JP2003226104A

JP2003226104A - 空気入りタイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置

Info

Publication number: JP2003226104A
Application number: JP2002028432A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tanno; 丹野　　篤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2003-08-12
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP3995489B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タイヤやリムの生産設備の変更を伴わずに、
空洞共鳴による騒音を効果的に低減することを可能にし
た空気入りタイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置を提供す
る。【解決手段】タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変
化させた物体５を、弾性体からなるリング状の治具６に
よりトレッド部１の内面に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りタイヤ及
びタイヤ空洞共鳴抑制装置に関し、更に詳しくは、空洞
共鳴による騒音を効果的に低減するようにした空気入り
タイヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤとホイールのリムとの間に形成さ
れる空洞部で発生する空洞共鳴現象は、タイヤ騒音の大
きな要因になっている。例えば、走行中に２５０Ｈｚ付
近に定常的に聞こえる騒音や道路の継ぎ目などを乗り越
す際に発生する衝撃音には、この空洞共鳴現象が関与し
ている。

【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共鳴音
を吸収したり、空洞部を区画するようにリムに遮蔽板を
装着することが提案されている。しかし、吸音材は空洞
共鳴の発生を根本的に抑制するものではないので、タイ
ヤ内部に現実的に装着できる吸音材では騒音の低減効果
を十分に得ることができなかった。また、リムに遮蔽板
を装着した場合、リム組み性が悪化するという問題があ
った。

【０００４】これに対して、近年、空洞部の断面形状を
タイヤ周方向に変化させることで共鳴周波数を車輪の回
転と共に刻々と変化させ、それによって僅かな改良で空
洞共鳴音を効果的に低減することが提案されている。し
かしながら、この方法ではタイヤやリムの構造を変更す
る必要があるため、生産設備を大幅に変更する必要があ
り、しかも既存のタイヤやリムに対して適用することが
困難であるという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タイ
ヤやリムの生産設備の変更を伴わずに、空洞共鳴による
騒音を効果的に低減することを可能にした空気入りタイ
ヤ及びタイヤ空洞共鳴抑制装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向の位置に応
じて断面積を変化させた物体を、弾性体からなるリング
状の治具によりトレッド内面に装着したことを特徴とす
るものである。

【０００７】また、上記目的を達成するための本発明の
タイヤ空洞共鳴抑制装置は、タイヤ周方向の位置に応じ
て断面積を変化させた物体と、該物体をタイヤのトレッ
ド内面に係止する弾性体からなるリング状の治具とを備
えたことを特徴とするものである。

【０００８】本発明では、タイヤ周方向の位置に応じて
断面積を変化させた物体をタイヤ内部の空洞部に収容
し、リング状の治具によりトレッド内面に装着する。こ
れにより、空洞共鳴周波数がタイヤ回転に伴って刻々と
変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮されるので、
空洞共鳴に起因する騒音を効果的に低減することができ
る。しかも、本発明ではタイヤやリムの生産設備を変更
する必要がなく、既存のタイヤに対して適用することが
可能である。

【０００９】本発明において、空洞共鳴に起因する騒音
を低減する効果的に低減するために、タイヤが標準リム
に装着された状態でタイヤ内部に形成される空洞部のタ
イヤ周方向の断面積変化率は最大断面積に対して０．２
５〜４０％にすることが好ましい。また、サイズが異な
る多種類のタイヤに対して適合するために、治具の周長
が可変であることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】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。

【００１１】図１は本発明の実施形態からなるタイヤ空
洞共鳴抑制装置を備えた空気入りタイヤを示すものであ
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。一方、ホイールＷはタイヤＴのビード部２，
２を装着するためのリム１１と、該リム１１と不図示の
車軸とを連結するディスク１２とから構成されている。
そして、タイヤＴをホイールＷに装着したとき、タイヤ
ＴとホイールＷとの間には空洞部４が形成される。

