JP3990533B2 - 空気入りタイヤとリムとの組立体 - Google Patents

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比重に着目して鋭意研究を行ったところ、一定の比重を有するスポンジ材を用いたときには、臨界的な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、比重が０．００５〜０．０６のスポンジ材からなる制音具を配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、比重が０．００５〜０．０６のスポンジ材からなる制音具を配し、
この制音具は、タイヤ内腔に固定されていない自由状態の帯状シート体からなるとともに、
該帯状シート体は、その幅がタイヤ内腔の最大巾の４０〜９０％かつタイヤ周方向に長い矩形をなし、その長さが２５０〜１０００mm、しかも帯状シート体５の見かけの全体積Ｓ２が、タイヤ内腔４の全体積Ｓ１の０．４％以上であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記スポンジ材の比重が０．０１６〜０．０３５であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記帯状シート体が、その幅がタイヤ内腔の最大巾の７０〜９０％であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、前記帯状シート体の長さが６００〜１０００mmであることを特徴とする。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
また組立体１は、タイヤ内腔４に、比重が０．００５〜０．０６のスポンジ材からなる制音具６を具えている。制音具６は、タイヤ内腔４に固定されていない自由状態の帯状シート体５からなる。なお図１、図２では、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、即ちタイヤ内腔に固定されていない自由状態の帯状シート体からなるが、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。
【００１３】
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からなる。なお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スポンジ材を用いたものを例示している。
【００１４】
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。なお帯状シート体５は、一部ないし全部がタイヤ２又はリム３に固着される（全部が固着される場合を図３に単に例示している）ことなく使用される。
【００１５】
また帯状シート体５の巾ＢＷは、特に限定はされないが、例えば組立体１の正規状態において前記巾ＢＷがタイヤ内腔４の最大巾Ｗの２０％以上、より好ましくは４０〜１００％、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の巾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、逆に前記巾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。
【００１６】
ここで、組立体１の「正規状態」とは、前記組立体１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。
【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２５０mm以上、より好ましくは３００mm以上、さらに好ましくは３００〜１０００mm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、逆に前記長さＬが１０００mm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。より好ましくは、後記する実施例の記載から、６００〜１０００ｍｍとする。
【００１８】
帯状シート体５の見かけの全体積Ｓ２が、タイヤ内腔４の全体積Ｓ１の０．４％以上とすることも望ましい。ここで、帯状シート体５の見かけの全体積とは、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４の全体積は、下記式（１）で近似的に求めるものとする。
Ａ×｛（Ｄｉ−Ｄｒ）／２＋Ｄｒ｝×π …（１）
ここで、”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。
【００１９】
また前記スポンジ材は、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。発明者らの種々の実験の結果、帯状シート体５のスポンジ材の形状、原材料を同一とし、その比重のみを変化させたところ、意外にも該比重が一定範囲にある場合には臨界的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】
タイヤ（１６５／６５Ｒ１５ ８１Ｓ）、リム（１５×５ＪＪ）、ポリウレタンスポンジからなる帯状シート体の制音具を用い、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１３４６４mm² かつタイヤ内腔の最大巾Ｗは１５３mm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１５００ｃｃの乗用車の全輪に装着し、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１〜７）
実施例１〜７では、帯状シート体の形状を幅１１０mm、厚さ１０mm、長さ９００mmの矩形状に統一し、スポンジ材の比重のみを変化させてロードノイズテストを行った。テストの結果を表１、図４に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
テストの結果、スポンジ材の比重が０．００５〜０．０６、特に好ましくは０．０１６〜０．０５、さらに好ましくは０．０１６〜０．０３５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。
【００２５】
（実施例８〜１４）
実施例８〜１４では、帯状シート体の形状を幅１１０mm、厚さ１０mm、長さ６００mmの矩形状に統一し、スポンジ材の比重のみを変化させてロードノイズテストを行った。テストの結果を表２、図４に示す。
【００２６】
【表２】

【００２７】
テストの結果、帯状シート体の長さが６００mmの場合にも、前記比重の範囲において顕著なロードノイズ低減効果が再現された。
【００２８】
（実施例１５〜２１）
実施例１５〜２１では、帯状シート体の形状を幅１１０mm、厚さ１０mm、長さ３００mmの矩形状に統一し、スポンジ材の比重のみを変化させてロードノイズテストを行った。テストの結果を表３、図４に示す。
【００２９】
【表３】

【００３０】
テストの結果、帯状シート体の長さが３００mmの場合にも、前記比重の範囲において顕著なロードノイズ低減効果が再現された。
【００３１】
（実施例２２〜２４）
実施例２２〜２４では、発泡の不十分な部分を端部に約５mm有するスポンジ材を用いて帯状シート体を形成し、長さを３００mm、６００mm、９００mmの３種でテストを行った。テストの結果を表４に示す。
【００３２】
【表４】

【００３３】
【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】 帯状シート体が組立体に固着された場合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比重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

Claims (4)

1. 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、比重が０．００５〜０．０６のスポンジ材からなる制音具を配し、
   この制音具は、タイヤ内腔に固定されていない自由状態の帯状シート体からなるとともに、
   該帯状シート体は、その幅がタイヤ内腔の最大巾の４０〜９０％かつタイヤ周方向に長い矩形をなし、その長さが２５０〜１０００mm、しかも帯状シート体５の見かけの全体積Ｓ２が、タイヤ内腔４の全体積Ｓ１の０．４％以上であることを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体。
2. 前記スポンジ材の比重が０．０１６〜０．０３５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。
3. 前記帯状シート体は、その幅がタイヤ内腔の最大巾の７０〜９０％であることを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
4. 前記帯状シート体は、その長さが６００〜１０００mmであることを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。

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