JP2017077779A

JP2017077779A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2017077779A
Application number: JP2015206516A
Authority: JP
Inventors: 崇史干場; Takashi Hoshiba; 達朗新澤; Tatsuro Niizawa; 雅公成瀬; Masakimi Naruse
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2015-10-20
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-10-20
Also published as: CN108136831A; DE112016004788T5; CN108136831B; WO2017068981A1; JP6620507B2; US20180312013A1; US11331966B2

Abstract

【課題】タイヤ内面に接着した帯状吸音材に切り込みを入れることにより、コーナリング時において帯状吸音材に生じる応力を緩和し、帯状吸音材の耐久性を改善すると共に、帯状吸音材からの放熱を促進し、高速耐久性を改善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】タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備え、トレッド部１の内面にタイヤ周方向に沿って帯状吸音材６が接着された空気入りタイヤにおいて、帯状吸音材６の幅方向の両端部にそれぞれタイヤ周方向に対する角度θが４０°≦θ≦９０°の範囲にある複数の切り込み７が形成されており、各切り込み７が帯状吸音材６の幅方向の一方の端部にのみ連通している。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ内面に接着した帯状吸音材に切り込みを入れることにより、コーナリング時において帯状吸音材に生じる応力を緩和し、帯状吸音材の耐久性を改善すると共に、帯状吸音材からの放熱を促進し、高速耐久性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

タイヤ騒音を発生させる原因の一つにタイヤ空洞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、車両走行時に路面と接地するタイヤのトレッド部が路面の凹凸によって振動し、この振動がタイヤ空洞部内の空気を振動させることによって生じる。この空洞共鳴音の中で騒音となる周波数域があり、その周波数域の騒音レベルを低下させることがタイヤ騒音を低減するのに重要である。

このような空洞共鳴現象による騒音を低減させる方法として、タイヤ内面にスポンジ等の多孔質材料からなる吸音材を弾性固定バンドによりトレッド部の内周面に装着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、吸音材の固定を弾性固定バンドに依存した場合、高速走行時において弾性固定バンドが変形してしまうという問題がある。

これに対して、帯状吸音材をタイヤ内面に直接接着して固定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この場合、タイヤ内面に帯状吸音材が直貼りされているためトレッド部に蓄熱が生じ、その蓄熱により高速耐久性が悪化するという問題がある。また、帯状吸音材をタイヤ内面に直貼りした場合、コーナリング時に帯状吸音材がタイヤの撓みに追従することができず破断してしまうという問題がある。

特許４２８１８７４号公報特許５２６７２８８号公報

本発明の目的は、タイヤ内面に接着した帯状吸音材に切り込みを入れることにより、コーナリング時において帯状吸音材に生じる応力を緩和し、帯状吸音材の耐久性を改善すると共に、帯状吸音材からの放熱を促進し、高速耐久性を改善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。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部の内面にタイヤ周方向に沿って帯状吸音材が接着された空気入りタイヤにおいて、前記帯状吸音材の幅方向の両端部にそれぞれタイヤ周方向に対する角度θが４０°≦θ≦９０°の範囲にある複数の切り込みが形成されており、各切り込みが前記帯状吸音材の幅方向の一方の端部にのみ連通していることを特徴とするものである。

本発明では、帯状吸音材の幅方向の両端部にそれぞれ複数の切り込みを形成し、各切り込みを帯状吸音材の幅方向の一方の端部にのみ連通する構成としているので、コーナリング時にタイヤが撓んだ際に帯状吸音材の端部の切り込みが開いて、タイヤの変形に追従し、帯状吸音材に生じる応力を緩和し、帯状吸音材の破断を抑制することが可能となる。これにより、帯状吸音材の耐久性を改善することができる。また、コーナリング時に帯状吸音材の端部の切り込みが開くことにより、帯状吸音材の放熱面積が増大するので、帯状吸音材からの放熱を促進し、空気入りタイヤの高速耐久性を向上させることが可能となる。

