは、リブ状陸部５内に、周方向溝３に開口する枝溝７と、この枝溝７を介して周方向溝３と連通する気室部９とで構成され、周方向溝３と路面とで形成される管内の共鳴により発生する騒音を減ずる共鳴器１１を有する。気室部９は、その中心線ＣＬ１と直交する面内の断面積が、枝溝７の、中心線ＣＬ２と直交する面内の断面積よりも大きくなるよう形成されている。

共鳴器１１は、気室部９及び枝溝７がともに路面によって密閉された状態の下では、図２（ａ）に模式的に示すようなヘルムホルツ型の共鳴器を形成することになり、その共鳴周波数ｆは、枝溝７の長さをｌ_ｈ、枝溝７の半径をｒ、枝溝７の断面積をＳとするとともに気室部９の容積をＶ、音速をｃとしたとき、

として表すことができるので、この共鳴周波数ｆは、周方向溝３の気柱共鳴周波数との関連の下で、枝溝７の長さにｌ_ｈ、枝溝７の断面積をＳ（半径ｒ）及び気室部９の容積Ｖの大きさを選択的に変えることによって、所要に応じて変化させることができる。

なお、枝溝７の断面形状が円形ではない場合は、上記の式中の半径rは、該枝溝７の断面積を基にして逆算することによって求められる。また、式中の係数「１．３」は文献によっては異なる値が存在するが、一般的には実験式から求めることが可能で、この発明においても一つの係数として用いるものとする。

また、気室部９は、その深さ方向の全体に亘って、開口面積と同一の横断面積を有するものを適用することができるが、深さ方向に向けて当該横断面積が漸増もしくは漸減するものを適用してもよい。また、気室部９の底壁は実質的に平坦面としてもよく、あるいは開口側に向けて凸もしくは凹状の曲面とすることもできる。

さらに、図示例のタイヤでは、気室部９の、リブ状陸部５表面への開口形状は矩形であるが、この開口形状はこれに限定されず多角形と、円形と、楕円形と、その他の閉鎖曲線形状と、不規則な閉鎖形状等を適用することができる。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、図１に示すように、共鳴器１１は、気室部９のタイヤ周方向の長さＬを定める第１の端部１３と第２の端部１５を有し、枝溝７は、第２の端部１５から、第１の端部１３に対して離間する方向（図１では上方）に延びることにある。

図１に示す実施形態のタイヤによれば、リブ状陸部５内で比較的剛性の大きくなる区間、すなわちこの図示例の場合には、リブ状陸部５内でタイヤ幅方向にみて気室部９が配設されていない区間Ａ１に、リブ状陸部５の剛性を低下させる枝溝７を配置することにより、リブ状陸部５の、周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化は、リブ状陸部５内で比較的剛性の小さくなる区間、すなわちリブ状陸部５内でタイヤ幅方向にみて気室部９が配設されている区間Ａ２に枝溝７が配置されていた従来の場合に比べ小さくなり、リブ状陸部５の周上での剛性は均一化される。パターンノイズは、前述のように、リブ状陸部５に周上にわたって形成された剛性の変動に起因して発生するものであるから、このようにリブ状陸部５の周上での剛性を均一化することで、パターンノイズを低減することができる。また、図１に示すように気室部９の長手方向が、タイヤ周方向に沿う場合には、リブ状陸部５の、周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化をより均一化し、パターンノイズをさらに低減することができる。

次いで、この発明に従う他の好適な実施形態について説明する。ここで、図３は、この発明に従う他のタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図であり、図中に示す矢印Ｃはタイヤ周方向であり、矢印Ｗはタイヤ幅方向である。なお、図１に示す実施形態のタイヤと同様の部材には同一の符号を付して説明する。

図３に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝３と、これに隣接するリブ状陸部５とを具える。さらにこのタイヤは、リブ状陸部５内に、周方向溝３に開口する枝溝７と、この枝溝７を介して周方向溝３と連通する気室部９とで構成され、周方向溝３と路面とで形成される管内の共鳴により発生する騒音を減ずる共鳴器１１をタイヤ周方向に沿って複数個有する。気室部９は、その中心線ＣＬ１と直交する面内の断面積が、枝溝７の、中心線ＣＬ２と直交する面内の断面積よりも大きくなるよう形成されている。

図示例の共鳴器１１は、先の実施形態のタイヤのものと同様にヘルムホルツ型の共鳴器であり、その説明を省略する。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、図３に示すように、共鳴器１１は、気室部９のタイヤ周方向の長さを定める第１の端部１３と第２の端部１５を有し、枝溝７は、第２の端部１５から、第１の端部１３に対して離間する方向に延び、共鳴器１１の第１の端部１３と、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７が周方向溝３に開口する開口端１７とが、タイヤ幅方向にみて同一線上に位置することにある。

