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タイヤ空洞共鳴音を効果的に低減する独自デバイスを開発【東洋ゴム工業】
2018年6月29日
東洋ゴム工業株式会社（本社：兵庫県伊丹市、社長：清水隆史）は、タイヤから乗用車の室内に伝わる音に関する課題を解決する新技術『Toyo Silent Technology（トーヨーサイレントテクノロジー）』に基づき、車内騒音の一つであるタイヤ空洞共鳴音を効果的に低減するデバイスを新たに開発しましたのでお知らせいたします。
（16サイズ、オープン価格）
ハイブリッド車の普及が進むとともに、乗用車の動力源がガソリンによる内燃エンジンからモーター駆動等へ移行するなど、モビリティ環境が大きく変貌しつつあるなか、乗用車の室内環境にはより上質な快適性が追求される傾向にあります。乗用車が走行するうえで唯一路面と接するタイヤにおいて、当社は豊富な知見を集積しており、今後、これらを活用し、運転者や同乗者により静粛性の高い快適な空間を提供すべくToyo Silent Technologyを搭載した製品開発等にも取り組んでまいります。
■タイヤを介して伝わる走行ノイズ
音は、空気の振動によって生まれます。乗用車に装着されたタイヤは、内部を空気で満たされた構造物であることから、走行中に路面との接触によって発生するタイヤへの入力が、タイヤ内部の空気に振動を起こし、その振動が車軸を介して乗用車の室内に音（ノイズ）として伝わることになります。
タイヤが外部（路面）からの入力を受け、内部に充填されている空気が振動して発生するノイズは、タイヤ空洞共鳴音と呼ばれ、車内騒音の一つとされています。
例えば、高速道路を走行中、道路の継ぎ目を通り過ぎるときに「パカーン」という音が聞こえますが、これは転動するタイヤに対して道路表面の凹凸が入力され、タイヤの中の空気が振動する現象によって発生するタイヤ空洞共鳴音です。
■タイヤ内部の「空気の流れ」を発見
当社は、ノイズ発生の原因となるタイヤ内部の空気が、実際の車両走行時、つまり、タイヤの接地転動時にどのような状態にあるかをシミュレーションによって可視化しました。これにより、充填された空気自体がタイヤ内部で「周方向への流れ」と「垂直方向への流れ」を発していることが判明しました。
タイヤ空洞共鳴音を低減する方法として、音の吸収効果のある素材を内部に装着するというアイデアがタイヤ業界では先行技術として具現化されていますが、当社は今回、タイヤ内部に空気の流れが発生している事実に着目し、「空気の流れを活用して」ノイズの低減を図るという独自アプローチに取り組みました。
■ノイズを低減する独自デバイスを配置
もともと音は「穴を通る」と低減します。これは、通過する穴の壁面で摩擦が生じ、また、穴を通過した後、渦が発生する、という「2つの減衰メカニズム」によるものです。
音が穴を通過する際に空気の流れを活用することによって、さらに音の低減効果が高まることから、当社は、可視化によって判明した空気の流れの向き（空気の通り道）に多孔フィルムを配置し、「発生する音が穴を通る構造」を設ける検討を行ないました。
周方向、垂直方向の双方の流れに対応するために、多孔フィルムを「山なり形状」のデバイスとして装着することが、当社が独自に考案したブレークスルーポイントです。
また、この山なり形状を保持するために、円筒状スポンジを周上に16基配置しました。円筒状スポンジの中空構造が音の減衰に効果を持っているため、多孔フィルムとの相乗効果によって、さらなるノイズの低減効果が得ることができました。
■効果的にノイズを低減
人が聞くことのできる音の可聴域はおよそ20Hzから20,000Hzとされていますが、タイヤ空洞共鳴音は200Hzから250Hzという低周波数帯域でのノイズとなります。
この周波数帯域をターゲットにノイズ低減をめざしたデバイスの搭載効果を確認するため、上市している当社製タイヤをサンプルに実車試験を行ないました。車内の騒音レベルを計測した結果、デバイス搭載タイヤで走行した乗用車のタイヤ空洞共鳴音は、デバイスを搭載していない現行タイヤでの走行時に比べ、200Hzから250Hz帯域において、最大でマイナス12dBという顕著な低減効果を得ることができました。当社は、この結果をもとに今後、デバイス搭載タイヤの製品化と市場展開を検討していく予定です。
当社は、今後も独自の技術革新を重ねながら、タイヤを「テクノロジー」で進化させ続け、次世代モビリティ社会に求められる製品を開発してまいります。
【本件に関するお問合せ先】
東洋ゴム工業株式会社 広報企画部
(本社） TEL:072-789-9110 FAX:072-773-3272
(東京） TEL:03-5822-6621 FAX:03-3865-2240
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