JP2012218595A - Assembly of pneumatic tire and rim - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行中の車両のロードノイズを低減する空気入りタイヤとリムとの組立体に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire and rim assembly that reduces road noise of a running vehicle.
近年、自動車等の車両の走行時における騒音に対して、さらなる低騒音化、静粛化が望まれている。自動車等の車両の走行時に発生する騒音には様々なものがあるが、中でもタイヤにより発生する騒音については、荒れた路面を走行した際に、50〜400Hzの周波数範囲で「ゴー」といういわゆるロードノイズがあり、このロードノイズは車両内に伝わり、乗員に不快感を与えている。このようなロードノイズのうち、主に200〜250Hzに影響の大きい現象として、空気入りタイヤをリムに装着した際に、リム周囲に形成されかつタイヤとリムとが囲む空洞が気柱管を構成して空気が共鳴振動(空洞共鳴)することにより発生するものがある。 In recent years, there has been a demand for further reduction in noise and quietness with respect to noise during travel of vehicles such as automobiles. There are various types of noise generated when a vehicle such as an automobile travels. Among them, the noise generated by tires is a so-called road called “go” in a frequency range of 50 to 400 Hz when traveling on a rough road surface. There is noise, and this road noise is transmitted to the inside of the vehicle, which makes the passengers uncomfortable. Among such road noises, a phenomenon that has a large influence mainly on 200 to 250 Hz, and when a pneumatic tire is mounted on a rim, a cavity formed around the rim and surrounded by the tire and the rim constitutes an air column tube. Some air is generated by resonance vibration (cavity resonance).
そこで、タイヤ内部空洞で発生する共鳴を低減させ、車両内に伝わる騒音を低減させるための技術として、下記特許文献1及び2に示されるように、空洞内に吸音や遮音のための物体を配する方法が提案されている。 Therefore, as a technique for reducing resonance generated in the cavity inside the tire and reducing noise transmitted to the inside of the vehicle, as shown in Patent Documents 1 and 2 below, an object for sound absorption and sound insulation is arranged in the cavity. A method has been proposed.
下記特許文献1には、空気入りタイヤとリムとの組立体において、組立体の回転に伴う遠心力によりリムの外周面からタイヤ半径方向に立ち上がり、タイヤ内腔を遮る1以上の立ち上がり部を配置し、該立ち上がり部は、少なくとも一部に不織布からなる吸音部を具えた構造が示されている。また、立ち上がり部としては、タイヤ内腔で立ち上がり、かつ、音波を透過しないものであれば、バンド基体を切り込んだ切り込み片より形成されることに限定されることなく種々のものを採用できることが示されている。さらに、バンド基体は伸縮性のある加硫ゴムからなり、厚さはリム装着前において0.5〜3mmにすることが示されている。さらにまた、不織布の厚さは10mm未満にすることが示されている。 In the following Patent Document 1, in an assembly of a pneumatic tire and a rim, one or more rising portions that rise in the tire radial direction from the outer peripheral surface of the rim by the centrifugal force accompanying the rotation of the assembly and block the tire lumen are arranged. The rising portion has a structure including a sound absorbing portion made of a nonwoven fabric at least partially. The rising portion is not limited to being formed from a cut piece obtained by cutting the band base so long as it rises in the tire lumen and does not transmit sound waves. Has been. Further, it is shown that the band base is made of stretchable vulcanized rubber and has a thickness of 0.5 to 3 mm before rim mounting. Furthermore, it has been shown that the thickness of the nonwoven fabric is less than 10 mm.
下記特許文献2には、2箇所のビードのところでタイヤの内壁に結合され、その他のところ、即ち、サイドウォール及びクラウンのところでは結合されていない気泡層を具えたタイヤが示されている。そして、この気泡層は、大部分がタイヤの内壁に結合されておらず、それにより、この気泡層は、第1空洞モードのピークに対して減衰作用を発揮することが示されている。すなわち、多孔質吸音材をタイヤ空洞内に配置しており、タイヤの断面内方向に音が透過した際に低減効果が得られる構造となっている。 Patent Document 2 below shows a tire having a bubble layer that is bonded to the inner wall of the tire at two beads and is not bonded to the other portions, that is, at the sidewall and crown. And it is shown that this bubble layer is not mostly bonded to the inner wall of the tire, so that this bubble layer exhibits a damping action on the peak of the first cavity mode. That is, the porous sound-absorbing material is disposed in the tire cavity, and has a structure in which a reduction effect is obtained when sound is transmitted in the cross-sectional direction of the tire.
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載の吸音構造においては、音波を透過しない材料を使用しているために吸音効果が少なく、したがって、タイヤ空洞内における空洞共鳴による騒音低減が充分でない欠点があった。 However, the sound absorbing structures described in Patent Documents 1 and 2 have a drawback that the sound absorbing effect is small because a material that does not transmit sound waves is used, and therefore noise reduction due to cavity resonance in the tire cavity is not sufficient. It was.
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、タイヤ空洞内における吸音構造において、吸音材として音波を減衰させながら透過する材料を採用し、当該吸音材がタイヤ周方向に複数の層状をなすように構成することにより、タイヤ空洞内の空洞共鳴を低減させ、より一層騒音低減が図れる吸音装置を備えた空気入りタイヤとリムとの組立体を開発した。 Therefore, as a result of intensive research, the present inventor adopted a material that transmits sound while attenuating sound waves as a sound absorbing material in the sound absorbing structure in the tire cavity, and the sound absorbing material forms a plurality of layers in the tire circumferential direction. By constructing as described above, a pneumatic tire and rim assembly having a sound absorbing device capable of reducing cavity resonance in the tire cavity and further reducing noise has been developed.
