WO2005012005A1 - 低騒音空気入りタイヤ - Google Patents

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sound absorbing
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pneumatic tire
shaped sound
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Atsushi Tanno
Toshiyuki Ikeda
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The Yokohama Rubber Co., Ltd.
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    • Y10T152/10Tires, resilient
    • Y10T152/10495Pneumatic tire or inner tube

Definitions

  • the present invention relates to a low-noise pneumatic tire, and more particularly, to a low-noise pneumatic tire that effectively reduces noise due to cavity resonance.
  • One of the causes of tire noise is cavity resonance due to vibration of air filled in the tire.
  • the cavity resonance sound is generated when the load on the tire is rolled, and the tread contacting the ground vibrates due to unevenness of the road surface, and the vibration causes the air inside the tire to vibrate.
  • the frequency of the noise that can be heard as noise in this cavity resonance is about 200-250 Hz, which varies depending on the tire size. Therefore, reducing the noise level in this frequency range is important for reducing tire noise.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-216803
  • An object of the present invention is to provide a low-noise pneumatic tire capable of obtaining an efficient noise reduction effect by utilizing the characteristics of a sound absorbing material.
  • the low-noise pneumatic tire of the present invention has the following (1)-(11) in order to achieve the above object.
  • a low-noise pneumatic tire in which a band-shaped sound absorbing material made of a porous material with an apparent density of 10 to 70 kg / m 3 stipulated in JIS K6400 is attached to the inner surface of the tread with an elastic fixed band.
  • the band-shaped sound absorbing material is made of a porous material, and the apparent density of the porous material specified in JIS K6400 is appropriately set. Since the elastic fixed band is attached to the entire circumference of the inner surface of the portion, it is possible to obtain an effect that the cavity resonance can be reduced by the sound absorbing action of the porous material over the entire circumference.
  • FIG. 1 is a rim assembly of a low-noise pneumatic tire according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a meridian sectional view showing a state in which is filled.
  • FIG. 2 (a) is a side view for explaining the arrangement relationship between the band-shaped sound absorbing material and the elastic fixed band according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (b) is a side view for explaining the arrangement relationship between the band-shaped sound absorbing material and the elastic fixed band according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (a) is a perspective view for explaining the surface shape of the inner peripheral surface of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (b) is a perspective view for explaining the surface shape of the inner peripheral surface of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (c) is a perspective view for explaining the surface shape of the inner peripheral surface of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (d) is a perspective view for explaining the surface shape of the inner peripheral surface of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (e) is a perspective view for explaining the surface shape of the inner peripheral surface of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 (a) is a side view for explaining the laminated structure of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 (b) is a side view for explaining the laminated structure of the band-shaped sound absorbing material according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a side view illustrating a laminated structure of a band-shaped sound absorbing material according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (b) is a side view for explaining a laminated structure of a band-shaped sound absorbing material according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (a) is a perspective view for explaining the arrangement of the elastic fixed band according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (b) is a perspective view for explaining the arrangement of the elastic fixed band according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (c) illustrates an arrangement of the elastic fixed band according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 (c) illustrates an arrangement of the elastic fixed band according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a low-noise pneumatic pump according to the present invention using an elastic fixed band provided with a telescopic mechanism for automatically adjusting the circumference of the elastic fixed band at at least one position on the periphery of the elastic fixed band. It is a side view showing an example of one embodiment of a tire.
  • FIG. 8 is a meridional cross-sectional view showing a state where air pressure is filled for explaining a main part of the embodiment shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 (a) is a schematic view showing another embodiment of the expansion and contraction mechanism used for the elastic fixing band in the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 9 (b) is a schematic view showing another embodiment of the expansion and contraction mechanism used for the elastic fixing band in the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic view showing still another embodiment of the expansion and contraction mechanism used for the elastic fixing band in the embodiment of the present invention shown in FIG. 7.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a buckling phenomenon of a tire.
  • FIG. 1 is a meridian sectional view showing an example of the low-noise pneumatic tire of the present invention
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) show two different parts for explaining a main part of the tire of FIG. It is a side view which shows an aspect.
  • a pneumatic tire T includes a tread portion 1, a pair of right and left bead portions 2, and a sidewall portion 3 connecting the tread portion 1 and the bead portion 2 to each other.
  • a cavity 4 is formed between the tire T and the rim R.
  • a band-shaped sound absorbing material 5 is applied to the inner surface of the tread portion 1 over the entire inner surface of the tread portion by an elastic fixed band 6 to use the elastic force. It is attached so as to be crimped to the inner surface side of the tread part 1.
  • the band-shaped sound-absorbing material is made of a porous material having an apparent density of 10 to 70 kgZm 3 as specified in IS K6400, and the elastic fixed band 6 is made of a synthetic resin having a high tensile modulus.
  • the elastic fixed band 6 is connected at both ends in the longitudinal direction so that the circumferential length can be changed.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) show an example in which the band-shaped sound absorbing material 5 is attached by the elastic fixing band 6 over the entire circumference of the inner surface of the tread portion. It is not necessary for the band-shaped sound absorbing material to be present all around. According to various findings of the present inventors, it is preferable that the band-shaped sound absorbing material is attached to at least about 75% of the entire circumference of the inner surface of the tread portion, more preferably, at least about 80% of the entire circumference, and most preferably. Preferably, it is good to be attached over about 90% or more of the entire circumference. According to the findings of the present inventors, it is the best and the best that the band-shaped sound absorbing material is attached over the entire circumference of the inner surface of the tread portion.
