JP2014177240A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのリムへの着脱時に生じ得るタイヤの内周面に固着された短繊維の剥離を抑制し、空洞共鳴音の低減効果を持続的に発揮し得る空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】少なくとも一方のタイヤサイド部４の内周面１０に、短繊維１１が固着された空気入りタイヤであって、短繊維１１が固着されたタイヤサイド部４の内周面１０における、周上の少なくとも一箇所に、短繊維１１が固着されていない非固着領域１２を有することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、タイヤ内周面に短繊維を固着させた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤは、その構造上、タイヤ内部の円管長さに起因する空洞共鳴現象を発生することが知られており、この空洞共鳴音は不快な車室内騒音の一因となっている。そして、このような空洞共鳴音を低減することを目的として、タイヤの内周面に多数の短繊維を接着剤で固着する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

国際公開第２０１２／１６４９６０号パンフレット

ここで、タイヤの使用過程において、リムへの装着およびリムからの取外しを複数回にわたって繰返すことがある。その際、短繊維の固着されたタイヤサイド部の内周面に、タイヤ着脱用の工具、例えばレバー等が干渉することにより、短繊維の一部が剥離し、吸音効果が損なわれる虞があった。さらに剥離した部分を起点として、使用時に剥離が広範囲に拡大することも懸念されている。

それゆえ、本発明は、タイヤのリムへの着脱時に生じ得るタイヤの内周面に固着された短繊維の剥離を抑制し、空洞共鳴音の低減効果を持続的に発揮し得る空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも一方のタイヤサイド部の内周面に短繊維が固着され、短繊維が固着されたタイヤサイド部の内周面における周上の少なくとも一箇所に、短繊維が固着されていない非固着領域を有することを特徴とする。かかる空気入りタイヤによれば、非固着領域を有することにより、タイヤのリムへの着脱時に生じ得る、タイヤの内周面に固着した短繊維の剥離を抑制し、空洞共鳴音の低減効果を持続的に発揮させることができる。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、非固着領域のタイヤ周方向の幅が、３０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であることが好ましく、これによれば、空洞共鳴音の低減効果を確保しながらも、タイヤの内周面に固着された短繊維の剥離をより確実に抑制することができる。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、非固着領域が、タイヤサイド部の内周面における周上の２箇所以上、４箇所以下に形成されることが好ましく、これによれば、空洞共鳴音の低減効果を確保しながらも、タイヤの内周面に固着された短繊維の剥離をより確実に抑制することができる。

本発明によれば、タイヤのリムへの着脱時に生じ得るタイヤの内周面に固着された短繊維の剥離を抑制し、空洞共鳴音の低減効果を持続的に発揮し得る空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を、タイヤの半部について示すタイヤ幅方向断面図である。 実施例で用いたタイヤの軸力の測定を模式的に示す図である。 本発明の実施例および比較例のタイヤをドラム試験機により転動させて測定した、上下方向タイヤ軸力の周波数スペクトルを表した図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示説明する。なお、空気入りタイヤの各部の構成は、下記の説明に限定されるものではない。
図中１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続してタイヤ径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２のタイヤ径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。サイドウォール部２とビード部３とを含む領域をタイヤサイド部４と称することとする。

図示の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも言う。）は、一対のビード部３と、各ビード部３に埋設されたビードコア５間にトロイド状に延在し、各ビードコア５の周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向けて折り返してなる、一枚のカーカスプライからなるカーカス６を具える。ここで、カーカスプライは、タイヤ周方向に直交する方向に延在する、例えば有機繊維等のプライコードによって形成することができる。

トレッド部１のカーカス６のタイヤ径方向外方には、図では三枚のベルト層からなるベルト７およびトレッドゴム８が配置され、このトレッドゴム８の表面には、図では省略されているが、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝等が形成されている。タイヤの内周面側にはインナーライナー９が配置され、このインナーライナー９により、タイヤ内の内圧を保持して、空気等を漏れないようにすることができる。そして、このようなインナーライナー９が配置されたタイヤの内周面１０に対して、例えばウレタン系の接着剤によって多数の短繊維１１が固着されている。この短繊維１１により、タイヤが発生する空洞共鳴音を低減することができる。

図示の空気入りタイヤは、短繊維１１が固着されたタイヤサイド部４の内周面１０における、周上の少なくとも一箇所に、短繊維１１が固着されていない非固着領域１２を有する。非固着領域１２の範囲は特に限定されず、また、タイヤサイド部４の内周面１０の周上に複数形成することも可能である。
この例において、タイヤ内周面１０に形成された非固着領域１２は、一定のタイヤ周方向幅（例えば、５０ｍｍ）で、ビードトゥ１３から、タイヤ径方向外側に向かって延び、トレッド部１の端部付近で終端している。また、この例においては、図示しない他方側のタイヤサイド部にも、周上の同一の位置に、同一形状の非固着領域が形成されており、非固着領域１２を除くタイヤ内周面１０全体に、短繊維１１が固着されている。なお、全周にわたって短繊維１１が固着されていないタイヤ径方向領域は、非固着領域１２とはしないものとし、少なくとも部分的に短繊維１１が固着された領域を有するタイヤ径方向領域のみに、非固着領域１２が形成されるものとする。