本発明に係る空気入りタイヤとリムとの組立体は、空気入りタイヤをリムに装着することにより、空気入りタイヤとリムとの間にタイヤ空洞を形成する空気入りタイヤとリムとの組立体であって、前記組立体内に取り付けられ、タイヤ空洞内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置された1以上の吸音装置を有しており、前記吸音装置は、組立体内部への取付部と、タイヤ周方向に対して前後となる多孔質吸音材よりなる前部吸音層と多孔質吸音材よりなる後部吸音層とを有することを特徴とするものである。 The pneumatic tire and rim assembly according to the present invention is a pneumatic tire and rim assembly that forms a tire cavity between the pneumatic tire and the rim by mounting the pneumatic tire on the rim. And having one or more sound absorbing devices that are attached to the assembly and arranged so as to block a space in the tire circumferential direction within the tire cavity, and the sound absorbing devices are connected to the inside of the assembly. It has an attachment part, a front sound-absorbing layer made of a porous sound-absorbing material and front and rear sound-absorbing layers made of a porous sound-absorbing material.
また、前記の構成において、前部吸音層の多孔質吸音材と後部吸音層の多孔質吸音材との各音響インピーダンスが相違する構成としてもよい。 In the above configuration, the acoustic impedances of the porous sound absorbing material of the front sound absorbing layer and the porous sound absorbing material of the rear sound absorbing layer may be different from each other.
さらに、前記の構成において、前部吸音層と後部吸音層との間に音響インピーダンスが相違する中間吸音層を有する構成としてもよい。 Furthermore, the said structure WHEREIN: It is good also as a structure which has an intermediate | middle sound absorption layer from which an acoustic impedance differs between a front part sound absorption layer and a rear part sound absorption layer.
さらにまた、前記の中間吸音層を有する構成において、中間吸音層は空気層を含む構成としてもよい。 Furthermore, in the configuration having the intermediate sound absorbing layer, the intermediate sound absorbing layer may include an air layer.
また、前記の中間吸音層を有する構成において、前部吸音層と後部吸音層とが同一の多孔質吸音材である構成としてもよい。 In the configuration having the intermediate sound absorbing layer, the front sound absorbing layer and the rear sound absorbing layer may be the same porous sound absorbing material.
さらに、前記の中間吸音層を有する構成において、組立体には空気の流入口である空気バルブが備えられており、前部吸音層及び後部吸音層は、それらの側面を連続させて形成した中空筒状体の厚み層により形成されており、該中空筒状体の一端部は、前記空気バルブに対する取付部である構成としてもよい。 Further, in the structure having the intermediate sound absorbing layer, the assembly is provided with an air valve that is an air inlet, and the front sound absorbing layer and the rear sound absorbing layer are formed by continuously forming their side surfaces. It is good also as a structure which is formed by the thickness layer of the cylindrical body, and the one end part of this hollow cylindrical body is an attaching part with respect to the said air valve.
多孔質吸音材の吸音メカニズムは、音波が空気中から多孔質吸音材を透過する現象を分析すると、空気中からの音波が、まず空気層と多孔質吸音材層との境界面である第1界面に入射すれば、第1界面により跳ね返される第1反射波と多孔質吸音材層の内部に進入する内部進入波とに分かれる。内部進入波は多孔質吸音材内でその一部が音響エネルギーから熱エネルギーに変化することにより減衰しながら多孔質吸音材を通り抜けて空気中に放出される。その通り抜ける際に、減衰した内部進入波は多孔質吸音材層と空気層との境界面である第2界面に入射し、この第2界面により跳ね返される内部反射波と第1外部放出波とに分かれる。このうちの内部反射波は第1界面と第2界面との間を往復しながら、第1界面及び第2界面へ入射する毎に多孔質吸音材層内部に残存する微量内部反射波と多孔質吸音材層の外部に放出される微量外部放出波とに分裂し、分裂を繰り返す毎に多孔質吸音材層内部に残る微量内部反射波は、その音響エネルギーが熱エネルギーに変化して減衰し、やがて消音する。したがって、音波が空気中から多孔質吸音材に入射すると、ほとんど無視できる微量外部放出波を除外すれば前記の第1反射波と第1外部放出波のみとなる。 The sound-absorbing mechanism of the porous sound-absorbing material is obtained by analyzing the phenomenon in which sound waves pass through the porous sound-absorbing material from the air. The sound waves from the air are first the boundary surface between the air layer and the porous sound-absorbing material layer. If it enters the interface, it is divided into a first reflected wave bounced off by the first interface and an internal approach wave entering the inside of the porous sound absorbing material layer. A part of the internal approach wave passes through the porous sound absorbing material and is released into the air while being attenuated by a part of the sound absorbing material changing from acoustic energy to thermal energy in the porous sound absorbing material. When passing through, the attenuated internal approach wave enters the second interface which is the boundary surface between the porous sound-absorbing material layer and the air layer, and the internal reflected wave and the first external emission wave bounced back by the second interface Divided. Among these, the internal reflected wave reciprocates between the first interface and the second interface, and each time it enters the first interface and the second interface, the minute amount of internal reflected wave and the porous material remaining inside the porous sound absorbing material layer. It splits into a minute amount of externally emitted wave emitted to the outside of the sound absorbing material layer, and the minute amount of internally reflected wave that remains inside the porous sound absorbing material layer every time the division is repeated attenuates as its acoustic energy changes to thermal energy, It will mute over time. Therefore, when sound waves are incident on the porous sound absorbing material from the air, only the first reflected wave and the first external emitted wave are obtained except for a negligible amount of the externally emitted wave.
