JP2016540673A - タイヤ空洞共鳴音アブソーバ - Google Patents

Abstract

外部保護カバー（３）を備えた吸音材本体（１）からなるタイヤ空洞共鳴音アブソーバである。吸音材本体は、ホイール及びタイヤのアセンブリのタイヤ空洞内に表面が露出するように、ホイール及びタイヤのアセンブリ６のホイール（２）に取り付けられている。外部保護カバーは、吸音材本体の一部のみを覆い、タイヤをホイールに嵌め込む際に、または、タイヤをホイールから取り外す際に、タイヤのビード（７）から吸音材本体を保護し、外部保護カバーによって覆われていない部分の吸音材本体が、音を吸収可能である。【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ空洞共鳴音アブソーバ、タイヤ空洞共鳴音アブソーバを備えたホイール及びタイヤのアセンブリ、及び、タイヤ空洞共鳴音アブソーバを備えたホイール及びタイヤのアセンブリを備えた車両に関するものである。

空気で膨らまされた空気式の（pneumatic）ホイール及びタイヤのアセンブリは、音響共鳴を引き起こす（acoustically resonant）トロイダル構造体（toroidal structure）であり、自動車用のホイールの場合、空洞部の周波数は典型的には２００Ｈｚ程度である。大粒の石を含んだコンクリートやアスファルト等の粗い路面（coarse road surface）上を自動車で走行することにより、空気が充填されたトールス（torus）内に定常波（standing wave）が発生すると、共振が発生する。発生した空洞共鳴音は、空気により伝搬する、または、構造を伝搬する経路で、車両の内部に伝達される。発生する共鳴音の大きさ（amplitude）は、車両の乗客が乗り心地を悪く感じさせるのに十分であり、車両の知覚品質（perceived quality）を下げてしまう可能性がある。

タイヤ空洞共鳴音は、駆動関数（forcing function）、伝達関数（transfer function）または応答関数（response function）を変えることにより制御することが可能である。典型的に、最も効果的な処置は、駆動関数に関するもの、すなわち、タイヤ空洞自体に関するものである。このために、定常波が形成されることを防ぐために空洞の空間を分割することで、または、音響減衰材によって定常波のエネルギを吸収することで空洞共鳴を減衰させる、空洞共鳴音アブソーバを空気式のタイヤに導入することが知られている。

従来のタイヤ空洞共鳴音アブソーバは、多くの不利な点を有している。いくつかのものは、タイヤの周壁部（circumferential wall）内に取り付けられている。この位置に取り付けられていると、コストの低減及び車両の重量の軽量化のために、予備のホイールの代わりに昨今備えることが増加している、液体パンク補修システム（liquid puncture repair systems）を展開する（deployment）場合の妨げになる。その他のものは、ホイールの外側（リム［rim］とも呼ばれる）に取り付けられる。この位置に取り付けられていると、ホイールにタイヤを嵌め込む工程において妨げになり、また、この工程によって、損傷または外れてしまう（dislodged）可能性がある。また、ホイールが移動車両に取り付けられ、高速回転すると、ホイールの表面から外れてしまう（detach）可能性もある。

本発明の目的は、これらの課題のうちいくつか、または、全てを解決するためのものである。

本発明の第１の態様によれば、タイヤ空洞共鳴音アブソーバであって、ホイール及びタイヤのアセンブリのタイヤ空洞内に表面が露出するように、ホイール及びタイヤのアセンブリのホイールに取り付けられるようになっている吸音材本体（body of sound absorbing material）を備えており、吸音材本体は、全体として、吸音材本体の表面を部分的にのみ覆う、間隔を空けて配置された複数のストリップ（strips）からなる外部保護カバー（outer protective cover）を備えており、外部保護カバーは、タイヤをホイールに嵌め込む際に、または、タイヤをホイールから取り外す際に、タイヤのビード（bead）から吸音材本体を保護するものであり、吸音材本体の外部保護カバーによって覆われていない複数の部分が、音を吸収可能であることを特徴とするタイヤ空洞共鳴音アブソーバを提供する。

