JP2004262271A - タイヤ／ホイール組立体及び騒音低減用内装体 - Google Patents
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Abstract
【課題】空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを改善しながら、騒音低減用内装体の取付作業性を大きく向上することが可能なタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用する騒音低減用内装体を提供する。
【解決手段】ホイール１のリム１Ａに装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａに、リム１Ａに嵌合する左右の弾性リング４と弾性リング４上に取り付けた二股状の脚部６を有する環状体５とからなる騒音低減用内装体３が配置されている。騒音低減用内装体３の環状体５が、騒音低減用内装体３と空気入りタイヤ２により囲まれる環状の空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において変化させる構成になっている。
【選択図】図２
【解決手段】ホイール１のリム１Ａに装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａに、リム１Ａに嵌合する左右の弾性リング４と弾性リング４上に取り付けた二股状の脚部６を有する環状体５とからなる騒音低減用内装体３が配置されている。騒音低減用内装体３の環状体５が、騒音低減用内装体３と空気入りタイヤ２により囲まれる環状の空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において変化させる構成になっている。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ／ホイール組立体及び騒音低減用内装体に関し、さらに詳しくは、騒音低減用内装体の取付作業性に優れたタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用する騒音低減用内装体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境対策の一環として、低騒音の空気入りタイヤが市場から求められている。そこで、その対策として、例えば、リムに凸状部材をタイヤ周方向に沿って所定の間隔で配置し、リムと空気入りタイヤにより囲まれた空洞部の断面積をタイヤ周方向において変化させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
空気入りタイヤの騒音の一つに、車両走行中の空気入りタイヤの空洞部内の気柱共鳴があるが、上記のように空洞部の断面積をタイヤ周方向に変化させることで共鳴周波数をずらし、気柱共鳴に起因するロードノイズを改善するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１３９０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにタイヤ内のリムに装着する騒音低減用内装体を予めリムに固定すると、タイヤのリム組みの阻害になるため、リム組み後にリムとタイヤとの間の狭い隙間から作業者が手を入れて固定する煩雑な作業を要し、取付作業性が極めて悪いという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズの改善を図りながら、騒音低減用内装体の取付作業性を大きく向上することが可能なタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用する騒音低減用内装体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本発明のタイヤ／ホイール組立体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、該リムに嵌合する左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とからなる騒音低減用内装体を配置し、該環状体を前記騒音低減用内装体と前記空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積がタイヤ周方向において変化するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
上記タイヤ／ホイール組立体に使用する本発明の騒音低減用内装体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置される騒音低減用内装体であって、前記リムに嵌合可能な左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とから構成し、かつ該環状体を前記騒音低減用内装体と前記空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積がタイヤ周方向において変化可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
このように騒音低減用内装体と空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積をタイヤ周方向において変化させることにより、車両走行中に空気入りタイヤの空洞部で生じる共鳴周波数をずらして空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを低減することができる。
【００１０】
また、騒音低減用内装体の弾性リングがリムに嵌合するため、騒音低減用内装体を空気入りタイヤの空洞部内に挿入した後、通常のリム組み作業で取り付けることが可能になり、従来のリム組み後にリムとタイヤとの間の狭い隙間から作業者が手を入れて固定する煩雑な作業が不要になる結果、騒音低減用内装体の取付作業性が大きく向上する。
【００１１】