例えば、多孔質吸音材が音波Pの伝播方向に対して1層の場合には、界面は空気層から吸音材へ入射する第1界面と吸音材から空気層へ抜ける第2界面との2箇所となり、熱変換による音波の減衰は第1界面と第2界面との間における吸音材層1箇所のみとなる。したがって、多孔質吸音材が1層の場合は、騒音低減効果は向上させるためには吸音材の厚みを大きくするしかないが、多孔質吸音材より構成される吸音装置全体の体積が増大する問題がある。 For example, when the porous sound absorbing material has one layer with respect to the propagation direction of the sound wave P, the interface has two locations, a first interface that enters the sound absorbing material from the air layer and a second interface that exits from the sound absorbing material to the air layer. Thus, sound waves are attenuated by thermal conversion only at one location of the sound absorbing material layer between the first interface and the second interface. Therefore, when the porous sound absorbing material is a single layer, in order to improve the noise reduction effect, the thickness of the sound absorbing material can only be increased, but the volume of the entire sound absorbing device composed of the porous sound absorbing material increases. There is.
一方、音波Pの伝播方向に対して多孔質吸音材よりなる前部吸音層aと、該前部吸音層aと音響インピーダンスが異なる多孔質吸音材よりなる後部吸音層bとを重ねて吸音材2層にした場合には、界面は、空気層から前部吸音層aへ入射する第1界面と、前部吸音層aから後部吸音層bに入射する第2界面と、後部吸音層bから空気層へ抜ける第3界面との3箇所となり、熱変換による音波の減衰は、第1界面と第2界面との間における前部吸音層と第2界面と第3界面との間における後部吸音層との2箇所となる。なお、前記の多孔質吸音材よりなる前部吸音層aと、該前部吸音層aと音響インピーダンスが異なる後部吸音層bとを重ねるだけでなく、接着してもよい。そこで、前述の吸音材1層の場合と比較すると、吸音材1層の厚みが、前部吸音層aの厚みに後部吸音層bの厚みを加えた吸音材2層の厚みと同一の場合には、吸音材2層の方は、少なくとも界面の数が多い分だけ音波が分裂する回数が増加し、分裂する度に音波が吸音材を通過して熱変換により減衰するので、騒音低減効果が大きい。しかも、積層する層の数が多くなれば界面の数も増加するため、音波の分裂に伴って減衰を繰り返すのでさらに騒音低減効果が大きくなる。 On the other hand, a sound absorbing material is formed by stacking a front sound absorbing layer a made of a porous sound absorbing material with respect to the propagation direction of the sound wave P and a rear sound absorbing layer b made of a porous sound absorbing material having a different acoustic impedance from the front sound absorbing layer a. In the case of two layers, the interfaces are from the first interface that is incident from the air layer to the front sound absorbing layer a, the second interface that is incident from the front sound absorbing layer a to the rear sound absorbing layer b, and the rear sound absorbing layer b. The sound wave is attenuated due to thermal conversion in three places with the third interface through the air layer, and the rear sound absorption layer between the front interface, the second interface, and the third interface between the first interface and the second interface. There are two places with the layer. The front sound absorbing layer a made of the porous sound absorbing material and the rear sound absorbing layer b having a different acoustic impedance from the front sound absorbing layer a may be bonded together. Therefore, in comparison with the above-mentioned case of the sound absorbing material 1 layer, the thickness of the sound absorbing material 1 layer is the same as the thickness of the sound absorbing material 2 layer obtained by adding the thickness of the rear sound absorbing layer b to the thickness of the front sound absorbing layer a. In the two-layer sound absorbing material, the number of times that the sound wave is split increases by at least the number of interfaces, and every time the sound wave is split, the sound wave passes through the sound absorbing material and is attenuated by heat conversion. large. In addition, since the number of interfaces increases as the number of layers to be stacked increases, attenuation is repeated with the division of sound waves, so that the noise reduction effect is further increased.
