JP4205439B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【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 (5)
- 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。
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