WO2016027724A1 - 騒音低減装置及びそれを備えた空気入りタイヤ - Google Patents

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rib
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金成 大輔
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横浜ゴム株式会社
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    • B60C2011/0337Tread patterns characterised by particular design features of the pattern
    • B60C2011/0386Continuous ribs
    • B60C2011/0388Continuous ribs provided at the equatorial plane

Definitions

  • the present invention relates to a noise reduction device mounted on an inner surface of a tire and a pneumatic tire including the same, and more specifically, noise that enables weight reduction without impairing a function of fixing a sound absorbing material to the inner surface of the tire.
  • the present invention relates to a reduction device and a pneumatic tire including the reduction device.
  • one of the causes of noise is cavity resonance due to vibration of air filled inside the tire.
  • the cavity resonance sound is generated when the tread portion vibrates due to road surface irregularities when the tire rolls, and the vibration of the tread portion vibrates the air inside the tire.
  • a sound absorbing material in a cavity formed between a tire and a wheel rim. More specifically, a noise reduction device in which a sound-absorbing material made of a porous material is joined to a band member made of a thermoplastic resin formed in an annular shape along the tire inner surface, and the elastic recovery of the band member is made. A sound absorbing material is installed in a region corresponding to the tread portion on the inner surface of the tire using force (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the thickness of the band member is reduced for weight reduction in the above-described noise reduction device, there is a problem that the sound absorbing material cannot be firmly fixed to the tire inner surface because the rigidity of the band member is insufficient. If the sound absorbing material is unstablely fixed to the tire inner surface, there is a problem that the rim assembling property is deteriorated, or the noise reduction device cannot follow the tire running and is easily broken.
  • An object of the present invention is to provide a noise reduction device capable of reducing the weight without impairing the function of fixing the sound absorbing material to the tire inner surface, and a pneumatic tire provided with the noise reduction device.
  • a noise reduction device includes a band member made of a thermoplastic resin formed in an annular shape along an inner surface of a tire, and a sound absorbing material made of a porous material joined to the band member.
  • the band member has at least one surface in the thickness direction of the band member. At least one rib extending in the circumferential direction is provided, and the rib is arranged so as to exist in the entire circumferential direction of the band member.
  • the pneumatic tire of the present invention is characterized in that the above-described noise reduction device is provided in the cavity.
  • the band member in the noise reduction device in which the sound absorbing material is attached to the tire inner surface based on the elastic restoring force of the band member, the band member extends in the circumferential direction of at least one surface in the thickness direction of the band member. Even when the thickness of the band member is reduced by providing at least one rib and arranging the rib so as to exist in the entire circumferential direction of the band member, the band member A sufficient bending rigidity can be ensured. Therefore, weight reduction can be achieved without impairing the function of fixing the sound absorbing material to the tire inner surface.
  • the rib has a continuous structure over the entire circumferential direction of the band member. If the rib is interrupted in the middle of the circumferential direction, stress concentrates on the part and the band member is easily broken, but the rib has a continuous structure to avoid stress concentration and provide a good reinforcing effect. Obtainable.
  • the rib may be composed of a plurality of rib pieces shorter than the circumferential length of the band member. In this case, the rib pieces adjacent to each other in the circumferential direction of the band member are arranged so as to overlap each other in the circumferential direction. It is preferable. Thereby, it can avoid as much as possible that stress concentrates on the site
  • the rib comes into contact with the inner surface of the tire, but the band member does not come into direct contact with the inner surface of the tire, so heat transfer from the inner surface of the tire to the band member is suppressed, and the rigidity of the band member is caused by the heat. It can suppress that it falls.
  • the rib When placing the rib on the outer peripheral surface of the band member, it is preferable to chamfer the portion of the rib that contacts the tire inner surface. Thereby, the damage of the tire inner surface by the contact of a rib can be reduced, and durability of a pneumatic tire can be improved.
  • the amount of change in the circumference of the height and width of the rib is 20% or less of the minimum value.
  • the amount of change in the circumference of the rib height and width increases, the stiffness change in the circumferential direction of the band member increases and stress concentration tends to occur, but stress concentration can be avoided by regulating the amount of change. Can do.
  • the total width of the ribs is preferably 2% to 30% of the width of the band member, and the height of the ribs is preferably 20% to 400% of the thickness of the band member.
  • FIG. 1 is a perspective sectional view showing a pneumatic tire equipped with a noise reduction device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a noise reduction device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 3A to 3C show a method of joining the sound absorbing material to the band member, and FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views of the respective steps.
  • 4 (a) and 4 (b) show an example of a band member used in the present invention
  • FIG. 4 (a) is a developed view of the band member developed on a plane
  • FIG. 4 (b) is a transverse view thereof.
  • FIG. 5 (a) and 5 (b) show a modification of the band member used in the present invention, FIG.
  • FIG. 5 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. It is a cross-sectional view.
  • 6 (a) and 6 (b) show another modification of the band member used in the present invention
  • FIG. 6 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. 6 (b). Is a cross-sectional view thereof.
  • 7 (a) and 7 (b) show another modification of the band member used in the present invention
  • FIG. 7 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. 7 (b). Is a cross-sectional view thereof.
  • 8 (a) and 8 (b) show another modification of the band member used in the present invention, and FIG.
