JP5617394B2 - 空気入りタイヤ用静音具 - Google Patents
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Description
この空洞共鳴音は、タイヤを転動させたときにトレッド部が路面の凹凸によって振動し、トレッド部の振動がタイヤ内部の空気を振動させることによって生じるものである。
この制音具は、タイヤ周方向に沿って配された長尺のスポンジ材の端面を突き合わせた状態で端面同士を両面テープあるいは接着剤を用いて接着することによって構成されている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コストの低減を図りつつ耐久性の向上を図る上で有利な空気入りタイヤ用静音具を提供することを目的とする。また、そのような空気入りタイヤ用静音具の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明の空気入りタイヤ用静音具の製造方法は、厚さよりも大きな幅とこの幅よりも大きな長さを有し、弾性、柔軟性を有する多孔質吸音材料から形成された厚肉帯状部材を用意し、前記厚肉帯状部材の厚さ方向の中央に、前記厚肉帯状部材の幅方向に貫通する切れ目を前記厚肉帯状部材の長さ方向の両端を除いた長さ方向の全長にわたって形成し、前記厚肉帯状部材を、前記切れ目で向かい合う面が外側に位置するように反転し、前記厚肉帯状部材の1/2の厚さの薄肉帯状部材からなり、半円状を呈し単一の円周上に位置するように互いに対向して配置された一対の円弧部と、前記一対の円弧部の両端が接続され前記単一の円周の半径方向内側に突出する一対の接続部とを備えた環状を呈する空気入りタイヤ用静音具を製造することを特徴とする。
したがって、従来のような接合箇所を接合する工程が不要となるためコスト低減を図る上で有利となり、接合部分での強度不足がないため耐久性を確保する上で有利となる。
また、本発明の空気入りタイヤ用静音具の製造方法によれば、薄肉帯状部材の2倍の厚さの厚肉帯状部材を用意し、切れ目を入れて反転することにより簡単にかつ確実に空気入りタイヤ用静音具を製造でき製造コストを低減する上で極めて有利となる。
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1(A)に示すように、本実施の形態に係る空気入りタイヤ用静音具10は、薄肉帯状部材12からなり、一対の円弧部14と、一対の接続部16とを備え、環状体18を構成している。
空気入りタイヤ用静音具10は、タイヤとホイールのリムとの間、特にタイヤ内周面(タイヤ内腔面)に装着され、タイヤの回転時、トレッド部の内側のタイヤ内周面に対して摺動しつつタイヤの回転速度よりも遅い回転速度で回転し、タイヤ転動時の空洞共鳴音を抑制する、いわゆる騒音低減材として使用されるものである。
このような多孔質吸音材料として、発泡ウレタン、発泡ゴムなど従来公知のさまざまな材料が使用可能であるが、欠け・裂け等の破損や圧縮(へたり)等の変形を有効に抑制する上で、軟質ポリウレタンフォームが好ましい。
より詳細には、軟質ポリウレタンフォームの単位密度(kg/m3)あたりの引裂強さ(単位:N/cm)が0.15以上を有することが破損や変形を有効に抑制する上で好ましい。
なお、単位密度あたりの引裂強さとは、測定された密度および引裂強さから算出される値であり、引裂強さを密度で除することによって得られる値である。
また引裂強さは、試験片の形状を「切込みなしアングル形試験片」としてJIS K6400−5に準じて測定された値を用いている。
軟質ポリウレタンフォームは、例えば、主原料であるポリオール成分の種類により、ポリエステルウレタンフォーム、ポリエーテルウレタンフォームおよびポリエステルエーテルウレタンフォームに大別される。
単位密度あたりの引裂強さの制御の観点からは、ポリエステルウレタンフォームおよびポリエーテルウレタンフォームが好ましい。
このような軟質ポリウレタンフォームは例えば、市販の倉敷紡績社製「クララフォーム」シリーズ等として入手可能である。
