(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数に対する吸音特性が異なる少なくとも２種類の多孔質材料からなる少なくとも２種類の吸音部を面方向に混在させた帯状吸音材を環状の弾性固定バンドに取り付け、該帯状吸音材を前記弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面に装着した低騒音空気入りタイヤ。
【請求項２】
少なくとも２種類の吸音部をタイヤ周方向に交互に並ぶように配置した請求項１に記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項３】
少なくとも２種類の吸音部をタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置した請求項１に記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項４】
周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である第１の多孔質材料からなる吸音部と、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である第２の多孔質材料からなる吸音部とを面方向に混在させた帯状吸音材を環状の弾性固定バンドに取り付け、該帯状吸音材を前記弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面の全周にわたって装着した低騒音空気入りタイヤ。
【請求項５】
第１の多孔質材料からなる吸音部と第２の多孔質材料からなる吸音部とをタイヤ周方向に交互に並ぶように配置した請求項４に記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項６】
第１の多孔質材料からなる吸音部と第２の多孔質材料からなる吸音部とをタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置した請求項４に記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項７】
第１の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の３０〜７０％であり、第２の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の３０〜７０％である請求項４〜６のいずれかに記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項８】
周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である第１の多孔質材料からなる吸音部と、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である第２の多孔質材料からなる吸音部と、周波数１．５ｋＨｚにおける吸音率が３０％以上である第３の多孔質材料からなる吸音部とを面方向に混在させた帯状吸音材を環状の弾性固定バンドに取り付け、該帯状吸音材を前記弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面の全周にわたって装着した低騒音空気入りタイヤ。
【請求項９】
第１の多孔質材料からなる吸音部と第２の多孔質材料からなる吸音部と第３の多孔質材料からなる吸音部とをタイヤ周方向に交互に並ぶように配置した請求項８に記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項１０】
第１の多孔質材料からなる吸音部と第２の多孔質材料からなる吸音部と第３の多孔質材料からなる吸音部とをタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置した請求項８に記載の低騒音空気入りタイヤ。
【請求項１１】
第１の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の３０〜５０％であり、第２の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の２０〜３０％であり、第３の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の２０〜５０％である請求項８〜１０のいずれかに記載の低騒音空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状吸音材を備えた低騒音空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、空洞共鳴音及び高周波ノイズを同時に低減し、車両走行時の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】
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のである。
【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空洞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、上記手法においては、タイヤ内面又はリム外周面に吸音材を貼り付けているため、その吸音材の設置作業が煩わしいという欠点がある。
【０００４】
また、上記手法においては、吸音材により空洞共鳴を抑えるようにしているが、車両走行時にタイヤ内部で発生する騒音は空洞共鳴音に限定されるものではなく、空洞共鳴音とは異なる周波数帯域の高周波ノイズ等も含んでいる。しかしながら、吸音材は特定の周波数帯域に対して優れた吸音特性を発揮するものの、他の周波数帯域に対する吸音特性が必ずしも十分ではない。そのため、空洞共鳴音の低減が可能であったとしても、高周波ノイズ等を低減することは困難である。
