(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リム周囲にタイヤ内腔を形成する空気入りタイヤとリムとの組立体であって、
前記タイヤ内腔に、スポンジ材を用いた帯状シート体からなる制音具を具えるとともに、
帯状シート体はタイヤ周方向に長い矩形の帯状をなし、
かつ前記帯状シート体の体積Ｓ２を、タイヤ内腔の全体積Ｓ１の０．４％以上かつ１５％以下、厚さを３〜２０ｍｍ、巾がタイヤ内腔の正規状態での最大巾の２０〜９０％、長さが２５０〜１５００ｍｍとし、
しかも前記帯状シート体は、一部のみをタイヤ又はリムに固定して配された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】
前記スポンジ材は、その比重が０．００５〜０．０３５であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
【請求項３】
前記帯状シート体は、その巾が上記最大巾の７０〜９０％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リム組み性を損ねることなく走行中のロードノイズを低減しうる空気入りタイヤとリムとの組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、自動車のさらなる低騒音化、静粛化が望まれている。タイヤにより生じる騒音には様々なものがあるが、中でも荒れた路面を走行した際に、５０〜４００Hzの周波数範囲で「ゴー」という音が生じるいわゆる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乗員に不快感を与える。発明者らの種々の実験の結果、このようなロードノイズは、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からなるタイヤ内腔が気柱管を構成して空気が共鳴振動（空洞共鳴）していることが大きな影響を与えていることが分かっている。
【０００３】
そこで、本発明は、本件出願人は、例えば特公平７−１４６８２号公報において、タイヤ内腔にゴムなどからなる球状の遮蔽体を配し、このような共鳴を抑制することを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、タイヤ内腔に配する材料の体積に着目して鋭意研究を行ったところ、タイヤ内腔の全体積に対して一定の体積に限定したスポンジ材を用いたときには、大幅にロードノイズ低減効果を発揮しうることを見出した。
【０００５】
すなわち本発明は、タイヤとリムとの組立体のタイヤ内腔に、スポンジ材を用いた帯状シート体からなる制音具を具えるとともに、前記帯状シート体の体積Ｓ２を、タイヤ内腔の全体積Ｓ１の０．４％以上とすることを基本として、リム組み性などを損ねることなくロードノイズを低下させうる空気入りタイヤとリムとの組立体を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、空気入りタイヤをリムに装着することによりリム周囲にタイヤ内腔を形成する空気入りタイヤとリムとの組立体であって、前記タイヤ内腔に、スポンジ材を用いた帯状シート体からなる制音具を具えるとともに、帯状シート体はタイヤ周方向に長い矩形の帯状をなし、かつ前記帯状シート体の体積Ｓ２を、タイヤ内腔の全体積Ｓ１の０．４％以上かつ１５％以下、厚さを３〜２０ｍｍ、巾がタイヤ内腔の正規状態での最大巾の２０〜９０％、長さが２５０〜１５００ｍｍとし、しかも前記帯状シート体は、一部のみをタイヤ又はリムに固定して配されたことを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記帯状シート体の体積Ｓ２とは、帯状シート体の見かけの全体積であって、スポンジ材の空孔部も含めた帯状シート体５の外形から定められる体積を言う。またタイヤ内腔の全体積Ｓ１は、組立体の正規状態において下記式（１）で近似的に求めるものとする。
Ａ×｛（Ｄｉ−Ｄｒ）／２＋Ｄｒ｝×π  …（１）
なお、”Ａ”は前記正規状態のタイヤ内腔をＣＴスキャニングして得られるタイヤ内腔４の横断面積、”Ｄｉ”は図１に示す正規状態でのタイヤ内腔４の最大外径、”Ｄｒ”はリム径、”π”は円周率である。
【０００８】
また前記「正規状態」とは、前記組立体に正規内圧を充填しかつ無負荷とした状態を指す。また「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用の場合には、現実の使用頻度などを考慮し２００ｋＰａとする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記スポンジ材の比重が０．００５〜０．０３５であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤとリムとの組立体である。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記帯状シート体の巾が上記最大巾の７０〜９０％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤとリムとの組立体である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の空気入りタイヤとリムとの組立体（以下、単に「組立体」ということがある。）の子午断面図、図２は組立体のタイヤ赤道面に沿った周方向略断面図を示している。図において、組立体１は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）２をリム３に装着することにより、リム３の周囲にタイヤ２とリム３とが囲むタイヤ内腔４を形成している。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のリム３は、例えば前記タイヤ２が装着されるリム本体３ａとこのリム本体３ａを保持するディスク３ｂとを有するいわゆる２ピースホイールリムが例示される。また本実施形態のタイヤ２は、ビード部２ａをリム本体３ａのフランジ１０に密着させてリム組みされる例えば乗用車用ラジアルタイヤであって、タイヤ内腔４に向く内面に空気を透過しにくいいわゆるインナーライナゴムを添設したチューブレス構造をなし、前記リム本体３ａとで気密なタイヤ内腔４を形成しているものが例示される。
