JP2017114163A - 空気入りタイヤ及びタイヤ・リム組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤの空洞共鳴を抑制しつつ、低コスト化する。【解決手段】空気入りタイヤ１０は、空洞共鳴を抑制するための抑制部材１６がタイヤ内面１０Ａに固定されている。抑制部材１６は、タイヤ内面１０Ａよりタイヤ径方向内側に凸となる凸部１６Ａを有し、抑制部材１６とタイヤ内面１０Ａとの間に空間Ｓが設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ及びタイヤ・リム組立体に関する。

表面が凹凸形状のスポンジをタイヤ内面に配置し、空洞共鳴を抑制する構造が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００３−４８４０７号公報

しかしながら、上記した従来例のようなスポンジは価格が高いため、コスト上の制約から空気入りタイヤへの適用が難しい場合がある。

本発明は、空気入りタイヤの空洞共鳴を抑制しつつ、低コスト化することを目的とする。

請求項１に係る空気入りタイヤは、空洞共鳴を抑制するための抑制部材がタイヤ内面に固定され、前記抑制部材は、前記タイヤ内面よりタイヤ径方向内側に凸となる凸部を有し、前記凸部と前記タイヤ内面との間に空間が設けられている。

この空気入りタイヤでは、タイヤ内面に、凸部を有する抑制部材が固定されている。この凸部とタイヤ内面との間には空間が設けられており、タイヤ内に形成される円環状の空間の少なくとも一部が、該抑制部材により仕切られた状態となっている。これにより、空洞共鳴の発生を阻害することができる。また、抑制部材の材料費は、スポンジの材料費よりも少なくでき、低コスト化が可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ径方向における前記抑制部材の最大高さ寸法が、タイヤ断面高さの５０％以上である。

この空気入りタイヤでは、抑制部材の最大高さ寸法を適切に設定しているので、空洞共鳴を更に抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記抑制部材が、シート状の部材からなる。

この空気入りタイヤでは、抑制部材がシート状の部材からなっているので、より低コスト化が可能となる。

請求項４の発明は、請求項３に記載の空気入りタイヤにおいて、前記抑制部材に、その厚み方向に貫通する孔部が形成されている。

この空気入りタイヤでは、抑制部材に孔部が設けられているので、パンク修理キットを用いる際に、パンク修理剤の流動が阻害されない。このため、タイヤ内面に抑制部材が設けられていても、パンク修理キットを用いたパンク修理を行うことができる。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記抑制部材が樹脂からなっている。

この空気入りタイヤでは、抑制部材の成形を容易にし、更なる低コスト化が可能となる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の空気入りタイヤにおいて、樹脂材料で構成されたタイヤ骨格部材を有する。

この空気入りタイヤでは、タイヤ骨格部材が樹脂材料で構成されているので、樹脂製の抑制部材を熱溶着等によりタイヤ内面に容易に固定することができる。

請求項７に係るタイヤ・リム組立体は、リムと、前記リムに装着された請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の空気入りタイヤと、を有する。

このタイヤ・リム組立体では、タイヤとリムとの間に円環状の空間が形成されるが、該空間の少なくとも一部は、抑制部材により仕切られている。これにより、タイヤとリムとの間での空洞共鳴の発生を阻害することができる。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、スポンジよりも低コストで、空気入りタイヤの空洞共鳴を抑制できる、という優れた効果が得られる。

本実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。 （Ａ）は、本実施形態に係る空気入りタイヤにおいて、抑制部材がタイヤ周方向の全体に配置されている例を模式的に示す側面図である。（Ｂ）は、本実施形態に係る空気入りタイヤにおいて、抑制部材がタイヤ周方向に離散的に配置されている例を模式的に示す側面図である。 抑制部材の第１変形例を示す斜視図である。 抑制部材の第２変形例を示す斜視図である。 抑制部材の第３変形例を示す斜視図である。 抑制部材の第４変形例を示す斜視図である。 抑制部材の第５変形例を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図面において、矢印Ｃ方向は空気入りタイヤ周方向を示し、矢印Ｒ方向は空気入りタイヤ半径方向を示し、矢印Ｗ方向は空気入りタイヤ幅方向を示す。空気入りタイヤ半径方向とは、空気入りタイヤ回転軸（図示せず）と直交する方向を意味する。空気入りタイヤ幅方向とは、空気入りタイヤ回転軸と平行な方向を意味する。空気入りタイヤ幅方向を空気入りタイヤ軸方向と言い換えることもできる。各部の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車空気入りタイヤ協会）が発行する２０１５年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。

