JP3995489B2

JP3995489B2 - 空気入りタイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置

Info

Publication number: JP3995489B2
Application number: JP2002028432A
Authority: JP
Inventors: 篤丹野
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003226104A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置に関し、更に詳しくは、空洞共鳴による騒音を効果的に低減するようにした空気入りタイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部で発生する空洞共鳴現象は、タイヤ騒音の大きな要因になっている。例えば、走行中に２５０Ｈｚ付近に定常的に聞こえる騒音や道路の継ぎ目などを乗り越す際に発生する衝撃音には、この空洞共鳴現象が関与している。
【０００３】
このような空洞共鳴現象による騒音を低減する手法として、タイヤ内部に吸音材を付加して共鳴音を吸収したり、空洞部を区画するようにリムに遮蔽板を装着することが提案されている。しかし、吸音材は空洞共鳴の発生を根本的に抑制するものではないので、タイヤ内部に現実的に装着できる吸音材では騒音の低減効果を十分に得ることができなかった。また、リムに遮蔽板を装着した場合、リム組み性が悪化するという問題があった。
【０００４】
これに対して、近年、空洞部の断面形状をタイヤ周方向に変化させることで共鳴周波数を車輪の回転と共に刻々と変化させ、それによって僅かな改良で空洞共鳴音を効果的に低減することが提案されている。しかしながら、この方法ではタイヤやリムの構造を変更する必要があるため、生産設備を大幅に変更する必要があり、しかも既存のタイヤやリムに対して適用することが困難であるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤやリムの生産設備の変更を伴わずに、空洞共鳴による騒音を効果的に低減することを可能にした空気入りタイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体を、弾性体からなるリング状の治具に取り付け、前記物体を前記治具の弾性力に基づいてトレッド内面に固定したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ空洞共鳴抑制装置は、タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体と、該物体を取り付けた弾性体からなるリング状の治具とを備え、前記物体を前記治具の弾性力に基づいてトレッド内面に固定するようにしたタイヤ空洞共鳴抑制装置であって、タイヤが標準リムに装着された状態でタイヤ内部に形成される空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率が最大断面積に対して０．２５〜４０％であるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体をタイヤ内部の空洞部に収容し、リング状の治具によりトレッド内面に装着する。これにより、空洞共鳴周波数がタイヤ回転に伴って刻々と変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮されるので、空洞共鳴に起因する騒音を効果的に低減することができる。しかも、本発明ではタイヤやリムの生産設備を変更する必要がなく、既存のタイヤに対して適用することが可能である。
【０００９】
本発明において、空洞共鳴に起因する騒音を低減する効果的に低減するために、タイヤが標準リムに装着された状態でタイヤ内部に形成される空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率は最大断面積に対して０．２５〜４０％にすることが好ましい。また、サイズが異なる多種類のタイヤに対して適合するために、治具の周長が可変であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制装置を備えた空気入りタイヤを示すものである。図１において、空気入りタイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えている。一方、ホイールＷはタイヤＴのビード部２，２を装着するためのリム１１と、該リム１１と不図示の車軸とを連結するディスク１２とから構成されている。そして、タイヤＴをホイールＷに装着したとき、タイヤＴとホイールＷとの間には空洞部４が形成される。
【００１２】
上記空洞部４において、トレッド部１の内面には、タイヤ周方向の位置に応じて断面積が変化するような物体５が、タイヤ周方向に延在するリング状の治具６によって装着されている。つまり、図２に示すように、複数個の物体５がタイヤ周方向に不連続に配置され、物体５が存在する部分ではタイヤ子午線断面での断面積が任意の値を持ち、物体５が存在しない部分ではタイヤ子午線断面での断面積が０（ｍｍ²）になっている。この物体５はタイヤ周方向の２箇所以上、より好ましくは２〜４箇所に等間隔で配置することが好ましいが、タイヤ周方向に連続的に延在させつつタイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させても良い。その場合も、タイヤ周方向の等間隔な２箇所以上、より好ましくは２〜４箇所以上において物体５の断面積を変化させれば良い。
【００１３】
上記物体５は、見掛け比重０．１以下、より好ましくは０．０５以下、更に好ましくは０．００５以下の低比重材料から構成すると良い。つまり、物体５の比重が大きいとタイヤＴに質量アンバランスが生じ、そのアンバランスを調整するバランスウエイトが過大になるので好ましくない。なお、見掛け比重を０．００５以下とした場合でも、物体５の表面層を弾性率１ＭＰａ以上の薄膜で覆うことにより、騒音低減効果を十分に発揮することが可能である。上記のような低比重材料として、発泡樹脂（スポンジ）などを挙げることができる。
【００１４】
治具６は、弾性体からなるバンド材をリング状に成形し、その両端部を互いに結合したものである。この治具６も軽量の材料から構成することが好ましいが、少なくともタイヤＴの変形に追従し、乗心地性等のタイヤ性能に対して実質的な悪影響を与えないことが要求される。そのため、治具６には弾性率２００〜１５００ＭＰａの材料を使用することが好ましく、例えば、ナイロン樹脂等のプラスチックを用いることができる。
【００１５】