また、本発明の他のタイヤ／ホイール組立体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、該リムに嵌合する左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とからなる騒音低減用内装体を、前記空気入りタイヤの空洞部を内側空洞部と外側空洞部とに区分するように配置し、前記環状体に前記内側空洞部と前記外側空洞部とを連通する複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を前記環状体を周方向に沿って等分した領域間で前記貫通孔の開口合計面積が不均一になるように分布させたことを特徴とする。
【００１２】
上記他のタイヤ／ホイール組立体に使用する本発明の騒音低減用内装体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置される騒音低減用内装体であって、該リムに嵌合可能な左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とから構成し、かつ前記環状体に複数の貫通孔を形成すると共に、該貫通孔を前記環状体を周方向に沿って等分した領域間で前記貫通孔の開口合計面積が不均一になるように分布させたことを特徴とする。
【００１３】
このように貫通孔を環状体の等分した領域間で不均一に分布させることで、貫通孔と内側空洞部とをヘルムホルム共鳴吸音器として作用させ、車両走行中における空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴音を吸音して低減することができるので、空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを改善することが可能になり、かつ上記と同様の理由により騒音低減用内装体の取付作業性を大幅に改善することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。
【００１５】
図１，２は本発明の一実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体（車輪）を示し、１はホイール、２は空気入りタイヤ、３は騒音低減用内装体である。これらホイール１、空気入りタイヤ２、騒音低減用内装体３は、ホイール回転軸を中心として共軸に環状に形成され、ホイール１のリム１Ａに装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａ内に騒音低減用内装体３を配置した構成になっている。
【００１６】
騒音低減用内装体３は、リム１Ａに装着される左右の弾性リング４と、この弾性リング４に固設された環状体５とから構成されている。弾性リング４は、ゴム、弾性樹脂などの弾性材から構成され、その内径が空気入りタイヤ２のビード部２ｂの内径と略同一寸法に形成されて、リム１Ａに嵌合可能になっている。
【００１７】
弾性リング４を構成するゴム、弾性樹脂としては、環状体５をリム１Ａ上に安定支持できればいずれのものであってもよく、例えば、ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムなど、弾性樹脂としては、発泡ポリウレタンなどの発泡樹脂を挙げることができる。
【００１８】
環状体５は板状の部材から構成され、内周側を二股状に開脚した左右の脚部６と、この左右の脚部６間に接続した二山状の頂部７とからアーチ状になっており、左右の脚部６がリム１Ａ上に支持する左右の弾性リング６に取り付けられている。環状体５を構成する材料としては、車両走行時（騒音低減用内装体３が空気入りタイヤ２と離間した状態にある通常車両走行時）にのみ形状を保持可能なものであればいずれの材料から構成してもよく、例えば、金属、樹脂などの剛性材を好ましく使用することができる。
【００１９】
金属としては、スチール、アルミニウムなどを例示することができる。樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれでもよい。熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳなどを挙げることができ、また熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを挙げることができる。樹脂は単独で使用してもよいが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用してもよい。軽量化の点から金属よりも樹脂を使用するのがよい。
【００２０】
上記両脚部６は、周方向に沿って４等分したＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ領域を有し、向かい合うＡ，Ｃ領域では、図２（ａ）に示すように、内側に窪んだ断面円弧状の凹部６Ａを周方向に沿って有し、向かい合うＢ，Ｄ領域では、図２（ｂ）に示すように、外側に突出した断面円弧状の凸部６Ｂを周方向に沿って具備しており、これにより脚部６の断面形状がタイヤ周方向において周期的に変化し、それによって騒音低減用内装体３と空気入りタイヤ２により囲まれる環状の空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において周期的に変化させるようになっている。
【００２１】
或いは、上記脚部６に代えて、二山状の頂部７を、Ａ，Ｃ領域では図３（ａ）に示すように内側に大きく窪んだ円弧状の凹部形状に形成する一方、Ｂ，Ｄ領域では図３（ｂ）に示すように外側に突出した円弧状の小凸部７ａを３個にする形状に形成し、頂部７の断面形状をタイヤ周方向において周期的に変化させようにしてもよい。
【００２２】
また、これらを組み合わせてもよく、例えば、Ａ領域の環状体５の断面形状を図３（ａ）、Ｂ領域の環状体５の断面形状を図３（ｂ）、Ｃ領域の環状体５の断面形状を図２（ａ）、Ｄ領域の環状体５の断面形状を図２（ｂ）にすることができる。
【００２３】
また、脚部６と頂部７の両者に上述した凹凸を設けるようにして、環状体５と空気入りタイヤ２により囲まれる空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において変化させるようにしてもよく、更に図２の実施形態では、両方の脚部６に凹部６Ａまたは凸部６Ｂを設けたが、いずれか一方の脚部６に設けるようにしてもよく、またこれらを組み合わせて環状体５を構成するようにしてもよい。
【００２４】
このように構成される環状体５は、各領域毎に分割した複数の環状片を成形し、これらを接合することで容易に得ることができる。
【００２５】