図１において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、リム１２に装着されると、タイヤ・リム組立体１４となる。空気入りタイヤ１０のタイヤ内面１０Ａには、空洞共鳴を抑制するための抑制部材１６が固定されている。これにより、空気入りタイヤ１０内に形成される円環状の空間ＳＡの少なくとも一部が、抑制部材１６により仕切られた状態となっている。抑制部材１６は、一旦生じた空洞共鳴を吸音するための部材ではなく、空洞共鳴自体を生じさせないための部材である。

（タイヤ骨格部材）
タイヤ骨格部材１８は、例えば樹脂材料で構成されている。具体的には、タイヤ骨格部材１８は、樹脂材料で構成された一対のタイヤ片（図示せず）を、タイヤ赤道面ＣＬにおいてタイヤ軸方向に接合することにより、タイヤ周方向に環状とされている。なお、タイヤ骨格部材１８は、３つ以上のタイヤ片を接合することにより形成されていてもよい。

また、タイヤ骨格部材１８は、一対のビード部２０と、一対のビード部２０からそれぞれタイヤ半径方向外側に延びる一対のサイド部２２と、サイド部２２からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部２４と、を有している。

なお、本実施形態のタイヤ骨格部材１８では、タイヤ半径方向内側端から断面高さＳＨの３０％までの部分をビード部２０といい、トレッド２６が配置される部分をクラウン部２４という。

タイヤ骨格部材１８を構成する樹脂材料としては、ゴムと同等の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。なお、タイヤ骨格部材１８の全てを上記樹脂材料で形成してもよく、一部のみを上記樹脂材料で形成してもよい。

熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。

また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性材料としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８℃以上、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳ Ｋ７１１３）が５０％以上、ＪＩＳ Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０°Ｃ以上であるものを用いることができる。

タイヤ骨格部材１８のビード部２０には、ビードコア２８が埋設されている。ビードコア２８を構成する材料としては、金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂等を用いることができる。なお、ビード部２０の剛性が確保され、リム１２との嵌合に問題がなければ、ビードコア２８を省略してもよい。

（ベルト層）
クラウン部２４の外周面には、ベルト層３０が設けられている。このベルト層３０は、例えば、樹脂被覆されたコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成されている。ベルト層３０に用いるコードとして、スチールコードを用いることができる。

（ベルト上補強層）
ベルト層３０のタイヤ径方向外側には、ベルト層３０を覆うベルト補強層３２が配置されている。ベルト補強層３２は、タイヤ赤道面ＣＬ側からベルト層３０の端部３０Ｅをタイヤ幅方向外側へ越えて延び、サイド部２２とクラウン部２４との境界付近で終端している。

ベルト補強層３２は、ゴムで被覆された複数の補強コード（図示せず）を備えている。ベルト補強層３２の補強コードは、有機繊維のモノフィラメント（単線）、又は有機繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）であり、タイヤ幅方向に延びてタイヤ周方向に並列されている。なお、ベルト補強層３２の補強コードは、タイヤ幅方向に対して１０°以内の角度で傾斜していてもよい。

有機繊維としては、脂肪族ポリアミドやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ガラス、アラミド等の材料を用いることができる。なお、補強コードの材料として、スチール等の金属を用いてもよい。また、ベルト補強層３２は、補強コードをゴムではなく樹脂で被覆したものであってもよい。

