JP2019098717A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減可能な空気入りタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】トレッド部内面１３ａに取り付けられる板状部材２と、板状部材２とトレッド部内面１３ａとの間の空間２１に配置され且つ板状部材２を支持可能な支持部材２０と、を有し、板状部材２のうちタイヤ周方向ＣＤに間隔を空けた２箇所（２ａ、２ｂ）が少なくともトレッド部内面１３ａに取り付けられた空気入りタイヤを製造する。製造方法は、板状部材２を切り取らないカットにより板状部材２に複数のスリット３０を形成するステップと、トレッド部内面１３ａに取り付けられる２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に沿って板状部材２を引き延ばすことにより複数のスリット３０を開いた状態にし、板状部材２をトレッド部内面１３ａに取り付けるステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、トレッド部内面に板状部材を取り付けることにより、空洞共鳴音を低減し得る空気入りタイヤの製造方法に関する。

車両が荒れた路面を走行したり、路面の継ぎ目を乗り越えたりすると、車内にロードノ
イズと呼ばれる騒音が発生することがある。ロードノイズは、タイヤが関係する騒音の一
つであり、路面の凹凸が入力となってタイヤが加振されると、その振動によってタイヤ内
部での空洞共鳴音が励起され、車内での騒音を引き起こす。

特許文献１に開示された空気入りタイヤは、タイヤ周方向に間隔を空けた２箇所がトレッド部内面に取り付けられる板状部材と、板状部材とトレッド部内面との間の空間に配置され板状部材を支持可能な支持部材と、を有する。板状部材は貫通孔を有する。

特開２０１６−９４１６３号公報

上記板状部材に貫通孔を形成するためには、例えばフィルム状の樹脂シートである板状部材にパンチングなどのカッティングで貫通孔を形成することが考えられる。しかしながら、カッティングで板状部材を切除して貫通孔を形成すると、切除したものを回収する作業が必要となり、製造コストが増大してしまう。また、切除した部分は破棄することになる。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、製造コストを低減可能な空気入りタイヤの製造方法を提供することである。

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本開示の空気入りタイヤの製造方法は、
トレッド部内面に取り付けられる板状部材と、前記板状部材と前記トレッド部内面との間の空間に配置され且つ前記板状部材を支持可能な支持部材と、を有し、前記板状部材のうちタイヤ周方向に間隔を空けた２箇所が少なくとも前記トレッド部内面に取り付けられた空気入りタイヤの製造方法であって、
前記板状部材を切り取らないカットにより板状部材に複数のスリットを形成するステップと、
前記トレッド部内面に取り付けられる前記２箇所を結ぶ方向に沿って前記板状部材を引き延ばすことにより前記複数のスリットを開いた状態にし、前記板状部材をトレッド部内面に取り付けるステップと、を含む。

このように、板状部材を切り取らないカットにより板状部材に複数のスリットを形成するので、カットにより切除される部分がなく、回収する作業コストを無くすことができる。それでいて、板状部材を引き延ばすことにより複数のスリットを開いた状態にするので貫通孔を形成でき、貫通孔による空洞共鳴音を低減させる効果を確保可能となる。
したがって、製造コストを低減した空気入りタイヤの製造方法を提供することが可能となる。

本開示の空気入りタイヤの一例を示す斜視図 空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図 空気入りタイヤのタイヤ周方向断面図 板状部材を拡大して示す拡大断面図 トレッド部内面に取り付けていない板状部材を示す平面図 トレッド部内面に取り付けていない他の実施例の板状部材を示す平面図 板状部材を引き延ばした状態を示す平面図

＜空気入りタイヤ＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、空気入りタイヤの一例を示す斜視図である。図２Ａは、空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図の一例である。図２Ｂは、空気入りタイヤのタイヤ周方向断面図の一例である。ここで、Ｈはタイヤ断面高さを示している。なお、タイヤ断面高さＨは、タイヤ子午線断面において、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧を充填した状態で、ノミナルリム径からトレッド表面までの高さである。

空気入りタイヤ１は、図１及び図２Ａに示されるように、一対の環状のビード部１１と、そのビード部１１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部１２と、そのサイドウォール部１２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部１３とを備えている。

空気入りタイヤ１は、トレッド部内面１３ａに取り付けられた板状部材２を備える。板状部材２は、タイヤ周方向ＣＤに間隔を空けて配置される２つの取付部２ａ，２ｂにてトレッド部内面１３ａに取り付けられている。板状部材２は、２つの取付部２ａ，２ｂの間でタイヤ径方向内側へ向かって凸となるように湾曲しており、隣り合う２つの取付部２ａ，２ｂ間でトレッド部内面１３ａとの間に空間２１を有する。

