JP5280104B2 - 転動時騒音減少型タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、車両において向上した快適さをもたらすよう転動時の騒音が減少したタイヤに関する。

騒音の多くは、車両の環境を損なう。何割かはタイヤに起因している。この分野においては、特に厄介なスペクトルの一部分は、空胴モード（cavity mode ）である。空胴モードは、タイヤ内部の空気柱の共鳴である。

走行時にタイヤに関連した車両の内部騒音の周波数範囲は、８０〜５００Ｈｚである。空胴モードの周波数は、タイヤのサイズの関数である。非常に低い速度では、第１空胴モード（the first cavity mode:ＦＣＭ）のピークは、２３０Ｈｚあたりである。

走行時、２つのピークが現われる。８０ｋｇ／ｈでは、これらピークの周波数は、約２１０Ｈｚ及び２５０Ｈｚである。図１は、これらの周波数を明確に示している。快適さの主観的観点からは、ＦＣＭのピークは、これらが良く聞こえるので厄介である。可動コンポーネントをタイヤの内部に配置することは、内部騒音に対して良い影響をもたらす場合があり、特に、第１空胴モードが減衰されるということが知られている。特許文献である欧州特許第１２１４２０５（Ｂ１）号明細書は、この原理を明確に説明している。連続気泡材料の粒子が、タイヤ空胴内に配置されている。

米国特許第６３４３８４３号明細書は、タイヤ空胴の空気共振を減衰させる芝生状材料を備えた空気タイヤを開示している。

別法として、フォーム又は別の材料、例えば砂で空胴を充填することが、特許文献である米国特許出願公開第２００１／０００４９２４号明細書に記載されている。

米国特許第４２５２３７８号明細書は、リムがフォームで満たされた構造を記載している。

欧州特許出願公開第１５１０３６６（Ａ１）号明細書は、騒音減衰物体がクラウンゾーンの下に配置された構造を記載している。

独国特許第１０２２０１９４号明細書は、タイヤの内部空胴内に配置され、２つのビードに結合され、内壁には結合されていない吸収壁を備えるタイヤを記載している。この壁は、タイヤ空胴の空気共振を減衰させる微小穴及びタイヤの膨張及び収縮を可能にする弁を備えている。

上述のシステムは、複雑であり且つ高価である。

欧州特許第１２１４２０５（Ｂ１）号明細書 米国特許第６３４３８４３号明細書 米国特許出願公開第２００１／０００４９２４号明細書 米国特許第４２５２３７８号明細書 欧州特許出願公開第１５１０３６６（Ａ１）号明細書 独国特許第１０２２０１９４号明細書

上述の欠点を解決するために、本発明は、タイヤであって、延長部として２つのサイドウォール及び基部がリムシートに取り付けられるようになった２つのビードを有する少なくとも１つのクラウンと、２つのビード内に繋留されたカーカス型補強構造体と、タイヤの内壁に結合された追加の層とを備えている、タイヤにおいて、追加の層は、その縁部がタイヤ構造体に結合されているが、残りは結合されておらず、追加の層は、気密空胴を形成するようタイヤの内壁と協働し、追加の層は、膨張弁を備えていることを特徴とするタイヤを提供する。

好ましくは、追加の層の縁部は、タイヤの赤道とビードとの間でタイヤの内壁に結合される。

有利には、追加の層の縁部は、ビードのところに位置決めされる。

追加の層が膨張弁を備え、この追加の層の縁部がタイヤ構造体に結合されているということにより、この追加の層をタイヤの取り付け及び膨張後にリムに当てて平べったくすることができる。かくして、この追加の層は、走行時に転動時騒音の減衰に良い効果をもたらすことができる。

本発明のタイヤは又、非気密リムに取り付け可能であるという利点を有し、このタイヤは、このようにして形成されたタイヤ／リム組立体に転動抵抗及び耐パンク性の点において従来型チューブレス組立体の挙動に非常に良く似た挙動を与える。

