JP2016037148A - タイヤ用騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速走行用タイヤで高速走行をしたときであっても、タイヤの熱や遠心力によるバンド部材の塑性変形を抑止することができ、高速走行時であっても騒音低減機能を充分に発揮することができるタイヤ用騒音低減装置を提供する。
【解決手段】多孔質材料からなる吸音材２と、この吸音材２をタイヤ内面に装着するためのバンド部材３とを備えたタイヤ用騒音低減装置１において、バンド部材３を樹脂から構成すると共に、バンド部材３にその周方向に連続して延在する少なくとも１本の補強線材を埋設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ用騒音低減装置に関し、更に詳しくは、吸音材をタイヤ内面に装着するためのバンド部材を補強することで高速耐久性を向上することを可能にしたタイヤ用騒音低減装置に関する。

従来、空気入りタイヤの分野において、多孔質材料からなる吸音材と、この吸音材をタイヤ内面に装着するためのバンド部材とを備えたタイヤ用騒音低減装置が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。

このようなタイヤ用騒音低減装置に用いられるバンド部材として、その材質と全体の形状によって弾性特性を有するように構成されたものが知られている。その代表的な形状は帯状であり、帯状の長尺の板材が、全体に環状に成形されて設置され、タイヤ内腔内でその弾性復元力によって多孔質材料からなる吸音材をタイヤ内面側に向けて押し付けるように付勢し、吸音材が保持されるように構成されている（例えば、特許文献１の特許請求の範囲、特許文献２の段落［００１６］を参照）。

このようなバンド部材の材質としては、例えば、熱可塑性合成樹脂や金属が用いられ、特に、バンド部材自体の成形性が優れている点や、多孔質材料からなる吸音材との接合加工性に優れている（例えば、熱融着を利用した接合が可能である）点で、熱可塑性合成樹脂が実用的なものとして検討されている（例えば、特許文献２，３を参照）。

しかしながら、従来、上述の騒音低減装置が用いられていたタイヤに比べて高速走行（例えば、３００ｋｍ／ｈ以上）が可能に設計されたタイヤに上述の熱可塑性合成樹脂製バンド部材を用いたタイヤ用騒音低減装置を適用した場合、走行時に生じる熱や遠心力によってバンド部材を構成する熱可塑性合成樹脂が軟化し、それによりバンド部材に塑性変形（通常は、伸びる変形）が生じてしまう場合があった。このような塑性変形が生じると、弾性特性に基づく吸音材の正常な保持ができず、騒音低減装置の機能を充分に発揮することができないか、騒音低減装置の耐久性が損なわれて騒音低減装置の破壊に繋がる虞があった。

国際公開第２００５／０１２００７号 特開２００６‐３０６２８５号公報 特開２０１０‐０００９５０号公報

本発明の目的は、高速走行用タイヤで高速走行をしたときであっても、高速走行に起因する熱や遠心力によるバンド部材の塑性変形を抑止することができ、高速走行時であっても騒音低減機能を充分に発揮することができるタイヤ用騒音低減装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ用騒音低減装置は、多孔質材料からなる吸音材と、該吸音材をタイヤ内面に装着するためのバンド部材とを備えたタイヤ用騒音低減装置において、前記バンド部材を樹脂から構成すると共に、前記バンド部材にその周方向に連続して延在する少なくとも１本の補強線材を埋設したことを特徴とする。

本発明では、上述のように、バンド部材がその内部に埋設された補強線材により補強されているので、高速走行時にタイヤ内で生じる熱によってバンド部材を構成する樹脂が軟化しても、補強線材によってバンド部材の形状を維持してバンド部材が塑性変形することを抑止することができる。また、補強線材がバンド部材の周方向に連続的に延在しているので、高速走行時の遠心力によってバンド部材が拡径することを効果的に抑制することができる。更に、補強線材はバンド部材の内部に埋設され、吸音材やタイヤ内面と干渉することがないので、追加の部材（補強線材）によって補強されていても、従来のタイヤ用騒音低減装置と同様にタイヤ内に装着することが可能である。

