(57)【要約】【課題】重量の増加を抑制しつつ、より低周波数域の騒音を低減し、かつタイヤ本体の熱老化の促進を防止する。【解決手段】タイヤ本体１の内周面とリム３の外周面とで形成されるリング状空間３０内に、内部にリング状空間３０と区画された空気室２１を有し、空気室２１とリング状空間３０とを連通する連通路２２を有する多孔質の吸音部材２を、タイヤ本体１又はリム３に固定して配置した。空気室２１と連通路２２とでレゾネート作用を発現させることができ、ヘルムホルツの共鳴理論に基づいて計算される低周波数域の騒音を低減することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略Ｕ字形状のタイヤ本体と、該タイヤ本体の内周面とリムの外周面とで形成されるリング状空間内に配置され該タイヤ本体又は該リムに固定された多孔質の吸音部材と、よりなる防音タイヤであって、該吸音部材はその内部に該リング状空間と区画された空気室を有し、該吸音部材には該空気室と該リング状空間とを連通する連通路が形成されていることを特徴とする防音タイヤ。
【請求項２】
前記吸音部材は発泡ウレタン樹脂からなる請求項１に記載の防音タイヤ。
【請求項３】
前記空気室には、前記空気室の変形を抑制する補強壁をもつ請求項１又は請求項２に記載の防音タイヤ。
【請求項４】
前記吸音部材は前記タイヤ本体の内周表面に接合されている請求項１〜３のいずれかに記載の防音タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防音機能を有するタイヤに関する。本発明の防音タイヤは、自動車，産業車両，航空機などのタイヤに利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
主として路面の凹凸に起因する騒音を低減するために、自動車のタイヤに防音部材を設けることが行われている。例えば特開昭６２−２１６８０３号公報には、加圧空気が充填される充填空洞のインフレート下における全内容積の２５％以上、７０％未満に相当する見掛け体積のドーナツ状をなし、見掛け密度が　０．１ｇ／ｃｍ３　以下の多孔質物質を配置することが記載されている。このような多孔質体を配置することで、空洞内での共鳴音を低減することができ、ロードノイズを低減することができる。
【０００３】
また特開平０７−０５２６１６号公報には、タイヤの内周面とリムの外周面とで囲まれた空洞内に、多孔質の吸音体を移動可能に配設することが記載されている。しかし移動可能に配設したのでは、走行時に吸音体がタイヤあるいはリムに衝突を繰り返すため、吸音体の摩耗変形により防音効果が早期に消失してしまう。したがって多孔質の吸音体は、タイヤ又はリムに固着することが望ましい。
【０００４】
タイヤには、近年、より低周波数域の騒音を低減することが求められているが、低周波数域の騒音を低減するには配置される多孔質体の体積を大きくする必要がある。しかしタイヤの内周面に多孔質体を接合した場合には、多孔質体の体積が大きくなり重量が増加する。またリムの外周表面に多孔質体を接合した場合には、タイヤのリムへの着脱を容易とするためには多孔質体の体積を小さくせざるを得ず、低周波数域の騒音を低減することは困難である。さらに発泡ウレタン樹脂などからなる多孔質体では、体積を大きくしたとしても　２５０Ｈｚ程度の低周波数域の騒音を低減することはできない。
【０００５】
また走行時における路面との摩擦熱がタイヤに蓄熱し、タイヤが熱老化する場合がある。そして多孔質体をタイヤの内周面とリムの外周面とで囲まれた空洞内に配置した従来の防音タイヤでは、多孔質体が断熱材として作用するためにタイヤの蓄熱がさらに促進されるという不具合がある。特許文献１には、多孔質物質に中空の空気室を形成することも記載されているが、特許文献１に記載の空気室は独立して多孔質物質内に存在しているため、空気室内の空気が停滞してしまい、空気室内の空気の過熱により上記不具合をさらに促進するという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２１６８０３号公報
