JP2006103606A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 吸音用の多孔質材の耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 タイヤ内面に吸音用の多孔質材５を配置した空気入りタイヤにおいて、タイヤ空洞部４内に多孔質材５と共に乾燥剤７を収容する。多孔質材５は連通気泡を持つウレタンフォームである。多孔質材５を積層構造とし、該多孔質材５の層間に乾燥剤７を配置する。或いは、乾燥剤７を粉粒状とし、該粉粒状の乾燥剤７を多孔質材５のセル内に保持しても良い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ内面に吸音用の多孔質材を配置した空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、吸音用の多孔質材の耐久性を向上するように空気入りタイヤに関する。

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。

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、タイヤ内面にウレタンフォームのような多孔質材を配置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、タイヤ内面にウレタンフォームを配置した場合、タイヤ走行時の衝撃を継続的に受けることによりウレタンフォームが損傷してしまうことがある。特に、タイヤが走行中に発する熱とタイヤ空洞部内に封入された空気中の水分に起因してウレタンフォームの機械的特性（引っ張り強さ、引き裂き強さ等）が劣化すると、その耐久性の低下が顕著になる。
特開２００３−４８４０７号公報

本発明の目的は、吸音用の多孔質材の耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を解決するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ内面に吸音用の多孔質材を配置した空気入りタイヤにおいて、タイヤ空洞部内に前記多孔質材と共に乾燥剤を備えたことを特徴とするものである。

本発明では、タイヤ内面に吸音用の多孔質材を配置するにあたって、タイヤ空洞部内に多孔質材と共に乾燥剤を収容することにより、タイヤ空洞部内の湿度を低下させ、多孔質材の機械的特性（引っ張り強さ、引き裂き強さ等）の湿熱劣化を防止する。その結果、吸音用の多孔質材の耐久性を向上することができる。

多孔質材としては、連通気泡を持つ樹脂発泡体、より具体的には、連通気泡を持つウレタンフォームを用いると良い。つまり、これら多孔質材に対して乾燥剤を用いた場合、湿熱劣化を効果的に防止することができる。但し、多孔質材としては、ウレタンフォームのような樹脂発泡体のみならず不織布等を使用しても良い。

タイヤ空洞部内に乾燥剤を収容する構造は、特に限定されるものではないが、実用的な構造として以下の構造を挙げることができる。つまり、多孔質材を積層構造とし、該多孔質材の層間に乾燥剤を配置すると良い。また、乾燥剤を粉粒状とし、該粉粒状の乾燥剤を多孔質材のセル内に保持すると良い。この場合、乾燥剤の平均粒径は多孔質材の平均セル径の１／１０〜１／２であることが好ましい。

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。

図１は本発明の実施形態からなる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。そして、タイヤ内部には空洞部４が形成されている。

トレッド部１におけるタイヤ内面には、吸音用の多孔質材５が装着されている。この多孔質材５はタイヤ周方向に連続的に配置されている。但し、多孔質材５はタイヤ周方向に不連続であっても良い。また、多孔質材５はタイヤ内面に貼り付けられていても良いが、タイヤ内面に対して非接着状態で当接するものであっても良い。例えば、弾性変形可能な環状のバンド部材に多孔質材５を取り付け、そのバンド部材の弾性力に基づいて多孔質材５をタイヤ内面に当接するようにしても良い。

多孔質材５としては、連通気泡を持つウレタンフォームを用いると良い。つまり、隣接する気泡同士が互いに連通し、これら気泡を介して通気を許容する構造を持つウレタンフォームである。ウレタンフォームのセル数は８〜８０個／２５ｍｍであると良い。このセル数は長さ２５ｍｍの直線に沿って存在するセルの数である。上記セル数を有するウレタンフォームは吸音材として好適である。