上記タイヤ／ホイール組立体を組み立てるには、先ず、騒音低減用内装体３をその中心軸をタイヤ軸と直交する状態にしてタイヤ軸方向から空気入りタイヤ２のビード部２ｂ内周側に嵌め込み、次いで騒音低減用内装体３を９０°回転させて空洞部２Ａ内に挿入する。
【００２６】
このように騒音低減用内装体３を空洞部２Ａ内に収容した状態で通常の空気タイヤ２のリム組みと同じ手順で空気タイヤ２をリム組みすることにより、弾性リング４が空気入りタイヤ２のビード部２ｂと共にリム１Ａのリムシート１ａに嵌合し、騒音低減用内装体３を備えたタイヤ／ホイール組立体を得ることができる。
【００２７】
上述した本発明によれば、環状体５により騒音低減用内装体３と空気入りタイヤ２により囲まれる環状の空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において変化させるため、車両走行中に空洞部２Ａで生じる共鳴周波数をずらすことができるので、空洞部２Ａの気柱共鳴に起因するロードノイズを低減することができる。
【００２８】
しかも、弾性リング４がリム１Ａに嵌合するため、騒音低減用内装体３を空気入りタイヤ２の空洞部２Ａ内に挿入した後、通常のリム組み作業で取り付けることができるので、リム組み後にリムとタイヤとの間の狭い隙間から作業者が手を入れて固定する煩雑な作業を不要にし、騒音低減用内装体３の取付作業性を大幅に向上することができる。
【００２９】
上述した実施形態において、上記のように空洞部分２Ａａの断面積を変化させる場合、空洞部分２Ａａの最大断面積が最小断面積より２％以上大きくなるように変化させるのがよい。図示する例では、Ａ，Ｃ領域が最大断面積、Ｂ，Ｄ領域が最小断面積であり、Ａ，Ｃ領域の空洞部分２Ａａの断面積をＢ，Ｄ領域の断面積の２％以上大きくなるようにする。この差が２％未満であると、共鳴周波数を効果的にずらすことが難しくなる。好ましくは、差を５％以上にするのがよい。上限値としては、環状体５の加工性の点から２０％以下にするのがよい。
【００３０】
上記環状体５は、上述したように周方向に上記各領域毎に分割した複数のシェル片を成形し、これらを接合して構成するのが製造を容易にする上で好ましいが、当然のことながらそれに限定されず、例えば一体成形であってもよい。
【００３１】
このように複数の環状片を接合して環状体５を形成した場合、接合箇所の凹凸部分には段差ができ、環状体５の外側と内側を連通する隙間を形成することになるが、その隙間はその儘にしてもよく、また他の材料を用いて塞ぐようにしてもよい。好ましくは、塞ぐのがロードノイズの低減に若干ではあるが寄与する。
【００３２】
また、各環状片の両端部では凹凸がない形状にし、接合時に段差ができないような構成にしてもよい。
【００３３】
空洞部分２Ａａの断面積は、上記のように周期的に変化させるのが効果上好ましいが、それに限定されず、ランダムに変化する非周期的であってもよい。
【００３４】
空洞部分２Ａａの断面積を周期的に変化させる場合、その周期は２周期が好ましく、上述した図２，３の実施形態のように、最大−最小−最大−最小と並ぶ２周期にするのがよい。
【００３５】
脚部６の凹部６Ａと凸部６Ｂは、上述した例では断面円弧状に形成したが、空洞部分２Ａａの断面積がタイヤ周方向において変化すれば、いずれの形状を採用してもよい。図３に示す頂部７も同様である。
【００３６】
図４，５は、本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体を示し、上述した環状体５を凹凸状にする構成に代えて、環状体５の両脚部６に複数の貫通孔８を形成したものである。騒音低減用内装体３により区分された空洞部２Ａの内側空洞部２Ａ１と外側空洞部２Ａ２と貫通孔８により連通している。
【００３７】
これらの貫通孔８は、図示する例では、環状体５を周方向に沿って４等分した領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（図１参照）間で、環状体５の外側面５ａにおける貫通孔８の開口合計面積が最大となる領域Ａ，Ｃと最小となる領域Ｂ，Ｄとが交互に配置され、等分した領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間で貫通孔８の開口合計面積が不均一になるように分布させた構成になっている。
【００３８】
このように貫通孔８を等分した領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間で不均一に分布させることにより、貫通孔８と内側空洞部２Ａ１とがヘルムホルム共鳴吸音器として作用するため、車両走行中における空気入りタイヤ２の空洞部２Ａの気柱共鳴音を吸音して低減することが可能になり、従って、空気入りタイヤ２の空洞部２Ａの気柱共鳴に起因するロードノイズを改善することができる。また、リム１Ａに嵌合する弾性リング４により騒音低減用内装体３の取付作業性を大幅に向上することができる。
【００３９】
上記貫通孔８の開口合計面積が最大となる領域Ａ，Ｃは、最小となる領域Ｂ，Ｄよりも貫通孔８の開口合計面積が５〜１０％大きくなるようにするのが好ましい。その差が５％より小さいと、吸音作用を効果的に発揮することが難しくなる。逆に１０％を超えると、騒音低減用内装体３の周上の質量差が大きくなり、振動の原因となることがある。
【００４０】
貫通孔８の不均一な分布は、上記のように最大となる領域Ａ，Ｃと最小となる領域Ｂ，Ｄとを交互に配置する２周期の構成にするのが、騒音低減効果を最も高める上で好ましいが、それに限定されず、環状体５を周方向に沿って２〜７等分した領域間で、貫通孔８の開口合計面積が最大となる領域が最小となる領域よりも貫通孔８の開口合計面積が５〜１０％大きくなるようにすることができる。８等分以上にすると、貫通孔８の分布が均一に近づくため好ましくない。
【００４１】
貫通孔８の形状は、図示する楕円形に限定されず、円形や矩形、正方形などであってもよく、内側空洞部２Ａ１と外側空洞部２Ａ２とを連通可能な形状であればよい。
【００４２】
貫通孔８の開口長さとしては、３〜６ｍｍにするのがよい。なお、ここで言う開口長さとは、楕円形の場合にはその長径と短径、円形の場合には直径、矩形や正方形などの場合には中心を通る対角線の長さである。開口長さが３ｍｍ未満であると、吸音作用を効果的に発揮することが難しく、逆に６ｍｍを超えると当該騒音の周波数領域における吸音作用が少なくなり易い。
【００４３】