（サイド補強層）
タイヤ骨格部材１８のタイヤ外側面側には、サイド補強層３４が配置されている。サイド補強層３４は、タイヤ骨格部材１８の外面に沿ってビードコア２８のタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側へ向けて延びている。サイド補強層３４は、更にベルト補強層３２の外面に沿ってタイヤ赤道面ＣＬ側へ延び、ベルト補強層３２の端部３２Ｅ、及びベルト層３０の端部３０Ｅを越えて該端部３０Ｅ付近で終端している。

サイド補強層３４は、ゴムで被覆された複数の補強コードを備えている。サイド補強層３４の補強コードは、有機繊維のモノフィラメント（単線）、又は有機繊維を撚ったマルチフィラメント（撚り線）であり、それぞれラジアル方向（タイヤ径方向）に延びてタイヤ周方向に並列されている。なお、サイド補強層３４の補強コードは、タイヤ径方向に対して１０°以内の角度で傾斜していてもよい。

有機繊維としては、脂肪族ポリアミドやＰＥＴ、ガラス、アラミド等の材料を用いることができる。なお、補強コードの材料として、スチール等の金属を用いてもよい。また、サイド補強層３４は、補強コードをゴムではなく樹脂で被覆したものであってもよい。

（抑制部材）
抑制部材１６は、空洞共鳴を抑制するための部材であり、例えばシート状の樹脂からなり、タイヤ内面１０Ａよりタイヤ径方向内側に凸となる凸部１６Ａを有している。抑制部材１６は、空洞共鳴抑制部材、消音部材、仕切り部材等と言い換えることもできる。凸部１６Ａは、突出部、張出し部等と言い換えることもできる。抑制部材１６を構成する樹脂は、例えば熱可塑性樹脂である。

抑制部材１６は、凸部１６Ａとは逆方向（タイヤ径方向外側）に凸となる凸部１６Ｂを有している。この凸部１６Ｂには、タイヤ内面１０Ａに接触するものと、タイヤ内面１０Ａに接触しないものがあってもよい。図１に示される例では、タイヤ内面１０Ａに接触する凸部１６Ｂが、タイヤ内面１０Ａに熱溶着される固定部１６Ｃとなっている。固定部１６Ｃのタイヤ幅方向の位置は、ベルト層３０が形成されている範囲が好ましい。これは、ベルト層３０が形成されている範囲であれば、タイヤ変形が小さくなるので、固定部１６Ｃの耐久性が高まるためである。凸部１６Ｂは、互いに隣り合う凸部１６Ａ間に設けられている。抑制部材１６は、例えば一定厚さのシート状の樹脂を成形したものであり、凸部１６Ａ，１６Ｂが、例えばタイヤ幅方向及びタイヤ周方向にそれぞれ交互に配列された凹凸形状をなしている。凸部１６Ｂのタイヤ径方向内側の面は、凹形状となっている。

なお、タイヤ内面１０Ａに接触するすべての凸部１６Ｂを固定部１６Ｃとする必要はない。また、図示は省略するが、固定部１６Ｃを凸部１６Ｂとは別に設け、凸部１６Ｂがタイヤ内面１０Ａに接触しない構成としてもよい。更に、抑制部材１６のタイヤ幅方向の端縁は、タイヤ周方向に平行に限られない。また、抑制部材１６の縁においては、抑制部材１６とタイヤ内面１０Ａ間が離れていてもよい。抑制部材１６とタイヤ内面１０Ａとが離れていた方が、パンク修理キットを用いた際に、修理剤が損傷部まで届き易くなるためである。更に、抑制部材１６の縁がタイヤ内面１０Ａに固定されていてもよい。

凸部１６Ａとタイヤ内面１０Ａとの間には、空間Ｓが設けられている。凸部１６Ｂがタイヤ内面１０Ａから離れている部位では、凸部１６Ｂとタイヤ内面１０Ａとの間も空間Ｓとなる。具体的には、空間Ｓは、タイヤ内面１０Ａへの固定部１６Ｃ間での凸部１６Ａのタイヤ径方向内側面の輪郭と、タイヤ内面１０Ａとで囲まれた領域に設けられている。

