JP6062634B2 - 空気入りタイヤとリムとの組立体 - Google Patents

Description

本発明は、走行中の車両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、及び空気入りタイヤに関するものである。

近年、自動車等の車両の走行時における騒音に対して、さらなる低騒音化、静粛化が望まれており、タイヤにより生じる騒音についても低減することが求められている。

例えば、タイヤの空洞共鳴は自動車の車室内騒音に影響を及ぼす。空洞共鳴は、空気入り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（空気充填される部分）が気柱管を構成して空気が共鳴振動することによるものであり、ロードノイズの原因となる。

かかるタイヤ空洞で発生する共鳴を低減させ、車室内に伝わる騒音を低減させるための技術として、タイヤ空洞内に多孔質吸音材や干渉型消音器を設けることが提案されている。

例えば、下記特許文献１には、タイヤ内側面に全周にわたって吸音材層を設けた構成が開示されている。この構成では、タイヤ周上に連続して吸音材が設けられているため、タイヤ空洞を断面でみたときの面積に占める吸音材の割合は少なく、吸音材の使用量の割には効果が小さく、また使用する吸音材の量自体も多いという欠点がある。

下記特許文献２には、タイヤ空洞内に、タイヤの回転に伴う遠心力によりリムの外周面からタイヤ半径方向に立ち上がり、タイヤ空洞を遮る１以上の立ち上がり部を配置し、該立ち上がり部に不織布からなる吸音材を設けた構成が示されている。吸音材が効果的に働くのは、空気の粒子速度が最大となる粒子速度の腹に位置する場合である。そのため、特許文献２の構成では、吸音材が粒子速度の腹位置にある場合にしか十分な効果を発揮できない。

下記特許文献３には、タイヤの内側面にゴム製中空環状体を設け、該中空環状体に開口を形成する構成が開示されており、タイヤ空洞内にサイドブランチ型消音器を設けて、空洞共鳴の低減を図っている。また、下記特許文献４には、タイヤ空洞内に複数の副気室をタイヤ周方向に並べて設け、連通部を介して該副気室をタイヤ空洞に連結することで、ヘルムホルツ型共鳴器として機能させることが開示されている。このような干渉型消音器が効果的に働くのは、開口端が共鳴による音圧の腹位置にある場合であり、当該腹位置にある場合しか十分な効果を発揮できない。

下記特許文献５には、タイヤ空洞内に全周にわたって多孔質吸音材を設け、該多孔質吸音材の内部にタイヤ空洞と区画された空気室を形成し、該空気室をタイヤ空洞と連結させることでヘルムホルツ型共鳴器を構成することが開示されている。しかしながら、タイヤ周上に連続して吸音材を設ける構成では、吸音材を有効に使用していると言えない点で上記特許文献１と同様である。また、多孔質吸音材自体でヘルムホルツ型共鳴器の壁を構成しているため、共鳴器内の空気が多孔質の壁を透過したり、該壁に空気が吸収されたりして、共鳴器の効果が十分に発揮されないおそれがある。

特開昭６３−２９１７０８号公報 特開２００１−３４７８０７号公報 実開平３−１８０５号公報 特開２００２−１７８７２７号公報 特開２００４−８２９４７号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、重量増加を抑えつつタイヤの空洞共鳴を効果的に低減することができる空気入りタイヤとリムとの組立体、及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤとリムとの組立体は、空気入りタイヤをリムに装着することにより、空気入りタイヤとリムとの間にタイヤ空洞を形成する空気入りタイヤとリムとの組立体であって、前記タイヤ空洞内における周方向の１箇所又は周方向に間隔をおいた複数箇所に、前記タイヤ空洞を主管路として当該タイヤ空洞に対して開口する開口端を有する副空洞共鳴器としての干渉型消音器と組み合わせて、多孔質の吸音材が配置され、前記吸音材はその全体が前記主管路としての前記タイヤ空洞内に設けられ前記干渉型消音器の前記副空洞共鳴器として作用する空洞の外部に前記吸音材が設けられたことを特徴とするものである。

また、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ内側面における周方向の１箇所又は周方向に間隔をおいた複数箇所に、リムとの間に形成されるタイヤ空洞を主管路として当該タイヤ空洞に対して開口する開口端を有する副空洞共鳴器としての干渉型消音器と組み合わせて、多孔質の吸音材が配置され、前記吸音材はその全体が前記主管路としての前記タイヤ空洞内に設けられ、前記干渉型消音器の前記副空洞共鳴器として作用する空洞の外部に前記吸音材が設けられたことを特徴とするものである。

上記構成において、前記干渉型消音器は、主管路としてのタイヤ空洞に対する開口端を有し、少なくとも該開口端が前記吸音材とタイヤ周方向における同じ位置に設けられた構成とすることが好ましい。