環状体５の外側面５ａにおける全貫通孔８の開口総面積としては、環状体５の外側面５ａの全面積に対して０．３〜６．０％にするのがよい。開口総面積が０．３％より小さいと、吸音効果上好ましくない。逆に６．０％より大きいと、貫通面積に大きな差がついて密となる部位で貫通孔同士が接近しすぎ、高速走行時の遠心力に対して強度が不足する。
【００４４】
なお、上述した貫通孔８を不均一に配置した環状体５において、上記等分した領域は、その等分する線分を周方向に沿って０〜３６０°ずらした際に、いずれか１つの領域で貫通孔８の開口合計面積が最大となる位置で区切った領域として識別される。
【００４５】
本発明は、上記実施形態では、頂部７を二山状に構成した例を示したが、一山状或いは３山状などであってもよく、更に三角状などにすることもでき、その形状は特に限定されない。
【００４６】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、リムサイズを１６×６ １／２ＪＪで共通にし、環状体の脚部に凹凸を設けた図２に示す構成を有する本発明タイヤ／ホイール組立体１（実施例１）、環状体の頂部に凹凸を設けた図３に示す構成を有する本発明タイヤ／ホイール組立体２（実施例２）、環状体の脚部に貫通孔を不均一に配置した図４に示す構成の本発明タイヤ／ホイール組立体３（実施例３）、本発明タイヤ／ホイール組立体１において環状体の脚部に凹凸を設けていない比較タイヤ／ホイール組立体１（比較例１）、及び騒音低減用内装体が配置してない比較タイヤ／ホイール組立体２（比較例２）をそれぞれ作製した。
【００４７】
本発明タイヤ／ホイール組立体１，２における空洞部分の断面積は、最大断面積が最小断面積より４％大きくなっている。本発明タイヤ／ホイール組立体３における領域間での貫通孔の開口合計面積の最大と最小の差は、７％である。
【００４８】
これら各試験タイヤ／ホイール組立体を空気圧を２００ｋＰａ にして排気量２．５リットルの乗用車に取り付け、以下に示す測定方法によりロードノイズの評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
【００４９】
ロードノイズ
乾燥路テストコースにおいて、時速５０ｋｍで直進走行した際の車内騒音を測定し、１００〜５００Ｈｚ域のパーシャルオーバーオール値で比較した。その結果を比較タイヤ／ホイール組立体２を基準にして評価した。この値が小さい程ロードノイズが低く、騒音性能が優れている。
【００５０】
【表１】
表１から、本発明は、空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを改善できることがわかる。
【００５１】
【発明の効果】
上述したように本発明は、騒音低減用内装体と空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積をタイヤ周方向において変化させるため、或いは内側空洞部と外側空洞部とを連通する複数の貫通孔を環状体を周方向に沿って等分した領域間で開口合計面積が不均一になるように分布させたので、車両走行時における空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを低減することができる。
【００５２】
また、騒音低減用内装体の弾性リングがリムに嵌合するため、空気入りタイヤの空洞部内に挿入した騒音低減用内装体を通常のリム組み作業で取り付けることができるので、騒音低減用内装体の取付作業性を大きく向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の側面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ，Ｃ領域をタイヤ子午線断面で示す要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＢ，Ｄ領域をタイヤ子午線断面で示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体を示し、（ａ）は図２（ａ）に相当する要部拡大断面図、（ｂ）は図２（ｂ）に相当する要部拡大断面図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部拡大断面図である。
【図５】図４の騒音低減用内装体の要部を一部切り欠いて示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１ ホイール １Ａ リム
２ 空気入りタイヤ ２Ａ 空洞部
２Ａ１ 内側空洞部 ２Ａ２ 外側空洞部
２Ａａ 空洞部分 ３ 騒音低減用内装体
４ 弾性リング ５ 環状体
６ 脚部 ６Ａ 凹部
６Ｂ 凸部 ７ 頂部
８ 貫通孔 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ／ホイール組立体及び騒音低減用内装体に関し、さらに詳しくは、騒音低減用内装体の取付作業性に優れたタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用する騒音低減用内装体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境対策の一環として、低騒音の空気入りタイヤが市場から求められている。そこで、その対策として、例えば、リムに凸状部材をタイヤ周方向に沿って所定の間隔で配置し、リムと空気入りタイヤにより囲まれた空洞部の断面積をタイヤ周方向において変化させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