タイヤ径方向における抑制部材１６の最大高さ寸法Ｈは、タイヤ断面高さＳＨの５０％以上であることが望ましい。最大高さ寸法Ｈは、抑制部材１６をタイヤ内面に固定した状態での高さである。最大高さ寸法Ｈが０．５ＳＨよりも小さいと、空洞共鳴の抑制効果が減少するためである。なお、図１における二点鎖線Ｌは、抑制部材１６の外形（最大寸法）を模式的に示している。すべての凸部１６Ａで最大高さＨが確保されていることが望ましいが、抑制部材１６に形成されている凸部１６Ａの３０％以上で最大高さＨが確保されていれば、一部の凸部１６Ａの高さが最大高さＨに達していなくてもよい。

抑制部材１６は、図２（Ａ）に示されるように、タイヤ周方向の全体に配置されていてもよく、また図２（Ｂ）に示されるように、タイヤ周方向に離散的に配置されていてもよい。離散配置の場合、空気入りタイヤ１０のユニフォーミティ等を考慮して、素数個の抑制部材１６をタイヤ周方向に非均等に配置することが望ましい。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、タイヤ内面１０Ａに、凸部１６Ａを有する抑制部材１６が固定されている。タイヤ・リム組立体１４においては、空気入りタイヤ１０とリム１２との間に円環状の空間ＳＡが形成される。抑制部材１６とタイヤ内面１０Ａとの間には空間Ｓが設けられており、空気入りタイヤ１０内に形成される円環状の空間ＳＡの少なくとも一部が、該抑制部材１６により仕切られた状態となっている。これにより、空気入りタイヤ１０内での空洞共鳴の発生を阻害することができる。換言すれば、空洞共鳴を生じさせるような音響空間を空気入りタイヤ１０内に作らないようにすることができる。

抑制部材１６は、樹脂のシート状の部材からなっているので、材料費をスポンジよりも少なくできると共に、成形が容易となり、低コスト化が可能となる。このように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０によれば、スポンジよりも低コストで、空洞共鳴を抑制することができる。

また、本実施形態では、抑制部材１６の最大高さ寸法Ｈを、タイヤ断面高さＳＨの５０％以上に設定しているので、空洞共鳴を更に抑制することができる。

更に、タイヤ骨格部材１８が樹脂材料で構成されているので、樹脂製の抑制部材１６を熱溶着等によりタイヤ内面１０Ａに容易に固定することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

空気入りタイヤ１０のタイヤ骨格部材が樹脂材料で構成されるものとしたが、空気入りタイヤ１０は、カーカスプライ（図示せず）を用いたゴムタイヤであってもよい。この場合、タイヤ内面１０Ａにフィルムインナーライナーを設け、抑制部材１６を該フィルムインナーライナーに熱溶着することができる。
また、タイヤ内面１０Ａ、ゴムのインナーライナーであってもよい。この場合、抑制部材１６を、例えば接着剤を用いてタイヤ内面１０Ａに固定することができる。

抑制部材１６が、シート状の樹脂からなるものとしたが、抑制部材１６の材質はこれに限られるものではなく、不織布、シート状のスポンジ、金属板、紙であってもよい。抑制部材１６とタイヤ内面１０Ａとの間の空間Ｓには、スポンジの発泡時に形成されるような細かな孔は含まれない。抑制部材１６としてスポンジを使用した場合には、空間Ｓは、スポンジとタイヤ内面１０Ａとの間に設けられる。

抑制部材１６の構成は、上記のものに限られず、第１〜第５変形例の構成とすることも可能である。何れの変形例についても、最大高さ寸法Ｈは、図１に示される例と同様である。凸部１６Ａの形状は、上記実施形態及び下記変形例に限定されるものではない。

（第１変形例）
図３において、抑制部材１６の第１変形例は、複数の凸部１６Ａが、シート状の基部１６Ｄに設けられている。凸部の１６Ａの形状は、例えば円錐台状となっている。基部１６Ｄの一部が、タイヤ内面１０Ａへの固定部１６Ｃ（図１）となる。

