JP2008120391A - Low-noise pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、低騒音空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ内周面に取り付けた吸音材による低騒音性能を高度化しながら、その吸音材の耐久性能の向上とタイヤ振動の抑制を可能にした低騒音空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a low-noise pneumatic tire, and more specifically, while improving the low-noise performance of the sound-absorbing material attached to the inner peripheral surface of the tire, the durability of the sound-absorbing material can be improved and the tire vibration can be suppressed. It relates to low noise pneumatic tires.
空気入りタイヤが発生する騒音の一つとして、タイヤ内部に充填された空気の振動によって発生する空洞共鳴音がある。この空洞共鳴音は、タイヤが路面走行するとき、その路面の凹凸によりトレッド部が振動し、このトレッド部の振動によりタイヤ内部の空気が振動することから発生する共鳴音である。この空気入りタイヤの空洞共鳴音の周波数は250Hz付近であることが知られている。 As one of noises generated by a pneumatic tire, there is a cavity resonance sound generated by vibration of air filled in the tire. This cavity resonance sound is a resonance sound generated when the tread portion vibrates due to the unevenness of the road surface when the tire runs on the road surface, and the air inside the tire vibrates due to the vibration of the tread portion. It is known that the frequency of the cavity resonance sound of this pneumatic tire is around 250 Hz.
従来、空気入りタイヤの空洞共鳴音を低減する手段としては、図7(a)及び(b)に例示するように、空気入りタイヤTにおけるトレッド部1のタイヤ内周面に多孔質材料からなる吸音材5をタイヤ周方向に連続的又は間欠的に貼り付け、この吸音材5により空洞共鳴音を吸収するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。このような吸音材により空洞共鳴音の低減する効果を向上するためには、その吸音材をタイヤ内周面に出来るだけ広い面積で取り付けることが必要になる。
Conventionally, as a means for reducing cavity resonance noise of a pneumatic tire, as illustrated in FIGS. 7A and 7B, the tire inner peripheral surface of the tread portion 1 of the pneumatic tire T is made of a porous material. There has been proposed a structure in which the
しかし、図7(a)のように吸音材5をタイヤ内周面の全周に渡るように連続配置すると、吸音材5のタイヤ周方向の両端部を接続した部分に、空気入りタイヤTが1回転する毎に圧縮と伸長が交互に繰り返し作用するため、その接続部分が応力集中により破壊しやすくなるという欠点がある。また、この吸音材の破壊を防止するため図7(b)のように吸音材5を間欠配置し、タイヤ周方向に隣接する二つの吸音材5を大きく離した状態にすると、タイヤの回転バランスが崩れ、タイヤ走行時に振動を発生するようになる。
本発明の目的は、タイヤ内周面に取り付けた吸音材による低騒音性能を高度化しながら、その吸音材の耐久性能の向上とタイヤ振動の抑制を可能にした低騒音空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a low noise pneumatic tire capable of improving the durability performance of the sound absorbing material and suppressing the tire vibration while enhancing the low noise performance by the sound absorbing material attached to the inner peripheral surface of the tire. It is in.
上記目的を達成する本発明の低騒音空気入りタイヤは、タイヤ内周面に多数の多孔質材料からなる吸音材をタイヤ周方向に間欠的に配列するように取り付け、前記吸音材の数を5〜50個にすると共に、タイヤ周方向に積算した合計長さをタイヤ最大内周長の75%以上にし、かつ前記吸音材の間の間隔を該吸音材のタイヤ周方向端部における最大厚さの1倍以上にすると共に、タイヤ最大内周長の15%以下にし、かつ前記吸音材をタイヤ周方向に延長する弾性バンドの内周面及び外周面のいずれか一方に固定し、該弾性バンドを介して前記タイヤ内周面に取り付けたことを特徴とするものである。 The low-noise pneumatic tire of the present invention that achieves the above object is provided with a number of sound absorbing materials that are intermittently arranged in the tire circumferential direction on a tire inner circumferential surface. The total length accumulated in the tire circumferential direction is 75% or more of the maximum tire inner circumferential length, and the distance between the sound absorbing materials is the maximum thickness at the end portions of the sound absorbing material in the tire circumferential direction. The elastic band is fixed to either the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of an elastic band extending to the tire circumferential direction and at least 15% of the maximum inner peripheral length of the tire. It attached to the said tire inner peripheral surface via.
