JP2022137927A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤ内腔面にシーラント層及び制音体が配された空気入りタイヤにおいて、異物がトレッド部に貫通した場合でも十分なエアシール性能を発揮させる。【解決手段】トレッド部2を含む空気入りタイヤである。トレッド部2のタイヤ内腔面1iに配されたシーラント層10と、シーラント層10のタイヤ半径方向の内側に配された多孔質状の制音体11と、シーラント層10と制音体11との間に配され、かつ、シーラント液が制音体11に浸透するのを防ぐバリア部12とを含む。バリア部12の強度は、2~25(N)である。【選択図】図2
Description
本発明は、空気入りタイヤに関する。
下記特許文献1には、トレッド部の内周面にパンク防止用のシーラント層を有し、かつ、前記シーラント層の内周面にスポンジ材からなる制音体が接着された空気入りタイヤが提案されている。この空気入りタイヤは、前記シーラント層及び前記制音体によって、パンクシール性能及びロードノイズ低減性能を発揮している。
上述のような空気入りタイヤでは、時間の経過とともに、シーラント液が制音体に浸透し、制音体自らが粘着性を有することがある。このような場合、釘等の異物がトレッド部を貫通して制音体に達すると、制音体が破断しやすくなる傾向がある。そして、異物がトレッド部から引き抜かれる際には、制音体の破片がシーラント液とともにトレッド部の貫通孔に入り込み、シーラント液によるエアシール性能を低下させるという問題があった。
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、タイヤ内腔面にシーラント層及び制音体が配された空気入りタイヤにおいて、異物がトレッド部に貫通した場合でも十分なエアシール性能を発揮させることを主たる課題としている。
本発明は、トレッド部を含む空気入りタイヤであって、前記トレッド部のタイヤ内腔面に配された粘着性を有するシーラント液を含むシーラント層と、前記シーラント層のタイヤ半径方向の内側に配された多孔質状の制音体と、前記シーラント層と前記制音体との間に配され、かつ、前記シーラント液が前記制音体に浸透するのを防ぐバリア部とを含み、前記バリア部の強度は、2~25(N)である。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部は、前記制音体の表面が非多孔質化されたものであるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記表面は、被熱処理面であるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部は、粘着テープであるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部は、樹脂フィルムであるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記制音体は、接着剤を介して前記バリア部と密着しているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記制音体の比重は、20~80kg/m3であるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記制音体の厚さは、25~40mmであるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記制音体のタイヤ軸方向の長さは、前記シーラント層のタイヤ軸方向の長さの60%以上であるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記制音体のタイヤ軸方向の長さは、前記シーラント層のタイヤ軸方向の長さの100%未満であるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部の厚さは、0.05~0.20mmであるのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部は、前記制音体のタイヤ軸方向の側面を覆っているのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部は、前記制音体のタイヤ半径方向の内周面を覆っていないのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バリア部は、前記制音体のタイヤ半径方向の内周面の一部を覆っているものでも良い。
本発明の空気入りタイヤは、上記の構成を採用したことによって、異物がトレッド部に貫通した場合でも十分なエアシール性能を発揮することができる。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。図1は、本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」という場合がある。)1の正規状態におけるタイヤ子午線断面図である。本実施形態では、好ましい態様として、乗用車用の空気入りタイヤ1が示される。但し、本発明は、例えば、自動二輪車用や重荷重用の空気入りタイヤ1として採用されても良い。