また、軟質ポリウレタンフォームは、タイヤの内周面に接触している薄肉帯状部材12の箇所からタイヤ気室内への熱伝導性が良好となり、タイヤの内周面における熱のこもりを抑制する上で連続気泡を有することが好ましい。
一対の接続部16は、一対の円弧部14の両端を接続し単一の円周の半径方向内側に突出している。
環状体18の半径方向外側の各接続部16の箇所は、一対の円弧部14の半径方向外側の外周面14Aが鋭角をもって、あるいは、鈍角をもって交わることで形成された半径方向外方に開放状の凹部1602となっている。
環状体18は、それら一対の円弧部14と一対の接続部16により構成されている。
環状体18の外周面18Aは、一対の円弧部14の外周面14Aと一対の凹部1602の壁面とで構成され、環状体18の内周面18Bは、一対の円弧部14の内周面14Bと、環状体18の内側に位置する一対の接続部16の壁面とで構成されている。
すなわち、図2(A),(B)に示すように、接続部16が環状体18の半径方向内側に変位することで、一対の円弧部14と接続部16で構成される環状体18の外径が縮小し、あるいは、その逆に接続部16が環状体18の半径方向外側に変位することで、一対の円弧部14と接続部16で構成される環状体18の外径が拡大できるので、種々のサイズのタイヤに使用可能であり、したがって、空気入りタイヤ用静音具10のコストを低減する上で有利となっている。
図1(B)に示すように、厚さよりも大きな幅とこの幅よりも大きな長さを有し、弾性、柔軟性を有する多孔質吸音材料から形成された厚肉帯状部材20を用意する。
より詳細には、薄肉帯状部材12の2倍の厚さの厚肉帯状部材20を用意する。
厚肉帯状部材20に用いる材料は薄肉帯状部材12と同様である。
切れ目22の形成は、レーザーカッター、超音波カッター、ウォータカッター、ナイフなどの従来公知のさまざまな切断装置を使用した切断加工で行うことができる。
超音波カッターやナイフを用いる場合は、厚肉帯状部材20を幅方向に圧縮した状態で切断加工を行えば、切断すべき厚肉帯状部材20の寸法を短くすることができ作業性を高める上で有利となる。
レーザーカッターで切断加工する場合は、多孔質吸音材料として難燃性を有するものを用いることが切断加工を安定して行う上で好ましい。
次に、厚肉帯状部材20を、切れ目22で向かい合う面が外側に位置するように反転させる。
これにより、図1(A)に示すように、直線部20Aが円弧部14となり、両端部20Bが接続部16となった空気入りタイヤ用静音具10が製造される。
したがって、従来のような接合箇所を両面テープあるいは接着剤で接合する工程が不要となるためコスト低減を図る上で有利となり、接合部分での強度不足がないため耐久性を確保する上で有利となる。
空気入りタイヤ用静音具10の実効外周長は、略円形に保持された環状体18の外周を包絡する円(または楕円)の周長とし、タイヤのインフレート時の内周長は、(タイヤのインフレート時の外径−タイヤのトータルゲージ×2)×πにより求めればよい。
タイヤのインフレート時の内周長に対する空気入りタイヤ用静音具10の実効外周長の周長比が大きすぎると、タイヤの転動に伴う接地歪みの影響によりタイヤ内で環状体18が圧縮されるため、過度のシワや歪みが生じ、耐久性が不足する。
一方、タイヤのインフレート時の内周長に対する空気入りタイヤ用静音具10の実効外周長の周長比が小さすぎると、環状体18がタイヤの転動軸からの偏心を生じやすくなるため、車体振動や異音の原因となる。
本発明では、接続部16が環状体18の半径方向内側に変位させることで空気入りタイヤ用静音具10の実効外周長を調節できるので、空気入りタイヤ用静音具10をタイヤに装着する際に、その実効外周長を、挿入されるタイヤのインフレート時の内周長の80〜110%の範囲、あるいは、90〜100%の範囲に調節すればよい。また、この範囲に実効外周長を調節できない場合には、この範囲に調節できる実効外周長の異なる(サイズの異なる)別の空気入りタイヤ用静音具10を用いればよい。
