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Title:
TIRE-RIM ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/001779
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a tire-rim assembly which not only reduces the weight of a sound absorbing member and accordingly a tire-rim assembly but also increases a sound absorbing effect more. A sound-absorbing member made of a no woven fabric is arranged in the tire air chamber, which is partitioned by a pneumatic tire and an application rim assembled airtight with the former. The fiber filaments (5) forming the no woven fabric are so contoured in a transverse section that they are formed into a modified sectional shape having at least one chipped portion (r) with respect to their circumscribed circle, and that the maximum depth (d) of the chipped portion to the circumscribed circle diameter (D) is within the range (1/10)D < d.

Inventors:
YAMAMOTO MASAHIKO (JP)
NOZAKI YUSUKE (JP)
SAGUCHI TAKANARI (JP)
ISHIHARA TAIGA (JP)
Application Number:
JP2008/061345
Publication Date:
December 31, 2008
Filing Date:
June 20, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BRIDGESTONE CORP (JP)
YAMAMOTO MASAHIKO (JP)
NOZAKI YUSUKE (JP)
SAGUCHI TAKANARI (JP)
ISHIHARA TAIGA (JP)
International Classes:
B60C5/00; D04H1/42
Foreign References:
JP3384633B22003-03-10
JP2004082387A2004-03-18
JP2001347807A2001-12-18
JPH05181486A1993-07-23
JPS50116773A1975-09-12
JPH10251956A1998-09-22
JP2005001428A2005-01-06
JPH10251955A1998-09-22
Attorney, Agent or Firm:
SUGIMURA, Kenji et al. (3-2-1 Kasumigaseki,Chiyoda-k, Tokyo 13, JP)
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Claims:
 空気入りタイヤと、それを気密に組付けた適用リムとで区画されるタイヤ気室内に不織布により構成した吸音部材を配設してなるタイヤ・リム組立体であって、
不織布を形成する繊維フィラメントの横断面内での輪郭形状を、繊維フィラメントへの外接円に対し、少なくとも1つ以上の欠損部を有する異型断面形状とするとともに前記外接円(直径D)に対する欠損部の最大深さ(d)を(1/10)D<dの範囲としてなるタイヤ・リム組立体。
 前記繊維フィラメントの横断面輪郭形状を、楕円形、長円形もしくは長方形としてなる請求項1に記載のタイヤ・リム組立体。
 吸音部材を、空気入りタイヤのトレッド部の内面の少なくとも一部に配設してなる請求項1もしくは2に記載のタイヤ・リム組立体。
 吸音部材を適用リムの表面の少なくとも一部に配設してなる請求項1~3のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体。
 吸音部材の厚さを0.5~50mmの範囲としてなる請求項1~4のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体。
Description:
タイヤ・リム組立体

 この発明は、車室内騒音の低減をもたら タイヤ・リム組立体に関するものであり、 イヤ・リム組立体の軽量化を図るとともに タイヤ気室内の空洞共鳴騒音の一層の低減 可能とする技術を提案するものである。

 車室内騒音の発生原因の一つとしては、 気入りタイヤと、それを気密に組付けた適 リムとで区画されるタイヤ気室内への充填 気が、タイヤの負荷転動に伴う、トレッド 地面の路面凹凸への衝接によって振動され 空洞共鳴を生じる点が挙げられる。

 そこで、このような空洞共鳴騒音を吸収し 車室内騒音の低減を図るべく、特許文献1お よび2のそれぞれには、空気入りタイヤの内 に不織布もしくはスポンジ材からなる吸音 材を固着させて配置して、充填空気の振動 ネルギを、吸音部材の内部で熱エネルギに 換することによって、空洞共鳴騒音を低減 せる技術が提案されている。

特許第3384633号公報

特許第3622957号公報

 この発明は、とくに、不織布からなる吸 部材を配設してなる、上記提案技術のタイ ・リム組立体に一層の改良を加えたもので り、吸音部材、ひいては、タイヤ・リム組 体の軽量化と併せて、吸音効果の一層の向 をもたらすタイヤ・リム組立体を提供する のである。

 この発明に係るタイヤ・リム組立体は、 気入りタイヤと、それを気密に組付けた適 リムとで区画されるタイヤ気室内に、不織 にて構成した吸音部材を配設してなるもの あり、不織布を形成する繊維フィラメント 横断面内、すなわち、フィラメントの中心 線と直行する断面内での輪郭形状を、繊維 ィラメントへの外接円に対し、少なくとも1 つ以上の欠損部を有する異型断面形状とする とともに前記外接円(直径D)に対する欠損部の 最大深さ(d)を(1/10)D<dの範囲としてなるもの である。

