JP4865993B2 - 空気入りタイヤとリムとの組立体 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ内腔に、エアーキャップシート材からなる制音シートを配することにより、走行中のロードノイズを低減した空気入りタイヤとリムとの組立体に関する。

タイヤ騒音の一つに、路面を走行した際に、５０〜４００Hzの周波数範囲で「ゴー」という音が生じるいわゆるロードノイズがあり、その主原因として、タイヤ内腔内で起こす空気の共鳴振動（空洞共鳴）が知られている。

そこで近年、タイヤ内腔内に、タイヤ周方向にのびる長尺帯状のスポンジ材からなる制音体を配し、タイヤ内腔内で生じた共鳴音エネルギーを緩和、吸収することにより、空洞共鳴を抑制しロードノイズを低減する技術が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００２−６７６０８号公報 特開２００２−１４４８０９号公報

しかし、スポンジ材は吸水性が高いため、タイヤ保管時やリム組時などにおいて雨水等に濡れて吸水してしまうという恐れが生じる。そして、この吸水状態でリム組みすると、吸水した水が重量バランスに悪影響を与え、タイヤ振動を発生させたり、又吸水した水がタイヤのゴム内に浸透して内部損傷を誘発させる等の問題を招く。そこで、リム組み時には、水を充分に取り除く必要があるが、いったん濡れたスポンジ材を瞬時に乾かすことは容易ではなく、その取り扱いを煩わしいものとしている。

そこで本発明は、スポンジ材に代えて、合成樹脂フィルム間に複数の空気セルを設けたエアーキャップシート材を用いることを基本として、ロードノイズ低減効果を確保しながら、濡れた場合にも拭き取り等によって迅速に乾燥させることができ、取り扱い性を高め、かつ吸水に起因するタイヤ振動やタイヤ内部損傷等の諸問題を確実に防止しうる空気入りタイヤとリムとの組立体を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、空気入りタイヤとこれをリム組みするリムとがなすタイヤ内腔に、制音シートを装着するとともに、該制音シートは、合成樹脂フィルムの積層体からなりかつ少なくとも一方の合成樹脂フィルムに凸状に膨出する多数個の膨出部を形成することにより他方の合成樹脂フィルムとの間に空気セルを設けたエアーキャップシート材からなり、前記制音シートは前記膨出部をタイヤ内腔に向けかつ露出させて、タイヤ側内腔面又はリム側内腔面に取り付けられ、前記制音シートは、帯状をなし、その巾中心線をタイヤ赤道面に沿わせて、タイヤ内腔面に周方向に４以上の回数で周回させた環状体からなり、かつ、前記制音シートは、環状体一周分の周方向の長さLａと巾Ｗａとの積Ｌａ×Ｗａである制音シート面積Ｓａが、前記タイヤの呼び巾Ｗｔと外径Ｄｔと円周率πとの積であるタイヤ呼び巾周面積Ｓｔの６０〜１１５％であり、しかも、前記制音シートは、その巾方向の端縁とリムのフランジ最高高さ点との間の半径方向距離Ｋを３ｃｍ以上であることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記制音シートは、その巾中心線をタイヤ赤道面に沿わせて、タイヤ内腔面に周方向に８以上２０以下の回数で周回させた環状体からなることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記制音シートは、前記空気セルを円柱状とするとともに、その直径ｄを１０〜５０ｍｍ、かつ高さｈを４〜３０ｍｍとしたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記高さｈが１０mm以上であることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記制音シートは、前記空気セルを円柱状とするとともに、その直径ｄを１０〜５０ｍｍ、かつ高さｈを４〜３０ｍｍとしたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、ロードノイズの低減効果を確保しながら、濡れた場合にも拭き取り等によって迅速に乾燥させることができ、取り扱い性を高め、かつ吸水に起因するタイヤ振動やタイヤ内部損傷等の諸問題を確実に防止しうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は本発明の空気入りタイヤとリムとの組立体（以下、単に「組立体」という場合がある）の子午断面図、図２は組立体のタイヤ赤道面に沿った周方向略断面図を示している。

図１において、本実施形態の組立体１は、空気入りタイヤ２（単にタイヤ２という場合がある）と、これをリム組みするリム３とがなすタイヤ内腔４に、制音シート５を装着している。