  • FIG. 1 illustrates an example in which the band-shaped sound absorbing material 5 is attached to the inner surface of the tread portion 1 by an elastic fixing band 6 from the inner peripheral surface side so as to make contact with the inner surface of the tread portion 1.
  • the elastic fixed band 6 may be disposed on the outer peripheral surface side of the band-shaped sound absorbing material 5.
  • the elastic fixing band 6 is such that the band-shaped sound absorbing material 5 is fixed with an adhesive or the like, and both ends in the longitudinal direction are connected to each other so that the band-shaped sound absorbing material 5 is crimped to the inner surface of the tread portion 1. Just fine.
  • the strip sound absorbing material 5 by which the apparent density defined in JIS K6400 to 3 hereinafter 70 kg / m, of Niso so as not compressed and deformed by the tire pressure while having a porous structure Since the structure can be maintained, a high sound absorbing effect can be obtained. However, lOkgZm 3 If it is smaller, the porous structure is too large, so that sound absorbing performance cannot be obtained.
  • the band-shaped sound absorbing material 5 since the density of the band-shaped sound absorbing material 5 is set in a specific range, the band-shaped sound absorbing material 5 has a multi-porous structure but is not compressed and deformed by the internal pressure of the tire. Power S can. As described above, the band-shaped sound absorbing material 5 uses the elastic force of the elastic fixed band 6 to more preferably extend over the entire circumference of the tire inner surface, or more preferably, over approximately 75% or more of the entire circumferential length of the tire inner surface. Because it is crimped, it is kept in a stable state so that it does not easily come off.
  • the porous material constituting the band-shaped sound absorbing material 5 is preferably a resin foam, particularly a low-density polyurethane foam, which is resistant to compression deformation due to tire internal pressure, and is therefore preferable.
  • the form of cells is preferably open cells.
  • the porous material may be a non-woven fabric such as a felt or a mat in which fibers are bonded, in addition to a resin foam.
  • a synthetic resin such as a polypropylene resin can be preferably used as a material forming the elastic fixing band 6.
  • a resin having a flexural modulus in the range of 1100 to 1800 MPa can be preferably used. If the flexural modulus is less than 100 MPa, the elasticity becomes too small, and it becomes difficult for the elastic fixing band 6 to sufficiently exhibit the function as the elastic band. If the flexural modulus exceeds 1800 MPa, the rigidity becomes too high, and the elastic fixing band 6 cannot follow the deformation when the tire is in contact with the ground, so that the elastic band 6 is easily damaged and the durability is reduced. More preferably, the flexural modulus is in the range of 1300-1700 MPa. The flexural modulus used here is determined by the test method for flexural modulus specified in ASTM D790 (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIAL).
  • FIG. 2 (a) a case is shown in which the band-shaped sound absorbing material 5 is attached from the inner peripheral surface side to the inner surface of the tread portion 1 by the elastic fixing band 6 so as to be in contact with the inner surface.
  • the positional relationship between the elastic fixed band 6 and the band-shaped sound absorbing material 5 in the tire radial direction may be such that the elastic fixed band 6 is arranged on the outer peripheral surface side of the band-shaped sound absorbing material 5 as shown in FIG.
  • the elastic fixing band 6 fixes the band-shaped sound absorbing material 5 with an adhesive or the like, and connects both ends in the longitudinal direction thereof to each other to press the band-shaped sound absorbing material 5 to the inner surface of the tread portion 1. Let me do it.
  • irregularities are formed on the inner peripheral surface of the band-shaped sound absorbing material 5.
  • the form of the uneven surface is not particularly limited, but may be a form as illustrated in FIGS. 3 (a)-(e). It is better to set the unevenness level on this uneven surface to 20 mm or less.
  • a second porous material having a different sound absorbing property is laminated on the surface of the band-shaped sound absorbing material 5 on the cavity 4 side.
  • the air pressure in the cavity 4 by an apparent density of 10- 70kgZm 3 The inside of the tire is made of a porous material with excellent compression resistance that will not be crushed, and the second porous material with a sound absorption coefficient of 10% or more at a frequency of 200 Hz specified in JIS A1405 on the surface on the cavity 4 side It is good to laminate the material 5a. Even in this case, it is preferable to form irregularities on the surface of the second porous material 5a.
  • the porous material 5a may be a resin foam or a nonwoven fabric of fibers.
  • the sound absorption coefficient referred to in the present invention is a sound absorption coefficient defined in JIS A1405.
  • the thickness A of the band-shaped sound absorbing material 5 is set to 5 to 45 mm, and the second porous material
  • the thickness B of 5a is preferably 5 to 45 mm, more preferably 5 to 10 mm when the surface is flat as shown in FIG. 4 (a), and when the surface is uneven as shown in FIG. 4 (b).
  • the thickness is preferably 5 to 45 mm, more preferably 5 to 20 mm. Accordingly, it is possible to prevent the band-shaped sound absorbing material 5 from being crushed by the tire internal pressure and to lose the sound absorbing effect, and to improve the sound absorbing performance.
  • the thickness of the laminate of the band-shaped sound absorbing material 5 and the second porous material 5a is preferably within 50 mm.
