JP2006327491A

JP2006327491A - サポートリング

Info

Publication number: JP2006327491A
Application number: JP2005156022A
Authority: JP
Inventors: Takanori Tsujimura; 孝紀辻村
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】タイヤ内腔内の空洞共鳴音をピーキーな音質からマイルドな音質へと変化し、タイヤ騒音を改善させる。
【解決手段】サポートリング５は、その半径方向内周面Ｓ１がリム３に装着され、かつ半径方向外周面Ｓ２が内圧低下時にのみトレッド部２ａの内面と当接して荷重を支持する環状基体６を具える。この環状基体６は、タイヤ軸方向の両側で半径方向内周面Ｓ１から半径方向外周面Ｓ２まで立ち上がりかつ前記リム３を周回する両側の支持壁部７と、前記両側の支持壁部７，７間を連結する中の支持壁部８とからなる。前記支持壁部７，７，８，８で囲まれる空所部１０は、半径方向外周面Ｓ２が開口される制音空所部１０Ａを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ランフラット性能を確保しつつ、タイヤ騒音を改善しうるサポートリングに関する。

ランフラット性能を有し、パンク等によりタイヤの内圧が低下した場合でも、例えば８０ｋｍ／Ｈ程度の速度で数百キロメートルの距離を安全に走行しうるタイヤとリムとの組立体として、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す如き構造のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−２６１８８８号公報

このものは、タイヤａとリムｂとが囲むタイヤ内腔内に、タイヤの内圧低下時にのみトレッド部ａ１の内面と当接して荷重を支持する弾性材からなる環状のサポートリングｃを装着している。そして該サポートリングｃは、従来、前記リムｂに装着される内のリング体ｄ１と、トレッド側の外のリング体ｄ１と、この内外のリング体ｄ１、ｄ２間を継ぐ支持壁部ｄ３とからなる骨組み状の環状基体ｅを具え、軽量化を図りつつ必要な弾性強度を確保している。

他方、タイヤにより生じる騒音には様々なものがあり、その中でも路面を走行する際、前記タイヤ内腔が気柱管を構成し、タイヤ内腔内の空気が共鳴振動を起こすことにより発生する騒音（空洞共鳴音）は、発生周波数が１点に集中するピーキーな耳障りな音質であり、乗員に強い不快感を与えるため問題が大きい。

従って近年、自動車の居住性を向上させるために、ランフラット性能を有するタイヤとリムとの組立体においても、前記空洞共鳴音を改善することが強く望まれている。

そこで本発明は、サポートリングにおける前記環状基体ｅの構造を変更し、その半径方向外周面で開口する空所部を設けることを基本として、軽量化を図りかつ必要な弾性強度を確保しながら、空洞共鳴音の発生周波数を分散でき、空洞共鳴音をピーキーな音質からマイルドな音質へと変化せしめ、タイヤの騒音を改善しうるサポートリングを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤと該タイヤをリム組みするリムとが囲むタイヤ内腔内で半径方向内周面が前記リムに装着され、かつ半径方向外周面がタイヤの内圧低下時にのみトレッド部の内面と当接して荷重を支持する弾性材からなる環状のサポートリングであって、
タイヤ軸方向の両側で前記半径方向内周面から半径方向外周面まで立ち上がりかつ前記リムを周回する両側の支持壁部と、周方向に隔置されかつ前記両側の支持壁部の間を連結する中の支持壁部とからなる環状基体を具え、
かつ該環状基体は、前記両側の支持壁部と中の支持壁部とが囲む空所部を有するとともに、該空所部は、前記半径方向外周面が開口されることによりタイヤ内腔内の空洞共鳴音の発生周波数を分散させる制音空所部を含むことを特徴とするサポートリング。