本発明では、バンド部材の両端部をバンド部材の内周面側に折り曲げると共にこの両端部を互いにかしめ固定することでバンド部材を環状に成形した仕様にすることもできる。このような構造にした場合、バンド部材の両端部を強固に連結することができるので、補強線材によるバンド部材の補強効果を高めることができる。

本発明では、バンド部材の両端部の端面どうしを突き合わせて接合することでバンド部材を環状に成形し、バンド部材の両端部を接合した接合部にこの接合部を補強する補強部材を設けた仕様にすることもできる。このような構造にした場合、端部どうしを重複させたり、上述のかしめ部材を用いる必要がなく、接合部をバンド部材の他の部位と同様に閉端に加工することができるので、接合部と吸音材やタイヤ内面とが干渉することを避けることができる。

本発明では、バンド部材が、樹脂で被覆された１本の補強線材をスパイラル状に巻き、隣接する周回部分どうしを固着させて形成された仕様にすることもできる。このような構造にした場合、任意の本数（複数本）の補強線材を埋設したバンド部材を容易に製造することが可能になり、複数本の補強線材を埋設したバンド部材による補強効果を容易に得ることが可能になる。

本発明のタイヤ用騒音低減装置の斜視図である。 図１のタイヤ用騒音低減装置におけるバンド部材の要部を拡大して示す断面 図と斜視図である。 本発明の別の実施形態からなるタイヤ用騒音低減装置におけるバンド部材の 要部を拡大して示す斜視図である。 本発明の別の実施形態からなるタイヤ用騒音低減装置におけるバンド部材の 要部を拡大して示す斜視図である。 本発明の別の実施形態からなるタイヤ用騒音低減装置におけるバンド部材の 要部を拡大して示す斜視図である。 本発明の別の実施形態からなるタイヤ用騒音低減装置におけるバンド部材の 要部を拡大して示す斜視図である。

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１，２に例示すように、本発明のタイヤ用騒音低減装置１は、吸音材２と、この吸音材２をタイヤ内面に装着するためのバンド部材３とを有し、バンド部材３の内部に補強線材４（図では鎖線で示した）が埋設されている。

吸音材２は、多数の内部セルを有する多孔質材料からなり、その多孔質構造に基づいて所定の吸音特性を有する。吸音材２を構成する多孔質材料としては、例えば、発泡ポリウレタンを用いることができる。図１の例では、複数個（５個）の吸音材２が後述のバンド部材３上に間隔をおいて取り付けられている。また、個々の吸音材２は角部が曲面状に面取りされた略八角形に構成されている。

バンド部材３は、図１に例示するように、タイヤ内に装着された際にタイヤ周方向に連続的に延在するように、帯状で、且つ、全体は環状に成形されている。また、図２に拡大して示すように、バンド部材３の内部には後述の補強線材４が埋設されている。このような環状のバンド部材３の外周面側がタイヤ内面に当接し、内周面側に吸音材２が取り付けられる。このように成形されたバンド部材３の弾性復元力に基づいて吸音材２はタイヤ内面に保持される。バンド部材３の材質としては、繰り返し曲げ変形に対して耐久性の優れた樹脂を使用することが好ましい。特に、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。本発明のタイヤ用騒音低減装置１は、このバンド部材１によって通常の空気入りタイヤに装着されるので、容易に着脱することが可能である。

これら吸音材２とバンド部材３とは、例えば、図１及び図２（Ａ）に例示するように、固定部材５により固定される。固定部材５は、吸音材２とバンド部材３との相互固定のために用いられるものであり、様々なものを用いることができる。図１の例では、熱可塑性樹脂製の板状の固定部材５（固定板または固定チップ）などを使用して、固定部材５の上から、例えば超音波溶着機の加振用ホーンを固定部材５に押し付けて、固定部材５と吸音材２とを熱変形させつつ、吸音材２、バンド部材３、及び、固定部材５を熱溶融接合により相互に固定している。このため、図１，２の例では、固定部材５はＶ字状に折れ曲がった状態になっている。

