(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記組立体内に取り付けられ、タイヤ空洞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た１以上の吸音装置を有しており、
前記吸音装置は、組立体内部への取付部と、タイヤ周方向に対して前後となる多孔質吸音材よりなる前部吸音層と多孔質吸音材よりなる後部吸音層と、前部吸音層と後部吸音層との間に音響インピーダンスが相違する中間吸音層とを有し、
組立体には空気の流入口である空気バルブが備えられており、前部吸音層及び後部吸音層は、それらの側面を連続させて形成した中空筒状体の厚み層により形成されており、該中空筒状体の一端部は、前記空気バルブに対する取付部である
ことを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体。
【請求項２】
中間吸音層は空気層を含むことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
【請求項３】
前部吸音層と後部吸音層とが同一の多孔質吸音材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
【請求項４】
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、
前記組立体内に取り付けられ、タイヤ空洞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た１以上の吸音装置を有しており、
前記吸音装置は、組立体内部への取付部と、タイヤ周方向に対して前後となる多孔質吸音材よりなる前部吸音層と多孔質吸音材よりなる後部吸音層と有し、
前部吸音層の多孔質吸音材と後部吸音層の多孔質吸音材との各音響インピーダンスが相違する
ことを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車両のロードノイズを低減する空気入りタイヤとリムとの組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、静粛化が望まれている。自動車等の車両の走行時に発生する騒音には様々なものがあるが、中でもタイヤにより発生する騒音については、荒れた路面を走行した際に、５０〜４００Ｈｚの周波数範囲で「ゴー」といういわゆるロードノイズがあり、このロードノイズは車両内に伝わり、乗員に不快感を与えている。このようなロードノイズのうち、主に２００〜２５０Ｈｚに影響の大きい現象として、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が気柱管を構成して空気が共鳴振動（空洞共鳴）することにより発生するものがある。
【０００３】
そこで、タイヤ内部空洞で発生する共鳴を低減させ、車両内に伝わる騒音を低減させるための技術として、下記特許文献１及び２に示されるように、空洞内に吸音や遮音のための物体を配する方法が提案されている。
【０００４】
下記特許文献１には、空気入りタイヤとリムとの組立体において、組立体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、タイヤ内腔を遮る１以上の立ち上がり部を配置し、該立ち上がり部は、少なくとも一部に不織布からなる吸音部を具えた構造が示されている。また、立ち上がり部としては、タイヤ内腔で立ち上がり、かつ、音波を透過しないものであれば、バンド基体を切り込んだ切り込み片より形成されることに限定されることなく種々のものを採用できることが示されている。さらに、バンド基体は伸縮性のある加硫ゴムからなり、厚さはリム装着前において０．５〜３ｍｍにすることが示されている。さらにまた、不織布の厚さは１０ｍｍ未満にすることが示されている。
【０００５】
下記特許文献２には、２箇所のビードのところでタイヤの内壁に結合され、その他のところ、即ち、サイドウォール及びクラウンのところでは結合されていない気泡層を具えたタイヤが示されている。そして、この気泡層は、大部分がタイヤの内壁に結合されておらず、それにより、この気泡層は、第１空洞モードのピークに対して減衰作用を発揮することが示されている。すなわち、多孔質吸音材をタイヤ空洞内に配置しており、タイヤの断面内方向に音が透過した際に低減効果が得られる構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４７８０７号公報
【特許文献２】特開２００８−２７３５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の吸音構造においては、音波を透過しない材料を使用しているために吸音効果が少なく、したがって、タイヤ空洞内における空洞共鳴による騒音低減が充分でない欠点があった。
【０００８】
