JP6778321B2 - タイヤ騒音低減デバイス - Google Patents

Description

本開示は、タイヤが道路と接触するときにタイヤによって発生する騒音の低減に関する。より具体的には、本開示は、かかる騒音を低減するためにタイヤ内に挿入されたデバイスに関する。更により具体的には、本開示は、騒音ダンパ、騒音減衰環状体、及び騒音ダンパを含むタイヤを説明する。騒音低減デバイスは、タイヤ内で移動することが可能にされている。

既知のタイヤ騒音ダンパは、例えば、タイヤ内に配置され、タイヤインナーライナに恒久的に固着される。ダンパは、発泡体又は繊維を含み得る。ダンパは、タイヤ内の騒音を低減させ、したがって、タイヤから放出される騒音を低減する。

乗用車、軽トラック、又はトラック及びバス用ラジアルタイヤ内での使用のために構成された騒音ダンパは、乗用車、軽トラック、トラック及びバス用ラジアルタイヤ内での使用のために構成された発泡体と、発泡体に付着する薄膜と、発泡体を薄膜に結合する接着剤と、を備える。発泡体は、タイヤインナーライナに適合するように構成されている少なくとも１つの略平坦表面と、径方向高さと、径方向高さの３〜６倍である軸長と、を含む。発泡体は、圧縮性及び弾性の連続気泡発泡体で作製される。薄膜は、発泡体の略平坦表面と実質的に一致する略平坦表面を有し、発泡体の径方向高さの０．００５〜１０％である径方向高さを含み、薄膜は、超高分子量ポリエチレンから作製され、０．０７〜０．１２の摩擦係数を有する。

別の実施形態において、タイヤキャビティ内に挿入するための環状体が提供される。環状体は、タイヤ内での使用のために構成された発泡体、薄膜、及び発泡体を薄膜に結合する接着剤を備える。発泡体は、タイヤインナーライナに適合するように構成されている少なくとも１つの略平坦表面を含み、発泡体は、圧縮性及び弾性の連続気泡発泡体から作製される。薄膜は、発泡体の略平坦表面と実質的に一致する略平坦表面を有し、薄膜は、発泡体の径方向高さの０．００５〜１０％である径方向高さを含み、超高分子量ポリエチレンで作製される。環状体は、タイヤ騒音を少なくとも５ｄＢ低減させる。

別の実施形態において、タイヤ及び騒音ダンパアセンブリが提供される。アセンブリは、タイヤと、発泡体の塊、発泡体の塊に付着した薄膜、及び潤滑剤を備える騒音ダンパと、を含む。タイヤは、第１の環状ビード及び第２の環状ビード、第１の環状ビードと第２の環状ビードとの間に延在する本体プライ、本体プライの径方向上方に配設され、本体プライの一部分を軸方向に横切って延在する環状ベルトパッケージ、環状ベルトパッケージの径方向上方に配設され、本体プライの一部分を軸方向に横切って延在する周方向トレッド、第１の環状ビードと、周方向トレッドに関連付けられた第１のショルダとの間に延在する第１のサイドウォール、第２の環状ビードと、周方向トレッドに関連付けられた第２のショルダとの間に延在する第２のサイドウォールを備える。騒音ダンパは、少なくとも１つの発泡体の塊を備え、これは、圧縮性及び弾性の連続気泡発泡体から作製され、タイヤインナーライナに適合するように構成されている少なくとも１つの略平坦表面を含む。薄膜は、発泡体の塊の略平坦表面と実質的に一致する略平坦表面、及び発泡体の塊の径方向高さの０．０５〜１０％である径方向高さを含む。

添付の図面では、以下の詳細な説明と共に、特許請求される本発明の例示的実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で特定される。単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてもよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてもよいことが理解されるべきである。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の比率が説明のために誇張されている場合がある。

タイヤ内での使用のために構成された騒音ダンパの一実施形態の分解断面図である。 図１ａに示される騒音ダンパの代替的な実施形態の断面図である。 図１ａに示される騒音ダンパの代替的な実施形態の断面図である。 図１ａに示される騒音ダンパの代替的な実施形態の断面図である。 図１ａに示される騒音ダンパの代替的な実施形態の断面図である。 図１ａに示される騒音ダンパの代替的な実施形態の断面図である。 騒音減衰環状体及びタイヤの断面図である。 図２ａに示される騒音減衰環状体の代替的な実施形態の断面図である。 騒音減衰環状体の断面側面図を例示する概略図である。 タイヤ及び騒音ダンパアセンブリの一実施形態の外側を剥がした断面斜視図である。

