JP3953264B2 - Pneumatic tire and rim assembly - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リム組み性を損ねることなく走行中のロードノイズを低減しうる空気入りタイヤとリムとの組立体に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、自動車のさらなる低騒音化、静粛化が望まれている。タイヤにより生じる騒音には様々なものがあるが、中でも荒れた路面を走行した際に、50〜400Hzの周波数範囲で「ゴー」という音が生じるいわゆるロードノイズは車内に伝達されて車室内でのこもり音となり乗員に不快感を与える。発明者らの種々の実験の結果、このようなロードノイズは、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からなるタイヤ内腔が気柱管を構成して空気が共鳴振動(空洞共鳴)していることが大きな影響を与えていることが分かっている。
【0003】
そこで、本発明は、本件出願人は、例えば特公平7−14682号公報において、タイヤ内腔にゴムなどからなる球状の遮蔽体を配し、このような共鳴を抑制することを提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、タイヤ内腔に配する材料の体積に着目して鋭意研究を行ったところ、タイヤ内腔の全体積に対して一定の体積に限定したスポンジ材を用いたときには、大幅にロードノイズ低減効果を発揮しうることを見出した。
【0005】
すなわち本発明は、タイヤとリムとの組立体のタイヤ内腔に、スポンジ材を用いた帯状シート体からなる制音具を具えるとともに、前記帯状シート体の体積S2を、タイヤ内腔の全体積S1の0.4%以上とすることを基本として、リム組み性などを損ねることなくロードノイズを低下させうる空気入りタイヤとリムとの組立体を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項1記載の発明は、空気入りタイヤをリムに装着することによりリム周囲にタイヤ内腔を形成する空気入りタイヤとリムとの組立体であって、前記タイヤ内腔に、スポンジ材を用いた帯状シート体からなる制音具を具えるとともに、帯状シート体はタイヤ周方向に長い矩形の帯状をなし、かつ前記帯状シート体の体積S2を、タイヤ内腔の全体積S1の0.4%以上かつ15%以下、厚さを3〜20mm、巾がタイヤ内腔の正規状態での最大巾の20〜90%、長さが250〜1500mmとし、しかも前記帯状シート体は、一部のみをタイヤ又はリムに固定して配されたことを特徴としている。
【0007】
ここで、前記帯状シート体の体積S2とは、帯状シート体の見かけの全体積であって、スポンジ材の空孔部も含めた帯状シート体5の外形から定められる体積を言う。またタイヤ内腔の全体積S1は、組立体の正規状態において下記式(1)で近似的に求めるものとする。
A×{(Di−Dr)/2+Dr}×π …(1)
なお、”A”は前記正規状態のタイヤ内腔をCTスキャニングして得られるタイヤ内腔4の横断面積、”Di”は図1に示す正規状態でのタイヤ内腔4の最大外径、”Dr”はリム径、”π”は円周率である。
【0008】
また前記「正規状態」とは、前記組立体に正規内圧を充填しかつ無負荷とした状態を指す。また「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用の場合には、現実の使用頻度などを考慮し200kPaとする。
【0009】
また請求項2記載の発明は、前記スポンジ材の比重が0.005〜0.035であることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤとリムとの組立体である。
【0010】
また請求項3記載の発明は、前記帯状シート体の巾が上記最大巾の70〜90%であることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤとリムとの組立体である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図1は本実施形態の空気入りタイヤとリムとの組立体(以下、単に「組立体」ということがある。)の子午断面図、図2は組立体のタイヤ赤道面に沿った周方向略断面図を示している。図において、組立体1は、空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある。)2をリム3に装着することにより、リム3の周囲にタイヤ2とリム3とが囲むタイヤ内腔4を形成している。
【0012】
図1に示すように、本実施形態のリム3は、例えば前記タイヤ2が装着されるリム本体3aとこのリム本体3aを保持するディスク3bとを有するいわゆる2ピースホイールリムが例示される。また本実施形態のタイヤ2は、ビード部2aをリム本体3aのフランジ10に密着させてリム組みされる例えば乗用車用ラジアルタイヤであって、タイヤ内腔4に向く内面に空気を透過しにくいいわゆるインナーライナゴムを添設したチューブレス構造をなし、前記リム本体3aとで気密なタイヤ内腔4を形成しているものが例示される。
【0013】
また図1、2の組立体1は、タイヤ内腔4に、スポンジ材を用いた帯状シート体5からなる制音具6を具えている。本例の帯状シート体5は、タイヤ内腔4、すなわちタイヤ2及びリム3のいずれにも固定されていない自由状態でタイヤ内腔4に配されたものが図示されている。なお図1、図2では、理解しやすいようにこの帯状シート体5をタイヤ回転軸Cを中心とする円弧状で宙に浮かした状態が示されているが、実際には、重力又は組立体1の走行に伴う遠心力を含む外力によって、リム3上に又はタイヤ内腔4に近接ないし密着した状態でタイヤ内腔4に存在しうる。なお本発明においては帯状シートの一部のみをタイヤ又はリムに固定するものである。