【特許文献２】特開平０７−０５２６１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、多孔質の吸音部材をもつ防音タイヤにおいて、重量の増加を抑制しつつ、より低周波数域の騒音を低減し、かつタイヤ本体の熱老化の促進を防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の防音タイヤの特徴は、断面略Ｕ字形状のタイヤ本体と、タイヤ本体の内周面とリムの外周面とで形成されるリング状空間内に配置されタイヤ本体又はリムに固定された多孔質の吸音部材と、よりなる防音タイヤであって、吸音部材はその内部にリング状空間と区画された空気室を有し、吸音部材には空気室とリング状空間とを連通する連通路が形成されていることにある。
【０００９】
吸音部材は発泡ウレタン樹脂からなることが好ましく、タイヤ本体の内周表面に接合されていることが望ましい。また空気室には、空気室の変形を抑制する補強壁をもつことが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の防音タイヤでは、吸音部材はタイヤ本体の内周面とリムの外周面とで形成されるリング状空間内に配置され、吸音部材はその内部にリング状空間と区画された空気室を有している。したがって見掛けの体積は大きいものの、空気室の分は重量に寄与しないので、吸音部材による重量の増大を抑制しつつ多孔質の作用による吸音効果を発現させることができる。
【００１１】
そして吸音部材には空気室とリング状空間とを連通する連通路が形成されている。この連通路を形成することによって、空気室内とリング状空間との間の空気流通が可能となるため、空気室内が過熱されるのを防止することができ、これによってタイヤの熱老化を抑制することができる。
【００１２】
さらに空気室と連通路とでレゾネート作用を発現させることができ、ヘルムホルツの共鳴理論に基づいて計算される特定周波数の騒音を低減することができる。例えば空気室の容積を約　０．２〜　０．８Ｌとし、連通路を貫通孔としてその径を約１０〜２５ｍｍとすれば、特に　２５０Ｈｚ程度の低周波数域の騒音を効果的に低減することができる。
【００１３】
タイヤ本体は従来用いられているものをそのまま用いることができる。例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）など、従来と同様の材料から従来と同様の断面略Ｕ字形状に形成することができる。もちろん各種繊維、カーボンブラック，シリカ，硫酸バリウムなどの充填材を従来と同様にゴム中に添加することもできる。ビードコア、ボディプライなどを埋設することができることももちろんである。
【００１４】
本発明の特徴をなす吸音部材は、発泡ウレタン樹脂、発泡シリコーン樹脂などから形成することができ、軽量であること、コスト、吸音特性などの面から発泡ウレタン樹脂が特に好ましい。
【００１５】
吸音部材は、タイヤの内周表面あるいはリムの外周表面に固定されている。特許文献２に記載のように、吸音部材を移動可能に配設したのでは、走行時に吸音部材がタイヤあるいはリムに衝突を繰り返すため、摩耗変形により吸音効果が早期に消失してしまうからである。吸音部材の固定方法としては、接合による方法、機械的に固定する方法などを用いることができるが、部品点数の増加を防止するためには接合による方法が望ましい。
【００１６】
しかし例えば吸音部材をリムに接合した場合は、吸音部材がタイヤ本体のリムへの着脱時の作業性に影響を及ぼすため、吸音部材の高さを低くせざるを得ない。したがって空気室の容積を十分に確保する必要がある場合には、吸音部材はタイヤ本体の内周表面に接合することが望ましい。タイヤ本体の内周表面に接合する場合には、タイヤ本体のリムへの着脱時に支障があまり生じないので、寸法の自由度が大きい。
【００１７】
吸音部材は、タイヤ本体とリムとで形成されるリング状空間内に沿うドーナツ状とすることが望ましい。もし一部に吸音部材が存在しない部位があると、その部分でロードノイズを低減することが困難となるからである。ドーナツ状の吸音部材とした場合、空気室はドーナツ状の吸音部材の全周に形成してもよいし、一部に形成してもそれなりの効果が発現される。
