▶ スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-24
(54)【発明の名称】タイヤキャビティノイズ低減のための個別の吸音体
(51)【国際特許分類】
B60C 5/00 20060101AFI20240117BHJP
G10K 11/16 20060101ALI20240117BHJP
G10K 11/162 20060101ALI20240117BHJP
【ＦＩ】
B60C5/00 F
G10K11/16 140
G10K11/162
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023541707
(86)(22)【出願日】2022-01-11
(85)【翻訳文提出日】2023-07-10
(86)【国際出願番号】 IB2022050180
(87)【国際公開番号】W WO2022149114
(87)【国際公開日】2022-07-14
(31)【優先権主張番号】63/135,953
(32)【優先日】2021-01-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】ウー，チェン
(72)【発明者】
【氏名】ガーディーズ，ロナルド ダブリュ．
(72)【発明者】
【氏名】シー，トンヤン
(72)【発明者】
【氏名】リ，ヤオ
(72)【発明者】
【氏名】ル，フオ イン
【テーマコード（参考）】
3D131
5D061
【Ｆターム（参考）】
3D131AA30
3D131BA08
3D131BB01
3D131BB03
3D131BC05
3D131BC44
3D131CB03
5D061AA06
5D061AA11
5D061AA12
5D061AA22
5D061AA26
5D061CC01
(57)【要約】
個別の吸音体（２０ａ、２０ｂ）のアレイは、タイヤキャビティノイズを低減するために、空気式タイヤ（１０）の環状トレッド部（１２）の内面（１２２）、又はホイールリム（３０）の環状リム表面（３４）に取り付けられる。各吸音体（２０ａ、２０ｂ）は、可撓性シート状基材（５４）と、シート状スクリーン材（５２）と、シート状基材（５４）とシート状スクリーン材（５２）とによって形成される閉空間内に配置される吸音体（５６）と、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸音体であって、可撓性シート状基材と、
シート状スクリーン材と、
前記シート状基材と前記シート状スクリーン材とによって形成される閉空間内に配置される吸音材であって、前記吸音体の長手方向に沿って延びる、前記吸音材と、
を備える、吸音体。
【請求項2】
前記可撓性シート状基材が、約１０５％以上、約１１０％以上、任意選択的に、約１１５％以上の前記長手方向に沿った伸縮性を有する、請求項１に記載の吸音体。
【請求項3】
前記可撓性シート状基材が、ゴムフィルム、ポリウレタン（ＰＵ）フィルム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、キャストポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、キャストポリエチレンテレフタレート（ＣＰＥＴ）フィルム、又はＴＰＵ／ＰＵコーティング布地のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の吸音体。
【請求項4】
前記シート状スクリーン材が、０．０１ｍｋｓ ｒａｙｌ以上、１ｍｋｓ ｒａｙｌ以上、任意選択的に、１０００ｍｋｓ ｒａｙｌ以上の流れ抵抗を有する、請求項１に記載の吸音体。
【請求項5】
前記シート状スクリーン材が、メッシュ布地、不織布、織布、ゴムフィルム、ポリウレタン（ＰＵ）フィルム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、キャストポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、キャストポリエチレンテレフタレート（ＣＰＥＴ）フィルム、又はＴＰＵ／ＰＵコーティング布地のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の吸音体。
【請求項6】
１つ以上の通気孔が、前記シート状スクリーン材上に形成されている、請求項１に記載の吸音体。
【請求項7】
前記吸音材が、ポリウレタン（ＰＵ）フォーム、ガラス繊維材料、鉱物繊維材料、ポリエステル繊維材料、ポリプロピレン繊維材料、吸音粒子が埋め込まれた不織繊維材料、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の吸音体。
【請求項8】
前記吸音材が、約１０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約５００００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ、任意選択的に、約４０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約６０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの範囲の流れ抵抗を有する、請求項１に記載の吸音体。
【請求項9】
前記吸音材が、約０．５ｍｍ～約２００ｍｍ、約２ｍｍ～約１００ｍｍ、任意選択的に、約５ｍｍ～約５０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の吸音体。
【請求項10】
前記可撓性シート状基材上に配置された接着層を更に備える、請求項１に記載の吸音体。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の複数の吸音体を備える吸音体アセンブリであって、隣接する前記吸音体の前記吸音材が、間隙によって分離されている、吸音体アセンブリ。
【請求項12】
前記複数の前記吸音体が、接続部によって接続されている、請求項１１に記載の吸音体アセンブリ。
【請求項13】
前記接続部が、吸音材を実質的に含まない、請求項１２に記載の吸音体アセンブリ。
【請求項14】
空気式タイヤであって、その周方向に延びる環状トレッド部と、
個別の吸音体のアレイであって、前記吸音体のうちの少なくとも１つが、請求項１～１０のいずれか一項に記載の吸音体、又は請求項１１～１３のいずれか一項に記載の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、
を備え、
前記個別の吸音体がそれぞれ、前記環状トレッド部の内面に取り付けられており、前記個別の吸音体のアレイが、前記トレッド部の前記周方向に沿って分布されている、
空気式タイヤ。
【請求項15】
前記個別の吸音体がそれぞれ、接着層を介して前記環状トレッド部の前記内面に取り付けられている、請求項１４に記載の空気式タイヤ。
【請求項16】
前記個別の吸音体のアレイが、前記トレッド部の前記内面の周方向長さの１％～１００％の範囲の、前記トレッド部の前記周方向に沿った全長を有する、請求項１３に記載の空気式タイヤ。
【請求項17】
前記隣接する吸音体の前記吸音材が、間隙によって分離されており、前記間隙は、前記トレッド部の前記内面の周方向長さの１％～９９％の範囲の、前記トレッド部の前記周方向に沿った長さを有する、請求項１３に記載の空気式タイヤ。
【請求項18】
ホイールリムであって、その周方向に延びる環状リム表面と、
個別の吸音体のアレイであって、前記吸音体のうちの少なくとも１つが、請求項１～１２のいずれか一項に記載の吸音体、又は請求項１３に記載の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、
を備え、
前記個別の吸音体がそれぞれ、前記環状リム表面に取り付けられており、前記個別の吸音体のアレイが、前記環状リム表面の前記周方向に沿って分布されている、
ホイールリム。
【請求項19】
前記個別の吸音体がそれぞれ、接着層を介して前記環状リム表面の前記内面に取り付けられている、請求項１８に記載のホイールリム。
【請求項20】