空気入りタイヤの騒音の一つに、車両走行中の空気入りタイヤの空洞部内の気柱共鳴があるが、上記のように空洞部の断面積をタイヤ周方向に変化させることで共鳴周波数をずらし、気柱共鳴に起因するロードノイズを改善するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１３９０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにタイヤ内のリムに装着する騒音低減用内装体を予めリムに固定すると、タイヤのリム組みの阻害になるため、リム組み後にリムとタイヤとの間の狭い隙間から作業者が手を入れて固定する煩雑な作業を要し、取付作業性が極めて悪いという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズの改善を図りながら、騒音低減用内装体の取付作業性を大きく向上することが可能なタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用する騒音低減用内装体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本発明のタイヤ／ホイール組立体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、該リムに嵌合する左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とからなる騒音低減用内装体を配置し、該環状体を前記騒音低減用内装体と前記空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積がタイヤ周方向において変化するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
上記タイヤ／ホイール組立体に使用する本発明の騒音低減用内装体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置される騒音低減用内装体であって、前記リムに嵌合可能な左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とから構成し、かつ該環状体を前記騒音低減用内装体と前記空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積がタイヤ周方向において変化可能に構成したことを特徴とする。
【０００９】
このように騒音低減用内装体と空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積をタイヤ周方向において変化させることにより、車両走行中に空気入りタイヤの空洞部で生じる共鳴周波数をずらして空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを低減することができる。
【００１０】
また、騒音低減用内装体の弾性リングがリムに嵌合するため、騒音低減用内装体を空気入りタイヤの空洞部内に挿入した後、通常のリム組み作業で取り付けることが可能になり、従来のリム組み後にリムとタイヤとの間の狭い隙間から作業者が手を入れて固定する煩雑な作業が不要になる結果、騒音低減用内装体の取付作業性が大きく向上する。
【００１１】
また、本発明の他のタイヤ／ホイール組立体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、該リムに嵌合する左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とからなる騒音低減用内装体を、前記空気入りタイヤの空洞部を内側空洞部と外側空洞部とに区分するように配置し、前記環状体に前記内側空洞部と前記外側空洞部とを連通する複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を前記環状体を周方向に沿って等分した領域間で前記貫通孔の開口合計面積が不均一になるように分布させたことを特徴とする。
【００１２】
上記他のタイヤ／ホイール組立体に使用する本発明の騒音低減用内装体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置される騒音低減用内装体であって、該リムに嵌合可能な左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とから構成し、かつ前記環状体に複数の貫通孔を形成すると共に、該貫通孔を前記環状体を周方向に沿って等分した領域間で前記貫通孔の開口合計面積が不均一になるように分布させたことを特徴とする。
【００１３】
このように貫通孔を環状体の等分した領域間で不均一に分布させることで、貫通孔と内側空洞部とをヘルムホルム共鳴吸音器として作用させ、車両走行中における空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴音を吸音して低減することができるので、空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを改善することが可能になり、かつ上記と同様の理由により騒音低減用内装体の取付作業性を大幅に改善することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。
【００１５】
図１，２は本発明の一実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体（車輪）を示し、１はホイール、２は空気入りタイヤ、３は騒音低減用内装体である。これらホイール１、空気入りタイヤ２、騒音低減用内装体３は、ホイール回転軸を中心として共軸に環状に形成され、ホイール１のリム１Ａに装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａ内に騒音低減用内装体３を配置した構成になっている。
【００１６】
騒音低減用内装体３は、リム１Ａに装着される左右の弾性リング４と、この弾性リング４に固設された環状体５とから構成されている。弾性リング４は、ゴム、弾性樹脂などの弾性材から構成され、その内径が空気入りタイヤ２のビード部２ｂの内径と略同一寸法に形成されて、リム１Ａに嵌合可能になっている。
【００１７】
弾性リング４を構成するゴム、弾性樹脂としては、環状体５をリム１Ａ上に安定支持できればいずれのものであってもよく、例えば、ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムなど、弾性樹脂としては、発泡ポリウレタンなどの発泡樹脂を挙げることができる。
【００１８】
環状体５は板状の部材から構成され、内周側を二股状に開脚した左右の脚部６と、この左右の脚部６間に接続した二山状の頂部７とからアーチ状になっており、左右の脚部６がリム１Ａ上に支持する左右の弾性リング６に取り付けられている。環状体５を構成する材料としては、車両走行時（騒音低減用内装体３が空気入りタイヤ２と離間した状態にある通常車両走行時）にのみ形状を保持可能なものであればいずれの材料から構成してもよく、例えば、金属、樹脂などの剛性材を好ましく使用することができる。