部分的なカバーによって、ホイールにアブソーバを取り付けることが可能になる。なぜなら、カバーが、アブソーバの吸音能力を著しく損なうことなく、タイヤをホイールに嵌め込む際に、または、タイヤをホイールから取り外す際に、アブソーバが損傷してしまうことから保護するためである。また、アブソーバがホイールに取り付けられているため、パンク補修液を展開することを妨げない。

外部保護カバーは、吸音材本体の表面の３０％から６０％の間を覆ってもよい。外部保護カバーは、吸音材本体の表面の約５０％を覆ってもよい。吸音材本体の吸音能力を著しく損なわずに、タイヤのビードから吸音材を適切に保護するのに、この被覆率（coverage）の範囲で十分であることがわかった。

外部保護カバーは、吸音材本体の表面に対して、全体または一部が固定されていてもよい。外部保護カバーは、接着材（adhesive）等を用いて吸音材本体に対して貼り付けられていてもよい。

外部保護カバーの少なくとも一部（例えば、少なくとも１つのストリップ）が、吸音材本体の表面の一方の側縁（lateral edge）から、吸音材本体の表面の反対側の側縁まで延びていてもよい。吸音材本体の表面の側縁のそれぞれは、吸音材本体を取り付けられるようになっているホイールの表面と隣接して配置されるようになっている、または、ホイールの表面と当接するようになっていてもよい。したがって、外部保護カバーは、タイヤをホイールに嵌め込む際、または、取り外す際の、吸音材本体上のタイヤのビードの全進路（entire path）について、吸音材本体を保護可能である。

外部保護カバーは、シート材からなっていてもよい。外部保護カバーは、可撓性のある材料（flexible material）からなっていてもよい。外部保護カバーは、実質的に不浸透性の材料（impermeable material）からなっていてもよい。外部保護カバーは、プラスチック製材料からなっていてもよい。

外部保護カバーの一部は、吸音材本体に固定されていてもよく、残部は、固定されていなくてもよい。タイヤ空洞共鳴音アブソーバがホイール内で使用状態の場合、ホイールに対して吸音材本体を保持するため、この固定されていない部分は、ホイールに固定されていてもよい。この固定されていない部分は、タイヤをホイールに嵌め込む際または取り外す際、タイヤのビードが外部保護カバーの固定されていない部分に最初に接触するように、ホイールの軸方向端部に十分に近づくように延びていてもよい。このことにより、特に、タイヤのビードが外部保護カバー上を乗り越え、外してしまわないことで、吸音材本体が損傷すること、または、外れてしまうことを防ぐことができる。

外部保護カバーのストリップは、カバー材からなる複数のストリップであってもよい。

複数のストリップは、実質的に同じサイズであってもよい。複数のストリップは、実質的に同じ形状であってもよい。複数のストリップは、細長くてもよく、また、実質的に矩形状であってもよい。複数のストリップは、等間隔をあけて配置されていてもよい。複数のストリップは、実質的に並列していてもよい。吸音材本体は、細長くてもよく、複数のストリップは、吸音材本体の長手方向軸と概ね直交する方向に延びていてもよい。複数のストリップは、吸音材本体の長さに沿って、間隔をあけて配置されていてもよい。隣り合うストリップは、吸音材本体の長さに沿って、実質的にストリップの幅と同じだけ、または、少なくともストリップの幅と同程度、離して配置されていてもよい。

各ストリップは、シートを形成してもよい。各ストリップは、実質的に連続する保護面を提供してもよい。すなわち、ストリップは、実質的にせん孔されていない（non-perforated）。

ストリップは、１片の（single piece）カバー材から形成されていてもよい。ストリップは、２片またはそれ以上のカバー材から形成されていてもよい。これらの片は、実質的に、吸音材本体の最も厚い箇所で重なり合ってもよい。