ここで、タイヤの使用過程においては、リムに対するタイヤの着脱を複数回にわたって繰返すことがある。その際、タイヤサイド部４の内周面１０の全周にわたって短繊維が固着されている場合には、ビード部３とリムの間から差込んだタイヤ着脱用の工具（例えばレバー等）がタイヤサイド部４の内周面１０に干渉して、固着した短繊維１１の一部が剥離し、吸音効果が失われる虞がある。上述の本実施形態のタイヤにおいては、リムへの着脱の際に、タイヤサイド部外表面の刻印（メーカー名、製品名、タイヤサイズ等）等を目印として、この非固着領域１２に対応したタイヤ周方向位置にタイヤ着脱用の工具を差込むことで、仮に工具がタイヤサイド部４の内周面１０に接触した場合でも非固着領域１２に接触するため、短繊維１１が剥離することがなく、吸音効果が失われることを防止することができる。特に、扁平率が低いタイヤにおいては、タイヤの剛性が高いことと、レバーを差し込むビード部先端からとサイド部内周面までの距離が近いためにレバーの先端がサイド部に接触する頻度が高く、本発明が有効に適用される。

吸音効果の確保と短繊維１１の剥離防止の観点から、非固着領域１２のタイヤ周方向の幅は、３０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であることが好ましく、この幅が３０ｍｍ未満であると、作業のばらつきによりタイヤ着脱用工具が干渉する虞があり、１００ｍｍを超えると、短繊維１１を固着した面積が小さくなり吸音効果を十分に得られない虞がある。なお、「非固着領域のタイヤ周方向の幅が、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下」とは、非固着領域のタイヤ内周面に沿って測ったタイヤ周方向の最小幅が３０ｍｍ以上であり、最大幅が１００ｍｍ以下であることを指す。

また、作業性および吸音効果の確保の観点から、非固着領域１２が、タイヤサイド部の内周面１０における周上の２箇所以上、４箇所以下に形成されることが好ましく、非固着領域１２が２箇所未満であると、短繊維１１の剥離を防止しながらのリムに対するタイヤの着脱作業が困難になる虞があり、また、４箇所を超えると、短繊維１１を固着した面積が小さくなり吸音効果を十分に得られない虞がある。

ここで、タイヤに発生する空洞共鳴音を有効に低減する観点から、タイヤの内周面の全表面積の２５％以上の部分に短繊維を固着した領域を形成することが好ましく、短繊維１１を固着した領域は、１平方センチメートル当り100本以上の平均密度で短繊維１１を固着することが好ましい。

また、短繊維１７は、平均直径Ｄが１μm以上500μm以下、平均長さＬが0.５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の短繊維を用いることが好ましい。また短繊維１７の平均長さＬと平均直径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）を５以上2000以下とすることが好ましい。すなわち、Ｌが0.５ｍｍ未満またはＬ／Ｄが５未満の場合には、空洞共鳴音を低減する効果が小さくなる虞があり、Ｌが１０ｍｍを超える場合またはＬ／Ｄが2000を超える場合には、短繊維同士が絡み合ってダマ（塊）ができ、短繊維が吸音効果を十分に発揮できない虞がある。そしてＤを１μm未満とすると、短繊維の製造工程で糸切れ多発して生産性が低下する。一方Ｄが500μmを超えると、タイヤの重量増加による転がり抵抗の増大が無視できない程度まで達し、タイヤを装着した車両の燃費が悪化する虞がある。

また、短繊維１１を固着した領域は、短繊維群からなり、複数の短繊維群が互いに独立していることが好ましく、この構成により、短繊維１１を固着した領域を連続せずに設けることにより、仮に接着層がはがれることがあったとしても、はがれる範囲を連続した領域のみにとどめることができ、空洞共鳴音の低減効果を維持することができる。

さらに、非固着領域１２のタイヤ径方向の範囲としては、少なくともビードトゥ１３からタイヤ幅方向最大位置までを含むことが好ましく、これによれば、より確実に短繊維１１の剥離を抑制し、吸音効果の低下を防止することができる。

以下に、本発明に従う空気入りタイヤの、製造方法について例示説明する。この製造方法は、上述の空気入りタイヤの製造に好適である。
この製造方法は、タイヤの内周面１０の短繊維１１を固着する領域に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、接着剤を塗布した部分に、多数の短繊維１１を付着させる短繊維付着工程とを含む。接着剤塗布工程では、加硫済みのタイヤの内周面１０のうち、上述の非固着領域１２を含む短繊維１１が固着されていない領域を除く領域に、スプレーや刷毛等により接着剤を塗布する。その後、短繊維付着工程でタイヤの内周面１０の接着剤を塗布した部分に、多数の短繊維を付着させる。短繊維の付着は種々の方法で行うことができ、例えば静電植毛加工を利用することができる。静電植毛加工とは、短繊維を帯電させて、静電気力によって付着対象の表面上に短繊維を垂直に植毛する技術であり、この技術を用いることで、多数の短繊維を容易にタイヤの内周面に立設させることができる。

