(57)【要約】【課題】タイヤホイールへのタイヤの組付け作業性を悪化させず、重量増加を伴うことなく、タイヤ内腔を気柱とした空洞共鳴を抑制することができるタイヤを提供する。【解決手段】所定の空洞形状を具備し、且つタイヤ内周面１ａに開口する連通口１１を通じてタイヤ１内部に形成されるタイヤ内腔８に連通する共鳴室１０をタイヤ１と一体に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞形状を具備し、且つタイヤ内周面に開口する連通口を通じて、タイヤ内部に形成されるタイヤ内腔に連通する共鳴室がタイヤと一体に形成されたことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記共鳴室が、トレッド部内部に配置される補強層よりも径方向外側に配置されたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記共鳴室が、トレッド部内部に配置される補強層よりも径方向内側に配置されたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
【請求項４】
前記共鳴室の容積と、前記連通口の断面積、および該連通口の長さがヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ内腔を気柱とした空洞共鳴を抑制するタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に装着されたタイヤは、車両走行中に転動するタイヤのタイヤ内腔を気柱とする空洞共鳴し、乗員にとって不快な騒音が発生する。そこで、このような騒音の発生を抑制する技術が従来から提案されている。特許文献１では、図５に示されるヘルムホルツ型の共鳴室１１１を備えた共鳴装置１１０をタイヤ１０１のビード部１０２とタイヤホイール１０５のフランジ１０６との間に挟持する構成、および図６に示されるサイドブランチ型の共鳴室１２１をタイヤホイール１０５のリム本体１０７に巻付けるように配置する構成が開示されている。
【０００３】
ヘルムホルツ型の共鳴装置１１０では、共鳴室１１１の容積がタイヤ内腔１０３を気柱とした空洞共鳴周波数と等しい固有振動数を持つように設定され、サイドブランチ型の共鳴装置１２０では、共鳴室１２１を構成する本体部分の長さがタイヤ内腔１０３を気柱とした空洞共鳴周波数と等しい固有振動数を持つように設定されている。
【特許文献１】特開２００４−３３０８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例は、タイヤ１０１をタイヤホイール１０５に組付ける際の妨げとなり、組付け作業が煩雑であるとともに、きちんと設置されていない場合、および路面の段差を乗越える際の振動、高速走行時に掛かる強い遠心力等で、共鳴装置１１０，１２０が脱落してタイヤ内腔１０３内を転がり、騒音の原因になる虞があります。また、タイヤ組立体の重量増を伴うため、車両バネ下重量が増加して、路面追従性が悪化し、乗り心地性が損なわれる虞があります。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、タイヤホイールへのタイヤの組付け作業性を悪化させずに、重量増加を伴うことなく、タイヤ内腔を気柱とした空洞共鳴を抑制することができるタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、空洞形状を具備し、且つタイヤ内周面に開口する連通口を通じて、タイヤ内部に形成されるタイヤ内腔に連通する共鳴室がタイヤと一体に形成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載のタイヤであって、前記共鳴室が、トレッド部内部に配置される補強層よりも径方向外側に配置されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１記載のタイヤであって、前記共鳴室が、トレッド部内部に配置される補強層よりも径方向内側に配置されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のタイヤであって、前記共鳴室の容積と、前記連通口の断面積、および該連通口の長さがヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、共鳴室をタイヤと一体に形成することで、タイヤホイールへのタイヤの組付け作業性が悪化することなく、且つ重量増加を伴うことなく、タイヤ内腔を気柱とした空洞共鳴を抑制することができる。
【００１１】
請求項２の発明において、共鳴室がトレッド部内部に配置される補強層よりも径方向外側に配置されたことにより、補強層内側よりも補強層外側の方がゴムの容積が大きいためタイヤ構造を変えることなく軽量化を容易に実現可能である。
【００１２】