  • the second porous material 5a is laminated on the surface of the band-shaped sound absorbing material 5 as described above, in order to further improve the sound absorbing effect, as shown in FIG. It is preferable to form a large number of holes S communicating with the band-shaped sound absorbing material 5 having excellent compression resistance in the material 5a. This serves as a path for taking in the acoustic energy from the hole S force S tire cavity 4 into the band-shaped sound absorbing material 5, and can also prevent the band-shaped sound absorbing material 5 from being crushed by the tire air pressure.
  • FIG. 5 (b) a structure in which the inner and outer surfaces of the band-shaped sound absorbing material 5 having excellent compression resistance are covered with the second porous material 5a may be employed.
  • the second porous material 5a is disposed in contact with the inner surface of the tire, which is the source of cavity resonance, so that sound absorption is smaller than when the second porous material 5a is disposed only on the inner surface.
  • the effect increases.
  • the second porous material 5a is laminated on the surface of the band-shaped sound absorbing material 5
  • the elastic fixed band 6 is arranged on the inner or outer peripheral side of the band-shaped sound absorbing material 5 as shown in (c), and between the band-shaped sound absorbing material 5 and the second porous material 5a as shown in FIG. May be arranged.
  • the band-shaped sound absorbing material 5 and the elastic fixing band 6 according to the present invention are to be mounted later on the tires that have undergone the vulcanizing process, so that existing tire and rim production facilities do not need to be changed. It is possible to apply to the tire of.
  • the band-shaped sound absorbing material 5 and the elastic fixing material are provided.
  • Band 6 can be used. Further, the above-mentioned band-shaped sound absorbing material 5 and the elastic fixing band 6 can be mounted over the entire circumference of the inner surface of the tread portion 1 of the tire T, so that there is no hindrance to workability when assembling the rim.
  • FIG. 7 shows an example of the mode of the elastic fixing band.
  • the elastic fixing band 6 is preferably made of a metal, and as shown in FIG.
  • the length of the elastic fixed band 6 is cut out, and the cut-out portions are connected by a U-shaped bent panel panel 7a to form the entire elastic fixed band 6.
  • the U-shaped leaf spring 7a functions as a telescopic mechanism that automatically absorbs the circumferential component of the force applied to the elastic fixed band 6.
  • FIG. 8 is a meridian sectional view showing a state in which the low-noise pneumatic tire according to the embodiment shown in FIG. 7 is filled with the air pressure.In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, FIG. ),
  • the elastic fixed band 6 is arranged on the outer peripheral side of the band-shaped sound absorbing material 5.
  • Such an expansion and contraction mechanism including the plate panel 7a may be a plate spring 7b or 7c bent in a zigzag shape as illustrated in Figs. 9 (a) and 9 (b).
  • the number of the extension mechanisms formed on the periphery of the elastic fixed band 6 is not particularly limited, but it is preferable to arrange them evenly at 3 to 8 places on the periphery.
  • the width of the elastic fixed band 6 is preferably in the range of 10 to 30 mm, and in this range, it may be appropriately determined according to the rigidity of the band-shaped sound absorbing material 5. If the width of the elastic fixing band 6 is smaller than 1 Omm, the strength of the elastic fixing band is insufficient.
  • the thickness of the elastic fixing band is preferably 0.5-2. Omm. When the thickness of the elastic fixing band is less than 0.5 mm, the strength of the elastic fixing band is insufficient. If the thickness of the elastic fixing band exceeds 2. Omm, the bending rigidity becomes too high and the band is easily damaged, which is not desirable. More preferably, the thickness of the elastic fixing band should be 0.75-1.5 mm.
  • the tire provided with the elastic mechanisms 7a, 7b, and 7c on the elastic fixed band 6 is not affected by an external force that causes buckling or the like on the elastic fixed band 6 during running. Since the stretching mechanism automatically absorbs the vibration, the life of the elastic fixing band 6 can be extended, and the attachment of the band-shaped sound absorbing material 5 to the inner surface of the tread can be stabilized.
  • FIG. 10 shows still another embodiment of the expansion and contraction mechanism.
  • the elastic fixed band 6 has both ends 6b and 6c in the longitudinal direction slidably connected to each other by a connecting jig 7. That is, one end 6b of the elastic fixing band 6 is fixed to the connecting jig 7, and the other end 6c is free to slide in the direction of the arrow.
  • the end 6c of the elastic fixing band 6 and / or the sliding surface of the connecting jig 7 may be coated with a fluororesin or a lubricant may be applied to make the sliding smooth.
  • the elastic fixed band 6 automatically expands and contracts and absorbs the external force for applying a buckling or the like, so that the fatigue life of the elastic fixed band 6 is reduced.
  • the extended and band-shaped sound absorbing material 5 can be stably mounted on the inner surface of the tread.
  • a back ring occurs at the contact portion Q where the tire contacts the road surface G.
  • the buckling has conventionally caused problems such as unstable holding of the band-shaped sound absorbing material 5 and shortening of the fatigue life of the elastic fixed band 6, as described above.
  • Such a problem can be reduced by providing a tire having an elastic fixing band provided with a telescopic mechanism for automatically adjusting the circumference of the elastic fixing band as in the present invention.
  • the elastic fixed band 6 presses the band-shaped sound absorbing material 5 to the inner surface of the tread from the outer peripheral side of the band-shaped sound absorbing material 5 is exemplified.