【００１３】
また図１、２の組立体１は、タイヤ内腔４に、スポンジ材を用いた帯状シート体５からなる制音具６を具えている。本例の帯状シート体５は、タイヤ内腔４、すなわちタイヤ２及びリム３のいずれにも固定されていない自由状態でタイヤ内腔４に配されたものが図示されている。なお図１、図２では、理解しやすいようにこの帯状シート体５をタイヤ回転軸Ｃを中心とする円弧状で宙に浮かした状態が示されているが、実際には、重力又は組立体１の走行に伴う遠心力を含む外力によって、リム３上に又はタイヤ内腔４に近接ないし密着した状態でタイヤ内腔４に存在しうる。なお本発明においては帯状シートの一部のみをタイヤ又はリムに固定するものである。
【００１４】
前記スポンジ材は、海綿状の多孔構造体であり、例えばゴムや合成樹脂を発泡させた連続気泡を有するいわゆるスポンジを用いる。なお本明細書で言う「多孔構造体」には、連続気泡のみならず、独立気泡を有するものも包含する。このようなスポンジ材は、ソリッドゴム体などに比して比重が小さいためタイヤ重量バランスへの影響が小さく、かつ防振性や吸音性が高く前記タイヤ内腔４内で生じた音エネルギーを吸収することにより空洞共鳴を抑制しロードノイズを低減しうる。またスポンジ材は、屈曲変形が容易であるためリム組み性を損ねることもない。本例では、ポリウレタンからなる連続気泡のスポンジ材を用いたものを例示している。
【００１５】
また帯状シート体５は、本例ではタイヤ周方向に長い矩形の帯状をなすことによってタイヤ内腔４内でタイヤ周方向に延在している。該帯状シート体５の自然状態での厚さは、特に限定はされないが、例えば２〜３０mm、より好ましくは３〜２０mm、さらに好ましくは７〜１５mmであることが望ましい。前記厚さが２mm未満であるとタイヤ内腔内での空洞共鳴の音エネルギーを吸収する効果が相対的に低下する傾向があり、逆に前記厚さが３０mmを超えると、タイヤ重量ないしタイヤのバランスに影響を与えるおそれがある。なお図３には、帯状シート体５は少なくとも一部ないし全部が、タイヤ２又は／及びリム３に固着されてタイヤ内腔４に配されたものが示されている。なお固着には接着剤などを用い得るが、リム３に対してはビス等を用いて固着することもできる。本発明においては一部のみを固着する。
【００１６】
また帯状シート体５は、特に限定はされないが、例えばその幅ＢＷがタイヤ内腔４の正規状態での最大巾Ｗの２０〜９０％、より好ましくは４０〜９０％、さらに好ましくは７０〜９０％であることが望ましい。前記帯状シート体５の幅ＢＷが前記最大巾Ｗの２０％未満であると、タイヤ内腔４内での空洞共鳴の音エネルギーを吸収する効果が相対的に低下する傾向があり、逆に前記幅ＢＷが前記最大巾Ｗの９０％を超えてもロードノイズ低減効果は頭打ちとなる傾向がある。
【００１７】
さらに帯状シート体５は、特に限定はされないが、そのタイヤ周方向の長さＬが２５０mm〜１５００ｍｍ、好ましくは３００〜１５００mmであることが望ましい。前記帯状シート体５の前記長さが２５０mm未満であると、タイヤ内腔４内での空洞共鳴の音エネルギーを吸収する効果が相対的に低下する傾向があり、逆に厚さ等にもよるが前記長さＬが１５００mmを超えてもロードノイズ低減効果は頭打ちとなる傾向がある。
【００１８】
また前記スポンジ材は、特に限定はされないが、その比重が０．００５〜０．０６、より好ましくは０．０１０〜０．０５、さらに好ましくは０．０１６〜０．０５、特に好ましくは０．０１６〜０．０３５であることが望ましい。前記比重が０．００５未満又は０．０６を超えると、空洞共鳴を十分に吸収する効果が低下する傾向がある。
【００１９】
また発明者らの種々の実験の結果、帯状シート体５のスポンジ材の原材料、比重を同一とし、該帯状シート体の体積Ｓ１（前述の通り特定される）のみを変化させたところ、該体積Ｓ２をタイヤ内腔４の全体積Ｓ１に対して一定の比率、具体的には０．４％以上かつ１５％以下、より好ましくは１．５％以上かつ１５％以下、特に好ましくは２．５％以上かつ１５％以下、さらに好ましくは４％以上かつ１５％以下とすることにより大幅にロードノイズを低減しうることを見出した。以下、実施例において検証する。
【００２０】
【実施例】
なおこれから述べる実施例は、本件発明の実施例ではなく参考例である。タイヤ（２２５／６０Ｒ１６９８Ｈ）、リム（１６×７ＪＪ）、連続気泡を有するポリウレタンスポンジからなる帯状シート体（比重０．０２２）の制音具を用い、該制音具をタイヤ内腔内に自由状態で配して空気入りタイヤとリムとの組立体を試作し騒音性能を評価した。また比較のために、制音具を配していない組立体や本発明外の組立体（比較例）についても併せて試作しテストを行った。なお正規状態でのタイヤ内腔の断面積は２３１７４mm2 、タイヤ内腔の最大巾は２１４mmであった。テストの内容などは次の通りである。