本実施形態では、板状部材２の両端にそれぞれ取付部２ａ，２ｂが配置されているが、取付部２ａ，２ｂは必ずしも板状部材２の両端に配置される必要はない。取付部２ａ，２ｂが板状部材２の両端から内側に所定距離離れた位置にあってもよい。また、１枚の板状部材２に対し、取付部を少なくとも２つ配置すればよく、３つ以上の取付部を配置してもよい。

板状部材２には、空間２１に向かって貫通する貫通孔３が形成されている。貫通孔３は、１個でもよいが、本実施形態のように複数個形成されているのが好ましい。なお、貫通孔３の貫通方向は、板状部材２の板面に対して垂直である必要はなく、貫通孔３が空間２１の外部から内部へ貫通すればよい。

ここで、貫通孔３による空洞共鳴音の減衰効果について説明する。音が貫通孔３を通過する際、媒質としての空気と貫通孔３の内壁面との摩擦によって空洞共鳴音が減衰する（粘性減衰）。また、音が貫通孔３を通過すると、通過によって発生する渦による圧力損失によって空洞共鳴音が減衰する（圧力損失減衰）。そのため、貫通孔３が形成された板状部材２をトレッド部内面１３ａに取り付けることで、タイヤ内の音が貫通孔３を通過するため、空洞共鳴音を減衰させて低減することができる。

さらに、音が貫通孔３を通過する際の粘性減衰と圧力損失減衰には、空気の粒子速度が関係しており、粒子速度が大きい部位に貫通孔３を配置するほど空洞共鳴音の減衰に効果的である。さらに，空気の流れが速度に上乗せされるため、回転するタイヤにおいて、空気の流れが有る場所に貫通孔３を配置するのが好ましい。

図３は、貫通孔３が形成された板状部材２を拡大して示す拡大断面図である（ただし、後述する支持部材は図示していない）。タイヤ内の空気の流れを矢印で示している。タイヤ内には路面との接地によるタイヤの変形により発生する空気の流れＳｒと、変形の復元によって発生するタイヤ周方向ＣＤの空気の流れＳｃが存在する。トレッド部内面１３ａを覆うように板状部材２を配置することで、路面からの入力によって発生する音とタイヤ径方向の空気流れＳｒが貫通孔３を通過するため、空洞共鳴音を効果的に低減できる。さらに、板状部材２をタイヤ径方向内側へ向かって凸となるように湾曲させて取り付けることで、タイヤ周方向ＣＤに伝達する音とタイヤ周方向ＣＤの空気流れＳｃが貫通孔３を通過するため、空洞共鳴音を効果的に低減できる。

また、空気の流れはトレッド部内面１３ａに近いほど速く、そのため、本発明では、貫通孔３が形成された板状部材２をトレッド部内面１３ａに取り付けている。

空間２１には、板状部材２を支持可能な支持部材２０が配置されている。板状部材２は、重量増加を抑制するためには板厚を薄くすることが好ましいが、板厚を薄くすると、タイヤが高速度で回転する場合に、遠心力により板状部材２がトレッド部内面１３ａに押し潰されて貫通孔３が閉塞され、貫通孔３による空洞共鳴音の低減効果が得られない、もしくは低下するおそれがある。一方、板状部材２を厚くしたり、硬くしたりすることで板状部材２の変形を抑えることができるが、重量が増加したり、タイヤの変形への追従性が阻害されたりするため、他性能や耐久面への悪影響の懸念がある。本発明によれば、空間２１に支持部材２０を配置することで、板状部材２が押し潰されるのを防ぐことができるため、低速度〜中速度のみならず高速度においても空洞共鳴音を低減することができる。

支持部材２０は、多孔質材料で形成されていることが好ましい。これにより、支持部材２０による重量増加を抑制しつつ、支持部材２０自体の吸音効果を得ることができる。ここで、多孔質材料とは、例えば、スポンジ、不織布等である。多孔質材料としては、これらに限定されないが、軟質ポリウレタンフォームからなるスポンジが好ましく用いられる。また、多孔質材料として不織布を用いる場合には、不織布を丸めたり、折り畳んだりすることで支持部材２０を形成する。