前記「正規状態」とは、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。各種の規格が定められていないタイヤの場合、前記正規状態は、タイヤの使用目的に応じた標準的な使用状態であって車両に未装着かつ無負荷の状態を意味する。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、前記正規状態で測定された値である。
「正規リム」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ているリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば"Measuring Rim" である。
「正規内圧」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 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。
図1に示されるように、本実施形態のタイヤ1の内部には、カーカス6やベルト層7等、従来のタイヤ構成部材が配されている。これらタイヤ構成部材には、公知の態様が適宜採用され得る。
カーカス6は、一方側のビード部4から、一方側のサイドウォール部3、トレッド部2、他方側のサイドウォール部3を経て、他方側のビード部4に至る。また、カーカス6は、少なくとも1枚、本実施形態では2枚のカーカスプライ6Aを有する。カーカスプライ6Aは、例えば、カーカスコードの配列体がトッピングゴムで被覆されて形成されている。カーカスコードは、例えば、タイヤ周方向に対して75~90°の角度で配されている。カーカスコードには、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維等の有機繊維が適用される。
カーカスプライ6Aは、例えば、本体部6aと折返し部6bとを含んでいる。本体部は、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビードコアに至る。折返し部6bは、本体部6aに連なり、ビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向外側に延びている。
ベルト層7は、トレッド部2においてカーカス6のタイヤ半径方向外側に配されている。ベルト層7は、少なくとも1枚のベルトプライを含み、本実施形態のベルト層7は、2枚のベルトプライ7A、7Bで構成されている。ベルトプライ7A、7Bは、例えば、ベルトコードの配列体がトッピングゴムで被覆されて形成されている。
図2には、トレッド部2の拡大図が示されている。図2に示されるように、本発明のタイヤ1は、トレッド部2のタイヤ内腔面1iに、自己修復型のシーラント層10が配されている。シーラント層10は、粘着性を有するシーラント液を含む。シーラント層10は、例えば、トレッド部2に釘等の異物が刺さって貫通孔が発生した場合に、これを塞ぐように固まり、タイヤから空気が抜けるのを防ぐことができる。
本発明のタイヤ1は、シーラント層10のタイヤ半径方向内側に、多孔質状の制音体11が配されている。この制音体11は、走行中のタイヤの内部において、空気の振動を吸収でき、タイヤが発生するノイズを低減するのに役立つ。
本発明のタイヤ1は、シーラント層10と制音体11との間に配され、かつ、シーラント液が制音体11に浸透するのを防ぐバリア部12を含む。また、バリア部12の強度は、2~25(N)である。
バリア部12の強度は、JIS1707に規定された突刺し強さ試験で測定される強度を意味する。すなわち、前記強度は、試験片をジグで固定し、直径1.0mm、先端形状半径0.5mmの半円形の針を試験速度50±5mm/minで突き刺したときの、針が貫通するまでの最大力(N)である。
本発明のタイヤ1は、上記の構成を採用したことによって、異物がトレッド部2に貫通した場合でも十分なエアシール性能を発揮できる。その理由としては、以下のメカニズムが推察される。
一般に、タイヤ内腔面にシーラント層及び制音体が配されたタイヤは、通常走行時のノイズを低減し、かつ、トレッド部2に異物が刺さった場合には、エアシール性能を発揮することができる。しかしながら、従来では、シーラント液が制音体に浸透し、制音体が部分的に破断し易いという問題があった。また、制音体が破断すると、トレッド部に貫通孔が発生したときに、制音体の破片が前記貫通孔に入り込み、エアシール性能が低下するという問題があった。
本発明のタイヤ1は、上述のバリア部12を備えているため、シーラント液が制音体11に浸透するのを効果的に防ぎ、上述の不具合を抑制することができる。また、バリア部12の強度が2N以上と規定されているため、バリア部12が十分な耐久性を有し、長期に亘ってエアシール性能を維持できる。また、バリア部12の強度が25N以下と規定されているため、バリア部12が適度な柔軟性を有する。したがって、タイヤ内腔面1iが変形しても、バリア部12が制音体11に追従し易く、バリア部12の剥離を抑制し、制音体11にシーラント液が浸透するのを確実に抑制することができる。また、柔軟性を有するバリア部12は、タイヤ製造時の加工性に優れており、生産時の不良率の低減にも寄与し得る。
以下、本実施形態のさらに詳細な構成が説明される。なお、以下で説明される各構成は、本実施形態の具体的態様を示すものである。したがって、本発明は、以下で説明される構成を具えないものであっても、上述の効果を発揮し得るのは言うまでもない。また、上述の特徴を具えた本発明のタイヤに、以下で説明される各構成のいずれか1つが単独で適用されても、各構成に応じた性能の向上は期待できる。さらに、以下で説明される各構成のいくつかが複合して適用された場合、各構成に応じた複合的な性能の向上が期待できる。なお、以下で説明される各部の寸法は、タイヤがリム組みされず、かつ、2つのビードコア間の距離が前記正規状態と同じとされ、しかも、無負荷の状態における寸法を指すものとする。