以下は、本明細書において採用される選択用語の定義を含む。これらの定義には、用語の範囲に該当し、実施のために使用され得る構成要素の様々な例及び／又は形態が含まれる。例は、限定的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。

「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延在する方向を指す。

「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。

本明細書で使用するとき、「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を指す。

本明細書で使用するとき、「トレッド」は、通常の膨張度及び通常の荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。

「トレッド深さ」は、トレッドの頂面と主要トレッド溝の底部との間の距離を指す。

「トレッド幅」は、標準的な膨張度及び荷重において、タイヤの回転中に道路面と接触するトレッドの接地領域の幅を指す。

以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤ構成要素が説明されるが、これらの用語が若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか１つが、一般的なタイヤ構成要素の説明に使用される別の用語と紛れもなく互換性があるとはみなさないであろうことが理解される。更に、用語「下に（ｕｎｄｅｒ）」が本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りにおいて、「直接下に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｕｎｄｅｒ）」だけではなく、２つの特定したコンポーネント又は層の間に中間のタイヤ層又はコンポーネントが配設されている「間接的に下に（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｕｎｄｅｒ）」も意味することが意図されている。

本明細書では、方向は、タイヤの回転軸を基準にして述べられる。「上向きの」及び「上向きに」という用語は、タイヤのトレッドに向かう一般方向を指し、「下向きの」及び「下向きに」は、タイヤの回転軸に向かう一般方向を指す。したがって、「上部の」及び「下部の」又は「頂部の」及び「底部の」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、「上部の」又は「頂部の」要素は、「下部」又は「底部」の要素よりもトレッドに近い位置に離間配置される。加えて、「上」又は「下」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、別の要素の「上」にある要素は、他の要素よりもトレッドに近い。

「内側の」及び「内側に」という用語は、タイヤの赤道面に向かう一般方向を指し、「外側の」及び「外側に」は、タイヤの赤道面から離れ、タイヤのサイドウォールに向かう一般方向を指す。したがって、「内部」及び「外部」など相対的な方向用語が要素と関連して使用されるとき、「内部」要素は、「外部」要素よりもタイヤの赤道面の近くに離間配置される。

図１ａは、乗用車、軽トラック、又はトラック及びバス用ラジアルタイヤ内での使用のために構成された騒音ダンパ１００ａの一実施形態の分解断面図である。図１ａに示されるように、騒音ダンパ１００ａは、発泡体１０５ａ、発泡体１０５ａに付着する薄膜１１０ａ、及び発泡体１０５ａを薄膜１１０ａに結合する接着剤１１５を含む。任意の潤滑剤１２０が更に提供される。発泡体、接着剤、薄膜、及び潤滑剤は、原寸比例に図示されておらず、空間が例示目的のためにそれらの間に追加されている。

発泡体本体１０５ａは、矩形断面を有して図示されている。したがって、発泡体１０５ａは、タイヤインナーライナに適合するように構成されている少なくとも１つの略平坦表面１２５を有する。一実施形態（図示せず）において、発泡体は、機械的変形によってタイヤインナーライナに適合する。別の実施形態において、略平坦表面は、わずかなアーチを含み、その結果、発泡体は、タイヤインナーライナの曲率と合致するように予備成形される。

図１ａにおいて、騒音ダンパ１００ａは、直線的に延在する。したがって、一実施形態において、騒音ダンパ１００ａは、矩形プリズムである。別の実施形態（図示せず）において、騒音ダンパは、環状体内に構成される。

図に示されていないが、発泡体は、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、又はメラミン等の圧縮性及び弾性の連続気泡発泡体から作製され得る。発泡体は、０．４〜１．５の吸音係数を有する。代替的な実施形態において、発泡体は、０．７〜１．１の吸音係数を有する。

