(57)【要約】【課題】ホイールの種類ごとの振動伝達特性を考慮した上で、固体伝播音の低減対策を施して、車内の静粛性を向上することができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】リムの幅方向の一方の端部分に入力される半径方向の力の、車軸への伝達率が、リムの幅方向の他方の端部分に入力される半径方向の力の同様の伝達率よりも大きいホイールに装着され、トレッドに、その周方向に連続して延びる少なくとも二本の周溝２を設け、それらの周溝２により区画される陸部列のうち、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、幅方向端側の陸部列３に設けられることのある横溝の、タイヤ幅方向の単位幅あたりの、タイヤの全周にわたるトータル溝容積を、他方の幅方向端側の陸部列に設けた横溝の同様のトータル溝容積よりも小さくするとともに、その陸部列３を、細幅周溝１０により幅方向外側の陸部列部分１１と幅方向内側の陸部列部分１２とに分割し、幅方向内側の陸部列部分に、周溝および横溝から独立した複数の孔１３を設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムの幅方向の一方の端部分に入力される半径方向の力の、車軸への伝達率が、リムの幅方向の他方の端部分に入力される半径方向の力の同様の伝達率よりも大きいホイールに装着される空気入りタイヤであって、
トレッドに、その周方向に連続して延びる少なくとも二本の周溝を設け、それらの周溝により区画される陸部列のうち、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、幅方向端側の陸部列に設けられることのある横溝の、タイヤ幅方向の単位幅あたりの、タイヤの全周にわたるトータル溝容積を、他方の幅方向端側の陸部列に設けた横溝の同様のトータル溝容積よりも小さくするとともに、その陸部列を、細幅周溝により幅方向外側の陸部列部分と幅方向内側の陸部列部分とに分割し、幅方向内側の陸部列部分に、周溝および横溝から独立した複数の孔を設けてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
細幅周溝の幅を、溝底からトレッド表面側にむかって漸次広くしてなる請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
幅方向内側の陸部列部分に設けた複数の孔の開口寸法を、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて大きくしてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
幅方向内側の陸部列部分に設けた複数の孔の相互の間隔を、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて小としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
幅方向内側の陸部列部分に設けた複数の孔の深さを、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて深くしてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
タイヤの最大負荷能力の７０％の負荷の作用下で、幅方向内側の陸部列部分の複数の孔を配置された領域の少なくとも一部が接地するようにトレッドを構成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
幅方向外側の陸部列部分の外側面の、タイヤ幅方向の断面内における外輪郭形状の曲率中心のうちの少なくとも一つを、その輪郭線の外側に位置させる一方、幅方向内側の陸部列部分の外輪郭形状の曲率中心を、その輪郭線の内側に位置させてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