  • the positional relationship of the sound absorbing material 5 in the tire radial direction is not limited to this.
  • the elastic fixed band 6 may press the band-shaped sound absorbing material 5 against the inner surface of the tread from the inner peripheral side of the band-shaped sound absorbing material 5.
  • the means for joining the band-shaped sound absorbing material 5 and the elastic fixed band 6 is not particularly limited as long as it is determined according to the type and form of the band-shaped sound absorbing material 5, but it is possible to join or connect with an adhesive. Joining by other connecting means can be adopted.
  • Each of these tires was mounted on a rim size 15 X 6 1 / 2JJ wheel, mounted on a passenger car with a displacement of 2500 cc at an air pressure of 220 kPa, and a microphone was installed at the position of the driver's window side ear in the cabin to remove rough road surfaces.
  • the noise inside the vehicle at a frequency of 200 to 250 Hz when traveling at a speed of 50 km / h was measured.
  • the results are averaged and shown in Table 1 using an index with the conventional tire being 100. The lower the numerical value, the lower the noise level.
  • Table 1 shows that the tire of the present invention has a reduced cavity resonance at a frequency of 200 to 250 Hz as compared with the conventional tire.
  • the low-noise pneumatic tire of the present invention can be used in the tire industry, and is effectively used in the automobile industry to realize an automobile equipped with a low-noise pneumatic tire. .

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Abstract

 本発明は、吸音材の特性を生かすことにより効率のよい消音効果が得られるようにした低騒音空気入りタイヤを提供するものである。本発明の低騒音空気入りタイヤは、JIS  K6400に規定される見掛け密度が10~70kg/m3 の多孔質材料からなる帯状吸音材をトレッド内面に弾性固定バンドにより装着するものである。

Description

明 細 書
低騒音空気入りタイヤ
技術分野
[0001] 本発明は、低騒音空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、空洞共鳴による騒音を効 果的に低減するようにした低騒音空気入りタイヤに関する。
背景技術
[0002] タイヤ騒音を発生させる原因の一つにタイヤ内部に充填された空気の振動による 空洞共鳴音がある。この空洞共鳴音は、タイヤを負荷転動させたときに、接地するトレ ッド部が路面の凹凸によって振動し、こ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。この空洞共鳴音の中で、騒音として聞こえる音の周波数は、タイヤサ ィズによっても変わる力 概ね 200— 250Hz付近であることが知られている。したがつ て、この周波数域の騒音レベルを低下させることがタイヤ騒音を低減するのに重要で ある。
[0003] このような空洞共鳴現象による騒音を低減する手法として、タイヤ内部に吸音材を 付加して共鳴音を吸収することが提案されている(例えば、特許文献 1参照)。しかし ながら、吸音材の特性に対する検討が十分行なわれていないため、必ずしも良好な 騒音の低減が達成されてレ、るとはレ、えなかった。
特許文献 1 :日本国特開昭 62 - 216803号公報
発明の開示
[0004] 本発明の目的は、吸音材の特性を生かすことにより、効率のよい消音効果が得られ るようにした低騒音空気入りタイヤを提供することにある。
[0005] 本発明の低騒音空気入りタイヤは、上記課題を達成するため、以下の(1)一(11) の構成を有する。