【0014】
前記スポンジ材は、海綿状の多孔構造体であり、例えばゴムや合成樹脂を発泡させた連続気泡を有するいわゆるスポンジを用いる。なお本明細書で言う「多孔構造体」には、連続気泡のみならず、独立気泡を有するものも包含する。このようなスポンジ材は、ソリッドゴム体などに比して比重が小さいためタイヤ重量バランスへの影響が小さく、かつ防振性や吸音性が高く前記タイヤ内腔4内で生じた音エネルギーを吸収することにより空洞共鳴を抑制しロードノイズを低減しうる。またスポンジ材は、屈曲変形が容易であるためリム組み性を損ねることもない。本例では、ポリウレタンからなる連続気泡のスポンジ材を用いたものを例示している。
【0015】
また帯状シート体5は、本例ではタイヤ周方向に長い矩形の帯状をなすことによってタイヤ内腔4内でタイヤ周方向に延在している。該帯状シート体5の自然状態での厚さは、特に限定はされないが、例えば2〜30mm、より好ましくは3〜20mm、さらに好ましくは7〜15mmであることが望ましい。前記厚さが2mm未満であるとタイヤ内腔内での空洞共鳴の音エネルギーを吸収する効果が相対的に低下する傾向があり、逆に前記厚さが30mmを超えると、タイヤ重量ないしタイヤのバランスに影響を与えるおそれがある。なお図3には、帯状シート体5は少なくとも一部ないし全部が、タイヤ2又は/及びリム3に固着されてタイヤ内腔4に配されたものが示されている。なお固着には接着剤などを用い得るが、リム3に対してはビス等を用いて固着することもできる。本発明においては一部のみを固着する。
【0016】
また帯状シート体5は、特に限定はされないが、例えばその幅BWがタイヤ内腔4の正規状態での最大巾Wの20〜90%、より好ましくは40〜90%、さらに好ましくは70〜90%であることが望ましい。前記帯状シート体5の幅BWが前記最大巾Wの20%未満であると、タイヤ内腔4内での空洞共鳴の音エネルギーを吸収する効果が相対的に低下する傾向があり、逆に前記幅BWが前記最大巾Wの90%を超えてもロードノイズ低減効果は頭打ちとなる傾向がある。
【0017】
さらに帯状シート体5は、特に限定はされないが、そのタイヤ周方向の長さLが250 mm 〜1500mm、好ましくは300〜1500mmであることが望ましい。前記帯状シート体5の前記長さが250mm未満であると、タイヤ内腔4内での空洞共鳴の音エネルギーを吸収する効果が相対的に低下する傾向があり、逆に厚さ等にもよるが前記長さLが1500mmを超えてもロードノイズ低減効果は頭打ちとなる傾向がある。
【0018】
また前記スポンジ材は、特に限定はされないが、その比重が0.005〜0.06、より好ましくは0.010〜0.05、さらに好ましくは0.016〜0.05、特に好ましくは0.016〜0.035であることが望ましい。前記比重が0.005未満又は0.06を超えると、空洞共鳴を十分に吸収する効果が低下する傾向がある。
【0019】
また発明者らの種々の実験の結果、帯状シート体5のスポンジ材の原材料、比重を同一とし、該帯状シート体の体積S1(前述の通り特定される)のみを変化させたところ、該体積S2をタイヤ内腔4の全体積S1に対して一定の比率、具体的には0.4%以上かつ15%以下、より好ましくは1.5%以上かつ15%以下、特に好ましくは2.5%以上かつ15%以下、さらに好ましくは4%以上かつ15%以下とすることにより大幅にロードノイズを低減しうることを見出した。以下、実施例において検証する。
【0020】
【実施例】
なおこれから述べる実施例は、本件発明の実施例ではなく参考例である。タイヤ(225/60R1698H)、リム(16×7JJ)、連続気泡を有するポリウレタンスポンジからなる帯状シート体(比重0.022)の制音具を用い、該制音具をタイヤ内腔内に自由状態で配して空気入りタイヤとリムとの組立体を試作し騒音性能を評価した。また比較のために、制音具を配していない組立体や本発明外の組立体(比較例)についても併せて試作しテストを行った。なお正規状態でのタイヤ内腔の断面積は23174mm2 、タイヤ内腔の最大巾は214mmであった。テストの内容などは次の通りである。
【0021】
(ロードノイズテスト)
内圧200KPaでリム組みして国産4000ccのFR乗用車に全輪に装着し、1名乗車にてロードノイズ計測路(アスファルト粗面路)を速度60km/Hで走行したときの前席車内音を、1/12オクターブバンドフィルターを通し、226Hz、240Hz、253Hzの3チャンネルのパーシャルオーバーオールを算出し、比較例を基準とする増減値にて評価した。一表示がロードノイズの減少を意味している。
【0022】
(実施例1〜8)
実施例1〜6では、帯状シート体の形状を幅110mm、厚さ10mmとし、長さを変えることにより帯状シート体の体積を変化させてロードノイズテストを行った。また実施例7、8については、帯状シート体をさらに大型化してテストを行った。テストの結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
テストの結果、帯状シート体の体積S2がタイヤ内腔の全体積S1の0.4%以上、より好ましくは1.5%以上、特に好ましくは2.5%以上の範囲で非常に高いロードノイズ低減効果が発揮されていることが分かる。なお比(S2/S1)が20%程度でロードノイズ低減効果がほぼ頭打ちとなっている。
【0025】
