JP4971722B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂フィルムからなる薄い制音シートをタイヤ内腔面に配することによりロードノイズを低減した空気入りタイヤに関する。

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、タイヤ内腔面に、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およぼし、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。

このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、スポンジ材に代えて、正接損失（tan δ）が高い合成樹脂フィルムを用いた場合にも、ロードノイズに対して低減効果が発揮されることを見出し得た。このような合成樹脂フィルムがロードノイズ低減効果を発揮しうる理由として、以下のことが推測される。ロードノイズの原因の一つとしてベルト層の共振がある。このベルト層の共振を抑える手法として正接損失（tan δ）を上げる方法があり、正接損失（tan δ）の高い部材を追加することでロードノイズを低減することが可能になると考えられる。又２５℃付近の正接損失（tan δ）が、周波数的に、ロードノイズ低減への寄与が大きい。

そこで本発明は、スポンジ材に代えて、厚さ３０〜１００μｍ、かつ２５℃での正接損失（tan δ）が０．０３〜０．０８と高い合成樹脂フィルムからなる制音シートをタイヤ内腔面に配することを基本として、必要な耐久性を維持でき、しかも水による影響を排除しながら、ロードノイズ低減効果を発揮しうる空気入りタイヤ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、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るトロイド状のカーカス本体部を有するカーカスと、このカーカス本体部のタイヤ内腔側に配されかつタイヤ内腔面をなすインナーライナゴム層とを具え、トレッド部のタイヤ内腔面に、合成樹脂フィルムからなりタイヤ周方向にのびる制音シートを配するとともに、前記制音シートは、その巾Ｗがトレッド接地幅ＴＷの１０〜９０％、かつ厚さが３０〜１００μｍであり、しかも前記制音シートは、粘弾性測定装置を用い、温度２５℃においてＪＩＳＫ５３９４に準拠し、初期歪３％、動的歪±２％、周波数１０Hzの条件にて測定された正接損失（tan δ）が０．０３〜０．０８であることを特徴とする。

又請求項２の発明では、前記合成樹脂フィルムは、ポリエーテルポリアミド共重合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、両面粘着テープ又は接着剤を用いて前記タイヤ内腔面に接着されたことを特徴としている。

又前記「トレッド接地幅ＴＷ」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地する接地面のタイヤ軸方向最大巾を意味する。又前記「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、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。又前記「正規内圧」とは、前記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" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、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 "LOAD CAPACITY"である。

本発明は叙上の如く、トレッド部のタイヤ内腔面に、厚さ３０〜１００μｍ、かつ２５℃での正接損失（tan δ）が０．０３〜０．０８と高い合成樹脂フィルムからなる制音シートをタイヤ周方向に配している。そのため、必要な耐久強度を確保しながら、ロードノイズ低減効果を発揮しうる。しかも、水による影響を排除でき、濡れた場合にも拭き取り等によって迅速に乾燥させうるため、取り扱い性を高めることができる。又従来的なスポンジ材では、蓄熱性が高いため、高速走行時にトレッド部の温度上昇を招く傾向にあるが、本願に用いる制音シートは薄いため、蓄熱がほとんどなく、高速耐久性に特に有利となる。

以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤがチューブレスの乗用車用ラジアルタイヤである場合の一実施形態の断面図が示されている。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両端部からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３、３と、さらにその内方端に設けられた一対のビード部４、４とを有する。また空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のカーカス本体部６ａと、このカーカス本体部６ａに連なり前記ビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを具える。そして、このカーカス本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に立ち上がる硬質ゴムからなるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。又カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列した少なくとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。

前記ベルト層７は、タイヤ半径方向の内、外で重置される少なくとも２枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがタイヤ周方向に対して例えば１０〜４０°の角度で配列され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２のほぼ全巾をタガ効果を有して強固に補強している。本例では、高速耐久性などをさらに向上させるために、前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側に、バンドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回させたバンド層９を形成したものを例示している。

又前記カーカス本体部６ａのタイヤ内腔ｉ側には、ガスバリア性に優れたゴムからなりかつタイヤ内腔面Ｓをなすインナーライナゴム層１０が配される。前記ガスバリア性に優れたゴムとしては、周知の如く、例えばブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等のブチル系ゴムを含むものが好適に用いられる。このインナーライナゴム層１０は、ビードコア５，５間のほぼ全域に亘って延在し、充填内圧を気密に保持する。

そして、このインナーライナゴム層１０の内面であるタイヤ内腔面Ｓのうちの、前記トレッド部２におけるタイヤ内腔面Ｓｔ（以下トレッド内腔面Ｓｔという場合がある）に、合成樹脂フィルムからなりタイヤ周方向に延在する制音シート１１を貼着している。

この制音シート１１は、その巾Ｗがトレッド接地幅ＴＷの１０〜９０％、かつ厚さが３０〜１００μｍであり、しかも２５℃における正接損失（tan δ）を０．０３〜０．０８としている。

