JP3829147B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤから独立した部材を輪状の弾性固定バンドによりトレッド内面に装着するようにした空気入りタイヤに関する。

タイヤの内部には、例えば、騒音低減用の吸音材を装着したり、空気圧管理用の圧力センサーや温度センサー等を装着することがしばしば行なわれる。これらの部材は、タイヤから独立した部材であるため、タイヤ走行時のタイヤの変形や遠心力等によって、移動したり脱落することが多く、これらを安定した状態に取り付けるためには非常に難しい問題があった。

上述した部材の代表例として、タイヤ内部の空気の振動音を吸収させるための吸音材は、トレッド内面に直接貼りつけると吸音効果が良いことから、トレッド内面に吸音材を付加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、吸音材をタイヤ内面に接着剤などにより取り付ける場合には、タイヤと異なる部材をタイヤ内部に付加させることから、タイヤ転動時のタイヤ変形により接着界面に応力が集中して剥離してしまうことが多い。したがって、その取り付け方法には多くの難題があった。

一方、本件出願人は、上記した課題の対策として、トレッド内面に吸音材を装着するに際して、吸音材を合成樹脂からなる弾性固定バンドの弾性力を利用してトレッド内面に装着させることを提案した（日本国特許出願特願２００２−２８４３２号）。しかしながら、合成樹脂からなる弾性固定バンドは、所望の弾性力（剛性）を得るためには厚さをある程度大きくしなければならず、このように厚さの大きい材料は、曲げ変形を受けると厚さが大きくなるほど表面の応力が大きくなるため、疲労寿命が低下するという問題があった。
日本国特開昭６２−２１６８０３号公報

本発明の目的は、タイヤから独立した部材をトレッド内面に安定的に装着させる耐久性に優れた弾性固定バンドを備えた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明は、上記した目的を達成するため、以下の（１）〜（９）の構成を有する。
（１）タイヤから独立した部材を弾性固定バンドによりタイヤのトレッド内面に装着した空気入りタイヤにおいて、前記弾性固定バンドを、幅１０〜４０ｍｍ、厚さ０．１〜０．５ｍｍの金属からなる帯状体で構成し、かつ前記部材の外周面と該弾性固定バンドの内周面を結合してあるいは前記部材の内周面と該弾性固定バンドの外周面とを結合して、タイヤのトレッド内面に装着してなることを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記帯状体が、引張強さ４００〜１４００ＭＰａの金属材料である上記（１）記載の空気入りタイヤ。
（３）前記弾性固定バンドの外周面をゴムまたは合成樹脂で被覆した上記（１）または（２）記載の空気入りタイヤ。
（４）前記弾性固定バンドの周長をタイヤ中央部の内周長より１０〜５０ｍｍ短くした上記（１）、（２）または（３）記載の空気入りタイヤ。
（５）前記部材が多孔質材料からなる吸音材である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（６）弾性固定バンドの周長が一定長のものである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（７）弾性固定バンドが、該弾性固定バンドの周上の少なくとも１箇所に周長を自動調節する伸縮機構を有するものである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（８）前記伸縮機構が弾性体のバネ機構で構成されている上記（７）記載の空気入りタイヤ。
（９）前記伸縮機構が前記弾性固定バンドの両端部を互いにスライド可能に連結せしめてなるものである上記（７）記載の空気入りタイヤ。

上述した本発明の空気入りタイヤによれば、トレッド内面にタイヤから独立した部材を装着するための弾性固定バンドを金属製にすることにより、その厚さを０．１〜０．５ｍｍの極く薄い状態にすることが可能になったので、タイヤ回転時に繰り返し曲げ変形を受けてもその内外表面の応力を小さくし、疲労寿命を延長するため、弾性固定バンドの耐久性を向上させることができる。

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。各図において共通する構成要素には同一の符合を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の空気入りタイヤを、独立部材として多孔質材料からなる吸音材をトレッド内面に取り付けた場合の実施形態を例示する断面図、図２は図１のＲで囲んだ部分を拡大して示す断面図であり、図１の要部（Ｒで囲んだ部分）を説明するための側面図である。

図１において、空気入りタイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えている。トレッド部１の内面には、吸音材５がタイヤから独立した部材として金属製の弾性固定バンド６により装着されている。

弾性固定バンド６の長手方向の両端部は、互いに連結されて輪状のバンドを形成している。連結の手段は特に限定されないが、互いの両端部を重ねあわせて結束機または封減機等によりシール止めするか、または一対の締結バンドにより連結するとよい。吸音材５と弾性固定バンド６との結合手段も特に限定されるものではなく、吸音材５の種類や形態に応じて、接着剤による結合であってもよく、あるいはボルト等の締結手段による結合であってもよい。

本発明において、弾性固定バンド６は、薄い金属材料の帯状体からなるものであり、幅Ｗが１０〜４０ｍｍ、厚さｔが０．１〜０．５ｍｍとなるように形成されている。金属材料としては、引張強さ４００〜１４００ＭＰａの特性を有するのが好ましく、特にステンレススチールがよい。