（第２変形例）
図４において、抑制部材１６の第２変形例は、図３に示される第１の変形例において、複数の凸部１６Ａを千鳥状に配置したものである。
（第３変形例）
図５において、抑制部材１６の第３変形例は、凸部１６Ａと凸部１６Ｂとがタイヤ周方向（矢印Ｃ方向）に交互に配置された波状とされている。凸部１６Ａと凸部１６Ｂとは、それぞれタイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）に延びるビード状に形成されている。この抑制部材１６には、その厚み方向に貫通する孔部１６Ｅが多数形成されている。孔部１６Ｅがない状態の抑制部材１６の表面積に対する孔部１６Ｅの面積の合計の割合は、５０％以下である。

この変形例では、抑制部材１６に孔部１６Ｅが設けられているので、パンク修理キットを用いる際に、タイヤ内面１０Ａの損傷部（図示せず）へのパンク修理剤（図示せず）の流動が阻害されない。具体的には、抑制部材１６のタイヤ径方向内側（リム１２側）から注入されたパンク修理剤が、孔部１６Ｅを通じて抑制部材１６を通過し、タイヤ内面１０Ａ（図１）の損傷部に到達できる。したがって、パンクによりトレッド２６からタイヤ内面１０Ａに通じた貫通孔（図示せず）をパンク修理剤により塞ぐことができる。このため、タイヤ内面１０Ａに抑制部材１６が設けられていても、パンク修理キットを用いたパンク修理を行うことができる。なお、孔部１６Ｅを、上記実施形態及び他の変形例に適用することも可能である。

（第４変形例）
図６において、抑制部材１６の第４変形例は、タイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）に延びる断面円弧状の部材であり、開断面構造となっている。この抑制部材１６は、円筒をその軸方向に半割した形状と言い換えることもできる。この例では、複数の抑制部材１６がタイヤ周方向（矢印Ｃ方向）に並べて配置される。抑制部材１６において、断面円弧形の部分が凸部１６Ａである。また、抑制部材１６において、断面円弧形の両端部は、タイヤ内面１０Ａへの固定部１６Ｃである。なお、複数の抑制部材１６を連結して一体化してもよい。

（第５変形例）
図７において、抑制部材の第５変形例は、図６に示される第４変形例において、断面円弧形の両端部同士を、底部１６Ｆで互いに連結したものであり、閉断面構造となっている。空間Ｓは、凸部１６Ａと底部１６Ｆとの間に形成されている。底部１６Ｆの少なくとも一部は、タイヤ内面１０Ａへの固定部１６Ｃとなる。タイヤ内面１０Ａと空間Ｓとは、底部１６Ｆで区画されている。このように、タイヤ内面１０Ａが空間Ｓに露出しない構成であってもよい。なお、第４変形例と同様に、複数の抑制部材１６を連結して一体化してもよい。

１０…タイヤ、１０Ａ…タイヤ内面、１２…リム、１４…タイヤ・リム組立体、１６…抑制部材、１６Ａ…凸部、１６Ｅ…孔部、１８…タイヤ骨格部材、Ｈ…最大高さ寸法、Ｓ…空間

Claims (7)

1. 空洞共鳴を抑制するための抑制部材がタイヤ内面に固定され、
   前記抑制部材は、前記タイヤ内面よりタイヤ径方向内側に凸となる凸部を有し、
   前記凸部と前記タイヤ内面との間に空間が設けられている空気入りタイヤ。
2. タイヤ径方向における前記抑制部材の最大高さ寸法は、タイヤ断面高さの５０％以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記抑制部材は、シート状の部材からなる請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記抑制部材には、その厚み方向に貫通する孔部が形成されている請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記抑制部材は、樹脂からなる請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 樹脂材料で構成されたタイヤ骨格部材を有する請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. リムと、
   前記リムに装着された請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の空気入りタイヤと、
   を有するタイヤ・リム組立体。