(実施例9〜14)
実施例9〜14では、タイヤサイズ165/65R15 81S、リム15×5JJの組立体に、帯状シート体の形状を幅110mm、厚さ10mmで長さを種々変えてロードノイズテストを行った。なお正規状態でのタイヤ内腔の断面積は13464mm2 、タイヤ内腔の最大巾は153mmであった。また帯状シート体はタイヤ内腔に自由状態で配した。さらにテストに使用した車両は国産1500ccFF車とした。テストの結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】
テストの結果、異なるタイヤサイズにおいても帯状シート体の体積S2がタイヤ内腔の全体積S1の0.4%以上、より好ましくは1.5%以上、特に好ましくは2.5%以上の範囲で非常に高いロードノイズ低減効果が発揮されていることが再現された。
【0028】
(実施例15〜18)
実施例15では、上記165/65サイズの組立体において、帯状シート体をリムの回りに弛みを持たせて環状に巻き付け装着したものである。実施例16、17は、帯状シート体の外面をタイヤの内腔面のトレッド裏側に接着したものである。実施例18は、帯状シート体の内面をリムのウエル部に接着したものである。テストの結果を表3に示す。
【0029】
【表3】
【0030】
テストの結果、帯状シート体をタイヤ又はリムに接着した場合においても、顕著なロードノイズ低減効果が再現された。なお実施例16、17では、実施例10、実施例11に比べると、ロードノイズ低減効果が減少している。これは、帯状シート体がタイヤ内腔に接着されたことによる該帯状シート体の表面積の減少が関係していると考えられる。従って、好ましくは、帯状シート体は、自由状態でタイヤ内腔内に配されることが望ましい。
【0031】
(実施例19〜32)
実施例19〜24では、上記165/65サイズの組立体において、帯状シート体の長さ各600mm、300mmとし、その巾を変化させたものである。また実施例25〜32は、帯状シート体の長さ各600mm、300mmにおいて、厚さを変化させたものである。テストの結果を表4、表5に示す。
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】
実施例19〜32では、帯状シート体の体積に略比例してロードノイズ低減効果が発揮されていることが確認できた。図4には、上記実施例のロードノイズ低減量と、タイヤ内腔の全体積S1と帯状シート体の体積S2との比(S2/S1)との関係を示している(帯状シート体はいずれも自由状態のもの)。この図からも明らかなように、スポンジ材からなる帯状シート体の体積S2と、ロードノイズ低減量との間には相関がある。
【0035】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りタイヤとリムとの組立体では、リム組み性やタイヤの重量バランスなどを損ねることなくタイヤ内腔内で生じる空洞共鳴を吸収しロードノイズを低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の空気入りタイヤとリムとの組立体を例示する断面図である。
【図2】組立体のタイヤ周方向に沿った断面図である。
【図3】 帯状シート体の取付を単に例示する断面図である。
【図4】ロードノイズ低減量と帯状シート体の体積との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 組立体
2 空気入りタイヤ
3 リム
4 タイヤ内腔
5 帯状シート体
6 制音具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembly of a pneumatic tire and a rim that can reduce road noise during traveling without impairing rim assembly.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In recent years, further reduction in noise and quietness of automobiles have been desired. There are various types of noise caused by tires, but when traveling on rough roads, the so-called road noise that produces a “go” sound in the frequency range of 50 to 400 Hz is transmitted to the interior of the vehicle and It becomes a murmur and gives discomfort to the passengers. As a result of various experiments by the inventors, such road noise is caused by the tire lumen formed by a cavity formed around the rim and surrounded by the tire and the rim when the tire is mounted on the rim. Thus, it is known that the resonance vibration (cavity resonance) of air has a great influence.