また、上記構成において、前記吸音材はタイヤ周方向に対して前後となる第１吸音層と第２吸音層を有し、前記第１吸音層と第２吸音層の間に前記干渉型消音器が設けられた構成としてもよい。

また、上記構成において、前記リムには前記タイヤ空洞に空気を充填するための空気バルブが備えられており、前記吸音材と干渉型消音器が前記空気バルブに取り付けられた構成としてもよい。

また、上記構成において、干渉型消音器としては、サイドブランチ型共鳴器でもよく、ヘルムホルツ型共鳴器でもよい。

本発明によれば、タイヤ空洞内における周上の１箇所又は複数箇所に、多孔質吸音材と干渉型消音器を組み合わせて配置したことにより、タイヤの空洞共鳴を効果的に低減することができる。また、タイヤ周方向の全周にわたって吸音材を設けるものではないので、重量増加を抑えつつ空洞共鳴を低減して、ロードノイズを効果的に低減することができる。

実施例１に係る空気入りタイヤとリムとの組立体の部分斜視図である。 実施例１に係るタイヤ周方向断面の模式図である。 実施例１に係るハイブリッド消音器の構造を示す模式図である。 サイドブランチ型共鳴器の模式図である。 タイヤの空洞共鳴における粒子速度と音圧の関係を示す説明図である。 実施例２に係るハイブリッド消音器の模式図である。 実施例３に係るハイブリッド消音器の模式図である。 実施例４に係るハイブリッド消音器の模式図である。 ヘルムホルツ型共鳴器の模式図である。 実施例５に係るハイブリッド消音器の模式図である。 実施例６に係るハイブリッド消音器の模式図である。 実施例７に係るタイヤ周方向断面の模式図である。 実施例８に係る空気入りタイヤとリムとの組立体の部分斜視図である。 実施例８に係る組立体のタイヤ径方向断面図である。 実施例８に係るタイヤ周方向断面の模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

まず、図５を参照しながら、タイヤの空洞共鳴における粒子速度と音圧の関係について説明する。空気入りタイヤの空洞共鳴は、トーラス状の円環内で起こる空気の一次共鳴であり、タイヤ周方向においては、空気の粒子速度が最大となる粒子速度の腹が２箇所存在する。すなわち、図５に示すタイヤ空洞１４の模式図において、粒子速度の腹Ｌｖは、タイヤ直径方向に対向する２箇所（１８０°の位置）に存在する。また、この腹Ｌｖ同士が対向する方向に直交する方向における２箇所には、粒子速度が最小となる粒子速度の節Ｎｖが存在する。ここで、多孔質吸音材が効果的に働くのは、粒子速度の腹Ｌｖに置かれたときである。

また、タイヤの空洞共鳴における音の伝達方向は、タイヤ周方向であるから、吸音材を粒子速度の腹Ｌｖとなる断面に集中して配置すること、結果的に周方向に断続的に配置することが効果的となる。しかしながら、粒子速度の腹Ｌｖの位置は、タイヤの転動とともに変化するため、常に吸音材が効果的に働く位置にくるわけではない。粒子速度の節Ｎｖの位置にきたときには、吸音材の効果は少ない。例えば、図５において、タイヤ周上の点Ａでは、粒子速度の腹Ｌｖ位置であるため吸音材の効果は最大となるが、点Ｂでは、粒子速度の節Ｎｖ位置であるため吸音材の効果は最小となる。そのため、吸音材をタイヤ周上の一箇所に設けた場合、タイヤの転動とともに、吸音材の効果がある瞬間と、効果がない瞬間が交互の繰り返されることになる。

一方、粒子速度の節Ｎｖの位置とは、空洞共鳴における音圧にとっては腹Ｌｐの位置となる。すなわち、粒子速度の節Ｎｖとなる周上の２箇所は、同時に音圧の腹Ｌｐの位置となり、粒子速度の腹Ｌｖとなる周上の２箇所は、同時に音圧の節Ｎｐの位置となる。ここで、音圧の腹Ｌｐの位置においては、サイドブランチ型共鳴器などの干渉型消音器の効果が発揮される部位となる。

以上より、重量増加を抑えつつタイヤの空洞共鳴を効果的に低減するためには、吸音材を周上の一箇所又は断続的に複数配置し、かつ、吸音材では効果的に低減できない周上の位置（粒子速度の節Ｎｖ＝音圧の腹Ｌｐ）においては干渉型消音器として働くよう、吸音材と干渉型消音器を組み合わせて配置することが有効である。例えば、図５における点Ａでは、音圧の節Ｎｐであるため干渉型消音器の効果は最小であるが、粒子速度の腹Ｌｖ位置であるため吸音材の効果が最大となる。点Ｂでは、粒子速度の節Ｎｖであるため吸音材の効果は最小であるが、音圧の腹Ｌｐであるため干渉型消音器の効果が最大となる。