外部保護カバーは、平滑面（smooth surface）を呈していてもよい。平滑面は、吸音材本体の表面よりも滑らかであってもよい。ホイールに取り付けられた使用時において、タイヤをホイールに嵌め込む際、または、取り外す際には、タイヤのビードは、外部保護カバーの平滑面を乗り越える。タイヤのビードと、吸音材本体のカバーに覆われていない部分との接触及び／または摩擦が、カバーを有していない場合に比べて、軽減するように、外部保護カバーは、十分に厚くてもよい。

外部保護カバーと吸音材本体との間に、さらなるカバーを備えていてもよい。このカバーは、吸音材本体の一部を覆ってもよい。このカバーは、実質的に吸音材本体全体を覆ってもよい。このカバーは、実質的に、音響透過材（acoustically transparent material）からなっていてもよい。このカバーは、実質的に、不浸透性の材料（impermeable material）からなっていてもよい。

吸音材本体は、１つの実質的に平らな面と、平らな面と対向する１つの実質的に連続的に湾曲した凸状の側とを有していてもよい。吸音材本体は、横断面形状が、実質的に半円状でもよく、または、Ｄ字状でもよい。他の横断面形状でもよい。

使用時には、実質的に平らな側が、ホイールの外周面に取り付けられてもよい。

吸音材本体は、多孔質材（porous material）から形成されていてもよい。吸音材本体は、連続気泡材（open celled foam material）のような、発泡材（foam material）からなっていてもよい。吸音材本体、または、吸音材本体のそれぞれは、自己支持形（self-supporting）であってもよく、また、１片の材料から形成されていてもよい。

本発明の他の態様によれば、空気式タイヤが嵌め込まれるようになっているホイールであって、ホイールは、ホイールに取り付けられる、本発明の第１の態様のタイヤ空洞共鳴音アブソーバを備えており、タイヤ空洞共鳴音アブソーバは、タイヤがホイールに嵌め込まれているときに、タイヤ空洞共鳴音アブソーバがタイヤ空洞内に露出するように配置されているホイールを提供する。

吸音材本体は、接着材で、ホイールの外周面に貼り付けられていてもよい。タイヤ空洞内に露出した吸音材本体の表面全体は、タイヤから離れていてもよい。

吸音材本体は、ホイールの周りの一部に広がっていてもよい。吸音材本体は、ホイールの周りの全周に広がっていてもよい。吸音材本体は、１本の材料の（single length of material）端と端をつないで（end-to-end）形成されていてもよい。吸音材本体は、連続するループとして準備してもよい。ホイールの周囲に間隔をあけて複数の吸音材本体を配置してもよい。この場合、複数の吸音材本体は、ホイールのバランスを維持するため、ホイールの周りに円周状に等間隔をあけて配置してもよい。それぞれが互いに接触してもよい。吸音材本体が損傷したり、外れてしまった場合に、吸音材本体が複数であると有利である。

ホイールは、自動車等の車両に取り付けられてもよい。

本発明のさらに他の態様によれば、ホイール及びタイヤのアセンブリの提供方法であって、
ホイールを準備するステップと、
本発明の第１の態様のタイヤ空洞共鳴音アブソーバを準備し、ホイールの外周面に前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバを固定するステップと、
タイヤのビードがタイヤ空洞共鳴音アブソーバを越え、タイヤ空洞共鳴音アブソーバを変形させながら、ビードをホイールに対して付勢することで、ホイールにタイヤを嵌め込むステップとからなるホイール及びタイヤのアセンブリの提供方法を提供する。

タイヤ空洞共鳴音アブソーバは、接着材によってホイールに対して貼り付けられていてもよい。タイヤ空洞共鳴音アブソーバは、タイヤがホイールに嵌め込まれる際、変位（displaced）しなくてもよい。