タイヤの断面幅に対する空気入りタイヤ用静音具10の最大幅の比率が大きすぎると、タイヤの転動に伴う接地歪みの影響によりタイヤ内で環状体18が圧縮されるため、過度のシワや歪みが生じ、耐久性が不足する。
一方、タイヤの断面幅に対する空気入りタイヤ用静音具10の最大幅の比率が小さすぎると、環状体18のタイヤ内での自由度が過度に高くなり、車体振動や異音の原因となる。
次に第2の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の部分、部材については同一の符号を付して説明する。
第2の実施の形態は、図3(A)に示すように、環状体18の接続部16の凹部1602の形状が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、凹部1602の底部は湾曲面1610で形成されている。
すなわち、図3(B)に示すように、第1の実施の形態と同様の厚肉帯状部材20を用意する。
そして、第1の実施の形態と同様に、厚肉帯状部材20の厚さ方向の中央に、厚肉帯状部材20の幅方向に貫通する切れ目22を厚肉帯状部材20の長さ方向の両端を除いた長さ方向の全長にわたって形成することで、直線部20Aと両端部20Bとを形成する。
次いで、第1の実施の形態に加え、厚肉帯状部材20の両端寄りの切れ目22の端部に、厚肉帯状部材20の幅方向に貫通する孔24を形成する。
次に、厚肉帯状部材20を、切れ目22で向かい合う面が外側に位置するように反転させる。
これにより、図3(A)に示すように、直線部20Aが円弧部14となり、両端部20Bが接続部16となり、環状体18の接続部16の凹部1602の底部が湾曲面1610をなした空気入りタイヤ用静音具10が製造される。
また、孔24の周囲に位置する厚肉帯状部材20の箇所の厚さを、厚肉帯状部材20の厚さの1/4以上とすると、反転したのちの接続部16の強度を十分に確保でき、耐久性を確保する上で有利となる。
また、孔24の径が大きすぎると、孔24の周囲に位置する厚肉帯状部材20の箇所の厚さが小さくなり、反転したのちの接続部16の強度を十分に確保できず、耐久性を確保する上で不利となる。
また、孔24の径が小さすぎると、反転したのちの接続部16の凹部1602の底部の湾曲面1610の曲率半径が小さくなり、応力の集中の抑制効果が小さくなる不利がある。
図4は本発明に係る空気入りタイヤ用静音具10の実施例と比較例とのドラム走行耐久性の評価試験の結果を示す図である。
試験条件は、以下の通りである。
1)空気入りタイヤ用静音具10の材料:
実施例1〜5において、薄肉帯状部材12の材質は軟質ポリウレタンフォームとした。
比較例において、環状体の材質は軟質ポリウレタンフォームとした。
2)タイヤ仕様:
タイヤサイズ:215/60R16 95H
リムサイズ:17×7JJ
空気圧:120kPa(通常の半分程度の低圧条件)
3)ドラム走行条件:
荷重:6.8kN(ロードインデックス値LIの100%とした)
ドラム直径:1707mm
走行速度:81km/h
4)評価方法:
目視によって空気入りタイヤ用静音具の外観の損傷が大きく使用不可能であると確認された時点での走行距離をドラム走行耐久性とした。
空気入りタイヤ用静音具の外観の確認は、1000km走行まで、100kmおきに走行を中断してタイヤ内部を目視することで行い、1000km以降は、500kmおきに走行を中断してタイヤ内部を目視することで行った。
また、「最大幅の比」とは、環状体18の最大幅Wc/タイヤ断面幅Wtで示される最大幅の比Wc/Wtを示す。
また、「孔径の比」とは、孔24の半径R/厚肉帯状部材20の厚さTで示される比率R/Tを示す。
また、「最小厚さの比」とは、孔24が形成されていない場合は、厚肉帯状部材20の箇所の厚さの最小値t1/厚肉帯状部材20の厚さTで示される比率t1/Tを示す。また、孔24が形成されている場合は、孔24の周囲に位置する厚肉帯状部材20の箇所の厚さの最小値t2/厚肉帯状部材20の厚さTで示される比率t2/Tを示す。