  • FIG. 8 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. 8 (b). Is a side view thereof.
  • 9 (a) and 9 (b) show another modification of the band member used in the present invention
  • FIG. 9 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. 9 (b). Is a cross-sectional view thereof.
  • 10 (a) and 10 (b) show another modification of the band member used in the present invention
  • FIG. 10 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. 10 (b). Is a cross-sectional view thereof.
  • 11 (a) and 11 (b) show another modification of the band member used in the present invention
  • FIG. 11 (a) is a developed view in which the band member is developed on a plane
  • FIG. 11 (b). Is a cross-sectional view thereof.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing another modification of the band member used in the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another modification of the band member used in the present invention.
  • FIG. 1 shows a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a noise reduction device according to an embodiment of the present invention
  • a pneumatic tire includes a tread portion 1 that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, a pair of sidewall portions 2 disposed on both sides of the tread portion 1, and tires of these sidewall portions 2. And a pair of bead portions 3 arranged on the radially inner side.
  • a ring-shaped noise reduction device 10 shown in FIG. 2 is mounted in the cavity 4 surrounded by the tread portion 1, the sidewall portion 2, and the bead portion 3.
  • the noise reduction device 10 is disposed in a region corresponding to the tread portion 1 of the tire inner surface 5.
  • the noise reduction device 10 includes a band member 11 made of a thermoplastic resin and a plurality of sound absorbing materials 12 made of a porous material.
  • the band member 11 is formed in an annular shape along the tire inner surface 5, and the sound absorbing material 12 is joined to the band member 11 at intervals from each other along the circumferential direction of the band member 11.
  • These sound absorbing materials 12 have a large number of internal cells and have predetermined sound absorbing characteristics based on the porous structure.
  • foamed polyurethane may be used as the porous material of the sound absorbing material 12.
  • the band member 11 holds the sound absorbing material 12 on the tire inner surface 5 based on the elastic restoring force.
  • the noise reduction device 10 configured as described above is detachable from a normal pneumatic tire, and the attachment / detachment work is easy.
  • the noise reduction device 10 as a means for joining the band member 11 and the sound absorbing material 12, heat fusion using a locking member 13 made of a thermoplastic resin is employed. That is, the sound absorbing material 12 is disposed between the band member 11 made of thermoplastic resin and the locking member 13 made of thermoplastic resin, and the locking member 13 is heat-sealed to the band member 11 through the sound absorbing material 12. ing.
  • the constituent material of the band member 11 and the constituent material of the locking member 13 may be the same type of thermoplastic resin, for example, polypropylene.
  • FIG. 3 (a) to 3 (c) show a method of joining the sound absorbing material 12 to the band member 11.
  • FIG. 3A the sound absorbing material 12 is disposed between the band member 11 and the plate-like locking member 13.
  • FIG. 3B the vibration horn 20 of the ultrasonic welder is pressed against the locking member 13 so that the locking member 13 is bent, and the bent portion is locally heated. To do.
  • FIG. 3C the locking member 13 and the band member 11 are heat-sealed through the sound absorbing material 12, and each sound absorbing material 12 is attached to the band member 11 by the plurality of locking members 13.
  • Join As a method for joining the band member 11 and the sound absorbing material 12, it is preferable to use the above-mentioned heat fusion, but the joining method is not particularly limited, and for example, an adhesive can be used. It is.
  • At least one rib 14 (projection) extending in the circumferential direction of the band member 11 is formed on at least one surface in the thickness direction of the band member 11, and the rib 14 is the band member. 11 are arranged so as to exist in the whole area in the circumferential direction. 1 and 2, the rib 14 is disposed on the outer peripheral surface of the band member 11.
  • the band member 10 is provided on at least one surface in the thickness direction of the band member 11. This is a case where the thickness of the band member 11 is reduced by providing at least one rib 14 extending in the circumferential direction and arranging the rib 14 so as to exist in the entire circumferential direction of the band member 11.
  • the bending rigidity of the band member 11 can be sufficiently secured based on the ribs 14. Therefore, the noise reduction device 10 can be reduced in weight without impairing the function of fixing the sound absorbing material 12 to the tire inner surface 5.
  • the rib 14 when the rib 14 is disposed on the outer peripheral surface of the band member 11, the rib 14 contacts the tire inner surface 5, while the band member 11 does not directly contact the tire inner surface 5.
  • the heat transfer to 11 can be suppressed, and the rigidity of the band member 11 can be prevented from decreasing due to heat.
  • the rib 14 preferably has a continuous structure over the entire circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11. If the rib 14 is interrupted in the middle of the circumferential direction, stress concentrates on the portion and the band member 11 is easily broken. However, the rib 14 has a continuous structure, thereby avoiding stress concentration and good. A reinforcing effect can be obtained.
  • the rib 14 may be inevitably discontinuous in the junction part (splice part). In such a case, the rib 14 should just have the structure continuous in the area
  • a single rib 14 having a continuous structure over the entire circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 is formed on one surface of the band member 11, and the rib 14 Extends linearly along the circumferential direction of the band member 11.