前記個別の吸音体のアレイが、前記環状リム表面の周方向長さの１％～１００％の範囲の、前記環状リム表面の前記周方向に沿った全長を有する、請求項１８に記載のホイールリム。
【請求項21】
前記隣接する吸音体の前記吸音材が、間隙によって分離されており、前記間隙は、前記環状リム表面の周方向長さの１％～９９％の範囲の、前記環状リム表面の前記周方向に沿った長さを有する、請求項１８に記載のホイールリム。
【請求項22】
請求項１４に記載の空気式タイヤ、及び請求項１８に記載のホイールリムのうちの少なくとも１つを備える、ホイール。
【請求項23】
タイヤキャビティノイズを低減する方法であって、（ｉ）空気式タイヤの環状トレッド部の内面、及び（ｉｉ）ホイールリムの環状リム表面、のうちの少なくとも１つに個別の吸音体のアレイを取り付けることを含み、
前記空気式タイヤが、密閉されたタイヤキャビティを形成するように前記ホイールリムに装着され、
前記吸音体のうちの少なくとも１つが、請求項１～１０のいずれか一項に記載の吸音体、又は請求項１１～１３のいずれか一項に記載の吸音体アセンブリである、
方法。
【請求項24】
前記空気式タイヤ、及び前記ホイールリムのうちの少なくとも１つを自動車に取り付けることを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記自動車が、乗用車、バス、トラック、又はトレーラのうちの少なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
タイヤとビークルホイールのリムとの間に密閉されたキャビティは、他の空気キャビティと同様に、それ自体の共振周波数を有する。道路励振の周波数が、約２００Ｈｚであるタイヤキャビティの共振周波数と一致するとき、タイヤキャビティは共振し、タイヤ構造とタイヤキャビティとの間の結合に起因して激しい振動をもたらす。振動は、スピンドル力（すなわち、リム中心に加えられる反力）を増幅し、スピンドル力は、サスペンションシステムを介して車室内に更に伝達され得る。タイヤキャビティ共振ノイズ（又は略してタイヤキャビティノイズ）と呼ばれる、結果として生じる室内のノイズは、乗客によって容易に知覚され得る。このノイズは、低周波数の狭帯域ノイズであるため、非常に不快であり、室内の音質を著しく損なう。
【発明の概要】
【0002】
タイヤキャビティノイズを低減することが望まれている。本開示は、タイヤキャビティノイズを低減するための物品及び方法を提供する。一態様では、本発明は、可撓性シート状基材と、シート状スクリーン材と、シート状基材とシート状スクリーン材とによって形成される閉空間内に配置される吸音材であって、吸音体の長手方向に沿って延びる、吸音材と、を含む吸音体を説明する。
【0003】
別の態様では、本開示は、複数の上述の吸音体を含む吸音体アセンブリを説明する。隣接する吸音体の吸音材は間隙によって分離されており、吸音体のアレイは個別である。場合によっては、複数の吸音体は、接続部によって接続されている。
【0004】
別の態様では、本開示は、空気式タイヤであって、その周方向に延びる環状トレッド部と、個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、上述の吸音体、又は上述の吸音体アセンブリである、個別のアレイ吸音体アレイと、を含む、空気式タイヤを説明する。個別の吸音体はそれぞれ、環状トレッド部の内面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイは、トレッド部の周方向に沿って分布されている。
【0005】
別の態様では、本開示は、ホイールリムであって、その周方向に延びる環状リム表面と、個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、上述の吸音体、又は上述の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、を含む、ホイールリムを説明する。個別の吸音体はそれぞれ、環状リム表面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイは、環状リム表面の周方向に沿って分布されている。
【0006】
別の態様では、本開示は、空気式タイヤであって、その周方向に延びる環状トレッド部を含む、空気式タイヤと、個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、上述の吸音体、又は上述の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、を含む、ホイールを説明する。個別の吸音体はそれぞれ、環状トレッド部の内面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイは、トレッド部の周方向に沿って分布されている。
【0007】
別の態様では、本開示は、ホイールリムであって、その周方向に延びる環状リム表面と、個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、上述の吸音体、又は上述の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、を含む、ホイールリムを含む、ホイールを説明する。個別の吸音体はそれぞれ、環状リム表面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイは、環状リム表面の周方向に沿って分布されている。
【0008】
別の態様では、本開示は、タイヤキャビティノイズを低減する方法を説明する。この方法は、（ｉ）空気式タイヤの環状トレッド部の内面、及び（ｉｉ）ホイールリムの環状リム表面、のうちの少なくとも１つに個別の吸音体のアレイを取り付けることを含む。空気式タイヤは、密閉されたタイヤキャビティを形成するようにホイールリムに装着される。吸音体の少なくとも１つは、上述の吸音体、又は上述の吸音体アセンブリである。
【0009】
様々な予期せぬ結果及び利点が、本開示の例示的な実施形態において得られる。本開示の例示的な実施形態の１つのそのような利点は、タイヤキャビティノイズを低減するための本明細書に記載される物品及び方法が、多孔質の吸音フォームの層がタイヤのトレッド部の内面上に取り付けられる典型的な解決策と比較して、タイヤキャビティ共振におけるより高いエネルギー消散及びより少ない追加の重量効果の点で、より良好な音響性能を提供することである。
【0010】
以上が本開示の例示的な実施形態の様々な態様及び利点の概要である。上記の「発明の概要」は、本開示の特定の例示的な実施形態の、図示される各実施形態又は全ての実現形態を説明することを意図するものではない。以下の図面及び「発明を実施するための形態」は、本明細書に開示される原理を使用する特定の好ましい実施形態を、より詳細に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて検討することで、本開示をより完全に理解し得る。
【0012】
【図1A】一実施形態による、個別の吸音体のアレイを含むタイヤの概略断面図である。
【図2A】一実施形態による、個別の吸音体のアレイの斜視側面図である。
【図2B】別の実施形態による、個別の吸音体のアレイの斜視側面図である。
【図3】一実施形態による、個別の吸音体のアレイを含むホイールリムの斜視側面図である。
【図4A】一実施形態による、個別の吸音体のアレイの斜視側面図である。
【図4B】別の実施形態による、個別の吸音体のアレイの斜視側面図である。
【図5】一実施形態による、吸音体アセンブリの概略断面図である。
【図6A】一実施形態による、吸音体アセンブリの斜視側面図である。
【図6B】別の実施形態による、吸音体アセンブリの斜視側面図である。
【図7A】一実施形態による、吸音体アセンブリの斜視底面図である。
【図7B】別の実施形態による、吸音体アセンブリの斜視底面図である。
【図8】音響試験設置の概略正面図である。
【0013】