このように構成することにより、弾性固定バンド６の弾性力により吸音材５をトレッド内面に、常に安定的に圧着させることができるとともに、弾性固定バンド６はタイヤ転動時に受ける表面応力を極小化して疲労寿命を延ばすことができる。

吸音材５と弾性固定バンド６とのタイヤ径方向の位置関係は特に限定されるものではなく、図３（ａ）に示すように吸音材５をタイヤ内側から弾性固定バンド６によりタイヤ内面に圧着するように配置させるほか、あるいは、図３（ｂ）に示すように吸音材５の外側に配置してもよい。

図３（ｂ）に示すように、弾性固定バンド６が直接タイヤ内面に接するように配置する場合には、金属製の弾性固定バンド６によるタイヤ表面の損傷を防ぐため、弾性固定バンド６のタイヤ内面側の外周面をゴムまたは合成樹脂により被覆するとよい。また、図３（ａ）のように配置する場合であっても、吸音材５の損傷を防ぐために、弾性固定バンド６の外周面をゴムまたは合成樹脂により被覆するとよい。これらのゴムまたは合成樹脂を発泡体で構成すると損傷防止の効果を一層発揮することができる。

また、本発明において、弾性固定バンド６の周長が固定されている場合には、図４に示すようにタイヤが路面Ｇに接地する接地部Ｑにおいてバックリングを起こすことがある。このバックリングにより、吸音材５の保持を不安定にしたり、タイヤ内面に損傷を与える原因となる場合がある。このような現象の発生を防ぐためには、弾性固定バンド６の周長は、トレッド部１の内周面の周長より１０〜５０ｍｍ小さく設定しておくことが好ましい。

このように構成することは、特に、図３（ｂ）に示した態様のように、弾性固定バンド６が吸音材５の外側に配置されていて該弾性固定バンド６とタイヤトレッド１の内面とが接触するような構造である場合に有効である。上述のように弾性固定バンド６の周長を、トレッド部１の内周面の周長より１０〜５０ｍｍ小さく設定した場合には、図５に概略断面図を示したように、弾性固定バンド６とタイヤトレッド１の内面とが接触していない状態となるが、接触していないのは該空気入りタイヤを自動車に装着していないときだけであり、特に問題はない。すなわち、自動車に該空気入りタイヤを装着したときには、空気入りタイヤが自動車重量により一部がへこみ、タイヤトレッド１の内面周長が少し小さくなるので、該弾性固定バンドとタイヤトレッド１の内面とが接して理想的な装着状態が実現できるものである。

なお、上記においては、弾性固定バンド６は、その周長が固定されている場合について説明をしたが、本発明においては、弾性バンド６は、その周長が固定的なものでなく、周長を変更できる構造のものとしてもよいものである。すなわち、特に、弾性固定バンド６の周長を可変とし、吸音材５の周長を調節することにより、多種類の空気入りタイヤに対して共通の吸音材５および弾性固定バンド６を使用することができるようになる。更に、該弾性固定バンド６の周長が微妙に調整されることになるので、吸音材５および弾性固定バンド６を、タイヤＴのトレッド部１の内面の全周にわたって、より適正な状態で装着することができることになり、リム組み時の作業性の障害などになることもない。

特に、このように、弾性固定バンド６の周長を可変とし、吸音材５の周長を調節することができるようにするためには、弾性固定バンドの周上の少なくとも１箇所に周長を自動調節する伸縮機構を設けた弾性固定バンドを使用するのがよい。

その弾性固定バンドの一実施態様例を図６に示して説明すると、例えば、弾性固定バンド６は、前述した本発明にかかる幅と厚さを有する金属の帯状体からなり、同図６に示すように、周上の少なくとも１箇所（図では４箇所）に周長が切り欠かれ、その切り欠き部の間がＵ字形に屈曲した板バネ７ａによって連結されて、弾性固定バンド６の全体が構成されている。このＵ字形の板バネ７ａの部分は、弾性固定バンド６に負荷される力の周方向成分を自動的に吸収する伸縮機構として作用するようになっている。この図６に示した実施態様からなる空気入りタイヤの態様では、図３（ｂ）に示したように、弾性固定バンド６が吸音材５の外周側に配置されているものである。

このような、板バネ７ａからなる伸縮機構としては、図７（ａ）および（ｂ）に例示するようにジグザグ状に折り曲げた板バネ７ｂ、７ｃであってもよい。なお、弾性固定バンド６の周上に形成する伸縮機構の数は特に限定されないが、周上の３〜８箇所に均等に配置するとよい。

上述のように、弾性固定バンド６に伸縮機構７ａ、７ｂ、７ｃを設けたタイヤは、走行時に弾性固定バンド６にバックリング等を生じさせるような外力が作用しても、これを伸縮機構が自動的に吸収するため、弾性固定バンド６の寿命を延長し、かつ吸音材５のトレッド内面への装着を安定化することができる。