  • two ribs 14 having a continuous structure over the entire circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 are formed on one surface of the band member 11. Is extending linearly along the circumferential direction of the band member 11 at both ends in the width direction of the band member 11. According to such a form, the band member 11 can be effectively reinforced, and the band member 11 can be installed in a stable state by bringing the two ribs 14 into contact with the tire inner surface 5. .
  • a single rib 14 having a continuous structure over the entire circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 is formed on one surface of the band member 11. Extends in a zigzag shape along the circumferential direction of the band member 11.
  • the band member 11 can be installed in a stable state by bringing the ribs 14 extending in a zigzag shape into contact with the tire inner surface 5.
  • one rib 14 having a continuous structure over the entire circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 is formed on one surface of the band member 11, and the rib 14 Is changed on the circumference of the band member 11.
  • a single rib 14 having a continuous structure over the entire circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 is formed on one surface of the band member 11.
  • the height of the rib 14 changes on the circumference of the band member 11.
  • the amount of change (the difference between the minimum value and the maximum value) on the circumference of the height and width of the rib 14 is preferably 20% or less of the minimum value, respectively.
  • the most preferable form is a case where the height and width of the rib 14 are constant on the circumference of the band member 11.
  • the rigidity change in the circumferential direction of the band member 11 increases and stress concentration easily occurs.
  • stress concentration is avoided by regulating the amount of change. can do. This contributes to improvement in durability of the band member 11.
  • the total width W1 of the ribs 14 is preferably 2% to 30% of the width W0 of the band member 11, and the height T1 of the ribs 14 is preferably 20% to 400% of the thickness T0 of the band member 11 (see FIG. 4). ).
  • the width of the one rib 14 is the total width W ⁇ b> 1, but when the band member 11 includes a plurality of ribs 14, the width of the plurality of ribs 14. Is the total width W1.
  • the reinforcing effect is insufficient.
  • the bending rigidity becomes excessive and the durability is lowered.
  • the height T1 of the rib 14 is too small, the reinforcing effect is insufficient.
  • the rib 14 is too large, the bending rigidity becomes excessive and the durability is lowered.
  • the rib 14 is disposed on the outer peripheral surface of the band member 11, if the height T1 of the rib 14 is too large, the sound absorbing material 12 is greatly separated from the tire inner surface 5, and the sound absorbing material 12 is deformed with traveling. Therefore, the sound absorbing material 12 is easily damaged.
  • the width W0 of the band member 11 is preferably set in the range of 15 mm to 70 mm, and the thickness T0 of the band member 11 is preferably set in the range of 0.7 mm to 3.0 mm.
  • the rib 14 can be composed of a plurality of rib pieces 14 ⁇ / b> X shorter than the circumferential length of the band member 11.
  • the rib pieces 14X and 14X adjacent to each other in the circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 may be arranged so as to overlap each other in the circumferential direction.
  • a rib 14 including a plurality of rib pieces 14X is formed on one surface of the band member 11, and the rib pieces 14X adjacent to each other in the circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 are formed. 14X are arrange
  • the rib pieces 14 ⁇ / b> X are arranged so as to be distributed in two places in the width direction of the band member 11, and each rib piece 14 ⁇ / b> X extends in parallel with the longitudinal direction of the band member 11.
  • a rib 14 composed of a plurality of rib pieces 14X is formed on one surface of the band member 11, and the rib pieces 14X adjacent to each other in the circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 are formed. 14X are arrange
  • the rib pieces 14 ⁇ / b> X are arranged so as to be distributed at three positions in the width direction of the band member 11, and each rib piece 14 ⁇ / b> X extends in parallel with the longitudinal direction of the band member 11.
  • a rib 14 including a plurality of rib pieces 14X is formed on one surface of the band member 11, and the rib pieces 14X adjacent to each other in the circumferential direction (longitudinal direction) of the band member 11 are formed. 14X are arrange
  • Each rib piece 14 ⁇ / b> X is inclined with respect to the longitudinal direction of the band member 11.
  • the overlap amount of the rib pieces 14X in the tire circumferential direction is not particularly limited, but if the overlap amount is excessive, the bending rigidity of the entire band member 11 is excessive. It also leads to an increase in weight. Therefore, it is preferable to minimize the overlapping amount of the rib pieces 14X in the tire circumferential direction.
  • the total sum of the overlapping amounts of the rib pieces 14 ⁇ / b> X in the tire circumferential direction is preferably regulated to 30% or less of the circumferential length of the band member 11.
  • a chamfered portion 15 ⁇ / b> A made of a curved surface having a predetermined radius of curvature is formed at a portion of the rib 14 that contacts the tire inner surface 5.
  • a chamfered portion 15 ⁇ / b> B having a flat surface is formed at a portion of the rib 14 that contacts the tire inner surface 5.
  • the band member including a band member made of a thermoplastic resin formed in an annular shape along the inner surface of the tire, and a sound absorbing material made of a porous material joined to the band member
  • the noise reduction devices of the conventional examples, comparative examples 1 and 2 and examples 1 to 6 in which the configurations of the band members are variously manufactured were manufactured. These noise reduction devices are suitable for pneumatic tires of tire size 245 / 40R18.
  • the width of the band member was 20 mm, and the thickness of the band member was 1.0 mm.
  • the width of the band member was 20 mm, and the thickness of the band member was 0.8 mm.