有利には、追加の層の軸方向断面における湾曲長さ（Ｌ_ca）は、タイヤの一方の赤道から他方の赤道までのタイヤの内壁の軸方向断面における湾曲長さ（Ｌ_pe）よりも長い。

これにより、特に追加の層がタイヤの内壁にビードのところで取り付けられている場合、リムへの取り付け及び膨張後、追加の層がリムの断面に対して長めの長さを有し、折畳み部を形成することによりリムの壁にフィットすることが保証される。これら折畳み部は、走行時に騒音吸収能力、特に、第１空胴モードの騒音吸収能力を向上させるでこぼこな又は平坦ではない表面をもたらす。

有利な一特徴によれば、Ｌ_ca／Ｌ_pe＞１．２又は１＜Ｌ_ca／Ｌ_pe＜４である。

好ましい一実施形態によれば、追加の層は、気泡層である。

この実施形態に関連した騒音に関する向上結果は、非常に顕著である。その影響力は、第１空胴モード（ＦＣＭ）のピークに相当するスペクトルのゾーンでは４ｄＢＡよりも大きく、リムに対して気泡層が被着されていないタイヤと比較すれば１８０〜３５０Ｈｚの周波数では全体として３ｄＢＡオーダのものである。

騒音に関する作用効果は、気泡層がタイヤと比較して大きい場合に一層高く、このことは、膨張後であっても、気泡層の表面は、ぴんと張っておらず、折り畳まれていることを意味している。これら折畳み部は、空胴の幾何学的形状の「一様」度が低いことを意味しており、騒音吸収において積極的な要因である。

別の実施形態によれば、追加の層は、気泡材料で作られた第１の層と、非気泡材料で作られた第２の層とから成る。好ましくは、気泡材料層は、非気泡材料層とタイヤ構造体との間に位置決めされる。

有利には、気泡層は、主として独立気泡の気泡層である。

気泡層の厚さは、０．５〜１０ｍｍであるのが良く、好ましくは１〜４ｍｍである。

気泡層の密度は、０．０４〜０．８ｇ／ｃｍ³であるのが良く、好ましくは０．０６〜０．３ｇ／ｃｍ³である。

本発明のもう一つの要旨は、タイヤ構造体と追加の層との間に位置決めされたセルフシール材料を更に備えた例えば上述したようなタイヤである。

好ましくは、セルフシール材料は、粘稠液体である。

有利には、セルフシール材料は、グリコール、繊維、加硫ゴム粒子、気泡材料粒子、及びこれらの混合物から成る群から選択された少なくとも１つの成分を含む。セルフシール材料は又、好ましくは、非水性流体マトリックスを有し、これにより、考えられる腐食の問題を制限することが可能になる。

セルフシール材料は、好ましくは、２０℃で６０センチポアズ未満の粘度を有する。
一体形内部チューブを備えたこのタイヤは、製造上の問題又はパンク時にセルフシール製品を導入するという問題を生じさせないで、パンクの場合に良好なセルフシール特性を備えるという利点を有する。

本発明のもう一つの要旨は、例えば上述したようなタイヤと、リムとから成る取り付け型組立体において、タイヤ弁は、リムの弁穴内に位置決めされていることを特徴とする取り付け型組立体にある。リムは、有利には、タイヤ／内側チューブ組立体用のリムである。

本発明のもう一つの要旨は、タイヤの製造方法であって、
−製造ドラム上に追加の材料層を配置するステップと、
−粘着防止剤をタイヤの構造体に結合されないようになった層のゾーンのところに塗布するステップと、
−気密材料層を被着させるステップと、
−タイヤ構造体の調製を完了させるステップと、
−タイヤを加硫するステップと、
−膨張弁を追加の層に取り付けるステップとを有することを特徴とする方法にある。

