JPS63137005A - タイヤおよびリムの組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロードノイズを低減しうるタイヤおよびリム
の組立体に関する。

〔従来技術〕

近年、自動車の低騒音化、静粛化が望まれており、その
ためには、転勤に伴うタイヤの騒音をも低減することが
必要となる。

タイヤにより生じる騒音としては、タイヤのトレンドパ
ターンに基づくパターンノイズ、接地面との滑り等に基
づくきしみ音、滑り音、道路の凹凸等によるタイヤの振
動が周囲の空気に粗密波を生じさせる弾性振動音に加え
て、荒れた路面を走行した際に、５０〜４００Ｈｚの周
波数範囲でいわゆるゴーという音が生じるロードノイズ
も発生する。このロード、ノイズは車内に伝達されて車
室内でのこもり音となり、不快感を与える原因となる。

他方、このロードノイズを周波数分析すると、第１２図
に示すように、２５０Ｈ２付近でピーク音が見出される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って、ロードノイズの低下のためには、この２５０Ｈ
ｚのピーク音を低減することが必要となる。

本発明者は、このピーク音の発生原因を究明するべ（、
第１３図に示すように、標準内圧を充填したタイヤを自
由振動可能に保持するとともに、このタイヤＴにハンマ
ーＨを用いてそのトレッド部ＰＯを打撃し、その打撃力
を入力、又打撃によってリムＲに生じる振動加速度を出
力として、その間の伝達関数を求めた。その結果は第１
４図に示す通りであった。同図において明らかなように
２５０Ｈ２付近で鋭い共振、共鳴がピーク状に現出して
いる。

なお共鳴周波数ｆｒは、ｒｒ＝ｓν／λ（ここでＳν：
音速、λ：波長）として求めうるが、この共鳴周波数ｆ
ｒを与える波長λは、タイヤ内腔Ａの円周長さに依存す
ることが、周波数と円周長さについての測定の結果、判
明した。これは、この共鳴周波数は、第１５図に示すよ
うに、タイヤ円管Ｔｃの中軸ＣＯを基準として、ＣＯ上
の加振点ＰＯに最も近い点Ｐ１とＰｌのタイヤ回転軸に
対して対称の点Ｐ２を腹とし、ＣＯ上のＰｌ、Ｐ２の中
間点Ｐ３、Ｐ４を節として振動するその周波数であり、
波長λは、タイヤ円管の中軸ＣＯの長さに相当する。従
って、この共鳴周波数ｆｒは、このタイヤ内腔Ａ内の空
気の振動自体を抑制するか、又は円の周長さをかえるこ
とによって、該共鳴周波数ｆｒを変化しうろことが推察
される。

この点に着目し、外周長さの異なる種々なタイヤサイズ
のタイヤを用いて、ピークとなる共鳴周波数ｆｒを測定
した結果を第１６図に示している。

第１６図は、タイヤ外周長さを横軸に、ピークとなる共
鳴周波数ｆｒを縦軸に示しているが、タイヤ外周長さが
増大するに従い、共鳴周波数ｆｒは低減している。なお
タイヤ外周長さは、タイヤ内腔Ａの円周長さに略比例し
ている。この点から、ピークとなる周波数、即ち２５０
Ｈｚ近傍の騒音は、タイヤ内腔Ａの気柱共鳴であること
が判明した。

従って、ロードノイズを低減するべく、２５０Ｈｚ付近
の騒音を低下させるには、前記気柱共鳴の発生を抑制す
ればよいことが明らかとなった。

これを確かめるべく、第１７図に示すように、タイヤ内
腔Ａに、リムＲからのびる遮蔽体Ｓを取付けるとともに
、遮蔽体Ｓによるタイヤ内腔Ａの遮蔽率を変化させて気
柱共鳴によって発生するリムの振動を測定した。その結
果を第１８図に示している。

なおここで遮音率は、遮蔽体Ｓのタイヤ半径方向の断面
積ＳＡが、タイヤ内腔Ａの半径方向断面積ＡＡにおいて
占めるその比率を言う。

又第１８図は、遮蔽体Ｓを設けない遮蔽率０％時におけ
る状態の振動レベルを１００％とし、遮蔽体Ｓによりタ
イヤ内腔Ａを完全に遮蔽する１００％の遮蔽率の場合の
振動レベルを０％として、指数表示を行っている。この
結果から明らかなように、遮蔽率が４０％以上であると
き、遮蔽体Ｓにより約５０％以下に振動レベルを低下し
うろことが見出された。