  • the width of the band member is set to 20 mm, the thickness of the band member is set to 0.8 mm, and a rib extending along the circumferential direction of the band member is provided on the outer peripheral surface of the band member.
  • the rib members were composed of 15 rib pieces shorter than the circumferential length of the member, and these rib pieces were spaced apart from each other in the circumferential direction so that the ribs were arranged in a region of 90% in the circumferential direction of the band member.
  • the width of the band member is set to 20 mm
  • the thickness of the band member is set to 0.6 mm to 0.8 mm
  • the band member is continuously extended along the circumferential direction of the band member.
  • One rib (refer to FIG. 4) is provided, and the rib is disposed so as to exist in the entire circumferential direction of the band member, and the width and height of the rib are varied.
  • the width of the band member is set to 20 mm
  • the thickness of the band member is set to 0.5 mm
  • two ribs continuously extending along the circumferential direction of the band member on the outer peripheral surface of the band member ( 5), and the ribs were disposed so as to exist in the entire circumferential direction of the band member.
  • the width of each rib was 2 mm.
  • the width of the band member is 20 mm
  • the thickness of the band member is 0.8 mm
  • a rib extending in the circumferential direction of the band member is provided on the outer peripheral surface of the band member, and the rib is formed on the band member.
  • the rib member is composed of 15 rib pieces (see FIG. 11) shorter than the circumferential length, and the rib pieces adjacent to each other in the circumferential direction of the band member are arranged so as to overlap each other in the circumferential direction. It arranged so that it might exist in the whole area. These rib pieces were disposed obliquely with respect to the circumferential direction of the band member, and the width of each rib piece was 1 mm.
  • Each noise reduction device is installed in a hollow portion of a pneumatic tire having a tire size of 245 / 40R18, the pneumatic tire is assembled to a wheel having a rim size of 18 ⁇ 9 JJ, an air pressure of 250 kPa, a load of 4.8 kN using an indoor drum tester, A running test was conducted under the condition of a speed of 80 km / h, and the running distance until the noise reduction device was destroyed was measured. If the mileage is 20000 km or more, it will be accepted.
  • the evaluation result is indicated by “S” when the travel distance is twice or more of the pass determination distance, and indicated by “A” when the travel distance is 1.5 times or more of the pass determination distance.
  • a case where the distance is equal to or greater than the determination distance is indicated by “B”, and a case where the travel distance is less than the acceptable determination distance is indicated by “C”.