請求項３の発明において、共鳴室がトレッド部内部に配置される補強層よりも径方向内側に配置されたことにより、車両が走行する際に、共鳴室が車重によって潰れるなどの変形が起き難く、共鳴室が設定した空洞の形状、および容積で一定に保たれるため、走行時にタイヤ内腔を気柱とした空洞共鳴をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、共鳴室の容積と、連通口の断面積、および連通口の長さがヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されたことにより、乗員にとって不快となる周波数の騒音を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の空気入りタイヤの断面図、図２は共鳴室の形状を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、タイヤと称する）１は、左右一対のビード部２，３と、このビード部２，３のタイヤ径方向の外方に配置されてトレッド踏面部４ａを有するトレッド部４と、このトレッド部４のタイヤ幅方向両端部とビード部２，３のタイヤ径方向外方端とを連結する左右一対のサイドウォール部５，６とを備えており、これらのビード部２，３、サイドウォール部５，６およびトレッド部４の各内部には、これらの各部にわたって連続して延びるカーカス層７（補強層）が設けられている。
【００１６】
また、本実施形態のタイヤ１は、ビード部２，３がタイヤホイール９に取付けられた状態で所定気圧の空気が充填されるとともに、車両装着方向の内側および外側が指定されており、一方のビード部である外側ビード部２およびサイドウォール部５が車両装着方向の外側に、他方のビード部である内側ビード部３およびサイドウォール部６が車両装着方向の内側に、それぞれ位置するように装着される。そして、タイヤ１の内周面とタイヤホイール９とで形成される空洞部がタイヤ内腔８である。
【００１７】
さらに、本実施形態のタイヤ１には、空洞を有する共鳴室１０が設けられている。この共鳴室１０は、トレッド部４のカーカス層７よりも径方向外側に内包されている。また、共鳴室１０は、タイヤ内周面１ａに開口する連通口１１を通じて、タイヤ内腔８に連通している。共鳴室１０の容積Ｖ、連通口１１の断面積Ｓ、および連通口１１の長さＬは、式１に示すヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されている。タイヤ周方向に沿って共鳴室１０を形成することで、共鳴室１０の容積Ｖの変更が比較的容易である。
【数１】
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【００１８】
本実施形態では、タイヤ１の幅方向に４つの共鳴室１０が配置されている。タイヤ内腔８を気柱とした空洞共鳴の共鳴周波数ｆは、一般的には２５０Ｈｚ前後であることが判明していることから、各共鳴室１０は、それぞれが同一の共鳴周波数ｆ＝２５０Ｈｚ前後に設定されている。なお、各共鳴室１０の共鳴周波数ｆを少しずつ変えて設定し、共鳴周波数のばらつきに対応する構成としても良い。
【００１９】
また、各共鳴室１０は、周方向に連通した環形状に形成されている。周方向に連通することで、周方向に共鳴室１０を分割する隔壁が無くなるため、転動時の重量バランスが安定する構成となっている。なお、共鳴室１０をタイヤ１の周方向に不連続に複数形成してもよい。この場合は、トレッド部４のブロックパターンやラグパターンにも対応が可能である。
【００２０】
本実施形態では、タイヤ幅方向の同一線上に４つの連通口１１が位置するように設定されているが、タイヤ周方向に等角度間隔にずらして設定しても良い。
【００２１】
各共鳴室１０は、例えば、室温より高く、かつ、加硫時のゴム内部温度以下の温度域にて気化する気体発生物質が封入された袋を未加硫ゴム中に埋設し、未加硫ゴムに加硫を施し、その加硫中に膨脹する袋を介して加硫ゴム中に形成する。各共鳴室１０には、所定圧の気体（例えば空気）が充填されている。各共鳴室１０の内圧はタイヤ内腔８の空気圧と同じでも、異なっていても良い。
【００２２】
上記構成において、共鳴室１０をタイヤ１と一体に形成することで、タイヤホイール９へのタイヤ１の組付け作業性が悪化することなく、且つ重量増加を伴うことなく、タイヤ内腔８を気柱とした空洞共鳴を抑制することができる。
【００２３】
また、共鳴室１０がトレッド部４内部に配置されるカーカス層７よりも径方向外側に配置されたことにより、カーカス層内側よりも補強層外側の方がゴムの容積が大きいためタイヤ構造を変えることなく軽量化を容易に実現可能である。
【００２４】