又請求項２の発明では、前記空所部は、前記半径方向外周面が開口される制音空所部と、半径方向外周面が閉止される非制音空所部とからなり、該制音空所部と非制音空所部とはタイヤ周方向に交互に配されることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記空所部は、その全てが制音空所部をなすことを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、軽量化を図りかつ必要な弾性強度を確保しながら、空洞共鳴音において１点に集中する発生周波数を、例えば２５Ｈｚ程度の巾に分散させることができる。その結果、空洞共鳴音を耳障りなピーキーな音質からマイルドな音質へと変化せることが可能となり、タイヤの騒音を改善することができる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。図１は本発明のサポートリングをタイヤ内腔内に装着したタイヤとリムとの組立体の子午断面図、図２はサポートリングの一部を拡大して示す斜視図である。

図１に示すように、タイヤとリムとの組立体１は、タイヤ２と、該タイヤ２をリム組みするリム３とが囲むタイヤ内腔４内に、荷重受け用のサポートリング５を装着している。

なお前記タイヤ２は、タイヤ内腔面を低空気透過性のインナーライナーゴム層で形成した所謂チューブレスタイヤであって、路面に接地するトレッド部２ａと、その両端部からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部２ｂと、各サイドウォール部２ｂの半径方向の内方端に形成されるビード部２ｄとを有するトロイド状をなす。又タイヤ２は、前記ビード部２ｄ，２ｄ間を跨るカーカス２ｆと、このカーカス２ｆの半径方向外側かつトレッド部２ａの内方に配されるベルト層２ｇとを含む周知のコード層によって補強され、必要なタイヤ剛性及び強度が確保される。

又リム３は、前記タイヤ２の各ビード部２ｄが着座する第１、２のリムシート３ａ、３ｂを有し、それらの間にはサポートリング取付面３ｇと、タイヤの装着時に前記ビード部２ｄが落とし込まれる小径のウエル部３ｄとが設けられる。

前記第１、２のリムシート３ａ、３ｂは、タイヤ軸を含む子午線断面において、通常のリムシートの方向とは反対方向に傾斜し、軸方向外側に向かって外径が漸減するものが例示されている。また、第１のリムシート３ａの最小外径は、第２のリムシート３ｂの最小外径よりも小に形成される。なおタイヤ２の各ビード部２ｄも、この第１、第２のリムシート３ａ，３ｂに合致するようにビード内径を違えて設計される。

又前記サポートリング取付面３ｇは、その外径Ｄｇが、第１のリムシート３ａ側のフランジ外端径Ｄａよりも大であり、これにより、サポートリング５は、第１のリムシート３ａ側から容易にリム組できる。またサポートリング取付面３ｇの一端部には、該サポートリング５のタイヤ軸方向の移動を阻止するための円周方向の突起物３ｅ、他端部には円周方向の凹溝３ｆが夫々設けられている。

次に、前記サポートリング５は、前記サポートリング取付面３ｇに装着される半径方向内周面Ｓ１と、内圧低下時にのみトレッド部２ａの内面と当接する半径方向外周面Ｓ２とを有する弾性材からなる環状基体６を具え、内圧低下時にトレッド部２ａを内側から支持することによりランフラット走行を可能とする。

本例では、前記半径方向内周面Ｓ１は、その内径が、前記サポートリング取付面３ｇの外径Ｄｇよりも僅かに小であり、これにより前記環状基体６は、リム３に締まりばめで嵌着される。又半径方向内周面Ｓ１には、サポートリング取付面３ｇの前記凹溝３ｆに嵌入することにより軸方向の位置ズレを防止する周方向の係止リブ６ａを突設している。

前記弾性材としては、例えばポリウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、ＥＰＤＭ、等の各種のゴム弾性材が使用でき、ポリウレタンゴムは、成形容易であるためより好適に採用しうる。なおポリウレタンゴムの場合、ＪＩＳＤ硬度が４５〜６０度、１００℃における損失正接tan δが０．０２〜０．０８のものが特に好ましい。

又前記環状基体６は、図２，３に示すように、タイヤ軸方向の両側で前記半径方向内周面Ｓ１から半径方向外周面Ｓ２まで立ち上がりかつ前記リム３を周回する両側の支持壁部７と、周方向に隔置されかつ前記両側の支持壁部７，７間を連結する中の支持壁部８とからなる骨組み状をなす。これにより、軽量化を図りつつ、ランフラット走行に必要な弾性、剛性、および強度を確保する。なお、中の支持壁部８も、前記内周面Ｓ１から外周面Ｓ２まで延在する。