本発明者の研究の結果、このような、制音シート１１をトレッド内腔面Ｓｔに設けた場合、ロードノイズ低減効果が奏されることが判明した。そのロードノイズ低減メカニズムについては、以下のことが推測される。すなわち、ロードノイズの原因の一つとして、ベルト層の共振があげられる。そしてトレッド内腔面Ｓｔに正接損失（tan δ）の高い合成樹脂フィルムを追加することで、ベルト層の共振が抑えられ、ロードノイズが低減すると考えられる。

ここで、制音シート１１は、その厚さが３０〜１００μｍの範囲と薄いため、接地に伴うトレッド変形に対して柔軟に追随でき、乗り心地、操縦安定性などのタイヤの走行性能に対する悪影響を抑制しうる。なお制音シート１１は、前記厚さが増すにつれてロードノイズ低減効果が高まる傾向があり、前記厚さが３０μｍを下回ると、ロードノイズ低減効果が充分発揮されない。しかし、前記厚さが１００μｍを上回ると、厚すぎてトレッド変形に柔軟に追従できず、タイヤ走行性能に悪影響をおよぼすとともに、歪みによってトレッド内腔面Ｓｔとの間に剥離が発生するという問題を招く。従って、前記厚さの下限値は４０μｍ以上が好ましく、又上限値は８０μｍ以下が好ましい。

又制音シート１１では、その巾Ｗが増すにつれてロードノイズ低減効果が高まる傾向があり、前記巾Ｗがトレッド接地幅ＴＷの１０％を下回ると、ロードノイズ低減効果が充分発揮されない。しかし９０％を上回ると、トレッド変形においてタイヤ軸方向両側縁部で受ける歪みが大きくなり、この側縁部を起点としてトレッド内腔面Ｓｔとの間に剥離が発生するという問題を招く。従って、前記巾Ｗの下限値はトレッド接地幅ＴＷの３０％以上が好ましく、又上限値は７０％以下が好ましい。

又制音シート１１では、正接損失（tan δ）が増すにつれてロードノイズ低減効果が高まる傾向があり、正接損失（tan δ）が０．０３を下回ると、ロードノイズ低減効果が充分発揮されない。しかし正接損失（tan δ）が０．０８を上回ると、発熱性が問題となって、高速耐久性等の耐久性能が悪化することが懸念される。従って、正接損失（tan δ）の下限値は０．０４以上が好ましく、又上限値は０．０７以下が好ましい。

この制音シート１１に用いる合成樹脂としては、前記正接損失（tan δ）を具えるものであるならば、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、セロハン、アクリル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、ナイロンなど種々のものが採用できる。しかし、ポリエーテルポリアミド共重合体は、屈曲疲労性に優れる点、低温特性に優れる点、比重が１．０１と低い点、化学薬品や水に対する耐食性に優れる点、柔軟性や弾性に優れる点、フィルムに加工しやすい点等から特に好適に採用することができる。

このポリエーテルポリアミド共重合体は、下記の化学式を有するポリマーアロイであって、ポリアミド成分である結晶相のハードセグメントと、ポリエーテル成分である非結晶相のソフトセグメントとが網の目状に結合して、優れた弾性特性を示すとともに、正接損失（tan δ）を前記範囲に高めることができる。

前記化学式中のＰＡは、ポリアミド成分であって、脂肪族ポリアミド、および芳香族ポリアミドが採用できる。又脂肪族ポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１２等が挙げられる。又前記化学式中のＰＥは、ポリエーテル成分であって、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール・ポリエチレングリコール共重合体、ポリテトラメチレングリコール・ポリエチレングリコール共重合体などがあげられる。

このような制音シート１１は、種々の方法でインナーライナゴム層１０に固着できるが、タイヤを加硫した後、両面粘着テープ又は接着剤を用いて接着するのが好ましい。前記接着剤としては、例えば合成ゴムを有機溶剤に溶解した溶液型、及び水に分散させたラテックス型などの合成ゴム系接着剤が挙げられる。又両面粘着テープとしては、基材の両面に粘着層を形成したもの、或いは基材を有することなく粘着層を形成したものがあり、何れも採用可能であるが、タイヤ走行性能への影響を考慮したとき、基材のないものが好適である。又粘着層には、例えば天然ゴムや合成ゴムに粘着付与剤、軟化剤、老化防止剤などの公知の添加剤を混合したゴム系粘着材、ガラス転移温度の異なる複数のアクリル酸エステルと他種官能性単量体とを共重合したアクリル系粘着材、シリコーンゴムと樹脂からなるシリコーン系粘着材、及びポリエーテルやポリウレタン系の粘着材等を用いることができる。しかし、タイヤ走行時、内部温度が１００℃以上に上昇するなどの使用条件を考慮したとき高耐熱性に優れるアクリル系粘着材のものが好適に採用しうる。