幅方向断面形状が赤道面に対して左右対称であるタイヤを装着したホイールを軸部材に取付け、タイヤトレッドの各ショルダー部を異なる複数の周波数にて半径方向に加振し、加振力に基づいて軸部材に生じる軸入力の、加振力に対する比率として表わされる伝達率をそれぞれ求め、各周波数ごとの伝達率の平均値を各ショルダー部ごとに求めて、それぞれの伝達率の平均値のいずれが大きいかを判定する、ホイールの振動伝達特性の測定方法。
【請求項９】
加振される周波数の帯域が３００〜１０００Ｈｚである請求項８記載のホイールの振動伝達特性の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、乗用車に用いて好適な空気入りタイヤに関するものであり、特に、ホイールとの関連のもとに車内の静粛性を向上させる技術を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車の車内の静粛性を阻害する要因としては、タイヤから発生する直接音とタイヤの振動が車内へ伝達されて発生する固体伝播音とが挙げられる。このうち固体伝播音は、タイヤが路面の凹凸により強制入力を受けて全体的に振動し、その振動が車軸を介して車体に伝播し、車内において音になるロードノイズと、タイヤのトレッドパターン自体が有する幾何学的不連続によりタイヤが振動しそれが車軸を介して車体へ伝播し、車内において音となるパターンノイズに大別される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの騒音のうち、固体伝播音の増加は、従来はタイヤの弾性振動の増大に原因をおくと考えられていたので、その低減のために、タイヤそれ自体に各種の対策が講じられてきたが、結果は必ずしも満足できるものではなかった。
これがため、本発明者らは固体伝播音についての種々の研究を行ったところ、その結果、ホイールの振動特性が固体伝播音を増大させる重要な要素であると言う知見を得た。また、タイヤの車両への振動伝達は、タイヤのトレッド部、左右のサイドウォール部、左右のビード部、ホイールリム、ホイールディスク、車軸の順番に行われ、タイヤトレッドの各ショルダー部から車軸に伝達される振動伝達特性はそれぞれ異なり、その態様はホイールディスクのホイールリムに対するオフセットの方向に起因するものではなく、ホイールそのものの寸法形状によるものであることも明らかになってきた。
【０００４】
そこで本発明は、ホイールの種類ごとの振動伝達特性を考慮した上で、固体伝播音の低減対策を施して、車内の静粛性を向上することができる空気入りタイヤを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気入りタイヤは、リムの幅方向の一方の端部分に入力される半径方向の力の、車軸への伝達率が、リムの幅方向の他方の端部分に入力される半径方向の力の同様の伝達率よりも大きいホイールに装着され、トレッドに、その周方向に連続して延びる少なくとも二本の周溝を設け、それらの周溝により区画される陸部列のうち、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、幅方向端側の陸部列に設けられることのある横溝の、タイヤ幅方向の単位幅あたりの、タイヤの全周にわたるトータル溝容積を、他方の幅方向端側の陸部列に設けた横溝の同様のトータル溝容積よりも小さくするとともに、その陸部列を、細幅周溝により幅方向外側の陸部列部分と幅方向内側の陸部列部分とに分割し、幅方向内側の陸部列部分に、周溝および横溝から独立した複数の孔を設けてなる。
【０００６】
これによれば、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、トレッドの幅方向端部側の陸部列の横溝のトータル溝容積を、他方の幅方向端部側の陸部列の横溝のトータル溝容積よりも小さくすることにより、伝達率が大きい側の陸部列の周方向の不連続成分を少なくすることができ、パターンノイズの発生を緩和、抑制することができる。また、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、トレッドの幅方向端部側の陸部列を、細幅周溝により幅方向外側の陸部列部分と幅方向内側の陸部列部分とに分割し、幅方向内側の陸部列部分に、周溝および横溝から独立した複数の孔を設けて、その陸部列の圧縮剛性を低下させることにより、路面凹凸からタイヤへの入力を減少させて、車軸へ伝達される振動を抑制し、車室内に伝達されるロードノイズを低減することができる。また、細幅周溝および複数の孔は陸部列の周方向の不連続成分とはならないので、パターンノイズの発生を抑制することができる。