発泡体１０５ａは、径方向高さ（ＲＨ）及び軸長（ＡＬ）を有する。一実施形態において、軸長は、径方向高さの３〜６倍である。追加の実施形態において、発泡体は、以下の代表的な寸法のうちの１つに従って構成される。

別の実施形態において、寸法は、タイヤの特定のサイズのために具体的に構成される。更に別の実施形態において、寸法は、複数のタイヤにわたって使用するために構成される。当業者が理解することになるように、軸長は、とりわけ、タイヤ用途及び所望される騒音抑制に基づいて変更され得る。

引き続き図１ａを参照すると、騒音ダンパ１００ａは、薄膜１１０ａを更に含む。薄膜１１０ａは、０．０７〜０．１２の摩擦係数を有する超高分子量ポリエチレンで作製される。薄膜は、発泡体１０５の径方向高さ（ＲＨ）の０．００５〜１０％の径方向高さ（符号なし）を有する。代替的な実施形態（図示せず）において、薄膜は、発泡体の径方向高さの０．０１〜１．０％の径方向高さを有する。別の代替的な実施形態において、薄膜は、５０〜２００マイクロメートルの径方向高さを有する。

騒音ダンパ１００ａは、接着剤１１５を更に含む。接着剤１１５は、発泡体１０５ａを薄膜１１０ａに結合する。接着剤は、発泡体又は薄膜に適用され得る。代表的な接着剤としては、限定されるものではなく、ゲル、液体、スプレー、又はテープが挙げられる。

図１ａに示されるように、騒音ダンパ１００ａは、薄膜１１０ａ上に配設されている任意の潤滑剤１２０を更に含む。代替的な実施形態（図示せず）において、潤滑剤は、タイヤインナーライナに塗布される。代替的な実施形態において、潤滑剤は、冷却添加剤を更に含む。

騒音ダンパ１００ａ（発泡体１０５ａ及び薄膜１１０ａを含む）は、タイヤに固着されていないため、騒音ダンパ１００ａは、タイヤキャビティ内で自由に移動（例えば、回転又は並進）する。

図１ｂ〜図１ｆは、図１ａに示される騒音ダンパ１００ａの代替的な実施形態の断面図である。図１ｂ〜図１ｆは、接着剤１１５を省略している（例えば、騒音ダンパは、発泡体と一体化されている薄膜を含んでもよく、代替的な実施形態において、図１ｂ〜図１ｆに示されていない接着剤を含んでもよい）。

具体的には、図１ｂは、騒音ダンパ１００ｂの代替的な実施形態を示す。騒音ダンパ１００ｂは、円形断面を有し、薄膜１１０ｂは、発泡体１０５ｂの表面積の４０〜６０％にわたって延在する。

図１ｃは、円形発泡体１０５ｃ、及び楕円形フィルム１１０ｃを有する騒音ダンパ１００ｃの別の代替的な実施形態を示す。図１ｃに示される実施形態において、楕円形フィルム１１０ｃは、発泡体１０５ｃの縁部を越えて延在する。特定の実施形態（図示せず）において、フィルムは、発泡体の軸長の５〜１００％である軸長を有する。

図１ｄは、略矩形断面を有する騒音ダンパ１００ｄの更に別の代替的な実施形態を示す。騒音ダンパ１００ｄの底縁部は、タイヤインナーライナの曲率と合致するように事前構成されている。

図１ｅは、実質的に台形の断面を有する騒音ダンパ１００ｅの更に別の代替的な実施形態を示す。上部又は底部ベースのいずれかが、タイヤインナーライナの曲率と合致するように構成され得る。

図１ｆは、カプセル状断面を有する騒音ダンパ１１０ｆの更なる代替的な実施形態を示す。

図１ａ〜図１ｆに示される代表的な実施形態は、限定することを意図するものではない。当業者であれば理解することになるように、かつ図１ａ〜図１ｆに示されるように、幅広い種類の断面が、騒音ダンパに適切である。適切な代表的な形状としては、限定されるものではなく、カプセル形、円形、三日月形、楕円形、リング形、正方形、又は台形が挙げられる。加えて、図示されていないが、発泡体は、突出部（例えば、限定されるものではなく、ピラミッド形及び楕円形の突出部）、凹部、トンネル、又は表面繊維を更に含み得る。

