JP2006347230A - タイヤ吸音構造体および車両 - 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１であって、リング状に形成された吸音材からなり、前記吸音材の内周側には、周方向に交差する方向に沿って、かつ、前記内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれた切込部１１が複数設けられるように構成した。なお、この切込部１１の根元部分１１ａは、曲面状に形成されていることが望ましい。
【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および車両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４（ａ）は、従来の吸音構造体が設けられたタイヤを示し、図４（ｂ）は、（ａ）のタイヤの回転時の要部側面断面図を示す。
図４（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４（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Ｆ１０が加わる。この反力Ｆ１０は、車重が重いほど大きくなるが、大きい反力Ｆ１０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Ｆ１０が上回る区間で（つまり、接地中心点近傍から回転方向Ｘに少しずれた区間で）、吸音構造体１００の一部（図４（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Ｆ１１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および車両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、前記吸音材の内周側には、周方向に交差する方向に沿って、かつ、前記内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれた切込部が複数設けら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、吸音材において、切込部が内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれていることで、切込部を介して分割された複数の内周側部分がそれぞれ予め斜め向きに倒された形状になっている。ここで、例えば、単に径方向に沿って切込部を形成すると、前記分割された内周側部分が遠心力で倒れ込み、切込部の根元部分に過大な応力が作用するところ、本発明によれば、予め倒された形状になっていることから、内周側部分が倒れることで生じる前記応力が軽減される。
また、吸音材がタイヤの内壁面から部分的に浮き上がろうとする際に、切込部が内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれていることで、隣接する内周側部分が同一方向に倒れた形状に形成されているため、互いに異方向を向きづらくなっている。つまり、隣接する内周側部分が互いに異方向を向くと、切込部の根元部分に引張り応力が集中して亀裂が入り易くなるが、本発明によれば、隣接する内周側部分が異方向を向きづらくなっているので、引張り応力の集中を防止することができる。

本発明において、前記切込部の根元部分は曲面状に形成されていることが好ましい。このように、切込部の根元部分が曲面状に形成されていることで、根元部分の引張り応力を分散することができる。

また、本発明に係る車両は、車両前進時、前記タイヤ吸音構造体が、切込部の内周側が外周側よりタイヤ回転方向前方に位置するように、前記タイヤの内壁面に配置されていることが好ましい。

切込部が設けられたタイヤ吸音構造体は、車両走行時にタイヤのある部位が接地した瞬間、外周側はタイヤの回転に追従しようとするのに対し、内周側、すなわち、切込部を介して分割される内周側部分の先端側は、慣性力によって回転方向前向きに倒れるように作用する。このとき、切込部が、その内周側が外周側よりタイヤ回転方向前方に位置するように斜めに切り込まれていることで、前記内周側部分の形状（向き）が、前記慣性力を受けて倒れ込む方向と一致する。これにより余計な負担が加わらないようになっている。
また、車両走行時における路面からの反力を受けて、タイヤ吸音構造体がタイヤの内壁面から部分的に浮き上がろうとする際、この反力は、前記内周側部分の先端側を回転方向後向きに立ち上げようとする向きに伝わる。このとき、分割された内周側部分は一部ずつ重ねられて、つまり、切込部を介して隣接する内周側部分のうち、回転方向前方部分は、回転方向後方部分により遠心力で押さえ込まれているため、浮き上がりが防止される。そのため、切込部の根元部分に生じる引張り応力を軽減することができる。

本発明によれば、タイヤ吸音構造体において作用する応力を従来よりも軽減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、本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は、タイヤ吸音構造体に作用する力について説明する図であり、（ａ）は、非接地側のタイヤの要部側面断面図であり、（ｂ）は、接地側のタイヤの一部を示す要部側面断面図である。

図１に示す本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１は、自動車等の車両（図示省略）のタイヤ２に取り付けられ、タイヤ空気室４内に生ずる共鳴音を吸収するものである。

まず、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１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１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１は、例えば、ウレタン等の吸音材からなるもので、リング状に形成される。

また、図３（ａ）に示すように、タイヤ吸音構造体１は、その内周側に所定ピッチごとに切込部１１が形成され、これにより、リング状の外周部１２と、切込部１１によって分割された複数の内周側ブロック部１３とから構成されるようになっている。

切込部１１は、幅方向（周方向に交差する方向）に沿って、かつ、内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれるように形成されている。ここで、内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれるとは、径方向から所定の傾きを持って形成されることを意味する。この傾きは、タイヤ２の回転方向Ｘに近い角度であることが好ましい。
また、切込部１１は、タイヤ吸音構造体１の厚みの約３分の２程度の深さまで切り込まれており、その根元部分１１ａは、曲面状に形成されている。
なお、タイヤ吸音構造体１をタイヤ２に配置する際は、切込部１１の内周側１１ｂが外周側である根元部分１１ａよりタイヤ回転方向Ｘの前方側に位置するように、取り付ける。ちなみに、タイヤ回転方向とは、車両進行時におけるタイヤ２の回転方向である。

外周部１２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。長い周長の外周部１２を、圧縮した状態でインナライナ２２に取り付けることで、外周部１２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。

内周側ブロック部１３（１３Ａ，１３Ｂ，…）は、前記外周部１２から内周側斜め向きに、つまり、径方向から所定の傾きを持って、突出するように形成される。これにより、内周側ブロック部１３は、隣接する内周側ブロック部、例えば、１３Ａ，１３Ｂにおいて、一方の内周側ブロック部１３Ａに他方の内周側ブロック部１３Ｂが一部重ねられた状態になっている。なお、符号１３ａは、内周側ブロック部１３の先端部を示す。