そのため、吸音材と干渉型消音器を組み合わせたハイブリッド消音器であると、タイヤが転動しても吸音材と干渉型消音器の少なくとも一方の効果が発揮されるので、タイヤ周上の一箇所のみに設けた場合でも、常に空洞共鳴を低減することができる。従って、重量増加を抑えつつ空洞共鳴を低減して、ロードノイズを効果的に低減することができる。

次に、該ハイブリッド消音器を設置した空気入りタイヤとリムとの組立体の各実施例について説明する。

［実施例１］
図１〜図３は実施例１に関するものである。図１において、符号１０は空気入りタイヤであり、符号１２はリムである。リム１２に空気入りタイヤ１０を嵌め込んだ組立体としたときに、空気入りタイヤ１０とリム１２との間には、空気充填空洞としての円環状のタイヤ空洞１４が形成される。

空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１６，１６及びサイドウォール部１８，１８と、左右のサイドウォール部１８，１８の径方向外方端部同士を連結するトレッド部２０とを備えてなり、ビード部１６がリム１２に係合している。

タイヤ空洞１４内には、多孔質の吸音材２２と干渉型消音器２４を組み合わせてなるハイブリッド消音器２６が設けられている。この例では、図２に示すように、ハイブリッド消音器２６は、タイヤ周上の１箇所に設けられている。また、ハイブリッド消音器２６は、タイヤ内側面、詳細にはトレッド部２０の内周面に取り付けられている。

吸音材２２としては、特に限定されないが、発泡ウレタン樹脂からなるものが好ましく用いられる。吸音材２２は、タイヤ空洞１４内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置されている。この例では、トレッド部２０の内周面に対する取付部２８を有し、該取付部２８からタイヤ径方向内方に向けて起立した姿勢に形成されている。

吸音材２２は、タイヤ周方向において複層構造をなしている。詳細には、吸音材２２は、タイヤ周方向に対して前後となる第１吸音層３０と第２吸音層３２を有し、両者の間に空気層３４を備えてなる。第１吸音層３０と第２吸音層３２は、空気層３４を挟んでタイヤ周方向に相対する互いに平行な一対の多孔質吸音材料からなる壁部により形成されている。

干渉型消音器２４としては、この例では、サイドブランチ型共鳴器が用いられている。サイドブランチ型共鳴器は、図４に示すように、主管路（ここではタイヤ空洞１４）から分岐した管状をなす副空洞共鳴器（ブランチパイプ）であり、ブランチパイプの一端において主管路に開口し、他端は閉塞されている。サイドブランチ型共鳴器は、ブランチパイプによる音波の干渉により特定の周波数の音を効率よく低減する。低減する周波数ｆは、ブランチパイプの長さをＬとし、音速をｃとして、ｆ＝ｃ／（４Ｌ）である。そのため、低減すべき音の周波数に応じて、ブランチパイプの長さＬを設定すればよい。

干渉型消音器２４の材質としては、特に限定されないが、空気が透過しないように、未発泡の樹脂やゴム、金属などで形成することができる。

干渉型消音器２４は、第１吸音層３０と第２吸音層３２の間の空気層２４に設けられている。このように干渉型消音器２４を第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設けることにより、タイヤ周方向に沿って移動する空気の粒子が干渉型消音器２４に直接衝突し、その表面で反射することで、吸音材２２に入射せずに散乱してしまうのを低減することができる。このような理由から、干渉型消音器２４のタイヤ周方向への投影面積のうち５０％以上が第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設けられていることが好ましい。

干渉型消音器２４は、その開口端３６が、第１吸音層３０と第２吸音層３２の間から外側に引き出されて、タイヤ空洞１４に対して開口している。干渉型消音器２４は、開口端３６における音圧の変化により機能するものであるため、第１吸音層３０と第２吸音層３２の間がタイヤ幅方向や径方向においてタイヤ空洞１４に対して開かれ、音圧が変化するのであれば、必ずしも開口端３６を両吸音層３０，３２の間から引き出さなくてもよい。なお、符号３８は干渉型消音器２４の閉塞端である。

干渉型消音器２４は、この例では、第１吸音層３０の先端（タイヤ径方向内端）から、当該先端を乗り越えてタイヤ周方向の外側に引き出されている。もちろん、第２吸音層３２の先端から当該先端を乗り越えて引き出されてもよく、あるいはまた、第１吸音層３０や第２吸音層３２の左右いずれかの側部から引き出されてもよい。