さらに、多孔質吸音材よりなる前部吸音層aと、同じく多孔質吸音材よりなる後部吸音層bとの間に空気層を中間層として介在させた場合には、界面は外部空気層から前部吸音層aへ入射する第1界面と、前部吸音層aから中間層へ抜ける第2界面と、中間層から後部吸音層bに入射する第3界面と、後部吸音層bから外部空気層へ抜ける第4界面との4箇所となり、吸音材を通過する際の熱変換による減衰が前部吸音層aと後部吸音層bと2箇所となる。そこで、前述の吸音材1層の場合と比較すると、吸音材1層の厚みが前部吸音層aの厚みに後部吸音層bの厚みを加えた厚みと同一の場合には、吸音材2層の間に空気層を設けた方が、界面の数が多い分だけ音波の分裂回数が増加し、分裂する度に音波が吸音材層を通過して熱変換により減衰するので、騒音低減効果が大きくなる。また、その製作においても吸音材1層を2分割して間隔を空けて配置すれば、前部吸音層aと後部吸音層bとの間に空気層を中間層として介在させた状態となるので、容易に製作できる利点がある。なお、前記中間層を前部吸音層a及び後部吸音層bと音響インピーダンスが異なる新たな吸音材により形成した場合には、前述の吸音材2層にさらに吸音材1層を重ね合わせたものと同様の構成となり、熱変換により音波が減衰する新たな吸音材層が加わるので、騒音低減効果が大きくなる。 Furthermore, when an air layer is interposed as an intermediate layer between the front sound-absorbing layer a made of a porous sound-absorbing material and the rear sound-absorbing layer b also made of a porous sound-absorbing material, the interface is located in front of the external air layer. A first interface that enters the sound absorbing layer a, a second interface that passes from the front sound absorbing layer a to the intermediate layer, a third interface that enters the rear sound absorbing layer b from the intermediate layer, and an external air layer from the rear sound absorbing layer b It becomes four places with the 4th interface which passes through, and attenuation by heat conversion at the time of passing through a sound-absorbing material becomes two places, front sound absorption layer a and rear sound absorption layer b. Therefore, in comparison with the case of the above-described one sound absorbing material, when the thickness of the sound absorbing material 1 layer is the same as the thickness of the front sound absorbing layer a plus the thickness of the rear sound absorbing layer b, two sound absorbing materials are used. If an air layer is provided between the two, the number of sound wave splits increases as the number of interfaces increases, and each time the sound wave splits, the sound wave passes through the sound absorbing material layer and is attenuated by heat conversion. growing. Also in the production, if one sound absorbing material layer is divided into two parts and arranged with an interval, an air layer is interposed as an intermediate layer between the front sound absorbing layer a and the rear sound absorbing layer b. There is an advantage that it can be manufactured easily. When the intermediate layer is formed of a new sound absorbing material having a different acoustic impedance from the front sound absorbing layer a and the rear sound absorbing layer b, the sound absorbing material 1 layer is further superimposed on the two sound absorbing materials. Since a new sound-absorbing material layer in which sound waves are attenuated by thermal conversion is added, the noise reduction effect is increased.
以上のことから、吸音材1層の場合に比べて、同じ厚みであれば、音響インピーダンスが異なる他の吸音材との積層体とすること、又は、吸音材1層を複数に分割して併設することの方が、騒音低減効果が大きくなる。 From the above, if it is the same thickness as compared with the case of one layer of sound absorbing material, a laminated body with another sound absorbing material having different acoustic impedance is used, or one layer of sound absorbing material is divided into a plurality of layers. This will increase the noise reduction effect.
本発明の空気入りタイヤとリムとの組立体を上記のように構成したことにより、タイヤ空洞内における吸音構造において、吸音材として空気を透過する材料を採用し、当該吸音材がタイヤ周方向に複数の層状をなすように構成したので、タイヤ空洞内の空洞共鳴を低減させ、より一層騒音低減が図れる吸音装置を備えたものとなる。 By configuring the pneumatic tire and rim assembly of the present invention as described above, in the sound absorbing structure in the tire cavity, a material that transmits air is used as the sound absorbing material, and the sound absorbing material is arranged in the tire circumferential direction. Since it is configured so as to form a plurality of layers, a sound absorbing device that reduces cavity resonance in the tire cavity and can further reduce noise is provided.
以下、本発明に係る 空気入りタイヤとリムとの組立体の好適な実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Preferred embodiments of a pneumatic tire and rim assembly according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1〜図3は実施例1に関するものであり、図1において、10は空気入りタイヤであり、11はリムであり、リム11に空気入りタイヤ10を嵌め込んだ組立体としたときにタイヤ空洞12が形成され、リム11上には、吸音装置13がタイヤ空洞内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置されている。該吸音装置13は、リム11上への取付部14と吸音材部分15とからなり、吸音材部分15は、多孔質吸音材よりなる前部吸音層16と、該前部吸音層16と音響インピーダンスが相違する多孔質吸音材よりなる後部吸音層17とを接着により積層してなるものである。なお、多孔質吸音材としてはウレタンを使用するのが、リム組みする際に倒すことができるので、リム組の妨げにならないので望ましい。