【００１８】
また空気室には、空気室の変形を抑制する補強壁を形成することも好ましい。このようにすれば空気室をもちつつ高い剛性を付与することができ、走行時の遠心力による吸音部材の変形によって吸音効果が低減するのを抑制することができる。空気室の周壁の一部あるいは全部を補強壁としてもよいし、空気室を複数に区画するリブあるいは支柱を形成しそれを補強壁とすることもできる。
【００１９】
吸音部材を発泡ウレタン樹脂から形成する場合には、その連泡率を８０〜９５％とすることが好ましい。連泡率が８０％未満では吸音特性の発現が困難となる。また連泡率が９５％を超えると、吸音効果が高い周波数域が高周波数側へ移行し、目的とする低周波数域の騒音を低減することが困難となる。さらに、見掛け密度を０．０５〜　０．２ｇ／ｃｍ３　とすることも好ましい。見掛け密度が　０．２ｇ／ｃｍ３　より大きいと吸音特性の発現が困難となり、見掛け密度が０．０５ｇ／ｃｍ３　より小さくなると剛性に不足して走行時に変形が生じる場合がある。
【００２０】
またリング状空間と区画された空気室は、吸音部材自身の内部に形成することもできるが、吸音部材を断面略コ字状に形成し、その開口端をタイヤ本体あるいはリムに接合すれば空気室を容易に形成することができる。なお吸音部材自身の内部に空気室を形成するには、機械的にくり抜く方法、あるいは例えばナフタリン，ドライアイスなどの昇華性物質を型内に配置して発泡成形し、その後連通路から昇華性物質を昇華させることで形成する方法などを採用することができる。
【００２１】
吸音部材をタイヤ本体に接合するには、接着剤を用いて接着する方法、タイヤ本体の内周面に吸音部材を一体発泡成形する方法などが例示される。接着あるいは一体発泡成形によってタイヤ本体に吸音部材を接合する方法を採用する場合には、タイヤ本体の内周表面に脱脂処理を施したり、あるいはタイヤ本体の内周表面にショットブラスト処理などの接合強度増大処理を施しておくことが望ましい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１に本実施例の防音タイヤをリムに取付けた状態の縦断面図を、図２にこの防音タイヤの概略横断面図を示す。この防音タイヤは、ゴム製で断面略Ｕ字状に形成されたタイヤ本体１と、タイヤ本体１の内周表面に接合された吸音部材２とから構成され、タイヤ本体１のビード部１０がリム３に係合している。タイヤ本体１の内周表面とリム３の外周表面との間には、加圧空気が充填される充填空洞としてのリング状空間３０が形成されている。
【００２４】
吸音部材２は見掛け密度０．０７ｇ／ｃｍ３　，連泡率９０％の発泡ウレタン樹脂から断面コ字形状で無端のリング状に形成されている。そして断面で開口する開口２０の周縁部がタイヤ本体１の内周表面に接合され、吸音部材２とタイヤ本体１の間にはリング状の空気室２１が形成されている。この吸音部材２の体積は約　３．９Ｌ（空気室含む）であり、空気室２１の容積は約　０．８Ｌである。また吸音部材２には、空気室２１とリング状空間３０とを連通する直径２５ｍｍの貫通孔２２が周方向に等間隔に２個形成されている。
【００２５】
この防音タイヤは、予め形成されたタイヤ本体１の内周表面をショットブラスト処理し、その後ゴム系接着剤を用いて予め形成された吸音部材２を接着することで一体化された。
【００２６】
本実施例の防音タイヤによれば、吸音部材２の重さは約　１６０ｇであるので、タイヤ本体１の重さに比べてきわめて小さく、吸音部材２の重さはほとんど無視できる程度に小さい。しかし体積は約　３．９Ｌ（空気室含む）と大きく、タイヤ本体１で発生したロードノイズなどの騒音を十分に吸音することができる。また空気室２１と貫通孔２２によってレゾネート作用を発現させることができ、ヘルムホルツの共鳴理論に基づいて計算される　２５０Ｈｚ程度の低周波数域の騒音を低減することができる。
【００２７】
