JP5740025B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
この構成によれば、それぞれの周溝に開口する狭窄ネックの断面積を略同一にしても、共鳴器が発揮する騒音低減性能を向上させることができる。
また、本発明において、狭窄ネックの「断面積」は、狭窄ネックの延在方向に直交する方向に沿う断面での断面積とし、それらの断面積が変化する場合は、平均の断面積(狭窄ネックの容積を、その延在長さで除したもの)とする。
さらに、本発明において、1つの共鳴器について、一方側狭窄ネックおよび/または他方側狭窄ネックがそれぞれ2本以上存在する場合は、1つの共鳴器についての当該一方側狭窄ネックまたは他方側狭窄ネックの延在長さのそれぞれの総計を、一方側狭窄ネックまたは他方側狭窄ネックの「延在長さ」とし、さらに、1つの共鳴器についての当該一方側狭窄ネックまたは他方側狭窄ネックの断面積のそれぞれの総計を、一方側狭窄ネックまたは他方側狭窄ネックの「断面積」とする。
また、本発明において、各狭窄ネックの「延在長さ」とは、狭窄ネックの延在方向に沿って測定した長さを指す。さらに、この発明において、「一方側狭窄ネックの延在長さと、他方側狭窄ネックの延在長さとが異なる」とは、他方側狭窄ネックの延在長さに対して、一方側狭窄ネックの延在長さが5%以上長いことをいうものとする。
さらに、タイヤの諸寸法は、特に断りのない限り、適用リムに組み付けたタイヤに規定の空気圧を充填した無負荷状態での寸法を指す。
この構成によれば、それぞれの周溝に開口する狭窄ネックの断面積を略同一にしても、共鳴器が発揮する騒音低減性能をさらに向上させることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッドパターンを示す一部展開図である。なお、タイヤの内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので、ここでは図示を省略する。
なお、図1に示すところでは、一方および他方の周溝2に開口する狭窄ネック42a、42bをそれぞれ1本ずつとしているが、一方および他方の周溝2に開口する狭窄ネック42a、42bを、両側ともに、または片側のみ2本以上とすることもできる。また、図1では、一方側狭窄ネック42aおよび他方側狭窄ネック42bの断面積は、それぞれの溝幅および溝深さを同一にすることで、同一断面積としているが、それぞれ異なる溝幅および溝深さとしてそれらを乗じた値として同一断面積とすることも可能である。
一方側狭窄ネックの延在長さと他方側狭窄ネックの延在長さとを同一にした場合、共鳴器の、それぞれの狭窄ネックを介して生じる共鳴が、互いに打ち消し合うことがあるところ、一方側狭窄ネック42aの延在長さL1と他方側狭窄ネック42bの延在長さL2とを異ならせることで、共鳴器4による共鳴が互いに打ち消し合うことなく、共鳴器4が十分に機能し騒音低減性能を向上させることができる。そして、共鳴器4の騒音低減性能を向上させることにより、例えば、1つの共鳴器4による騒音低減性能を十分に維持しつつトレッド踏面Tに配設する共鳴器4の数を低減させることができる。その結果として、陸部の剛性が向上するのでタイヤ1の操縦安定性を高めることができる。または、それぞれ共鳴周波数が異なる多種類の共鳴器4をトレッド踏面Tに配設可能になる等のトレッドパターンのデザイン上の自由度を高めることができる。
これによれば、周溝2で発生する気柱共鳴音は、周溝2の断面積が大きい程気柱共鳴音の音圧も大きくなるところ、断面積の相対的に大きい周溝2に開口する狭窄ネックの延在長さを相対的に短くすることで、共鳴器4をより効果的に共鳴させることができ、それゆえに、共鳴器4が発揮する騒音低減性能を向上させることができる。
なお、上記とは逆に、断面積が相対的に大きい周溝2に、延在長さが長い一方側狭窄ネック42aが開口し、断面積が相対的に小さい周溝2に、延在長さが短い他方側狭窄ネック42bが開口する場合には、共鳴器4の騒音低減性能を向上させつつ、次の理由で、操縦安定性の低下を抑えることができる。すなわち、断面積が互いに異なる2本の周溝2に区画される陸部は、断面積が相対的に大きい周溝側の剛性が、比較的低くなる傾向があるところ、断面積が相対的に大きい周溝2に、一方側狭窄ネック42aが開口すると、共鳴器4の気室41の重心位置が、リブ状陸部3の中央位置に対して、断面積が大きい周溝2から離隔して位置する。したがって、断面積が大きい周溝2側の陸部3の剛性の低下を抑えることができるとともに、気室41が位置する部分のリブ状陸部3のタイヤ幅方向での剛性のバランスが向上し、操縦安定性の低下を抑えることができる。
また、2本の周溝2のそれぞれの断面積の大小関係は、各周溝2の溝幅、もしくは、各周溝2の深さを変化させること、または溝幅および深さの両方を変化させること等によって実現することができる。