又制音シート１１とインナーライナゴム層１０との接着性を向上するために、タイヤ内腔面Ｓは平滑に仕上げられていることが望ましい。通常、前記タイヤ内腔面Ｓには、図４に示されるように、加硫時に用いられるブラダーのエア抜き用の排気溝が反転して転写された突条１４がタイヤ周方向に隔設される。しかし、このような突条１４は制音シート１１とタイヤ内腔面Ｓとの接着強度を低下させる。従って、少なくとも制音シート１１が接着されるトレッド内腔面Ｓｔのうちの所定の幅領域Ｙについては、前記突条１４を研磨等により除去して予め平滑化しておくことが好ましい。又ブラダーとして、少なくとも前記幅領域Ｙに対応する領域において排気溝を排除した平滑なブラダーを使用することも好ましい。

又制音シート１１は、その巾中心線を、実質的にタイヤ赤道Ｃに揃えて貼り着するのが好ましいが、前記トレッド内腔面Ｓｔ内であれば、巾中心線とタイヤ赤道Ｃとが位置ずれしてもかまわない。又制音シート１１は、図３に示されるように、ロードノイズ低減効果の観点から、タイヤ内腔面Ｓのタイヤ赤道Ｃに沿った一周長さＬの８５％以上、さらには９７％以上の周方向長さＬ１を有するのが好ましい。又貼付け作業性の観点から不利とはなるが、前記制音シート１１をタイヤ周方向、および／又はタイヤ軸方向に分割された複数の分割片により形成することもできる。

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。

図１のタイヤ構造をなし、かつ表１の仕様の制音シートをトレッド内腔面に接着した乗用車用の空気入りラジアルタイヤ（サイズ：２１５／４５ＺＲ１７）を試作し、そのロードノイズ性能、及び耐久性についてテストした。実施例では、制音シートを、両面粘着テープ（３Ｍ製、型式４６８ＭＰ（基材なし））を用いて接着した。何れのタイヤも、トレッド内腔面は、ブラダーによる排気溝跡（突条）のない平滑面とし、かつ離型材の付着を低減している。又トレッド接地幅ＴＷは１８４ｍｍ、タイヤ内腔面Ｓの一周長さＬは１８４０ｍｍである。なお実施例８では、制音シート１１の巾中心線とタイヤ赤道とが３０ｍｍ位置ずれ（オフセット）している。実施例９では、制音シートが３つの分割片（各分割片の長さは３００ｍｍ）からなり、各分割片が周方向に等間隔を隔てて配置されている。

（１）ロードノイズ性能：
タイヤを、リム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件にて車両（国産２０００ｃｃのＦＲ車）の全輪に装着し、１名乗車にて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、２５０Hz付近の気柱共鳴音のピーク値の音圧レベルを、比較例１を基準とした増減値で示した。−（マイナス）表示は、ロードノイズの低減を意味する。

＜耐久性＞
ドラム試験機を用い、リム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）、荷重（ＪＡＴＭＡが規定する最大荷重１．２倍の６．５ｋＮ）の条件にて、直径１．７ｍのドラム上を速度６０ｋｍ／ｈにて１００ｋｍを走行した。そして走行後の制音シートの剥離の有無を目視検査によって確認した。剥離が全くない場合を○、少しでも剥離があれば×とした。

テストの結果、トレッド内腔面に制音シートを貼着することでロードノイズを低減しうることが確認できる。又低減効果は、制音シートの正接損失（tan δ）が大きいほど、制音シートの巾Ｗが広いほど、制音シートが厚いほど高いことが確認できる。しかし、比較例２、３のように制音シートが厚すぎる、および巾Ｗが広すぎる場合には、トレッド変形に追従できず、剥離が発生するなど耐久性に劣ることが確認できる。

本実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 タイヤ内腔側から見たタイヤの説明図である。 タイヤ赤道面で切断したタイヤの周方向断面図である。 タイヤ内腔面を説明する説明図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６ａ カーカス本体部
１０ インナーライナゴム層
１１ 制音シート
ｉ タイヤ内腔
Ｓ タイヤ内腔面

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るトロイド状のカーカス本体部を有するカーカスと、このカーカス本体部のタイヤ内腔側に配されかつタイヤ内腔面をなすインナーライナゴム層とを具え、
   トレッド部のタイヤ内腔面に、合成樹脂フィルムからなりタイヤ周方向にのびる制音シートを配するとともに、
   前記制音シートは、その巾Ｗがトレッド接地幅ＴＷの１０〜９０％、かつ厚さが３０〜１００μｍであり、
   しかも前記制音シートは、粘弾性測定装置を用い、温度２５℃においてＪＩＳＫ５３９４に準拠し、初期歪３％、動的歪±２％、周波数１０Hzの条件にて測定された正接損失（tan δ）が０．０３〜０．０８であることを特徴とする空気入りタイヤ。
   
2. 前記合成樹脂フィルムは、ポリエーテルポリアミド共重合体からなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記制音シートは、両面粘着テープ又は接着剤を用いて前記タイヤ内腔面に接着されたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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