(1) JIS K6400に規定される見掛け密度が 10— 70kg/m3の多孔質材料からなる 帯状吸音材をトレッド内面に弾性固定バンドにより装着した低騒音空気入りタイヤ。
(2)帯状吸音材が、トレッド内面の全周にわたり弾性固定バンドにより装着されている 請求項 1記載の低騒音空気入りタイヤ。 (3)前記帯状吸音材の内周面に段差が 20mm以下の凹凸面を形成した上記(1)ま たは(2)記載の低騒音空気入りタイヤ。
(4)前記帯状吸音材の空洞側表面に JIS A1405に規定される周波数 200Hzにお ける吸音率が 10%以上の第 2の多孔質材料を積層した上記(1)、(2)または(3)記 載の低騒音空気入りタイヤ。
(5)前記帯状吸音材の厚さが 5 45mmであり、前記第 2の多孔質材料の表面が平 坦でかつ厚さが 5 45mmである上記(4)記載の低騒音空気入りタイヤ。
(6)前記第 2の多孔質材料の表面に段差が 20mm以下の凹凸を形成した上記 (4) 記載の低騒音空気入りタイヤ。
(7)前記帯状吸音材の厚さが 5 45mmであり、前記第 2の多孔質材料の厚さが 5 45mmである上記 (6)記載の低騒音空気入りタイヤ。
(8)前記帯状吸音材の内外両面に、 JIS A1405に規定される周波数 200Hzにお ける吸音率が 10%以上の多孔質材料を積層した上記(1)、(2)または(3)記載の低 騒音空気入りタイヤ。
(9)弾性固定バンドが、該弾性固定バンドの周上の少なくとも 1箇所に周長を自動調 節する伸縮機構を有するものであることを特徴とする上記(1)一(8)のいずれかに記 載の低騒音空気入りタイヤ。
(10)前記伸縮機構が弾性体のパネ機構で構成されてレ、る上記 (9)記載の低騒音空 気入りタイヤ。
(11)前記伸縮機構が前記弾性固定バンドの両端部を互いにスライド可能に連結せ しめてなるものである上記(9)記載の低騒音空気入りタイヤ。
[0006] 本発明の低騒音空気入りタイヤによれば、帯状吸音材を多孔質材料から構成し、 その多孔質材料の JIS K6400に規定される見掛け密度を適切に設定し、これをトレ ッド部の内面の全周にわたり弾性固定バンドにより装着したので、多孔質材料による 全周にわたる吸音作用により空洞共鳴音の低減を図ることができるという効果が得ら れる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は、本発明の実施形態からなる低騒音空気入りタイヤをリム組みし、空気圧 を充填した状態を示す子午線断面図である。
[図 2(a)]図 2 (a)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材と弾性固定バンドとの配 置関係を説明するための側面図である。
園 2(b)]図 2 (b)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材と弾性固定バンドとの配 置関係を説明するための側面図である。
園 3(a)]図 3 (a)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の内周面の表面形状を 説明するための斜視図である。
園 3(b)]図 3 (b)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の内周面の表面形状を 説明するための斜視図である。
園 3(c)]図 3 (c)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の内周面の表面形状を 説明するための斜視図である。
園 3(d)]図 3 (d)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の内周面の表面形状を 説明するための斜視図である。
園 3(e)]図 3 (e)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の内周面の表面形状を 説明するための斜視図である。
園 4(a)]図 4 (a)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の積層構造を説明するた めの側面図である。
園 4(b)]図 4 (b)は、本発明の実施形態からなる帯状吸音材の積層構造を説明するた めの側面図である。
園 5(a)]図 5 (a)は、本発明の他の実施形態からなる帯状吸音材の積層構造を説明 するための側面図である。
園 5(b)]図 5 (b)は、本発明の他の実施形態からなる帯状吸音材の積層構造を説明 するための側面図である。
園 6(a)]図 6 (a)は、本発明の実施形態からなる弾性固定バンドの配置を説明するた めの斜視図である。
園 6(b)]図 6 (b)は、本発明の実施形態からなる弾性固定バンドの配置を説明するた めの斜視図である。
園 6(c)]図 6 (c)は、本発明の実施形態からなる弾性固定バンドの配置を説明するた めの斜視図である。
[図 7]図 7は、弾性固定バンドの周上の少なくとも 1箇所に弾性固定バンドの周長を自 動調節する伸縮機構を設けた弾性固定バンドを使用した本発明にかかる低騒音空 気入りタイヤの一実施態様例を示す側面図である。
[図 8]図 8は、図 7に示した実施態様例の要部を説明するための空気圧を充填した状 態を示す子午線断面図である。
[図 9(a)]図 9 (a)は、図 7に示した本発明の態様例において、弾性固定バンドに使用さ れる伸縮機構の他の態様例を示す概略図である。
[図 9(b)]図 9 (b)は、図 7に示した本発明の態様例において、弾性固定バンドに使用 される伸縮機構の他の態様例を示す概略図である。
[図 10]図 10は、図 7に示した本発明の態様例において、弾性固定バンドに使用され る伸縮機構の更に他の態様例を示す概略図である。
[図 11]図 11は、タイヤのバックリング現象を説明するための説明図である。
符号の説明