【００１９】
金属としては、スチール、アルミニウムなどを例示することができる。樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれでもよい。熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳなどを挙げることができ、また熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを挙げることができる。樹脂は単独で使用してもよいが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用してもよい。軽量化の点から金属よりも樹脂を使用するのがよい。
【００２０】
上記両脚部６は、周方向に沿って４等分したＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ領域を有し、向かい合うＡ，Ｃ領域では、図２（ａ）に示すように、内側に窪んだ断面円弧状の凹部６Ａを周方向に沿って有し、向かい合うＢ，Ｄ領域では、図２（ｂ）に示すように、外側に突出した断面円弧状の凸部６Ｂを周方向に沿って具備しており、これにより脚部６の断面形状がタイヤ周方向において周期的に変化し、それによって騒音低減用内装体３と空気入りタイヤ２により囲まれる環状の空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において周期的に変化させるようになっている。
【００２１】
或いは、上記脚部６に代えて、二山状の頂部７を、Ａ，Ｃ領域では図３（ａ）に示すように内側に大きく窪んだ円弧状の凹部形状に形成する一方、Ｂ，Ｄ領域では図３（ｂ）に示すように外側に突出した円弧状の小凸部７ａを３個にする形状に形成し、頂部７の断面形状をタイヤ周方向において周期的に変化させようにしてもよい。
【００２２】
また、これらを組み合わせてもよく、例えば、Ａ領域の環状体５の断面形状を図３（ａ）、Ｂ領域の環状体５の断面形状を図３（ｂ）、Ｃ領域の環状体５の断面形状を図２（ａ）、Ｄ領域の環状体５の断面形状を図２（ｂ）にすることができる。
【００２３】
また、脚部６と頂部７の両者に上述した凹凸を設けるようにして、環状体５と空気入りタイヤ２により囲まれる空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において変化させるようにしてもよく、更に図２の実施形態では、両方の脚部６に凹部６Ａまたは凸部６Ｂを設けたが、いずれか一方の脚部６に設けるようにしてもよく、またこれらを組み合わせて環状体５を構成するようにしてもよい。
【００２４】
このように構成される環状体５は、各領域毎に分割した複数の環状片を成形し、これらを接合することで容易に得ることができる。
【００２５】
上記タイヤ／ホイール組立体を組み立てるには、先ず、騒音低減用内装体３をその中心軸をタイヤ軸と直交する状態にしてタイヤ軸方向から空気入りタイヤ２のビード部２ｂ内周側に嵌め込み、次いで騒音低減用内装体３を９０°回転させて空洞部２Ａ内に挿入する。
【００２６】
このように騒音低減用内装体３を空洞部２Ａ内に収容した状態で通常の空気タイヤ２のリム組みと同じ手順で空気タイヤ２をリム組みすることにより、弾性リング４が空気入りタイヤ２のビード部２ｂと共にリム１Ａのリムシート１ａに嵌合し、騒音低減用内装体３を備えたタイヤ／ホイール組立体を得ることができる。
【００２７】
上述した本発明によれば、環状体５により騒音低減用内装体３と空気入りタイヤ２により囲まれる環状の空洞部分２Ａａの断面積をタイヤ周方向において変化させるため、車両走行中に空洞部２Ａで生じる共鳴周波数をずらすことができるので、空洞部２Ａの気柱共鳴に起因するロードノイズを低減することができる。
【００２８】
しかも、弾性リング４がリム１Ａに嵌合するため、騒音低減用内装体３を空気入りタイヤ２の空洞部２Ａ内に挿入した後、通常のリム組み作業で取り付けることができるので、リム組み後にリムとタイヤとの間の狭い隙間から作業者が手を入れて固定する煩雑な作業を不要にし、騒音低減用内装体３の取付作業性を大幅に向上することができる。
【００２９】
上述した実施形態において、上記のように空洞部分２Ａａの断面積を変化させる場合、空洞部分２Ａａの最大断面積が最小断面積より２％以上大きくなるように変化させるのがよい。図示する例では、Ａ，Ｃ領域が最大断面積、Ｂ，Ｄ領域が最小断面積であり、Ａ，Ｃ領域の空洞部分２Ａａの断面積をＢ，Ｄ領域の断面積の２％以上大きくなるようにする。この差が２％未満であると、共鳴周波数を効果的にずらすことが難しくなる。好ましくは、差を５％以上にするのがよい。上限値としては、環状体５の加工性の点から２０％以下にするのがよい。
【００３０】
上記環状体５は、上述したように周方向に上記各領域毎に分割した複数のシェル片を成形し、これらを接合して構成するのが製造を容易にする上で好ましいが、当然のことながらそれに限定されず、例えば一体成形であってもよい。
【００３１】
このように複数の環状片を接合して環状体５を形成した場合、接合箇所の凹凸部分には段差ができ、環状体５の外側と内側を連通する隙間を形成することになるが、その隙間はその儘にしてもよく、また他の材料を用いて塞ぐようにしてもよい。好ましくは、塞ぐのがロードノイズの低減に若干ではあるが寄与する。
【００３２】
また、各環状片の両端部では凹凸がない形状にし、接合時に段差ができないような構成にしてもよい。
【００３３】
空洞部分２Ａａの断面積は、上記のように周期的に変化させるのが効果上好ましいが、それに限定されず、ランダムに変化する非周期的であってもよい。
【００３４】
空洞部分２Ａａの断面積を周期的に変化させる場合、その周期は２周期が好ましく、上述した図２，３の実施形態のように、最大−最小−最大−最小と並ぶ２周期にするのがよい。
【００３５】
脚部６の凹部６Ａと凸部６Ｂは、上述した例では断面円弧状に形成したが、空洞部分２Ａａの断面積がタイヤ周方向において変化すれば、いずれの形状を採用してもよい。図３に示す頂部７も同様である。
【００３６】
図４，５は、本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体を示し、上述した環状体５を凹凸状にする構成に代えて、環状体５の両脚部６に複数の貫通孔８を形成したものである。騒音低減用内装体３により区分された空洞部２Ａの内側空洞部２Ａ１と外側空洞部２Ａ２と貫通孔８により連通している。