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、タイヤ空洞内における吸音構造において、吸音材として音波を減衰させながら透過する材料を採用し、当該吸音材がタイヤ周方向に複数の層状をなすように構成することにより、タイヤ空洞内の空洞共鳴を低減させ、より一層騒音低減が図れる吸音装置を備えた空気入りタイヤとリムとの組立体を開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、前記組立体内に取り付けられ、タイヤ空洞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た１以上の吸音装置を有しており、前記吸音装置は、組立体内部への取付部と、タイヤ周方向に対して前後となる多孔質吸音材よりなる前部吸音層と多孔質吸音材よりなる後部吸音層と、前部吸音層と後部吸音層との間に音響インピーダンスが相違する中間吸音層とを有し、組立体には空気の流入口である空気バルブが備えられており、前部吸音層及び後部吸音層は、それらの側面を連続させて形成した中空筒状体の厚み層により形成されており、該中空筒状体の一端部は、前記空気バルブに対する取付部であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記の構成において、中間吸音層は空気層を含む構造としてもよい。
【００１１】
さらに、前記の構成において、前部吸音層と後部吸音層とが同一の多孔質吸音材である構造としてもよい。
【００１２】
さらにまた、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、前記組立体内に取り付けられ、タイヤ空洞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た１以上の吸音装置を有しており、前記吸音装置は、組立体内部への取付部と、タイヤ周方向に対して前後となる多孔質吸音材よりなる前部吸音層と多孔質吸音材よりなる後部吸音層と有し、前部吸音層の多孔質吸音材と後部吸音層の多孔質吸音材との各音響インピーダンスが相違することを特徴とするものである。
【００１５】
多孔質吸音材の吸音メカニズムは、音波が空気中から多孔質吸音材を透過する現象を分析すると、空気中からの音波が、まず空気層と多孔質吸音材層との境界面である第１界面に入射すれば、第１界面により跳ね返される第１反射波と多孔質吸音材層の内部に進入する内部進入波とに分かれる。内部進入波は多孔質吸音材内でその一部が音響エネルギーから熱エネルギーに変化することにより減衰しながら多孔質吸音材を通り抜けて空気中に放出される。その通り抜ける際に、減衰した内部進入波は多孔質吸音材層と空気層との境界面である第２界面に入射し、この第２界面により跳ね返される内部反射波と第１外部放出波とに分かれる。このうちの内部反射波は第１界面と第２界面との間を往復しながら、第１界面及び第２界面へ入射する毎に多孔質吸音材層内部に残存する微量内部反射波と多孔質吸音材層の外部に放出される微量外部放出波とに分裂し、分裂を繰り返す毎に多孔質吸音材層内部に残る微量内部反射波は、その音響エネルギーが熱エネルギーに変化して減衰し、やがて消音する。したがって、音波が空気中から多孔質吸音材に入射すると、ほとんど無視できる微量外部放出波を除外すれば前記の第１反射波と第１外部放出波のみとなる。
【００１６】
例えば、多孔質吸音材が音波Ｐの伝播方向に対して１層の場合には、界面は空気層から吸音材へ入射する第１界面と吸音材から空気層へ抜ける第２界面との２箇所となり、熱変換による音波の減衰は第１界面と第２界面との間における吸音材層１箇所のみとなる。したがって、多孔質吸音材が１層の場合は、騒音低減効果は向上させるためには吸音材の厚みを大きくするしかないが、多孔質吸音材より構成される吸音装置全体の体積が増大する問題がある。
【００１７】
一方、音波Ｐの伝播方向に対して多孔質吸音材よりなる前部吸音層ａと、該前部吸音層ａと音響インピーダンスが異なる多孔質吸音材よりなる後部吸音層ｂとを重ねて吸音材２層にした場合には、界面は、空気層から前部吸音層ａへ入射する第１界面と、前部吸音層ａから後部吸音層ｂに入射する第２界面と、後部吸音層ｂから空気層へ抜ける第３界面との３箇所となり、熱変換による音波の減衰は、第１界面と第２界面との間における前部吸音層と第２界面と第３界面との間における後部吸音層との２箇所となる。なお、前記の多孔質吸音材よりなる前部吸音層ａと、該前部吸音層ａと音響インピーダンスが異なる後部吸音層ｂとを重ねるだけでなく、接着してもよい。そこで、前述の吸音材１層の場合と比較すると、吸音材１層の厚みが、前部吸音層ａの厚みに後部吸音層ｂの厚みを加えた吸音材２層の厚みと同一の場合には、吸音材２層の方は、少なくとも界面の数が多い分だけ音波が分裂する回数が増加し、分裂する度に音波が吸音材を通過して熱変換により減衰するので、騒音低減効果が大きい。しかも、積層する層の数が多くなれば界面の数も増加するため、音波の分裂に伴って減衰を繰り返すのでさらに騒音低減効果が大きくなる。
【００１８】