[0008] 1:トレッド部
2 :ビード部
3:サイドウォール部
4 :空洞部
5 :帯状吸音材
5a :第 2の多孔質材料
6 :弾性固定バンド
7a、 7b、 7c :板バネ
7 :連結冶具
G :路面
Q :接地部
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図に おいて共通する構成要素には同一の符合を付し、重複する説明を省略する。 [0010] 図 1は、本発明の低騒音空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図で、図 2 (a)お よび (b)は図 1のタイヤの要部を説明するための二つの異なる態様を示す側面図で ある。
図 1において、空気入りタイヤ Tはトレッド部 1と、左右一対のビード部 2と、これらトレ ッド部 1とビード部 2とを互いに連接するサイドウォール部 3とを備えている。そして、タ ィャ Tをリム Rに装着したとき、タイヤ Tとリム Rとの間には空洞部 4が形成される。
[0011] トレッド部 1の内面には、図 2 (a)および(b)に示すように、トレッド部の内面の全周に わたり帯状吸音材 5が弾性固定バンド 6により、その弾性力を利用してトレッド部 1の 内面側に圧着するように装着されている。帯状吸音材 5ίお IS K6400に規定される 見掛け密度が 10— 70kgZm3の多孔質材料からなり、弾性固定バンド 6は高引張り 弾性率を有する合成樹脂からなる。なお、弾性固定バンド 6は、その周長を変化でき るように長手方向の両端部が互いに連結されてレ、る。
[0012] 力かる図 2 (a)および (b)では、トレッド部の内面の全周にわたり帯状吸音材 5が弹 性固定バンド 6により装着されている例を示したが、本発明では、必ずしも全周にわ たり、帯状吸音材が存在する必要はなレ、。本発明者らの各種知見によれば、トレッド 部の内面の全周長のほぼ 75%以上にわたり帯状吸音材が装着されていれば良ぐ より好ましくは該全周長のほぼ 80%以上、最も好ましくは該全周長のほぼ 90%以上 にわたり装着されているのがよい。本発明者らの知見によれば、トレッド部の内面の 全周にわたり帯状吸音材が装着されているのが最も効果が高くベストである。
[0013] 図 1では、帯状吸音材 5が内周面側から弾性固定バンド 6によりトレッド部 1の内面 に接圧するように装着されている場合を例示したが、弾性固定バンド 6と帯状吸音材 5とのタイヤ径方向の位置関係は、弾性固定バンド 6を帯状吸音材 5の外周面側に配 置させてもよい。いずれの形態においても、弾性固定バンド 6は帯状吸音材 5を接着 剤等により固定し、その長手方向の両端部を互いに連結させて帯状吸音材 5をトレツ ド部 1の内面に圧着させていればよい。
[0014] このように、帯状吸音材 5は、 JIS K6400に規定される見掛け密度を 70kg/m3以 下にしたことにより、多孔構造を有しながらもタイヤ内圧により圧縮変形しないようにそ の構造を維持できるため、高い吸音効果を得ることができる。しかし、 lOkgZm3 より小さくすると多孔構造が大きすぎて吸音性能が得られなくなる。
[0015] このように、帯状吸音材 5の密度を特定の範囲に設定したので、帯状吸音材 5は多 孔構造を有しながらもタイヤ内圧により圧縮変形しないため、優れた吸音効果を得る こと力 Sできる。また、帯状吸音材 5は弾性固定バンド 6の弾性力を利用して、上述のよ うに、より好ましくはタイヤ内面の全周にわたり、あるいは好ましくは、タイヤ内面の全 周長のほぼ 75%以上にわたり圧着されているので、簡単には離脱しないように安定 した状態に保たれる。
[0016] 帯状吸音材 5を構成する多孔質材料は、樹脂の発泡体が好ましぐ特に低密度の ポリウレタンフォームはタイヤ内圧により圧縮変形しにくい耐性を有するので好ましい 。気泡の形態は連続気泡が好ましい。また、多孔質材料は樹脂発泡体のほか、繊維 を結合させたフェルト、マットなどの不織布であってもよい。
[0017] また、弾性固定バンド 6を構成する材料としては、ポリプロピレン樹脂などの合成樹 脂を好ましく使用することができる。ポリプロピレン樹脂を使用する場合、該ポリプロピ レン樹脂の曲げ弾性率が 1100— 1800MPaの範囲にあるものを好ましく用いること ができる。曲げ弾性率が l lOOMPaより小さいと、弾性が小さくなりすぎて、弾性固定 バンド 6が弾性バンドとしての機能を十分に発揮することが難しくなる。曲げ弾性率が 1800MPaを越えると、剛性が高くなりすぎで、弾性固定バンド 6がタイヤ接地時の変 形に追従することができないため、破損しやすくなり、耐久性が低下する。より好ましく は、曲げ弾性率を 1300— 1700MPaの範囲内にするのがよい。なお、ここでいう曲 げ弾性率は、 ASTM ( AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MA TERIAL) D790に規定される曲げ弾性率の試験方法により求めるものである。
[0018] なお、図 2 (a)の実施形態では、帯状吸音材 5が内周面側から弾性固定バンド 6に よりトレッド部 1の内面に接圧するように装着されている場合を示したが、弾性固定バ ンド 6と帯状吸音材 5とのタイヤ径方向の位置関係は、図 2 (b)に示すように弾性固定 バンド 6を帯状吸音材 5の外周面側に配置させてもよい。いずれの形態においても、 弾性固定バンド 6は帯状吸音材 5を接着剤等により固定して、その長手方向の両端 部を互レ、に連結させて帯状吸音材 5をトレッド部 1の内面に圧着させてレ、ればよレ、。
[0019] また、帯状吸音材 5の内周面には、吸音効果を高めるために凹凸を形成しておくと よい。凹凸面の形態は特に限定されるものではないが、図 3 (a)—(e)に例示するよう な形態にするとよい。この凹凸面における凹凸の段差は 20mm以下に設定するとよ レ、。