以上よりなる実施例１であると、タイヤ空洞１４内における周上の１箇所に、多孔質の吸音材２２と干渉型消音器２４を組み合わせて配置したことにより、吸音材２２では効果的に低減できない周上の位置（点Ｂ、粒子速度の節Ｎｖ＝音圧の腹Ｌｐ）では干渉型消音器２４の効果を最大とし、干渉型消音器２４では効果的に低減できない周上の位置（点Ａ、音圧の節Ｎｐ＝粒子速度の腹Ｌｖ）では吸音材２２の効果を最大とすることができる（図５参照）。また、これらの中間位置（点Ｃ）では、吸音材２２と干渉型消音器２４の効果がともに最大ではないものの、両者を働かせることができる。そのため、タイヤ周上の１箇所のみに設けた構成にもかかわらず、常に空洞共鳴の低減効果を発揮することができる。そのため、重量増加を抑えつつ空洞共鳴を低減して、ロードノイズを効果的に低減することができる。

また、本実施例では、吸音材２２をタイヤ周方向において複層構造としたことにより、次のような作用効果も奏される。すなわち、この場合、図３に示すように、タイヤ空洞内に発生する空洞共鳴による音波は、第１吸音層３０、空気層３４及び第２吸音層３２を透過することになる。外部空気層から第１吸音層３０に音波が入射すると、第１吸音層３０の表面である第１界面４０Ａにより反射される第１外部放出波と第１吸音層３０内に進入する第１内部進入波とに分かれる。第１吸音層３０内に進入した第１内部進入波は熱変換により減衰しながら進行し、第１吸音層３０の裏面と空気層３４とにより形成される第２界面４０Ｂに入射する。第２界面４０Ｂに入射した第１内部進入波は、第２界面４０Ｂにより反射される第１内部反射波と空気層３４に進出する第１外部進出波とに分かれる。空気層３４に進出した第１外部進出波は、空気層３４を進行し、第２吸音層３２の表面である第３界面４０Ｃに入射する。第３界面４０Ｃに入射した第１外部進出波は、第３界面４０Ｃにより反射される第１外部反射波と第２吸音層３２内に進入する第２内部進入波とに分かれる。第２吸音層３２内に進入した第２内部進入波は熱変換により減衰しながら進行し、第２吸音層３０の裏面と外部空気層により形成される第４界面４０Ｄに入射する。第４界面４０Ｄに入射した第２内部進入波は、微量外部放出波と第４界面４０Ｄにより反射して第２吸音層３０内に進入する第２内部反射波とに分かれる。

一方、前記の第２界面４０Ｂにより反射された第１内部反射波は、第１吸音層３０内に進入し、熱変換により減衰しながら進行し、第１界面４０Ａに入射する。第１界面４０Ａに入射した第１内部反射波は、微量外部放出波と第１界面４０Ａにより反射される第３内部反射波とに分かれる。第１界面４０Ａにより反射された第３内部反射波は、その後、前記の第１内部進入波と同様の経過をたどる。

また、第３界面４０Ｃにより反射された第１外部反射波は、空気層３４を進行し、第２界面４０Ｂに入射する。第２界面４０Ｂに入射した第１外部反射波は、第１吸音層３０の内部に進入する第３内部進入波と第２界面４０Ｂにより反射される第２外部反射波とに分かれる。第１吸音層３０の内部に進入した第３内部進入波は、その後、前記の第１内部反射波と同様の経過をたどる。第２外部反射波は、その後、第１外部進出波と同様の経過をたどる。

第４界面４０Ｄにより反射した第２内部反射波は、第２吸音層３２内を熱変換により減衰しながら進行し、第３界面４０Ｃに入射する。第３界面４０Ｃに入射した第２内部反射波は、第３界面４０Ｃにより反射される第４内部反射波と空気層３４に進出する第２外部進出波とに分かれる。第３界面４０Ｃにより反射された第４内部反射波は、その後、前記の第２内部進入波と同様の経過をたどる。空気層３４に進出した第２外部進出波は、その後、第１外部反射波と同様の経過をたどる。

以上のように、本実施例における吸音材２２であると、外部空気層から第１吸音層３０内に進入した第１内部進入波は各界面の間で往復を繰り返しながら、第１吸音層３０と第２吸音層３２を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していき、外部へはほとんど無視可能な微量の外部放出波を放出することになる。そのため、吸音効果に優れる。

［実施例２］
図６は実施例２に関するものである。実施例２では、ハイブリッド消音器２６Ａを構成する干渉型消音器２４の配設の仕方が上述した実施例１とは異なる。

この例では、サイドブランチ型共鳴器からなる干渉型消音器２４は、その略全体が第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設けられ、開口端３６が第２吸音層３２を貫通して、その先端の開口面が外側空気層（即ち、タイヤ空洞１４）に対して開口するように設けられている。従って、この例では、干渉型消音器２４のタイヤ周方向への投影面積の略１００％が第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設けられている。なお、干渉型消音器２４の開口端３６は、第１吸音層３０を貫通させて設けてもよい。