本発明はタイヤ内腔に遮蔽体を設けることによって、ロ
ードノイズの特に２５０　Ｈｚ近傍の騒音を効果的に低
減しうるタイヤおよびリムの組立体の提供を目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、リム５に装着されるタイヤ６と該リム５との
間のタイヤ内腔２に、遮蔽体３を設けてなるタイヤおよ
びリムの組立体である。

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

図において、タイヤおよびリムの組立体１は、タイヤ内
腔２にＲＨ体３．３を設けている。タイヤ内腔２は、リ
ム５に装着されるタイヤ６と、該リム５との間のトロイ
ダル状の空間であり、タイヤ６は、接地面を形成するト
レッド部７両側から半径方向内向きにのびるサイドウオ
ール部９に連なるビード部１０を、前記リム５のフラン
ジ１１に、その外向き面を当接させ気密に嵌着する。な
おタイヤ６は、本例では、タイヤ内腔２に向く内面に、
空気不透過材を添設したチューブレス構造をなすことに
より、気密な前記タイヤ内腔２が形成される。

なおタイヤとして、乗用車用の他、バス、トランク等の
重荷重車両用、バギー用等種々な用途のものが利用でき
、又ラジアル、セミラジアル、バイヤス構造など、種々
な周知の構造のものを用いうる。

前記遮蔽体３は、等しい円周ピッチ位置、本例では、タ
イヤ軸心を挟んで対向する１８０度の円周ピッチを隔て
て、しかもパルプ１３の取付は位置から離れて配設され
る。又遮蔽体３は、本例では、トレッド部の下方におい
て空気通路を形成する切欠部が設けられ、タイヤ内腔２
の半径方向断面積ＡＡの８０％を遮蔽している。なお遮
蔽体３は、第３図に示すごとく、タイヤ６に標準の内圧
を充填したときの前記タイヤ内腔２の形状に比して、前
記切欠部を形成してなる板状体として予め形成される。

遮蔽体３．３は、前記のごとく、等しい円周ピンチ位置
に配置することによって、タイヤの動的バランスを容易
に維持することができ、又タイヤ重量を減じるべく、軽
量素材を用いて形成するのがよい。

なお遮蔽体３は、タイヤ車軸に対して動的バランスを維
持を維持しうる配置、即ち動的バランス位置に設けるの
が好ましい、従って、そのためには、前記のように、等
しい円周ピッチ位置に各１個の遮蔽体３を設ける場合の
他、例えば、成る円周ピッチを隔てる複数個、例えば２
個の遮蔽体３からなる遮蔽体のグループをタイヤ車軸を
挟む対称位置又は等しい円周ピッチ位置に設ける等、遮
蔽体３を種々な動的バランス位置に配しうる。

さらに、タイヤ接地時におけるタイヤ変形を容易とし、
タイヤ円周方向の剛性の不均一を生じないように、軟質
の可撓、伸縮性素材、例えば２ｋｇ／−以下のヤング率
のものを用いるのがよい、又、遮音、吸音性の素材を用
いることによって、遮蔽体３の減音効果を高めうる。

なお遮蔽体３を可撓性、伸縮性に優れる素材を用いるこ
とによって、タイヤ６のリム５への装着をも容易とする
。

このような、軽量、かつ可撓性、伸縮性に優れしかも減
音効果の比較的高い素材として、ゴム、合成樹脂等の発
泡体、例えばスポンジ等を好適に用いうる。なお前記特
性を有するものであれば、適宜のシート材等の薄板材を
も利用できる。

さらに遮蔽体３は、タイヤ内腔２の半径方向の全断面積
を遮蔽することもでき、そのとき空気パルプ１３からの
空気の充填を容易とするべく、空気穴（図示せず）を設
けることもできる。

遮蔽体３は、タイヤ６の内面、又はリム５に、接着材な
どを用いて予め接合しておくのがよい。

このようなタイヤ内腔２の全断面積ＡＡの８０％を覆う
第１〜第３図に示す２つの遮蔽体３を用いてテストした
結果を第４図に示している。

第４図では、タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１５のタイヤ
を、リム６　’Ａ　Ｊ　Ｊ　Ｘ　１５に装着するととも
に、２ｋｇ／−の内圧を充填しかつタイヤを排気量２０
００　ｃｃの乗用車に装着し、速度５０ｋｉ＊／ｈで荒
れたアスファルト路面を走行させ、車内音を測定し、周
波数分析を行った。なおマイクロフォンはドライバー席
右位置にセットした。又遮蔽体３は、厚さ５０のポリウ
レタン性スポンジ材により形成するとともに、遮蔽体３
を用いないタイヤを合わせてテストした。なお図中遮蔽
体３を用いたタイヤの測定結果を破線で、遮蔽体３を有
しないタイヤの測定結果を実線で示している。