[0020] 本発明において、更に好ましくは、帯状吸音材 5の空洞 4側の表面に、吸音特性の 異なる第 2の多孔質材料を積層するとよい。このように表層に別の多孔質材料を積層 する場合には、図 4 (a)および (b)に例示するように、見掛け密度が 10— 70kgZm3 であることにより空洞部 4内の空気圧により押し潰されることのない耐圧縮性に優れた 多孔質材料をタイヤ内面側にして、空洞 4側の表面に JIS A1405に規定される周 波数 200Hzにおける吸音率が 10%以上の第 2の多孔質材料 5aを積層するとよい。 この場合にあっても、第 2の多孔質材料 5aの表面に凹凸を形成するとよい。多孔質 材料 5aとしては、樹脂の発泡体でもよぐ繊維の不織布などでもよい。
[0021] なお、本発明で言う吸音率とは、 JIS A1405に定義される吸音率である。
[0022] 上述するように、帯状吸音材 5と第 2の多孔質材料 5aとの積層体にする場合には、 帯状吸音材 5の厚さ Aを 5— 45mmとし、第 2の多孔質材料 5aの厚さ Bを、図 4 (a)の ように表面が平坦な場合には好ましくは 5— 45mm、より好ましくは 5— 10mmとし、 図 4 (b)のように表面が凹凸である場合には好ましくは 5— 45mm、より好ましくは 5— 20mmにするとよい。これにより、タイヤ内圧により帯状吸音材 5が押し潰されて吸音 効果を失うことを防止するとともに、吸音性能を向上させることができる。また、該帯状 吸音材 5と第 2の多孔質材料 5aとの積層体の厚さは、 50mm以内とするのがよい。
[0023] 上述したように帯状吸音材 5の表面に第 2の多孔質材料 5aを積層する場合には、 吸音効果を一層向上させるため、図 5 (a)に示すように第 2の多孔質材料 5aに耐圧 縮性に優れた帯状吸音材 5に通じる多数の孔 Sを形成させるとよい。これにより、孔 S 力 Sタイヤ空洞部 4からの音響エネルギーを帯状吸音材 5に取り込む通路としての役割 を果たすとともに、タイヤ空気圧による帯状吸音材 5の潰れを防止することができる。
[0024] さらに、図 5 (b)に示すように耐圧縮性に優れた帯状吸音材 5の内外両面に第 2の 多孔質材料 5aで覆った構造にすることもできる。これにより、空洞共鳴の発生源であ るタイヤ内側表面に第 2の多孔質材料 5aが接して配置されるため、第 2の多孔質材 料 5aを内側面のみに配置した場合に比べて吸音効果が増大する。 [0025] なお、帯状吸音材 5の表面に第 2の多孔質材料 5aを積層する場合における弾性固 定バンド 6と帯状吸音材 5とのタイヤ径方向の位置関係は、図 6 (a)および(c)のよう に弾性固定バンド 6を帯状吸音材 5の内周側または外周側に配置させるほか、図 6 ( b)のように帯状吸音材 5と第 2の多孔質材料 5aとの間に配置させてもよい。
[0026] 本発明による帯状吸音材 5および弾性固定バンド 6は、加硫工程を経たタイヤ丁に 対して後から装着するものであるので、タイヤやリムの生産設備等を変更する必要が なぐ既存のタイヤに対して適用することが可能である。
[0027] なお、特に、弾性固定バンド 6の周長を可変とし、帯状吸音材 5の周長を調節するこ とにより、多種類の空気入りタイヤに対して共通の帯状吸音材 5および弾性固定バン ド 6を使用することができる。更に、上述した帯状吸音材 5および弾性固定バンド 6は 、タイヤ Tのトレッド部 1の内面の全周にわたり装着することができるので、リム組み時 の作業性の障害となることもない。
[0028] 特に、上述のように、弾性固定バンド 6の周長を可変とし、帯状吸音材 5の周長を調 節することができるようにするためには、弾性固定バンドの周上の少なくとも 1箇所に 周長を自動調節する伸縮機構を設けた弾性固定バンドを使用するのがよレ、。
[0029] その弾性固定バンドの態様例を図 7に示すと、弾性固定バンド 6は、好ましくは金属 力 なり、図 7に示すように、周上の少なくとも 1箇所(図では 4箇所)に周長が切り欠 かれ、その切り欠き部の間が U字形に屈曲した板パネ 7aによって連結されて、弾性 固定バンド 6の全体が構成されている。この U字形の板バネ 7aの部分は、弾性固定 バンド 6に負荷される力の周方向成分を自動的に吸収する伸縮機構として作用する ようになつている。図 8は、図 7に示した実施態様からなる低騒音空気入りタイヤの空 気圧を充填した状態を示す子午線断面図であり、この図 7および図 8に示した態様で は、図 2 (b)に示したように、弾性固定バンド 6が帯状吸音材 5の外周側に配置されて いるものである。
[0030] このような、板パネ 7aからなる伸縮機構としては、図 9 (a)および (b)に例示するよう にジグザグ状に折り曲げた板バネ 7b、 7cであってもよレ、。なお、弾性固定バンド 6の 周上に形成する伸縮機構の数は特に限定されないが、周上の 3— 8箇所に均等に配 置するとよい。 [0031] 弾性固定バンド 6の幅としては、 10— 30mmの範囲にするのが好ましぐこの範囲 の中で帯状吸音材 5の剛性に応じて適宜決めるのがよい。弾性固定バンド 6の幅が 1 Ommより小さいと、弾性固定バンドの強度が不足する。弾性固定バンドの幅が 30m mより大きいと重量が増加するため好ましくない。弾性固定バンドの厚さとしては、 0. 5-2. Ommにするのが好ましい。弾性固定バンドの厚さが 0. 5mm未満であると弹 性固定バンドの強度が不足する。弾性固定バンドの厚さが 2. Ommを越えると曲げ 剛性が高くなりすぎて破損しやすくなるため好ましくなレ、。より好ましくは弾性固定バ ンドの厚さを 0. 75—1. 5mmにするのがよレ、。