さらに、多孔質吸音材よりなる前部吸音層ａと、同じく多孔質吸音材よりなる後部吸音層ｂとの間に空気層を中間層として介在させた場合には、界面は外部空気層から前部吸音層ａへ入射する第１界面と、前部吸音層ａから中間層へ抜ける第２界面と、中間層から後部吸音層ｂに入射する第３界面と、後部吸音層ｂから外部空気層へ抜ける第４界面との４箇所となり、吸音材を通過する際の熱変換による減衰が前部吸音層ａと後部吸音層ｂと２箇所となる。そこで、前述の吸音材１層の場合と比較すると、吸音材１層の厚みが前部吸音層ａの厚みに後部吸音層ｂの厚みを加えた厚みと同一の場合には、吸音材２層の間に空気層を設けた方が、界面の数が多い分だけ音波の分裂回数が増加し、分裂する度に音波が吸音材層を通過して熱変換により減衰するので、騒音低減効果が大きくなる。また、その製作においても吸音材１層を２分割して間隔を空けて配置すれば、前部吸音層ａと後部吸音層ｂとの間に空気層を中間層として介在させた状態となるので、容易に製作できる利点がある。なお、前記中間層を前部吸音層ａ及び後部吸音層ｂと音響インピーダンスが異なる新たな吸音材により形成した場合には、前述の吸音材２層にさらに吸音材１層を重ね合わせたものと同様の構成となり、熱変換により音波が減衰する新たな吸音材層が加わるので、騒音低減効果が大きくなる。
【００１９】
以上のことから、吸音材１層の場合に比べて、同じ厚みであれば、音響インピーダンスが異なる他の吸音材との積層体とすること、又は、吸音材１層を複数に分割して併設することの方が、騒音低減効果が大きくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の空気入りタイヤとリムとの組立体を上記のように構成したことにより、タイヤ空洞内における吸音構造において、吸音材として空気を透過する材料を採用し、当該吸音材がタイヤ周方向に複数の層状をなすように構成したので、タイヤ空洞内の空洞共鳴を低減させ、より一層騒音低減が図れる吸音装置を備えたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係るタイヤ径方向断面の一部省略斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る吸音装置の構造を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１に係る吸音装置における音波の透過状況を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例２に係るタイヤ径方向断面の一部省略斜視図である。
【図５】本発明の実施例２に係るタイヤ径方向断面の模式図である。
【図６】本発明の実施例２に係る吸音材の構造を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例２に係る吸音装置における音波の透過状況を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例２に係るタイヤ周方向断面の模式図である。
【図９】本発明の実施例３に係るタイヤ径方向断面の一部省略斜視図である。
【図１０】本発明の実施例３に係るタイヤ径方向断面の模式図である。
【図１１】本発明の実施例３に係るタイヤ周方向断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る 空気入りタイヤとリムとの組立体の好適な実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図３は実施例１に関するものであり、図１において、１０は空気入りタイヤであり、１１はリムであり、リム１１に空気入りタイヤ１０を嵌め込んだ組立体としたときにタイヤ空洞１２が形成され、リム１１上には、吸音装置１３がタイヤ空洞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。該吸音装置１３は、リム１１上への取付部１４と吸音材部分１５とからなり、吸音材部分１５は、多孔質吸音材よりなる前部吸音層１６と、該前部吸音層１６と音響インピーダンスが相違する多孔質吸音材よりなる後部吸音層１７とを接着により積層してなるものである。なお、多孔質吸音材としてはウレタンを使用するのが、リム組みする際に倒すことができるので、リム組の妨げにならないので望ましい。
【００２４】
このように構成したことにより、図２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が前部吸音層１６及び後部吸音層１７を透過することになる。すなわち、外部空気層から前部吸音層１６に音波が入射すると、図３に示すように、前部吸音層１６の表面である第１界面１０Ａにより反射される第１外部放出波と前部吸音層１６の内部に進入する第１内部進入波とに分かれる。前部吸音層１６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、前部吸音層１６と後部吸音層１７との境界面である第２界面１０Ｂに入射する。第２界面１０Ｂに入射した第１内部進入波は、第２界面１０Ｂにより反射される第１内部反射波と後部吸音層１７に進入する第２内部進入波とに分かれる。後部吸音層１７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、後部吸音層１７の裏面と外部空気層とにより形成される第３界面１０Ｃに入射する。第３界面１０Ｃに入射した第２内部進入波は、微量外部放出波と第３界面１０Ｃにより反射される第２内部反射波とに分かれる。
【００２５】