ここで、前記環状基体６の半径方向の高さＨ（図１に示す）は、大き過ぎると、通常走行時において容易にトレッド部２ａの内面に当接して底付きが生じてしまい、逆に小さ過ぎても、縦たわみ量が大きくなり、フラット走行時の操縦安定性が低下したり、継続走行距離の減少などを招く恐れがある。このような観点から、前記環状基体６をリム３に取り付けかつタイヤに適正な内圧（正規内圧）を充填した無負荷の状態において、前記高さＨを、タイヤ内腔高さＨｔの３５〜６５％、より好ましくは４０〜５８％、さらに好ましくは４０〜５０％とするのが望ましい。

なお前記「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" であるが、乗用車用タイヤの場合には１８０ＫＰａとする。また前記「タイヤ内腔高さＨｔ」とは、前記正規内圧を充填した無負荷の状態において、サポートリング取付面３ｇからタイヤ内腔面のタイヤ半径方向の最外側位置までの高さである。

次に、前記環状基体６は、前記両側の支持壁部７，７と中の支持壁部８，８とが囲む空所部１０を有するとともに、この空所部１０は、前記半径方向外周面Ｓ２が開口された制音空所部１０Ａを含んで構成される。

本例では空所部１０が、前記制音空所部１０Ａと、前記半径方向外周面Ｓ２が閉止された非制音空所部１０Ｂとからなり、かつ該制音空所部１０Ａと非制音空所部１０Ｂとがタイヤ周方向に交互に配される場合を例示している。

なお制音空所部１０Ａとして、本例では、半径方向内周面Ｓ１が、蓋部１１により閉止された内周面閉止タイプのものを例示しているが、図４（Ａ）の如く、中間位置が蓋部１１により閉止された中間閉止タイプであっても良く、又図４（Ｂ）の如く、蓋部１１を有することなく、半径方向内外に貫通してのびる貫通タイプであってもよい。又前記非制音空所部１０Ｂは、前記半径方向内周面Ｓ１がが開口し、半径方向外周面Ｓ２が蓋部１１により閉止している。

ここで、タイヤ内腔４における空洞共鳴音の周波数ｆは、次式（１）で求められる。Ｃは音速であり、Ｌはタイヤ内腔４の中間位置での周長（中軸周長という場合がある）である。
ｆ＝Ｃ／Ｌ −−−（１）

従って、例えばタイヤサイズ（２２５−６８０Ｒ４６０Ａ）のタイヤを例にとり、温度３０℃、即ち音速Ｃを３４９．５ｍ／ｓと仮定したとき、
＜Ａ＞サポートリングが装着されていない場合（図５（Ａ））には、中軸周長Ｌは１．６９５６ｍであり、空洞共鳴音の周波数ｆは約２０６Ｈｚとなる：
＜Ｂ＞高さＨが１００ｍｍの従来的なサポートリング（制音空所部１０Ａがない）が装着されている場合（図５（Ｂ））には、中軸周長Ｌは１．９４６８ｍであり、空洞共鳴音の周波数ｆは約１８０Ｈｚとなる：
何れも、発生周波数が１点に集中するため、空洞共鳴音はピーキーな音質となる。

これに対して、本実施形態の環状基体６では、図５（Ｃ）に示すように、制音空所部１０Ａの形成によりタイヤ内腔の中軸が半径方向内外に繰り返し変位するため、中軸周長Ｌは１．６９５６〜１．９４６８ｍの範囲でばら付くこととなる。そのため、空洞共鳴音の周波数ｆを１８０〜２０６Ｈｚの範囲と、約２６Ｈｚの巾でばら付かせることが可能となり、空洞共鳴音をマイルドな音質に変質することができる。