[0032] 上述のように、弾性固定バンド 6に伸縮機構 7a、 7b、 7cを設けたタイヤは、走行時 に弾性固定バンド 6にバックリング等を生じさせるような外力が作用しても、これを伸 縮機構が自動的に吸収するため、弾性固定バンド 6の寿命を延長し、かつ帯状吸音 材 5のトレッド内面への装着を安定化することができる。
[0033] 図 10は、伸縮機構の更に他の実施形態を示す。弾性固定バンド 6はその長手方向 両端部 6b、 6cが互いに連結冶具 7によりスライド可能に連結されている。すなわち、 連結冶具 7に対して、弾性固定バンド 6の一方の端部 6bが固定され、他方の端部 6c が矢印方向に自由に摺動するようになっている。弾性固定バンド 6の端部 6cおよび /または連結冶具 7の摺動面には、摺動を円滑にするためフッ素系樹脂を被覆した り、潤滑剤を塗布したりするとよい。
[0034] このように構成することにより、バックリング等を与えようとする外力に対して弾性固 定バンド 6が自動的に伸縮してその力を吸収するため、弾性固定バンド 6の疲労寿命 を延長し、かつ帯状吸音材 5のトレッド内面への安定装着を可能にすることができる。 なお、ちなみに、図 11に示した状況は、タイヤに組み込まれた弾性固定バンド 6の周 長が一定に固定されているために、タイヤが路面 Gに接地する接地部 Qにおいてバ ックリングを起こしている状況を示したものであり、このバックリングにより、帯状吸音材 5の保持を不安定にしたり、弾性固定バンド 6の疲労寿命を短くするという問題が従 来はあったのであるが、上述した本発明の如くに、弾性固定バンドに該弾性固定バ ンドの周長を自動調節する伸縮機構を設けたタイヤとすれば、そのような問題は軽減 すること力 Sできる。 [0035] なお、上述の実施形態では、弾性固定バンド 6が帯状吸音材 5の外周側から該帯 状吸音材 5をトレッド内面に圧着している場合を例示したが、弾性固定バンド 6と帯状 吸音材 5のタイヤ径方向の位置関係は、これに限定されることなぐ弾性固定バンド 6 が帯状吸音材 5の内周側から該帯状吸音材 5をトレッド内面に圧着させてもよい。ま た、帯状吸音材 5と弾性固定バンド 6との接合手段は、帯状吸音材 5の種類や形態に よって定められればよぐ特に限定されるものではないが、接着剤による接合、あるい は他の連結手段による接合などを採用できる。
実施例
[0036] タイヤサイズ 205/65R15の空気入りタイヤにおいて、空洞部に何も装着しなかつ た従来タイヤ(従来例)と、空洞部に表 1のように JIS K6400に規定する見掛け密度 を異ならせた吸音材を図 2 (a)のようにトレッド内面の全周にわたり装着した本発明タ ィャ (実施例)および比較タイヤ(比較例 1、 2)とをそれぞれ製作した。なお、吸音材 の幅を 150mm、厚さを 40mm、と共通にした。
[0037] これら各タイヤをリムサイズ 15 X 6 1/2JJのホイールに組み付け、空気圧 220kPa として排気量 2500ccの乗用車に装着し、車室内の運転席窓側耳の位置にマイクロ フォンを設置し、粗い路面を速度 50km/hで走行したときの周波数 200— 250Hz の車内騒音を測定した。その結果を平均して従来タイヤを 100とする指数により表 1 に併記した。数値が小さレ、ほど騒音が低減してレ、ることを示してレ、る。
[0038] [表 1] 表 1
Figure imgf000012_0001
表 1より、本発明タイヤは従来タイヤに比して周波数 200— 250Hzでの空洞共鳴音 が低減してレ、ること力 Sわ力る。 産業上の利用可能性
本発明の低騒音空気入りタイヤは、タイヤ産業界で利用することができ、ひいては. 自動車産業界で低騒音の空気入りタイヤを装着した自動車を実現するものとして有 効に利用されるものである。

Claims

請求の範囲
[I] IIS K6400に規定される見掛け密度が 10— 70kg/m3の多孔質材料からなる帯 状吸音材をトレッド内面の全周にわたり弾性固定バンドにより装着した低騒音空気入 りタイヤ。
[2] 帯状吸音材が、トレッド内面の全周にわたり弾性固定バンドにより装着されている請 求項 1記載の低騒音空気入りタイヤ。
[3] 前記帯状吸音材の内周面に段差が 20mm以下の凹凸面を形成した請求項 1また は 2記載の低騒音空気入りタイヤ。
[4] 前記帯状吸音材の空洞側表面に JIS A1405に規定される周波数 200Hzにおけ る吸音率が 10%以上の第 2の多孔質材料を積層した請求項 1、 2または 3記載の低 騒音空気入りタイヤ。
[5] 前記帯状吸音材の厚さが 5— 45mmであり、前記第 2の多孔質材料の表面が平坦 でかつ厚さが 5— 45mmである請求項 4記載の低騒音空気入りタイヤ。
[6] 前記第 2の多孔質材料の表面に段差が 20mm以下の凹凸を形成した請求項 4記 載の低騒音空気入りタイヤ。
[7] 前記帯状吸音材の厚さが 5 45mmであり、前記第 2の多孔質材料の厚さが 5 4
5mmである請求項 6記載の低騒音空気入りタイヤ。
[8] 前記帯状吸音材の内外両面に、 JIS A1405に規定される周波数 200Hzにおける 吸音率が 10%以上の多孔質材料を積層した請求項 1、 2または 3記載の低騒音空気 入りタイヤ。
[9] 弾性固定バンドが、該弾性固定バンドの周上の少なくとも 1箇所に周長を自動調節 する伸縮機構を有するものである請求項 1一 8のいずれかに記載の低騒音空気入り タイヤ。
[10] 前記伸縮機構が弾性体のパネ機構で構成されている請求項 9に記載の低騒音空 気入りタイヤ。
[II] 前記伸縮機構が前記弾性固定バンドの両端部を互いにスライド可能に連結せしめて なるものである請求項 9に記載の低騒音空気入りタイヤ。
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