本実施形態の支持部材２０は、タイヤ幅方向ＷＤに沿って延びる筒状となっている。支持部材２０が筒状の場合、内部に空気層が形成されるため、多孔質材料からなる支持部材２０を通過する音を吸音する効果が高くなる。ただし、支持部材２０の形状は、板状部材２を遠心力に抗して支持可能な形状であれば特に限定されず、中実の柱状等でもよい。また、支持部材２０は、板状部材２のタイヤ幅方向全体を支持する必要はなく、板状部材２の少なくとも一部を支持することができる形状であればよい。

また、支持部材２０の形状は円筒状が特に好ましい。支持部材２０が円筒状の場合、あらゆる角度からの音に対して吸音効果を発揮できる。ただし、支持部材２０の断面形状は、円形のほか、三角形、四角形等の多角形でもよい。

支持部材２０は、板状部材２とトレッド部内面１３ａとにより挟持されていることが好ましい。支持部材２０が上記のような多孔質材料で形成されている場合、支持部材２０の高さを板状部材２とトレッド部内面１３ａとの間隔よりも高くし、支持部材２０を圧縮した状態で配置すればよい。ただし、支持部材２０の高さは、板状部材２とトレッド部内面１３ａとの間隔よりも低くしてもよく、この場合、支持部材２０は接着剤や粘着テープ等でトレッド部内面１３ａに固定される。

板状部材２の板厚は、０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．５〜２ｍｍがより好ましい。板状部材２の板厚を０．１ｍｍよりも薄くすると、板状部材２による空洞共鳴音の低減効果が小さくなる。一方、板状部材２の板厚を１０ｍｍよりも厚くすると、板状部材２によってトレッド部内面１３ａの局所的な重量増となり、高速ユニフォミティの悪化やそれに伴う振動、乗り心地が悪化する傾向にある。

板状部材２のタイヤ赤道におけるトレッド部内面１３ａからの最大高さＨｐは、タイヤ断面高さＨの１／１０（または１０ｍｍ）以上であることが好ましい。板状部材２の最大高さＨｐをタイヤ断面高さＨの１／１０（または１０ｍｍ）より低くすると、板状部材２による空洞共鳴音の低減効果が小さくなる。一方、板状部材２の最大高さＨｐは、タイヤ断面高さＨの１／２以下であることが好ましい。板状部材２の最大高さＨｐをタイヤ断面高さＨの１／２より高くすると、リム組み付け時に板状部材２がリムフランジ等と接触して故障のおそれがある。

板状部材２のタイヤ幅方向ＷＤの幅Ｗｐは、接地幅Ｗの３０〜１２０％であることが好ましい。板状部材２の幅Ｗｐを接地幅Ｗの３０％より狭くすると、空洞共鳴音の低減効果が小さくなる。一方、板状部材２の幅Ｗｐを接地幅Ｗの１２０％より広くすると、接地の際の変形によりサイドウォール内面との接触や曲面への追従性の悪化が懸念され、故障の原因となる可能性がある。

板状部材２のタイヤ周方向長さＬｐは、接地長の１／２以下であることが好ましく、１／３以下であることがより好ましい。板状部材２のタイヤ周方向長さＬｐは、踏込と蹴出における接地部をカバーするため、接地長を２つ以上に分割できるサイズが好ましい。

板状部材２は、板状もしくはフィルム状の樹脂で形成されている。樹脂としては、ＰＥ
Ｔ、ＰＵ、ＴＰＵ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＥ、ＰＥＮ等の汎用の樹脂が例示される。

板状部材２は、取付部２ａ，２ｂにてトレッド部内面１３ａに取り付けられる。板状部材２は、接着剤や両面テープ等でトレッド部内面１３ａに固定される。このとき、図５に示すように、板状部材２は、クッション層４を介してトレッド部内面１３ａに固定されることが好ましい。クッション層４は、伸縮性を有するクッション層本体４１と、クッション層本体４１の両側の接着剤層４２，４３とで構成されている。これにより、クッション層４中のクッション層本体４１が変形して、タイヤ内周面１３ａの曲面の形状と接地時の変形に追従できるので、板状部材２をトレッド部内面１３ａに安定して固定することができる。

板状部材２の重量は、１５ｇ以下が好ましく、１０ｇ以下がより好ましい。板状部材２の重量はトレッド部内面１３ａの局所的な重量増となり、高速ユニフォミティの悪化やそれに伴う振動、乗り心地が悪化する傾向にある。なお、上記のクッション層４を設ける場合には、板状部材２とクッション層４を合わせた総重量を２０ｇ以下とするのが好ましく、１５ｇ以下とするのがより好ましい。