本発明の提供方法は、さらに、ホイールからタイヤを取り外すステップを含んでもよい。

本発明をはっきりと理解するために、本発明の実施の態様を、例として、添付の図を参照して示す：

本実施の形態のタイヤ空洞共鳴音アブソーバの斜視図である。 図１に示したアブソーバの横断面図である。 図１に示したタイヤ空洞共鳴音アブソーバを取り付けたホイールの斜視図である。 図３に示したホイールの一部の横断面図である。 図３に示したホイールの部分斜視図である。 図４に対応する図であり、タイヤをホイールに嵌め込む際の様子を示す図である。 図３に対応する図であり、タイヤ空洞共鳴音アブソーバの他の実施の形態を示す図である。

図１乃至図６を参照すると、タイヤ空洞共鳴音アブソーバは、吸音材本体１から構成されている。吸音材本体１は、弾力のある可撓性の連続気泡の材料からなっている。適切な発泡材は、多孔質材や活性炭（activated carbon）からなる材料のように、どのような適切な吸音する材料でもよいが、ポリウレタンエステル発泡体やポリウレタンエーテル発泡体を含んでもよい。吸音材本体１は、ホイール及びタイヤのアセンブリを構成するホイール２の外周面に取り付けられるように配置されている。そのようなホイールは、リムとも呼ばれる。

吸音材本体１は、細長く、また、１つの実質的に平らな側と、平らな側と対向する１つの実質的に連続的に湾曲した凸状の側とを有する、横断面が実質的に半円状である。吸音材本体１は、吸音材本体１の実質的に湾曲した凸状の側が、吸音材本体１の実質的に平らな側と交わる２つの側縁を有している。

吸音材本体１の実質的に凸状の側は、軟質のプラスチック製シート材からなる複数の細長いストリップから形成された外部保護カバー３によって、部分的に覆われている。適切なプラスチック製シート材は、ポリエチレン・テレフタレート（polyethylene terephthalate）（ＰＥＴ）、ポリウレタンエステル・フィルム、ポリウレタンエーテル・フィルムを含む。プラスチック製シート材は、滑らかな外表面を有している。

カバー材からなる細長い実質的に矩形状のストリップのそれぞれは、吸音材本体１上の実質的に等間隔に間隔をあけた位置で、吸音材本体１の一方の側縁から他方の側縁まで、吸音材本体１の実質的に凸状の側を横切るように延びている。各ストリップは、ほぼ同じサイズ及び形状であり、隣り合うストリップからストリップ１つの幅と実質的に同じ距離だけ離されて配置されている。したがって、吸音材本体１の約５０％がストリップによって覆われており、吸音材本体１の約５０％が覆われていない。

各ストリップは、吸音材本体１に対して、接着材（adhesive）４によって貼り付けられており、吸音材本体１の幅の約半分の長さ分、吸音材本体１の両側縁を越えて延びている。これにより、吸音材本体１の各側縁から延びる、カバー材からなる、固定されていない（free）テール部（tail）５が形成される。適切な接着材は、アクリル接着材（acrylic adhesives）、変性アクリル接着材（modified acrylic adhesives）、変性分散性アクリル接着材（modified dispersion acrylic adhesives）を含む。他の適切な接着材を用いてもよい。接着材４は、液体のものや、片面テープまたは両面のテープのように、いかなる適切な形態のものでもよい。

使用時は、吸音材本体１の実質的に平らな側は、接着材４で、ホイール２の外周面に貼り付けられており、また、ホイール２の軸方向両端部（opposite axial sides）の間の概ね中央の位置に配置されている。吸音材本体１の実質的に凸状の側は、空気式タイヤがホイールに嵌め込まれた際に、タイヤとホイール２との間に形成された空洞内に延びている。吸音材本体１は、ホイール２の全周に広がっており、１本の材料の端と端をつないで形成されていてもよく、または、連続するループとして形成されていてもよい。代わりに、１本以上の短いアブソーバを形成し、ホイール２に取り付けてもよい。複数本を使用する場合には、それぞれ間隔を空けて配置してもよく、互いに接触するように配置してもよい。複数の吸音材本体を間隔を空けて配置する場合には、ホイール２のバランスを維持するため、吸音材本体は、ホイール２の周りに円周状に等間隔をあけて配置すべきである。