シーラント層10は、例えば、トレッド部2の内腔面に配されているが、一部がサイドウォール部3(図1に示す)の内腔面に配されても良い。これにより、エアシール性能がより一層向上する。
シーラント層10の厚さは、例えば、1.0~5.0mmであり、望ましくは2.0~4.0mmである。但し、シーラント層10の厚さは、このような範囲に限定されるものではない。
シーラント液を構成するゴム組成物の主成分として、例えば、ブチル系ゴムが用いられる。シーラント液中の液状ポリマーとして、液状ポリブテン、液状ポリイソブテン等が用いられる。シーラント液中の硬化剤としては、例えば、有機過酸化物が用いられる。但し、このような態様に限定されるものではなく、シーラント層10に含まれるシーラント液には、公知の材料が適宜採用され得る。
制音体11は、例えば、トレッド部2のタイヤ軸方向の中央部に配されている。本実施形態の制音体11は、矩形状の断面形状を有し、かつ、一定の断面形状でタイヤ全周に亘って延びている。但し、制音体11は、このような態様に限定されるものではない。本発明では、例えば、タイヤ内腔面1iに、タイヤ周方向又はタイヤ軸方向に離れた複数の制音体11が配されるものでも良い。また、制音体11の断面形状についても、種々の態様が採用され得る。
制音体11のタイヤ軸方向の長さL2は、例えば、60~100mmであり、望ましくは70~90mmである。望ましい態様では、制音体11の前記長さL2は、シーラント層10のタイヤ軸方向の長さL1の100%未満とされる、また、制音体11の前記長さL2は、シーラント層10の前記長さL1の60%以上であるのが望ましい。これにより、ノイズ性能とエアシール性能とがバランス良く向上する。
制音体11の厚さt1が小さい場合、制音体11が破損し易くなり、エアシール性能が低下するおそれがある。制音体11の厚さが過度に大きい場合、ノイズ性能の向上が飽和する一方、タイヤ重量が増加するおそれがある。このような観点から、制音体11の厚さt1は、例えば、25~50mmであり、望ましくは30~40mmである。
制音体11の比重が過度に小さいと、その耐久性が低下するおそれがある。制音体11の比重が過度に大きいと、タイヤ重量が増加するおそれがある。このような観点から、制音体11の比重は、例えば、20~80kg/m3であり、望ましくは30~50kg/m3である。但し、制音体11は、このような態様に限定されるものではない。
バリア部12は、種々の態様により構成される。本実施形態のバリア部12は、例えば、樹脂フィルムで構成されている。樹脂フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、PET及びポリスチレンが挙げられる。他のバリア部12の材料として、不織布が採用されても良い。
本実施形態では、制音体11が接着剤を介して樹脂フィルムからなるバリア部12と密着している。接着剤としては、ゴム系、ウレタン樹脂系又は変性シリコーン樹脂系の接着材が好適に用いられる。また、他の態様では、制音体11が、ゴム系、アクリル系又はシリコーン系の粘着剤によってバリア部12に密着するものでも良い。
別の実施形態では、バリア部12として粘着テープが用いられても良い。すなわち、制音体11が粘着テープを介してシーラント層10貼り付けられる態様でも良い。このような態様は、粘着テープの芯材(樹脂フィルムや不織布)が上述の浸透を抑制でき、同様の効果が得られる。
バリア部12は、制音体11の表面が非多孔質化されたものであっても良い。この態様では、バリア部12の材料として制音体11を使用できるため、タイヤの製造コストを低減することができる。制音体11の表面を非多孔質化する方法としては、加熱処理や、薬剤処理することが挙げられる。すなわち、制音体11の表面が、被熱処理面や、被薬品処理面とされることで、非多孔質化されても良い。
上述の浸透を確実に抑制する観点から、バリア部12のタイヤ軸方向の長さL3は、制音体11の外周面のタイヤ軸方向の長さより大きいのが望ましい。これにより、タイヤの回転の遠心力によって制音体11が変形した場合でも、制音体11がシーラント層10に接触するのを防ぐことができる。また、後述されるように、制音体11の側面等、他の部分にバリア部12が配されても良い。
バリア部12の強度は、望ましくは5N以上、より望ましくは10N以上であり、望ましくは20N以下、より望ましくは15N以下である。バリア部12の厚さt2は、例えば、0.05~0.20mmであり、望ましくは0.10~0.15mmである。これにより、エアシール性能がさらに向上し得る。
図3には、本発明の他の実施形態の制音体11及びバリア部12の拡大図が示されている。図3に示されるように、この実施形態のバリア部12は、シーラント層10と制音体11との間のみならず、制音体11のタイヤ軸方向の側面の全体と、制音体11の内周面11iの一部を覆うように配されている。このようなバリア部12は、制音体11の側面の破損を抑制し、エアシール性能を向上させる。
制音体11の振動吸収性能を確保しつつ、上述の効果を発揮するために、制音体11の内周面11iに配されたバリア部12の面積は、制音体11の内周面11iの全体(バリア部12に覆われた部分を含む)の面積の50%以下であり、望ましくは5%~25%とされる。