[0003]
Therefore, the present invention proposes to suppress such resonance by disposing a spherical shield made of rubber or the like in the tire lumen in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-14682. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The inventors conducted extensive research focusing on the volume of the material disposed in the tire lumen. When a sponge material limited to a certain volume with respect to the entire volume of the tire lumen was used, the load was greatly reduced. It has been found that noise reduction effect can be exhibited.
[0005]
That is, the present invention comprises a sound damping device made of a band-shaped sheet body using a sponge material in a tire lumen of an assembly of a tire and a rim, and the volume S2 of the band-shaped sheet body is set to the entire tire lumen. An object of the present invention is to provide an assembly of a pneumatic tire and a rim that can reduce road noise without impairing rim assemblability, etc., on the basis of 0.4% or more of the product S1.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0007]
Here, the volume S2 of the strip-shaped sheet body is an apparent total volume of the strip-shaped sheet body, and is a volume determined from the outer shape of the strip-
A × {(Di−Dr) / 2 + Dr} × π (1)
“A” is the cross-sectional area of the
[0008]
The “normal state” refers to a state in which the assembly is filled with a normal internal pressure and no load is applied. In addition, “regular internal pressure” is the air pressure that each standard defines for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. The maximum air pressure for JATMA and the table “TIRE LOAD LIMITS AT for TRA” The maximum value described in “VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”, “INFLATION PRESSURE” if it is ETRTO, but if the tire is for a passenger car, it will be 200 kPa considering the actual frequency of use.
[0009]
The invention according to
[0010]
The invention according to
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a meridional sectional view of an assembly of a pneumatic tire and a rim (hereinafter, simply referred to as an “assembly”) according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic view in the circumferential direction along the tire equatorial plane of the assembly. A cross-sectional view is shown. In the drawing, an
[0012]
As shown in FIG. 1, the
[0013]
The
[0014]
The sponge material is a sponge-like porous structure, and for example, a so-called sponge having open cells in which rubber or synthetic resin is foamed is used. The “porous structure” referred to in this specification includes not only open cells but also those having closed cells. Such a sponge material has a smaller specific gravity than a solid rubber body and so on, so that it has little influence on the tire weight balance, and has high vibration proofing and sound absorption properties, and absorbs sound energy generated in the
[0015]
Moreover, the strip | belt-shaped sheet |
[0016]
The belt-
[0017]
Further, the belt-
[0018]
The sponge material is not particularly limited, but the specific gravity is 0.005 to 0.06, more preferably 0.010 to 0.05, still more preferably 0.016 to 0.05, and particularly preferably 0.00. It is desirable that it is 016-0.035. When the specific gravity is less than 0.005 or exceeds 0.06, the effect of sufficiently absorbing cavity resonance tends to be reduced.
[0019]
Further, as a result of various experiments by the inventors, the raw material and specific gravity of the sponge material of the belt-
[0020]
【Example】
The examples described below are not examples of the present invention but reference examples. Using a sound control tool of a belt-like sheet body (specific gravity 0.022) made of a polyurethane sponge having an open cell with a tire (225 / 60R1698H), a rim (16 × 7JJ), and the sound control tool in a free state in the tire lumen An assembly of pneumatic tires and rims was prototyped and the noise performance was evaluated. For comparison, an assembly in which no noise suppression tool is arranged and an assembly outside the present invention (comparative example) were also produced and tested. The cross-sectional area of the tire lumen in a normal state was 23174 mm 2 , and the maximum width of the tire lumen was 214 mm. The contents of the test are as follows.
[0021]
(Road noise test)
Rim assembled at an internal pressure of 200 KPa and mounted on all wheels on a domestic 4000 cc FR passenger car, and the noise of the front seat when traveling on a road noise measurement road (asphalt rough road) at a speed of 60 km / H with one passenger, A partial overall of 226 Hz, 240 Hz, and 253 Hz was calculated through a 1/12 octave band filter, and evaluation was performed using an increase / decrease value based on a comparative example. One display means a reduction in road noise.
[0022]
(Examples 1-8)
In Examples 1 to 6, the shape of the belt-like sheet body was 110 mm wide and 10 mm thick, and the road noise test was performed by changing the volume of the belt-like sheet body by changing the length. Moreover, about Example 7, 8, the strip | belt-shaped sheet | seat body was further enlarged and the test was done. The test results are shown in Table 1.