また、短繊維１１には、有機合成繊維、無機繊維、再生繊維、天然繊維等を用いることができる。有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ケブラー等の芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等からなる繊維を用いることができる。これらの有機合成繊維は一般に安価であり、化学的に安定しており、ウレタン系の接着剤と相性が良いことから、本発明に係るタイヤで使用するのに好適である。また、上記無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等を用いることができる。また、上記再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等からなる繊維を用いることができる。また、上記天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等からなる繊維を用いることができる。

以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で適宜変更することができるものである。例えば、タイヤ赤道面Ｅ付近（タイヤ幅方向中央領域）を除いた、特にサイドウォール部２の内周面のみに短繊維１１を固着することも可能である。このようにすることで、例えばトレッド部１が損傷してタイヤがパンクした場合の修理を容易に行うことができる。

次に本発明に従うタイヤを試作して、空洞共鳴音の低減効果および短繊維の剥離性に関する性能評価を行ったので、以下で説明する。

実施例および比較例１，２のタイヤとして、タイヤのサイズが２５５／３５Ｒ２０の市販品であるタイヤを用いた。また、使用した短繊維は、太さ２０デニール（φ５０μｍ）、長さ４．０ｍｍのナイロン製短繊維である。
実施例タイヤは、上記タイヤに、１平方センチメートル当り１５００〜２５００本の平均密度で、短繊維１１を、非固着領域を除いたタイヤ内周面に固着して作製した。また、実施例タイヤの非固着領域は、両方のタイヤサイド部の内周面にそれぞれ２箇所形成し、各非固着領域の大きさは、内周面に沿ってタイヤ周方向の幅５０ｍｍ、タイヤ径方向の内周面に沿った長さ８０mmとした。
比較例１のタイヤは、内周面に短繊維を固着していないことを除いて、実施例と同一の構造を有するタイヤである。
比較例２のタイヤは、内周面の全体にわたって短繊維を固着させ、非固着領域を有していないタイヤである。固着した短繊維の密度は、実施例タイヤと同様とした。
実施例タイヤ、および比較例タイヤのそれぞれにつき、空洞共鳴を評価した。

実施例タイヤおよび、比較例タイヤをそれぞれ８．５ＪＪ−２０のリムに組み付けて、充填内圧を２３０ｋＰａ、負荷質量を４．３ｋＮとした。そして、それぞれのタイヤを、時速８０ｋｍ／ｈで、直径１．７ｍの鉄板表面を持つドラム試験機を用いて転動させ、上下方向タイヤ軸力を、図２に模式的に示すような方法で測定して評価した。測定した上下方向タイヤ軸力の周波数スペクトルを図３に示す。

図３の結果から、２１０Ｈｚ付近に見られるピークが空洞共鳴によるものであるが、これらのピークにおいて短繊維を固着していない比較例１のタイヤと比較して、実施例のタイヤは約５ｄＢの大きな低減効果が得られた。また、実施例のタイヤは、タイヤの内周面全体に短繊維を固着した比較例２のタイヤと同等の空洞共鳴の低減効果を得ることができた。

また、比較例２のタイヤをリムから取外す際に、タイヤサイド部の内周面にレバーが干渉して短繊維の剥離が生じたが、実施例のタイヤは非固着領域に対応するタイヤ周方向位置にレバーを差込んだため、短繊維の剥離は生じなかった。

かくしてこの発明により、タイヤのリムへの着脱時に生じ得るタイヤの内周面に固着された短繊維の剥離を抑制し、空洞共鳴音の低減効果を持続的に発揮し得る空気入りタイヤを提供することが可能となった。

１：トレッド部、 ２：サイドウォール部、 ３：ビード部、 ４：タイヤサイド部、 ５：ビードコア、 ６：カーカス、 ７：ベルト、 ８：トレッドゴム、 ９：インナーライナー、 １０：内周面、 １１：短繊維、 １２：非固着領域、

Claims (3)

1. 少なくとも一方のタイヤサイド部の内周面に、短繊維が固着された空気入りタイヤであって、
   前記短繊維が固着されたタイヤサイド部の内周面における、周上の少なくとも一箇所に、短繊維が固着されていない非固着領域を有することを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記非固着領域のタイヤ周方向の幅が、３０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記非固着領域が、前記タイヤサイド部の内周面における周上の２箇所以上、４箇所以下に形成される、請求項1又は２に記載の空気入りタイヤ。

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