本発明において、帯状吸音材の切り込みの幅ａは帯状吸音材の幅Ａに対して５％〜２５％であることが好ましい。これにより、コーナリング時に帯状吸音材の端部の切り込みが開き、帯状吸音材からの放熱を促進することが可能となる。

切り込みの深さｄは帯状吸音材の厚さＤに対して５０％以上であることが好ましい。これにより、コーナリング時に帯状吸音材の端部の切り込みが開き、帯状吸音材からの放熱を促進し、空気入りタイヤの高速耐久性を向上させることが可能となる。また、タイヤの歪みに起因する帯状吸音材の破断を効果的に抑制することが可能となる。

帯状吸音材の体積はタイヤの内腔体積に対して１０％〜３０％であることが好ましい。これにより、帯状吸音材による吸音効果をより一層得ることが可能となる。このように帯状吸音材の体積を大きくすることで優れた騒音低減効果を得ることができ、しかも大型の帯状吸音材であっても良好な応力緩和効果と放熱効果を発揮することができる。空洞部の体積は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態でタイヤとリムとの間に形成される空洞部の体積である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“ＤｅｓｉｇｎＲｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“ＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ”とする。但し、タイヤが新車装着タイヤの場合には、このタイヤが組まれた純正ホイールを用いて空洞部の体積を求めることとする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥＲＯＡＤＬＩＭＩＴＳＡＴＶＡＲＩＯＵＳＣＯＬＤＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが新車装着タイヤの場合には、車両に表示された空気圧とする。

帯状吸音材はタイヤ周方向の少なくとも一箇所に欠落部を有することが好ましい。これにより、タイヤのインフレートによる膨張や、接地転動に起因する接着面のせん断ひずみに長時間耐えることが可能となる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す斜視断面図である。本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す赤道線断面図である。本発明の空気入りタイヤの内面に接着される帯状吸音材の一部を示す展開図である。図３の帯状吸音材のタイヤ周方向の断面図である。本発明の空気入りタイヤの内面に接着される帯状吸音材の切り込みの変形例を示し、（ａ）〜（ｄ）は各変形例の展開図である。

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及び図２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、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面４のトレッド部１に対応する領域には、タイヤ周方向に沿って接着層５を介して帯状吸音材６が接着されている。帯状吸音材６は、連続気泡を有する多孔質材料から構成され、その多孔質構造に基づく所定の吸音特性を有している。帯状吸音材６の多孔質材料としては発泡ポリウレタンを用いると良い。一方、接着層５としては、両面接着テープが好ましい。

帯状吸音材６にはその幅方向の両端部にそれぞれ複数の切り込み７が形成されている。各切り込み７は帯状吸音材６の幅方向の一方の端部にのみ連通している。ここで、図３に示すように、帯状吸音材６の切り込み７のタイヤ周方向に対する角度を角度θとする。このとき、切り込み７のタイヤ周方向に対する角度θが４０°≦θ≦９０°の範囲にあることを満足するように各切り込み７が配置されている。なお、図３においてＴｃはタイヤ周方向、Ｔｗはタイヤ幅方向である。

上述した空気入りタイヤでは、切り込み７がタイヤ周方向に対する角度θを４０°≦θ≦９０°の範囲とし帯状吸音材６の幅方向の両端部にそれぞれ形成されているが、特に、角度θは９０°であることが好ましい。帯状吸音材６の幅方向の両端部にそれぞれ複数の切り込み７を形成し、各切り込み７を帯状吸音材６の幅方向の一方の端部にのみ連通する構成としているので、コーナリング時にタイヤが撓んだ際に帯状吸音材６の端部の切り込み７が開いて、タイヤの変形に追従し、帯状吸音材６に生じる応力を緩和し、帯状吸音材６の破断を抑制することが可能となる。これにより、帯状吸音材６の耐久性を改善することができる。また、コーナリング時に帯状吸音材６の端部の切り込み７が開くことにより、帯状吸音材６の放熱面積が増大するので、帯状吸音材６からの放熱を促進し、空気入りタイヤの高速耐久性を向上させることが可能となる。ここで、切り込み７を帯状吸音材６の幅方向の両端部に連通させると、帯状吸音材６同士の擦れや切り込み７の底部からの亀裂が生じて帯状吸音材６の破断に繋がる。このため、各切り込み７が帯状吸音材６の幅方向の一方の端部にのみ連通する構成をとることで、帯状吸音材６に生じる応力に起因する帯状吸音材６の破断を生じにくくさせることができる。

