東洋ゴム工業はこのほど、タイヤのノイズの原因となる空洞共鳴音を可視化するシミュレーション技術を完成させ、騒音を最大で4分の1に低減するデバイスを開発した。
タイヤに起因する音は、パターンノイズとロードノイズの2つがあるが、今回の技術はロードノイズを低減するもの。クルマで走行していると、荒れた路面での“ゴー”という音や、道路の継ぎ目を通過した際に“パカーン”という音が聞こえるが、これが車内騒音の原因となる。
守屋学執行役員（技術第一本部長）は、「ノイズは空気の振動から起きている。空洞共鳴音はタイヤの中から発生するので、構造やパターンでは低減しにくい」と話す。これをいかに抑えて快適性を高めるか――以前から各社が研究開発を進め、吸音効果のある素材を用いた方法は既に実用化されているが、同社が注目したのは「空気の流れ」だ。
今回、タイヤ内部の空気が実際の車両走行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することで、空気自体が「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たという。この空気の流れを活用してノイズの低減を図るというのが新しいアプローチとなった。
音は「穴を通る」と低減する性質があることは広く知られている。これは、穴の壁面で摩擦が生じ、また穴を通過した後に渦が発生するという2つの減衰メカニズムによるものだ。今回の技術では、タイヤ内部の空気の通り道に多孔フィルムを配置し、“音が穴を通る構造”を設けた。さらに周方向、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。「これがブレークスルーポイントとなった」（同社）という。
また、この形状を保持するために、円筒状スポンジを周上に等間隔で16基配置した。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、フィルムとの相乗効果によって、更なるノイズ低減効果を得ることに成功した。
試験では200Hz（ヘルツ）から250Hzの低周波数帯域において、最大でマイナス12dB（デシベル）、音圧を4分の1に低減することを確認した。「音圧が3dB変わると一般の方でも体感できる」（守屋氏）としており、ノイズから解放されることで、ドライバーの疲労低減に繋がることも期待される。
同社では5年ほど前から今回の技術開発に着手しており、耐久性の確保や最適なデバイスの形状などを試行錯誤しつつ、完成にこぎつけた。来年にはこの技術を採用した商品を発売する見込みだ。
今後、電気自動車をはじめとしたより静かな車両が主流になるのに伴い、タイヤにも静粛性を求める声は強くなっていくと予想される。守屋執行役員は「この技術で上質な車内空間を作る」と述べ、先進技術を通じてクルマ社会に貢献していく考えを示した。