 ここで、「適用リム」とは、タイヤのサイ に応じて下記の規格に規定されたリムをい 、規格とは、タイヤが生産されまたは使用 れる地域に有効な産業規格であって、たと ば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM A SSOCIATION INC. のYEAR BOOK”であり、欧州では “THE European Tyre and Rim Technical Organisation
の STANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自 車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。

 また欠損部とは、繊維フィラメントの横 面輪郭線において、隣接個所に対して現実 凹む形態を有する場合のみならず、各種の 角形形状のように、外接円に対する凹み部 を有する場合を広く一般に含むものとする

 ここで好ましくは、前記繊維フィラメン の横断面輪郭形状を、楕円形、長円形もし は長方形とする。

 また好ましくは、吸音部材を、空気入りタ ヤのトレッド部の内面の少なくとも一部、 よび/または適用リムの表面の少なくとも一 部に固着させて配置する。
 なお前者の場合は、吸音部材を、タイヤ赤 面を中心として、トレッド接地幅の30~100%に 相当する範囲内に配設することが好適である 。

 ところで、吸音部材は、空気入りタイヤ 、サイドウォール部の内面および/またはビ ード部の内面に固着させることも可能である 。

 ここにおいて、「トレッド接地幅」とは、 気入りタイヤを前記適用リムに装着して、 定の空気圧を充填するとともに、そのタイ を平板上に垂直姿勢で静止配置して、規定 質量に対応する負荷を加えたときの、平板 の接触面におけるタイヤ軸方向最大直線距 をいい、「規定の空気圧」とは、前記の規 において、最大負荷能力に対応させて規定 れる空気圧をいい、そして、最大負荷能力 は、前記の規格で、タイヤに負荷すること 許容される最大の質量をいう。
 また、「規定の質量」とは、上記の最大負 能力をいう。
 なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不 性ガスその他に置換することも可能である

 ところで、以上に述べたいずれの場合に っても、吸音部材の厚さは0.5~50mmの範囲と ることが好ましい。

 なお、不織布を形成する繊維フィラメン としては、有機もしくは無機繊維フィラメ ト、植物もしくは動物繊維フィラメント等 用いることができる。

 この発明に係るタイヤ・リム組立体では とくに、吸音部材を構成する不織布の繊維 ィラメントにつき、横断面内での輪郭形状 、その外接円に対し、少なくとも1つ以上の 欠損部を有する異形断面形状とすることによ り、その吸音部材を配設したタイヤ・リム組 立体で、タイヤ気室内の空気が空洞共鳴を生 じる場合に、繊維フィラメントの表面での音 波の反射を複雑化させて、不織布、ひいては 、吸音部材の表面での音波の反射率を低減さ せ、また、吸音部材内に進入した音波エネル ギの減衰効率を高めることができ、結果とし て、空洞共鳴騒音を、前記提案技術に比して より効果的に低減させることができる。

 またここでは、繊維フィラメントの横断 輪郭形状を異形形状とすることにより、そ 輪郭形状を外接円直径と等しくする場合に し、直接的には吸音部材の、ひいては、タ ヤ・リム組立体の重量を有利に低減させる とができる。

 加えて、このタイヤ・リム組立体では、繊 フィラメントの横断面内での、外接円(直
径D)に対する欠損部の最大深さ(d)を、(1/10)D< ;dの範囲とすることで、騒音低減機能を一層 めることができる。

 いいかえれば、欠損部の最大深さ(d)が(1/1 0)D以下では、繊維フィラメントの表面での音 波の反射を、所期するほどには複雑化させる ことができず、音波の振動エネルギーを繊維 フィラメントによってより効果的に減衰して 、空洞共鳴音を効果的に低減させることがで きない。

 この一方で、欠損部の最大深さ(d)が(2/5)D以 のフィラメント断面輪郭形状の下では、不 布を形成するフィラメントの強度が低くな すぎて、不織布の製造時、あるいは、タイ の製造時におけるフィラメントの破断のお れが高くなるため、それらの製造が困難に る。しかも、タイヤ・リム組立体にあって 不織布として形状を維持して、常に十分な 音機能を発揮させることが難しくなる。
 従って、凹部の深さ(d)は、
             (1/10)D<d<(2/5)D
の範囲とすることがより好適である。

 ところで、繊維フィラメントの横断面輪 形状を、楕円形、長円形もしくは長方形と たときは、不織布よりなる吸音部材内に進 した音波の振動エネルギを、繊維フィラメ トによってより効果的に減衰させて、空洞 鳴音を一層効果的に低減させることができ 。