図面では、同様の参照符号は、同様の要素を示す。上記に特定した図面は、縮尺通りに描かれていないことがあり、本開示の様々な実施形態を説明しているが、「発明を実施するための形態」で指摘するように、他の実施形態もまた企図される。全ての場合において、本開示は、本明細書で開示される開示内容を、明示的な限定によってではなく、例示的な実施形態を表現することによって説明する。本開示の範囲及び趣旨に含まれる、数多くの他の修正形態及び実施形態を、当業者によって考案することができる点を理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【0014】
ホイールのタイヤキャビティノイズを低減するための１つの典型的な解決策は、多孔質の吸音フォームの層をタイヤのトレッド部の内面上に接着することである。フォーム層は、タイヤの周方向に連続して延びている。図１’は、タイヤ１０’のトレッド部１２’の内面に取り付けられた連続フォーム層２０’を含むタイヤ１０’の分解部分図である。連続 フォーム層２０’は、実質的に閉ループを形成するようにタイヤの周方向に延びている。この解決策は、ビークル用の市販タイヤ及びホイールによって広く採用されている。例えば、連続ポリウレタン（ＰＵ）フォーム層は、タイヤキャビティノイズを低減するために、ビークルタイヤの内側トレッド上に取り付けられている。
【0015】
本開示は、図１’に示されるような従来の解決策がいくつかの技術的欠点を有し得ることを見出した。第１に、ポリウレタン（ＰＵ）フォームの音響性能は、他の繊維状吸音材と比較して相対的に低い。所望の周波数範囲１００Ｈｚ～３００Ｈｚにおける厚さ２５ｍｍのＰＵフォームのサンプルの垂直入射吸音係数は、０．１未満である。従って、ポリウレタン（ＰＵ）フォームは、その低い材料コストのために広く使用されてきたが、タイヤキャビティノイズ低減としては、望ましい材料ではない場合がある。更に、連続ＰＵフォーム層をタイヤ上に接着するための労働コストは、タイヤ製造業者のもう１つの懸念事項である。より良好な接着状態を達成するために、通常、トレッドの内面上の型剥離層（０．５ｍｍ未満の厚さを有する）を研削除去する前処理が、接着プロセスの前に行われる。従って、タイヤに接着する連続フォーム層の面積が大きいほど、追加の労働コストが高くなる。例えば、典型的な自動車用タイヤの場合、前処理される面積は、約０．３～０．６ｍ２であり得る。接着面積は、接着剤の材料費にも比例する。更に、ＰＵフォーム層を有するタイヤがパンクした場合、パンクした領域を覆うＰＵのフォームの部分は、修理作業の前に除去される必要がある。ＰＵフォーム層全体を除去し、それを新しいものと交換することは困難であり、かつ費用がかかる場合がある。実際には、タイヤに取り付けられたＰＵフォーム層は、通常、２５ｍｍの厚さ及び１５０ｍｍ～１８０ｍｍの範囲の幅を有する。典型的なタイヤ周長は、例えば、２．３７２ｍであり得る。それに対応して、ＰＵフォームの密度が５０ｋｇ／ｍ３、幅が１５０ｍｍであると仮定すると、ＰＵフォーム層の体積は８．９×１０－３ｍ３で、重量は４４５ｇとなる。このような追加の重量は、タイヤの燃料効率を低下させる可能性がある。
【0016】
本明細書に記載される物品及び方法のいくつかの実施形態は、従来の解決策に関する上記の問題に対処しながらタイヤキャビティノイズを低減するために提供される。本明細書に記載されるアプローチは、多孔質の吸音フォームの層がタイヤのトレッド部の内面上に取り付けられる典型的な解決策と比較して、タイヤキャビティ共振におけるより高いエネルギーの消散及びより少ない追加重量効果の点で、より良好な音響性能を提供する。図１Ａは、一実施形態による、個別の吸音体２０ａのアレイを有する空気式タイヤ１０の概略断面図である。図１Ｂは、図１Ａのタイヤ１０の斜視側面図である。空気式タイヤ１０は、実質的に環状の形状を形成し、トレッド部１２と、一対のサイドウォール部１４と、軸方向に間隔を置いた一対のビード部１６と、を含む。サイドウォール部１４は、トレッド部１２の端部から半径方向内側に延びており、ビード部１６は、サイドウォール部１４の内側端部に配置されている。トレッド部１２は、外面１２１と、外面１２１とは反対側の内面１２２とを有する。空気式タイヤ１０が、更に以下で説明する図３のホイールリム３０などのホイールリムに装着されると、開放されたタイヤ空洞が閉じられ、環状の閉じたタイヤキャビティが形成される。いくつかの実施形態では、タイヤ１０のキャビティに面する内面は、低空気透過性を有するインナーライナーゴムで覆われてもよい。
【0017】
空気式タイヤ１０は、例えば、乗用車用チューブレスラジアルタイヤであってもよい。空気式タイヤ１０は、車室内の静粛性が強く望まれる乗用車に使用される形態で作られていてもよく、又はトラック、オートバイ、航空機、自転車、トレーラなどの各種用途のためのタイヤであってもよい。また、空気式タイヤ１０は、バイアスタイヤであってもよい。
【0018】
図１Ａに示す実施形態では、個別の吸音体２０ａのアレイが、トレッド部１２の内面１２２に取り付けられている。吸音体２０ａは、空気式タイヤ１０の周方向に沿って分布されている。音波が１つの吸音体を通って次の吸音体に伝搬するときに、音響エネルギーは消散する。各吸音体２０ａは、例えば接着剤又は接着テープを介してトレッド部１２の内面１２２に取り付けられている。接着剤又は接着テープは、例えば摂氏８０度以上の高温に耐えることができる。例示的な接着テープとしては、例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名９９８８ ＥＧで市販されているものが挙げられる。多くの用途において、吸音体２０ａと空気式タイヤの内面１２２との間の結合は、最低回転速度が８０ｋｍ／ｈであり、持続時間が３４時間である耐久性試験を規定するＧＢ／Ｔ ４５０２－２０１６（ＩＳＯ １０１９１）の基準下で、８００，０００サイクル以上の繰り返し荷重に耐えることができる。
【0019】
吸音体２０ａは、空気式タイヤ１０の周方向に沿って個別に分布されている。吸音体２０ａは、隣接する吸音体の吸音材が間隙によって分離されるので、個別であるとみなされる。タイヤ１０の周方向に沿った吸音体２０ａの長さ寸法は、例えば、約３ｍｍ～約２．５ｍ、約１０ｍｍ～約１ｍ、又は約１５ｍｍ～約０．５ｍの範囲であってもよい。タイヤ１０の周方向に沿った吸音体２０ａの長さ寸法は、例えば、タイヤ１０の内面１２２の周方向長さの約０．１％～約１００％、約５％～約９９％、約１０％～約９９％、又は約２０％～約９５％の範囲であってもよい。
【0020】
いくつかの実施形態では、隣接する吸音体は、例えば、以下で更に説明する図２Ａ～図２Ｂの接続部２１（又は図６Ａ及び図６Ｂの７０ｃ）などの接続部によって接続されてもよい。いくつかの実施形態では、隣接する吸音体は接続されなくてもよい。例えば、図２Ａ～図２Ｂに示す実施形態では、タイヤ１０の周方向に沿って隣接する吸音体２０ａの間に間隙２２がある。接続部２１又は間隙２２は、例えば、吸音体の長さの約１％～約１００％の範囲の、周方向に沿った長さ寸法を有してもよい。吸音体２０ａは、タイヤ１０の周方向に均等に分布されてもよい。隣接する吸音体は、接続部によって接続することができるが、隣接する吸音体の吸音材は間隙によって分離することができ、吸音体は個別であるとみなすことができることを理解されたい。
【0021】
吸音体２０ａは、例えば、約５ｍｍ～約２５０ｍｍの範囲の、タイヤ１０の周方向に対して実質的に垂直な方向に沿った幅を有してもよい。吸音体の幅は、例えば、トレッド部１２のトレッド幅の約１％～約１５０％の範囲であってもよい。空気式タイヤ１０のトレッド部１２のトレッド幅は、特に限定されないが、６０ｍｍ～３１５ｍｍの幅であってもよい。用語「トレッド幅」は、空気式タイヤ１０の中心軸を含む断面視において、空気式タイヤ１０が路面に接地する部分の幅を意味する。トレッド幅は、実際に測定されたトレッド部１２の幅に限定されるものではなく、規格指定で与えられる幅寸法であってもよい。
【0022】
図２Ａは、一実施形態による吸音体アセンブリ２１０を示す。吸音体アセンブリ２１０は、図１Ａのトレッド部１２の内面１２２に取り付けられる吸音体２０ａのアレイを含む。隣接する吸音体２０ａは、それぞれの接続部２１によって接続され、連続したテープ、バンド、又はストリップを形成する。隣接する吸音体２０ａは接続部２１によって接続されているが、接続部２１は吸音材を実質的に含まず、隣接する吸音体の吸音材が個別であってもよいことを理解されたい。吸音体アセンブリ２１０がタイヤトレッド部の内面に装着されると、吸音体アセンブリ２１０のヘッドとテールとの間に間隙２２が形成される。場合によっては、吸音体アセンブリ２１０がタイヤトレッド部の内面に装着されると、接続部２１は、吸音体アセンブリ２１０のヘッドとテールを接続して、閉ループを形成することができる。