図３に示す実施形態のタイヤによれば、リブ状陸部内で比較的剛性の大きくなる区間、すなわちこの図示例の場合には、リブ状陸部５内の、一の共鳴器１１の気室部９と他の共鳴器１１の気室部９との間の区間Ａ３に、リブ状陸部５の剛性を低下させる枝溝７を配置し、さらに共鳴器１１の第１の端部１３と、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７が周方向溝３に開口する開口端１７とをタイヤ幅方向にみて同一線上に位置させて、タイヤ幅方向にみて、リブ状陸部５内で共鳴器１１の枝溝７又は気室部９が存在しない区間を無くすことにより、リブ状陸部５の周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化はさらに小さくなり、リブ状陸部５の周上での剛性はさらに均一化される。その結果、リブ状陸部５の周上における剛性の変化に起因するパターンノイズは一層低減される。

次いで、この発明に従う他の好適な実施形態について説明する。ここで、図４は、この発明に従う他のタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図であり、図中に示す矢印Ｃはタイヤ周方向であり、矢印Ｗはタイヤ幅方向である。なお、先に説明した実施形態のタイヤと同様の部材には同一の符号を付して説明する。

図４に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝３と、これに隣接するリブ状陸部５とを具える。さらにこのタイヤは、リブ状陸部５内に、周方向溝３に開口する枝溝７と、この枝溝７を介して周方向溝３と連通する気室部９とで構成され、周方向溝３と路面とで形成される管内の共鳴により発生する騒音を減ずる共鳴器１１をタイヤ周方向に沿って複数個有する。気室部９は、その中心線ＣＬ１と直交する面内の断面積が、枝溝７の、中心線ＣＬ２と直交する面内の断面積よりも大きくなるよう形成されている。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、図４に示すように、タイヤ幅方向にみて、共鳴器１１の気室部９は、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７と部分的に重複する、すなわちこれら気室部９及び枝溝７をタイヤ赤道面に投影したとき、それぞれの投影形状（図示省略）のタイヤ周方向の延在範囲が部分的に重複することにある。

図４に示す実施形態のタイヤによれば、リブ状陸部５内で比較的剛性の大きくなる区間、すなわちこの図示例の場合には、リブ状陸部５内の、一の共鳴器１１の気室部９と他の共鳴器１１の気室部９との間の区間Ａ４に、リブ状陸部９の剛性を低下させる枝溝７を配置し、さらにタイヤ幅方向にみて、共鳴器１１の気室部９を、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７と部分的に重複させて（区間Ａ５）、タイヤ幅方向にみてリブ状陸部５内で共鳴器１１の枝溝７のみ存在し比較的剛性の大きい区間Ａ４のタイヤ周方向距離を小さくすることにより、リブ状陸部５の周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化が、リブ状陸部５の周上にて剛性に与える影響は小さくなる。その結果、リブ状陸部５の周上における剛性の変化に起因するパターンノイズは一層低減される。

さらに、この実施形態のタイヤでは、図５に示すように、タイヤ幅方向にみて、共鳴器１１の気室部９と該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７とが重複する区間を区間Ａ５と、気室部９のみ存在する区間を区間Ａ６としたとき、同一気室部９にて、区間Ａ５における気室部９のタイヤ幅方向断面積を、区間Ａ６における気室部のタイヤ幅方向断面積よりも少なくとも部分的に小さくすることが好ましい。これにより、リブ状陸部５の、周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化はさらに小さくなり、リブ状陸部５の周上での剛性はさらに均一化される。その結果、リブ状陸部の周上における剛性の変化に起因するパターンノイズは一層低減される。

次いで、この発明に従う他の好適な実施形態について説明する。ここで、図６は、この発明に従う他のタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図であり、図中に示す矢印Ｃはタイヤ周方向であり、矢印Ｗはタイヤ幅方向である。なお、先に説明した実施形態のタイヤと同様の部材には同一の符号を付して説明する。

図６に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝３と、これに隣接するリブ状陸部５とを具える。さらにこのタイヤは、リブ状陸部５内に、周方向溝３に開口する枝溝７と、この枝溝７を介して周方向溝３と連通する気室部９とで構成され、周方向溝３と路面とで形成される管内の共鳴により発生する騒音を減ずる共鳴器１１をタイヤ周方向に沿って複数個有する。気室部９は、その中心線ＣＬ１と直交する面内の断面積が、枝溝７の、中心線ＣＬ２と直交する面内の断面積よりも大きくなるよう形成されている。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、図６に示すように、共鳴器１１は、気室部９のタイヤ周方向の長さＬを定める第１の端部１３と第２の端部１５を有し、共鳴器１１の第１の端部１３と、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の第２の端部１５とが、タイヤ幅方向にみて同一線上に位置することにある。