なお、上述の狭窄ネックの寸法および形状等は、一つの共鳴器4の一方側狭窄ネック42aおよび他方側狭窄ネック42bの延在長さL1、L2が本発明の関係を満たせば、1つの共鳴器4の、複数の狭窄ネックのそれぞれを、または、1列のリブ状陸部3内もしくはリブ状陸部3間で複数の共鳴器4の狭窄ネックを、任意の寸法および形状にすることができる。
なお、図4(f)に示す共鳴器4は、一方側狭窄ネック42aおよび他方側狭窄ネック42bをそれぞれ2本、1本としており、一方側狭窄ネック42cの本数を他方側狭窄ネック42bに比して多くしているが、他方側狭窄ネック42bの本数を多くすることもできる。また、図4(g)では、一方側狭窄ネック42aおよび他方側狭窄ネック42bともに2本としている形態を示している。
これとは逆に、上記の場合において、断面積の相対的に大きい周溝2に、一方側狭窄ネック42aが開口し、断面積の相対的に小さい周溝2に、他方側狭窄ネック42bが開口し、さらに、一方側狭窄ネック42aの本数を他方側狭窄ネック42bの本数よりも少なくすることで、操縦安定性の悪化を伴わずに、共鳴器4をより機能させることができる。
また、断面積が互いに異なる2本の周溝間に区画されるリブ状陸部には、本発明の共鳴器以外に、一本の狭窄ネックのみを有する共鳴器および/または一方側狭窄ネックと他方側狭窄ネックとのそれぞれの断面積が異なる共鳴器等の公知の共鳴器をさらに配設することもできる。
さらに、トレッド踏面Tには、図1に示す、タイヤ幅方向中央側のリブ状陸部3にも、本発明の共鳴器および/または公知の共鳴器を配設することができる。
さらにまた、トレッド踏面Tには、図1に示すように、共鳴器4の他にサイプ5や排水性を確保するため等の溝などを設けることができる。なお、サイプ5とは、適用リムに組み付けたタイヤ1に規定の空気圧を充填して最大負荷荷重の80%の荷重を負荷させた前述の接地条件で接地面内で閉塞し、適用リムに組み付けたタイヤ1に規定の空気圧を充填した無負荷状態では接地面内で開口して、その開口幅が1.5mm以下となる溝を指すものとする。
また、一端側Eaの共鳴器14の一方側狭窄ネック142aおよび他方側狭窄ネック142bは、気室141のトレッド周方向の両端部からそれぞれトレッド周方向で反対方向に延びている。また、他端側Ebの共鳴器14の一方側狭窄ネック142aおよび他方側狭窄ネック142bは、気室141のトレッド周方向の一の端部からそれぞれトレッド周方向で反対方向へ延びている。
さらに、リブ状陸部13を区画する2本の周溝12のうちの断面積が小さい周溝12に、一方側狭窄ネック142aが開口し、2本の周溝12のうちの断面積が大きい周溝12に、他方側狭窄ネック142bが開口するように、共鳴器14がリブ状陸部13に配設されている。
また、一端側Eaの共鳴器14と、他端側Ebの共鳴器14とで、一方側狭窄ネック142aおよび他方側狭窄ネック142bが、それぞれ延在する気室のトレッド周方向の端部が異なるので、一端側Eaと他端側Ebとで陸部の剛性の調整をすることができる。
さらに、断面積が相対的に大きい周溝12に、延在長さが短い他方側狭窄ネック142bを開口させているので、より効果的に気柱共鳴音を低減させることができる。
また、トレッド踏面T内のそれぞれの陸部にはサイプ15を複数本設けることができる。
本発明の実施形態に係る実施例のタイヤ、および、比較例のタイヤを試作し、以下に示す実験1〜3を行った。
実験1では、下記のように、共鳴器の、一方側狭窄ネックおよび他方側狭窄ネックのそれぞれの延在長さを変化させた空気入りタイヤを試作し、各タイヤの共鳴器の、周溝で発生する気柱共鳴音の低減効果を、騒音試験により確かめた。
参考例1のタイヤは、図1に示すトレッドパターンを有する、タイヤサイズが195/45R15の乗用車用空気入りタイヤである。具体的には、トレッド周方向に延びる周溝を4本設け、そのうちタイヤ幅方向内側の2本の周溝は、断面積64mm2であり、タイヤ幅方向外側の2本の周溝は、断面積80mm2である。また、それらの断面積の異なる周溝に区画された陸部に、長さ11mmおよび断面積3mm2(幅0.75mm、深さ4mm)の一方側狭窄ネックと、長さ10mmおよび断面積3mm2(幅0.75mm、深さ4mm)の他方側狭窄ネックと、容積1560mm3の気室とを有する、共鳴周波数が990Hzの共鳴器が、1列のリブ状陸部に52個配置されている。なお、一方側狭窄ネックがタイヤ幅方向内側の断面積が小さい周溝に開口し、他方側狭窄ネックがタイヤ幅方向外側の断面積が大きい周溝に開口している。
また、参考例2〜9のタイヤは、一方側狭窄ネック、他方側狭窄ネックの各寸法を表1に示す諸元に変更するとともに、共鳴周波数を参考例1のタイヤとほぼ同一にするために狭窄ネックの寸法を調整した以外は、参考例1のタイヤと同様である。