【0023】
図２Ｂは、図１Ａのトレッド部１２の内面１２２に取り付けることができる複数の個別の吸音体アセンブリとして配置された吸音体２０ａのアレイを示す。隣接する吸音体２０ａは、それぞれの接続部２１によって接続されて、吸音体アセンブリ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ又は２１０ｄを形成し、これらは、タイヤトレッド部の内面に装着されたときに間隙２２によって分離される。このレイアウトは、個別の吸音体のアレイ全体を交換することなく、損傷した吸音体を新しいものと交換するのに有益であることを理解されたい。吸音体アセンブリは、任意の数の隣接する吸音体を接続することによって形成することができることを理解されたい。吸音体のアレイは、任意の数の吸音体アセンブリを含むことができることも理解されたい。
【0024】
図３は、一実施形態による、個別の吸音体２０ｂのアレイを含むホイールリム３０の斜視側面図である。ホイールリム３０は、図１Ａのビード部１６などのタイヤビード部が着座する一対のビードシート３２を含む。ホイールリム３０は、リム表面３４を有する。空気式タイヤがホイールリム３０に装着されると、開放されたタイヤ空洞が閉じられ、環状の閉じたタイヤキャビティが形成されて、ホイールリム３０のリム表面３４が環状の閉じたタイヤキャビティに面する。
【0025】
図３に示す実施形態では、個別の吸音体２０ｂのアレイが、リム表面３４に取り付けられている。吸音体２０ｂは、ホイールリム３０の周方向に沿って分布されている。各吸音体は、例えば接着剤又は接着テープを介してリム表面３４に取り付けられている。接着剤又は接着テープは、例えば摂氏８０度以上の高温に耐えることができる。例示的な接着テープとしては、例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名９９８８ ＥＧで市販されているものが挙げられる。多くの用途において、吸音体２０ａとホイールリム３０のリム表面３４との間の結合は、最低回転速度が８０ｋｍ／ｈであり、持続時間が３４時間である耐久性試験を規定するＧＢ／Ｔ ４５０２－２０１６（ＩＳＯ １０１９１）の基準下で、８００，０００サイクル以上の繰り返し荷重に耐えることができる。
【0026】
吸音体２０ｂは、ホイールリム３０の周方向に沿って個別に分布されている。吸音体２０ｂは、隣接する吸音体の吸音材が間隙によって分離されているので、個別であるとみなされる。音波が１つの吸音体から別の吸音体へ通過するときに、音波のエネルギーは消散する。ホイールリム３０の周方向に沿った吸音体２０ｂの長さ寸法は、例えば、約３ｍｍ～約２．５ｍ、約１０ｍｍ～約１ｍ、又は約１５ｍｍ～約０．５ｍの範囲であってもよい。ホイールリム３０の円周方向に沿った吸音体２０ｂの長さ寸法は、例えば、リム表面３４の周方向長さの約０．１５％～約１００％、約５％～約９９％、約１０％～約９９％、又は約２０％～約９５％の範囲であってもよい。
【0027】
隣接する吸音体２０ｂは、接続部２１によって接続されてもよく、又は間隙２２によって分離されてもよい。接続部２１又は間隙２２は、例えば、吸音体の長さの約１％～約１００％の範囲の、周方向に沿った長さ寸法を有してもよい。いくつかの実施形態では、隣接する吸音体は、例えば、以下で更に説明する図４の接続部７０ｃなどの接続部によって接続されてもよい。吸音体２０ｂは、ホイールリム３０の周方向に均等に分布されてもよい。隣接する吸音体は、接続部によって接続することができるが、隣接する吸音体の吸音材は間隙によって分離することができ、吸音体は個別であるとみなすことができることを理解されたい。
【0028】
吸音体２０ｂは、例えば、約５ｍｍ～約２００ｍｍの範囲の、ホイールリム３０の周方向に対して実質的に垂直な方向に沿った幅を有してもよい。吸音体の幅は、例えば、ホイールリム３０のリム幅の約１．５％～約１００％の範囲であってもよい。ホイールリム３０の幅は、特に限定されないが、１２７ｍｍ～３１７．５ｍｍの幅であってもよい。用語「リム幅」は、一対のビードシート３２間の軸方向距離を意味する。
【0029】
図４Ａは、一実施形態による吸音体アセンブリ４１０を示す。吸音体アセンブリ４１０は、図３のリム３０のリム表面３４に取り付けられる吸音体２０ｂのアレイを含む。隣接する吸音体２０ｂは、それぞれの接続部２１によって接続され、連続したテープを形成する。吸音体アセンブリ４１０がリム表面３４に装着されると、吸音体アセンブリ４１０のヘッドとテールとの間に間隙２２が形成される。場合によっては、吸音体アセンブリ４１０がリム３０のリム表面３４に装着されると、接続部２１は、吸音体アセンブリ４１０のヘッドとテールとを接続して、閉じたバンドを形成することができる。この閉ループ構成は、ホイールが回転しているときの遠心力に抵抗するのに有益であることを理解されたい。場合によっては、閉じたバンド構成における接続部２１は、熱収縮性フィルムで作られてもよい。熱収縮性フィルムが、例えば、オーブン内で、又はヒートガンを用いて加熱されると、閉じたバンド構成は、その周方向長さを収縮させることができ、その結果、個別の吸音体２０ｂをリム３０にしっかりと接合することができる。
【0030】
図４Ｂは、図３のリム３０のリム表面３４に取り付けることができる複数の個別の吸音体アセンブリとして配置された、吸音体２０ｂのアレイを示す。隣接する吸音体２０ｂは、それぞれの接続部２１によって接続されて、吸音体アセンブリ４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、又は４１０ｄを形成し、これらは、リムに装着されたときに間隙２２によって分離される。このレイアウトは、個別の吸音体のアレイ全体を交換することなく、損傷した吸音体を新しいものと交換するのに有益であることを理解されたい。吸音体アセンブリは、任意の数の隣接する吸音体を接続することによって形成することができることを理解されたい。吸音体のアレイは、任意の数の吸音体アセンブリを含むことができることも理解されたい。
【0031】
図５は、一実施形態による、吸音体アセンブリ５１０の概略断面図である。吸音体アセンブリ５１０は、複数の吸音体２０ａ（例えば、図１Ａを参照）、又は吸音体２０ｂ（例えば、図３を参照）を含む。各吸音体２０ａ又は２０ｂは、シート状スクリーン材５２とシート状基材５４とを含み、それぞれの周縁部で接続されて閉空間を形成している。基材５４とスクリーン材５２とによって形成される閉空間には、吸音材５６が配置される。接着要素５８は、吸音体アセンブリ５１０を表面上に取り付けるために提供される。隣接する吸音体２０ａ又は２０ｂは接続部２１によって接続することができ、接続部は、シート状スクリーン材５２、シート状基材５４、又は隣接する吸音体２０ａ若しくは２０ｂの間の間隙領域に延びる接着要素５８のうちの少なくとも１つを含むことができる。接続部２１は、隣接する吸音体２０ａ又は２０ｂを接続するために他の適切な材料を含むことができることを理解されたい。接続部２１は、吸音材５６を実質的に含まず、隣接する吸音材５６は個別であってもよい。
【0032】
吸音体アセンブリ５１０が使用されているとき、吸音体がリム表面（例えば、図３のリム３０のリム表面３４）又はタイヤトレッド部（例えば、図１Ａのトレッド部１２の内面１２２）に取り付けられている場合、スクリーン材５２は空気キャビティに面している。スクリーン材５２は、例えば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルムなどの１つ以上のシート状材料を含むことができる。機械的な観点から、スクリーン材は、タイヤが変形するとき又はリムが回転するときに吸音体が大きな変形を受ける際に、吸音体を保護することができることを理解されたい。音響的な観点から、スクリーン材は、吸音材５６の低周波吸収を変化させ得ることを理解されたい。スクリーン材の音響性能は、その音響インピーダンスＺによって決定され、それは、その面密度及び流動抵抗の複素関数である。この関係を記述する解析公式は、