1 to 3 relate to the first embodiment. In FIG. 1,
このように構成したことにより、図2に示すように、タイヤ空洞内に発生する空洞共鳴による音波が前部吸音層16及び後部吸音層17を透過することになる。すなわち、外部空気層から前部吸音層16に音波が入射すると、図3に示すように、前部吸音層16の表面である第1界面10Aにより反射される第1外部放出波と前部吸音層16の内部に進入する第1内部進入波とに分かれる。前部吸音層16に進入した第1内部進入波は、熱変換により減衰しながら進行し、前部吸音層16と後部吸音層17との境界面である第2界面10Bに入射する。第2界面10Bに入射した第1内部進入波は、第2界面10Bにより反射される第1内部反射波と後部吸音層17に進入する第2内部進入波とに分かれる。後部吸音層17に進入した第2内部進入波は、熱変換により減衰しながら進行し、後部吸音層17の裏面と外部空気層とにより形成される第3界面10Cに入射する。第3界面10Cに入射した第2内部進入波は、微量外部放出波と第3界面10Cにより反射される第2内部反射波とに分かれる。
With such a configuration, as shown in FIG. 2, sound waves generated by cavity resonance generated in the tire cavity pass through the front
一方、第2界面10Bにより反射された第1内部反射波は、前部吸音層16内を熱変換により減衰しながら進行し、第1界面10Aに入射する。第1界面10Aに入射した第1内部反射波は、微量外部放出波と第3内部反射波とに分かれる。第1界面10Aに反射された第3内部反射波は、その後、前記の第1内部進入波と同様の経過をたどることになる。
On the other hand, the first internally reflected wave reflected by the
また、第3界面10Cにより反射された第2内部反射波は、後部吸音層17内を熱変換により減衰しながら進行し、第2界面10Bに入射する。
Further, the second internally reflected wave reflected by the
以上のように、本実施例における吸音装置13は、外部空気層から前部吸音層16に音波が入射すると、第1外部放出波と第1内部進入波とに分かれ、第1内部進入波は、その後、第1界面10Aと第2界面10Bとの間、第2界面10Bと第3界面10Cとの間、及び、第1界面10Aと第3界面10Cとの間において往復を繰り返し、前部吸音層16及び後部吸音層17を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していくと共に、第1界面10A及び第3界面10Cから外部へほとんど無視可能な微量の外部放出波を放出することになる。したがって、外部空気層から吸音装置13に入射した音波はほぼ第1外部放出波のみとなる。
As described above, when the sound wave enters the front
また、上記の吸音装置13を構成する前部吸音層16及び後部吸音層17のうち、少なくとも最初に外部空気層から音波が入射される吸音層に、吸音効果の高い材質を採用すれば、前記の第1外部放出波が小さくなるので、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。なお、タイヤ空洞内の空洞共鳴による音波の方向性を考慮することなく、前部吸音層16及び後部吸音層17の双方共に吸音効果の高い材質を採用することが好ましい。さらに、本実施例における吸音装置13をタイヤ空洞内に複数設置すれば、吸音装置13は上記と同様の効果を奏すると共に、タイヤ空洞内に残存する第1外部反射波は、他の吸音装置に入射することにより、さらに減衰されるため吸音効果が高くなり、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。
In addition, if a material having a high sound absorbing effect is employed for the sound absorbing layer in which sound waves are first incident from the external air layer among the front
図4〜図8は実施例2に関するものであり、図4及び図5において、20は空気入りタイヤであり、21はリムであり、リム21に空気入りタイヤ20を嵌め込んだ組立体としたときにタイヤ空洞22が形成され、リム21上には、吸音装置23がタイヤ空洞内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置されている。該吸音装置23は、リム21上への取付部24と吸音材部分25とからなり、吸音材部分25は、多孔質吸音材よりなる前部吸音層26と同じく多孔質吸音材よりなる後部吸音層27との間に音響インピーダンスが相違する中間吸音層28を有するものである。本実施例における中間吸音層は、空気層からなるものであるが、前部吸音層26及び後部吸音層27と音響インピーダンスが相違する多孔質吸音材を使用してもよい。なお、多孔質吸音材としてはウレタンを使用する方がリム組みする際に倒すことができるので、リム組の妨げにならないので望ましい。
4 to 8 relate to Example 2. In FIGS. 4 and 5, 20 is a pneumatic tire, 21 is a rim, and an assembly in which the
このように構成したことにより、図6に示すように、タイヤ空洞内に発生する空洞共鳴による音波が前部吸音層26、中間吸音層28及び後部吸音層27を透過することになる。すなわち、外部空気層から前部吸音層26に音波が入射すると、図7に示すように、前部吸音層26の表面である第1界面20Aにより反射される第1外部放出波と前部吸音層26内に進入する第1内部進入波とに分かれる。前部吸音層26内に進入した第1内部進入波は熱変換により減衰しながら進行し、前部吸音層26の裏面と中間吸音層28とにより形成される第2界面20Bに入射する。第2界面20Bに入射した第1内部進入波は、第2界面20Bにより反射される第1内部反射波と中間吸音層28に進出する第1外部進出波とに分かれる。中間吸音層28に進出した第1外部進出波は、中間吸音層28を進行し、後部吸音層27の表面である第3界面20Cに入射する。第3界面20Cに入射した第1外部進出波は、第3界面20Cにより反射される第1外部反射波と後部吸音層27内に進入する第2内部進入波とに分かれる。後部吸音層27内に進入した第2内部進入波は熱変換により減衰しながら進行し、後部吸音層27の裏面と外部空気層により形成される第4界面20Dに入射する。第4界面20Dに入射した第2内部進入波は、微量外部放出波と第4界面20Dにより反射して後部吸音層27内に進入する第2内部反射波とに分かれる。
With this configuration, as shown in FIG. 6, sound waves generated by cavity resonance generated in the tire cavity pass through the front
一方、前記の第2界面20Bにより反射された第1内部反射波は、前部吸音層26内に進入し、熱変換により減衰しながら進行し、第1界面20Aに入射する。第1界面20Aに入射した第1内部反射波は、微量外部放出波と第1界面20Aにより反射される第3内部反射波とに分かれる。第1界面20Aにより反射された第3内部反射波は、その後、前記の第1内部進入波と同様の経過をたどる。
On the other hand, the first internally reflected wave reflected by the
また、第3界面20Cにより反射された第1外部反射波は、中間吸音層28を進行し、第2界面20Bに入射する。第2界面20Bに入射した第1外部反射波は、前部吸音層26の内部に進入する第3内部進入波と第2界面20Bにより反射される第2外部反射波とに分かれる。前部吸音層26の内部に進入した第3内部進入波は、その後、前記の第1内部反射波と同様の経過をたどる。第2外部反射波は、その後、第1外部進出波と同様の経過をたどる。
Further, the first externally reflected wave reflected by the