一方、第２界面１０Ｂにより反射された第１内部反射波は、前部吸音層１６内を熱変換により減衰しながら進行し、第１界面１０Ａに入射する。第１界面１０Ａに入射した第１内部反射波は、微量外部放出波と第３内部反射波とに分かれる。第１界面１０Ａに反射された第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ことになる。
【００２６】
また、第３界面１０Ｃにより反射された第２内部反射波は、後部吸音層１７内を熱変換により減衰しながら進行し、第２界面１０Ｂに入射する。
【００２７】
以上のように、本実施例における吸音装置１３は、外部空気層から前部吸音層１６に音波が入射すると、第１外部放出波と第１内部進入波とに分かれ、第１内部進入波は、その後、第１界面１０Ａと第２界面１０Ｂとの間、第２界面１０Ｂと第３界面１０Ｃとの間、及び、第１界面１０Ａと第３界面１０Ｃとの間において往復を繰り返し、前部吸音層１６及び後部吸音層１７を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していくと共に、第１界面１０Ａ及び第３界面１０Ｃから外部へ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。したがって、外部空気層から吸音装置１３に入射した音波はほぼ第１外部放出波のみとなる。
【００２８】
また、上記の吸音装置１３を構成する前部吸音層１６及び後部吸音層１７のうち、少なくとも最初に外部空気層から音波が入射される吸音層に、吸音効果の高い材質を採用すれば、前記の第１外部放出波が小さくなるので、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。なお、タイヤ空洞内の空洞共鳴による音波の方向性を考慮することなく、前部吸音層１６及び後部吸音層１７の双方共に吸音効果の高い材質を採用することが好ましい。さらに、本実施例における吸音装置１３をタイヤ空洞内に複数設置すれば、吸音装置１３は上記と同様の効果を奏すると共に、タイヤ空洞内に残存する第１外部反射波は、他の吸音装置に入射することにより、さらに減衰されるため吸音効果が高くなり、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。
【実施例２】
【００２９】
図４〜図８は実施例２に関するものであり、図４及び図５において、２０は空気入りタイヤであり、２１はリムであり、リム２１に空気入りタイヤ２０を嵌め込んだ組立体としたときにタイヤ空洞２２が形成され、リム２１上には、吸音装置２３がタイヤ空洞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。該吸音装置２３は、リム２１上への取付部２４と吸音材部分２５とからなり、吸音材部分２５は、多孔質吸音材よりなる前部吸音層２６と同じく多孔質吸音材よりなる後部吸音層２７との間に音響インピーダンスが相違する中間吸音層２８を有するものである。本実施例における中間吸音層は、空気層からなるものであるが、前部吸音層２６及び後部吸音層２７と音響インピーダンスが相違する多孔質吸音材を使用してもよい。なお、多孔質吸音材としてはウレタンを使用する方がリム組みする際に倒すことができるので、リム組の妨げにならないので望ましい。
【００３０】
このように構成したことにより、図６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が前部吸音層２６、中間吸音層２８及び後部吸音層２７を透過することになる。すなわち、外部空気層から前部吸音層２６に音波が入射すると、図７に示すように、前部吸音層２６の表面である第１界面２０Ａにより反射される第１外部放出波と前部吸音層２６内に進入する第１内部進入波とに分かれる。前部吸音層２６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、前部吸音層２６の裏面と中間吸音層２８とにより形成される第２界面２０Ｂに入射する。第２界面２０Ｂに入射した第１内部進入波は、第２界面２０Ｂにより反射される第１内部反射波と中間吸音層２８に進出する第１外部進出波とに分かれる。中間吸音層２８に進出した第１外部進出波は、中間吸音層２８を進行し、後部吸音層２７の表面である第３界面２０Ｃに入射する。第３界面２０Ｃに入射した第１外部進出波は、第３界面２０Ｃにより反射される第１外部反射波と後部吸音層２７内に進入する第２内部進入波とに分かれる。後部吸音層２７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、後部吸音層２７の裏面と外部空気層により形成される第４界面２０Ｄに入射する。第４界面２０Ｄ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２０Ｄにより反射して後部吸音層２７内に進入する第２内部反射波とに分かれる。
【００３１】
一方、前記の第２界面２０Ｂにより反射された第１内部反射波は、前部吸音層２６内に進入し、熱変換により減衰しながら進行し、第１界面２０Ａに入射する。第１界面２０Ａ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２０Ａ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２０Ａ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。