特に、多孔質材５にはエステル系ウレタンフォームを用いることが好ましい。エステル系ウレタンフォームは、エーテル系ウレタンフォームに比べて、単位密度当たりの引き裂き強度及び引き裂き強度（Ｎ／ｍ³ ）が大きいものである。そして、単位密度当たりの引き裂き強度や引き裂き強度が大きいほど、タイヤ走行時の衝撃に対する耐久性が良好である。しかしながら、エステル系ウレタンフォームは湿熱環境に曝されると劣化が速いという欠点を有している。

そこで、多孔質材５の湿熱劣化を防止するために、空洞部４内に多孔質材５と共に乾燥剤を収容するのである。空洞部４内に乾燥剤を収容した場合、空洞部４内の湿度が低下するので、タイヤ走行中に空洞部４内の温度が上昇しても、多孔質材５の機械的特性（引っ張り強さ、引き裂き強さ等）が湿熱劣化するのを防止することができる。その結果、多孔質材５の耐久性を向上することができる。乾燥剤の配置箇所は、空洞部４内であれば特に限定されるものではないが、乾燥剤を多孔質材５と一体的に取り扱うために多孔質材５の内部に埋設することが好ましい。

図２は本発明における多孔質材を示すものである。図２において、多孔質材５はタイヤ側に配置される外層５ａとホイール側に配置される内層５ｂとの積層構造を有している。このような積層構造においては、多孔質材５の構成材料として２種以上の材料を使用し、タイヤ側の外層５ａには耐久性が相対的に高い材料を選択し、ホイール側の内層５ｂには吸音性が相対的に高い材料を選択すると良い。

上記積層構造を有する多孔質材５において、外層５ａと内層５ｂの少なくとも一方には複数の凹部６が形成され、その凹部６内に乾燥剤７が収容されている。そして、外層５ａと内層５ｂとが互いに接触する部分（凹部６が存在しない部分）において両者が接着されている。そのため、乾燥剤７は多孔質材５の内部に保持された状態で空洞部４内の除湿効果を発揮する。この場合、乾燥剤７の平均粒径は多孔質材５の平均セル径よりも大きく、例えば、多孔質材５の平均セル径の２倍以上であると良い。

図３は本発明における多孔質材の変形例を示すものである。図３において、多孔質材５はタイヤ側に配置される外層５ａとホイール側に配置される内層５ｂとの積層構造を有している。本実施形態では、多孔質材５の外層５ａと内層５ｂには凹部６が形成されておらず、これら外層５ａと内層５ｂとの間に乾燥剤７が間欠的に配置されて挟み込まれている。そして、外層５ａと内層５ｂとが互いに接触する部分において両者が接着されている。そのため、乾燥剤７は多孔質材５の内部に保持された状態で空洞部４内の除湿効果を発揮する。この場合、多孔質材５の接着作業を容易にするために、乾燥剤７は袋に封入されたものを使用すると良い。

図４は本発明における多孔質材の他の変形例を示し、図５はそのＡ部を拡大して示すものである。図４及び図５に示すように、多孔質材５は多数のセル（空孔）８を有している。これらセル８の内部には粉末状又は粒子状の乾燥剤７が入れ込まれている。

多孔質材のセル内に粉末状又は粒子状の乾燥剤を入れる方法は特に限定されるものではないが、例えば、振動を利用することができる。つまり、ウレタンフォームからなる多孔質材の上に粉末状又は粒子状の乾燥剤を載せ、加振器を用いて多孔質材に振動を与えることにより、乾燥剤をセル内に落とし込むことができる。その際、振動数（周波数）は、乾燥剤の平均粒径やセル径により異なるが、５〜８０Ｈｚの範囲、より好ましくは８〜３０Ｈｚの範囲が良い。加振の方向は特に限定されるものではないが、垂直方向と水平方向に同時に加振するにが良い。一方、乾燥剤の平均粒径は多孔質材の平均セル径の１／１０〜１／２であると良い。乾燥剤の平均粒径が小さ過ぎるとセル内に保持された乾燥剤が簡単に抜け落ちてしまい、逆に大き過ぎると乾燥剤をセル内に入れるのが困難になる。