図３に示すように切り込み７の幅を幅ａとし、帯状吸音材６の幅を幅Ａとする。このとき、帯状吸音材６の切り込み７の幅ａは帯状吸音材６の幅Ａに対して５％〜２５％であることが好ましい。

上述した空気入りタイヤでは、帯状吸音材６の切り込み７のタイヤ周方向に対する間隔をランダムに配置しても良いが、各方向の引張り歪に対し均一に対応できることから帯状吸音材６の切り込み７のタイヤ周方向に対する間隔を等間隔とすることがより好ましい。これにより、コーナリング時に帯状吸音材６の端部の切り込み７が開き、帯状吸音材６からの放熱を促進することが可能となる。ここで、切り込み７の幅ａが広過ぎると帯状吸音材６が安定せず、帯状吸音材６をタイヤ内面４に接着する際の貼付け性が悪化する。一方、切り込み７の幅ａが狭過ぎると、帯状吸音材６がタイヤの変形に追従できず、帯状吸音材６に生じる応力を緩和することができないため、帯状吸音材６の耐久性の改善効果が低下する。また、帯状吸音材６の放熱面積が小さいため、帯状吸音材６からの放熱を促進できず、タイヤの高速耐久性の改善効果が低下する。

図４は帯状吸音材６のタイヤ周方向の断面図である。切り込み７の深さを深さｄとし、帯状吸音材６の厚さを厚さＤとする。このとき、切り込み７の深さｄは帯状吸音材６の厚さＤに対して５０％以上であることが好ましい。

上記の空気入りタイヤでは、コーナリング時に帯状吸音材６の端部の切り込み７が開き、帯状吸音材６からの放熱を促進することが可能となる。また、タイヤの歪みに起因する帯状吸音材６の破断を効果的に抑制することが可能となる。ここで、切り込み７の深さｄが浅過ぎると、帯状吸音材６からの放熱が鈍くなり、タイヤの高速耐久性が悪化すると共に、コーナリング時に帯状吸音材６がタイヤの撓みに追従することができず、その結果、帯状吸音材６の破断に繋がる場合もある。

上記の空気入りタイヤにおいて、帯状吸音材６の体積はタイヤの内腔体積に対して１０％〜３０％であることが好ましい。また、帯状吸音材６の幅Ａはタイヤ接地幅に対して３０％〜９０％であることがより好ましい。これにより、帯状吸音材６による吸音効果をより一層得ることが可能となる。ここで、帯状吸音材６の体積がタイヤの内腔体積に対して１０％を下回ると吸音効果を適切に得ることができない。また、帯状吸音材６の体積がタイヤの内腔体積に対して３０％を超えると空洞共鳴現象による騒音の低減効果が一定となり、より一層の低減効果が望めなくなる。

また、図２に示すように、帯状吸音材６はタイヤ周方向の少なくとも１箇所に欠落部９を有することが好ましい。欠落部９とはタイヤ周上で帯状吸音材６が存在しない部分である。帯状吸音材６に欠落部９を設けることにより、タイヤのインフレートによる膨張や接地転動に起因する接着面のせん断ひずみに長時間耐えることができ、帯状吸音材６の接着面に生じるせん断歪みを効果的に緩和することが可能となる。このような欠落部９はタイヤ周上で１箇所又は３〜５箇所設けるのが良い。つまり、欠落部９をタイヤ周上の２箇所に設けると質量アンバランスに起因してタイヤユニフォミティの悪化が顕著になり、欠落部９をタイヤ周上の６箇所以上に設けると製造コストの増大が顕著になる。