吸音材本体１の側縁から延びるカバー材のテール部５は、それぞれが延びる吸音材本体１の側方で、接着材４を用いて、ホイール２の外周面に貼り付けられている。したがって、吸音材本体１が、ホイール２に直接貼り付けられていることに加えて、カバー材が、ホイール２に吸音材本体１を保持することに役立ち、ホイール２に吸音材本体１を保持することに関連した、貼り付けられている領域全体（overall bonding area）が増加する。このことにより、ホイール２が車両に取り付けられ、高速回転する際に、吸音材本体１がホイール２から外れてしまうことを防ぐことができる。

タイヤがホイール２に嵌め込まれる際、カバーは、吸音材本体１とタイヤ６の間に位置し、タイヤのビード７に対して、吸音材本体１よりも滑らかな表面を呈している。カバー材のテール部５は、吸音材本体１の側縁を越えて延びているため、タイヤをホイールに嵌め込む際、タイヤのビード７が最初に接触するのはカバー材である。そのため、ビードは、カバー材を外してしまうのではなく、優先的に、カバー材を滑って越えることになる。そのため、タイヤのビードは、ホイールの一方の軸方向端部から他方へ、カバー材を滑って越えることになる。タイヤ６と吸音材本体１の覆われていない領域との接触及び／または摩擦を抑えるため、吸音材本体１の十分な領域、すなわち、吸音材本体１の損傷を防ぎ、また、吸音材本体１が外れてしまうことを防ぐのに十分な領域がカバー材によって覆われている。吸音材本体１の凸状の形状が（すなわち、同様にカバーの凸状の形状も）、タイヤのビード７をガイドする助けになり、ビード７が滑らかに吸音材本体１を越える。また、吸音材本体１を損傷することなく保護する。ホイール２からタイヤ６を取り外す際も同様である。

吸音材本体１の一部のみを覆う外部保護カバー３を備えることで、覆われていない部分が吸音することが妨げられない。そのため、吸音材本体１は、吸音材本体の吸音能力を著しく損なうことなく、タイヤ６がホイールに嵌め込まれる際、または、取り外される際、タイヤのビード７から保護されている。また、アブソーバがホイール２のリムに取り付けられているため、タイヤ６が嵌め込まれた後は、タイヤと接触しない。そのため、タイヤ６内でパンク補修液（liquid puncture repair）を展開することが可能となる。

図７に示した他の実施の形態では、各ストリップは、２片のカバー材（two pieces of cover material）から構成されている。各片は、吸音材本体１の実質的に凸状の側の長さと、ほぼ同じ長さを有している。この長さの半分強（just over）が、吸音材本体１の一方の側縁から、吸音材本体１の実質的に凸状の側を越えて、吸音材本体１の反対側の側縁に向かって延び、残りの部分がテール部５を形成する。第１の片（first piece）は、吸音材本体１の一方の側縁から延び、この側縁から延びるカバー材のテール部５を形成する。第２の片（second piece）は、吸音材本体１の反対側の側縁から延び、この側縁から延びる（off）カバー材のテール部を形成する。第２の片は、吸音材本体１に貼り付けられており、また、一部が、吸音材本体１の実質的に凸状の側の中央部あたり（すなわち、吸音材本体１が最も厚い部分）で、第１の片と重なり合って、重なり合った箇所で第１の片に対して貼り付けられている。

上記実施の態様は、例示としてのみ説明されている。添付の請求の範囲に定めたように、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変形例が可能である。

Claims (19)