【００３２】
また、第３界面２０Ｃにより反射された第１外部反射波は、中間吸音層２８を進行し、第２界面２０Ｂに入射する。第２界面２０Ｂに入射した第１外部反射波は、前部吸音層２６の内部に進入する第３内部進入波と第２界面２０Ｂにより反射される第２外部反射波とに分かれる。前部吸音層２６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。
【００３３】
第４界面２０Ｄにより反射した第２内部反射波は、後部吸音層２７内を熱変換により減衰しながら進行し、第３界面２０Ｃに入射する。第３界面２０Ｃに入射した第２内部反射波は、第３界面２０Ｃにより反射される第４内部反射波と中間吸音層２８に進出する第２外部進出波とに分かれる。第３界面２０Ｃ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。中間吸音層２８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。
【００３４】
以上のように、本実施例における吸音装置２３は、外部空気層から前部吸音層２６に音波が入射すると、第１外部放出波と第１内部進入波とに分かれ、第１内部進入波は、その後、第１界面２０Ａと第２界面２０Ｂとの間、第２界面２０Ｂと第３界面２０Ｃとの間、第３界面２０Ｂと第４界面２０Ｄとの間、第１界面２０Ａと第３界面２０Ｃとの間、第２界面２０Ｂと第４界面２０Ｄとの間、及び、第１界面２０Ａと第４界面２０Ｄとの間において往復を繰り返し、前部吸音層２６及び後部吸音層２７を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していくと共に、第１界面２０Ａ及び第４界面２０Ｄから外部へ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。したがって、外部空気層から吸音装置２３に入射した音波はほぼ第１外部放出波のみとなる。
【００３５】
また、上記の吸音装置２３を構成する前部吸音層２６及び後部吸音層２７のうち、少なくとも最初に外部空気層から音波が入射される吸音層に、吸音効果の高い材質を採用すれば、前記の第１外部放出波が小さくなるので、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。なお、タイヤ空洞内の空洞共鳴による音波の方向性を考慮することなく、前部吸音層２６及び後部吸音層２７の双方共に吸音効果の高い材質を採用することが好ましい。さらに、本実施例における吸音装置２３をタイヤ空洞内に複数設置すれば、吸音装置２３は上記と同様の効果を奏すると共に、タイヤ空洞内に残存する第１外部反射波は、他の吸音装置に入射することにより、さらに減衰されるため吸音効果が高くなり、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。
【００３６】
なお、実施例２の場合において、単層の吸音材に間隔を空けて配置する場合も、中間の空気層を含めて複数層とみることができる。前部吸音層２６と後部吸音層２７との間隔を大きくとると対向しているとは言えず、前部吸音層２６を透過した透過波が後部吸音層２７を透過しにくくなり、吸音材を複数回透過する効果が得られにくくなるので（反射波は対向する吸音材ではなく、タイヤ内面に向かってしまう）、図８に示すように、組立体の中心軸から３０°以内となるような間隔で前部吸音層２６と後部吸音層２７とを配置することが望ましい。
【００３７】
［比較テスト］
前記の前部吸音層２６と後部吸音層２７との間に空気層からなる中間吸音層２８を設けた場合に関して、次のような測定を行った。すなわち、スピーカの前に配置したマイクと、音の伝播方向に１メートルの距離をおいて配置したマイクとを用意し、両マイク間にトータルの厚みが同一の多孔質吸音材について、間隔をあけた場合と間隔をあけない場合とで透過音の減衰の比較テストを行った。本比較テストにおいて間隔をあけた場合として使用した吸音材１及び２は、いずれも幅１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍであり、間隔をあけない場合として使用した吸音材は、幅１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ３０ｍｍである。本比較テストはタイヤに実装しない場合での比較テストであり、「２５０Ｈｚにおける低減効果」を指数として表し、当該指数が高い方が低減効果が良好であることを示す。その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
0005746546.tif 000002
【００３９】