第4界面20Dにより反射した第2内部反射波は、後部吸音層27内を熱変換により減衰しながら進行し、第3界面20Cに入射する。第3界面20Cに入射した第2内部反射波は、第3界面20Cにより反射される第4内部反射波と中間吸音層28に進出する第2外部進出波とに分かれる。第3界面20Cにより反射された第4内部反射波は、その後、前記の第2内部進入波と同様の経過をたどる。中間吸音層28に進出した第2外部進出波は、その後、第1外部反射波と同様の経過をたどる。
The second internal reflected wave reflected by the
以上のように、本実施例における吸音装置23は、外部空気層から前部吸音層26に音波が入射すると、第1外部放出波と第1内部進入波とに分かれ、第1内部進入波は、その後、第1界面20Aと第2界面20Bとの間、第2界面20Bと第3界面20Cとの間、第3界面20Bと第4界面20Dとの間、第1界面20Aと第3界面20Cとの間、第2界面20Bと第4界面20Dとの間、及び、第1界面20Aと第4界面20Dとの間において往復を繰り返し、前部吸音層26及び後部吸音層27を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していくと共に、第1界面20A及び第4界面20Dから外部へほとんど無視可能な微量の外部放出波を放出することになる。したがって、外部空気層から吸音装置23に入射した音波はほぼ第1外部放出波のみとなる。
As described above, when the sound wave enters the front
また、上記の吸音装置23を構成する前部吸音層26及び後部吸音層27のうち、少なくとも最初に外部空気層から音波が入射される吸音層に、吸音効果の高い材質を採用すれば、前記の第1外部放出波が小さくなるので、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。なお、タイヤ空洞内の空洞共鳴による音波の方向性を考慮することなく、前部吸音層26及び後部吸音層27の双方共に吸音効果の高い材質を採用することが好ましい。さらに、本実施例における吸音装置23をタイヤ空洞内に複数設置すれば、吸音装置23は上記と同様の効果を奏すると共に、タイヤ空洞内に残存する第1外部反射波は、他の吸音装置に入射することにより、さらに減衰されるため吸音効果が高くなり、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。
In addition, if a material having a high sound absorption effect is employed for the sound absorbing layer in which sound waves are first incident from the external air layer among the front
なお、実施例2の場合において、単層の吸音材に間隔を空けて配置する場合も、中間の空気層を含めて複数層とみることができる。前部吸音層26と後部吸音層27との間隔を大きくとると対向しているとは言えず、前部吸音層26を透過した透過波が後部吸音層27を透過しにくくなり、吸音材を複数回透過する効果が得られにくくなるので(反射波は対向する吸音材ではなく、タイヤ内面に向かってしまう)、図8に示すように、組立体の中心軸から30°以内となるような間隔で前部吸音層26と後部吸音層27とを配置することが望ましい。
In the case of the second embodiment, even when the single-layer sound-absorbing material is arranged with an interval, it can be regarded as a plurality of layers including an intermediate air layer. If the distance between the front
[比較テスト]
前記の前部吸音層26と後部吸音層27との間に空気層からなる中間吸音層28を設けた場合に関して、次のような測定を行った。すなわち、スピーカの前に配置したマイクと、音の伝播方向に1メートルの距離をおいて配置したマイクとを用意し、両マイク間にトータルの厚みが同一の多孔質吸音材について、間隔をあけた場合と間隔をあけない場合とで透過音の減衰の比較テストを行った。本比較テストにおいて間隔をあけた場合として使用した吸音材1及び2は、いずれも幅100mm、高さ150mm、厚さ15mmであり、間隔をあけない場合として使用した吸音材は、幅100mm、高さ150mm、厚さ30mmである。本比較テストはタイヤに実装しない場合での比較テストであり、「250Hzにおける低減効果」を指数として表し、当該指数が高い方が低減効果が良好であることを示す。その結果を表1に示す。
[Comparison test]
Regarding the case where the intermediate
また、次の比較テストを行った。本比較テストはタイヤに実装した場合における比較テストである。すなわち、実施例である層構造の吸音材と比較例である層構造でない吸音材について、リムサイズが17×7−JJの一般の自動車用ホイールに、サイズ215/55R17のタイヤをリム組みした(空気圧230kPa)。本比較テストにおいて使用した吸音材1及び2は、いずれも幅100mm、高さ150mm、厚さ15mmであり、間隔をあけない場合として使用した吸音材は、幅100mm、高さ150mm、厚さ30mmである。ドラム試験では、アスファルトのように表面に凹凸を設けたドラム(外周5364.5mm)において、速度60km/hでドラムを回転させながら、タイヤにドラム方向に荷重4.4kNをかけて、上下(荷重)方向及び前後方向の軸にかかる力を計測し、空洞共鳴周波数域におけるそれぞれのピークレベルを比較した。なお、500Hz以下の周波数位置の車室内騒音は、構造物(サスペンションからボディまで)を伝わる個体伝播が主であり、タイヤ軸力が車室内騒音と関係している。本比較テストにおける「軸力エネルギーの指数」は、その数値が低い方が低減効果が良好であることを示す。その結果を表2に示す。 In addition, the following comparative test was performed. This comparative test is a comparative test when mounted on a tire. That is, for a sound absorbing material having a layer structure as an example and a sound absorbing material not having a layer structure as a comparative example, a tire having a size of 215 / 55R17 is assembled on a general automobile wheel having a rim size of 17 × 7-JJ (pneumatic pressure). 230 kPa). The sound absorbing materials 1 and 2 used in this comparative test are 100 mm wide, 150 mm high, and 15 mm thick. The sound absorbing material used as a case where there is no gap is 100 mm wide, 150 mm high, and 30 mm thick. It is. In the drum test, in a drum (outer periphery 5364.5 mm) having an uneven surface such as asphalt, while rotating the drum at a speed of 60 km / h, a load of 4.4 kN was applied to the tire in the drum direction, ) The force applied to the direction and longitudinal axes was measured, and the respective peak levels in the cavity resonance frequency range were compared. Note that vehicle interior noise at a frequency position of 500 Hz or less is mainly individual propagation transmitted through a structure (from the suspension to the body), and the tire axial force is related to vehicle interior noise. The “index of axial force energy” in this comparative test indicates that the lower the value, the better the reduction effect. The results are shown in Table 2.