であり、式中、ρａｒｅａはスクリーン材の面密度であり、Ｒｆはその流動抵抗である。用語「面密度」は、単位面積当たりの質量として定義される。用語「流動抵抗」は、試験規格ＡＳＴＭ Ｃ５２２又はＩＳＯ ９０５３に従って測定することができる、１つの材料の空気透過性を示す。好適なスクリーン材の場合、その面密度は、例えば、約０．５ｇ／ｍ２～１００００ｇ／ｍ２、又は約１ｇ／ｍ２～１０００ｇ／ｍ２であり得る。その流動抵抗は、例えば、０．０１ｍｋｓ ｒａｙｌ以上、１ｍｋｓ ｒａｙｌ以上、又は１０００ｍｋｓ ｒａｙｌ以上であり得る。
【数1】
【0033】
いくつかの実施形態では、空気不透過性スクリーン材（例えば、ＴＰＵフィルム）を使用することができる。用語「空気不透過性」は、上記の式における無限の大きな流動抵抗Ｒｆを指し、不透過性スクリーン材が純粋なリアクタンスインピーダンスを導入することを示す。空気不透過性スクリーン材の純粋なリアクタンスインピーダンスは、吸音体の低周波吸収を増大させるのに有益であることを理解されたい。
【0034】
いくつかの実施形態では、多孔質スクリーン材（例えば、音響メッシュ布地）が使用されてもよい。多孔質材料は、空気不透過性材料と比較して、比較的小さい値の流動抵抗Ｒｆを有する。多孔質スクリーン材は、ほぼ純粋な抵抗インピーダンス、すなわち、Ｚ≒Ｒｆを導入することができる。従って、多孔質スクリーン材の存在は、吸音体の低周波吸収を増大させないことがある一方で、吸音体の表面インピーダンスをＲｆだけ増加させることがある。用語「表面インピーダンス」は、吸音体の表面で測定される音響インピーダンスとして定義される。
【0035】
基材５４は、例えばポリウレタン（ＰＵ）フィルムなどの１つ以上の可撓性材料を含むことができる。基材は、湾曲面（例えば、リム表面又はタイヤトレッド部の内面）に取り付けられたときに所望の変形能力を有する任意の好適な可撓性材料を含んでもよいことを理解されたい。基材５４は、それが取り付けられた表面から歪み又は伸張を受けるときに、吸音体の機械的完全性に影響を及ぼすことなく基材５４が対応して変形することができるように、伸張可能又は適合可能である。いくつかの実施形態では、基材の破損までの最大伸度は、例えば、１０５％以上、１１０％以上、又は１１５％以上であり得る。吸音体がホイールタイヤの内面に配置されると、基材がトレッド部から伝達される周期的な歪みを受けることがあり、ホイールタイヤのトレッド部の接地と接地解除とが繰り返されることによって熱を発生させることがある。基材は、それ自体が耐水性及び耐油性であることができ、又は基材上に耐水性及び耐油性コーティングを有することができる。
【0036】
基材５４とスクリーン材５２とによって形成される閉空間には、吸音材５６が配置される。いくつかの実施形態では、吸音材は不織繊維から作られる。吸音材は、音波が吸音材の多孔質微細構造を通過するときに音減衰を有する任意の適切な可撓性材料を含んでもよいことを理解されたい。吸音材料の流れ抵抗は、その音減衰性能を決定するための１つの重要な材料パラメータである。いくつかの実施形態では、吸音材料の流れ抵抗は、例えば、約１０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約５００００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ、約２０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約２００００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ、約３０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約１００００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ、又は約４０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約６０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの範囲であってもよい。用語「流れ抵抗」は、厚さに対する流れ抵抗の比として定義される。吸音材が耐えることができる最大温度は、例えば、摂氏約８０度～摂氏約１８０度の範囲であり得る。
【0037】
いくつかの実施形態では、吸音材５６及び不透過性スクリーン材５２は、２つの材料間の緩い接続に起因して空隙が存在するように、互いに密着も接合もされなくてよい。それらの間の空隙は、吸音体の低周波吸収を更に増大させることができる。
【0038】
吸音材５６の厚さは、例えば、約０．５ｍｍ～約２００ｍｍ、約１ｍｍ～約１００ｍｍ、又は約５ｍｍ～約５０ｍｍの範囲であってもよい。基材の長手方向に沿った吸音材５６の長さ寸法は、例えば、約３ｍｍ～約２ｍの範囲であってもよい。基材の長手方向に対して垂直な吸音材の幅寸法は、例えば、約５ｍｍ～約２５０ｍｍの範囲であってもよい。
【0039】
いくつかの実施形態では、吸音体の内側と外側との間で空気圧を均衡させるために、通気孔をスクリーン材（例えば、図５のスクリーン材５２）上に設けることができる。図６Ａ及び図６Ｂに示す実施形態では、吸音体アセンブリ７１０及び７２０はそれぞれ、接続部７０ｃ又は７０ｃ’を介して並んで接続された２つの吸音体、又は吸音パッチ７０ａ及び７０ｂを含む。吸音パッチ７０ａ及び７０ｂのそれぞれは、図５に示す吸音体２０ａ又は２０ｂと同様の構成を有していてもよい。図６Ａに示すように、接続部７０ｃは、２つの隣接する吸音パッチを接続しており、吸音体５１０のシート状スクリーン材５２とシート状基材５４とを含んでいてもよい。図６Ｂに示すような別の実施形態では、接続部７０ｃ’の少なくとも一部は、シート状基材５４を含むが、スクリーン材５２を含まなくてもよい。機械的な観点から、接続部７０ｃ又は７０ｃ’により、吸音体アセンブリ７１０又は７２０は、容易に曲げることができ、様々なリム表面３４及びトレッド部１２の様々な内面１２２に容易に収容することができる。音響的観点から、接続部７０ｃ又は７０ｃ’は、音波が一方の吸音体から他方の吸音体に伝搬するときに、２つの隣接する吸音体の間に音響インピーダンス変化を導入して、より多くのエネルギー消散を提供することができる。また、接続部７０ｃは修理性についても有利である。吸音体アセンブリの１つの吸音体が損傷して新しいものと交換する必要があるとき、交換される吸音体を接続部で切断することは容易である。通気孔７０ｄ／７０ｅは、吸音体の内側と外側との間で空気圧を均衡させるために、スクリーン材５２に配置される。通気孔７０ｄ／７０ｅは、同様の機能を達成するために、多孔質材料で作ることができることを理解されたい。
【0040】
再び図５を参照すると、接着要素５８は、吸音体アセンブリ５１０を表面上に取り付けるために提供される。図７Ａ及び図７Ｂは、接着層（複数可）又はテープ（複数可）の様々な構成及び配置を示す。図７Ａでは、接着剤又は接着要素５８ａの連続層が、隣接する吸音体２０ａ／２０ｂの下のベースシート状材料に取り付けられている。接着剤又は接着要素５８ａは、接続部２１にわたって連続的に延びる。接着剤又は接着テープの連続的なレイアウトは、製造を容易にするために有益である。図７Ｂでは、不連続接着剤又は接着テープ５８ｂが、それぞれの吸音体２０ａ／２０ｂの下の基材に取り付けられている。接着層又は接着テープ５８ｂは、接続部２１において接続されていない。接着剤又は接着テープの不連続なレイアウトは、１つの吸音体を交換する必要がある場合の補修性に有益であることを理解されたい。
【0041】
別段の指示がない限り、本明細書及び実施形態で使用される量又は原料、特性の測定値などを表す全ての数は、全ての場合において、用語「約」によって修飾されていると理解されるものとする。したがって、反対の指示がない限り、前述の明細書及び添付の実施形態のリストに記載される数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変化し得る。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは特許請求される記載の実施形態の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。