さらに、ホイールの振動伝達特性の小さい側に配置される陸部列には横溝を設けることにより、トレッドパターン全体での溝容積は確保でき、ウェット排水性能を確保することができる。
【０００７】
ここで好ましくは、細幅周溝の幅を、溝底からトレッド表面側にむかって漸次広くする。
【０００８】
これによれば、細幅周溝が路面上の小石等の異物をかみこんだ場合でも、その異物を外れやすくして、異物を抱き込んだまま走行することにより、偏摩耗核が幅方向内側の陸部列部分に発生することを防止することができる。
【０００９】
さらに好ましくは、幅方向内側の陸部列部分に設けた複数の孔の開口寸法を、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて大きくする。
【００１０】
これによれば、孔を設けた陸部列部分の圧縮剛性を、装着されるホイールの伝達率の大きい側の、接地端に近づくにつれて低下させることができ、より効果的に、路面凹凸からタイヤへの入力を減少させて、車軸へ伝達される振動を抑制し、車室内に伝達されるロードノイズを低減することができる。また、ロードノイズの低減に対し効果的な領域に孔を配置して、それ以外の部分になるべく配置しないようにする事により、それ以外の部分では操縦安定性やトレッド耐久性を良好に保つことが可能となる。
【００１１】
またここで、幅方向内側の陸部列部分に設けた複数の孔の相互の間隔を、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて小とすることが好ましい。
【００１２】
これによっても、孔を設けた陸部列部分の圧縮剛性を、接地端に近づくにつれて低下させることができ、より効果的に、車室内に伝達されるロードノイズを低減することができ、かつ、ロードノイズの低減に対して効果的な領域のみに孔を配置して、その他の部分の操縦安定性やトレッド耐久性を良好に保つことができる。
【００１３】
また好ましくは、幅方向内側の陸部列部分に設けた複数の孔の深さを、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて深くする。
【００１４】
これによっても、ロードノイズの低減効果を、接地端近傍で大きくすることができ、ロードノイズの低減に対して効果的な領域のみに孔を配置して、その他の部分の操縦安定性やトレッド耐久性を良好に保つことができる。
【００１５】
さらに、タイヤの最大負荷能力の７０％の負荷の作用下で、幅方向内側の陸部列部分の複数の孔を配置された領域の少なくとも一部が接地するようにトレッドを構成することが好ましい。
【００１６】
これによれば、例えばＦＦ車の制動時の後輪のように、前輪に比して後輪荷重が小さくなり接地幅が小さくなる場合でも、幅方向内側の陸部列部分の複数の孔を設けた領域を確実に接地させて、ロードノイズの低減効果を担保することができる。
ここで、最大負荷能力とは、ＪＡＴＭＡ、ＥＴＲＴＯ、ＴＲＡ等の規定の条件下でタイヤの負荷することが許される最大の荷重を言う。
【００１７】
さらに好ましくは、幅方向端側の陸部列部分の外側面の、タイヤ幅方向の断面内における外輪郭形状の曲率中心のうちの少なくとも一つを、その輪郭線の外側に位置させる一方、幅方向内側の陸部列部分の外輪郭形状の曲率中心を、その輪郭線の内側に位置させる。
【００１８】
これによれば、幅方向外側の陸部列部分の偏摩耗容積を減らし、外観を良好に保つことができる。
【００１９】
また、ホイールの振動伝達特性を測定するにあたっては、幅方向断面形状が赤道面に対して左右対称であるタイヤを装着したホイールを軸部材に取付け、タイヤトレッドの各ショルダー部を異なる複数の周波数にて半径方向に加振し、加振力に基づいて軸部材に生じる軸入力の、加振力に対する比率として表わされる伝達率をそれぞれ求め、各周波数ごとの伝達率の平均値を各ショルダー部ごとに求めて、それぞれの伝達率の平均値のいずれが大きいかを判定する。
【００２０】