[0023]
[Table 1]
[0024]
As a result of the test, the road sheet volume S2 is very high in the range of 0.4% or more, more preferably 1.5% or more, particularly preferably 2.5% or more of the total volume S1 of the tire lumen. It can be seen that the reduction effect is exhibited. The ratio (S2 / S1) is about 20%, and the road noise reduction effect has almost reached its peak.
[0025]
(Examples 9 to 14)
In Examples 9 to 14, a road noise test was performed on an assembly having a tire size of 165 / 65R15 81S and a rim of 15 × 5JJ while changing the length of the belt-like sheet body to a width of 110 mm and a thickness of 10 mm. In the normal state, the cross-sectional area of the tire lumen was 13464 mm 2 , and the maximum width of the tire lumen was 153 mm. The belt-like sheet body was arranged in the tire lumen in a free state. The vehicle used for the test was a domestic 1500ccFF vehicle. Table 2 shows the test results.
[0026]
[Table 2]
[0027]
As a result of the test, the volume S2 of the belt-like sheet body is 0.4% or more, more preferably 1.5% or more, particularly preferably 2.5% or more of the total volume S1 of the tire lumen even in different tire sizes. It was reproduced that a very high road noise reduction effect was exhibited.
[0028]
(Examples 15 to 18)
In Example 15, in the 165/65 size assembly, the belt-like sheet body is wound around and attached in an annular shape with slack around the rim. In Examples 16 and 17, the outer surface of the belt-like sheet body is bonded to the tread back side of the inner cavity surface of the tire. In Example 18, the inner surface of the belt-like sheet was bonded to the well portion of the rim. Table 3 shows the test results.
[0029]
[Table 3]
[0030]
As a result of the test, a remarkable road noise reduction effect was reproduced even when the belt-like sheet body was bonded to the tire or rim. In Examples 16 and 17, the road noise reduction effect is reduced compared to Examples 10 and 11. This is considered to be related to a reduction in the surface area of the belt-like sheet body due to the belt-like sheet body being bonded to the tire lumen. Therefore, it is preferable that the belt-like sheet body is disposed in the tire lumen in a free state.
[0031]
(Examples 19 to 32)
In Examples 19 to 24, in the 165/65 size assembly, the length of the belt-like sheet body is set to 600 mm and 300 mm, respectively, and the width is changed. In Examples 25 to 32, the thickness of the belt-like sheet body is changed at 600 mm and 300 mm, respectively. The test results are shown in Tables 4 and 5.
[0032]
[Table 4]
[0033]
[Table 5]
[0034]
In Examples 19 to 32, it was confirmed that the road noise reduction effect was exhibited substantially in proportion to the volume of the belt-like sheet body. FIG. 4 shows the relationship between the road noise reduction amount of the above embodiment and the ratio (S2 / S1) between the total volume S1 of the tire lumen and the volume S2 of the belt-like sheet body. Is also in a free state). As is apparent from this figure, there is a correlation between the volume S2 of the band-shaped sheet made of sponge material and the amount of reduction in road noise.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, in the assembly of the pneumatic tire and the rim of the present invention, absorbs a cavity resonance generated in the tire within the lumen without compromising such weight balance of rim resistance and tire capable of reducing road noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an assembly of a pneumatic tire and a rim according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the assembly along the tire circumferential direction.
FIG. 3 is a cross-sectional view merely illustrating attachment of a belt-like sheet body .
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a road noise reduction amount and a volume of a belt-like sheet body.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記タイヤ内腔に、スポンジ材を用いた帯状シート体からなる制音具を具えるとともに、
帯状シート体はタイヤ周方向に長い矩形の帯状をなし、
かつ前記帯状シート体の体積S2を、タイヤ内腔の全体積S1の0.4%以上かつ15%以下、厚さを3〜20mm、巾がタイヤ内腔の正規状態での最大巾の20〜90%、長さが250〜1500mmとし、
しかも前記帯状シート体は、一部のみをタイヤ又はリムに固定して配された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 lumen around the rim by mounting the pneumatic tire on the rim,
In the tire lumen, including a sound control tool composed of a strip-shaped sheet body using a sponge material,
The belt-like sheet body has a rectangular belt shape that is long in the tire circumferential direction ,
The volume S2 of the belt-like sheet body is 0.4% or more and 15% or less of the total volume S1 of the tire lumen, the thickness is 3 to 20 mm, and the width is 20 to the maximum width in the normal state of the tire lumen. 90%, the length is 250-1500 mm,
In addition, an assembly of a pneumatic tire and a rim, wherein the belt-like sheet body is arranged with only a part fixed to the tire or rim .
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