前記リム３は、タイヤ２を嵌着する環状のリム本体３ａと、このリム本体３ａを支持しかつ車軸に固定するディスク３ｂとを具える周知構造をなし、本例では、正規リムを採用した場合を例示している。なお「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、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。

また前記タイヤ２は、そのビード部２ａを前記リム本体３ａのフランジに密着させてリム組みされる例えば乗用車用ラジアルタイヤであって、タイヤ内腔４を囲む内腔面４Ｓのうちのタイヤ側内腔面４Ｓ１を、低空気透過性ゴムからなる所謂インナーライナゴムで形成したチューブレス構造を具える。これにより、タイヤ２は、前記リム本体３ａとで気密なタイヤ内腔４を形成する。

そして前記タイヤ内腔４内には、エアーキャップシート材６からなる制音シート５を装着している。このエアーキャップシート材６は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば梱包・包装用材などとして知られる合成樹脂フィルム７の積層体であって、少なくとも一方の合成樹脂フィルム７ａに、凸状に膨出する多数個の膨出部８を設けることにより、他方の合成樹脂フィルム７ｂとの間に、前記膨出部８をなす空気セル９を形成している。

このようなエアーキャップシート材６は、多数個の空気セル９を有するため、スポンジ材と同様クッション性に冨み、優れた防振・吸音性を発揮できる。しかも、エアーキャップシート材６は、少なくと一方の表面を、空気セル９の膨出部８が膨出する凹凸面Ｓｓとしているため、音を乱反射させて攪乱するなど反射防止（攪乱）効果にも優れる。従って、前記防振・吸音性との相乗作用によって、タイヤ内腔４内で生じる共鳴音エネルギーを効果的に抑えることができ、ロードノイズを低減することが可能となる。

他方、エアーキャップシート材６は、その空気セル９が密封されているため、吸水性がない。従って、例えばタイヤ保管時やリム組時などにおいて雨水等に濡れてしまった場合にも、拭き取り等によって迅速かつ簡単に乾燥させることができ、その取り扱い性を高めうるとともに、吸水に起因するタイヤ振動やタイヤ内部損傷等の諸問題を確実に防止できる。

なお、前記合成樹脂フィルム７としては、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ナイロン等の防水性を有する種々の熱可塑性樹脂フィルムが採用できる。又形成する空気セル９の形状も、例えば円柱状体、四角形，五角形等の多角形の角柱状体、半球状等の非柱状体、或いは不定型な形状であってもよいが、強度及び市場での入手の容易性等の観点から、本例の如き円柱状体のものが好適に採用しうる。

ここで、前記エアーキャップシート材６からなる制音シート５では、その防振・吸音効果や反射防止（攪乱）効果を広範囲に亘って発揮させるために、タイヤ周方向にのびる長尺帯状に形成するのが好ましい。

このとき制音シート５は、ロードノイズ低減効果の観点からは、前記内腔面４Ｓに取り付ける必要はないが、走行状態において前記制音シート５が内腔面４Ｓと擦れて損傷を受けるのを防止するために、或いはリム組み前の状態においてタイヤを移動させる際などに、制音シート５がタイヤから外れて汚損や損傷を受けるのを防止するために、前記制音シート５を内腔面４Ｓに取り付けることが好ましい。その際、制音シート５の巾中心線をタイヤ赤道面に沿わせた対称配置とするのが望ましい。

又前記取り付け手段としては、接着材を用い、前記制音シート５をタイヤ側内腔面４Ｓ１又はリム側内腔面４Ｓ２に貼着することができる。接着材としては、合成ゴムを主成分としてトルエン等の有機溶剤で溶解した溶液型、及び水に分散させたラテックス型などの合成ゴム系の液状接着剤が使用しうるが、接着作業性の観点から、アクリル系粘着材、シリコン系粘着材、及びポリエーテルやポリウレタン系粘着材を粘着層に用いた両面テープが好適できる。又他の取り付け手段としては、図４に概念的に示すように、該制音シート５を、タイヤ側内腔面４Ｓ１又はリム側内腔面４Ｓ２に沿って周回せしめ、その周方向端部５ｅを制音シート５本体に接着テープなどで連結した環状体とすることもできる。