1. タイヤ空洞共鳴音アブソーバであって、
   ホイール及びタイヤのアセンブリのタイヤ空洞内に表面が露出するように、前記ホイール及びタイヤのアセンブリのホイールに取り付けられるようになっている吸音材本体を備えており、
   前記吸音材本体は、全体として、前記吸音材本体の前記表面を部分的にのみ覆う、間隔を空けて配置された複数のストリップからなる外部保護カバーを備えており、
   前記外部保護カバーは、前記タイヤを前記ホイールに嵌め込む際に、または、前記タイヤを前記ホイールから取り外す際に、前記タイヤのビードから前記吸音材本体を保護するものであり、
   前記吸音材本体の前記外部保護カバーによって覆われていない複数の部分が、音を吸収可能であることを特徴とするタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
2. 前記外部保護カバーは、前記吸音材本体の前記表面の３０％から６０％の間を覆う請求項１に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
3. 前記外部保護カバーは、前記吸音材本体の前記表面の約５０％を覆う請求項１に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
4. 前記外部保護カバーの少なくとも一部が、前記吸音材本体の前記表面の一方の側縁から、前記吸音材本体の前記表面の反対側の側縁まで延びる請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
5. 前記吸音材本体の前記表面の前記側縁のそれぞれは、前記吸音材本体を取り付けられるようになっている前記ホイールの表面と隣接して配置されるようになっている、または、前記ホイールの表面と当接するようになっている請求項４に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
6. 前記複数のストリップのうち少なくとも１つは、前記吸音材本体の前記表面の一方の側縁から、前記吸音材本体の前記表面の反対側の側縁まで延びる請求項４または５に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
7. 前記外部保護カバーを形成している前記複数のストリップは、等間隔をあけて配置されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
8. 前記複数のストリップは、カバー材からなる複数のストリップである請求項１乃至７のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
9. 前記外部保護カバーの表面は、前記吸音材本体の前記表面よりも滑らかである請求項１乃至８のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
10. 前記外部保護カバーは、シート材からなる請求項１乃至９のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
11. 前記外部保護カバーは、一部が前記吸音材本体に固定され、残部が固定されていない長いシート材からなる請求項１０に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
12. 前記吸音材本体の前記表面は、実質的に凸状になっている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
13. 前記吸音材本体は、前記ホイールの表面に取り付けられるようになっている、少なくとも１つの実質的に平らな面を有している請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバ。
14. 空気式タイヤが嵌め込まれるようになっているホイールであって、
    前記ホイールは、前記ホイールに取り付けられる、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のタイヤ空洞共鳴音アブソーバを備えており、
    前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバは、前記タイヤが前記ホイールに嵌め込まれているときに、前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバがタイヤ空洞内に露出するように配置されているホイール。
15. 前記ホイールに対して前記吸音材本体を保持するため、前記シート材の固定されていない部分が、前記ホイールに固定されている請求項１１に直接的または間接的に従属する場合の請求項１４に記載のホイール。
16. 請求項１４または１５に記載のホイールを備えた車両。
17. ホイール及びタイヤのアセンブリの提供方法であって、
    ホイールを準備するステップと、
    請求項１乃至１３のいずれか１項によるタイヤ空洞共鳴音アブソーバを準備し、前記ホイールの外周面に前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバを固定するステップと、
    タイヤのビードが前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバを越え、前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバを変形させながら、前記ビードを前記ホイールに対して付勢することで、前記ホイールに前記タイヤを嵌め込むステップとからなるホイール及びタイヤのアセンブリの提供方法。
18. 前記タイヤ空洞共鳴音アブソーバは、接着材によって前記ホイールに対して貼り付けられている請求項１７に記載のホイール及びタイヤのアセンブリの提供方法。
19. さらに、前記ホイールから前記タイヤを取り外すステップを含む請求項１７または１８に記載のホイール及びタイヤのアセンブリの提供方法。

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