その結果、同じ厚みの吸音材を配置する場合でも、吸音材の間に間隔をあけた場合には透過音が減少することが明らかとなった。 As a result, it was found that even when the sound absorbing material having the same thickness is disposed, the transmitted sound is reduced when the sound absorbing material is spaced.
図9〜図11は実施例3に関するものであり、図9において、30は空気入りタイヤであり、31はリムであり、リム31に空気入りタイヤ30を嵌め込んだ組立体としたときにタイヤ空洞32が形成され、該組立体には、吸音装置33がタイヤ空洞内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置されている。該吸音装置33は、組立体への空気の流入口である空気バルブ40への取付部34と吸音材部分35とからなり、吸音材部分35は、前部吸音層36と後部吸音層37とが、その側面で連続した多孔質吸音材よりなる中空円筒状をなすものであり、中空部は中間吸音層38となる。なお、中空円筒状であることに限られず、中空の筒状であればよい。なお、多孔質吸音材としてはウレタンを使用するのが、リム組みする際に倒すことができるので、リム組の妨げにならないので望ましい。当該吸音装置33を空気バルブ40へ取り付ける場合、空気バルブ40が空気の流入口である関係から、実施例3のように内部が空洞の円筒状にし、空気バルブ40の穴と中空部とを連通するようにしたことは空気充填の妨げにならない点で合理的であり、また、リム31側に空気バルブ40があるため、タイヤ組み付け上の妨げにならないために、実施例3のように周上1箇所の軟らかい構造であることが望ましい。
9 to 11 relate to the third embodiment. In FIG. 9,
このように構成したことにより、図10及び図11に示すように、タイヤ空洞内に発生する空洞共鳴による音波が前部吸音層36、中間吸音層38及び後部吸音層37を透過することになる。この音波の透過状況は、実施例2において述べたのと同様の状況である。すなわち、外部空気層から前部吸音層36に音波が入射すると、図11に示すように、前部吸音層36の表面である第1界面30Aにより反射される第1外部放出波と前部吸音層36内に進入する第1内部進入波とに分かれる。前部吸音層36内に進入した第1内部進入波は熱変換により減衰しながら進行し、前部吸音層36の裏面と中間吸音層38とにより形成される第2界面30Bに入射する。第2界面30Bに入射した第1内部進入波は、第2界面30Bにより反射される第1内部反射波と中間吸音層38に進出する第1外部進出波とに分かれる。中間吸音層38に進出した第1外部進出波は、中間吸音層38を進行し、後部吸音層37の表面である第3界面30Cに入射する。第3界面30Cに入射した第1外部進出波は、第3界面30Cにより反射される第1外部反射波と後部吸音層37内に進入する第2内部進入波とに分かれる。後部吸音層37内に進入した第2内部進入波は熱変換により減衰しながら進行し、後部吸音層37の裏面と外部空気層により形成される第4界面30Dに入射する。第4界面30Dに入射した第2内部進入波は、微量外部放出波と第4界面30Dにより反射して後部吸音層37内に進入する第2内部反射波とに分かれる。一方、前記の第2界面30Bにより反射された第1内部反射波は、前部吸音層36内に進入し、熱変換により減衰しながら進行し、第1界面30Aに入射する。第1界面30Aに入射した第1内部反射波は、微量外部放出波と第1界面30Aにより反射される第3内部反射波とに分かれる。第1界面30Aにより反射された第3内部反射波は、その後、前記の第1内部進入波と同様の経過をたどる。また、第3界面30Cにより反射された第1外部反射波は、中間吸音層38を進行し、第2界面30Bに入射する。第2界面30Bに入射した第1外部反射波は、前部吸音層36の内部に進入する第3内部進入波と第2界面20Bにより反射される第2外部反射波とに分かれる。前部吸音層36の内部に進入した第3内部進入波は、その後、前記の第1内部反射波と同様の経過をたどる。第2外部反射波は、その後、第1外部進出波と同様の経過をたどる。第4界面30Dにより反射した第2内部反射波は、後部吸音層37内を熱変換により減衰しながら進行し、第3界面30Cに入射する。第3界面30Cに入射した第2内部反射波は、第3界面30Cにより反射される第4内部反射波と中間吸音層38に進出する第2外部進出波とに分かれる。第3界面30Cにより反射された第4内部反射波は、その後、前記の第2内部進入波と同様の経過をたどる。中間吸音層38に進出した第2外部進出波は、その後、第1外部反射波と同様の経過をたどる。
With this configuration, as shown in FIGS. 10 and 11, sound waves generated by cavity resonance generated in the tire cavity pass through the front
以上のように、本実施例における吸音装置33は、外部空気層から前部吸音層36に音波が入射すると、第1外部放出波と第1内部進入波とに分かれ、第1内部進入波は、その後、第1界面30Aと第2界面30Bとの間、第2界面30Bと第3界面30Cとの間、第3界面30Bと第4界面30Dとの間、第1界面30Aと第3界面30Cとの間、第2界面30Bと第4界面30Dとの間、及び、第1界面30Aと第4界面30Dとの間において往復を繰り返し、前部吸音層36及び後部吸音層37を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していくと共に、第1界面30A及び第4界面30Dから外部へほとんど無視可能な微量の外部放出波を放出することになる。したがって、外部空気層から吸音装置33に入射した音波はほぼ第1外部放出波のみとなる。