何れの場合にも、前記凹凸面Ｓｓによる音の反射防止（攪乱）効果を有効に発揮させるために、該凹凸面Ｓｓをタイヤ内腔４の内方に向けて取り付けることが好ましい。

又制音シート５では、リム側内腔面４Ｓ２に取り付ける場合には、制音シート５の周方向長さ及び巾を充分に確保することが難しく、しかもリム組時にビード部２ａと擦れて空気セル９を潰して壊す危険性を有する。このことから、制音シート５を、タイヤ側内腔面４Ｓ１に取り付けるのが好ましく、特に、制音シート５を環状体としてタイヤ側内腔面４Ｓ１に接着材を用いることなく取り付ける場合には、制音シート５のタイヤ２からの取り外しも容易となるため、より好ましい態様となる。

ここで、前記制音シート５の周方向長さ及び巾が少な過ぎると、その露出面積が過小となって、充分なロードノイズ低減効果が得られない。そのため、前記制音シート５は、図５の如く、環状体一周分の周方向の長さＬａと巾Ｗａとの積Ｌａ×Ｗａである制音シート面積Ｓａを、前記タイヤ２の呼び巾Ｗｔと外径Ｄｔと円周率πとの積であるタイヤ呼び巾周面積Ｓｔの６０〜１１５％の範囲とするのが好ましい。前記制音シート面積Ｓａがタイヤ呼び巾周面積Ｓｔの６０％未満では、ロードノイズ低減効果が不十分となり、逆に１１５％を越えると、制音シート５に生じる皺が大きくなって耐久性に不利となる。

又前記空気セル９が小さすぎても、防振・吸音効果、及び音の反射防止（攪乱）効果を減じ、充分なロードノイズ低減効果が得られない。そのため、空気セル９は、円柱状態の場合には、その直径ｄ（図３に示す）を１０〜５０ｍｍ、かつ高さｈを４〜３０ｍｍとするのが好ましい。前記直径ｄが１０ｍｍ未満、及び前記高さｈが４ｍｍ未満では、ロードノイズ低減効果が不十分となる。従って、前記直径ｄは３０ｍｍ以上、及び高さｈは１０ｍｍ以上が好ましい。なお制音シート５の側縁部では、空気セル９の一部が切断されて開口しているため防振・吸音効果を奏し得ず、前記直径ｄが５０ｍｍを越えると、その領域が増えるため、ロードノイズ低減効果が逆に減少するという不利を招く。又前記高さｈが３０ｍｍを越えると、エアーキャップシート材６の製造工程上、前記合成樹脂フィルム７ａの厚さが、前記膨出部８において薄くなり過ぎ、強度や耐久性を損ねるという不利を招く。なお前記空気セル９は、その容積Ｖを３１０〜５８９００ｍｍ³ とするのも好ましく、特に３１０〜７０７０mm² とするのが好ましい。

又前記制音シート５では、図６の如く、複数回で周回させた複数層の環状体とするのが、ロードノイズ低減効果の観点から好ましい。しかしこのとき、制音シート５の巾方向の端縁Ｅとリム３のフランジ最高高さ点Ｐとの間の半径方向距離Ｋを３ｃｍ以上確保するのが好ましく、３ｃｍ未満では、リム組時にフランジと干渉して空気セル９を潰したり、環状体の積層を崩すなどのトラブルを招く恐れか生じる。なお制音シート５を複数層の環状体とする場合には、層間を前記液状接着剤や両面テープで接着し、層間の崩れを防止するのが好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

制音シートを表１の仕様で試作するとともに、この制音シートを、タイヤ（１９５／６５Ｒ１５）のタイヤ側内腔面に、その巾中心線をタイヤ赤道面に沿わせて両面テープ（日東電工（株）製の型番５０００ＮＳ）を用いて接着した。なおタイヤには、接着面部に加硫用
ブラダの排気用ベント溝跡のないもの、かつ剥離剤を軽減して加硫成形したものを使用している。そして制音シート付きタイヤにおける、気柱共鳴音低減効果、排水後の重量増加、排水後のタイヤ振動、リム組み性をテストし評価した。

