(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ内面のビードトウからタイヤ最大幅位置に至る範囲に、前記空洞部の断面積がタイヤ周方向に等間隔で間欠的に変化するように形状変化を持たせ、前記空洞部の断面積が相対的に大きい部分で接地する際の空洞共鳴周波数と前記空洞部の断面積が相対的に小さい部分で接地する際の空洞共鳴周波数とが互いに相違するようにした空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記形状変化による異形領域のトレッド側の端部を、前記タイヤ最大幅位置よりビード側に配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記形状変化による異形領域のトレッド側の端部を、前記ビードトウから前記タイヤ最大幅位置までのタイヤ径方向高さの２／３の位置よりビード側に配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率が０．２５〜２．５％である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、空洞共鳴によるロードノイズを効果的に低減するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロードノイズは、自動車が荒れた路面を走行したとき、車室内に発生する比較的周波数の低い騒音である。この騒音は荒れた路面の凹凸がタイヤを加振し、その振動が懸架系を通して車体に伝達され、車体各部が振動して発生する固体伝搬音が主体である。
【０００３】
特に、乗用車用の空気入りタイヤでは、ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に形成される空洞部の共鳴により１５０〜３００Ｈｚの範囲にロードノイズのピークが現れ、これが不快感を与える要因になっている。
【０００４】
このような１５０〜３００Ｈｚのロードノイズを低減する手法として、タイヤ内部に吸音材を付加して共鳴音を吸収することが提案されている。しかしながら、この手法は空洞共鳴の発生を根本的に抑制するものではないので、タイヤ内部において現実的に装着できる吸音材ではロードノイズの低減効果を十分に得ることができなかった。
【０００５】
一方、共鳴周波数を変化させることで上記周波数範囲のロードノイズを低減する手法として、タイヤ内部に遮蔽板を配設したり、充填気体を空気以外の気体に変更する等の方法が提案されている。しかしながら、タイヤ内部に遮蔽板を設ける場合、タイヤのリム組み作業を困難にし、またタイヤ内部に空気以外の気体を充填する場合、特別な充填設備が必要になるため汎用性に乏しいという不都合があった。そのため、これら手法は実用化に至っていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ユニフォミティーの悪化を招くことなくロードノイズを効果的に低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ内面のビードトウからタイヤ最大幅位置に至る範囲に、前記空洞部の断面積がタイヤ周方向に等間隔で間欠的に変化するように形状変化を持たせ、前記空洞部の断面積が相対的に大きい部分で接地する際の空洞共鳴周波数と前記空洞部の断面積が相対的に小さい部分で接地する際の空洞共鳴周波数とが互いに相違するようにしたことを特徴とするものである。より具体的には、前記形状変化による異形領域のトレッド側の端部を、前記タイヤ最大幅位置よりビード側に配置し、好ましくは、前記ビードトウから前記タイヤ最大幅位置までのタイヤ径方向高さの２／３の位置よりビード側に配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明者らは、空洞共鳴に起因して発生するロードノイズと空洞部の断面積との関係について鋭意研究を行った結果、空洞部の断面積をタイヤ周方向に変化させることがロードノイズの低減に有効であることを見い出し、本発明に至ったのである。
【０００９】
即ち、上述のようにタイヤ内面のビードトウからタイヤ最大幅位置に至る範囲に、空洞部の断面積がタイヤ周方向に変化するように形状変化を持たせることにより、空洞共鳴周波数がタイヤ回転に伴って変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮されるので、空洞共鳴に起因する１５０〜３００Ｈｚのロードノイズを効果的に低減することができる。
【００１０】
しかも、上記形状変化を持たせる領域を、タイヤ内面のビードトウからタイヤ最大幅位置に至る範囲に限定しているので、タイヤのユニフォミティーに悪影響を与えることはない。
【００１１】