このように干渉型消音器２４の略全体を吸音材２２の間に設けることにより、吸音材２２に入射すべき音波が干渉型消音器２４に衝突して散乱してしまうことを更に低減することができる。実施例２について、その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であり、説明は省略する。

［実施例３］
図７は実施例３に関するものである。実施例３では、複層構造ではない単なる円柱状の多孔質吸音材４２を用いた点で、実施例１とは異なる。

この例では、円柱状の吸音材４２が、タイヤ空洞１４内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように配置されており、実施例１と同様、トレッド部２０の内周面に取り付けられて、タイヤ径方向内方に向けて起立した姿勢に形成されている。なお、吸音材４２の材質は、上記と同様、発泡ウレタン樹脂が好ましい。

そして、この吸音材４２の外周面に、サイドブランチ型共鳴器からなる干渉型消音器２４が螺旋状に巻き付けられている。これにより、タイヤ空洞１４内に、多孔質の吸音材４２と干渉型消音器２４を組み合わせてなるハイブリッド消音器２６Ｂが設けられている。

実施例３について、その他の構成は実施例１と同様であり、説明は省略する。実施例３では、多孔質吸音材４２と干渉型消音器２４を組み合わせたハイブリッド消音器２６Ｂによる上記の優れた効果は奏されるが、吸音材４２が複層構造ではなく、また前後の吸音層の間に干渉型消音器２４を設けたものでもないため、その分、ロードノイズの低減効果が実施例１，２に対しては劣る。

［実施例４］
図８は実施例４に関するものである。実施例４では、ハイブリッド消音器２６Ｃを構成する干渉型消音器４４としてヘルムホルツ型共鳴器を用いた点で、上述した実施例１とは異なる。

ヘルムホルツ型共鳴器は、図９に示すように、副気室４６と、該副気室４６を主管路（ここではタイヤ空洞１４）に連結する連結路４８からなる副空洞共鳴器であり、副空洞共鳴器による音波の干渉により特定の周波数の音を効率よく低減する。低減する周波数ｆは、副気室４６の体積をＶ、連結路４８の断面積をＳ、連結路４８の長さをＬ、音速をｃとして、ｆ＝（ｃ／２π）√（Ｓ／Ｖ・Ｌ）である。そのため、低減すべき音の周波数に応じて、Ｖ、Ｓ及びＬを設定すればよい。なお、干渉型消音器４４の材質としては、特に限定されないが、空気が透過しないように、未発泡の樹脂やゴム、金属などで形成することができる。

干渉型消音器４４は、実施例１と同様、複層構造をなす吸音材２２に対し、第１吸音層３０と第２吸音層３２の間の空気層２４に設けられている。詳細には、副気室４６が第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設置されており、連結路４８が第１吸音層３０と第２吸音層３２の間から外側に引き出されて、連結路４８の先端、即ち開口端４８Ａがタイヤ空洞１４に対して開口している。

このように副気室４６を第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設けることにより、吸音材２２に入射すべき音波が干渉型消音器４４に衝突して散乱してしまうことを低減することができる。なお、ヘルムホルツ型共鳴器からなる干渉型消音器４４についても、上記干渉型消音器２４と同様、開口端４８Ａは両吸音層３０，３２の間から必ずしも引き出さなくてもよい。

以上よりなる実施例４であると、タイヤ空洞１４内における周上の１箇所に、多孔質の吸音材２２と干渉型消音器４４を組み合わせて配置したことにより、実施例１と同様に、吸音材２２では効果的に低減できない周上の位置（点Ｂ、粒子速度の節Ｎｖ＝音圧の腹Ｌｐ）では干渉型消音器４４の効果を最大とし、干渉型消音器４４では効果的に低減できない周上の位置（点Ａ、音圧の節Ｎｐ＝粒子速度の腹Ｌｖ）では吸音材２２の効果を最大とすることができる（図５参照）。また、これらの中間位置（点Ｃ）では、吸音材２２と干渉型消音器４４の効果がともに最大ではないものの、両者を働かせることができる。そのため、タイヤ周上の１箇所のみに設けた構成にもかかわらず、常に空洞共鳴の低減効果を発揮することができる。そのため、重量増加を抑えつつ空洞共鳴を低減して、ロードノイズを効果的に低減することができる。実施例４について、その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であり、説明は省略する。

［実施例５］
図１０は実施例５に関するものである。実施例５では、ハイブリッド消音器２６Ｄを構成する干渉型消音器４４の配設の仕方が上記実施例４とは異なる。

この例では、第１吸音層３０と第２吸音層３２の間にヘルムホルツ型共鳴器からなる干渉型消音器４４が２つ設けられ、各干渉型消音器４４は、その連結路４８が前後の吸音層３０，３２を貫通して、その先端、即ち開口端４８Ａのみが外側空気層に開口するように設けられている。従って、この例では、干渉型消音器４４のタイヤ周方向への投影面積の略１００％が第１吸音層３０と第２吸音層３２の間に設けられている。

