JP2006341629A - タイヤ吸音構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性に優れたタイヤ吸音構造体を提供することを課題とする。
【解決手段】 タイヤ２のインナライナ２２の内壁面２２ａに沿って配置されるタイヤ吸音構造体１Ａであって、リング状に形成された吸音材からなり、その内周側が、周方向の複数箇所で離間するように形成した。例えば、前記内周側に、周方向に交差する方向に沿って複数の切込部１３を形成するように構成できる。切込部１３の根元部分には補強部を備えることが望ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤの空気室内の気柱共鳴（空洞共鳴）に伴う騒音を低減するタイヤ吸音構造体に関するものである。

一般に、タイヤの空気室（以下、「タイヤ空気室」という。）内で生じる気柱共鳴が、自動車のロードノイズの要因となることが知られている。気柱共鳴とは、路面からタイヤに伝わるランダムな振動がタイヤ空気室内の空気を振動させ、その結果、タイヤ空気室の気柱共鳴周波数付近で共鳴現象が起こり、共鳴音が発生する現象である。

従来、この気柱共鳴に伴う騒音を低減するため、タイヤのインナライナに沿って設けられる吸音構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。図８（ａ）は、従来の吸音構造体が設けられたタイヤを示し、図８（ｂ）は、（ａ）のタイヤの回転時の要部拡大図を示す。
図８（ａ）に示すように、この吸音構造体１００は、ウレタン等からなる吸音材をリング状に形成してなるもので、自己拡張力やタイヤ１０１の回転時に生じる遠心力で、タイヤ１０１の内壁面１０１ａに密着するようになっている。
特開２００４−２９１８５５号公報（段落００１８〜００２１、図１）

ところで、車両走行中には、図８（ｂ）に示すように、タイヤ１０１に、車重に応じた路面Ｒからの反力Ｆ１が加わる。この反力Ｆ１は、車重が重いほど大きくなるが、大きい反力Ｆ１が、タイヤ１０１を介して吸音構造体１００に伝わると、吸音構造体１００が、部分的に内壁面１０１ａから浮き上がる現象が発生する。具体的には、吸音構造体１００において、タイヤ１０１の回転により生じる遠心力よりも、路面Ｒから受ける反力Ｆ１が上回る区間で（つまり、接地中心点近傍から回転方向に少しずれた区間で）、吸音構造体１００の一部（図８（ｂ）では、部位１００ａ）が部分的に飛び跳ね、浮き上がることとなる。

そして、このように吸音構造体１００の浮き上がった部位１００ａでは、内周側に引張り応力Ｆ２が集中して歪みを生じる。従来の吸音構造体１００では、これが繰り返されることで、内周側にクラックが発生し、このクラックを起点として、破断、粉砕するおそれがあった。

そこで、本発明は、従来よりも耐久性に優れたタイヤ吸音構造体を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明のうち請求項１に記載の発明は、タイヤの内壁面に周方向に沿って配置されるタイヤ吸音構造体であって、リング状に形成された吸音材からなり、その内周側が、周方向の複数箇所で離間するように形成されていることを特徴とする。

本発明に係るタイヤ吸音構造体によれば、リング状の吸音材が、車両走行時における路面からの反力を受けてタイヤの内壁面から部分的に浮き上がった際に、内周側が周方向の複数箇所で離間するので、引張り応力を緩和することができる。その結果、タイヤ吸音構造体では、歪みに起因する疲労が低減される。

請求項２に記載のタイヤ吸音構造体は、請求項１に記載のタイヤ吸音構造体において、前記内周側に、周方向に交差する方向に沿って複数の切込部が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載のタイヤ吸音構造体によれば、リング状の吸音材が、車両走行時における路面からの反力を受けてタイヤの内壁面から部分的に浮き上がった際に、内周側では切込部の周方向両側部分が離間し、引張り応力は切込部の根元部分に作用する。つまり、従来よりも、引張り応力の発生位置が外周側にずらされているため、引張り応力が緩和される。その結果、歪みに起因する疲労が従来よりも低減される。

請求項３に記載のタイヤ吸音構造体は、請求項２に記載のタイヤ吸音構造体において、前記切込部の根元部分に補強部を備えることを特徴とする。

請求項３に記載のタイヤ吸音構造体によれば、請求項２に記載のタイヤ吸音構造体において、切込部の根元部分は、補強部により強度が確保されているため、引張り応力が作用したとき、その変形が最小限に抑えられ、歪みに起因する疲労が一層低減される。

請求項４に記載のタイヤ吸音構造体は、請求項２に記載のタイヤ吸音構造体において、前記切込部の根元部分は曲面状に形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載のタイヤ吸音構造体によれば、請求項２に記載のタイヤ吸音構造体において、切込部の根元部分が曲面状に形成されていることで、引張り応力を分散することができるため、歪みに起因する疲労が一層低減される。