図２ａは、タイヤ２０５の内側の騒音減衰環状体２００ａの断面図である。例示された実施形態において、環状体２００ａは、発泡体２１０ａ、薄膜２１５ａ、及び発泡体２１０ａを薄膜２１５ａに結合する接着剤２２０を含む。潤滑剤２２５もまた、提供され得る。環状体２００ａは、タイヤキャビティ内で自由に移動する（例えば、回転又は並進する）。

図２ａに示されるように、発泡体２１０ａは、図１ａ〜図１ｆに関して論じられた発泡体１０５ａ〜ｆと実質的に同様である。同様に、薄膜２１５及び接着剤２２０は、図１ａ〜図１ｆに関して論じられた薄膜１１０ａ〜ｆ及び接着剤１１５と実質的に同様である。

引き続き図２ａ及びタイヤ２０５を参照すると、発泡体２１０ａは、トレッド幅（ＴＷ）の約８５〜９５％及び断面高さ（ＳＨ）の２０〜２５％に及ぶように図示されている。追加の実施形態において、発泡体は、トレッド幅の７０〜１０５％、かつ断面高さの３０〜６０％に及ぶ。発泡体の長さ及び高さは、互いに独立して設定され得る。

図２ｂは、図２ａに示される騒音減衰環状体の代替的な実施形態の断面図である。図２ｂに示されるように、環状体２００ｂは、実質的に楕円形である。発泡体２１０ｂは、トレッド幅（ＴＷ）の約５０〜６０％、かつ断面高さ（ＳＨ）の２０〜２５％に及ぶように図示されている。追加の実施形態において、発泡体は、トレッド幅の１０〜４０％、かつ断面高さの５〜３５％に及ぶ。発泡体の長さ及び高さは、互いに独立して設定され得る。

図２ｂにも示されるように、薄膜２１５ｂは、発泡体２１０ｂの表面積の４０〜７０％を覆う。代替的な実施形態（図示せず）において、薄膜は、発泡体の表面積の３０〜５０％を覆う。

図２ｃは、騒音減衰環状体２００ｃ及びタイヤ２０５の断面側面図である。騒音減衰環状体２００ｃは、図２ａ及び図２ｂに図示される騒音減衰環状体２００ａ及び２００ｂと実質的に同様である。環状体２００ｃは、環状体を接合するスプライス２３０を更に含む。スプライスは、化学的又は機械的とすることができる。

図示されていないが、環状体２００ｃは、外径を含む。特定の実施形態において、環状体の外径は、ホイール直径の９５〜１４０％である。この実施形態において、環状体は、タイヤによって拘束され、それに軽い力を付与し、それによってタイヤ内でのその運動をわずかに妨げる。

図３は、タイヤ３００及び騒音ダンパ３６５アセンブリの一実施形態の外側を剥がした断面斜視図である。

図示されるように、タイヤ３００は、第１の環状ビード３０５及び第２の環状ビード３１０を含む。環状ビード３０５及び３１０は、部分的に、タイヤ３００をホイール（図示せず）に固設する。代替的な実施形態（図示せず）では、タイヤは、４つ以上のビードを備える。

図示されるように、タイヤ３００は、第１の環状ビード３０５と第２の環状ビード３１０との間に延在する本体プライ３１５を更に含む。本体プライ３１５は、環状体を形成し、タイヤに形状を付与する。当業者であれば理解することになるように、本体プライ３１５は、補強コード又は織物（図示せず）を含んでもよい。代替的な実施形態（図示せず）では、様々な折り上げ構成及び折り下げ構成、又は複数の本体プライが使用される。

タイヤ３００は、第１の周方向ベルト３２０及び第２の周方向ベルト３２５を更に備える。第１の周方向ベルト３２０は、本体プライ３１５の径方向上方に配設され、本体プライ３１５の一部分を軸方向に横切って延在する。第２の周方向ベルト３２５は、第１の周方向ベルト３２０の径方向上方に配設され、本体プライ３１５の一部分を軸方向に横切って延在する。周方向ベルトは、タイヤを補強し、その剛性を増加させる。当業者であれば理解することになるように、周方向ベルトは、スチールコード及び補強コード（両方とも図示せず）を含み得る。別の実施形態（図示せず）において、タイヤは、第３及び／又は第４の周方向ベルトを含有する。