【特許文献１】日本国特開昭６４−７８９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、帯状吸音材の設置作業が簡単であると共に、空洞共鳴音及び高周波ノイズを同時に低減し、車両走行時の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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の低騒音空気入りタイヤは、周波数に対する吸音特性が異なる少なくとも２種類の多孔質材料からなる少なくとも２種類の吸音部を面方向に混在させた帯状吸音材を環状の弾性固定バンドに取り付け、これら帯状吸音材を前記弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面に装着したことを特徴とするものである。少なくとも２種類の吸音部は、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置され、帯状吸音材の面方向に混在している。
【０００７】
より具体的には、本発明の低騒音空気入りタイヤは、周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である第１の多孔質材料からなる吸音部と、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である第２の多孔質材料からなる吸音部とを面方向に混在させた帯状吸音材を環状の弾性固定バンドに取り付け、該帯状吸音材を前記弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面の全周にわたって装着したことを特徴とするものである。第１の多孔質材料からなる吸音部と第２の多孔質材料からなる吸音部とは、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置され、帯状吸音材の面方向に混在している。この場合、第１の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の３０〜７０％であり、第２の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の３０〜７０％であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の低騒音空気入りタイヤは、周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である第１の多孔質材料からなる吸音部と、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である第２の多孔質材料からなる吸音部と、周波数１．５ｋＨｚにおける吸音率が３０％以上である第３の多孔質材料からなる吸音部とを面方向に混在させた帯状吸音材を環状の弾性固定バンドに取り付け、該帯状吸音材を前記弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面の全周にわたって装着したことを特徴とするものである。第１の多孔質材料からなる吸音部と第２の多孔質材料からなる吸音部と第３の多孔質材料からなる吸音部とは、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置され、帯状吸音材の面方向に混在している。この場合、第１の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の３０〜５０％であり、第２の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の２０〜３０％であり、第３の多孔質材料からなる吸音部の表面積が帯状吸音材全体の表面積の２０〜５０％であることが好ましい。
【０００９】
本発明において、多孔質材料から構成される吸音部及び帯状吸音材の表面積は、これらを中実物と仮定したときの見かけの表面積であり、かつ空気入りタイヤの空洞部内に露出している部分の表面積である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、周波数に対する吸音特性が異なる少なくとも２種類の多孔質材料からなる帯状吸音材をトレッド内面に装着するので、単一の多孔質材料を用いた場合に比べて広い周波数帯域において優れた吸音効果を発揮することができる。つまり、空洞共鳴音及び高周波ノイズを同時に低減し、車両走行時の騒音を効果的に低減することができる。しかも、上記帯状吸音材は、環状の弾性固定バンドに取り付けられ、その弾性固定バンドの弾性力に基づいてトレッド内面に装着されるので、帯状吸音材の設置作業が極めて簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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示し、図２はトレッド内面に装着される帯状吸音材及び弾性固定バンドを示すものである。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。
【００１３】
トレッド部１の内面には、周波数に対する吸音特性が異なる少なくとも２種類の多孔質材料からなる帯状吸音材１２が環状の弾性固定バンド１１により装着されている。この帯状吸音材１２は、トレッド部１の全周にわたって存在し、弾性固定バンド１１に対して取り付けられている（図２参照）。そして、帯状吸音材１２は、加硫済みの空気入りタイヤＴのトレッド内面に弾性固定バンド１１の弾性力に基づいて装着されるので、その設置作業が極めて簡単である。
【００１４】
弾性固定バンド１１は、無端の環状体であっても良く、或いは、帯材の長手方向の両端部を互いに連結して環状に加工したものであっても良い。特に、弾性固定バンド１１を帯材から構成した場合、タイヤサイズに応じて周長を調整することが可能である。この弾性固定バンド１１の構成材料としては、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。特に、ポリプロピレン樹脂を用いる場合、ＡＳＴＭ試験法のＤ６３８で定める試験方法による引っ張り弾性率が７００ＭＰａ程度であると良い。また、合成樹脂以外に、金属材料を用いることも可能である。
【００１５】
