JP4205439B2

JP4205439B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4205439B2
Application number: JP2003003476A
Authority: JP
Inventors: 紀貴高口
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP2004216943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空洞を有する空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、動的バランスを損なうことなく、空洞共鳴音を効果的に低減するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車用空気入りタイヤにおいては、一般に２３０〜２６０Ｈｚ付近に空洞共鳴による振動モードが存在する。この空洞共鳴はタイヤ回転時（車両走行時）に発生し、走行時の車両の特性（バネ下加速度、ロードノイズ）に影響を及ぼすことが判っている。
【０００３】
そこで、従来から空洞共鳴音を低減するために、タイヤ内面に吸音材を装着したり、仕切板を設けることが行われている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。しかしながら、このような方法では、タイヤの動的バランスを悪化させ、延いては操縦安定性を損なうという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４７８０９号公報
【特許文献１】
特開平５−２９４１０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、動的バランスを損なうことなく、空洞共鳴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、連通孔を有する複数個の管状体をタイヤ空洞内に転動自在に収容し、かつ上記管状体の単体重量が１ｇ以下であり、総重量が５０ｇ以上であることを特徴とするものである。
【０００７】
このように連通孔を有する複数個の管状体をタイヤ空洞内に収容することにより、空洞共鳴音に対する吸音効果を得ることができる。また、この管状体はタイヤ転動時にタイヤ空洞内に散在することで、タイヤ空洞内の空気に乱流を起こし、空洞共鳴音を更に効果的に抑制する。しかも、上記管状体は小さく軽いものであっても空洞共鳴音を効果的に低減することが可能であるので、タイヤの動的バランスを損なうこともない。
【０００８】
本発明において、連通孔の長さは、音速Ｃ及びタイヤの空洞共鳴周波数ｆから求められるタイヤの有効空洞長さＬ（Ｌ＝Ｃ／ｆ）の半分に相当する基準長さＲの整数分の１であることが好ましい。つまり、本発明者の研究結果によれば、連通孔の長さを上記基準長さＲの整数分の１にすることで、空洞共鳴音の低減効果がより大きくなるのである。管状体の単体重量は１ｇ以下で、総重量は５０ｇ以上であるようにする。また、管状体の材料としては、非通気性材料を用いることが好ましく、例えば、粘弾性体や独立気泡を有するスポンジを使用することができる。
【０００９】
【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て詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２及び図３はそれぞれタイヤ空洞内に収容される管状体を例示するものである。図１において、ホイール１のリムには空気入りタイヤ２が嵌合されている。これらホイール１と空気入りタイヤ２との間にはタイヤ空洞３が形成されている。そして、タイヤ空洞３内には、連通孔を有する複数個の管状体４が転動自在に収容されている。
【００１１】
図２に示す管状体４は両端が閉塞されていない連通孔５を有し、外形が球状になっている。一方、図３に示す管状体４は両端が閉塞されていない連通孔５を有し、外形が円筒状になっている。つまり、管状体４は両端が閉塞されていない連通孔５を有することが必要であるが、その外形は特に限定されるものではない。このような連通孔５を有する複数個の管状体４をタイヤ空洞３内に収容すると、タイヤ転動時に管状体４がタイヤ空洞３内に散在し、タイヤ空洞３内の空気に乱流を起こすことに加えて、連通孔５が吸音効果を発揮するので、空洞共鳴音を効果的に低減することができる。また、管状体４は軽量であるためタイヤ転動中に適度に散らばり、動的バランスが悪化することによる操縦安定性の低下等の悪影響もない。
【００１２】
連通孔５の長さＨ（ｍｍ）は、音速Ｃ及び空気入りタイヤ２の空洞共鳴周波数ｆから求められるタイヤの有効空洞長さＬ（Ｌ＝Ｃ／ｆ）の半分を基準長さＲ（ｍｍ）としたとき、任意の整数Ｎに対して、Ｈ＝Ｒ／Ｎの関係を満足することが好ましい。連通孔５の長さＨを基準長さＲの整数分の１にすることで、空洞共鳴音を効果的に低減することができる。ここで、連通孔５の長さＨは、Ｒ／Ｎの計算値と一致していることが好ましいが、Ｒ／Ｎの計算値は有効桁数３桁まで求めれば良い。なお、有効空洞長さＬを求めるに際し、音速Ｃは２０℃での音速である。また、空気入りタイヤ２の空洞共鳴周波数ｆは公知のハンマーリング試験により測定することができる。一方、連通孔５の直径Ｄは、Ｄ／Ｈ≦１にすることが好ましい。
【００１３】
管状体４の単体重量は１ｇ以下にする。この単体重量が１ｇを超えるとタイヤの動的バランスが低下する恐れがある。同様の理由から、管状体４の最大寸法は２０ｍｍ以下にすると良い。そして、管状体４の総重量は５０ｇ以上にする。この総重量が５０ｇ未満であると空洞共鳴音の低減効果が不十分になる。但し、管状体４の総重量の上限は３００ｇにすると良い。
【００１４】