なお比較例１には、比重０．０１６のエーテル系ポリウレタンスポンジ（（株）丸鈴製の型
番Ｅ１６）を用い、実施例１〜１２には、空気セルの直径ｄが１０ｍｍ、高さｈが４ｍｍのエアーキャップシート（宇部フィルム（株）製のＣタイプ）を使用し、実施例１３、１４に
は、空気セルの直径ｄが３０ｍｍ、高さｈが１０ｍｍのエアーキャップシート（宇部フィルム（株）製のＤタイプ）を使用している。

（１）気柱共鳴音低減効果：
制音シート付きタイヤを、内圧（２００ｋＰａ）で、車両（国産２０００ｃｃのＦＦ車）の全輪に装着し、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を速度６０ｋｍ／ｈで走行したときの車内騒音を運転席窓側耳許位置にて測定し、２４０Hz付近の気柱共鳴音のピーク値の音圧レベルを、制音シートを装着してないタイヤを基準として比較した。数値が大きいほど気柱共鳴音低減効果に優れている。

（２）排水後の重量増加：
制音シート付きタイヤを縦置きした状態で、タイヤ内腔内に水を３リットル注ぎ、１時間経過後に水を捨てた状態での重量増加量を測定した。

（３）排水後のタイヤ振動：
前記水を捨てた状態の制音シート付きタイヤをリム組みし、内圧（２００ｋＰａ）で、車両（国産２０００ｃｃのＦＦ車）の全輪に装着し、周回路を速度１００ｋｍ／ｈで走行したときの振動の有無を、ドライバーの官能評価により検査した。

（４）リム組み性：
制音シート付きタイヤを、手組みによってリム（１５×６．５ＪＪ）に装着した際の制音シートへの干渉の有無を検査した。

実施例のタイヤは、スポンジ材を使用したものと略同等のロードノイズ低減効果を確保しながら、濡れた場合にも吸水することがなく、この吸水に起因するタイヤ振動を確実に防止しうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤとリムとの組立体の一実施例を示す子午断面図である。 そのタイヤ赤道に沿った周方向断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、制音シートに用いるエアーキャップシート材を示す斜視図、及び断面図である。 制音シートが環状体の場合を例示する斜視図である。 制音シートの制音シート面積を説明する線図である。 制音シートが複数層の環状体である場合を示す断面図である。

符号の説明

２ 空気入りタイヤ
３ リム
４ タイヤ内腔
５ 制音シート
６ エアーキャップシート材
７ 合成樹脂フィルム
８ 膨出部
９ 空気セル

Claims (4)

1. 空気入りタイヤとこれをリム組みするリムとがなすタイヤ内腔に、制音シートを装着するとともに、
   該制音シートは、合成樹脂フィルムの積層体からなりかつ少なくとも一方の合成樹脂フィルムに凸状に膨出する多数個の膨出部を形成することにより他方の合成樹脂フィルムとの間に空気セルを設けたエアーキャップシート材からなり、
   前記制音シートは前記膨出部をタイヤ内腔に向けかつ露出させて、タイヤ側内腔面又はリム側内腔面に取り付けられ、
   前記制音シートは、帯状をなし、その巾中心線をタイヤ赤道面に沿わせて、タイヤ内腔面に周方向に４以上の回数で周回させた環状体からなり、かつ、
   前記制音シートは、環状体一周分の周方向の長さLａと巾Ｗａとの積Ｌａ×Ｗａである制音シート面積Ｓａが、前記タイヤの呼び巾Ｗｔと外径Ｄｔと円周率πとの積であるタイヤ呼び巾周面積Ｓｔの６０〜１１５％であり、しかも、
   前記制音シートは、その巾方向の端縁とリムのフランジ最高高さ点との間の半径方向距離Ｋを３ｃｍ以上であることを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体。
   
2. 前記制音シートは、その巾中心線をタイヤ赤道面に沿わせて、タイヤ内腔面に周方向に８以上２０以下の回数で周回させた環状体からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。
   
3. 前記制音シートは、前記空気セルを円柱状とするとともに、その直径ｄを１０〜５０ｍｍ、かつ高さｈを４〜３０ｍｍとした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とリムとの組立体。
4. 前記高さｈが１０mm以上である請求項３記載の空気入りタイヤとリムとの組立体。

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