図4には、本発明のさらに他の実施形態の制音体11及びバリア部12の拡大図が示されている。図4に示されるように、この実施形態のバリア部12は、シーラント層10と制音体11との間、及び、制音体11のタイヤ軸方向の側面の全体を覆うように配されている。一方、この実施形態のバリア部12は、制音体11の内周面11iを覆っていない。この実施形態では、制音体11の側面の破損を抑制しつつ、制音体11の振動吸収面を大きく確保できる。
以上、本発明の一実施形態の空気入りタイヤが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
図1の基本構造を有し、かつ、表1~2の仕様に基づいたサイズ215/55R17の空気入りタイヤが製造された。また、比較例として、バリア部を有しない空気入りタイヤが試作された。比較例のタイヤは、上記の事項を除き、実施例のタイヤと実質的に同じである。また、シーラント層の厚さは、いずれのテストタイヤも3.0mmである。また、前記シーラント層のタイヤ軸方向の長さは、いずれのテストタイヤも186mmである。これらのテストタイヤについて、エアシール性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム:17×7.5J
タイヤ内圧:250kPa
装着リム:17×7.5J
タイヤ内圧:250kPa
<エアシール性能>
テストタイヤをドラム試験機上で縦荷重4.6kNを負荷させて200km/hの速度で1時間走行させた。その後、トレッド部に釘(直径5.0mm)が50本打ち込まれた、これらの釘が除去された後、シーラント層によるエアシール効果が発揮された箇所(空気漏れが止まった箇所)の数が測定された。結果は、前記数が大きい程、優れたエアシール性能が発揮されていることを示す。
テストの結果が表1~2に示される。
テストタイヤをドラム試験機上で縦荷重4.6kNを負荷させて200km/hの速度で1時間走行させた。その後、トレッド部に釘(直径5.0mm)が50本打ち込まれた、これらの釘が除去された後、シーラント層によるエアシール効果が発揮された箇所(空気漏れが止まった箇所)の数が測定された。結果は、前記数が大きい程、優れたエアシール性能が発揮されていることを示す。
テストの結果が表1~2に示される。
表1~2に示されるように、実施例のタイヤは、異物がトレッド部に貫通した場合でも十分なエアシール性能を発揮していることが確認できた。
2 トレッド部
1i タイヤ内腔面
10 シーラント層
11 制音体
12 バリア部
1i タイヤ内腔面
10 シーラント層
11 制音体
12 バリア部
Claims (14)
- トレッド部を含む空気入りタイヤであって、
前記トレッド部のタイヤ内腔面に配された粘着性を有するシーラント液を含むシーラント層と、
前記シーラント層のタイヤ半径方向の内側に配された多孔質状の制音体と、
前記シーラント層と前記制音体との間に配され、かつ、前記シーラント液が前記制音体に浸透するのを防ぐバリア部とを含み、
前記バリア部の強度は、2~25(N)である、
空気入りタイヤ。 - 前記バリア部は、前記制音体の表面が非多孔質化されたものである、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記表面は、被熱処理面である請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記バリア部は、粘着テープである、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記バリア部は、樹脂フィルムである、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記制音体は、接着剤を介して前記バリア部と密着している、請求項5に記載の空気入りタイヤ。
- 前記制音体の比重は、20~80kg/m3である、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記制音体の厚さは、25~40mmである、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記制音体のタイヤ軸方向の長さは、前記シーラント層のタイヤ軸方向の長さの60%以上である、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記制音体のタイヤ軸方向の長さは、前記シーラント層のタイヤ軸方向の長さの100%未満である、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記バリア部の厚さは、0.05~0.20mmである、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記バリア部は、前記制音体のタイヤ軸方向の側面を覆っている、請求項1ないし11のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記バリア部は、前記制音体のタイヤ半径方向の内周面を覆っていない、請求項12に記載の空気入りタイヤ。
- 前記バリア部は、前記制音体のタイヤ半径方向の内周面の一部を覆っている、請求項12に記載の空気入りタイヤ。
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