【００２１】
（ロードノイズテスト）
内圧２００ＫＰａでリム組みして国産４０００ｃｃのＦＲ乗用車に全輪に装着し、１名乗車にてロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を速度６０ｋｍ／Ｈで走行したときの前席車内音を、１／１２オクターブバンドフィルターを通し、２２６Hz、２４０Hz、２５３Hzの３チャンネルのパーシャルオーバーオールを算出し、比較例を基準とする増減値にて評価した。一表示がロードノイズの減少を意味している。
【００２２】
（実施例１〜８）
実施例１〜６では、帯状シート体の形状を幅１１０mm、厚さ１０mmとし、長さを変えることにより帯状シート体の体積を変化させてロードノイズテストを行った。また実施例７、８については、帯状シート体をさらに大型化してテストを行った。テストの結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003953264.tif 000002
【００２４】
テストの結果、帯状シート体の体積Ｓ２がタイヤ内腔の全体積Ｓ１の０．４％以上、より好ましくは１．５％以上、特に好ましくは２．５％以上の範囲で非常に高いロードノイズ低減効果が発揮されていることが分かる。なお比（Ｓ２／Ｓ１）が２０％程度でロードノイズ低減効果がほぼ頭打ちとなっている。
【００２５】
（実施例９〜１４）
実施例９〜１４では、タイヤサイズ１６５／６５Ｒ１５  ８１Ｓ、リム１５×５ＪＪの組立体に、帯状シート体の形状を幅１１０mm、厚さ１０mmで長さを種々変えてロードノイズテストを行った。なお正規状態でのタイヤ内腔の断面積は１３４６４mm2 、タイヤ内腔の最大巾は１５３mmであった。また帯状シート体はタイヤ内腔に自由状態で配した。さらにテストに使用した車両は国産１５００ｃｃＦＦ車とした。テストの結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
0003953264.tif 000003
【００２７】
テストの結果、異なるタイヤサイズにおいても帯状シート体の体積Ｓ２がタイヤ内腔の全体積Ｓ１の０．４％以上、より好ましくは１．５％以上、特に好ましくは２．５％以上の範囲で非常に高いロードノイズ低減効果が発揮されていることが再現された。
【００２８】
（実施例１５〜１８）
実施例１５では、上記１６５／６５サイズの組立体において、帯状シート体をリムの回りに弛みを持たせて環状に巻き付け装着したものである。実施例１６、１７は、帯状シート体の外面をタイヤの内腔面のトレッド裏側に接着したものである。実施例１８は、帯状シート体の内面をリムのウエル部に接着したものである。テストの結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】
0003953264.tif 000004
【００３０】
テストの結果、帯状シート体をタイヤ又はリムに接着した場合においても、顕著なロードノイズ低減効果が再現された。なお実施例１６、１７では、実施例１０、実施例１１に比べると、ロードノイズ低減効果が減少している。これは、帯状シート体がタイヤ内腔に接着されたことによる該帯状シート体の表面積の減少が関係していると考えられる。従って、好ましくは、帯状シート体は、自由状態でタイヤ内腔内に配されることが望ましい。
【００３１】
（実施例１９〜３２）
実施例１９〜２４では、上記１６５／６５サイズの組立体において、帯状シート体の長さ各６００mm、３００mmとし、その巾を変化させたものである。また実施例２５〜３２は、帯状シート体の長さ各６００mm、３００mmにおいて、厚さを変化させたものである。テストの結果を表４、表５に示す。
【００３２】
【表４】
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【００３３】
【表５】
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【００３４】
実施例１９〜３２では、帯状シート体の体積に略比例してロードノイズ低減効果が発揮されていることが確認できた。図４には、上記実施例のロードノイズ低減量と、タイヤ内腔の全体積Ｓ１と帯状シート体の体積Ｓ２との比（Ｓ２／Ｓ１）との関係を示している（帯状シート体はいずれも自由状態のもの）。この図からも明らかなように、スポンジ材からなる帯状シート体の体積Ｓ２と、ロードノイズ低減量との間には相関がある。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りタイヤとリムとの組立体では、リム組み性やタイヤの重量バランスなどを損ねることなくタイヤ内腔内で生じる空洞共鳴を吸収しロードノイズを低減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の空気入りタイヤとリムとの組立体を例示する断面図である。
【図２】組立体のタイヤ周方向に沿った断面図である。
【図３】  帯状シート体の取付を単に例示する断面図である。
【図４】ロードノイズ低減量と帯状シート体の体積との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  組立体
２  空気入りタイヤ
３  リム
４  タイヤ内腔
５  帯状シート体
６  制音具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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