さらに、実施例10〜15のタイヤは、一方側狭窄ネックがタイヤ幅方向外側の断面積が大きい周溝に開口し、他方側狭窄ネックがタイヤ幅方向内側の断面積が小さい周溝に開口している。また、一方側狭窄ネック、他方側狭窄ネックの各寸法を表1に示す諸元に変更するとともに、共鳴周波数を参考例1のタイヤとほぼ同一にするために狭窄ネックの寸法を調整した以外は、参考例1のタイヤと同様である。
さらにまた、比較例1のタイヤは、一方側狭窄ネック、他方側狭窄ネックの各寸法を同じ長さに変更するとともに、共鳴周波数を参考例1のタイヤとほぼ同一にするために狭窄ネックの寸法を調整した以外は、参考例1のタイヤと同様である。
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)および(2)に対応するものとし、音速cは、343.7m/sとした。
また、操縦安定性試験は、参考例1〜9、実施例10〜15および比較例1のタイヤを、上記の騒音試験と同様にして、車両に取り付けた。そして、ドライバーが該車両を走行させた際の、操縦安定性を官能評価し、比較例1のタイヤについての操縦安定性を10段階評点で7点として、相対評価した。相対評価した結果を表1に示す。点数が大きいほど、操縦安定性が良いことを示す。
実験2では、参考例3のタイヤについて、共鳴器の共鳴周波数、および一方側狭窄ネックの延在長さと他方側狭窄ネックの延在長さとの関係を変えずに、一方側狭窄ネックおよび他方側狭窄ネックのそれぞれの本数を変化させた下記のタイヤを試作して、周溝で発生する気柱共鳴音の低減効果を、騒音試験により確かめた。
参考例16のタイヤは、一方側狭窄ネックの本数を2本に、参考例17のタイヤは、他方側狭窄ネックの本数を2本に、参考例18のタイヤは、一方側狭窄ネックおよび他方側狭窄ネックの本数をそれぞれ2本に変更した以外は、参考例3のタイヤと同様である。
なお、騒音試験は、上記の方法と同様である。これら結果を表2に示す。
実験3では、参考例3のタイヤについて、図4(e)一方側狭窄ネックおよび他方側狭窄ネックのそれぞれの気室からの延在方向を、気室に対してトレッド周方向内側に向けたトレッドパターンを有する参考例19のタイヤを試作して、周溝で発生する気柱共鳴音の低減効果、および、ピッチノイズを、騒音試験により確かめた。
なお、ピッチノイズについての騒音試験は、気柱共鳴音の騒音試験と同様に測定し、そして、ピッチノイズの周波数が、車両の速度、タイヤの周長、共鳴器の個数等で変化するところ、各供試タイヤでは1/3オクターブバンドで中心周波数630Hzの帯域のオーバオール値をピッチノイズとして、その値を求めた。該オーバオール値が小さい程、ピッチノイズが低減されていることを示す。この結果を表3に示す。
Claims (2)
- トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる周溝を少なくとも2本設け、前記周溝のうち、断面積が互いに異なる2本の周溝間に区画される陸部に、該周溝から離間した位置で陸部表面に開口する気室と、該気室を前記2本の周溝のうちの一方の周溝に連通させる1本以上の一方側狭窄ネックと、前記気室を他方の周溝に連通させる1本以上の他方側狭窄ネックとを有する共鳴器を配設した空気入りタイヤであって、
前記共鳴器は、前記気室と、前記一方側狭窄ネックと、前記他方側狭窄ネックとで気柱共鳴音を低減し、
1つの前記共鳴器について、前記一方側狭窄ネックが2本以上存在する場合は、当該一方側狭窄ネックの延在長さの総計を、一方側狭窄ネックの延在長さとし、且つ、当該一方側狭窄ネックの断面積の総計を、一方側狭窄ネックの断面積とし、
1つの前記共鳴器について、前記他方側狭窄ネックが2本以上存在する場合は、当該他方側狭窄ネックの延在長さの総計を、他方側狭窄ネックの延在長さとし、且つ、当該他方側狭窄ネックの断面積の総計を、他方側狭窄ネックの断面積とし、
前記一方側狭窄ネックと前記他方側狭窄ネックとは互いに断面積が略同一であり、
前記一方側狭窄ネックの延在長さが、前記他方側狭窄ネックの延在長さよりも長く、
断面積が相対的に大きい前記一方の周溝に、前記一方側狭窄ネックが開口し、断面積が相対的に小さい前記他方の周溝に、前記他方側狭窄ネックが開口することを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 前記一方側狭窄ネックの延在長さが、前記他方側狭窄ネックの延在長さの1.1〜3.2倍であることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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