さらに走行時の路面との摩擦熱がタイヤ本体１から空気室２１に伝達されたとしても、貫通孔２２によって空気室２１はリング状空間３０と連通しているため、空気室２１の空気が過熱されることがない。したがって空気室２１の空気が過熱されることによるタイヤ本体１の過熱を防止することができ、タイヤ本体１の熱老化を抑制することができる。
【００２８】
（実施例２）
本実施例では、図３に示すように吸音部材２をリム３の外周表面に接合し、吸音部材２の大きさを小さくしたこと以外は実施例１と同様の構成である。吸音部材２の体積は約３Ｌ（空気室含む）であり、空気室２１の容積は約　０．２Ｌである。また吸音部材２には、空気室２１とリング状空間３０とを連通する直径１０ｍｍの貫通孔２２が周方向に等間隔に６個形成されている。
【００２９】
本実施例の防音タイヤでも、空気室２１と貫通孔２２によってレゾネート作用を発現させることができ、ヘルムホルツの共鳴理論に基づいて計算される　２５０Ｈｚ程度の低周波数域の騒音を低減することができる。
【００３０】
なお本実施例の防音タイヤを製造するには、先ずリム３の外周表面に吸音部材２を接着剤で接合し、その後にタイヤ本体１をリム３に取付ける。したがって本実施例の場合には、タイヤ本体１を取付ける際に、干渉せず容易に取付けられるように吸音部材２のリム３からの突出高さなど寸法が規制されるが、タイヤ本体１が摩耗して交換しなければならない場合でも吸音部材２はそのまま使用することができるというメリットがある。
【００３１】
（実施例３）
本実施例では、図４に示すように、吸音部材２の空気室２１を区画する隔壁２３を形成したこと以外は実施例１と同様の構成である。区画された空気室２１の両方に貫通孔２２が形成されている。
【００３２】
本実施例の防音タイヤによれば、低減できる低周波数域の騒音の周波数が若干高周波数側へ移行するものの、隔壁２３によって吸音部材２の剛性が高まるため、走行時の遠心力によって空気室２１が潰れるように変形するのが防止され、走行中も所期の吸音特性が発現される。
【００３３】
（実施例４）
なお実施例３では隔壁２３によって吸音部材２の剛性を高めたが、図５に示すように空気室２１の周壁２４の肉厚を厚くしても剛性を高めることができる。このようにすれば空気室２１の容積が実施例３ほど小さくなることがないので、実施例１と同様にヘルムホルツの共鳴理論に基づいて計算される　２５０Ｈｚ程度の低周波数域の騒音を低減することができる。
【００３４】
（実施例５）
さらに図６に示すように、実施例１と実施例２を組み合わせ、タイヤ本体１とリム３にそれぞれ接合された二つの吸音部材２を設けた構造とすることもできる。このようにすれば、低周波数域の騒音を異なる２種類の周波数にわたって低減することができる。
【００３５】
【発明の効果】
すなわち本発明の防音タイヤによれば、軽量であって、より低周波数域の騒音を低減でき、かつタイヤ本体の熱老化の促進を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の防音タイヤをリムに取付けた状態の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例の防音タイヤの横断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の防音タイヤをリムに取付けた状態の縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例の防音タイヤをリムに取付けた状態の縦断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例の防音タイヤをリムに取付けた状態の縦断面図である。
【図６】本発明の第５の実施例の防音タイヤをリムに取付けた状態の縦断面図である。
【符号の説明】
１：タイヤ本体　　　　　２：吸音部材　　　　　　３：リム
１０：ビード部　　　　　　２０：開口　　　　　　　　２１：空気室
２２：貫通孔（連通路）　　２３：隔壁　　　　　　　　３０：リング状空間
【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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