このように干渉型消音器４４の略全体を吸音材２２の間に設けることにより、吸音材２２に入射すべき音波が干渉型消音器４４に衝突して散乱してしまうことを更に低減することができる。実施例５について、その他の構成及び作用効果は実施例４と同様であり、説明は省略する。なお、実施例５では、干渉型消音器４４を２つ設けたが、１つだけで構成してもよく、その数は特に限定されない。

［実施例６］
図１１は実施例６に関するものである。実施例６では、複層構造ではない多孔質吸音材５０を用いた点で、上記実施例４とは異なる。

この例では、ブロック状の吸音材５０がトレッド部２０の内周面に取り付けられている。なお、吸音材５０の材質は、上記と同様、発泡ウレタン樹脂が好ましい。そして、この吸音材５０に干渉型消音器４４が埋設されており、干渉型消音器４４の連結路４８の開口端４８Ａが外側空気層に開口するように設けられている。これにより、タイヤ空洞１４内に、多孔質の吸音材５０と干渉型消音器４４を組み合わせてなるハイブリッド消音器２６Ｅが設けられている。

実施例６について、その他の構成は実施例４と同様であり、説明は省略する。実施例６では、多孔質吸音材５０と干渉型消音器４４を組み合わせたハイブリッド消音器２６Ｅによる上記の優れた効果は奏されるが、吸音材５０が複層構造ではないため、その分、ロードノイズの低減効果が実施例４，５に対して劣る。

［実施例７］
図１２は実施例７に関するものである。実施例７では、上記実施例１に係るハイブリッド消音器２６を、タイヤ周上の２箇所に設けた点で、実施例１とは異なる。この例では、ハイブリッド消音器２６は、タイヤ直径方向に対向する２箇所（１８０°の位置）に設けられている。

上記ハイブリッド消音器２６は、タイヤ周上の一部に限定して設けられるものであり、重量がそれほど大きいものではないが、このようにタイヤ直径方向に対向する２箇所に設けることにより、空気入りタイヤ１０の重量バランスを向上することができる。

なお、従来のように消音器を吸音材又は干渉型消音器の単独で構成する場合、仮にタイヤ直径方向に対向する２箇所に配置すると、ともに粒子速度や音圧の腹Ｌｖ，Ｌｐ位置、又は節Ｎｖ，Ｎｐ位置に配されることになり、そのため、２つ設けても常に空洞共鳴を低減させるという効果は得られない。常に働かせるためには、９０°位置に設ける必要があり、重量バランスが損なわれる。

実施例７では、ハイブリッド消音器２６をタイヤ周上の２箇所に設けたが、本発明では３箇所以上に設けてもよい。いずれにしても、タイヤ周上に間隔をあけて複数設ける場合、重量バランスの点から、タイヤ周方向において等間隔に設置することが好ましい。好ましくは、重量増加を抑えるために、ハイブリッド消音器はタイヤ周上の４箇所以下に設けることであり、より好ましくは１箇所又は２箇所、更に好ましくは１箇所のみに設けることである。

［実施例８］
図１３〜１５は実施例８に関するものである。実施例８では、ハイブリッド消音器２６Ｆを空気バルブ５２に取り付けた点が、上記実施例１と異なる。

図１３及び図１４において、符号５２は、タイヤ空洞１４に空気を充填するための空気バルブであり、タイヤ周方向の１箇所においてリム１２に設けられている。ハイブリッド消音器２６Ｆは、多孔質の吸音材５４と、サイドブランチ型共鳴器からなる干渉型消音器２４とで構成されている。

吸音材５４は、タイヤ空洞１４内においてタイヤ周方向の空間を遮ることができるように、空気バルブ５２に対する取付部５６を有し、該取付部５６から径方向外方に向けてタイヤ空洞１４内に起立した姿勢に形成されている。なお、吸音材５４の材質としては、柔軟な発泡ウレタン樹脂からなるものが、リム組みする際に倒すことができ、リム組の妨げにならないので望ましい。

吸音材５４は、実施例１と同様、タイヤ周方向において複層構造をなしている。但し、この例では、第１吸音層３０と第２吸音層３２とが、その側面で連続した中空円筒状をなし、中空部が空気層３４となっている。このように構成したことにより、図１５に示すように、タイヤ空洞１４内に発生する空洞共鳴による音波が第１吸音層３０、空気層３４及び第２吸音層３２を透過することになる。この音波の透過状況は、実施例１において述べたのと同様の状況である。