これによれば、ホイールの伝達率の大きい側を正確に特定することができ、固体伝播音を抑制するための各種の解決手段を、効果的に適用することが可能となる。
【００２１】
さらに好ましくは、加振される周波数の帯域を３００〜１０００Ｈｚとする。
【００２２】
一般的にホイールの共振周波数は３００〜６００Ｈｚの帯域にあるため、これを含んで加振すると、さらに正確に、ホイールの伝達率の大きい側を特定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態を、ホイールに装着して空気圧を充填したタイヤを車両への組付姿勢としたときの正面視で示すトレッドパターンの展開図である。タイヤの内部構造は、一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので図示を省略する。
ここでは、トレッド１に、その周方向に連続して延びる少なくとも二本、ここでは三本の周溝２を設け、それらの周溝２により区画される陸部列のうち、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、幅方向端側の陸部列３に設けられることのある横溝の（図に示すところでは横溝を設けていない）、タイヤ幅方向の単位幅あたりの、タイヤの全周にわたるトータル溝容積を、他方の幅方向端側の陸部列４に設けた横溝５の同様のトータル溝容積よりも小さくし、三本の周溝２により幅方向内側に区画される二列の陸部列６、７には、それぞれ傾斜溝８、９を設け、陸部列３に、トレッド周方向に連続して直線状に延びる細幅周溝１０を設け、この細幅周溝１０により陸部列３をトレッド幅方向に二分割する。ここでは細幅周溝１０よりトレッド幅方向端側に位置する陸部列部分１１狭幅リブとするとともに、細幅周溝１０よりトレッド幅方向内側に位置する陸部列部分１２に、周溝２、細幅周溝１０から独立した複数の孔１３を設ける。さらに陸部列部分１２にはタイヤ周方向に等間隔にてサイプ１４が設けられることもある。
【００２４】
これによれば、陸部列３の横溝のトータル溝容積を、陸部列４の横溝のトータル溝容積よりも小さくすることにより、振動伝達特性が大きい側の陸部列３の周方向の不連続成分となる横溝を相対的に少なくすることができ、横溝が接地する際に発生するパターンノイズの発生を防止することができる。また、陸部列３に、細幅周溝１０および複数の孔１３を設けることにより、陸部列３の圧縮剛性を低下させることで、路面凹凸からタイヤへの入力を減少させて、車軸へ伝達される振動を抑制し、車室内に伝達されるロードノイズを低減することができる。この際、細幅周溝１０および複数の孔１３は、横溝とは異なり、トレッド周方向に対しての不連続部分とはならないため、パターンノイズの発生をも抑制することができる。
また、陸部列４には横溝５を設けることにより、トレッドパターン全体での溝容積は確保でき、ウェット排水性能を確保することができる。
また陸部列部分１２に複数の孔を設けた上で、さらにサイプ１４を設けることで、陸部列部分１２の圧縮剛性をさらに下げることができ、これにより、ロードノイズをさらに低減することができる。
【００２５】
また、好ましくは、図２に示すところから明らかなように、細幅周溝１０の幅ｗ１０を、溝底からトレッド表面側にむかって漸次広くする。
【００２６】
これによれば、細幅周溝１０が路面上の小石等の異物をかみこんだ場合でも、その異物を外れやすくして、異物を抱き込んだまま走行することにより、偏摩耗核が細幅周溝１０の幅方向内側の陸部列部分１２に発生することを防止することができる。
【００２７】
また、好ましくは、図１に示すように、陸部列部分１２に設けた複数の孔１３の開口寸法ｄを、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて大きくし、複数の孔１３相互間の間隔ｗを、タイヤ赤道線Ｃから遠ざかるにつれて小とし、複数の孔１３の深さを、タイヤ赤道線から遠ざかるにつれて深くすることが好ましい。
【００２８】
これによれば、複数の孔１３を設けた陸部列部分１２のタイヤ半径方向の圧縮剛性を、装着されるホイールの伝達率の大きい側の、接地端に近づくにつれて低下させることができ、より効果的に、路面凹凸からタイヤへの入力を減少させて、車軸へ伝達される振動を抑制し、車室内に伝達されるロードノイズを低減することができる。また、ロードノイズの低減に対し効果的な領域に孔を配置して、トレッドのそれ以外の部分にはになるべく配置しないようにする事により、それ以外の部分では操縦安定性やトレッド耐久性を良好に保つことが可能となる。