本発明において、ユニフォミティーの悪化を招くことなくロードノイズを効果的に低減するために、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率を０．２５〜２．５％にすることが好ましい。但し、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率とは、空洞部をタイヤ子午線に沿って切り欠き、その切り欠き位置をタイヤ周方向に沿って移動させたときに測定される断面積の最大値に対する変化率である。また、本発明の空気入りタイヤに装着するホイールのリムは、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２０００年度版）に規定される標準リムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態による空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図であり、図２はその空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。
【００１４】
図１において、タイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えている。一方、ホイールＨはタイヤＴのビード部２，２を装着するためのリム１１と、該リム１１と不図示の車軸とを連結するディスク１２とから構成されている。そして、タイヤＴをホイールＨに装着して車輪を構成したとき、タイヤ内面４とリム１１との間には空洞部５が形成される。
【００１５】
タイヤ内面４のビードトウ６からタイヤ最大幅位置Ｗに至る範囲には、空洞部５の断面積がタイヤ周方向に変化するようにタイヤ基準内面形状に対して形状を異ならせた異形領域７が設けられている。異形領域７は左右一対のビード部２，２の両側に形成することが好ましいが、いずれか一方だけであっても良い。これら異形領域７は、図２に示すように、タイヤ周方向に沿って間欠的に配置されている。
【００１６】
このようにタイヤ内面４のビードトウ６からタイヤ最大幅位置Ｗに至る範囲に、空洞部５の断面積がタイヤ周方向に変化するように形状変化を持たせることにより、空洞部５の断面積が相対的に大きい部分で接地する際の空洞共鳴周波数と、空洞部５の断面積が相対的に小さい部分で接地する際の空洞共鳴周波数とが互いに相違することになる。そのため、空洞共鳴周波数がタイヤ回転に伴って変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮されるので、空洞共鳴に起因する１５０〜３００Ｈｚのロードノイズを効果的に低減することができる。
【００１７】
上述した異形領域７のトレッド側の端部は、タイヤ最大幅位置Ｗよりビード側に配置し、より好ましくは、ビードトウ６からタイヤ最大幅位置Ｗまでのタイヤ径方向高さｈの２／３の位置よりビード側に配置する。異形領域７のトレッド側の端部がタイヤ最大幅位置Ｗを越えて接地時の撓み変形が比較的大きくなる領域に存在していると、ユニフォミティーに悪影響を及ぼす。しかしながら、異形領域７を上記の如く撓み変形の小さい領域に配置すれば、高速走行時のユニフォミティーの悪化を生じることはない。
【００１８】
異形領域７は長さＬ1 を周長の１／１６〜１／４とし、タイヤ周方向に沿って等間隔で周上に２〜８個所設置することが好ましい。異形領域７の長さＬ1 や設置数が上記範囲から外れると空洞共鳴の抑制効果が低下する。特に、空洞共鳴周波数を変化させるために、長さＬ1 はタイヤの接地長よりも長いことが望ましい。また、異形領域７をタイヤ周方向に沿って等間隔で設置することにより、良好な質量バランスを確保することができる。一方、異形領域７の相互間隔Ｌ2 は長さＬ1 と略等しくすることが好ましいが、必ずしも一致させる必要はない。また、断面積を周方向で徐々に変化させるとより好ましい。
【００１９】
本発明では、上記形状変化に基づいて、空洞部５のタイヤ周方向の断面積変化率Ｘを０．２５〜２．５％、より好ましくは、０．２５〜２．４％の範囲に設定するのが良い。空洞部５の断面積変化率Ｘは、断面積の最大値をＶ1 とし、最小値をＶ2 としたとき、Ｘ＝（Ｖ1 −Ｖ2 ）／Ｖ1 で表される。この断面積変化率Ｘが小さ過ぎると空洞共鳴の抑制効果が不十分になり、逆に大き過ぎるとユニフォミティーに悪影響を及ぼすことになる。
【００２０】
上述した図１及び図２に示す実施形態では、異形領域７にタイヤ内面４から突出する帯状部材８が接合されている。一方、図３及び図４に示す実施形態では、異形領域７にタイヤ基準内面形状（破線部）から突出する凸部９が形成されている。また、図５及び図６に示す実施形態では、異形領域７にタイヤ基準内面形状（破線部）から窪んだ凹部１０が形成されている。勿論、同一タイヤにおいて凸部９と凹部１０とを組み合わせて用いても良い。
【００２１】