【００１２】上記空洞部４において、トレッド部１の内
面には、タイヤ周方向の位置に応じて断面積が変化する
ような物体５が、タイヤ周方向に延在するリング状の治
具６によって装着されている。つまり、図２に示すよう
に、複数個の物体５がタイヤ周方向に不連続に配置さ
れ、物体５が存在する部分ではタイヤ子午線断面での断
面積が任意の値を持ち、物体５が存在しない部分ではタ
イヤ子午線断面での断面積が０（ｍｍ²）になってい
る。この物体５はタイヤ周方向の２箇所以上、より好ま
しくは２〜４箇所に等間隔で配置することが好ましい
が、タイヤ周方向に連続的に延在させつつタイヤ周方向
の位置に応じて断面積を変化させても良い。その場合
も、タイヤ周方向の等間隔な２箇所以上、より好ましく
は２〜４箇所以上において物体５の断面積を変化させれ
ば良い。

【００１３】上記物体５は、見掛け比重０．１以下、よ
り好ましくは０．０５以下、更に好ましくは０．００５
以下の低比重材料から構成すると良い。つまり、物体５
の比重が大きいとタイヤＴに質量アンバランスが生じ、
そのアンバランスを調整するバランスウエイトが過大に
なるので好ましくない。なお、見掛け比重を０．００５
以下とした場合でも、物体５の表面層を弾性率１ＭＰａ
以上の薄膜で覆うことにより、騒音低減効果を十分に発
揮することが可能である。上記のような低比重材料とし
て、発泡樹脂（スポンジ）などを挙げることができる。

【００１４】治具６は、弾性体からなるバンド材をリン
グ状に成形し、その両端部を互いに結合したものであ
る。この治具６も軽量の材料から構成することが好まし
いが、少なくともタイヤＴの変形に追従し、乗心地性等
のタイヤ性能に対して実質的な悪影響を与えないことが
要求される。そのため、治具６には弾性率２００〜１５
００ＭＰａの材料を使用することが好ましく、例えば、
ナイロン樹脂等のプラスチックを用いることができる。

【００１５】図３に示すように、治具６は物体５に装着
されたレール７上を摺動するようになっている。治具６
の外径は、トレッド部１の内径よりも小さく、かつ物体
５の内径よりも大きく設定されている。そのため、物体
５を治具６の周方向の任意の位置に配置し、これを治具
６の弾性力に基づいてトレッド部１の内面に押し付ける
ことにより、タイヤＴの内部に物体５を固定することが
できる。物体５の固定に際して、トレッド部１の内面と
物体５との間に接着剤を介在させることが好ましいが、
この接着剤は必ずしも必要ではない。

【００１６】図４に示すように、治具６の両端部６ａ，
６ｂは１対の締結バンド８，８によって結合されてい
る。両端部６ａ，６ｂの合わせ面には互いに噛み合う不
図示の凹凸等が形成されており、これら凹凸等の噛み合
いにより位置決めが行われている。また、両端部６ａ，
６ｂの重ね合わせ長さの調整により治具６の周長の変更
が可能であり、それによって各種タイヤサイズに適合す
るようになっている。なお、治具６の結合部は図示のよ
うに１箇所でも良いが、質量バランスを考慮して複数箇
所に設け、それらをタイヤ周方向に等間隔で配置しても
良い。

【００１７】上述のようにタイヤ周方向の位置に応じて
断面積を変化させた物体５をタイヤＴの空洞部４に収容
し、リング状の治具６によりトレッド部１の内面に装着
することにより、空洞部４のタイヤ子午線断面での断面
積がタイヤ周方向に変化し、空洞共鳴周波数がタイヤ回
転に伴って刻々と変化し、同一周波数で共鳴する時間が
短縮される。そのため、従来から問題とされている概ね
２００〜２５０Ｈｚの空洞共鳴に起因する騒音を効果的
に低減することができる。

【００１８】また、上述した物体５及び治具６からなる
タイヤ空洞共鳴抑制装置は、加硫工程を経たタイヤＴに
対して後から装着するものであるので、タイヤやリムの
生産設備を変更する必要がなく、既存のタイヤに対して
適用することが可能である。特に、治具６の周長を可変
にすれば、多種類の空気入りタイヤに対して共通のタイ
ヤ空洞共鳴抑制装置を使用することができる。更に、上
述したタイヤ空洞共鳴抑制装置は、タイヤＴのトレッド
部１の内面に装着されるので、リム組み時に障害となる
こともない。