なお、吸音材５４は、中空円筒状であることに限られず、中空の筒状であればよい。また、該吸音材５４を空気バルブ５２へ取り付ける場合、空気バルブ５２が空気の流入口である関係から、内部が空洞の円筒状にし、空気バルブ５２の穴と中空部とを連通するようにすれば、空気充填の妨げにならないので合理的である。

干渉型消音器２４は、実施例１と同様、第１吸音層３０と第２吸音層３２の間、即ち中空部の空気層３４内に設けられている。また、タイヤ空洞１４に対する開口端３６が、中空部から外側空気層に引き出されて、タイヤ空洞１４に対して開口している。詳細には、開口端３６は、筒状をなす吸音材５４の先端を乗り越えて外側に引き出されている。

以上よりなる実施例８であると、多孔質の吸音材５４と干渉型消音器２４を組み合わせたハイブリッド消音器２６Ｆを空気バルブ５２に取り付けたことにより、実施例１と同様に、吸音材５４では効果的に低減できない周上の位置では干渉型消音器２４の効果を最大とし、干渉型消音器２４では効果的に低減できない周上の位置では吸音材５４の効果を最大とすることができ、更にこれらの中間位置でも、吸音材２２と干渉型消音器４４の両者を働かせることができる。そのため、タイヤ周上の１箇所のみに設けた構成にもかかわらず、常に空洞共鳴の低減効果を発揮することができる。実施例８について、その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であり、説明は省略する。

なお、実施例８では、干渉型消音器２４の閉塞端３８を空気バルブ５２と連結させずに設けたが、閉塞端３８を空気バルブ５２と一体化させて設けてもよい。すなわち、空気バルブ５２のタイヤ空洞１４への開口端にパイプ状の干渉型消音器２４を連結しておき、干渉型消音器２４を介してタイヤ空洞１４に空気が充填するようにしてもよい。その場合、空気バルブ５２から流入される空気は、干渉型消音器２４を空気充填経路としてタイヤ空洞１４内に充填され、空気充填終了により空気バルブ５２を閉じることでブランチパイプの片端が閉じられる。すなわち、空気バルブ５２が干渉型消音器２４の閉塞端３８となり、片側開口のサイドブランチ型共鳴器が形成される。

［その他の実施形態］
上記実施例では、吸音材と干渉型消音器を複合一体化したハイブリッド消音器を設けたが、吸音材と干渉型消音器とは必ずしも複合一体化されていなくてもよい。すなわち、タイヤ周方向における１箇所又は周方向に間隔をあけた複数箇所において、多孔質吸音材と干渉型消音器を、周上の実質的な同じ位置に配置すれば、両者を複合一体化することなく、別体のまま設置してもよい。

また、吸音材と干渉型消音器をタイヤ周方向における同じ位置に設ける場合、干渉型消音器については、少なくともタイヤ空洞に対する開口端が吸音材と同じ位置に設けられていればよく、干渉型消音器の全体が吸音材とタイヤ周方向における同じ位置に配置される必要はない。干渉型消音器が音波の干渉効果を発揮する位置は、開口端の位置だからである。なお、タイヤ周方向における同じ位置とは、吸音材と干渉型消音器の開口端の位置が周方向において完全に一致していることを要求するものではなく、タイヤの回転軸を中心としてタイヤ周方向における両者間の角度が２０°以内であれば、実質的には同じ位置であり、同様の作用効果が奏される。

また、上記実施例１〜７ではハイブリッド消音器をタイヤ内側面に設置し、実施例８ではリム側の空気バルブに設置したが、ハイブリッド消音器はリムの外周面に設けてもよい。更には、吸音材と干渉型消音器のいずれか一方をタイヤ内側面に設け、他方をリムの外周面やリム側の空気バルブに設けてもよい。

また、吸音材のタイヤ周方向における配設範囲θ（図２参照）は、タイヤ周上の１箇所当たりで、タイヤの回転軸を中心としてθ≦３０°であることが好ましく、より好ましくはθ≦２０°である。特に、吸音材をタイヤ周方向において複層構造とした場合に、第１吸音層と第２吸音層との間隔を大きくとりすぎると両者が対向しているとはいえず、第１吸音層を透過した透過波が第２吸音層に透過しにくくなり、吸音材を複数回透過する効果が得られにくくなる。吸音材のタイヤ周方向における配設範囲θを３０°以下に設定することで、吸音材を複層構造とすることによる効果を確保しやすい。

その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

上記実施例１に記載された通りのハイブリッド型消音器２６をタイヤ周上の１箇所に持つ空気入りタイヤ１０とリム１２との組立体と、比較例１として、消音器を設けず、その他は実施例１と同じ例と、比較例２として、ハイブリッド消音器２６から干渉型消音器２４を取り除き、その他は実施例１と同じ例（消音器として多孔質吸音材２２のみを設けた例）と、比較例３として、ハイブリッド消音器２６から吸音材２２を取り除き、その他は実施例１と同じ例（消音器として干渉型消音器２４のみを設けた例）とについて、比較テストを行った。