本発明の空気入りタイヤは、上記のようにタイヤ内周面に多数の吸音材をタイヤ周方向に間欠的に配列したので、タイヤ接地部の変形に伴う吸音材の屈曲変形を緩和し、連続配置する吸音材に比べて耐久性を向上することができる。また、上記吸音材の数を5〜50個とし、吸音材間の間隔を該吸音材の端部における最大厚さ以上にしたので、タイヤ走行中の吸音材の端部同士の干渉を防止するため、吸音材の破損を抑制することができ、しかもこれら吸音材のタイヤ周方向に積算した合計長さをタイヤ最大内周長の75%以上にしたので、吸音材によるタイヤ内部の空洞共鳴音の吸収量を十分に確保し、高い低騒音性能を発揮することができる。さらに、吸音材の数を5〜50個にし、吸音材の間の間隔をタイヤ最大内周長の15%以下にしたので、タイヤ周方向の重量バランスを均一化し、高速走行時のタイヤ振動を抑制することができる。また、吸音材の取付けを弾性バンドを介して間接的に行なうと、異なるタイヤ間で装着替えが容易になる。 In the pneumatic tire of the present invention, since a large number of sound absorbing materials are intermittently arranged in the tire circumferential direction on the tire inner peripheral surface as described above, the bending deformation of the sound absorbing material accompanying the deformation of the tire ground contact portion is alleviated and continuously. The durability can be improved as compared with the sound absorbing material to be arranged. Further, since the number of the sound absorbing materials is 5 to 50 and the interval between the sound absorbing materials is set to be equal to or larger than the maximum thickness at the ends of the sound absorbing materials, interference between the ends of the sound absorbing materials during tire traveling is prevented. Therefore, the sound absorbing material can be prevented from being damaged, and the total length of these sound absorbing materials integrated in the tire circumferential direction is set to 75% or more of the tire maximum inner circumferential length. It is possible to secure a sufficient amount of absorption and to exhibit high low noise performance. Furthermore, the number of sound absorbing materials is 5 to 50, and the interval between the sound absorbing materials is 15% or less of the maximum inner circumferential length of the tire, so that the weight balance in the tire circumferential direction is made uniform and the tire vibration during high speed running is reduced. Can be suppressed. Further, when the sound absorbing material is indirectly attached through the elastic band, it is easy to change the mounting between different tires.
図1及び図2において、空気入りタイヤTはトレッド部1の左右両側に、それぞれ左右一対づつのサイドウォール部3,3とビード部2,2を連接するように形成している。この空気入りタイヤTがリムRに装着されると、タイヤの内側に空洞部4が形成され、その空洞部4に規格に定められた圧力の空気が充填される。