【００１９】上記空気入りタイヤでは、物体５の配置に
より空洞部４のタイヤ子午線断面での断面積をタイヤ周
方向に不均一にするが、タイヤが標準リムに装着された
状態でタイヤ内部に形成される空洞部４のタイヤ周方向
の断面積変化率は、その最大断面積（物体５が装着され
ない部分の断面積）に対して、好ましくは０．２５〜４
０％、より好ましくは０．２５〜１５％、更に好ましく
は０．２５〜２．５％にすると良い。この断面積変化率
が小さ過ぎると騒音低減効果が不十分になり、逆に大き
過ぎてもそれ以上の騒音低減効果が得られず質量増加を
繋がる。

【００２０】空洞部４に収容する物体５はタイヤ単体の
質量アンバランスを調整するためのカウンターバランス
として用いることができる。即ち、タイヤＴは一般に不
可避的な質量アンバランスをもっているが、タイヤＴの
周方向で相対的に質量不足となる部位に物体５を配置す
ることにより、カウンターバランスとして有効に活用す
ることができる。

【００２１】上述した本実施形態は、タイヤ空洞部の断
面積を変化させるための物体をリング状の治具の外周側
に配置したものであるが、これら治具と物体のタイヤ径
方向の位置関係は特に限定されるものではなく、例え
ば、上記物体をリング状の治具の内周側に配置したり、
リング状の治具の内外両側に配置しても良い。いずれの
形態においても、上記物体がリング状の治具によってト
レッド内面に装着されていれば良い。

【００２２】

【実施例】タイヤサイズ１６５／６５Ｒ１５の空気入り
タイヤにおいて、空洞部の条件だけを下記の如く異なら
せた従来タイヤ及び本発明タイヤをそれぞれ製作した。

【００２３】従来タイヤ：空洞部に何も配置しなかっ
た。

【００２４】本発明タイヤ：トレッド内面に、弾性体か
らなるリング状の治具を用いて、複数個の物体（図１，
２参照）をタイヤ周方向に等間隔で装着し、空洞部のタ
イヤ周方向の断面積変化率を５．０％にした。

【００２５】これらタイヤをリムサイズ１５×５Ｊのホ
イールに組み付けて、インパルス加振法により周波数０
〜３５０Ｈｚの範囲で車軸位置の軸力応答レベル〔ｄＢ
（Ｎ）〕を求め、その結果を図５に示した。

【００２６】この図５に示すように、従来タイヤでは概
ね２００〜２５０Ｈｚの帯域で空洞共鳴音を生じている
のに対し、本発明タイヤでは同帯域での空洞共鳴音が大
幅に減少していた。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
イヤ周方向の位置に応じて断面積を変化させた物体を、
弾性体からなるリング状の治具によりトレッド内面に装
着するから、タイヤやリムの生産設備の変更を伴わず
に、空洞共鳴による騒音を効果的に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制
装置を備えた空気入りタイヤをホイールと共に示す子午
線断面図である。

【図２】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制
装置を示す側面図である。

【図３】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制
装置の要部を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施形態からなるタイヤ空洞共鳴抑制
装置の他の要部を示す斜視図である。

【図５】周波数と振動伝達率との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

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物体６治具１１リム１２ディスクＴタイヤＷホイール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変
化させた物体を、弾性体からなるリング状の治具により
トレッド内面に装着した空気入りタイヤ。
【請求項２】タイヤが標準リムに装着された状態でタ
イヤ内部に形成される空洞部のタイヤ周方向の断面積変
化率が最大断面積に対して０．２５〜４０％である請求
項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記治具の周長が可変である請求項１又
は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】タイヤ周方向の位置に応じて断面積を変
化させた物体と、該物体をタイヤのトレッド内面に係止
する弾性体からなるリング状の治具とを備えたタイヤ空
洞共鳴抑制装置。
【請求項５】タイヤが標準リムに装着された状態でタ
イヤ内部に形成される空洞部のタイヤ周方向の断面積変
化率が最大断面積に対して０．２５〜４０％である請求
項４に記載のタイヤ空洞共鳴抑制装置。
【請求項６】前記治具の周長が可変である請求項４又
は請求項５に記載のタイヤ空洞共鳴抑制装置。