遮蔽体３を用いるタイヤは、特に２５０Ｈｚ付近で騒音
が低減しているのがわかる。

第５〜６図は、紐状体１Ｇを用いて遮蔽体３を取付ける
本発明の他の実施例を示し、又遮蔽体３は、組状体１６
と予め一体に結合された遮蔽体装着具２２を形成してい
る。

紐状体１６．１Ｇは、ゴム材、バネ材等の長手方向に伸
縮する弾性紐からなり又紐状体１６は、その一端のリン
グ状の金具１９、他端のフック状金具などからなる結着
金具２１を用いて各端部を結合できる。又紐状体重６は
、結着金具２１による結合によって、前記リム５のドロ
ップセンターエフに弾性を有して周回し取付けられる長
さを具えるとともに、本例では、ドロップセンター１７
の両側縁を通る２本の紐状体１６．１Ｇが用いられる。

又紐状体１６．１６には、その間を跨がりかつ該紐状体
１６．１６を両端で固定する複数個の取付は具２３が設
けられ、該取付は具２３に、前記遮蔽体３・−が夫々取
着される。

遮蔽体３は、本実施例では、布、ゴム板、合成樹脂板、
金属板等を用いるが、タイヤ重量の増加を抑制するべく
、布、ゴム板、合成樹脂板等の軽量材が、遮音性等の観
点からも好適に用いうる。

又遮蔽体３は、前記タイヤ内腔２の半径方向断面積ＡＡ
の４０身≦以上を遮蔽するようにその形状が設定され、
又該遮蔽体３は、紐状体１６の取付けによって、タイヤ
内腔２で等しい円周ピッチ位置または車軸対称位置に配
着される。

なおこのような、紐状体１６に遮蔽体３・・−・を取付
けてなる遮蔽体装着具２２を用いることにより、ｙｓ蔽
棒体３装着を容易とする。

この遮蔽体を用いて騒音低減を測定した結果を第７図に
示している。

第７図では、タイヤサイズ１８５／６０Ｒ１４タイヤを
リム５ＪＸ１４に装着しかつ内圧を充填したのち、第１
〜３図と同様なテストを行った。

なお遮蔽体３として、ゴム引きの布を用いるとともに、
布の巾Ｗを２０ｃｍ、紐状体１６からの高さＨを２０ｃ
ｌＩとし、スリム５上で、８個の遮蔽体３・−・が等間
隔に並置されるごとく構成した。

なお遮蔽体３を用いないタイヤについても比較例として
テストした。第７図に、実線で比較別品を、破線で実施
別品を示している。２５０Ｈｚ付近において、ピーク音
が減じているのは明らかである。

なお遮蔽体装着具２２は、第８図に示すごとく、前記ド
ロップセンターに１７に嵌まり合う巾の金属ベルト等か
らなる紐状体１６に切り起こしを設け、該切起こし片２
５に布、ゴム、合成樹脂等からなる薄板状の遮蔽体３を
接着、ビス止め等により固定することにより形成するこ
ともできる。又このとき、紐状体１６は、バネ材２７を
介在するフック状の金具２０とコ字状の金具１９とから
なる結着金具２１を用いて結合でき、又前記バネ部材２
７によって弾性力を有して、前記リムのドロップセンタ
ー１７に取付けうる。

第９図は、遮蔽体３が、タイヤ内腔２を移動自在とした
本発明のさらに他の実施例を示している。

遮蔽体３は、タイヤ内腔２を転動しうるように、該タイ
ヤ内腔２の内接円より小さな直径を有する球殻体であり
、その断面積は、タイヤ内腔２の半径方向断面積ＡＡの
４０％以上に設定される。

又遮蔽体３は、タイヤ重量及びアンバランスの増加を抑
制するべく、１００ｇ以下のものを使用でき、又接地時
のタイヤ変形とともに変形しかつタイヤの円周方向の慣
性に不均一を生じないように、ゴム、合成樹脂又はその
発泡体、スポンジなどの可撓性素材を用いて形成される
。