【００３７】
これらの貫通孔８は、図示する例では、環状体５を周方向に沿って４等分した領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（図１参照）間で、環状体５の外側面５ａにおける貫通孔８の開口合計面積が最大となる領域Ａ，Ｃと最小となる領域Ｂ，Ｄとが交互に配置され、等分した領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間で貫通孔８の開口合計面積が不均一になるように分布させた構成になっている。
【００３８】
このように貫通孔８を等分した領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間で不均一に分布させることにより、貫通孔８と内側空洞部２Ａ１とがヘルムホルム共鳴吸音器として作用するため、車両走行中における空気入りタイヤ２の空洞部２Ａの気柱共鳴音を吸音して低減することが可能になり、従って、空気入りタイヤ２の空洞部２Ａの気柱共鳴に起因するロードノイズを改善することができる。また、リム１Ａに嵌合する弾性リング４により騒音低減用内装体３の取付作業性を大幅に向上することができる。
【００３９】
上記貫通孔８の開口合計面積が最大となる領域Ａ，Ｃは、最小となる領域Ｂ，Ｄよりも貫通孔８の開口合計面積が５〜１０％大きくなるようにするのが好ましい。その差が５％より小さいと、吸音作用を効果的に発揮することが難しくなる。逆に１０％を超えると、騒音低減用内装体３の周上の質量差が大きくなり、振動の原因となることがある。
【００４０】
貫通孔８の不均一な分布は、上記のように最大となる領域Ａ，Ｃと最小となる領域Ｂ，Ｄとを交互に配置する２周期の構成にするのが、騒音低減効果を最も高める上で好ましいが、それに限定されず、環状体５を周方向に沿って２〜７等分した領域間で、貫通孔８の開口合計面積が最大となる領域が最小となる領域よりも貫通孔８の開口合計面積が５〜１０％大きくなるようにすることができる。８等分以上にすると、貫通孔８の分布が均一に近づくため好ましくない。
【００４１】
貫通孔８の形状は、図示する楕円形に限定されず、円形や矩形、正方形などであってもよく、内側空洞部２Ａ１と外側空洞部２Ａ２とを連通可能な形状であればよい。
【００４２】
貫通孔８の開口長さとしては、３〜６ｍｍにするのがよい。なお、ここで言う開口長さとは、楕円形の場合にはその長径と短径、円形の場合には直径、矩形や正方形などの場合には中心を通る対角線の長さである。開口長さが３ｍｍ未満であると、吸音作用を効果的に発揮することが難しく、逆に６ｍｍを超えると当該騒音の周波数領域における吸音作用が少なくなり易い。
【００４３】
環状体５の外側面５ａにおける全貫通孔８の開口総面積としては、環状体５の外側面５ａの全面積に対して０．３〜６．０％にするのがよい。開口総面積が０．３％より小さいと、吸音効果上好ましくない。逆に６．０％より大きいと、貫通面積に大きな差がついて密となる部位で貫通孔同士が接近しすぎ、高速走行時の遠心力に対して強度が不足する。
【００４４】
なお、上述した貫通孔８を不均一に配置した環状体５において、上記等分した領域は、その等分する線分を周方向に沿って０〜３６０°ずらした際に、いずれか１つの領域で貫通孔８の開口合計面積が最大となる位置で区切った領域として識別される。
【００４５】
本発明は、上記実施形態では、頂部７を二山状に構成した例を示したが、一山状或いは３山状などであってもよく、更に三角状などにすることもでき、その形状は特に限定されない。
【００４６】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、リムサイズを１６×６ １／２ＪＪで共通にし、環状体の脚部に凹凸を設けた図２に示す構成を有する本発明タイヤ／ホイール組立体１（実施例１）、環状体の頂部に凹凸を設けた図３に示す構成を有する本発明タイヤ／ホイール組立体２（実施例２）、環状体の脚部に貫通孔を不均一に配置した図４に示す構成の本発明タイヤ／ホイール組立体３（実施例３）、本発明タイヤ／ホイール組立体１において環状体の脚部に凹凸を設けていない比較タイヤ／ホイール組立体１（比較例１）、及び騒音低減用内装体が配置してない比較タイヤ／ホイール組立体２（比較例２）をそれぞれ作製した。
【００４７】
本発明タイヤ／ホイール組立体１，２における空洞部分の断面積は、最大断面積が最小断面積より４％大きくなっている。本発明タイヤ／ホイール組立体３における領域間での貫通孔の開口合計面積の最大と最小の差は、７％である。
【００４８】
これら各試験タイヤ／ホイール組立体を空気圧を２００ｋＰａ にして排気量２．５リットルの乗用車に取り付け、以下に示す測定方法によりロードノイズの評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
【００４９】
ロードノイズ
乾燥路テストコースにおいて、時速５０ｋｍで直進走行した際の車内騒音を測定し、１００〜５００Ｈｚ域のパーシャルオーバーオール値で比較した。その結果を比較タイヤ／ホイール組立体２を基準にして評価した。この値が小さい程ロードノイズが低く、騒音性能が優れている。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【発明の効果】
上述したように本発明は、騒音低減用内装体と空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積をタイヤ周方向において変化させるため、或いは内側空洞部と外側空洞部とを連通する複数の貫通孔を環状体を周方向に沿って等分した領域間で開口合計面積が不均一になるように分布させたので、車両走行時における空気入りタイヤの空洞部の気柱共鳴に起因するロードノイズを低減することができる。
【００５２】
また、騒音低減用内装体の弾性リングがリムに嵌合するため、空気入りタイヤの空洞部内に挿入した騒音低減用内装体を通常のリム組み作業で取り付けることができるので、騒音低減用内装体の取付作業性を大きく向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の側面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ，Ｃ領域をタイヤ子午線断面で示す要部拡大断面図、（ｂ）は図１のＢ，Ｄ領域をタイヤ子午線断面で示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体を示し、（ａ）は図２（ａ）に相当する要部拡大断面図、（ｂ）は図２（ｂ）に相当する要部拡大断面図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部拡大断面図である。