 また、この場合は、一般的な円形フィラ ントに比して、製造コストの増加なしに吸 効果を高めることができる。

 ここで、吸音部材を、空気入りタイヤのト ッド部の内面に配設したときは、空気入り イヤの、適用リムへの組付け、および、そ からの取外しに際する、吸音部材への損傷 の発生のおそれを有効に取り除いて、吸音 材に、それ本来の機能を長期間にわたって 揮させることができる。
 そしてこの場合は、トレッド接地幅の30~100% に相当する範囲内に吸音部材を配設すること が好ましく、これによれば、吸音部材に、タ イヤの耐久性を損ねることなしに、所期した 通りの吸音機能を発揮させることができる。

 また、吸音部材は、トレッド部の内面に 設することに加えて/または代えて、適用リ ムの表面に配設することもでき、このことに よれば、タイヤの転動に当っての吸音部材の 回転半径を小さくして、その吸音部材に作用 する慣性モーメントを小さくすることができ 、吸音部材が、タイヤ・リム組立体のユニフ ォミティに及ぼす影響を小さく押えることが できる。

 そして、上述したいずれの場合にあって 、吸音部材の厚さを0.5~50mmの範囲としたと は、その吸音部材に、所期した通りのすぐ た吸音機能を、それ自身の割れ、ちぎれ、 離等の発生なしに十分に発揮させることが きる。

 いいかえれば、その厚みが0.5mm未満では 吸音性能が不足ぎみとなり、厚みが50mmを越 ると、質量の増加に起因して、高速回転時 遠心力による変形が大きくなって、剥離等 発生のおそれが高くなる。

この発明の実施形態を、それの転動姿 で示すタイヤ幅方向の部分略線断面図であ 。 図1の要部拡大断面図である。 不織布繊維フィラメントの横断面輪郭 状を例示する図である。 繊維フィラメントの、他の輪郭形状を 示する図である。 繊維フィラメントの輪郭形状を他の観 から例示する拡大横断面図である。

符号の説明

1 空気入りタイヤ
2 リム
3 トレッド部
7 ベルト
8 インナーライナ
9 吸音部材
10 接着層
W トレッド接地幅
t 厚さ
c 外接円
r 欠損部
D 外接円直径
d 最大深さ
f 繊維フィラメント

 図1はこの発明に係るタイヤ・リム組立体 の実施形態を、それの転動姿勢で示すタイヤ 幅方向の略線断面図であり、図中1は空気入 タイヤの全体を、2は、そのタイヤ1を組付け た適用リムをそれぞれ示す。

 空気入りタイヤ1は、トレッド部3、このト ッド部3のそれぞれの側部に連続する一対の イドウォール部4および、各サイドウォール 部4の内周側に連続するビード部5を具えてな 、これらの各部は、両ビード部間にトロイ ルに延びてタイヤの骨格をなす、たとえば ジアル構造のカーカス6によって補強され、 そしてトレッド部3は、カーカス6のクラウン の外周側に配置したベルト7によってさらに 補強される。
 なお、図中Wは、トレッド接地幅を示すもの とし、Eは、タイヤ赤道面を示すものとする

 そして、ここにおけるタイヤ1はさらに、 インナーライナ8の内面に、繊維フィラメン を絡ませて成型した不織布からなる吸音部 9を、そこに溶融含浸させた含浸層その他の 着層10を介して、タイヤ赤道面Eを中心とし 、たとえば、インナーライナ8の一部もしく は全周にわたって、または周方向に間隔をお いて固着させてなる。

 ここで、不織布からなる吸音部材9は、図 2に要部を拡大断面図で例示するように、タ ヤ赤道面Eを中心として、トレッド接地幅Wの 30~100%に相当する範囲内の幅を有するものと ることが、タイヤの耐久性を損うことなく すぐれた吸音効果を発揮させることができ 点で好ましく、また、それの厚さtは、0.5~50m mの範囲とすることが好ましい。

 ところでここでは、このような吸音部材9 を構成する不織布の繊維フィラメント、たと えば、有機もしくは無機繊維フィラメント、 植物もしくは動物繊維フィラメント等は、そ れの横断面内での輪郭形状が、第3図に例示 るように、その輪郭線の周りの一個所以上 個所に、外接円cに対して凹む欠損部rを有す る、図3(a),(b),(c),(d)に示すような多角形異形 状をなす、または、図3(e),(f)に示すように、 横断面輪郭線において、隣接個所に対して現 実に凹む欠損部rを有する異形形状をなすも としてなる。

 加えてここでは、このような異形形状フィ メントfにおいて、フィラメントfの横断面 での、外接円cの直径Dに対する欠損部rの最 深さdを(1/10)D<dの範囲、より好ましくは、
           (1/10)D<d<(2/5)D
の範囲とする。