上記方法の他、ウレタンフォームからなる多孔質材を面方向に引っ張った状態で粉末状又は粒子状の乾燥剤を多孔質材の上に均一に散布し、その後、多孔質材を元の状態に戻す方法でも、多孔質材のセル内に粉末状又は粒子状の乾燥剤を入れることが可能である。

乾燥剤（吸湿剤）は、その種類が特に限定されるものではないが、シリカゲルやデシカイト等を使用することができる。乾燥剤のタイヤ１本当たりの使用量は、タイヤ空洞部の体積、リム組み時点での温湿度等によって異なるが、例えば、ＪＩＳ Ｚ０３０１に定められた計算式を利用して求めるようにすれば良い。但し、タイヤ内圧は大気圧よりも高いので、前記計算式から乾燥剤の使用量を計算する場合、タイヤ空洞部内に封入される空気の体積を大気圧での体積に換算する必要がある。

本発明の用途では、ＪＩＳ Ｚ０７０１で規定されるＡ形シリカゲルを用いることが好ましいが、Ａ形シリカゲルとＢ形シリカゲルとを併用しても良い。つまり、Ａ形シリカゲルは湿度が低い状態での吸湿率が高く、Ｂ形シリカゲルは湿度が高い状態での吸湿率が高いので、Ａ形シリカゲルの方が好ましい。

タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６の空気入りタイヤにおいて、トレッド部におけるタイヤ内面に環状のウレタンフォームからなる多孔質材を配置し、気温２５℃にて湿度５０％の空気を充填した。充填した空気の体積は大気圧換算で約５０リットルである。

従来例はタイヤ空洞部に乾燥剤を収容しないものである。実施例１は１．０ｇのシリカゲルをタイヤ周方向に等間隔の４箇所に分けて多孔質材の内部に埋設したものである。実施例２は４．０ｇのシリカゲルをタイヤ周方向に等間隔の４箇所に分けて多孔質材の内部に埋設したものである。なお、各タイヤ内に含まれる水分は約０．７ｇであり、水分を全て吸着するのに必要なシリカゲルの量は約２．８ｇである。

これら従来例及び実施例１〜２のタイヤについて、下記試験方法によりウレタンフォームの耐久性を評価し、その結果を表１に示した。

ウレタンフォームの耐久性：
試験タイヤをドラム試験機に装着し、内圧２００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で走行し、ウレタンフォームに破損が発生するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウレタンフォームの耐久性が優れていることを意味する

この表１から判るように、実施例１〜２のタイヤでは、従来例に比べてウレタンフォームの耐久性が優れていた。特に、十分なシリカゲルの使用量を適正化した実施例２では顕著な作用効果が確認された。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す切り欠き斜視図である。 本発明における多孔質材を示す断面図である。 本発明における多孔質材の変形例を示す断面図である。 本発明における多孔質材の他の変形例を示す側面図である。 図４のＡ部を示す拡大図である。

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 多孔質材
５ａ 外層
５ｂ 内層
６ 凹部
７ 乾燥剤
８ セル

Claims (6)

1. タイヤ内面に吸音用の多孔質材を配置した空気入りタイヤにおいて、タイヤ空洞部内に前記多孔質材と共に乾燥剤を備えた空気入りタイヤ。
2. 前記多孔質材が連通気泡を持つ樹脂発泡体である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記多孔質材が連通気泡を持つウレタンフォームである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記多孔質材を積層構造とし、該多孔質材の層間に乾燥剤を配置した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記乾燥剤を粉粒状とし、該粉粒状の乾燥剤を前記多孔質材のセル内に保持した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記乾燥剤の平均粒径が前記多孔質材の平均セル径の１／１０〜１／２である請求項５に記載の空気入りタイヤ。
   

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