なお、欠落部９をタイヤ周上の２箇所以上に設ける場合、帯状吸音材６がタイヤ周方向に途切れることになるが、そのような場合であっても、例えば、両面接着テープからなる接着層５のような他の積層物で複数の帯状吸音材６を互いに連結するようにすれば、これら帯状吸音材６を一体的な部材として取り扱うことができるため、タイヤ内面４への貼り付け作業を容易に行うことができる。

切り込み７としては、図１に示す他に図５（ａ）に示すように切り込み７を帯状吸音材６の両端部で互い違いに配置した場合や、図５（ｂ）に示すように切り込み７を帯状吸音材６の両端部で配置数を変えた場合、図５（ｃ）に示すように切り込み７をランダムに配置した場合、図５（ｄ）に示すように帯状吸音材６の両端部で切り込み７の幅が異なるように形成した場合を例示することができる。

以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

タイヤサイズ２７５／３５ＺＲ２０で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、トレッド部の内面にタイヤ周方向に沿って帯状吸音材が接着された空気入りタイヤにおいて、切り込みの幅（幅ａ／幅Ａ×１００％）、及び切り込みの深さ（深さｄ／厚さＤ×１００％）を表１−１及び表１−２のように設定した従来例及び実施例１〜８のタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、高速耐久性、耐久性及び帯状吸音材の貼付け性を評価し、その結果を表１−１及び表１−２に併せて示した。

高速耐久性：
各試験タイヤをそれぞれリムサイズ２０×９１/２Ｊのホイールに組み付け、空気圧３６０ｋＰａ、荷重５ｋＮの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。具体的には、初期速度２５０ｋｍ／ｈとし、２０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ速度を増加させ、タイヤに故障が発生するまで走行させ、その到達ステップ（速度）を測定した。その結果を表１−１及び表１−２に示す。

耐久性：
ここで言う耐久性は、コーナリング時に帯状吸音材がタイヤの撓みに追従する性能である歪み追従性を示す。各試験タイヤをそれぞれリムサイズ２０×９１/２Ｊのホイールに組み付け、空気圧１７０ｋＰａ、荷重８．８２ｋＮ、スリップ角±５°の条件でドラム試験機にて１２時間の走行試験を実施した後、帯状吸音材の接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断の有無を目視により確認した。その結果を表１−１及び表１−２に示す。上記の項目において、脱落、破断が無い場合を「◎」で示し、接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断が一部あるが問題ない場合を「○」で示し、接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断が帯状吸音材全体の１／４以下の場合を「△」で示し、接着面の剥がれ又は帯状吸音材の破断が帯状吸音材全体の１／４以上の場合を「×」で示した。

帯状吸音材の貼付け性：
上記の項目において、帯状吸音材の貼付け性に問題ない場合を「◎」で示し、帯状吸音材の貼付け性が若干悪化するものの十分対応可能である場合を「○」で示した。

この表１−１、表１−２から判るように、実施例１〜８の空気入りタイヤは高速耐久性、耐久性及び帯状吸音材の貼付け性が同時に改善されていた。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４タイヤ内面
５接着層
６帯状吸音材
７切り込み
８空洞部
９欠落部

Claims

タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部の内面にタイヤ周方向に沿って帯状吸音材が接着された空気入りタイヤにおいて、前記帯状吸音材の幅方向の両端部にそれぞれタイヤ周方向に対する角度θが４０°≦θ≦９０°の範囲にある複数の切り込みが形成されており、各切り込みが前記帯状吸音材の幅方向の一方の端部にのみ連通していることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記帯状吸音材の切り込みの幅ａが前記帯状吸音材の幅Ａに対して５％〜２５％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記切り込みの深さｄが前記帯状吸音材の厚さＤに対して５０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記帯状吸音材の体積が前記タイヤの内腔体積に対して１０％〜３０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記帯状吸音材がタイヤ周方向の少なくとも一箇所に欠落部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。