【００２９】
さらに、図１に示すように、タイヤの最大負荷能力の７０％以上の負荷の作用下でのトレッドの接地幅Ｗ７０の幅方向内側に、陸部列部分１２の複数の孔１３を配置された領域を含めて、その領域の少なくとも一部が接地するようにトレッドを構成することが好ましい。
【００３０】
これによれば、例えばＦＦ車の制動時の後輪のように、前輪に比して後輪荷重が小さくなりトレッドの接地幅が小さくなる場合でも、陸部列部分１２に孔１３を設けた領域の少なくとも一部は確実に接地させて、ロードノイズの低減効果を担保することができる。
【００３１】
さらに好ましくは、図２に示すように陸部列部分１１の外側面の、タイヤ幅方向の断面内における外輪郭形状の曲率中心Ｃ１を、その輪郭線Ｓ１の外側に位置させる一方、幅方向内側の陸部列部分の外輪郭形状の曲率中心Ｃ２を、その輪郭線Ｓ２の内側に位置させる。
【００３２】
これによれば、陸部列部分１１の偏摩耗容積を減らし、外観を良好に保つことができる。
【００３３】
図３は、本発明の、ホイールの振動伝達特性を測定する方法を模式的に表わす図である。
幅方向断面形状が赤道面に対して左右対称であるタイヤ１５を装着したホイール１６をロードセル１７を装着した軸部材１８に取付け、タイヤトレッドの各ショルダー部１９、２０を異なる複数の周波数にて加振し、それらの加振力を入力Ｆ１、Ｆ２として、軸部材への入力Ｆ３を測定し、Ｆ３をＦ１、Ｆ２でそれぞれ除して求められる、伝達率α１、α２を各周波数ごとに求め、それらの伝達率α１、α２をそれぞれ平均して、伝達率α１、α２の平均値をそれぞれ求めて、それぞれの伝達率の平均値のいずれが大きいかを判定する。
【００３４】
これによれば、所定の周波数帯域における、タイヤトレッドの各ショルダー部１９、２０のどちらが、軸部材１８への入力に対して寄与が大きいかを正確に判定して、ホイールの振動伝達特性の大きい側を特定することができ、固体伝播音を抑制するためのタイヤ側の各種の解決手段を、ホイールに対し効果的に位置させて適用することが可能となる。
【００３５】
さらに好ましくは、所定の周波数帯域を３００〜１０００Ｈｚとする。
【００３６】
これによれば、さらに正確に、ホイールの伝達率の大きい側を特定することができる。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
本発明に係る、空気入りタイヤの、車室内騒音の低減効果を測定する目的で、サイズが２０５／６５Ｒ　１５の、図１に示すトレッドパターンを有する一種類の実施例タイヤと、図４、５に示すトレッドパターンを有する二種類の比較例タイヤとを、空気圧２００ｋＰａにて、サイズが１４×６ＪＪで裏側のほうが表側より伝達率の大きいアルミホイールに装着し、国産２０００ｃｃのＦＦ車に装着して、粗路面を６０ｋｍ／ｈで走行試験を行い、運転者の左耳の位置での３００〜８００Ｈｚの帯域値の騒音レベルを測定した。その結果を表１に示す。
【００３８】
比較例タイヤ１は、図４に示すように、トレッド５１に、その周方向に連続して延びる少なくとも二本、ここでは三本の周溝５２を設け、それらの周溝５２により区画される陸部列のうち、装着されてホイールの振動伝達特性の大きい側に配置される、幅方向端側の陸部列５３と、他方の幅方向端側の陸部列５４にそれぞれトータル溝容積が同じとなるように横溝５５、５６を設け、三本の周溝５２により幅方向内側に区画される二列の陸部列５７、５８には、それぞれ傾斜溝５９、６０を設けたものである。
【００３９】
比較例タイヤ２は、図５に示すように、実施例タイヤ１をホイールに対し表裏逆に装着したものである。
【表１】
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【００４０】
表１において、比較例タイヤ１および２と実施例タイヤ１を比較すると、実施例タイヤ１は、ホイールの伝達率の大きい側に、横溝のトータル溝容積を小さくして細幅周溝と孔を設けた陸部列を位置させてホイールに装着することにより、その陸部列の圧縮剛性を低下させてロードノイズを低減し、陸部列の幾何学的不連続を少なくしてパターンノイズを低減し、固体伝播音を低減させて、車室内騒音を低減できることが分かる。