  • Band weight The weight of the band member of each noise reduction device was measured and indicated by an index with the conventional example being 100. A smaller index value means a lighter weight.
  • the noise reduction devices of Examples 1 to 6 were lighter than the conventional examples, and the sound absorbing material holding performance and durability were good.
  • Comparative Example 1 since the band member was thinned without ribs, the sound absorbing material could not be held on the tire inner surface, and durability could not be evaluated.
  • Comparative Example 2 a rib extending intermittently along the circumferential direction of the band member is provided on the outer circumferential surface of the band member, and the rib is disposed so as to exist in an area of 90% in the circumferential direction of the band member. Therefore, the durability of the noise reduction device was insufficient.

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Abstract

吸音材をタイヤ内面に固定する機能を損なうことなく軽量化を図ることを可能にした騒音低減装置及びそれを備えた空気入りタイヤを提供する。騒音低減装置(10)は、タイヤ内面(5)に沿うように環状に成形された熱可塑性樹脂からなるバンド部材(11)と、該バンド部材(11)に対して接合された多孔質材料からなる吸音材(12)とを有し、前記バンド部材(11)の弾性復元力に基づいて前記吸音材(12)をタイヤ内面(5)に装着するようにした騒音低減装置(10)において、前記バンド部材(11)の厚さ方向の少なくとも一方の面に該バンド部材(11)の周方向に延長する少なくとも1本のリブ(14)を設け、該リブ(14)を前記バンド部材(11)の周方向の全域に存在するように配置した。

Description

騒音低減装置及びそれを備えた空気入りタイヤ
 本発明は、タイヤ内面に装着される騒音低減装置及びそれを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、吸音材をタイヤ内面に固定する機能を損なうことなく軽量化を図ることを可能にした騒音低減装置及びそれを備えた空気入りタイヤに関する。
 空気入りタイヤにおいて、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、タイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部内に吸音材を配設することが提案されている。より具体的には、タイヤ内面に沿うように環状に形成された熱可塑性樹脂からなるバンド部材に対して多孔質材料からなる吸音材を接合した騒音低減装置を構成し、そのバンド部材の弾性復元力を利用してタイヤ内面のトレッド部に対応する領域に吸音材を設置することが行われている(例えば、特許文献1,2参照)。
 しかしながら、上述した騒音低減装置において、軽量化のためにバンド部材の厚さを減少させると、バンド部材の剛性が不足するため吸音材をタイヤ内面にしっかりと固定することができないという問題がある。そして、吸音材のタイヤ内面への固定が不安定になると、リム組み性が悪化したり、騒音低減装置がタイヤ走行に追従できずに破壊され易くなったりするという問題がある。
日本国特許第4175479号公報 国際公開第2005/012007号
 本発明の目的は、吸音材をタイヤ内面に固定する機能を損なうことなく軽量化を図ることを可能にした騒音低減装置及びそれを備えた空気入りタイヤを提供することにある。
 上記目的を解決するための本発明の騒音低減装置は、タイヤ内面に沿うように環状に成形された熱可塑性樹脂からなるバンド部材と、該バンド部材に対して接合された多孔質材料からなる吸音材とを有し、前記バンド部材の弾性復元力に基づいて前記吸音材をタイヤ内面に装着するようにした騒音低減装置において、前記バンド部材の厚さ方向の少なくとも一方の面に該バンド部材の周方向に延長する少なくとも1本のリブを設け、該リブを前記バンド部材の周方向の全域に存在するように配置したことを特徴とするものである。
 また、本発明の空気入りタイヤは、上述した騒音低減装置を空洞部内に備えたことを特徴とするものである。
 本発明では、バンド部材の弾性復元力に基づいて吸音材をタイヤ内面に装着するようにした騒音低減装置において、バンド部材の厚さ方向の少なくとも一方の面に該バンド部材の周方向に延長する少なくとも1本のリブを設け、該リブをバンド部材の周方向の全域に存在するように配置したことにより、バンド部材の厚さを減少させた場合であっても、リブに基づいてバンド部材の曲げ剛性を十分に確保することができる。そのため、吸音材をタイヤ内面に固定する機能を損なうことなく軽量化を図ることができる。
 本発明において、リブはバンド部材の周方向の全域にわたって連続した構造を有することが好ましい。リブが周方向の途中で途切れていると、その部分に応力が集中してバンド部材が破壊され易くなるが、リブが連続した構造を有することにより、応力集中を回避し、良好な補強効果を得ることができる。また、リブをバンド部材の周長よりも短い複数のリブ片から構成することも可能であるが、この場合、バンド部材の周方向に隣り合うリブ片を互いに周方向に重複するように配置することが好ましい。これにより、リブが途切れた部位に応力が集中するのを可及的に回避することができる。
 リブはバンド部材の外周面に配置することが好ましい。これにより、リブがタイヤ内面に当接する一方で、バンド部材はタイヤ内面に対して直接接触しなくなるため、タイヤ内面からバンド部材への熱伝達を抑制し、熱に起因してバンド部材の剛性が低下するのを抑制することができる。
 リブをバンド部材の外周面に配置するにあたって、リブのタイヤ内面に接触する部分には面取り加工を施すことが好ましい。これにより、リブの接触によるタイヤ内面の損傷を軽減し、空気入りタイヤの耐久性を向上するができる。
 リブの高さ及び幅の周上での変化量はそれぞれ最小値の20%以下であることが好ましい。リブの高さ及び幅の周上での変化量が大きくなると、バンド部材の周方向の剛性変化が大きくなり応力集中が起き易くなるが、その変化量を規制することで応力集中を回避することができる。