補強線材４は、バンド部材３の内部に、バンド部材３の延長方向に沿って、バンド部材３の全周に亘って、連続的に埋設されている。このように補強線材４が埋設してバンド部材３を補強することで、高速走行時にタイヤ内で発生する熱によりバンド部材３が軟化してもバンド部材３が変形することを抑止すると共に、高速走行時の遠心力によりバンド部材３が拡径することを防止することができる。

補強線材４としては、例えば、スチールコードや有機繊維コードを用いることができるが、タイヤ重量の増加を抑えるために、ポリエステル繊維コードやアラミド繊維コードのような有機繊維コードを用いるとよい。有機繊維コードを用いる場合、複数本の有機繊維フィラメントを撚り合わせたものや、複数本の有機繊維フィラメントを引き揃えたものや、単繊維など様々なものを用いることができる。特に、空気入りタイヤで通常用いられる繊度が１１００ｄｔｅｘ〜１６７０ｄｔｅｘ程度のポリエステル繊維を用いることが好ましい。また、有機繊維コードとして撚りコードを用いる場合、上記繊度と同程度（例えば、１１００ｄｔｅｘ／２）のものを用いるとよい。

バンド部材３に埋設される補強線材４の本数は特に限定されず、少なくとも１本が埋設されていれば、上述の効果を得ることができる。但し、補強線材４が３本以上になると、タイヤ用騒音低減装置の重量が大きくなるため、補強線材４は１本〜２本を埋設することが好ましい。尚、後述の図６の例のように１本の補強線材４がスパイラル状に巻回される場合、バンド部材３の１周分の周回部分が１本分に相当するので、補強線材４の少なくとも１周以上かつ補強線材の両端部がラップするように巻回することが好ましい。

１本の補強線材４を埋設する場合は、バンド部材３の幅方向のほぼ中央に補強線材４を配置することが好ましく、複数本の補強コード４を埋設する場合は、バンド部材３を補強線材４によって均等に補強することができるように、補強線材４を等間隔に配置したり、バンド部材３の幅方向中心に対して対称に配置したりするとよい。

従来の樹脂のみからなるバンド部材３の場合、その両端部を突き合わせてバンド部材３を構成する樹脂どうしを接合することで、バンド部材３を環状に成形することができるが、本発明のバンド部材３では、補強線材４が埋設されており、補強線材４どうしは樹脂のように接合することができないため、従来のバンド部材３と同様の方法で両端部を接合すると充分な接合強度を得ることが難しい。そのため、本発明では、図３に例示するように、バンド部材３の両端部をバンド部材３の内周面側に折り曲げると共に、この両端部をクランプ６により互いにかしめ固定することでバンド部材３を環状に成形するとよい。このような構造にすることで、補強線材４が埋設されていても、バンド部材３の両端部を強固に連結することができる。また、クランプ６によるかしめ固定で補強線材４も固定されるのでバンド部材３の補強効果を高めることができる。このようなかしめ固定を採用する場合、更に、図４に例示するように、バンド部材３の両端部において補強線材４を被覆する樹脂を剥がして補強線材４を露出させて、バンド部材３の両端部だけでなく、補強線材４の両端部を個別に、或いは、互いにかしめ固定して、補強線材４がバンド部材３内に引き込まれる動きを規制するようにしてもよい（尚、図４の例では、両端部をそれぞれ個別にかしめ部材７で固定している）。こうすることで、補強線材４が強固に固定されるので、バンド部材３を補強する効果を更に高めることができる。

従来と同様の突き合わせ接合を採用してもよいが、その場合、接合部において補強線材４が不連続であることによる強度不足を補うために、図５に例示するように、バンド部材３の両端部を接合した接合部にこの接合部を補強する補強部材８を設けることが好ましい。このように補強部材８を設けることで、接合部においてもバンド部材３の本体部と同等の強度を得ることが可能になる。また、この構造の場合、上述のかしめ固定のように補強線材４自体を強固に固定することはできないが、バンド部材３の両端部をバンド部材３の内周面側に折り曲げる必要が無くなるので、接合部をバンド部材３の他の部位と同様に平坦に加工することができ、バンド部材３の接合部と吸音材２やタイヤ内面とが干渉することを避けることができる。