管状体４の材料としては、非通気性材料を用いると良い。つまり、通気性材料では連通孔５による吸音効果が不十分になる。例えば、ゴム等の粘弾性体や独立気泡を有するスポンジは、管状体４の材料として最適である。このような材料から管状体４を構成した場合、管状体４がタイヤ内面やリム外周面に接触する際の音を最小限に抑えることができる。
【００１５】
【実施例】
タイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７の空気入りタイヤをリムサイズ１７×７・1/2 のホイールに組付け、空気圧を２３０ｋＰａにした。このとき、連通孔を有する多数の管状体をタイヤ空洞内に収容した実施例１のタイヤと、タイヤ空洞内に管状体を収容しない従来例のタイヤとを用意した。実施例１では、図２に示す管状体（連通孔の長さ１０ｍｍ、連通孔の直径６ｍｍ、単体重量約１ｇ）を総重量３００ｇでタイヤ空洞内に収容した。ここで、上記空気入りタイヤの実験に基づく有効空洞長さＬは１４８０ｍｍであり、基準長さＲは７９０ｍｍとなる。そのため、この管状体の連通孔の長さは、基準長さＲの整数分の１、つまり７９０ｍｍ／７９＝１０ｍｍと一致する。
【００１６】
これら試験タイヤについて、振動伝達率（イナータンス）及び各種路面でのバネ下振動レベルを測定した。振動伝達率は、タイヤ軸固定、無負荷状態のタイヤについて、インパルス加振法で求めたトレッド部の加振力に対する半径方向のタイヤ軸加速度の振動伝達率（イナータンス）である。この振動伝達率の結果を図４に示した。一方、バネ下振動レベルは、速度５０ｋｍ／ｈの定常走行時における車両右前輪での上下方向の軸加速度を測定し、１／３オクターブ分析を行った結果である。試験路面としては、複数の突起を有する路面（突起路）、補修された路面（補修路）、ロードノイズが大きい路面（ロードノイズ大路）などを採用した。突起路でのバネ下振動レベルの結果を図５に示し、補修路でのバネ下振動レベルの結果を図６に示し、ロードノイズ大路でのバネ下振動レベルの結果を図７に示した。
【００１７】
図４〜図７に示すように、実施例１のタイヤは従来例に比べて２３０Ｈｚ付近の振動伝達率が小さく、しかも２５０Ｈｚ付近のバネ下振動レベルが小さくなっていた。
【００１８】
次に、タイヤ空洞内に収容する管状体を異ならせたこと以外は実施例１と同じ条件にした実施例２のタイヤを用意した。実施例２では、図３に示す管状体（連通孔の長さ６ｍｍ、連通孔の直径５ｍｍ、単体重量約１ｇ）を総重量３００ｇでタイヤ空洞内に収容した。上記空気入りタイヤの基準長さＲは７９０ｍｍである。そのため、この管状体の連通孔の長さは、基準長さＲの整数分の１、つまり７９０ｍｍ／１３１＝６．０３ｍｍから僅かにずれている。
【００１９】
この試験タイヤについて、上記測定方法により各種路面でのバネ下振動レベルを測定した。そして、従来例及び実施例１，２について、２５０Ｈｚを中心とする周波数帯でのバネ下振動レベルを図８に示した。
【００２０】
図８に示すように、実施例１，２のタイヤはいずれも従来例のタイヤに比べて良好な結果を示しているが、特に実施例１のタイヤのほうが実施例２のタイヤよりも良好な結果を示していた。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、連通孔を有する複数個の管状体をタイヤ空洞内に転動自在に収容し、かつ上記管状体の単体重量が１ｇ以下で、総重量が５０ｇ以上であるようにしたから、空洞共鳴音を効果的に低減することができる。また、上記管状体は小さく軽いものであっても空洞共鳴音を効果的に低減することが可能であるので、タイヤの動的バランスを損なうことはなく、また動的バランスの悪化による操縦安定性の低下を招くこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤをホイールと共に示す断面図である。
【図２】本発明で使用する管状体の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明で使用する管状体の他の例を示す斜視図である。
【図４】試験タイヤについて、振動伝達率と周波数との関係を示すグラフである。
【図５】試験タイヤについて、突起路でのバネ下振動レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図６】試験タイヤについて、補修路でのバネ下振動レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図７】試験タイヤについて、ロードノイズ大路でのバネ下振動レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図８】試験タイヤについて、２５０Ｈｚを中心とする周波数帯でのバネ下振動レベルを示すグラフである。
【符号の説明】
１ホイール
２空気入りタイヤ
３タイヤ空洞
４管状体
５連通孔

Claims

連通孔を有する複数個の管状体をタイヤ空洞内に転動自在に収容し、かつ前記管状体の単体重量を１ｇ以下にし、総重量を５０ｇ以上にした空気入りタイヤ。
前記連通孔の長さが、音速Ｃ及びタイヤの空洞共鳴周波数ｆから求められるタイヤの有効空洞長さＬ（Ｌ＝Ｃ／ｆ）の半分に相当する基準長さＲの整数分の１である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記管状体の最大寸法が２０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記管状体の材料が、非通気性材料である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記管状体の材料が、粘弾性体又は独立気泡を有するスポンジである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。