請求項５に記載のタイヤ吸音構造体は、請求項１に記載のタイヤ吸音構造体において、前記吸音材は、周方向に交差する方向に沿うように螺旋状に巻かれてなることを特徴とする。

請求項５に記載のタイヤ吸音構造体によれば、リング状の吸音材が、車両走行時における路面からの反力を受けてタイヤの内壁面から部分的に浮き上がった際に、その浮き上がりに合わせて周方向に伸縮する。つまり、吸音材が螺旋状に形成されていることで、内周側が、周方向の複数箇所で離間するため、引張り応力が広く分散される。その結果、歪みに起因する疲労が従来よりも低減される。

本発明のタイヤ吸音構造体によれば、内周側の引張り応力を従来よりも緩和することができるため、耐久性を向上させることができる。

（第１の実施形態）
次に、本発明のタイヤ吸音構造体の第１の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体が取り付けられたタイヤを側面側から見た断面図であり、図２は、図１に示すタイヤのＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図３（ａ）は、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、図３（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体がインナライナから浮き上がるときの様子を側面側から示したタイヤの部分断面図である。

まず、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａが取り付けられるタイヤ２について説明する。図１および図２に示すように、タイヤ２は、路面Ｒに接地するタイヤ本体２１と、このタイヤ本体２１の内周側全周に亘って取り付けられたインナライナ２２とから構成される。タイヤ２は、リム３のビードシート部３１（図２参照）に密着した状態で組み付けられて、リム３との間に環状の密閉空間であるタイヤ空気室４を形成する。

図１に示すように、タイヤ吸音構造体１Ａは、インナライナ２２の内壁面２２ａに周方向に沿って配置される。タイヤ吸音構造体１Ａは、例えば、ウレタン等の吸音材からなるもので、リング状の環状部１１と、この環状部１１の内周側から突出する複数のブロック部１２とから構成される。

環状部１１は、インナライナ２２の周長と略同じか、それよりも長い周長に設定されている。長い周長の環状部１１を、圧縮した状態でインナライナ２２に取り付けることで、環状部１１は、自己拡張力により、前記インナライナ２２の内壁面２２ａに密着するようになっている。

図３（ａ）に示すように、ブロック部１２は、略直方体状に形成されている。ブロック部１２は、環状部１１の内周側に周方向に沿って所定ピッチで複数設けられており、換言すると、周方向に直交（交差）する方向（幅方向）に沿って複数の切込部１３が形成されている。

次に、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａの動作について説明する。
まず、図１に示すように、タイヤ吸音構造体１Ａは、通常、自己拡張力で、インナライナ２２の内壁面２２ａに密着するように取り付けられている。また、タイヤ２が回転すると、その遠心力によりインナライナ２２側に押し付けられる。

一方、図３（ｂ）に示すように、車両走行時、タイヤ２には、車重に応じた路面Ｒからの反力Ｆ１が加わり、この反力Ｆ１が、タイヤ２を介して、タイヤ吸音構造体１Ａに伝わる。そして、この反力Ｆ１が、タイヤ２の回転により生じる遠心力を上回ると、タイヤ吸音構造体１Ａが、部分的にインナライナ２２から浮き上がる。具体的には、タイヤ２の接地中心点近傍から回転方向Ａ（車両進行方向後ろ側）に少しずれる区間で、タイヤ吸音構造体１Ａの一部が部分的に浮き上がることとなる。

この際、タイヤ吸音構造体１Ａにおいて、内周側の隣接するブロック部１２同士は、浮き上がり現象に合わせて、互いに離間（相互に位置変位）し、また、ブロック部１２より外周側の環状部１１には、引張り応力Ｆ２が発生する。つまり、ブロック部１２，１２の間に切込部１３を有することで、浮き上がり現象に追従して変形しやすくなっているとともに、単に、リング状に形成された従来の吸音構造体に比べて、引張り応力Ｆ２が発生する位置が外周側にずれるので、従来よりも引張り応力Ｆ２を緩和することができる。その結果、タイヤ吸音構造体１Ａは、従来のタイヤ吸音構造体（例えば、特許文献１参照）と比較して歪みに起因する疲労を低減する。なお、タイヤ吸音構造体１Ａは、前記区間で浮き上がった後、再び遠心力や自己拡張力によって、インナライナ２２の内壁面２２ａに密着する。

本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａによれば、浮き上がり現象に伴って発生する引張り応力Ｆ２が従来よりも緩和されるので、歪みに起因する疲労を低減でき、その結果、耐久性を向上させることができる。

以上、第１の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施することができる。
例えば、切込部１３の幅（隣接するブロック部１２，１２間の間隔）は、適宜設定されるものであり、リング状部材の内周側に切れ目を入れるだけのものから、所定幅を有するものまで含まれる。