補強部材８としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）から構成される板材や、アルミフィルムを用いることができる。補強部材８は、バンド部材３の接合部の全幅を覆うことができれば、その寸法は特に限定されないが、重量や剛性バランス等を考慮すると、補強部材８の周方向の長さが例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ、厚さが例えば１ｍｍ以下であるとよい。補強部材８は、バンド部材３の接合部の一方側の面、或いは、両面に設けることができるが、一方側の面のみに設ける場合は、補強部材８がタイヤ内面と干渉することを避けるためにバンド部材３の内周面側に設けるとよい。

補強線材４を埋設したバンド部材３は様々な方法で製造することができる。例えば、補強線材４の周囲にバンド部材３を押出成型することで製造することができる。或いは、樹脂で被覆された１本の補強線材４を成形ドラムに巻き付けて、隣接する周回部分どうしを圧着して成型することができる。この方法で製造されたバンド部材３は、例えば、図６に例示するように、１本の補強線材４がスパイラル状に巻回され、隣接する周回部分どうしを固着させて形成された構造となる。そのため、バンド部材３の断面においては複数本の補強線材４が等間隔に配置されたことになる。このような構造にした場合、複数回巻回された補強線材４が全長に亘って連続しているため、バンド部材３を効果的に補強することができる。また、実質的に複数本の補強線材４が埋設されたバンド部材を容易に製造することが可能になり、また、その埋設する補強線材４の実質的な本数（巻回する回数）の設定も容易になる。

従来のタイヤ用騒音低減装置１では、バンド部材３は、通常走行時の遠心力により僅かに拡径することを考慮してタイヤ内面に対して若干小さめに設計されており、通常走行時の遠心力により拡径した状態でも、タイヤ内面を損傷することなく、確実に吸音材２をタイヤ内面に固定するように構成されている。これに応じて、補強線材４は、バンド部材３の通常走行時の遠心力による拡径に応じて適度に伸びる一方で、高速走行時の遠心力や熱による変形は抑制する特性を有することが好ましい。具体的には、補強線材４の２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率を３．０％〜８．０％程度にすることが好ましい。このように設定することで、より効果的にバンド部材３を補強することが可能になる。

上述のように構成された本発明のタイヤ用騒音低減装置１は、例えば３００ｋｍ／ｈ以上の高速走行時であっても補強コード４によってバンド部材３が熱や遠心力によって塑性変形することが抑制されるので、高速走行が可能に設計された空気入りタイヤに対しても好適に用いることが可能になる。

１ タイヤ用騒音低減装置
２ 吸音材
３ バンド部材
４ 補強線材
５ 固定部材
６ クランプ
７ かしめ部材
８ 補強部材

Claims (4)

1. 多孔質材料からなる吸音材と、該吸音材をタイヤ内面に装着するためのバンド部材とを備えたタイヤ用騒音低減装置において、
   前記バンド部材を樹脂から構成すると共に、前記バンド部材にその周方向に連続して延在する少なくとも１本の補強線材を埋設したことを特徴とするタイヤ用騒音低減装置。
2. 前記バンド部材の両端部を前記バンド部材の内周面側に折り曲げると共に前記両端部を互いにかしめ固定することで前記バンド部材を環状に成形したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用騒音低減装置。
3. 前記バンド部材の両端部の端面どうしを突き合わせて接合することで前記バンド部材を環状に成形し、前記バンド部材の両端部を接合した接合部に該接合部を補強する補強部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用騒音低減装置。
4. 前記バンド部材が、樹脂で被覆された１本の前記補強線材をスパイラル状に巻き、隣接する周回部分どうしを固着させて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用騒音低減装置。

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