1 and 2, the pneumatic tire T is formed on the left and right sides of the tread portion 1 so that a pair of left and right sidewall portions 3, 3 and bead
トレッド部1のタイヤ内周面1aには、弾性バンド6がタイヤ周方向に環状に圧着するように支持され、その弾性バンド6の長手方向に沿って複数の独立片からなる吸音材5が間欠的に固定されている。これら吸音材5は連続気泡を有する多孔質材料から構成されている。複数の吸音材5は、図3に示すように、直線状の弾性バンド6の片面に一定間隔Dに間欠的に固定された後、その弾性バンド6を環状に湾曲してタイヤ内周面1aに沿うように挿入し、両端部をフック7などを介して連結している。
An
弾性バンド6に対する吸音材5の固定は、超音波等により融着させるか、或いは接着剤で接着させるとよい。また、弾性バンド6の両端部の連結は、図4に示すように、止金8により行なってもよい。或いは、弾性バンド6の両端部の連結は、接着剤による接着或いは融着などで行なってもよい。
The sound-absorbing
上記のように空気入りタイヤTのタイヤ内周面1aに対する吸音材5の取付けを、弾性バンド6を介して間接的に行なうと、異なるタイヤ間で装着替えが容易になるので、使用中のタイヤが摩耗或いはパンクで使用不能になった場合に、その使用不能になったタイヤに使用されている吸音材を弾性バンドと共に、新しい別のタイヤに再使用することができる。
As described above, when the
弾性バンド6により吸音材5をタイヤ内周面1aに取付ける方法としては、図示の例のように、吸音材5を弾性バンド6の内周側に配置し、その弾性バンド6をタイヤ内周面1aに直接圧接するように取り付けることが好ましい。勿論、これとは逆に、吸音材5を弾性バンド6の外周側に配置し、その吸音材5を弾性バンド6によりタイヤ内周面1aに押圧するように取り付けるものであってもよい。後者の場合は、吸音材5の表面の一部が弾性バンド6により閉塞されるため、その閉塞された分だけ吸音材5の吸音効果が低減する。しかし、前者の場合は、吸音材5の表面を弾性バンド6が閉塞しないため、より高い消音効果を得ることができる上に、弾性バンド6の周方向全体がタイヤ内周面1aに密着するため高い摩擦力が得られ、吸音材5の保持を一層安定して行なうことができる。
As a method of attaching the
また、吸音材5のタイヤ内周面1aに対する取付け方法としては、弾性バンド6を吸音材5の厚み方向中間部に貫通させて支持する方法も考えられるが、この取付け方法は吸音材5の貫通部に弾性バンド6の押圧により大きな応力を集中させやすいため、早期に破損を招きやすい。
Further, as a method of attaching the
上記吸音材5は多孔質材料により構成されている。その多孔質材料としては連続気泡を有する発泡樹脂が好ましい。さらに好ましくは、発泡ウレタン樹脂を使用するとよい。発泡ウレタン樹脂の中でも、特に低密度のポリエーテル系ウレタンフォームは、タイヤ内圧に対して圧縮変形し難く、優れた耐圧性を有するので好ましい。弾性バンド6の材料としては、金属及び樹脂のいずれであってもよいが、好ましくは樹脂がよい。樹脂としては、特にポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂が高い引張り弾性率を有するので好ましい。
The
本発明の空気入りタイヤでは、上記構成において、タイヤ周方向に複数の独立片として配列する吸音材5の数を5〜50個とし、かつ、これら全ての吸音材5の長さをタイヤ周方向に積算した合計長さを、タイヤ最大内周長の75%以上、好ましくは85%以上にする。また、複数の吸音材5において、それらのタイヤ周方向の相互間の間隔Dを、その吸音材5のタイヤ周方向端部における最大厚さの1倍以上、好ましくは1.2倍以上であって、かつタイヤ最大内周長の15%以下、好ましくは10%以下にする。
In the pneumatic tire of the present invention, in the above configuration, the number of the
このようにタイヤ周方向に配列する吸音材5の数を5〜50個にし、かつタイヤ周方向に対して積算した合計長さをタイヤ最大内周長の75%以上にしたことにより、空洞共鳴音の吸収量が十分に確保されるため、高い低騒音性能を発揮し、かつ高速走行時のタイヤ振動を抑制することができる。吸音材5の数が4個以下であると、タイヤ周方向の重量バランスが崩れるため、高速走行時のタイヤ振動が増大する。また、吸音材5の数が50個を超えると、1個当たりの吸音材5のタイヤ周方向の長さLが短くなりすぎるため破損し易くなる。また、全ての吸音材5の長さをタイヤ周方向に積算した合計長さが、タイヤ最大内周長の75%よりも少ないと、騒音低減効果が得にくくなる上に、重量バランスが崩れるためタイヤ振動も起こりやすくなる。
As described above, the number of