図８は、伸縮機構の更に他の実施形態を示す。弾性固定バンド６はその長手方向両端部６ｂ、６ｃが互いに連結冶具７によりスライド可能に連結されている。すなわち、連結冶具７に対して、弾性固定バンド６の一方の端部６ｂが固定され、他方の端部６ｃが矢印方向に自由に摺動するようになっている。弾性固定バンド６の端部６ｃおよび／または連結冶具７の摺動面には、摺動を円滑にするためフッ素系樹脂を被覆したり、潤滑剤を塗布したりするとよい。

このように構成することにより、上述もしたように、バックリング等を与えようとする外力に対して弾性固定バンド６が自動的に伸縮してその力を吸収することができ、弾性固定バンド６の疲労寿命を延長し、かつ吸音材５のトレッド内面への安定装着を可能にすることができるようになる。すなわち、従来は、バックリングにより、吸音材５の保持を不安定にしたり、弾性固定バンド６の疲労寿命を短くするという問題があったのであるが、弾性固定バンドに該弾性固定バンドの周長を自動調節する伸縮機構を設けたタイヤとすれば、そのような問題は軽減することができるものである。

上述した実施形態の説明では、タイヤ内部に装着するタイヤから独立した部材として、多孔質材料からなる吸音材５を例にとり説明をしたが、この部材は、タイヤ内部に独立した部材として装着（収納）されるものであれば何でも良く、特に、吸音材のみに限定されるものではない。例えば、タイヤ空気圧制御のために設ける空気圧センサーや温度センサーなどであってもよいものである。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ産業界で利用することができ、ひいては、自動車産業界で有効に利用されるものである。

図１は、本発明の実施形態としての空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。 図２は、図１のＲで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。 図３（ａ）は、本発明の一実施形態としての、部材を弾性固定バンドにより装着した際の配置関係の例を説明するための側面図である。 図３（ｂ）は、本発明の他の一実施形態としての、部材を弾性固定バンドにより装着した際の配置関係の例を説明するための側面図である。 図４は、タイヤのバックリング現象を説明するための側面図である。 図５は、弾性固定バンド６の周長を、トレッド部１の内周面の周長より１０〜５０ｍｍ小さく設定した場合において、該空気入りタイヤを自動車に装着していないときの状態を概略的に示した概略子午線断面図であり、弾性固定バンド６とタイヤトレッド１の内面とが接触していない状態をあらわしたものである。 図６は、弾性固定バンドの周上の少なくとも１箇所に弾性固定バンドの周長を自動調節する伸縮機構を設けた弾性固定バンドを使用した本発明にかかる空気入りタイヤの一実施態様例を示す側面図である。 図７（ａ）は、図６に示した本発明の一実施態様例において、弾性固定バンドに使用される伸縮機構の他の態様例を示す概略図である。 図７（ｂ）は、図６に示した本発明の一実施態様例において、弾性固定バンドに使用される伸縮機構の他の態様例を示す概略図である。 図８は、図６に示した本発明の一実施態様例において、弾性固定バンドに使用される伸縮機構の更に他の態様例を示す概略図である。

符号の説明

１：トレッド部
２：ビード部
３：サイドウォール部
５：吸音材
６：弾性固定バンド
７ａ、７ｂ、７ｃ：板バネ
７：連結冶具
Ｇ：路面
Ｑ：接地部
Ｔ：タイヤ
ｔ：弾性固定バンドの厚さ
Ｗ：弾性固定バンドの幅

Claims (9)

1. タイヤから独立した部材を弾性固定バンドによりタイヤのトレッド内面に装着した空気入りタイヤにおいて、前記弾性固定バンドを、幅１０〜４０ｍｍ、厚さ０．１〜０．５ｍｍの金属からなる帯状体で構成し、かつ前記部材の外周面と該弾性固定バンドの内周面を結合してあるいは前記部材の内周面と該弾性固定バンドの外周面とを結合して、タイヤのトレッド内面に装着してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記帯状体が、引張強さ４００〜１４００ＭＰａの金属材料である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記弾性固定バンドの外周面をゴムまたは合成樹脂で被覆した請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記弾性固定バンドの周長をタイヤ中央部の内周長より１０〜５０ｍｍ短く設定した請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記部材が多孔質材料からなる吸音材である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 弾性固定バンドの周長が一定長のものである請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 弾性固定バンドが、該弾性固定バンドの周上の少なくとも１箇所に周長を自動調節する伸縮機構を有するものである請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記伸縮機構が弾性体のバネ機構で構成されている請求項７記載の空気入りタイヤ。
9. 前記伸縮機構が前記弾性固定バンドの両端部を互いにスライド可能に連結せしめてなるものである請求項７記載の空気入りタイヤ。

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