さらに共鳴室１０の容積Ｖと、連通口１１の断面積Ｓ、および連通口１１の長さＬがヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されたことにより、乗員にとって不快となる周波数の騒音を効果的に抑制することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。図３は本実施形態の空気入りタイヤの断面図である。上記第１実施形態と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。また、上記実施形態と大きく異なる点は共鳴室１０′が配設される位置で、本実施形態では、共鳴室１０′がトレッド部４内部に配置されるカーカス層よりも径方向内側に配置されている。なお、上記実施形態と同様に、各共鳴室１０′は、容積Ｖ、連通口１１の断面積Ｓ、および連通口１１の長さＬが、式１に示すヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されている。そして、それぞれが同一の共鳴周波数ｆ＝２５０Ｈｚ前後に設定されているが、各共鳴室１０′の共鳴周波数ｆを少しずつ変えて設定し、共鳴周波数のばらつきに対応する構成としても良い。
【００２６】
本実施形態の変形例として、共鳴室をタイヤ１とは別体で形成し、トレッド部４裏側の内周面に接着剤等で貼着する構成としてもよい。
【００２７】
また、本実施形態では、共鳴室１０′と連通口１１とがタイヤ内周面１ａに埋没するように連通口１１の長さＬが設定されているが、連通口１１がタイヤ内周面１ａから突出するように設定してもよい。
【００２８】
上記構成において、共鳴室１０′をタイヤ１と一体に形成することで、タイヤホイール９へのタイヤ１の組付け作業性が悪化することなく、且つ重量増加を伴うことなく、タイヤ内腔８を気柱とした空洞共鳴を抑制することができる。
【００２９】
また、共鳴室１０′がトレッド部４内部に配置されるカーカス層７よりも径方向内側に配置されたことにより、車両が走行する際に、共鳴室１０′が車重によって潰れるなどの変形が起き難く、共鳴室１０′が設定した空洞の形状、および容積で一定に保たれるため、走行時にタイヤ内腔８を気柱とした空洞共鳴をより効果的に抑制することができる。
【００３０】
さらに共鳴室１０′の容積Ｖと、連通口１１の断面積Ｓ、および連通口１１の長さＬがヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて設定されたことにより、乗員にとって不快となる周波数の騒音を効果的に抑制することができる。
【実施例】
【００３１】
従来例と実施例の空気入りタイヤを用いて、同じ路面を５０ｋｍ／ｈで走行した際の走行中のタイヤ内腔８を気柱とした空洞共鳴に起因するロードノイズ低減効果を評価した。図４は、その際の各種データを示す。
【００３２】
実施例は、本発明の形状を採用した試作品である。従来製品を従来例とし、この従来製品に加工を加えて共鳴室を形成している。実施例１〜５の共鳴室１０はカーカス層７よりも径方向内側で周方向に連通する環形状を備え、実施例６、７の共鳴室１０はカーカス層７よりも径方向内側で周方向に複数に分割され、実施例８の共鳴室１０はカーカス層７よりも径方向外側で周方向に連通する環形状を備えている。それぞれの共鳴室１０、および連通口１１の形状が異なるが、全てヘルムホルツ共鳴理論式に基づいて共鳴周波数が２４０Ｈｚとなるように、共鳴室１０の容積Ｖ、連通口１１の断面積Ｓ、および連通口１１の長さＬが設定されている。
【００３３】
従来例での共鳴周波数によるロードノイズの評点を５とし、ロードノイズの低減効果が高かったものについての評点の最高点を１０とした。
【００３４】
共鳴室１０がタイヤ周方向に連通するか、複数に分割配置するか、カーカス層７よりも径方向内側に位置するか径方向外側に位置するかに関わらず、実施例１〜８の全ての形態でロードノイズの低減効果を認められたが、実施例５の環形状の共鳴室１０をタイヤ幅方向に４本配置し、各共鳴室１０に４ヶ所ずつ連通口１１を設けた形態のロードノイズ低減効果が最も高かった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、空気入りタイヤの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、共鳴室の形状を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示し、空気入りタイヤの断面図である。
【図４】本発明の実施例を示し、従来例と実施例の空気入りタイヤを用いてロードノイズの低減効果を評価し、その際の各種データを示す図である。
【図５】従来例を示し、ヘルムホルツ型の共鳴室を備えた共鳴装置を示す概要図である。
【図６】従来例を示し、サイドブランチ型の共鳴室を備えた共鳴装置を示す概要図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…タイヤ
１ａ…タイヤ内周面
２…外側ビード部
３…内側ビード部
４…トレッド部
４ａ…トレッド踏面部
５…サイドウォール部
６…サイドウォール部
７…カーカス層
８…タイヤ内腔
９…タイヤホイール
１０、１０′…共鳴室
１１…連通口
Ｌ…連通口の長さ
Ｓ…連通口の断面積
Ｖ…共鳴室の容積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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