＜空気入りタイヤの製造方法＞
上記空気入りタイヤの製造方法を説明する。図４Ａは、トレッド部内面１３ａに取り付けていない板状部材２を示す平面図である。図４Ａに示すように、板状部材２を切り取らないカットにより板状部材２に複数のスリット３０を形成する。板状部材２の一部を切り取ってしますと、その除去作業が必要になるからである。スリット３０は、板状部材２の厚み方向に貫通している。本実施形態では、スリット３０の形状は、直線状であるがこれに限定されない。スリット３０の形状は、例えば曲線状、ジグザグ状、直線状、又はこれらを複合した形状でもよい。

本実施形態では、図４Ａに示すように、スリット３０は、トレッド部内面１３ａに取り付けられる２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に対して、直交する方向に延びているが、これに限定されない。例えば、スリット３０は、トレッド部内面１３ａに取り付けられる２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に対して、交差していてもよい。

スリット３０の配置について、図４Ａに示すように、複数のスリットは、千鳥状に配置されている。千鳥状配置は、複数のスリットが複数行及び複数列に配置されており、隣接する行及び列に属するスリットの位置が互いにオフセットしていることを意味する。

勿論、図４Ｂに示すように、複数のスリットが、行及び列が整列したマトリックス状に配置されていてもよい。

次に、板状部材２を引き延ばす。図５は、板状部材２を引き延ばした状態を示す平面図である。図５に示すように、トレッド部内面１３ａに取り付けられる２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に沿って板状部材２を引き延ばすことにより複数のスリット３０を開いた状態にし、スリット３０が開いた状態を保ったまま板状部材２をトレッド部内面１３ａに貼り付ける。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法は、トレッド部内面１３ａに取り付けられる板状部材２と、板状部材２とトレッド部内面１３ａとの間の空間２１に配置され且つ板状部材２を支持可能な支持部材２０と、を有し、板状部材２のうちタイヤ周方向ＣＤに間隔を空けた２箇所（２ａ、２ｂ）が少なくともトレッド部内面１３ａに取り付けられた空気入りタイヤの製造方法である。板状部材２を切り取らないカットにより板状部材２に複数のスリット３０を形成するステップと、トレッド部内面１３ａに取り付けられる２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に沿って板状部材２を引き延ばすことにより複数のスリット３０を開いた状態にし、板状部材２をトレッド部内面１３ａに取り付けるステップと、を含む。

このように、板状部材２を切り取らないカットにより板状部材２に複数のスリット３０を形成するので、カットにより切除される部分がなく、回収する作業コストを無くすことができる。それでいて、板状部材２を引き延ばすことにより複数のスリット３０を開いた状態にするので貫通孔３を形成でき、貫通孔３による空洞共鳴音を低減させる効果を確保可能となる。
したがって、製造コストを低減した空気入りタイヤの製造方法を提供することが可能となる。

本実施形態では、複数のスリット３０のうち少なくとも一部のスリット３０は、２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に対して、交差する方向に延びている。

この構成によれば、板状部材２を引き延ばすことによるスリット３０の開き度合を大きくすることができる。

本実施形態では、複数のスリット３０のうち少なくとも一部のスリット３０は、２箇所（２ａ、２ｂ）を結ぶ方向に対して、直交する方向に延びている。

この構成によれば、板状部材２を引き延ばすことによるスリット３０の開き度合を更に大きくすることができる。

本実施形態では、複数のスリット３０は、千鳥状に配置されている。

スリット３０が千鳥状に配置されることで、板状部材２が更に延びやすくなり、スリット３０の開き度合を大きくすることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１３ａ トレッド部内面
２ 板状部材
２０ 支持部材
３０ スリット

Claims (4)

1. トレッド部内面に取り付けられる板状部材と、前記板状部材と前記トレッド部内面との間の空間に配置され且つ前記板状部材を支持可能な支持部材と、を有し、前記板状部材のうちタイヤ周方向に間隔を空けた２箇所が少なくとも前記トレッド部内面に取り付けられた空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記板状部材を切り取らないカットにより板状部材に複数のスリットを形成するステップと、
   前記トレッド部内面に取り付けられる前記２箇所を結ぶ方向に沿って前記板状部材を引き延ばすことにより前記複数のスリットを開いた状態にし、前記板状部材をトレッド部内面に取り付けるステップと、を含む、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記複数のスリットのうち少なくとも一部のスリットは、前記２箇所を結ぶ方向に対して、交差する方向に延びている、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記複数のスリットのうち少なくとも一部のスリットは、前記２箇所を結ぶ方向に対して、直交する方向に延びている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記複数のスリットは、千鳥状に配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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