 なお、異形形状フィラメントfの横断面内 輪郭形状は、上述したものの他、図4(a)~(g)に 示するような形状とすることもでき、一般 に輪郭形状の欠損部rの数が多いほど、また 深さdが深いほど空洞共鳴騒音の低減効果が きくなる。

 そしてまた、繊維フィラメントの横断面輪 形状は、図5に例示するような、円に内接す る楕円形、長円形、長方形等とすることもで き、この場合は、フィラメントの横断面内に おける最大幅をL 1 とし、この最大幅方向と直交する方向におけ る最大高さをL 2 としたとき、L 1 に対するL 2 の比(L 2 /L 1 )を0.8以下とすることが、吸音部材内に進入 た音波の振動エネルギーを、繊維フィラメ トをもって減衰する上でとくに効果的であ 。

 以上、空気入りタイヤトレッド部内面のイ ナーライナ8の内面に吸音部材9を固着させ 配置する場合について説明したが、吸音部 9は、上述したところに加えて/または代えて 、適用リム2の表面に、図1に仮想線で示すよ に固着させて配置することもでき、この適 リム2への固着によれば、先にも述べたよう に、吸音部材に作用するタイヤ回転軸に対す る慣性モーメントを小さくして、その吸音部 材が、タイヤ・リム組立体のユニフォミティ に及ぼす影響を十分小さく抑えることができ る。
また、吸音部材9は、図に破線で示すように サイドウォール部4やビード部5の内面に固着 させることも可能である。

 ところで、吸音部材9を適用リム2の表面 固着させるときは、その適用リム2に対する 気入りタイヤ1の着脱操作に当って、吸音部 材9が損傷を受けない部位にそれを固着させ ことが、吸音部材9にそれ本来の機能を十分 発揮させる上で必要となる。

 サイズが215/45 R17の空気入りタイヤのイ ナーライナに、表1に示す諸元を有する吸音 材を固着させてなる実施例タイヤを、7.5JJ リムに組付け、空気圧を210kPa、荷重3、92kN、 速度60km/hの条件下で、一般路面を模した表面 を有するドラム上で転動させて、車軸の上下 方向の力を測定し周波数分析した。

 230Hz付近に現われるピーク値が空洞共鳴に るピーク値であることから、空洞共鳴騒音 高低を、そのピーク値のエネルギーレベル(d B)で測定し、不織布を配さない一般タイヤに する比較例タイヤ1(フィラメント断面円形 )との差異を230Hzピーク低減指数の基準値100 して比較を行った。
 その結果を、比較例タイヤの諸元等ととも 表1に示す。
 なお表中の指数値は大きいほどすぐれた結 を示すものとした。

 表1によれば、欠損部最大深さ(d)が(0.12~0.3 0)Dの範囲内の実施例タイヤはいずれも、コン トロールタイヤとしての比較例タイヤ1に比 、すぐれた騒音低減効果を実現できること 解かる。

 繊維フィラメントの横断面輪郭形状を図4(e) に示すものとした実施例タイヤおよび比較例 タイヤのそれぞれにつき、実施例1の場合と 様にして空洞共鳴音のピーク値のエネルギ レベルで比較したところ、表2に諸元ととも 示す結果を得た。
 なお、この表2のコントロールタイヤもまた 、表1に示す比較例タイヤ1とした。

 表2によれば、欠損部最大深さ(d)が(0.12~0.3 2)Dの範囲内の実施例タイヤはともに、高い騒 音低減機能を発揮し得ることが明らかである 。

 サイズが215/45 R17の空気入りタイヤのイン ーライナに、ポリエチレンテレフタレート 維フィラメントからなる、表3に示す諸元を する吸音部材を、全周領域にわたって連続 に固着させてなる実施例タイヤを、7.5JJの ムに組付け、空気圧を210kPa、荷重3、92kN、速 度60km/hの条件下で、一般路面を模した表面を 有するドラム上で転動させて、車軸の上下方 向の力を測定し周波数分析した。
 その結果を、実施例1および2の場合と同様 して評価したところ、表3に示す結果を得た

 なお、実施例では、吸音材の幅を100mm、吸 材の厚さを20mm、不織布の目付を500g/m 2 、フィラメント1本当たりの太さを1.6dtexとし 。

 表3によれば、とくに比L 2 /L 1 を0.8以下にしたことにより、不織布よりなる 吸音部材内に進入した音波の振動エネルギー を繊維フィラメントにより効果的に減衰させ て、空洞共鳴音を効果的に低減することがで きることが解かる。