なお遮蔽体として、球殻状の他、中実の球状のものを用
いてもよく、又多角形形状のものも採用できる。

さらに、遮蔽体３は、タイヤ内腔２よりも大寸に形成し
、タイヤ６によって圧縮され移動不能とすることもでき
、又第１１図に示すように、３つの円板体３０−・を中
心で交わらせてかつ夫々直角に配してたもの等も用いら
れる。このような遮蔽体３は、前記と同様にスポンジ等
を用いて一体成型によっても形成しうる。

このような遮蔽体３を用いた場合のロードノイズの低減
について測定した結果を第１０図に示す。

なお第１０図は、タイヤサイズ１８５／６０Ｒ１４のタ
イヤを、リム５ＪＸ１４に装着し、第１〜３図の実施例
と同様に測定した。なお遮蔽体３は半径５ｃｎ、比重０
．０１６５ｇ／ｃＩｌのスポンジを用いた中実の球体で
あり、その重量は約１５ｇである。又遮蔽率は７０９６
であって、このような遮蔽体３をタイヤ内腔２に１個挿
入した。なお遮蔽体３を用いないタイヤも比較のために
測定した。

図中、遮蔽体３を用いる場合の測定結果を破線で示し、
比較別品を実線で示している。

第１０図からも明らかなように、遮蔽体を用いることに
よって、２５０Ｈｚのピークが消失しうるのは明らかで
あり、ロードノイズによる騒音が大幅に低減した。

〔発明の効果〕

このように本発明のタイヤおよびリムの組立体は、リム
とタイヤとの間のタイヤ内腔内に、遮蔽体を設けている
ため、車両の荒れた路面等の走行に際してタイヤ内腔に
生ずる振動の波長を変化して、ロードノイズの特に２５
０Ｈ２付近における気柱共鳴によるピーク音を低減でき
、車室の静音化に役立ち、快適性を高めうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すタイヤ赤道面に沿う断
面図、第２図はその横断面図、第３図は遮蔽体を例示す
る斜視図、第４図はその効果を示す線図、第５図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第６図は第５図で用いる
遮蔽体を例示する斜視図、第７図はその効果を示す線図
、第８図は遮蔽体の他の例を示す斜視図、第９図は本発
明のさらに他の実施例を示す断面図、第１０図はその効
果を示す線図、第１１図は遮蔽体の他の例を示す斜視図
、第１２図はロードノイズの周波数分析を示す線図、第
１３図は伝達関数を求める測定方法を例示する断面図、
第１４図は伝達係数を示す線図、第１５図は、ピーク音
の発生を説明する断面図、第１６図はタイヤ外周とピー
ク周波数との関係を示す線図、第１７図は遮蔽体を示す
断面図、第１８図は、遮蔽体によるタイヤ内腔の遮蔽上
を騒音率との関係を示す線図である。 ２−タイヤ内腔、　　３・−・遮蔽体、　　５・・−リ
ム、６−タイヤ、　　　１６＝−紐状体、 １７−・・・ドロップセンター、　　　　２１−結着金
具、２２−・遮蔽体装着具、　　２３−・取付は具。 第１ｒｊ！１ 第７図 用泣敷−（Ｈｚ） ｓ９Ｉ！Ｉ　　　　　１ 第１１１！１ 法 早鍼パ士ｇ ω ℃ Ｃ１ｄも　　１′ 第１３図 第１Ｓ図 Ｕ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）リムに装着されるタイヤと該リムとの間のタイヤ
   内腔に、遮蔽体を設けてなるタイヤおよびリムの組立体
   。
2. （２）前記遮蔽体は、タイヤ内腔の半径方向断面積の４
   ０％以上を遮ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のタイヤおよびリムの組立体。
3. （３）前記遮蔽体は、タイヤ半径方向にのびる板状体か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載のタイヤおよびリムの組立体。
4. （４）前記遮蔽体は、その複数個が動的バランス位置に
   配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項又は第３項記載のタイヤおよびリムの組立体。
5. （５）前記遮蔽体はヤング率が２ｋｇ／ｃｍ＾２以下の
   軟質素材からなることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載のタイヤおよびリムの組立体。
6. （６）前記遮蔽体は、リムのドロップセンタに巻装され
   る紐状体に予め取付けられたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載のタイヤ
   およびリムの組立体。
7. （７）前記遮蔽体は、タイヤ内腔で移動自在であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタイヤおよび
   リムの組立体。
8. （８）前記遮蔽体は、その重さが１００ｇ以下の球状を
   なすことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のタイ
   ヤおよびリムの組立体。