図６に示す実施形態のタイヤによれば、リブ状陸部５を、タイヤ幅方向にみて、気室部９のみを有する区間Ａ７と、気室部９及び枝溝７を有する区間Ａ８とで構成し、比較的剛性が大きくなる枝溝７のみを有する区間を無くすことにより、リブ状陸部５の周上におけるタイヤ幅方向断面積の変化はさらに小さくなり、リブ状陸部５の周上での剛性はさらに均一化される。その結果、リブ状陸部５の周上における剛性の変化に起因するパターンノイズは一層低減される。

次いで、この発明に従う他の好適な実施形態について説明する。ここで、図７は、この発明に従う他のタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図であり、図中に示す矢印Ｃはタイヤ周方向であり、矢印Ｗはタイヤ幅方向である。なお、先に説明した実施形態のタイヤと同様の部材には同一の符号を付して説明する。

図７に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝３と、これに隣接するリブ状陸部５とを具える。さらにこのタイヤは、リブ状陸部５内に、周方向溝３に開口する枝溝７と、この枝溝７を介して周方向溝３と連通する気室部９とで構成され、周方向溝３と路面とで形成される管内の共鳴により発生する騒音を減ずる共鳴器１１をタイヤ周方向に沿って複数個有する。気室部９は、その中心線ＣＬ１と直交する面内の断面積が、枝溝７の、中心線ＣＬ２と直交する面内の断面積よりも大きくなるよう形成されている。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、図７に示すように、タイヤ幅方向にみて、共鳴器１１の気室部９は、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７と相互に完全に重複する、すなわちこれら気室部９と枝溝７とをタイヤ赤道面に投影したとき、それぞれの投影形状（図示省略）のタイヤ周方向の延在範囲が相互に一致することにある。

図７に示す実施形態のタイヤによれば、タイヤ幅方向にみて、共鳴器１１の気室部９を、該共鳴器１１のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器１１の枝溝７と相互に完全に重複させることにより、リブ状陸部５は、タイヤ幅方向にみて、気室部９及び枝溝７を有する区間Ａ９のみで構成されることから、リブ状陸部５の周上におけるタイヤ幅方向断面積は変化せず、リブ状陸部５の周上での剛性は完全に均一化される。その結果、リブ状陸部５の周上における剛性変化に起因するパターンノイズはより一層低減される。

なお、図１〜７（図２を除く）に示す実施形態のタイヤにおいては、気室部９のタイヤ幅方向断面積は、図６に例示するように、第１の端部１３に向かうに連れて漸減することが好ましい。これにより、リブ状陸部５の剛性を第１の端部１３に向かって滑らかに増大させることができ、すなわち急激な剛性変化を防止することができるので、リブ状陸部５の周上における剛性変化に起因するパターンノイズを一層低減することが可能となる。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したに過ぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、共鳴器１１は、枝溝７と、該枝溝７を介して該周方向溝３と連通し該枝溝７よりも断面積が大きい気室部９とで構成すればよく、上述したヘルムホルツ型の共鳴器１１に代えて、図２（ｂ）に示すように気室部９及び枝溝７をそれぞれ第一管路９’、第二管路７’とみなしてそれらを相互に連結した連結管路からなる段付き管型の共鳴器を適用することもでき、この場合には、以下の説明のようにして共鳴周波数ｆを求めることができる。

段付き管型の共鳴器につき、境界における第一管路９’側の音響インピーダンスをＺ_１２、境界における第二管路７’側の音響インピーダンスをＺ_２１、第一管路９’の断面積をＳ_１、第二管路７’の断面積をＳ_２とすると、連続の条件から、
Ｚ_２１＝（Ｓ_２／Ｓ_１）・Ｚ_１２
との関係が成り立つ。