図３に示すように、治具６は物体５に装着されたレール７上を摺動するようになっている。治具６の外径は、トレッド部１の内径よりも小さく、かつ物体５の内径よりも大きく設定されている。そのため、物体５を治具６の周方向の任意の位置に配置し、これを治具６の弾性力に基づいてトレッド部１の内面に押し付けることにより、タイヤＴの内部に物体５を固定することができる。物体５の固定に際して、トレッド部１の内面と物体５との間に接着剤を介在させることが好ましいが、この接着剤は必ずしも必要ではない。
【００１６】
図４に示すように、治具６の両端部６ａ，６ｂは１対の締結バンド８，８によって結合されている。両端部６ａ，６ｂの合わせ面には互いに噛み合う不図示の凹凸等が形成されており、これら凹凸等の噛み合いにより位置決めが行われている。また、両端部６ａ，６ｂの重ね合わせ長さの調整により治具６の周長の変更が可能であり、それによって各種タイヤサイズに適合するようになっている。なお、治具６の結合部は図示のように１箇所でも良いが、質量バランスを考慮して複数箇所に設け、それらをタイヤ周方向に等間隔で配置しても良い。
【００１７】
上述のようにタイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体５をタイヤＴの空洞部４に収容し、リング状の治具６によりトレッド部１の内面に装着することにより、空洞部４のタイヤ子午線断面での断面積がタイヤ周方向に変化し、空洞共鳴周波数がタイヤ回転に伴って刻々と変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮される。そのため、従来から問題とされている概ね２００〜２５０Ｈｚの空洞共鳴に起因する騒音を効果的に低減することができる。
【００１８】
また、上述した物体５及び治具６からなるタイヤ空洞共鳴抑制装置は、加硫工程を経たタイヤＴに対して後から装着するものであるので、タイヤやリムの生産設備を変更する必要がなく、既存のタイヤに対して適用することが可能である。特に、治具６の周長を可変にすれば、多種類の空気入りタイヤに対して共通のタイヤ空洞共鳴抑制装置を使用することができる。更に、上述したタイヤ空洞共鳴抑制装置は、タイヤＴのトレッド部１の内面に装着されるので、リム組み時に障害となることもない。
【００１９】
上記空気入りタイヤでは、物体５の配置により空洞部４のタイヤ子午線断面での断面積をタイヤ周方向に不均一にするが、タイヤが標準リムに装着された状態でタイヤ内部に形成される空洞部４のタイヤ周方向の断面積変化率は、その最大断面積（物体５が装着されない部分の断面積）に対して、好ましくは０．２５〜４０％、より好ましくは０．２５〜１５％、更に好ましくは０．２５〜２．５％にすると良い。この断面積変化率が小さ過ぎると騒音低減効果が不十分になり、逆に大き過ぎてもそれ以上の騒音低減効果が得られず質量増加を繋がる。
【００２０】
空洞部４に収容する物体５はタイヤ単体の質量アンバランスを調整するためのカウンターバランスとして用いることができる。即ち、タイヤＴは一般に不可避的な質量アンバランスをもっているが、タイヤＴの周方向で相対的に質量不足となる部位に物体５を配置することにより、カウンターバランスとして有効に活用することができる。
【００２１】
上述した本実施形態は、タイヤ空洞部の断面積を変化させるための物体をリング状の治具の外周側に配置したものであるが、これら治具と物体のタイヤ径方向の位置関係は特に限定されるものではなく、例えば、上記物体をリング状の治具の内周側に配置したり、リング状の治具の内外両側に配置しても良い。いずれの形態においても、上記物体がリング状の治具によってトレッド内面に装着されていれば良い。
【００２２】
【実施例】
タイヤサイズ１６５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、空洞部の条件だけを下記の如く異ならせた従来タイヤ及び本発明タイヤをそれぞれ製作した。
【００２３】
従来タイヤ：
空洞部に何も配置しなかった。
【００２４】
本発明タイヤ：
トレッド内面に、弾性体からなるリング状の治具を用いて、複数個の物体（図１，２参照）をタイヤ周方向に等間隔で装着し、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率を５．０％にした。
【００２５】
これらタイヤをリムサイズ１５×５Ｊのホイールに組み付けて、インパルス加振法により周波数０〜３５０Ｈｚの範囲で車軸位置の軸力応答レベル〔ｄＢ（Ｎ）〕を求め、その結果を図５に示した。
【００２６】
この図５に示すように、従来タイヤでは概ね２００〜２５０Ｈｚの帯域で空洞共鳴音を生じているのに対し、本発明タイヤでは同帯域での空洞共鳴音が大幅に減少していた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体を、弾性体からなるリング状の治具によりトレッド内面に装着するから、タイヤやリムの生産設備の変更を伴わずに、空洞共鳴による騒音を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制装置を備えた空気入りタイヤをホイールと共に示す子午線断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制装置を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制装置の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制装置の他の要部を示す斜視図である。
【図５】周波数と振動伝達率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１トレッド部
２ビード部
３サイドウォール部
４空洞部
５物体
６治具
１１リム
１２ディスク
Ｔタイヤ
Ｗホイール

Claims

タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体を、弾性体からなるリング状の治具に取り付け、前記物体を前記治具の弾性力に基づいてトレッド内面に固定した空気入りタイヤ。
タイヤが標準リムに装着された状態でタイヤ内部に形成される空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率が最大断面積に対して０．２５〜４０％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記治具の周長が可変である請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体と、該物体を取り付けた弾性体からなるリング状の治具とを備え、前記物体を前記治具の弾性力に基づいてトレッド内面に固定するようにしたタイヤ空洞共鳴抑制装置であって、タイヤが標準リムに装着された状態でタイヤ内部に形成される空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率が最大断面積に対して０．２５〜４０％であるようにしたタイヤ空洞共鳴抑制装置。
前記治具の周長が可変である請求項４に記載のタイヤ空洞共鳴抑制装置。