なお制音空所部１０Ａの前記外周面Ｓ２からの深さｈが浅すぎると、周波数ｆのばら付き巾が過小となって効果が低くなる。従って、前記中間閉止タイプよりも、内周面閉止タイプ、或いは貫通タイプを採用するなど、前記深さｈを前記高さＨの５０％以上、さらには７０％以上とより深く設定するのが好ましい。

又前記制音空所部１０Ａの前記外周面Ｓ２における周方向開口巾Ｗ１が小さ過ぎると周波数ｆをばら付かせることが難しくなり、逆に大き過ぎると環状基体６の弾性、強度、および耐久性を減じる傾向を招く。従って前記周方向開口巾Ｗ１は、３０〜８０ｍｍとするのが好ましい。又前記制音空所部１０Ａ、１０Ａ間の外周面Ｓ２における周方向の間隔Ｐは、空洞共鳴音をぱらつかせる効果と、ランフラット性能との両立の観点から４０〜８０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

又本例では、前記制音空所部１０Ａ、１０Ａ間に非制音空所部１０Ｂを設けているため、環状基体６の弾性、強度、および耐久性を高めるとともに、外周面Ｓ２におけるトレッド部２ａの内面との接触面積を充分確保することができ、ランフラット性能を高く発揮することが可能となる。

なお環状基体６では、前記制音空所部１０Ａとして、前記内周面閉止タイプ、中間閉止タイプ、貫通タイプのうちの少なくとも２タイプを組み合わせて用いることができる。又前記非制音空所部１０Ｂを用いることなく、空所部１０の全てを制音空所部１０Ａで構成することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の構造をなし、表１の仕様のサポートリングを配したタイヤ（２２５−６８０Ｒ４６０Ａ）とホイールリム（２２５×４６０Ａ）の組立体を試作し、タイヤ騒音テストを実施した。

（１）タイヤ騒音テスト：
各試供組立体を、内圧（２００ｋＰａ）にて、車両（国産３０００ｃｃ；ＦＦ車）の４輪に装着し、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を走行したときの、車内騒音をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さいほど良好である。

本発明のサポートリングが装着されたタイヤとリムとの組立体の一形態を例示する断面図である。サポートリングの一部を示す斜視図である。サポートリングの一部を示す周方向の断面図である。（Ａ）、（Ｂ）は、制音空所部の他の実施例を示す周方向の断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、本願の作用効果を説明する線図である。（Ａ）、（Ｂ）は、従来のサポートリングを説明する断面図である。

符号の説明

２タイヤ
２ａトレッド部
３リム
４タイヤ内腔
５サポートリング
６環状基体
７両側の支持壁部
８中の支持壁部
１０空所部
１０Ａ制音空所部
１０Ｂ非制音空所部
Ｓ１半径方向内周面
Ｓ２半径方向外周面

Claims

タイヤと該タイヤをリム組みするリムとが囲むタイヤ内腔内で半径方向内周面が前記リムに装着され、かつ半径方向外周面がタイヤの内圧低下時にのみトレッド部の内面と当接して荷重を支持する弾性材からなる環状のサポートリングであって、
タイヤ軸方向の両側で前記半径方向内周面から半径方向外周面まで立ち上がりかつ前記リムを周回する両側の支持壁部と、周方向に隔置されかつ前記両側の支持壁部の間を連結する中の支持壁部とからなる環状基体を具え、
かつ該環状基体は、前記両側の支持壁部と中の支持壁部とが囲む空所部を有するとともに、該空所部は、前記半径方向外周面が開口されることによりタイヤ内腔内の空洞共鳴音の発生周波数を分散させる制音空所部を含むことを特徴とするサポートリング。
前記空所部は、前記半径方向外周面が開口される制音空所部と、前記半径方向外周面が閉止される非制音空所部とからなり、該制音空所部と非制音空所部とはタイヤ周方向に交互に配されることを特徴とする請求項１記載のサポートリング。
前記空所部は、その全てが制音空所部をなすことを特徴とする請求項１又は２記載のサポートリング。