【0042】
本開示の例示的な実施形態は、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な修正及び変更が行われ得る。したがって、本開示の実施形態は、以下に記載の例示的な実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている限定及びこれらの任意の均等物により支配されるものであることは理解されたい。
【0043】
例示的な実施形態のリスト
例示的な実施形態を以下に列挙する。実施形態１～１４、１５～１７、１８～２３、２４～２９、３０、３１、及び３２～３４のいずれか１つを、組み合わせることができることを理解されたい。
例示的な実施形態を以下に列挙する。実施形態１～１４、１５～１７、１８～２３、２４～２９、３０、３１、及び３２～３４のいずれか１つを、組み合わせることができることを理解されたい。
【0044】
実施形態１は、吸音体であって、
可撓性シート状基材と、
シート状スクリーン材と、
シート状基材とシート状スクリーン材とによって形成される閉空間内に配置される吸音材であって、吸音体の長手方向に沿って延びる、吸音材と、
を備える、吸音体である。
可撓性シート状基材と、
シート状スクリーン材と、
シート状基材とシート状スクリーン材とによって形成される閉空間内に配置される吸音材であって、吸音体の長手方向に沿って延びる、吸音材と、
を備える、吸音体である。
【0045】
実施形態２は、可撓性シート状基材が、約１０５％以上、約１１０％以上、又は任意選択的に、約１１５％以上の長手方向に沿った伸縮性を有する、実施形態１に記載の吸音体である。
【0046】
実施形態３は、可撓性シート状基材が、耐水性及び耐油性材料を含む、実施形態１又は２に記載の吸音体である。
【0047】
実施形態４は、可撓性シート状基材が、ゴムフィルム、ポリウレタン（ＰＵ）フィルム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、キャストポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、キャストポリエチレンテレフタレート（ＣＰＥＴ）フィルム、又はＴＰＵ／ＰＵコーティング布地のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１～３のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0048】
実施形態５は、シート状スクリーン材が、０．０１ｍｋｓ ｒａｙｌ以上、１ｍｋｓ ｒａｙｌ以上、又は１０００ｍｋｓ ｒａｙｌ以上の流れ抵抗を有する、実施形態１～４のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0049】
実施形態６は、シート状スクリーン材が、約０．５ｇ／ｍ２～１００００ｇ／ｍ２、又は約１ｇ／ｍ２～１０００ｇ／ｍ２の面密度を有する、実施形態１～５のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0050】
実施形態７は、シート状スクリーン材が、メッシュ布地、不織布、織布、ゴムフィルム、ポリウレタン（ＰＵ）フィルム、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、キャストポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、キャストポリエチレンテレフタレート（ＣＰＥＴ）フィルム、又はＴＰＵ／ＰＵコーティング布地のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１～６のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0051】
実施形態８は、１つ以上の通気孔が、シート状スクリーン材上に形成されている、実施形態１～７のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0052】
実施形態９は、吸音材が、ポリウレタン（ＰＵ）フォーム、ガラス繊維材料、鉱物繊維材料、ポリエステル繊維材料、ポリプロピレン繊維材料、吸音粒子が埋め込まれた不織繊維材料、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、実施形態１～８のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0053】
実施形態１０は、吸音材が、約１０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約５００００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ、任意選択的に、約４０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍ～約６０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの範囲の流れ抵抗を有する、実施形態１～９のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0054】
実施形態１１は、吸音材が、約０．５ｍｍ～約２００ｍｍ、任意選択的に、５ｍｍ～約５０ｍｍの範囲の厚さを有する、実施形態１～１０のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0055】
実施形態１２は、吸音材が、約３ｍｍ～約２．５ｍの範囲の長手方向に沿った長さを有する、実施形態１～１１のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0056】
実施形態１３は、吸音材が、約５ｍｍ～約２００ｍｍの範囲の幅を有する、実施形態１～１２のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0057】
実施形態１４は、可撓性シート状基材上に配置された接着層を更に備える、実施形態１～１３のいずれか１つに記載の吸音体である。
【0058】
実施形態１５は、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の複数の吸音体を備える吸音体アセンブリであって、隣接する吸音体の吸音材が、間隙によって分離されている、吸音体アセンブリである。
【0059】
実施形態１６は、複数の吸音体が、接続部によって接続されている、実施形態１５に記載の吸音体アセンブリである。
【0060】
実施形態１７は、接続部が、吸音材を実質的に含まない、実施形態１６に記載の吸音体アセンブリである。
【0061】
実施形態１８は、空気式タイヤであって、
その周方向に延びる環状トレッド部と、
個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の吸音体、又は実施形態１５～１７のいずれか１つに記載の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、
を備え、
個別の吸音体がそれぞれ、環状トレッド部の内面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイが、トレッド部の周方向に沿って分布されている、空気式タイヤである。
その周方向に延びる環状トレッド部と、
個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の吸音体、又は実施形態１５～１７のいずれか１つに記載の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、
を備え、
個別の吸音体がそれぞれ、環状トレッド部の内面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイが、トレッド部の周方向に沿って分布されている、空気式タイヤである。
【0062】
実施形態１９は、少なくとも１つの吸音体の可撓性シート状基材が、トレッド部の周方向に沿って伸長している、実施形態１８に記載の空気式タイヤである。