帯状吸音材１２を構成する多孔質材料としては、樹脂の発泡体を用いることができ、特に発泡ウレタンフォームを用いることが好ましい。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やマット等の不織布であっても良い。樹脂発泡体において、気泡の形態は連続気泡が望ましい。発泡ウレタンフォームに代表される樹脂発泡体の場合、その密度や孔の大きさに基づいて周波数に対する吸音特性を変化させることが可能である。例えば、周波数２００Ｈｚにおける吸音率が相対的に高い多孔質材料、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が相対的に高い多孔質材料、周波数１．５ｋＨｚにおける吸音率が相対的に高い多孔質材料等を任意に調整することができる。特に、周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上となる発泡ウレタンフォームの密度は２０〜４０ｋｇ／ｍ3 であり、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上となる発泡ウレタンフォームの密度は５〜２０ｋｇ／ｍ3 である。ここで、本発明で言う吸音率とはＪＩＳ  Ａ１４０５に規定される吸音率である。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｄ）は、２種類の多孔質材料（Ａ，Ｂ）からなる帯状吸音材を示すものである。図３（ａ）〜（ｄ）では、理解を容易にするために、トレッド部の全周にわたって延在する帯状吸音材を直線状に開いた状態で示し、同一の多孔質材料からなる吸音部を同一の模様にて示している。図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、帯状吸音材１２において、互いに異なる多孔質材料からなる吸音部１２Ａ，１２Ｂは、厚さ方向に積層されるのではなく、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置されている。即ち、吸音部１２Ａ，１２Ｂは帯状吸音材１２の面方向に混在している。
【００１７】
帯状吸音材１２の吸音部１２Ａは、周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である多孔質材料（Ａ）から構成されている。周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である多孔質材料（Ａ）を選択した場合、その周波数付近の空洞共鳴音を効果的に低減することができる。
【００１８】
帯状吸音材１２の吸音部１２Ｂは、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である多孔質材料（Ｂ）から構成されている。周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である多孔質材料（Ｂ）を選択した場合、その周波数付近の高周波ノイズを効果的に低減することができる。
【００１９】
図４は、多孔質材料Ａ，Ｂの吸音特性を示すものである。図４に示すように、多孔質材料Ａの吸音材は、周波数１ｋＨｚでの吸音率よりも周波数２００Ｈｚでの吸音率が高くなるような吸音特性を備えている。一方、多孔質材料Ｂの吸音材は、周波数２００Ｈｚでの吸音率が相対的に低く、周波数１ｋＨｚ付近に吸音率のピークを持つような吸音特性を備えている。これら２種類の吸音材にそれぞれ異なる周波数帯域の吸音効果を担持させることで、空洞共鳴音及び高周波ノイズを同時に低減し、車両走行時の騒音を効果的に低減することができる。
【００２０】
特に、多孔質材料Ａからなる吸音部１２Ａの表面積が帯状吸音材１２の全体の表面積の３０〜７０％であり、多孔質材料Ｂからなる吸音部１２Ｂの表面積が帯状吸音材１２の全体の表面積の３０〜７０％であるとき、空洞共鳴音及び高周波ノイズの双方をバランス良く低減することができる。この表面積の割合が上記範囲から外れると、車両走行時の騒音をバランス良く低減することが困難になる。
【００２１】
図５（ａ）〜（ｃ）は、３種類の多孔質材料（Ａ，Ｂ，Ｃ）からなる帯状吸音材を示すものである。図５（ａ）〜（ｃ）では、理解を容易にするために、トレッド部の全周にわたって延在する帯状吸音材を直線状に開いた状態で示し、同一の多孔質材料からなる吸音部を同一の模様にて示している。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、帯状吸音材１２において、互いに異なる多孔質材料からなる吸音部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、厚さ方向に積層されるのではなく、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に交互に並ぶように配置されている。即ち、吸音部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは帯状吸音材１２の面方向に混在している。
【００２２】
帯状吸音材１２の吸音部１２Ａは、周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である多孔質材料（Ａ）から構成されている。周波数２００Ｈｚにおける吸音率が２０％以上である多孔質材料（Ａ）を選択した場合、その周波数付近の空洞共鳴音を効果的に低減することができる。
【００２３】
帯状吸音材１２の吸音部１２Ｂは、周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である多孔質材料（Ｂ）から構成されている。周波数１ｋＨｚにおける吸音率が２５％以上である多孔質材料（Ｂ）を選択した場合、その周波数付近の高周波ノイズを効果的に低減することができる。
【００２４】
帯状吸音材１２の吸音部１２Ｃは、周波数１．５ｋＨｚにおける吸音率が３０％以上、より好ましくは６０％以上である多孔質材料（Ｃ）から構成されている。周波数１．５ｋＨｚにおける吸音率が３０％以上である多孔質材料（Ｃ）を選択した場合、その周波数付近の高周波ノイズを効果的に低減することができる。
【００２５】
図６は、多孔質材料Ａ，Ｂ，Ｃの吸音特性を示すものである。図６に示すように、多孔質材料Ａの吸音材は、周波数１ｋＨｚ及び１．５ｋＨｚでの吸音率よりも周波数２００Ｈｚでの吸音率が高くなるような吸音特性を備えている。一方、多孔質材料Ｂの吸音材は、周波数２００Ｈｚでの吸音率が相対的に低く、周波数１ｋＨｚ付近に吸音率のピークを持つような吸音特性を備えている。多孔質材料Ｃの吸音材は、周波数２００Ｈｚでの吸音率が相対的に低く、周波数１．５ｋＨｚ付近に吸音率のピークを持つような吸音特性を備えている。これら３種類の吸音材にそれぞれ異なる周波数帯域の吸音効果を担持させることで、空洞共鳴音及び高周波ノイズを同時に低減し、車両走行時の騒音を効果的に低減することができる。