 リブの合計幅はバンド部材の幅の2%~30%であり、リブの高さはバンド部材の厚さの20%~400%であることが好ましい。これにより、バンド部材の耐久性を良好に維持しながら、リブに基づくバンド部材の補強効果を十分に確保することができる。
図1は本発明の実施形態からなる騒音低減装置を備えた空気入りタイヤを示す斜視断面図である。 図2は本発明の実施形態からなる騒音低減装置を示す斜視図である。 図3(a)~(c)はバンド部材に対する吸音材の接合方法を示し、図3(a)~(c)はそれぞれ各工程の断面図である。 図4(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の一例を示し、図4(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図4(b)はその横断面図である。 図5(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の変形例を示し、図5(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図5(b)はその横断面図である。 図6(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示し、図6(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図6(b)はその横断面図である。 図7(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示し、図7(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図7(b)はその横断面図である。 図8(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示し、図8(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図8(b)はその側面図である。 図9(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示し、図9(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図9(b)はその横断面図である。 図10(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示し、図10(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図10(b)はその横断面図である。 図11(a),(b)は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示し、図11(a)はバンド部材を平面上に展開した展開図であり、図11(b)はその横断面図である。 図12は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示す横断面図である。 図13は本発明で使用されるバンド部材の他の変形例を示す横断面図である。
 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。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は本発明の実施形態からなる騒音低減装置を示すものである。図1において、空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、該トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3とを備えている。そして、トレッド部1とサイドウォール部2とビード部3とで囲まれた空洞部4には図2に示すリング状の騒音低減装置10が装着されている。この騒音低減装置10はタイヤ内面5のトレッド部1に対応する領域に配置されている。
 騒音低減装置10は、熱可塑性樹脂からなるバンド部材11と、多孔質材料からなる複数個の吸音材12とから構成されている。バンド部材11はタイヤ内面5に沿うように環状に成形され、吸音材12はバンド部材11の周方向に沿って互いに間隔をおいて該バンド部材11に対して接合されている。これら吸音材12は多数の内部セルを有し、その多孔質構造に基づく所定の吸音特性を有している。吸音材12の多孔質材料としては発泡ポリウレタンを用いると良い。バンド部材11は弾性復元力に基づいて吸音材12をタイヤ内面5に保持する。このように構成される騒音低減装置10は、通常の空気入りタイヤに対して着脱自在であり、その着脱作業が容易である。
 上記騒音低減装置10において、バンド部材11と吸音材12との接合手段としては、熱可塑性樹脂製の係止部材13を用いた熱融着が採用されている。即ち、吸音材12は熱可塑性樹脂製のバンド部材11と熱可塑性樹脂製の係止部材13との間に配置され、係止部材13が吸音材12を通してバンド部材11に対して熱融着されている。バンド部材11の構成材料及び係止部材13の構成材料には、同種の熱可塑性樹脂、例えば、ポリプロピレンを用いると良い。
 図3(a)~(c)はバンド部材11に対する吸音材12の接合方法を示すものである。先ず、図3(a)に示すように、吸音材12をバンド部材11と板状の係止部材13との間に配置する。次に、図3(b)に示すように、超音波溶着機の加振ホーン20を係止部材13に押し付け、係止部材13を折り曲げた状態にし、その折り曲げられた部分を局部的に加熱する。これにより、図3(c)に示すように、吸音材12を通して係止部材13とバンド部材11とを熱融着し、複数の係止部材13により各吸音材12をバンド部材11に対して接合する。バンド部材11と吸音材12との接合方法としては、上述のような熱融着を用いることが好ましいが、その接合方法は特に限定されるものではなく、例えば、接着剤を使用することも可能である。
 上記騒音低減装置10において、バンド部材11の厚さ方向の少なくとも一方の面にはバンド部材11の周方向に延長する少なくとも1本のリブ14(突条)が形成され、そのリブ14がバンド部材11の周方向の全域に存在するように配置されている。図1及び図2において、リブ14はバンド部材11の外周面に配設されている。
 上述のようにバンド部材11の弾性復元力に基づいて吸音材12をタイヤ内面5に装着するようにした騒音低減装置10において、バンド部材11の厚さ方向の少なくとも一方の面にバンド部材10の周方向に延長する少なくとも1本のリブ14を設け、そのリブ14をバンド部材11の周方向の全域に存在するように配置したことにより、バンド部材11の厚さを減少させた場合であっても、リブ14に基づいてバンド部材11の曲げ剛性を十分に確保することができる。そのため、吸音材12をタイヤ内面5に固定する機能を損なうことなく騒音低減装置10の軽量化を図ることができる。