【００４１】
比較例タイヤ２は実施例タイヤ１を、ホイールの伝達率の小さい側に、横溝のトータル溝容積を小さくして細幅周溝と孔を設けた陸部列を位置させてホイールに装着させたものであるが、ホイールの伝達率の大きい側に配置される陸部列の横溝が多くなり、幾何学的不連続が増加することにより、パターンノイズが増加し、比較例タイヤ１と較べて車室内騒音がかえって悪化することが分かる。
【００４２】
（実施例２）
各種のホイールの伝達率の大きい側を特定する目的で、幅方向断面形状が赤道面に対して左右対称であるタイヤを装着した、サイズが１４×６ＪＪ、ピッチサークルディアメータが１００ｍｍで、リムに対するディスクのオフセット値が４５ｍｍである、図６に示す断面形状の、三種類のホイールＡ、Ｂ、Ｃを、ロードセルを内装した車軸部分に装着し、加振機によりタイヤトレッドの両ショルダー部をそれぞれ加振し、それらの加振力を入力とし、車軸部分で測定される力を出力として測定し、伝達率の周波数応答関数をホイールの表側と裏側とについてそれぞれ求め、各周波数ごとに伝達率の比（裏／表）を求め、３００〜１０００Ｈｚでの周波数帯域にて平均して、ホイールの振動伝達特性の大きい側を特定した。その結果を表２に示す。数値は１であれば表と裏の伝達率は同じであることを示し、１より大きければ、裏側のほうが伝達率が大きく、１より小さければ、表側のほうが伝達率が大きいことを示す。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
これによれば、ホイールの振動伝達の大きい側を正確に特定することができ、固体伝播音を抑制するための各種の解決手段を、効果的に適用することが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、ホイールに装着されて伝達率が大きい側に位置することになる、幅方向端側の陸部列に設けられることのある横溝の、タイヤ幅方向の単位幅あたりの、タイヤの全周にわたるトータル溝容積を、他方の幅方向端側の陸部列に設けた横溝の同様のトータル溝容積よりも小さくするとともに、その陸部列を、細幅周溝により幅方向外側の陸部列部分と幅方向内側の陸部列部分とに分割し、幅方向内側の陸部列部分に、周溝および横溝から独立した複数の孔を設けることにより、伝達率が大きい側の陸部列の周方向の不連続成分を小さくすることができ、パターンノイズの発生を防止することができ、陸部列の周方向の不連続成分を設けることなく、その陸部列の圧縮剛性を低下させて、路面凹凸からタイヤへの入力を減少させて、車軸へ伝達される振動を抑制し、車室内に伝達されるロードノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を、ホイールに装着して空気圧を充填したタイヤを車両への組付姿勢としたときの正面視で示すトレッドパターンの展開図である。
【図２】本発明のトレッドパターンの一部を示す幅方向断面図である。
【図３】本発明のホイールの振動伝達特性を測定する方法を模式的に表わす図である。
【図４】比較例タイヤの形態を、ホイールに装着して空気圧を充填したタイヤを車両への組付姿勢としたときの正面視で示すトレッドパターンの展開図である。
【図５】比較例タイヤの他の形態を、ホイールに装着して空気圧を充填したタイヤを車両への組付姿勢としたときの正面視で示すトレッドパターンの展開図である。
【図６】ホイールの断面形状を模式的に表わした図である。
【符号の説明】
１　トレッド部
２　周溝
３　陸部列
４　陸部列
５　横溝
６　陸部列
７　陸部列
８　横溝
９　横溝
１０　細幅周溝
１１　陸部列部分（幅方向外側）
１２　陸部列部分（幅方向内側）
１３　孔
１４　サイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004090766.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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