【0063】
実施形態２０は、個別の吸音体がそれぞれ、接着層を介して環状トレッド部の内面に取り付けられている、実施形態１８又は１９に記載の空気式タイヤである。
【0064】
実施形態２１は、個別の吸音体のアレイが、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、又は任意選択的に、少なくとも６つの吸音体を含む、実施形態１８～２０のいずれか１つに記載の空気式タイヤである。
【0065】
実施形態２２は、個別の吸音体のアレイが、トレッド部の内面の周方向長さの１％～１００％の範囲の、トレッド部の周方向に沿った全長を有する、実施形態１８～２１のいずれか１つに記載の空気式タイヤである。
【0066】
実施形態２３は、隣接する吸音体の吸音材が、間隙によって分離されており、間隙は、トレッド部の内面の周方向長さの１％～９９％の範囲の、トレッド部の周方向に沿った長さを有する、実施形態１８～２２のいずれか１つに記載の空気式タイヤである。
【0067】
実施形態２４は、ホイールリムであって、
その周方向に延びる環状のリム表面と、
個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の吸音体、又は実施形態１５～１７のいずれか１つに記載の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、
を備え、
個別の吸音体がそれぞれ、環状リム表面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイが、環状リム表面の周方向に沿って分布されている、ホイールリムである。
その周方向に延びる環状のリム表面と、
個別の吸音体のアレイであって、吸音体のうちの少なくとも１つが、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の吸音体、又は実施形態１５～１７のいずれか１つに記載の吸音体アセンブリである、個別の吸音体のアレイと、
を備え、
個別の吸音体がそれぞれ、環状リム表面に取り付けられており、個別の吸音体のアレイが、環状リム表面の周方向に沿って分布されている、ホイールリムである。
【0068】
実施形態２５は、少なくとも１つの吸音体の可撓性シート状基材が、環状リム表面の周方向に沿って伸長している、実施形態２４に記載のホイールリムである。
【0069】
実施形態２６は、個別の吸音体がそれぞれ、接着層を介して環状リム表面の内面に取り付けられている、実施形態２４又は２５に記載のホイールリムである。
【0070】
実施形態２７は、個別の吸音体のアレイが、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、又は任意選択的に、少なくとも６つの吸音体を含む、実施形態２４～２６のいずれか１つに記載のホイールリムである。
【0071】
実施形態２８は、個別の吸音体のアレイが、環状リム表面の周方向長さの１％～１００％の範囲の、環状リム表面の周方向に沿った全長を有する、実施形態２４～２７のいずれか１つに記載のホイールリムである。
【0072】
実施形態２９は、隣接する吸音体の吸音材が、間隙によって分離されており、間隙は、環状リム表面の周方向長さの１％～９９％の範囲の、環状リム表面の周方向に沿った長さを有する、実施形態２４～２８のいずれか１つに記載のホイールリムである。
【0073】
実施形態３０は、実施形態１８～２３のいずれか１つに記載の空気式タイヤを備える、ホイールである。
【0074】
実施形態３１は、実施形態２４～２９のいずれか１つに記載のホイールリムを備える、ホイールである。
【0075】
実施形態３２は、タイヤキャビティノイズを低減する方法であって、
（ｉ）空気式タイヤの環状トレッド部の内面、及び（ｉｉ）ホイールリムの環状リム表面、のうちの少なくとも１つに個別の吸音体のアレイを取り付けることを含み、
空気式タイヤが、密閉されたタイヤキャビティを形成するようにホイールリムに装着され、
吸音体のうちの少なくとも１つが、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の吸音体、又は実施形態１５～１７のいずれか１つに記載の吸音体アセンブリである、
方法である。
（ｉ）空気式タイヤの環状トレッド部の内面、及び（ｉｉ）ホイールリムの環状リム表面、のうちの少なくとも１つに個別の吸音体のアレイを取り付けることを含み、
空気式タイヤが、密閉されたタイヤキャビティを形成するようにホイールリムに装着され、
吸音体のうちの少なくとも１つが、実施形態１～１４のいずれか１つに記載の吸音体、又は実施形態１５～１７のいずれか１つに記載の吸音体アセンブリである、
方法である。
【0076】
実施形態３３は、空気式タイヤ、及びホイールリムのうちの少なくとも１つを自動車に取り付けることを更に含む、実施形態３２に記載の方法である。
【0077】
実施形態３４は、自動車が、乗用車、バス、トラック、又はトレーラのうちの少なくとも１つを含む、実施形態３３に記載の方法である。
【0078】
本開示の作用を、以下の詳細な実施例に関して、更に記載する。これらの実施例は、様々な具体的な好ましい実施形態及び技法を更に示すために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。
【実施例】
【0079】
これらの実施例は、単に例証を目的としたものであり、添付の特許請求の範囲を過度に限定することを意図するものではない。本開示の幅広い範囲を示す数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体的な実施例において示される数値は、可能な限り正確に報告している。しかしながら、いずれの数値にも、それぞれの試験測定値において見出される標準偏差から必然的に生じる、特定の誤差が本質的に含まれる。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。
【0080】
試験方法
異なる音響処理の性能を評価するために、「タイヤキャビティ共振管」と呼ばれる音響試験方法が開発されている。この試験では、２０ｃｍ×２０ｃｍの内側断面を有するまっすぐなチューブを使用して、ハーフタイヤキャビティをシミュレートする。従って、まっすぐなチューブの長さは、環状タイヤキャビティの平均長さの半分に等しい。まっすぐなチューブの長さは、タイヤキャビティの共振周波数に直接関連し、これは、
によって与えられ、式中、ｆ１は第１のキャビティモードの共振周波数であり、Ｌはチューブの長さである。試験では、まっすぐなチューブの長さは１ｍに設定され、これは、２ｍの環状タイヤキャビティの平均長さを有するタイヤを示す。対応するタイヤキャビティ共振周波数は１７１．５Ｈｚであり、これは多くの大型タイヤに共通の共振周波数である。
異なる音響処理の性能を評価するために、「タイヤキャビティ共振管」と呼ばれる音響試験方法が開発されている。この試験では、２０ｃｍ×２０ｃｍの内側断面を有するまっすぐなチューブを使用して、ハーフタイヤキャビティをシミュレートする。従って、まっすぐなチューブの長さは、環状タイヤキャビティの平均長さの半分に等しい。まっすぐなチューブの長さは、タイヤキャビティの共振周波数に直接関連し、これは、
【数2】
【0081】
図８は、音響試験設置の概略正面図である。まっすぐなチューブの一端は閉じられており、他端はピストンパネルによって閉じられている。ピストンパネル８６の位置は、異なるタイヤサイズに従って調整することができる。ピストンパネルには、加速度計８２及びマイクロフォン８６がピストンパネルの中心に装着されている。試験中、力ハンマー８６を使用してピストンパネルの中心にパルス力を加える。ピストンの中心における加速度応答及び音圧応答は、加速度計８２及びマイクロフォン８６によってそれぞれ測定される。音圧応答と加速度応答との間の周波数応答関数の振幅が最終的に決定され、第１のキャビティモードでの損失係数を計算するために使用される。損失係数は、減衰測定規格ＩＳＯ １６９４０による「ハーフパワー」法に基づいて計算される。損失係数が高いほど、対応する音響処理、すなわち、チューブ内に配置された吸音体２０ａ／２０ｂによって導入されるエネルギー消散が大きくなる。