タイヤサイズは２１５／５５Ｒ１７、リムサイズは１７Ｘ７−ＪＪとし、タイヤ空洞１４に空気圧２２０ｋＰａを充填し、４５００Ｎの荷重をかけた状態で、タイヤ外周上面のトレッド中央部（図５における点Ｄ）に対し、鉛直方向にハンマーで加振し、その際に車軸に生じる鉛直方向の力応答について、空洞共鳴周波数のピークの振動伝達レベルを比較した。

実施例１、比較例２及び比較例３については、それぞれ、各消音器が、接地位置、即ち音圧の腹位置（点Ｂ）にあるときと、接地から９０°の位置、即ち粒子速度の腹位置（点Ａ）にあるときで比較を行った。評価は、比較例１に対する振動伝達レベルの低減代（ｄＢ）で示した
なお、実施例１及び比較例２において、吸音材２２の第１吸音層３０及び第２吸音層３２は、いずれも幅１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの発泡ウレタン樹脂であり、両者の間隔は１５ｍｍとした。また、実施例１と比較例３において、干渉型消音器２４のブランチパイプの長さＬ＝３４０ｍｍとした。また、解析条件は、周波数分解能＝１．２５Ｈｚ、サンプリング周波数＝１２８０Ｈｚとした。

結果は下記表１に示す通りであり、多孔質吸音材を用いた比較例２では、接地から９０°の位置（点Ａ）にあるときには、低減代が大きかったが、多孔質吸音材が不得意な音圧の腹Ｌｐにあるとき、即ち接地位置（点Ｂ）に吸音材がある場合には、低減代が小さかった。干渉型消音器を単独で用いた比較例３では、これとは逆に、接地位置（点Ｂ）に消音器があるときには、低減代が大きかったが、干渉型消音器が不得意な粒子速度が腹Ｌｖにあるとき、即ち接地から９０°の位置（点Ａ）にあるときは、低減代が小さかった。これに対し、ハイブリッド型消音器を備えた実施例１では、多孔質吸音材が得意な粒子速度の腹Ｌｖにあるとき、即ち接地位置（点Ａ）にある場合はもちろんのこと、多孔質吸音材が不得意な粒子速度の節Ｎｖにあるとき、即ち接地から９０°の位置（点Ｂ）にあるときにも、干渉型消音器を働かせることにより、低減代を大きくできることが確認された。

１０…空気入りタイヤ １２…リム １４…タイヤ空洞
２２，４２，５０，５４…吸音材 ２４…干渉型消音器（サイブブランチ型）
２６，２６Ａ〜Ｆ…ハイブリッド消音器 ３０…第１吸音層
３２…第２吸音層 ３４…空気層 ３６，４８Ａ…開口端
４４…干渉型消音器（ヘルムホルツ型） ５２…空気バルブ

Claims (7)

1. 空気入りタイヤをリムに装着することにより、空気入りタイヤとリムとの間にタイヤ空洞を形成する空気入りタイヤとリムとの組立体であって、
   前記タイヤ空洞内における周方向の１箇所又は周方向に間隔をおいた複数箇所に、前記タイヤ空洞を主管路として当該タイヤ空洞に対して開口する開口端を有する副空洞共鳴器としての干渉型消音器と組み合わせて、多孔質の吸音材が配置され、前記吸音材はその全体が前記主管路としての前記タイヤ空洞内に設けられ、前記干渉型消音器の前記副空洞共鳴器として作用する空洞の外部に前記吸音材が設けられた
   ことを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体。
2. 前記干渉型消音器は、少なくとも前記開口端が前記吸音材とタイヤ周方向における同じ位置に設けられた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. 前記吸音材はタイヤ周方向に対して前後となる第１吸音層と第２吸音層を有し、前記第１吸音層と第２吸音層の間に前記干渉型消音器が設けられた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. 前記リムには前記タイヤ空洞に空気を充填するための空気バルブが備えられており、前記吸音材と干渉型消音器が前記空気バルブに取り付けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
5. 前記干渉型消音器がサイドブランチ型共鳴器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
6. 前記干渉型消音器がヘルムホルツ型共鳴器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
7. タイヤ内側面における周方向の１箇所又は周方向に間隔をおいた複数箇所に、リムとの間に形成されるタイヤ空洞を主管路として当該タイヤ空洞に対して開口する開口端を有する副空洞共鳴器としての干渉型消音器と組み合わせて、多孔質の吸音材が配置され、前記吸音材はその全体が前記主管路としての前記タイヤ空洞内に設けられ、前記干渉型消音器の前記副空洞共鳴器として作用する空洞の外部に前記吸音材が設けられたことを特徴とする空気入りタイヤ。

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