周長比は95%であり90〜100%の範囲内となっており、最大幅の比は85%であり70〜90%の範囲内となっている。
また、最小厚さの比は、50%となっている。
また、孔径の比は20%である。
また、最小厚さの比は30%であり、25%(1/4)を上回っている。
また、最小厚さの比は50%となっている。
また、最小厚さの比は50%となっている。
また、孔径の比は30%であり、最小厚さの比は20%であり25%(1/4)を下回っている。
実施例2は、厚肉帯状部材20の切れ目22の端部に孔24が形成されているため、実施例1に比べて耐久性により優れている。
実施例3は、周長比が115%であって80〜110%の範囲を上回っていることから、耐久性が実施例1よりも若干低下している。
実施例4は、最大幅の比が110%であって50〜100%の範囲を上回っていることから、耐久性が実施例1よりも若干低下している。
実施例5は、最小厚さの比が20%と25%(1/4)を下回っていることから、耐久性が実施例2よりも若干低下している。
Claims (10)
- 厚さよりも大きな幅とこの幅よりも大きな長さを有し、弾性、柔軟性を有する多孔質吸音材料から形成された単一の薄肉帯状部材からなり、
半円状を呈し単一の円周上に位置するように互いに対向して配置された一対の円弧部と、
前記一対の円弧部の両端を接続し前記単一の円周の半径方向内側に突出する一対の接続部とを備え、
環状体を構成している、
ことを特徴とする空気入りタイヤ用静音具。 - 前記環状体の半径方向外側の前記各接続部の箇所は、前記一対の円弧部の半径方向外側の外周面が交わることで形成された半径方向外方に開放状の凹部となっている、
ことを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ用静音具。 - 前記凹部の底部は湾曲面で形成されている、
ことを特徴とする請求項2記載の空気入りタイヤ用静音具。 - 前記環状体の外周を包絡する外周長は、挿入されるタイヤのインフレート時の内周長の80〜110%の範囲である、
ことを特徴とする請求項1乃至3に何れか1項記載の空気入りタイヤ用静音具。 - 前記空気入りタイヤ用静音具の最大幅は、挿入されるタイヤの断面幅の50〜100%の範囲である、
ことを特徴とする請求項1乃至4に何れか1項記載の空気入りタイヤ用静音具。 - 前記多孔質吸音材料は、単位密度(kg/m3)あたりの引裂き強さ(N/cm)が0.15以上を有する軟質ウレタンフォームである、
ことを特徴とする請求項1乃至5に何れか1項記載の空気入りタイヤ用静音具。 - 前記軟質ウレタンフォームは連続気泡を有する、
ことを特徴とする請求項6記載の空気入りタイヤ用静音具。 - 厚さよりも大きな幅とこの幅よりも大きな長さを有し、弾性、柔軟性を有する多孔質吸音材料から形成された厚肉帯状部材を用意し、
前記厚肉帯状部材の厚さ方向の中央に、前記厚肉帯状部材の幅方向に貫通する切れ目を前記厚肉帯状部材の長さ方向の両端を除いた長さ方向の全長にわたって形成し、
前記厚肉帯状部材を、前記切れ目で向かい合う面が外側に位置するように反転し、
前記厚肉帯状部材の1/2の厚さの薄肉帯状部材からなり、半円状を呈し単一の円周上に位置するように互いに対向して配置された一対の円弧部と、前記一対の円弧部の両端が接続され前記単一の円周の半径方向内側に突出する一対の接続部とを備えた環状を呈する空気入りタイヤ用静音具を製造する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ用静音具の製造方法。 - 前記反転する前に、前記厚肉帯状部材の両端寄りの前記切れ目の端部に、前記厚肉帯状部材の幅方向に貫通する孔を形成する、
ことを特徴とする請求項8記載の空気入りタイヤ用静音具の製造方法。 - 前記孔の周囲に位置する前記厚肉帯状部材の箇所は、前記厚肉帯状部材の厚さの1/4以上の厚さを有している、
ことを特徴とする請求項9記載の空気入りタイヤ用静音具の製造方法。
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