【００２６】
特に、多孔質材料Ａからなる吸音部１２Ａの表面積が帯状吸音材１２の全体の表面積の３０〜５０％であり、多孔質材料Ｂからなる吸音部１２Ｂの表面積が帯状吸音材１２の全体の表面積の２０〜３０％であり、多孔質材料Ｃからなる吸音部１２Ｃの表面積が帯状吸音材１２の全体の表面積の２０〜５０％であるとき、空洞共鳴音及び高周波ノイズの双方をバランス良く低減することができる。この表面積の割合が上記範囲から外れると、車両走行時の騒音をバランス良く低減することが困難になる。
【００２７】
図７（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ弾性固定バンドによる帯状吸音材の取り付け構造を示すものである。図７（ａ）では、弾性固定バンド１１は帯状吸音材１２の内周側に配置されている。図７（ｂ）では、弾性固定バンド１１は帯状吸音材１２の外周側に配置されている。図７（ｃ）では、弾性固定バンド１１は帯状吸音材１２の内部を貫通している。このように、弾性固定バンド１１及び帯状吸音材１２のタイヤ径方向の位置関係は特に限定されるものではない。
【００２８】
図８は弾性固定バンドによる帯状吸音材の他の取り付け構造を示すものである。図８において、帯状吸音材１２はタイヤ幅方向に分割され、その間に環状の弾性固定バンド１１が配置されている。弾性固定バンド１１は、その幅方向両端部が帯状吸音材１２に埋設され、その幅方向中央部に外周側に突き出した膨出部１１ａを備えている。一方、空気入りタイヤＴのトレッド部１の内面にはタイヤ周方向に連続する溝１ａが形成され、この溝１ａに対して弾性固定バンド１１の突出部１１ａが係合するようになっている。このような取り付け構造によれば、帯状吸音材１２を装着する際の位置決めが容易であり、しかも装着された帯状吸音材１２が変位し難いという利点がある。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、添付の請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいて、これに対して種々の変更、代用及び置換を行うことができると理解されるべきである。
【実施例】
【００３０】
タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６  ９５Ｈの空気入りタイヤにおいて、トレッド内面に吸音材を装着していない従来例のタイヤと、多孔質材料Ａからなる帯状吸音材を弾性固定バンドによりトレッド内面に装着した比較例のタイヤと、多孔質材料Ａ，Ｂからなる帯状吸音材を弾性固定バンドによりトレッド内面に装着した実施例１のタイヤと、多孔質材料Ａ，Ｂ，Ｃからなる帯状吸音材を弾性固定バンドによりトレッド内面に装着した実施例２のタイヤとをそれぞれ製作した。上記多孔質材料Ａ，Ｂ，Ｃの吸音特性は、図６の通りである。
【００３１】
実施例１において、多孔質材料Ａからなる吸音部の表面積を帯状吸音材全体の表面積の５０％とし、多孔質材料Ｂからなる吸音部の表面積を帯状吸音材全体の表面積の５０％とした。実施例２において、多孔質材料Ａからなる吸音部の表面積を帯状吸音材全体の表面積の５０％とし、多孔質材料Ｂからなる吸音部の表面積を帯状吸音材全体の表面積の３０％とし、多孔質材料Ｃからなる吸音部の表面積を帯状吸音材全体の表面積の２０％とした。
【００３２】
これら試験タイヤについて、以下の試験方法により、車内騒音を評価した。即ち、各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールに組み付け、空気圧２２０ｋＰａとして排気量２４００ｃｃ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８０ｋｍ／ｈで走行した時の２００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１．５ｋＨｚにおける１／３オクターブバンドの音圧レベル〔ｄＢ〕を計測した。
【００３３】
【表１】
0003876269.tif 000002
【００３４】
この表１に示すように、実施例１〜２のタイヤでは、従来例のタイヤとの比較で、２００Ｈｚ付近の空洞共鳴音のみならず、１ｋＨｚ及び１．５ｋＨｚ付近の高周波ノイズについても低減効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態からなる低騒音空気入りタイヤを示す斜視断面図である。
【図２】タイヤ内面に装着される帯状吸音材及び弾性固定バンドを示す側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ２種類の多孔質材料からなる帯状吸音材を直線状に開いた状態で示す斜視図である。
【図４】多孔質材料Ａ，Ｂの吸音特性の一例を示すグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ３種類の多孔質材料からなる帯状吸音材を直線状に開いた状態で示す斜視図である。
【図６】多孔質材料Ａ，Ｂ，Ｃの吸音特性の一例を示すグラフである。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ弾性固定バンドによる帯状吸音材の取り付け構造を示す断面図である。
【図８】弾性固定バンドによる帯状吸音材の他の取り付け構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  トレッド部
２  ビード部
３  サイドウォール部
１１  弾性固定バンド
１２  帯状吸音材
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  吸音部
Ｔ  空気入りタイヤ
【図１】
0003876269.tif 000003
【図２】
0003876269.tif 000004
【図３】
0003876269.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003876269.tif 000009
【図８】
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