また、本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に隣接する二つの吸音材5,5間の間隔Dを、吸音材5のタイヤ周方向端部の最大厚さ以上にしたことにより、タイヤ回転時に吸音材の端部同士が擦れ合う干渉を防止し、吸音材の破損を防止する。また、吸音材5,5間の間隔Dをタイヤ最大内周長の15%以下にしたことにより、吸音材の重量バランスが均一化して、タイヤ振動を抑制することができる。
In the pneumatic tire of the present invention, the distance D between the two
吸音材5,5間の間隔Dが吸音材5のタイヤ周方向端部の最大厚さよりも狭いと、隣接する二つの吸音材の端部同士が干渉するため破損を招き易くなる。また、上記間隔Dがタイヤ最大内周長の15%よりも広いと、吸音材の重量バランスが崩れるため、高速走行時にタイヤ振動を発生するようになる。
If the distance D between the
吸音材5のタイヤ周方向の長さLとしては、タイヤ最大内周長の2〜15%にするのがよい。吸音材5の長さLがタイヤ最大内周長の2%未満であると、タイヤ幅方向の曲げ剛性が低下し過ぎるため損傷し易くなる。また、吸音材5の長さLがタイヤ最大内周長の15%よりも大きいと、タイヤ回転時における吸音材5のタイヤ半径方向に対する変形が大きくなり、吸音材が損傷し易くなる。複数個の吸音材5は、タイヤ振動を抑制するためには、それらの長さLを互いに同じにすることが好ましいが、振動を許容できる範囲であれば異なっていてもよい。
The length L of the
吸音材5の最大幅Wは、タイヤ最大幅の50〜90%にすることが好ましく、さらに好ましくは55〜80%にするとよい。吸音材5の最大幅Wがタイヤ最大幅の50%よりも狭いと、空洞共鳴音の低減効果が十分に得られなくなる。また、吸音材5の最大幅Wがタイヤ最大幅の90%より大きいと、吸音材5がサイドウォール部3まで延長するため、吸音材5の耐久性を低下させるようになる。
The maximum width W of the
吸音材5の厚さとしては、5〜50mmが好ましく、さらに好ましくは10〜40mmにするのがよい。また、吸音材の厚さは、タイヤ周方向に配置した複数の吸音材5の全てが同一であることがタイヤ振動を抑制する上で好ましいが、タイヤ振動を許容できる範囲であれば、互いに異なっていてもよい。また、1個当たりの吸音材の厚さは、全体に均一であっても、或いは長手方向及び/又は幅方向に変化していてもよい。
The thickness of the
吸音材5の平面視形状は特に限定されないが、図3に例示する8角形などのように、内角を鈍角とする五角形以上の多角形が好適である。これら五角形以上の多角形は、吸音材の端部近傍に発生しやすい損傷を抑制することができる。また、吸音材5の平面視形状として、図5(a)に示すような内角を直角とする四角形、図5(b)に示すような円形、及び図5(c)に示すような楕円形などを例示することができる。吸音材5の平面視形状としては、全ての内角が鈍角の多角形又は円形若しくは楕円形にするとよい。
The shape of the sound-absorbing
また、吸音材5の平面視形状を、図6に示すような内角θが鋭角の隅部Eを有する平行四辺形にすることもできる。しかし、このように内角θが鋭角の隅部Eを有する形状の場合は、その内角が鋭角の隅部Eを円弧状に面取りするのがよい。この面取りにより、吸音材の隅部Eの損傷を低減することができる。
Moreover, the planar view shape of the sound-absorbing
なお、本件明細書において、「タイヤ最大内周長」とは、JATMAに規定されたリムに空気入りタイヤを組み付け、正規内圧を充填した状態におけるタイヤ内周面の赤道位置での内周長をいう。また、「タイヤ最大幅」とは、同じくJATMAに規定されたリムに空気入りタイヤを組み付け、正規内圧を充填した状態におけるタイヤ最大幅をいう。 In the present specification, the “maximum tire inner circumference” means the inner circumference at the equator position of the tire inner circumferential surface in a state where a pneumatic tire is assembled to a rim prescribed by JATMA and normal internal pressure is filled. Say. The “maximum tire width” is the maximum tire width in a state where a pneumatic tire is assembled to a rim similarly defined by JATMA and a normal internal pressure is filled.