 特に、リブ14をバンド部材11の外周面に配置した場合、リブ14がタイヤ内面5に当接する一方で、バンド部材11はタイヤ内面5に対して直接接触しなくなるため、タイヤ内面5からバンド部材11への熱伝達が抑制され、熱に起因してバンド部材11の剛性が低下するのを抑制することができる。
 上記騒音低減装置10において、図4~図8に示すように、リブ14はバンド部材11の周方向(長手方向)の全域にわたって連続した構造を有するものであると良い。リブ14が周方向の途中で途切れていると、その部分に応力が集中してバンド部材11が破壊され易くなるが、リブ14が連続した構造を有することにより、応力集中を回避し、良好な補強効果を得ることができる。なお、帯状部材の両端部を互いに接合することで環状のバンド部材11を成形する場合、その接合部(スプライス部)においては不可避的にリブ14が不連続となることがある。そのような場合、リブ14はバンド部材11のスプライス部を除く領域で連続した構造を有していれば良い。バンド部材11のスプライス部は必要に応じて補強することができる。
 図4(a),(b)において、バンド部材11の一方の面にはバンド部材11の周方向(長手方向)の全域にわたって連続した構造を有する1本のリブ14が形成され、そのリブ14がバンド部材11の周方向に沿って直線状に延在している。
 図5(a),(b)において、バンド部材11の一方の面にはバンド部材11の周方向(長手方向)の全域にわたって連続した構造を有する2本のリブ14が形成され、これらリブ14がバンド部材11の幅方向の両端部においてバンド部材11の周方向に沿って直線状に延在している。このような形態によれば、バンド部材11を効果的に補強することができ、しかも2本のリブ14をタイヤ内面5に当接させることでバンド部材11を安定した状態で設置することができる。
 図6(a),(b)において、バンド部材11の一方の面にはバンド部材11の周方向(長手方向)の全域にわたって連続した構造を有する1本のリブ14が形成され、そのリブ14がバンド部材11の周方向に沿ってジグザグ状に延在している。このようにジグザグ状に延在するリブ14をタイヤ内面5に当接させることでバンド部材11を安定した状態で設置することができる。
 図7(a),(b)において、バンド部材11の一方の面にはバンド部材11の周方向(長手方向)の全域にわたって連続した構造を有する1本のリブ14が形成され、そのリブ14の幅がバンド部材11の周上で変化している。また、図8(a),(b)において、バンド部材11の一方の面にはバンド部材11の周方向(長手方向)の全域にわたって連続した構造を有する1本のリブ14が形成され、そのリブ14の高さがバンド部材11の周上で変化している。リブ14の高さ又は幅が周上で変化する場合、リブ14の高さ及び幅の周上での変化量(最小値と最大値との差)はそれぞれ最小値の20%以下、より好ましくは10%以下であると良い。最も好ましい形態は、リブ14の高さ及び幅がバンド部材11の周上で一定となる場合である。リブ14の高さ及び幅の周上での変化量が大きくなると、バンド部材11の周方向の剛性変化が大きくなり応力集中が起き易くなるが、その変化量を規制することで応力集中を回避することができる。このことはバンド部材11の耐久性の向上に寄与する。
 リブ14の合計幅W1はバンド部材11の幅W0の2%~30%とし、リブ14の高さT1はバンド部材11の厚さT0の20%~400%とすることが好ましい(図4参照)。バンド部材11が1本のリブ14を備える場合、その1本のリブ14の幅が合計幅W1となるが、バンド部材11が複数本のリブ14を備える場合、その複数本のリブ14の幅の合計が合計幅W1となる。リブ14の合計幅W1及び高さT1を上記範囲に設定することにより、バンド部材11の耐久性を良好に維持しながら、リブ14に基づくバンド部材11の補強効果を十分に確保することができる。ここで、リブ14の合計幅W1が小さ過ぎると補強効果が不十分になり、逆に大き過ぎると曲げ剛性が過大となるため耐久性が低下することになる。また、リブ14の高さT1が小さ過ぎると補強効果が不十分になり、逆に大き過ぎると曲げ剛性が過大となるため耐久性が低下することになる。また、リブ14をバンド部材11の外周面に配置した場合において、リブ14の高さT1が大き過ぎると、吸音材12がタイヤ内面5から大きく離間し、吸音材12が走行に伴って変形し易くなるため、吸音材12が損傷し易くなる。
 なお、バンド部材11の幅W0は15mm~70mmの範囲に設定し、バンド部材11の厚さT0は0.7mm~3.0mmの範囲に設定することが望ましい。これにより、空気入りタイヤに装着される騒音低減装置10において、吸音材12をタイヤ内面にしっかりと保持することができる。ここで、バンド部材11の幅W0又は厚さT0が小さ過ぎるとバンド部材11の強度が不十分になり、逆に大き過ぎると曲げ剛性が過大となるため耐久性が低下する。
 上記騒音低減装置10において、図9~図11に示すように、リブ14をバンド部材11の周長よりも短い複数のリブ片14Xから構成することも可能である。この場合、バンド部材11の周方向(長手方向)に隣り合うリブ片14X,14X同士を互いに周方向に重複するように配置すると良い。これにより、リブ14が途切れた部位に応力が集中するのを可及的に回避することができる。
 図9(a),(b)において、バンド部材11の一方の面には複数のリブ片14Xからなるリブ14が形成され、バンド部材11の周方向(長手方向)に隣り合うリブ片14X,14Xが互いに周方向に重複するように配置されている。リブ片14Xはバンド部材11の幅方向の2箇所に分散するように配置され、各リブ片14Xがバンド部材11の長手方向と平行に延長している。
 図10(a),(b)において、バンド部材11の一方の面には複数のリブ片14Xからなるリブ14が形成され、バンド部材11の周方向(長手方向)に隣り合うリブ片14X,14Xが互いに周方向に重複するように配置されている。リブ片14Xはバンド部材11の幅方向の3箇所に分散するように配置され、各リブ片14Xがバンド部材11の長手方向と平行に延長している。
 図11(a),(b)において、バンド部材11の一方の面には複数のリブ片14Xからなるリブ14が形成され、バンド部材11の周方向(長手方向)に隣り合うリブ片14X,14Xが互いに周方向に重複するように配置されている。各リブ片14Xはバンド部材11の長手方向に対して傾斜している。
 図9~図11の形態において、リブ片14X同士のタイヤ周方向の重なり量は特に限定されるものではないが、その重なり量が過大であるとバンド部材11の全体としての曲げ剛性が過剰になり、また、重量増加にも繋がる。そのため、リブ片14X同士のタイヤ周方向の重なり量は最小限に抑えるのが良い。例えば、リブ片14X同士のタイヤ周方向の重なり量の総和はバンド部材11の周長の30%以下に規制することが好ましい。