本発明では、共鳴周波数を変化させる上で音響空間の形状のみが重要であるので、タイヤ内面の特定の領域に形状変化を与える手段としては、タイヤ内面を構成するゴム自体の形状を変化させても良く、或いはゴム、金属、樹脂等の単体材料又はそれらの複合材料からなる帯状部材をタイヤ内面に接合するようにしても良い。特に、中空体や発泡体からなる帯状部材は嵩比重が低くなるので、ユニフォミティーへの影響を軽減することが可能である。
【００２２】
また本発明では、ホイールについても、空気入りタイヤと同様に、空洞部の断面積がタイヤ周方向に変化するように形状変化を持たせたものを位相を合わせて使用すれば、両者の相乗効果によって更に良好なロードノイズの低減効果を得ることができる。
【００２３】
【実施例】
タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４の空気入りタイヤとリムサイズ１４×５・１／２ＪＪのホイールからなる車輪において、空気入りタイヤの内面形状だけを下記の如く異ならせた実施例１〜３、比較例、従来例をそれぞれ製作した。
【００２４】
実施例１〜３：
図１及び図２に示すように、タイヤ内面のビードトウからタイヤ最大幅位置に至る範囲に、空洞部の断面積がタイヤ周方向に変化するように形状変化を持たせ、その異形領域のトレッド側の端部を、ビードトウからタイヤ最大幅位置までのタイヤ径方向高さの１／３の位置よりビード側に配置し、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率をそれぞれ０．２５％，２．０％，２．５％に設定した。
【００２５】
比較例：
タイヤ内面のトレッド部中央に、空洞部の断面積がタイヤ周方向に変化するように形状変化を持たせ、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率を２．０％に設定した。
【００２６】
従来例：
タイヤ内面に形状変化を持たせず、空洞部の断面積をタイヤ周方向にわたって一定にした。
【００２７】
これら空気入りタイヤとホイールからなる車輪について、以下に示す測定条件により、ロードノイズ及びユニフォミティー（ＴＦＶ）を評価し、その結果を表１に示した。
【００２８】
ロードノイズ：
空気圧を２２０ｋＰａとして、排気量１８００ｃｃの乗用車で、粗い路面を速度５０ｋｍ／ｈで走行したときの車室内運転席窓側耳の位置にマイクロフォンを設置し、ロードノイズの音圧を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどロードノイズが小さいことを意味する。
【００２９】
ユニフォミティー：
ＪＡＳＯ  Ｃ６０７の自動車用タイヤのユニフォミティー試験方法に準拠して速度１００ｋｍ／ｈで転動させたときのトラクティブフォースバリエーション（ＴＦＶ）を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどユニフォミティーが良好であることを意味する。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
この表１から判るように、実施例１〜３はいずれも従来例に比べてロードノイズが少なく、しかもユニフォミティーが良好であった。一方、比較例はロードノイズの低減効果があるものの、従来例に比べてユニフォミティーが大幅に悪化していた。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面のビードトウからタイヤ最大幅位置に至る範囲に、空洞部の断面積がタイヤ周方向に変化するように形状変化を持たせたから、ユニフォミティーの悪化を招くことなくロードノイズを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態による空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図である。
【図４】図３の空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態による空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図である。
【図６】図５の空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  ビード部
３  サイドウォール部
４  タイヤ内面
５  空洞部
６  ビードトウ
７  異形領域
８  帯状部材
９  凸部
１０  凹部
１１  リム
１２  ディスク
Ｈ  ホイール
Ｔ  タイヤ
Ｗ  タイヤ最大幅位置
【図１】
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【図２】
0003667221.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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