As described above, when the sound wave enters the front
また、上記の吸音装置33を構成する吸音層に、吸音効果の高い材質を採用すれば、前記の第1外部放出波が小さくなるので、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。
Further, if a material having a high sound absorbing effect is adopted for the sound absorbing layer constituting the
前記の空気バルブ40に取り付ける吸音装置33について、吸音装置33を取り付けた場合と吸音装置33を取り付けない場合とで次の比較テストを行った。リムサイズが17×7−JJの一般の自動車用ホイールに、サイズ215/55R17のタイヤをリム組みした(空気圧230kPa)。ドラム試験では、アスファルトのように表面に凹凸を設けたドラム(外周5364.5mm)において、速度60km/hでドラムを回転させながら、タイヤにドラム方向に荷重4.4kNをかけて、上下(荷重)方向及び前後方向の軸にかかる力を計測し、空洞共鳴周波数域におけるそれぞれのピークレベルを比較した。なお、500Hz以下の周波数位置の車室内騒音は、構造物(サスペンションからボディまで)を伝わる個体伝播が主であり、タイヤ軸力が車室内騒音と関係している。本比較テストにおける「軸力エネルギーの指数」は、その数値が低い方が低減効果が良好であることを示す。その結果を表3に示す。表3においては、空気バルブ40に吸音装置33を取り付けた場合を「吸音バルブ」と記載し、空気バルブ40に吸音装置33を取り付けない場合を「通常バルブ」と記載する。
Regarding the
その結果、空洞内に1箇所であっても、タイヤ内部空洞で発生する共鳴の低減効果が明確に得られた。 As a result, the effect of reducing resonance generated in the tire internal cavity was clearly obtained even at one location in the cavity.
なお、本発明に係る空気入りタイヤとリムとの組立体は、上記の実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を逸脱しない範囲における様々な実施形態が可能である。 In addition, the assembly of the pneumatic tire and the rim according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various embodiments are possible without departing from the configurations described in the claims.
10・・・空気入りタイヤ 11・・・リム
12・・・タイヤ空洞 13・・・吸音装置
14・・・取付部 15・・・吸音材部分
16・・・前部吸音層 17・・・後部吸音層
10A・・第1界面 10B・・第2界面
10C・・第3界面
20・・・空気入りタイヤ 21・・・リム
22・・・タイヤ空洞 23・・・吸音装置
24・・・取付部 25・・・吸音材部分
26・・・前部吸音層 27・・・後部吸音層
28・・・中間吸音層
20A・・第1界面 20B・・第2界面
20C・・第3界面 20D・・第4界面
30・・・空気入りタイヤ 31・・・リム
32・・・タイヤ空洞 33・・・吸音装置
34・・・取付部 35・・・吸音材部分
36・・・前部吸音層 37・・・後部吸音層
38・・・中間吸音層
30A・・第1界面 30B・・第2界面
30C・・第3界面 30D・・第4界面
40・・・空気バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記組立体内に取り付けられ、タイヤ空洞内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置された1以上の吸音装置を有しており、
前記吸音装置は、組立体内部への取付部と、タイヤ周方向に対して前後となる多孔質吸音材よりなる前部吸音層と多孔質吸音材よりなる後部吸音層とを有する
ことを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体。 A pneumatic tire and rim assembly that forms a tire cavity between the pneumatic tire and the rim by attaching the pneumatic tire to the rim,
Having one or more sound absorbing devices mounted in the assembly and arranged to block a tire circumferential space in the tire cavity;
The sound absorbing device has a mounting portion inside the assembly, a front sound absorbing layer made of a porous sound absorbing material and front and rear sound absorbing layers made of a porous sound absorbing material in the tire circumferential direction. Pneumatic tire and rim assembly.
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