 上記騒音低減装置10において、リブ14をバンド部材11の外周面に配置するにあたって、リブ14のタイヤ内面5に接触する部分には面取り加工を施すことが好ましい。図12においては、リブ14のタイヤ内面5に接触する部分に所定の曲率半径を有する曲面からなる面取り部15Aが形成されている。また、図13においては、リブ14のタイヤ内面5に接触する部分に平面からなる面取り部15Bが形成されている。これにより、リブ14の接触によるタイヤ内面5の損傷を軽減し、空気入りタイヤの耐久性を向上するができる。
 タイヤ内面に沿うように環状に成形された熱可塑性樹脂からなるバンド部材と、該バンド部材に対して接合された多孔質材料からなる吸音材とを有し、バンド部材の弾性復元力に基づいて吸音材をタイヤ内面に装着するようにした騒音低減装置において、バンド部材の構成を種々異ならせた従来例、比較例1,2及び実施例1~6の騒音低減装置を製作した。これら騒音低減装置はタイヤサイズ245/40R18の空気入りタイヤに適合するものである。
 従来例では、バンド部材の幅を20mmとし、バンド部材の厚さを1.0mmとした。比較例1では、バンド部材の幅を20mmとし、バンド部材の厚さを0.8mmとした。比較例2では、バンド部材の幅を20mmとし、バンド部材の厚さを0.8mmとすると共に、バンド部材の外周面にバンド部材の周方向に沿って延長するリブを設け、該リブをバンド部材の周長よりも短い15本のリブ片から構成し、これらリブ片を互いに周方向に離間させることでリブをバンド部材の周方向の90%の領域に存在するように配置した。
 実施例1~4では、バンド部材の幅を20mmとし、バンド部材の厚さを0.6mm~0.8mmとすると共に、バンド部材の外周面にバンド部材の周方向に沿って連続的に延長する1本のリブ(図4参照)を設け、該リブをバンド部材の周方向の全域に存在するように配置し、リブの幅及び高さを種々異ならせた。
 実施例5では、バンド部材の幅を20mmとし、バンド部材の厚さを0.5mmとすると共に、バンド部材の外周面にバンド部材の周方向に沿って連続的に延長する2本のリブ(図5参照)を設け、該リブをバンド部材の周方向の全域に存在するように配置した。各リブの幅は2mmとした。
 実施例6では、バンド部材の幅を20mmとし、バンド部材の厚さを0.8mmとすると共に、バンド部材の外周面にバンド部材の周方向に延長するリブを設け、該リブをバンド部材の周長よりも短い15本のリブ片(図11参照)から構成し、バンド部材の周方向に隣り合うリブ片を互いに周方向に重複するように配置することで該リブをバンド部材の周方向の全域に存在するように配置した。これらリブ片はバンド部材の周方向に対して斜めに配置し、各リブ片の幅は1mmとした。
 上述した従来例、比較例1,2及び実施例1~6の騒音低減装置について、下記の評価方法により、吸音材の保持性能、耐久性、バンド重量を評価した。その結果を表1に示す。
 吸音材の保持性能:
 各騒音低減装置を空気入りタイヤの空洞部内に装着し、タイヤ内面への吸音材の保持性能を調べた。評価結果は、バンド部材の剛性が十分であり、吸音材がタイヤ内面に対してしっかりと保持される場合を「A」で示し、バンド部材に剛性に基づいて吸音材がタイヤ内面に対して保持される場合を「B」で示し、バンド部材の剛性が不足し、吸音材が保持されずにタイヤ内面から脱落する場合を「C」で示した。
 耐久性:
 各騒音低減装置をタイヤサイズ245/40R18の空気入りタイヤの空洞部内に装着し、その空気入りタイヤをリムサイズ18×9JJのホイールに組み付け、室内ドラム試験機を用いて空気圧250kPa、荷重4.8kN、速度80km/hの条件にて走行試験を実施し、騒音低減装置が破壊されるまでの走行距離を計測した。走行距離が20000km以上となったものを合格とする。評価結果は、走行距離が合格判定距離の2倍以上である場合を「S」で示し、走行距離が合格判定距離の1.5倍以上である場合を「A」で示し、走行距離が合格判定距離以上である場合を「B」で示し、走行距離が合格判定距離未満である場合を「C」で示した。
 バンド重量:
 各騒音低減装置のバンド部材の重量を計測し、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽量であることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、実施例1~6の騒音低減装置では、従来例に対して軽量化されており、しかも吸音材の保持性能と耐久性が良好であった。これに対して、比較例1では、バンド部材がリブなしで薄肉化されているため、タイヤ内面に対して吸音材を保持することができず、耐久性の評価を行うことができなかった。また、比較例2では、バンド部材の外周面にバンド部材の周方向に沿って断続的に延長するリブを設け、該リブをバンド部材の周方向の90%の領域に存在するように配置しているため、騒音低減装置の耐久性が不十分であった。
 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 タイヤ内面
 10 騒音低減装置
 11 バンド部材
 12 吸音材
 13 係止部材
 14 リブ
 14X リブ片
 15A,15B 面取り部

Claims (8)

  1.  タイヤ内面に沿うように環状に成形された熱可塑性樹脂からなるバンド部材と、該バンド部材に対して接合された多孔質材料からなる吸音材とを有し、前記バンド部材の弾性復元力に基づいて前記吸音材をタイヤ内面に装着するようにした騒音低減装置において、前記バンド部材の厚さ方向の少なくとも一方の面に該バンド部材の周方向に延長する少なくとも1本のリブを設け、該リブを前記バンド部材の周方向の全域に存在するように配置したことを特徴とする騒音低減装置。
  2.  前記リブが前記バンド部材の周方向の全域にわたって連続した構造を有することを特徴とする請求項1に記載の騒音低減装置。
  3.  前記リブが前記バンド部材の周長よりも短い複数のリブ片からなり、前記バンド部材の周方向に隣り合うリブ片を互いに周方向に重複するように配置したことを特徴とする請求項1に記載の騒音低減装置。
  4.  前記リブを前記バンド部材の外周面に配置したことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の騒音低減装置。
  5.  前記リブのタイヤ内面に接触する部分に面取り加工を施したことを特徴とする請求項4に記載の騒音低減装置。
  6.  前記リブの高さ及び幅の周上での変化量がそれぞれ最小値の20%以下であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の騒音低減装置。
  7.  前記リブの合計幅が前記バンド部材の幅の2%~30%であり、前記リブの高さが前記バンド部材の厚さの20%~400%であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の騒音低減装置。
  8.  請求項1~7のいずれかに記載の騒音低減装置を空洞部内に備えたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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