【0082】
実施例及び比較例
本開示の個別の吸音体の音響性能を、市場の典型的なＰＵフォームの解決策と比較するために、以下の実施例及び比較例を試験する。ベンチマークは、チューブに音響処理が施されていない場合である。比較例１は、まっすぐなチューブの底面に結合するＰＵフォームの連続層を使用する。ＰＵフォームの長手方向の長さ、幅及び高さは、それぞれ１ｍ、１５０ｍｍ、及び２５ｍｍである。ＰＵフォームは、５０ｋｇ／ｍ３のかさ密度を有し、８０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの流れ抵抗を有する。比較例２は、比較例１と同じＰＵフォーム材料を使用する。比較例２では、９つのＰＵフォーム部材がチューブ長さ方向に均等に分布され、まっすぐなチューブの底面に接合される。各ＰＵフォーム部材の長手方向の長さ、幅、及び高さは、７０ｍｍ、１５０ｍｍ、及び２５ｍｍである。２つの隣接するＰＵフォーム部材間の間隙は、１０ｍｍである。比較例３は、比較例１と同じＰＵフォーム材料を使用する。比較例３では、連続ＰＵフォーム層の厚さを４０ｍｍに増加させる。
本開示の個別の吸音体の音響性能を、市場の典型的なＰＵフォームの解決策と比較するために、以下の実施例及び比較例を試験する。ベンチマークは、チューブに音響処理が施されていない場合である。比較例１は、まっすぐなチューブの底面に結合するＰＵフォームの連続層を使用する。ＰＵフォームの長手方向の長さ、幅及び高さは、それぞれ１ｍ、１５０ｍｍ、及び２５ｍｍである。ＰＵフォームは、５０ｋｇ／ｍ３のかさ密度を有し、８０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの流れ抵抗を有する。比較例２は、比較例１と同じＰＵフォーム材料を使用する。比較例２では、９つのＰＵフォーム部材がチューブ長さ方向に均等に分布され、まっすぐなチューブの底面に接合される。各ＰＵフォーム部材の長手方向の長さ、幅、及び高さは、７０ｍｍ、１５０ｍｍ、及び２５ｍｍである。２つの隣接するＰＵフォーム部材間の間隙は、１０ｍｍである。比較例３は、比較例１と同じＰＵフォーム材料を使用する。比較例３では、連続ＰＵフォーム層の厚さを４０ｍｍに増加させる。
【0083】
実施例１は、本開示の個別の吸音体（複数可）を使用する。９つの個別の吸音体のアセンブリが、チューブの底面に接合される。各吸音体は同じ構造を有する。スクリーン材は、０．１ｍｍのＴＰＵフィルムから作られる。それは、６０ｇ／ｍ２の面密度を有し、空気不透過性である。空気不透過性スクリーン材は、吸音材の低周波吸収を増大させることができることを理解されたい。吸音材は、ポリエステル繊維材料から作られる。それは、６０００ｒａｙｌ／ｍの流れ抵抗、及び４００ｇ／ｍ２の面密度を有する。吸音材の長手方向の長さ、幅、及び高さは、それぞれ７０ｍｍ、１５０ｍｍ、及び２５ｍｍである。基材は、０．１ｍｍのＰＵフィルムから作られる。基材は、６０ｇ／ｍ２の面密度を有する。スクリーン材と吸音材は、取り付けも接合もされておらず、それらの間に緩い接続が導入され、これにより、低周波吸収が更に増大する。２つの隣接する吸音体間の間隙は、１０ｍｍである。
【0084】
実施例２は、実施例１と同じ個別レイアウト、同じスクリーン材、及び同じ基材を使用する。実施例１とは異なり、各吸音体パッチにおける実施例２の吸音材は、異なる音材料の２つの層から構成される。スクリーン材に面する上層は、１３ｍｍ厚のポリプロピレン繊維層である。それは、１１００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの流れ抵抗、及び９６ｇ／ｍ２の面密度を有する。基材に面する底層は、１２ｍｍ厚のポリエステル繊維層である。それは、５０００ｍｋｓ ｒａｙｌ／ｍの流れ抵抗、及び３００ｇ／ｍ２の面密度を有する。上層は、底層よりも低い流れ抵抗を有し、これは、低周波吸収に有益である。吸音体がタイヤトレッド部に接合されるとき、底層は、ホイールが回転しているときの遠心力に対する剛性抵抗を提供する。上層及び下層は接合されなかった。
【0085】
試験結果
各ケースの第１キャビティモードでの損失係数を測定し、比較のために使用した。試験結果を以下の表１に列挙する。各ケースの総重量を、表の第３列に列挙する。比較例１と実施例１又は実施例２とを比較することによって、本開示の個別の吸音体は、損失係数において７８％の増加を達成することができ、市場の典型的なＰＵフォームの解決策よりも良好な音響性能を示すことが見出された。音響性能に加えて、本開示の個別の吸音体は、６６．５％の総重量低減を達成することができ、これは、タイヤの燃料効率にとって有益である。比較例２と実施例１又は実施例２とを比較することによって、同じレイアウトであっても、本開示の個別の吸音体（複数可）は、個別のＰＵ部材よりもはるかに高い損失係数を示すことが見出された。比較例３と実施例１又は実施例２との比較によって、連続ＰＵフォーム層の厚さを４０ｍｍに増加させても、その損失係数は個別の吸音体よりも依然として低いことが見出された。
各ケースの第１キャビティモードでの損失係数を測定し、比較のために使用した。試験結果を以下の表１に列挙する。各ケースの総重量を、表の第３列に列挙する。比較例１と実施例１又は実施例２とを比較することによって、本開示の個別の吸音体は、損失係数において７８％の増加を達成することができ、市場の典型的なＰＵフォームの解決策よりも良好な音響性能を示すことが見出された。音響性能に加えて、本開示の個別の吸音体は、６６．５％の総重量低減を達成することができ、これは、タイヤの燃料効率にとって有益である。比較例２と実施例１又は実施例２とを比較することによって、同じレイアウトであっても、本開示の個別の吸音体（複数可）は、個別のＰＵ部材よりもはるかに高い損失係数を示すことが見出された。比較例３と実施例１又は実施例２との比較によって、連続ＰＵフォーム層の厚さを４０ｍｍに増加させても、その損失係数は個別の吸音体よりも依然として低いことが見出された。
【0086】
【表1】
【0087】
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「ある実施形態」に対する言及は、「実施形態」という用語の前に、「例示的な」という用語が含まれているか否かにかかわらず、その実施形態に関連して説明される具体的な特徴部、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の例示的な実施形態のうちの少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、様々な箇所における「１つ以上の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」などの表現の出現は、必ずしも本開示の特定の例示的な実施形態のうちの同一の実施形態に言及するものとは限らない。更に、具体的な特徴部、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わされてもよい。
【0088】
本明細書では特定の例示的な実施形態について詳細に説明してきたが、当業者には、上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の変更形態、変形形態、及び均等物を容易に想起できることが理解されよう。したがって、本開示は、ここまで説明してきた例示的な実施形態に過度に限定されるものではないことを理解されたい。特に、本明細書で使用するとき、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に包含されるあらゆる数値を含む（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）ことが意図される。加えて、本明細書で使用される全ての数は、用語「約」によって修飾されるものと想定される。更に、種々の例示的な実施形態が説明されてきた。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図1A】
【図1B】
【図1dash】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【国際調査報告】