（第２の実施形態）
次に、本発明のタイヤ吸音構造体の第２の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図４（ａ）は、第２実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、図４（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体がインナライナから浮き上がるときの様子を側面側から示したタイヤの部分断面図である。なお、第２の実施形態に係るタイヤ吸音構造体は、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の構成を一部変更したものなので、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、第２の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ｂは、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａと同様に、例えば、ウレタン等からなる吸音材からなるもので、リング状の環状部１１と、この環状部１１の内周側から突出する複数のブロック部１２とから構成され、さらに、補強パッチ１４（補強部）を備える。

補強パッチ１４は、例えば、ゴム、合成樹脂等からなるもので、隣接するブロック部１２，１２間の切込部１３の根元部分１３ａ、つまり、ブロック部１２の下部から隣接するブロック部１２の下部にかけて連続して全面的に覆うように設けられるフィルムである。これにより、補強パッチ１４は、切込部１３の根元部分１３ａの強度を確保する。

このようなタイヤ吸音構造体１Ｂは、基本的に、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａと同じ動作をする。
つまり、図４（ｂ）に示すように、車両走行時、タイヤ２に車重に応じた路面Ｒからの反力Ｆ１が加わり、この反力Ｆ１が、タイヤ２を介してタイヤ吸音構造体１Ｂに伝わると、タイヤ吸音構造体１Ｂの一部が、インナライナ２２から部分的に浮き上がる。この際、タイヤ吸音構造体１Ｂにおいて、引張り応力Ｆ２が最も集中する切込部１３の根元部分１３ａは、補強パッチ１４により強度が確保されているため、第１の実施形態よりも、引張り応力Ｆ２に対する耐久性が高まる。これにより、切込部１３の根元部分１３ａの歪みに起因する疲労が一層低減される。

本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ｂによれば、第１の実施形態と比較して、浮き上がり現象に伴って発生する引張り応力Ｆ２に対する耐久性が高まるため、歪みに起因する疲労を一層低減でき、その結果、タイヤ吸音構造体１Ｂ自体の耐久性を更に向上させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明のタイヤ吸音構造体の第３の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図５（ａ）は、第３実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、図５（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体がインナライナから浮き上がるときの様子を側面側から示したタイヤの部分断面図である。なお、第３の実施形態に係るタイヤ吸音構造体は、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の構成を一部変更したものなので、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、第３の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ｃは、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａと同様に、例えば、ウレタン等の吸音材からなるもので、リング状の環状部１１と、この環状部１１の内周側から突出する複数のブロック部１２とから構成され、隣接するブロック部１２，１２の間には切込部１３を備える。

切込部１３の根元部分１３ａは、隣接するブロック部１２，１２を曲面で連続させるように、側面視略Ｃ字状に形成される。これにより、根元部分１３ａに加わる引張り応力Ｆ２（図５（ｂ）参照）を分散させる。

このようなタイヤ吸音構造体１Ｃは、基本的に、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａと同じ動作をする。
つまり、図５（ｂ）に示すように、車両走行時、タイヤ２に車重に応じた路面Ｒからの反力Ｆ１が加わり、この反力Ｆ１が、タイヤ２を介してタイヤ吸音構造体１Ｃに伝わると、タイヤ吸音構造体１Ｃの一部が、インナライナ２２から部分的に浮き上がる。この際、タイヤ吸音構造体１Ｃにおいて、引張り応力Ｆ２が最も集中する切込部１３の根元部分１３ａは、曲面状に形成されていることから、第１の実施形態よりも、引張り応力Ｆ２が分散されて低減される。これにより、切込部１３の根元部分１３ａの歪みに起因する疲労が一層低減される。

本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ｃによれば、第１の実施形態と比較して、浮き上がり現象に伴って発生する引張り応力Ｆ２が低減されることに伴い、歪みに起因する疲労を一層低減でき、その結果、タイヤ吸音構造体１Ｃ自体の耐久性を更に向上させることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明のタイヤ吸音構造体の第４の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図６は、第４の実施形態に係るタイヤ吸音構造体が取り付けられたタイヤを側面側から見た断面図であり、図７（ａ）は、第４の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、図７（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体が浮き上がるときの様子を示した部分拡大斜視図である。なお、第４の実施形態は、第１の実施形態の構成を一部変更したものなので、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

まず、図６に示すように、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体５は、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体１Ａと同様に、インナライナ２２の内壁面２２ａに周方向に沿って配置される。タイヤ吸音構造体５は、例えば、ウレタン等の吸音材からなるものである。