第二管路７’について、境界条件を、ｘ＝０でＶ_２＝Ｖ_０ｅ^ｊｗｔ、ｘ＝ｌ_２でＰ_２／Ｖ_２＝Ｚ_２１とすると、第二管路７’の開口からの距離ｘの位置のおける音圧Ｐ_２は、Ｐ_２＝Ｚ_ｃ・｛（Ｚ_２１ｃｏｓ（ｋ（ｌ_２−ｘ））＋ｊＺ_ｃｓｉｎ（ｋ（ｌ_２−ｘ）））／（Ｚ_ｃｃｏｓ（ｋｌ_２）＋ｊＺ_２１ｓｉｎ（ｋｌ_２））｝・Ｖ_０ｅ^ｊｗｔ
と表される。ここに、ｌ_２は、第二管路７’の長さ、Ｖ_２は、第二管路７’の粒子速度分布、Ｖ_０は、入力点の粒子速度、ｊは、虚数単位、Ｚ_ｃは、ρｃ（ρは、空気の密度、ｃは、音速）、ｋは、２πｆ／ｃである。

また、第一管路９’について、境界条件を、ｘ＝ｌ_１でＶ_１＝０、ｘ＝０でＰ_２＝Ｐ_１とすると、第一管路９’の開口からの距離ｘの位置のおける音圧Ｐ_１は、
Ｐ_１＝Ｚ_ｃ・〔Ｚ_２１ｃｏｓ（ｋ（ｌ_１−ｘ））／（ｃｏｓ（ｋｌ_１）・｛Ｚ_ｃｃｏｓ（ｋｌ_２）＋ｊＺ_２１ｓｉｎ（ｋｌ_２）｝）〕・ｅ^ｊｗｔ
と表される。ここに、ｌ_１は、第一管路９’の長さである。

ここで、共鳴の条件ｘ＝０でＰ_２＝０より、
ｔａｎ（ｋl_１）ｔａｎ（ｋｌ_２）−（Ｓ_２／Ｓ_１）＝０となり、この共鳴の条件式に基づいて、ｋ、ｌ_１、ｌ_２、Ｓ_２、Ｓ_１、ｃを決定して共鳴周波数ｆを求めることができる。

段付き管型の共鳴器は、図示の例では、直方体になる管路を組み合わせたものを示したが、上記の条件式で共鳴周波数を求めるには各管路の断面積及び長さを決定すればよいので、管路の形状は直方体に限定されることはなく種々の形状のものを適用し得る。

また、第二管路７’の一端は周方向溝３の溝壁で開口していることが不可欠となるが、第一管路９’、第二管路７’は、トレッド踏面の接地面内で路面との接触により閉鎖空間を形成することになるので、その上端をリブの表面で開口させておくことが可能であり、この点についても限定されることはない。

次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。

性能評価では、共鳴器の形状及び配置の違いがパターンノイズに与える影響を調べた。実施例１〜６のタイヤは何れも、この発明に従うタイヤであり、タイヤサイズが２２５／４５Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤであり、図８に示すように、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる４本の周方向溝と、これらに隣接するリブ状陸部とを具える。周方向溝は幅が８ｍｍ、深さが８ｍｍである。また、これらのタイヤは、各リブ状陸部内に図８に例示するように共鳴器を周上にわたって６０個有し、それぞれの共鳴器の形状及び配置を表１に示す。実施例１〜５のタイヤに配設された共鳴器は何れも、気室部の体積が１２６０ｍｍ^３、枝溝の長さが２０ｍｍ、枝溝の幅が１．５ｍｍ、枝溝の深さが６ｍｍであり、共鳴器の共鳴周波数は９８０Ｈｚであり、実施例６のタイヤに配設された共鳴器は、気室部の体積が５８０ｍｍ^３、枝溝の長さが４６ｍｍ、枝溝の幅が１．５ｍｍ、枝溝の深さが６ｍｍであり、共鳴器の共鳴周波数は９８０Ｈｚである。

比較のため、共鳴器を有していないことを除いて実施例１〜６のタイヤと同一の構成を有する従来例１のタイヤ、及び共鳴器の形状及び配置を除いて実施例１〜６のタイヤと同一の構成を有する比較例１のタイヤについも併せて試作した。また、比較例１のタイヤは、各リブ状陸部内に共鳴器を周上にわたって６０個有し、各共鳴器は何れも、図１０に示す形状を有し、タイヤ幅方向にみて枝溝が、気室部のタイヤ周方向の範囲内に配置されるとともに、気室部の体積が１２６０ｍｍ^３、枝溝の長さが２０ｍｍ、枝溝の幅が１．５ｍｍ、枝溝の深さが６ｍｍであり、共鳴器の共鳴周波数は９７０Ｈｚである。