また、次の比較テストを行った。本比較テストはタイヤに実装した場合における比較テストである。すなわち、実施例である層構造の吸音材と比較例である層構造でない吸音材について、リムサイズが１７×７−ＪＪの一般の自動車用ホイールに、サイズ２１５／５５Ｒ１７のタイヤをリム組みした（空気圧２３０ｋＰａ）。本比較テストにおいて使用した吸音材１及び２は、いずれも幅１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍであり、間隔をあけない場合として使用した吸音材は、幅１００ｍｍ、高さ１５０ｍｍ、厚さ３０ｍｍである。ドラム試験では、アスファルトのように表面に凹凸を設けたドラム（外周５３６４．５ｍｍ）において、速度６０ｋｍ／ｈでドラムを回転させながら、タイヤにドラム方向に荷重４．４ｋＮをかけて、上下（荷重）方向及び前後方向の軸にかかる力を計測し、空洞共鳴周波数域におけるそれぞれのピークレベルを比較した。なお、５００Ｈｚ以下の周波数位置の車室内騒音は、構造物（サスペンションからボディまで）を伝わる個体伝播が主であり、タイヤ軸力が車室内騒音と関係している。本比較テストにおける「軸力エネルギーの指数」は、その数値が低い方が低減効果が良好であることを示す。その結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
0005746546.tif 000003
【００４１】
その結果、同じ厚みの吸音材を配置する場合でも、吸音材の間に間隔をあけた場合には透過音が減少することが明らかとなった。
【実施例３】
【００４２】
図９〜図１１は実施例３に関するものであり、図９において、３０は空気入りタイヤであり、３１はリムであり、リム３１に空気入りタイヤ３０を嵌め込んだ組立体としたときにタイヤ空洞３２が形成され、該組立体には、吸音装置３３がタイヤ空洞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。該吸音装置３３は、組立体への空気の流入口である空気バルブ４０への取付部３４と吸音材部分３５とからなり、吸音材部分３５は、前部吸音層３６と後部吸音層３７とが、その側面で連続した多孔質吸音材よりなる中空円筒状をなすものであり、中空部は中間吸音層３８となる。なお、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。なお、多孔質吸音材としてはウレタンを使用するのが、リム組みする際に倒すことができるので、リム組の妨げにならないので望ましい。当該吸音装置３３を空気バルブ４０へ取り付ける場合、空気バルブ４０が空気の流入口である関係から、実施例３のように内部が空洞の円筒状にし、空気バルブ４０の穴と中空部とを連通するようにしたことは空気充填の妨げにならない点で合理的であり、また、リム３１側に空気バルブ４０があるため、タイヤ組み付け上の妨げにならないために、実施例３のように周上１箇所の軟らかい構造であることが望ましい。
【００４３】
このように構成したことにより、図１０及び図１１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が前部吸音層３６、中間吸音層３８及び後部吸音層３７を透過することになる。この音波の透過状況は、実施例２において述べたのと同様の状況である。すなわち、外部空気層から前部吸音層３６に音波が入射すると、図１１に示すように、前部吸音層３６の表面である第１界面３０Ａにより反射される第１外部放出波と前部吸音層３６内に進入する第１内部進入波とに分かれる。前部吸音層３６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、前部吸音層３６の裏面と中間吸音層３８とにより形成される第２界面３０Ｂに入射する。第２界面３０Ｂに入射した第１内部進入波は、第２界面３０Ｂにより反射される第１内部反射波と中間吸音層３８に進出する第１外部進出波とに分かれる。中間吸音層３８に進出した第１外部進出波は、中間吸音層３８を進行し、後部吸音層３７の表面である第３界面３０Ｃに入射する。第３界面３０Ｃに入射した第１外部進出波は、第３界面３０Ｃにより反射される第１外部反射波と後部吸音層３７内に進入する第２内部進入波とに分かれる。後部吸音層３７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、後部吸音層３７の裏面と外部空気層により形成される第４界面３０Ｄに入射する。第４界面３０Ｄ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３０Ｄにより反射して後部吸音層３７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３０Ｂにより反射された第１内部反射波は、前部吸音層３６内に進入し、熱変換により減衰しながら進行し、第１界面３０Ａに入射する。第１界面３０Ａ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３０Ａ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３０Ａ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３０Ｃにより反射された第１外部反射波は、中間吸音層３８を進行し、第２界面３０Ｂに入射する。