【図５】図４の騒音低減用内装体の要部を一部切り欠いて示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１ ホイール １Ａ リム
２ 空気入りタイヤ ２Ａ 空洞部
２Ａ１ 内側空洞部 ２Ａ２ 外側空洞部
２Ａａ 空洞部分 ３ 騒音低減用内装体
４ 弾性リング ５ 環状体
６ 脚部 ６Ａ 凹部
６Ｂ 凸部 ７ 頂部
８ 貫通孔 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 領域
Claims (22)
- ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、該リムに嵌合する左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とからなる騒音低減用内装体を配置し、該環状体を前記騒音低減用内装体と前記空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積がタイヤ周方向において変化するように構成したタイヤ／ホイール組立体。
- 前記空洞部分の断面積を最大断面積が最小断面積より２％以上大きくなるように変化させた請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記空洞部分の断面積を周期的に変化させた請求項１または２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記環状体の断面形状をタイヤ周方向において変化させた請求項１，２または３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記環状体を周方向に分割した複数の環状片を接合して構成した請求項１，２，３または４に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置される騒音低減用内装体であって、前記リムに嵌合可能な左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とから構成し、かつ該環状体を前記騒音低減用内装体と前記空気入りタイヤにより囲まれる環状の空洞部分の断面積がタイヤ周方向において変化可能に構成した騒音低減用内装体。
- 前記空洞部分の断面積を最大断面積が最小断面積より２％以上大きくなるように変化可能にした請求項６に記載の騒音低減用内装体。
- 前記空洞部分の断面積を周期的に変化可能にした請求項６または７に記載の騒音低減用内装体。
- 前記環状体の断面形状を周方向において変化させた請求項６，７または８に記載の騒音低減用内装体。
- 前記環状体を周方向に分割した複数の環状片を接合して構成した請求項６，７，８または９に記載の騒音低減用内装体。
- ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、該リムに嵌合する左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とからなる騒音低減用内装体を、前記空気入りタイヤの空洞部を内側空洞部と外側空洞部とに区分するように配置し、前記環状体に前記内側空洞部と前記外側空洞部とを連通する複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を前記環状体を周方向に沿って等分した領域間で前記貫通孔の開口合計面積が不均一になるように分布させたタイヤ／ホイール組立体。
- 前記貫通孔の開口合計面積の最大となる領域が最小となる領域よりも該開口合計面積を５〜１０％大きくした請求項１１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記領域が、前記環状体を周方向に沿って２〜７等分したものである請求項１１または１２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記環状体を周方向に沿って４等分し、前記貫通孔の開口合計面積の最大となる領域と最小となる領域を交互に配置した請求項１３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記貫通孔の開口長さが３〜６ｍｍである請求項１１，１２１３または１４に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- 前記環状体の外側面における全貫通孔の開口総面積が前記環状体の外側面の面積に対して０．３〜６．０％である請求項１１，１２，１３１４または１５に記載のタイヤ／ホイール組立体。
- ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置される騒音低減用内装体であって、該リムに嵌合可能な左右の弾性リングと該弾性リング上に取り付けた二股状の脚部を有する環状体とから構成し、かつ前記環状体に複数の貫通孔を形成すると共に、該貫通孔を前記環状体を周方向に沿って等分した領域間で前記貫通孔の開口合計面積が不均一になるように分布させた騒音低減用内装体。
- 前記貫通孔の開口合計面積の最大となる領域が最小となる領域よりも該開口合計面積を５〜１０％大きくした請求項１７に記載の騒音低減用内装体。
- 前記領域が、前記環状体を周方向に沿って２〜７等分したものである請求項１７または１８に記載の騒音低減用内装体。
- 前記環状体を周方向に沿って４等分し、前記貫通孔の開口合計面積の最大となる領域と最小となる領域を交互に配置した請求項１９に記載の騒音低減用内装体。
- 前記貫通孔の開口長さが３〜６ｍｍである請求項１７，１８，１９または２０に記載の騒音低減用内装体。
- 前記環状体の外側面における全貫通孔の開口総面積が前記環状体の外側面の面積に対して０．３〜６．０％である請求項１７，１８，１９２０または２１に記載の騒音低減用内装体。
Priority Applications (6)
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