気柱共鳴音及びパターンノイズの測定は、上記タイヤをサイズ７．５Ｊのリムに装着して、内部に２３０ｋＰａ（相対圧）の空気圧を適用し、室内ドラム試験機を用い、これらのタイヤを４．５ｋＮの荷重の作用下で６０ｋｍ／ｈの速度で負荷転動させ、このときのタイヤの側方音をＪＡＳＯＣ６０６に定める条件に従って測定して行った。気柱共鳴音は、１／３オクターブバンド中心周波数８００Ｈｚ‐１０００Ｈｚ‐１２５０Ｈｚ帯域のオーバオール値において、共鳴器を有していない従来例１のタイヤに対する比較例１及び実施例１〜６のタイヤの相対値をそれぞれ求め評価した。この場合、効果有りと判断するのは、実車試験によるプロのドライバーのフィーリング評価で改善効果が見込める１ｄＢ以上の音圧低下とした。なお、これら試作したタイヤに設けた共鳴器は、上述の式（１）に対応するものとし、音速ｃは、３４３．７ｍ／ｓとした。一方、パターンノイズは、ピッチ一次帯域の音圧において、比較例１のタイヤに対する実施例１〜６のタイヤの相対値をそれぞれ求め評価した。この場合、効果有りと判断するのは１ｄＢ以上の音圧低下とした。これらの結果を表２に示す。

表２に示す結果から明らかなように、リブ状陸部に共鳴器を配設することにより、気柱共鳴音を低減することが可能であることが確認された。また、枝溝を第２の端部から第１の端部に対して離間する方向に延ばすことにより、パターンノイズを低減することが可能であることが確認された。さらに、共鳴器の配置を適正化し、リブ状陸部の周上におけるタイヤ幅方向断面積を均一化することにより、パターンノイズを一層低減することが可能であることが確認された。

以上の説明から明らかなように、この発明によって、共鳴器により気柱共鳴音を低減可能とすることを前提にパターンノイズを低減可能な空気入りタイヤを提供することが可能となった。

この発明に従う空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。この発明に適用可能な共鳴器を模式的に示した図であり、（ａ）は、ヘルムホルツ型の共鳴器、（ｂ）は、段付き管型の共鳴器である。この発明に従う他の空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。この発明に従う他の空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。この発明に従う他の空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。この発明に従う他の空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。この発明に従う他の空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。この発明に従う実施例のタイヤのトレッドパターンを示す図である。従来技術の問題を説明するための図であり、（ａ）は、従来技術に従う空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図であり、（ｂ）は、図９（ａ）のリブ状陸部の周上にわたるタイヤ幅方向断面積の変化を示す図である。比較例１の空気入りタイヤのトレッド部の要部を拡大して示す拡大平面図である。

符号の説明

３周方向溝
５リブ状陸部
７枝溝
９気室部
１１共鳴器
１３第１の端部
１５第２の端部
１７開口端

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも一本の周方向溝と、これに隣接する少なくとも一列のリブ状の陸部とを具え、該リブ状陸部内に、該周方向溝に開口する枝溝と、該枝溝を介して該周方向溝と連通し該枝溝よりも断面積が大きい気室部とで構成されて該周方向溝に起因する騒音を減ずる共鳴器を配設してなる空気入りタイヤにおいて、
前記共鳴器は、前記気室部のタイヤ周方向の長さを定める第１の端部と第２の端部とを有し、
前記枝溝は、前記第２の端部から、前記第１の端部に対して離間する方向に延びることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記気室部の長手方向は、タイヤ周方向に沿う、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記空気入りタイヤは、前記共鳴器を前記リブ状陸部内にタイヤ周方向に沿って複数個具え、
前記共鳴器の第１の端部と、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝が前記周方向溝に開口する開口端とは、タイヤ幅方向にみて同一線上に位置する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記空気入りタイヤは、前記共鳴器を前記リブ状陸部内にタイヤ周方向に沿って複数個具え、
前記共鳴器の第１の端部と、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の第２の端部とは、タイヤ幅方向にみて同一線上に位置する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記空気入りタイヤは、前記共鳴器を前記リブ状陸部内にタイヤ周方向に沿って複数個具え、
タイヤ幅方向にみて、前記共鳴器の気室部は、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝と少なくとも部分的に重複する、請求項１、２、４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
タイヤ幅方向にみて、前記共鳴器の気室部は、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝と部分的に重複し、
該気室部の、タイヤ幅方向断面内にこれら気室部と枝溝とが共に存在する区間におけるタイヤ幅方向断面積は、該気室部の、タイヤ幅方向断面内に該気室部のみ存在する区間におけるタイヤ幅方向断面積よりも少なくとも部分的に小さい、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
前記気室部のタイヤ幅方向断面積は、前記第１の端部に向かうに連れて漸減する、請求項１〜６の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ幅方向にみて、前記共鳴器の気室部は、該共鳴器のタイヤ周方向に隣接する他の共鳴器の枝溝と相互に完全に重複する、請求項４〜７の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。