図７（ａ）に示すように、タイヤ吸音構造体５は、周方向に交差する方向に沿うように螺旋状に巻かれてなるものを、リング状（図６参照）にしたものである。タイヤ吸音構造体５は、幅方向における断面が略四角形状に形成され、外周側がインナライナ２２（図６参照）と面接触可能になっている。これにより、配置状態の安定性が高められている。また、タイヤ吸音構造体５の周長は、インナライナ２２の周長と略同じか、それよりも長い周長に設定されている。長い周長のタイヤ吸音構造体５を、圧縮した状態でインナライナ２２に取り付けることで、タイヤ吸音構造体５は、自己拡張力により、前記インナライナ２２の内壁面２２ａに密着するようになっている。なお、このタイヤ吸音構造体５は、内部空間が直方体状の中空ウレタン材を螺旋状にカットして作製すると、生産性がよく、また、螺旋のピッチを小さくすることができるので、周長調整も容易にできる。

次に、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体５の動作について説明する。
まず、図６に示すように、タイヤ吸音構造体５は、通常、自己拡張力で、インナライナ２２の内壁面２２ａに密着するように取り付けられている。また、タイヤ２が回転すると、その遠心力によりインナライナ２２側に押し付けられる。

一方、車両走行時、タイヤ２には、車重に応じた路面Ｒからの反力Ｆ１が加わり、この反力Ｆ１が、タイヤ２を介して、タイヤ吸音構造体５に伝わる。そして、この反力Ｆ１が、タイヤ２の回転により生じる遠心力を上回ると、タイヤ吸音構造体５が、部分的にインナライナ２２から浮き上がる。具体的に、浮き上がる区間は、第１の実施形態における図３（ｂ）に示される区間と同様の、タイヤ２の接地中心点近傍から回転方向（車両進行方向後ろ側）に少しずれる区間である。

この際、図７（ｂ）に示すように、タイヤ吸音構造体５において、内周側の隣接する部位（５ａと５ｂ，５ｂと５ｃ，５ｃと５ｄ）同士は、浮き上がり現象に合わせて、互いに間隔Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を空けて離間（相互に位置変位）する。このとき、タイヤ吸音構造体５においては、従来の周方向に働く引張り応力Ｆ２ではなく、螺旋に沿う方向の引張り応力Ｆ３が作用するため、従来狭い範囲に作用していた引張り応力を広い範囲に分散させることができる。その結果、タイヤ吸音構造体５は、従来のタイヤ吸音構造体（例えば、特許文献１参照）と比較して歪みに起因する疲労を低減する。なお、タイヤ吸音構造体５は、前記区間で浮き上がった後、再び遠心力や自己拡張力によって、インナライナ２２の内壁面２２ａに密着する（図６参照）。

本実施形態に係るタイヤ吸音構造体５によれば、浮き上がり現象に伴って発生する引張り応力Ｆ３が螺旋に沿う方向に分散されているので、歪みに起因する疲労を低減でき、その結果、耐久性を向上させることができる。

以上、第４の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
タイヤ吸音構造体５は、断面が四角形状の内部空間を有するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、円形状の内部空間を有するものであってもよい。

第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体が取り付けられたタイヤを側面側から見た断面図である。 図１に示すタイヤのＩＩ−ＩＩ線断面図である。 （ａ）は、第１の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体がインナライナから浮き上がるときの様子を側面側から示したタイヤの部分断面図である。 （ａ）は、第２の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体がインナライナから浮き上がるときの様子を側面側から示したタイヤの部分断面図である。 （ａ）は、第３の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体が浮き上がるときの様子を側面側から示したタイヤの部分断面図である。 第４の実施形態に係るタイヤ吸音構造体が取り付けられたタイヤを側面側から見た断面図である。 （ａ）は、第４の実施形態に係るタイヤ吸音構造体の路面側の部分拡大斜視図であり、（ｂ）は、タイヤの回転時にタイヤ吸音構造体がインナライナから浮き上がるときの様子を示した部分拡大斜視図である。 （ａ）は、従来の吸音構造体が設けられたタイヤを示し、（ｂ）は、（ａ）のタイヤの回転時の要部拡大図を示す。

符号の説明

１Ａ タイヤ吸音構造体
１Ｂ タイヤ吸音構造体
１Ｃ タイヤ吸音構造体
２ タイヤ
５ タイヤ吸音構造体
１３ 切込部
１３ａ 根元部分
１４ 補強パッチ（補強部）
２２ａ 内壁面

Claims (5)

1. タイヤの内壁面に周方向に沿って配置されるタイヤ吸音構造体であって、
   リング状に形成された吸音材からなり、その内周側が、周方向の複数箇所で離間するように形成されていることを特徴とするタイヤ吸音構造体。
2. 前記内周側に、周方向に交差する方向に沿って複数の切込部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ吸音構造体。
3. 前記切込部の根元部分に補強部を備えることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ吸音構造体。
4. 前記切込部の根元部分は曲面状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ吸音構造体。
5. 前記吸音材は、周方向に交差する方向に沿うように螺旋状に巻かれてなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ吸音構造体。

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