第２界面３０Ｂに入射した第１外部反射波は、前部吸音層３６の内部に進入する第３内部進入波と第２界面２０Ｂにより反射される第２外部反射波とに分かれる。前部吸音層３６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３０Ｄにより反射した第２内部反射波は、後部吸音層３７内を熱変換により減衰しながら進行し、第３界面３０Ｃに入射する。第３界面３０Ｃに入射した第２内部反射波は、第３界面３０Ｃにより反射される第４内部反射波と中間吸音層３８に進出する第２外部進出波とに分かれる。第３界面３０Ｃ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。中間吸音層３８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。
【００４４】
以上のように、本実施例における吸音装置３３は、外部空気層から前部吸音層３６に音波が入射すると、第１外部放出波と第１内部進入波とに分かれ、第１内部進入波は、その後、第１界面３０Ａと第２界面３０Ｂとの間、第２界面３０Ｂと第３界面３０Ｃとの間、第３界面３０Ｂと第４界面３０Ｄとの間、第１界面３０Ａと第３界面３０Ｃとの間、第２界面３０Ｂと第４界面３０Ｄとの間、及び、第１界面３０Ａと第４界面３０Ｄとの間において往復を繰り返し、前部吸音層３６及び後部吸音層３７を通過する毎に熱変換により減衰しながら消滅していくと共に、第１界面３０Ａ及び第４界面３０Ｄから外部へ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。したがって、外部空気層から吸音装置３３に入射した音波はほぼ第１外部放出波のみとなる。
【００４５】
また、上記の吸音装置３３を構成する吸音層に、吸音効果の高い材質を採用すれば、前記の第１外部放出波が小さくなるので、タイヤ空洞内の空洞共鳴をより一層低減させることになる。
【００４６】
前記の空気バルブ４０に取り付ける吸音装置３３について、吸音装置３３を取り付けた場合と吸音装置３３を取り付けない場合とで次の比較テストを行った。リムサイズが１７×７−ＪＪの一般の自動車用ホイールに、サイズ２１５／５５Ｒ１７のタイヤをリム組みした（空気圧２３０ｋＰａ）。ドラム試験では、アスファルトのように表面に凹凸を設けたドラム（外周５３６４．５ｍｍ）において、速度６０ｋｍ／ｈでドラムを回転させながら、タイヤにドラム方向に荷重４．４ｋＮをかけて、上下（荷重）方向及び前後方向の軸にかかる力を計測し、空洞共鳴周波数域におけるそれぞれのピークレベルを比較した。なお、５００Ｈｚ以下の周波数位置の車室内騒音は、構造物（サスペンションからボディまで）を伝わる個体伝播が主であり、タイヤ軸力が車室内騒音と関係している。本比較テストにおける「軸力エネルギーの指数」は、その数値が低い方が低減効果が良好であることを示す。その結果を表３に示す。表３においては、空気バルブ４０に吸音装置３３を取り付けた場合を「吸音バルブ」と記載し、空気バルブ４０に吸音装置３３を取り付けない場合を「通常バルブ」と記載する。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
その結果、空洞内に１箇所であっても、タイヤ内部空洞で発生する共鳴の低減効果が明確に得られた。
【００４９】
なお、本発明に係る空気入りタイヤとリムとの組立体は、上記の実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を逸脱しない範囲における様々な実施形態が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・空気入りタイヤ        １１・・・リム
１２・・・タイヤ空洞            １３・・・吸音装置
１４・・・取付部                １５・・・吸音材部分
１６・・・前部吸音層            １７・・・後部吸音層
１０Ａ・・第１界面              １０Ｂ・・第２界面
１０Ｃ・・第３界面
２０・・・空気入りタイヤ        ２１・・・リム
２２・・・タイヤ空洞            ２３・・・吸音装置
２４・・・取付部                ２５・・・吸音材部分
２６・・・前部吸音層            ２７・・・後部吸音層
２８・・・中間吸音層
２０Ａ・・第１界面              ２０Ｂ・・第２界面
２０Ｃ・・第３界面              ２０Ｄ・・第４界面
３０・・・空気入りタイヤ        ３１・・・リム
３２・・・タイヤ空洞            ３３・・・吸音装置
３４・・・取付部                ３５・・・吸音材部分
３６・・・前部吸音層            ３７・・・後部吸音層
３８・・・中間吸音層
３０Ａ・・第１界面              ３０Ｂ・・第２界面
３０Ｃ・・第３界面              ３０Ｄ・・第４界面
４０・・・空気バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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