次に、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１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１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、図３（ａ）に示すように、タイヤ２が回転方向Ｘに回転すると、その遠心力Ｆ１によりインナライナ２２側に押し付けられる。なお、このとき、単に径方向に沿って切込部を形成した場合では、内周側ブロック部が、一定の高さを有することに起因して、回転方向Ｘに倒れ込むため、切込部の根元部分に応力が発生する。これに対し、本実施形態に係るタイヤ吸音構造体１によれば、図３（ａ）に示すように、切込部１１が内周側１１ｂから根元部分１１ａに向けて斜めに切り込まれ、内周側ブロック部１３がそれぞれ予め斜め向きに倒された形状をしているので、内周側ブロック部１３が倒れることで根元部分１１ａ近傍に生じる応力が軽減される。

一方、図３（ｂ）に示すように、車両走行時（車両前進時）、タイヤ２には、車重に応じた路面Ｒからの反力Ｆ２が加わり、この反力Ｆ２が、タイヤ２を介して、タイヤ吸音構造体１に伝わる。このとき、タイヤ２の接地始点Ａ近傍におけるタイヤ吸音構造体１は、その外周部１２が、タイヤ２の回転に追従しようとするのに対し、内周側ブロック部１３の先端部１３ａは、慣性力によって、回転方向前向きに倒れるように作用する。ここで、タイヤ吸音構造体１は、切込部１１の内周側１１ｂが根元部分１１ａより回転方向Ｘの前方に位置するように車両（不図示）に取り付けられているため、内周側ブロック部１３の形状（向き）が、前記慣性力を受けて倒れ込む方向と一致する。これにより余計な負担が加わらないようになっている。

また、車両走行時、反力Ｆ２を受けて、タイヤ吸音構造体１が、従来のようにインナライナ２２から浮き上がろうとするとき、この反力Ｆ２は、内周側ブロック部１３の先端部１３ａを回転方向Ｘの後向きに立ち上げようとする浮き上がり力ｆ２となって伝わる。このとき、例えば、内周側ブロック部１３Ａは、隣接する内周側ブロック部１３Ｂにより遠心力Ｆ１で押さえ込まれているため、その浮き上がりが防止され、あるいは、浮き上がったとしても浮き上がり量が抑制される。そのため、切込部１１の根元部分１１ａに生じる引張り応力を軽減することができる。しかも、反力Ｆ２が大きく、タイヤ吸音構造体１が、インナライナ２２の内壁面２２ａから浮き上がった場合でも、引張り応力は、外周部１２側に発生する。つまり、引張り応力の発生位置が、従来よりも外周側にずらされるため、その分、引張り応力を軽減することができる。

以上によれば、本実施形態において、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、タイヤ吸音構造体１において、切込部１１が内周側１１ｂから根元部分１１ａに向けて斜めに切り込まれて形成されているため、単に径方向に沿って形成した場合と比較して、内周側ブロック部１３が倒れることで生ずる、根元部分１１ａの応力を軽減することができる。特に、内周側ブロック部１３の形状（向き）は、遠心力を受けて倒れる方向と一致するため、余計な負担も加わらないようになっている。

本実施形態では、タイヤ吸音構造体１において、隣接する内周側ブロック部１３，１３のうち、例えば、内周側ブロック部１３Ａには、回転方向Ｘの後方側に位置する内周側ブロック部１３Ｂが、一部重なるように形成されているため、路面Ｒからの反力Ｆ２を受けた場合、内周側ブロック部１３Ｂに生じる遠心力Ｆ１で、内周側ブロック部１３Ａを押さえつけ、その浮き上がりを防止することができる。これにより、根元部分１１ａに生じる引張り応力を従来よりも軽減することができる。

本実施形態では、タイヤ吸音構造体１において、切込部１１の根元部分１１ａが曲面状に形成されているため、根元部分１１ａに生ずる引張り応力を分散させることができる。
以上により、従来よりも耐久性に優れたタイヤ吸音構造体１が得られる。

なお、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。
本実施形態では、タイヤ吸音構造体１において、根元部分１１ａを曲面状に形成して応力を分散させる形状としたが、本発明はこれに限定されず、この根元部分１１ａ、つまり、内周側ブロック部１３Ａと内周側ブロック部１３Ｂの間を、略覆うように補強パッチを設けて補強するものであってもよいし、また、細工を全く施さないものであってもよい。

本実施形態では、切込部１１において、その内周側１１ｂが根元部分１１ａより回転方向Ｘの前方に位置するように、タイヤ吸音構造体１をタイヤ２に取り付けたが、本発明はこれに限定されず、逆向きに取り付けられるものであってもよい。これによっても、前記同様、隣接する内周側ブロック部同士が異方向を向きづらくなっているので、根元部分１１ａに生ずる応力は軽減される。

本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。 図３は、タイヤ吸音構造体に作用する力について説明する図であり、（ａ）は、非接地側のタイヤの要部側面断面図であり、（ｂ）は、接地側のタイヤの一部を示す要部側面断面図である。 （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側面断面図である。

符号の説明

１ タイヤ吸音構造体
２ タイヤ
１１ 切込部
１１ａ 根元部分
２２ａ 内壁面
Ｘ 回転方向

Claims (3)

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、前記吸音材の内周側には、周方向に交差する方向に沿って、かつ、前記内周側から外周側に向けて斜めに切り込まれた切込部が複数設けられていることを特徴とするタイヤ吸音構造体。
2. 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１に記載のタイヤ吸音構造体。
3. 請求項１または請求項２に記載のタイヤ吸音構造体がタイヤに取り付けられた車両であって、車両前進時、前記タイヤ吸音構造体が、その切込部の内周側が外周側よりタイヤ回転方向前方に位置するように、前記タイヤの内壁面に配置されていることを特徴とする車両。

Images