タイヤ３００は、キャッププライ３３０及び３３５を更に含む。第１のキャッププライ３３０は、周方向ベルト３２０及び３２５の径方向上方に配設され、本体プライ３１５の一部分を軸方向に横切って延在する。第２のキャッププライ３３５は、第１のキャッププライ３３０の径方向上方に配設され、本体プライ３１５の一部分を軸方向に横切って延在する。キャッププライは、タイヤが回転するときにタイヤの膨張を制限する。代替的な実施形態（図示せず）において、プライは、省略される。

タイヤ３００は、周方向トレッド３４０を更に備える。周方向トレッド３４０は、周方向ベルト３２０及び３２５の径方向上方に配設され、本体プライ３１５の一部分を軸方向に横切って延在する。周方向溝（符号なし）は、周方向トレッド３４０をリブに分割する。当業者であれば理解することになるように、周方向トレッド３４０は、タイヤ３００が新しいとき、タイヤ３００に固着される。代替的な実施形態（図示せず）では、周方向トレッドは、リトレッドとして固着される。

タイヤ３００は、第１のサイドウォール３４５及び第２のサイドウォール３５０を更に備える。第１のサイドウォール３４５は、第１の環状ビード３０５と、周方向トレッド３４０の縁部に近接して関連付けられている第１のショルダ３５５との間に延在する。第２のサイドウォール３５０は、第２の環状ビード３１０と、周方向トレッド３４０の対向縁部に近接して関連付けられている第２のショルダ３６０との間に延在する。代替的な実施形態（図示せず）において、サイドウォールは、アンダートレッド（図示せず）に近接して関連付けられている。

タイヤ３００は、騒音ダンパ３６５を更に備える。発泡体３７０及び薄膜３７５を含む、騒音ダンパ３６５は、タイヤキャビティ（ラベルなし）の内側に嵌合し、タイヤキャビティ内の騒音を低減する。それは、タイヤキャビティ内で自由に移動する（例えば、回転又は並進する）。一実施形態において、上記の騒音ダンパ１００のうちの１つが、騒音ダンパを構成する。別の実施形態において、上記の騒音減衰環状体２００のうちの１つが、騒音ダンパを構成する。

Claims (2)

1. タイヤ及び騒音ダンパアセンブリであって、
   第１の環状ビード、第２の環状ビード、前記第１の環状ビードと前記第２の環状ビードとの間に延在する本体プライ、前記本体プライの径方向上方に配設され、前記本体プライの一部分を軸方向に横切って延在する環状ベルトパッケージ、前記環状ベルトパッケージの径方向上方に配設され、前記本体プライの一部分を軸方向に横切って延在する周方向トレッド、前記第１の環状ビードと、前記周方向トレッドに関連付けられた第１のショルダとの間に延在する第１のサイドウォール、及び前記第２の環状ビードと、前記周方向トレッドに関連付けられた第２のショルダとの間に延在する第２のサイドウォール、を含むタイヤと、
   騒音ダンパであって、
   圧縮性及び弾性の連続気泡発泡体から作製された少なくとも１つの発泡体の塊であって、前記発泡体の塊が、タイヤインナーライナに適合するように構成されている少なくとも１つの略平坦表面又は円形表面を含む、発泡体の塊と、
   前記発泡体の塊に付着した薄膜であって、前記薄膜が、前記発泡体の塊の前記略平坦表面と実質的に一致する略平坦表面、又は、前記発泡体の塊の前記円形表面と実質的に一致する円形表面を含み、前記薄膜が、前記発泡体の塊の径方向高さの０．０５〜１０％である径方向高さを有する、薄膜と、
   前記薄膜とタイヤインナーライナとの間に配設された潤滑剤と、を含み、前記タイヤ内で自由に回転する騒音ダンパを備える、タイヤ及び騒音ダンパアセンブリ。
2. 前記騒音ダンパの前記発泡体の塊が、環状であり、トレッド幅の２０〜８０％の軸方向幅を有する、請求項１に記載のタイヤ及び騒音ダンパアセンブリ。
   

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