同一のタイヤサイズ215/60R16を有する3本の空気入りタイヤのタイヤ内周面に対して、それぞれ連続気泡のポリウレタン発泡樹脂を下記3種類の形態に加工した吸音材を、下記する取付け構造になるように装着した。 A sound absorbing material obtained by processing open-cell polyurethane foam resin into the following three types on the tire inner peripheral surfaces of three pneumatic tires having the same tire size 215 / 60R16 has the following mounting structure. It was installed as follows.
(a)実施例1
取付け構造:図2
吸音材の形状:幅W:150mm、厚さ:20mm、長さL:180mmで、各隅部を60mm×60mmに面取りした8角形
吸音材の数:9個(間隔Dを約30mmにして配置)
(b)従来例1
取付け構造:図7(b)
吸音材の形状:幅W:150mm、厚さ:20mm、長さL:200mmで、各隅部を60mm×60mmに面取りした8角形
吸音材の数:4個(タイヤ軸に対して90°の角度で均等配置)
(c)従来例2
取付け構造:図7(a)
吸音材の形状:幅W:150mm、厚さ:20mm、周長:1890mmで、連続帯状
吸音材の数:1枚(タイヤ内周面の全周に連続配置)
(A) Example 1
Mounting structure: Fig. 2
Shape of sound-absorbing material: Width W: 150 mm, thickness: 20 mm, length L: 180 mm, octagonal shape with each corner chamfered to 60 mm × 60 mm: Number of sound-absorbing materials: 9 (disposed with spacing D of about 30 mm) )
(B) Conventional example 1
Mounting structure: Fig. 7 (b)
Shape of sound absorbing material: Width W: 150 mm, thickness: 20 mm, length L: 200 mm, octagonal shape with each corner chamfered to 60 mm × 60 mm Number of sound absorbing materials: 4 (90 ° with respect to tire axis) Evenly arranged at an angle)
(C) Conventional example 2
Mounting structure: Fig. 7 (a)
Shape of sound-absorbing material: width W: 150 mm, thickness: 20 mm, circumference: 1890 mm, continuous belt-like number of sound-absorbing materials: 1 (continuously arranged on the entire circumference of the tire inner peripheral surface)
これら3種類の空気入りタイヤをそれぞれホイールにリム組みし、空気圧を150kPaにして、以下の試験方法により、各タイヤにおける吸音材の耐久性及び振動性能を測定した。その結果を表1に示す。 These three types of pneumatic tires were each assembled with a rim on a wheel, the air pressure was 150 kPa, and the durability and vibration performance of the sound absorbing material in each tire were measured by the following test methods. The results are shown in Table 1.
〔吸音材の耐久性〕
試験タイヤをドラム試験機の回転ドラムに荷重7.8kNで接圧し、時速80km/hで走行させて、吸音材に損傷が発生するまでの距離を測定した。測定結果は、従来例1の測定値を100とする指数で示した。指数値が大きいほど吸音材の耐久性が優れていることを意味する。
[Durability of sound absorbing material]
The test tire was brought into contact with the rotating drum of the drum tester with a load of 7.8 kN and was run at a speed of 80 km / h, and the distance until the sound absorbing material was damaged was measured. The measurement results are shown as an index with the measured value of Conventional Example 1 being 100. The larger the index value, the better the durability of the sound absorbing material.
〔振動性能〕
ユニフォミティ−測定機を使用し、試験タイヤを時速100km/hで走行させたときのラジアル・フォース・バリエーション(RFV)の2次成分を測定した。測定結果は、従来例2の測定値を100とする指数で示した。指数値が小さいほど振動性能が優れていることを意味する。
(Vibration performance)
Using a uniformity-measuring machine, the secondary component of radial force variation (RFV) when the test tire was run at a speed of 100 km / h was measured. The measurement results are shown as an index with the measured value of Conventional Example 2 as 100. A smaller index value means better vibration performance.
表1の結果から、実施例1の空気入りタイヤは、従来例1及び2の空気入りタイヤに比べて、吸音材の耐久性と振動性能とがバランス良く向上していることがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that the durability and vibration performance of the sound absorbing material are improved in a well-balanced manner in the pneumatic tire of Example 1 compared to the pneumatic tires of Conventional Examples 1 and 2.
5 吸音材
6 弾性バンド
5
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