粘着防止剤は、特にタルク又はチョークであるのが良い。

有利には、追加の層の材料が、発泡剤を含む場合、本方法は、タイヤの加硫後、追加の層の膨張段階が周囲圧力で起こるようにするステップを有する。

タイヤの製造を完了させた後、タイヤ構造体と追加の層との間にセルフシール材料を導入することが可能である。この導入は、膨張弁の取り付け前又は取り付け後に実施できる。

実施形態の詳細は全て、本明細書に添付された図１〜図８によって補完される以下の説明に与えられている。

以下において、タイヤの「軸方向断面」という表現は、タイヤの回転軸線を通る断面を意味するものと理解され、「横方向断面」という表現は、タイヤの回転軸線に垂直な断面を意味するものと理解されたい。

図１は、８０ｋｍ／ｈで走行している乗用車に関して測定された周波数の関数として騒音の大きさの典型的なスペクトルを示している。２３０Ｈｚ（矢印Ａ）あたりの第１空胴モードに関連付けられる２つのピークが特に注目される。これら２つのピークは、非常に聞こえやすく、車両の運転手又は乗客にとって快適さの観点から判断して非常に厄介である。

図２は、本発明のタイヤ１を部分軸方向断面で示している。このタイヤは、クラウン２と、２つのビード４を延長部とする２つのサイドウォール３とを備えている。カーカス型補強構造体５が、ビードワイヤ６の周りで２つのビード４内に繋留されている。このタイヤは、２つのビード４のところでタイヤの内壁８に結合され、その他のところ、即ち、サイドウォール３及びクラウン２のところでは結合されていない追加の層１０を備えている。この層の結合のための場所は、タイヤの内壁上で、ビードの任意のゾーン又は最大タイヤの赤道Ｅまでのサイドウォールの任意のゾーンのところに位置決めされるのが良い。１つの好ましいゾーンは、図２に示すようなビードのところである。この層１０は、開示される例では、気泡層である。即ち、この層は、主として独立気泡であって、加圧ガスで満たされた内部気泡から成る。かかる気泡材料は、当業者には周知である。追加の層１０は又、気泡質ではなくても良く、この場合、転動時騒音減少の観点における利点が減少する。追加の層１０は、内壁及び追加の層によって画定されたタイヤの内部空胴の膨張を可能にするようになった弁１１を更に備えている。追加の層をリムへの取り付け及び膨張後にリム７に当てて平べったくすることができ、かくして、転動時騒音、特に第１空胴モードのピークに対して効果があるのはこれである。

この気泡層１０の第２の特徴は、タイヤの軸方向断面及び長手方向断面における気泡層の湾曲長さが、有利には、クラウン２を通過しながら一方の赤道Ｅから他方の赤道まで測定してタイヤの内壁のそれぞれ同一の軸方向断面又は長手方向断面における湾曲長さよりも長いということにある。この結果として、本発明のタイヤ１をその常用リム７に取り付けてその動作圧力まで膨張させると、追加の層１０は、例えば図３に示す折畳み部１２を作ることによりタイヤの内壁８に当接した状態で平べったくなる。これら折畳み部の存在の結果として、リム７のところの加圧タイヤ空胴１５の壁は、転動時ノイズの減衰を促進するでこぼこの又は平坦ではない表面である。図３では、矢印は、追加の層１０及びタイヤの壁に対する膨張圧力の作用を示している。この図３では、追加の層の弁１１は、リム７の弁穴に嵌め込まれている。

図４は、巨視的に見て粗い地面上を８０ｋｍ／ｈで走行している車両について得られた騒音測定結果を２つの形態で示している。

−実線は、車両が２．３バールまで膨張した標準タイヤを履いている場合を示している。
−点線は、同一の車両がリム７の壁に当てられて平べったくなった追加の気泡層を備えている本発明のタイヤを履いている場合を示している。

具体的に説明すると、第１空胴モードの２つのピーク（矢印Ａ）について４〜６ｄＢＡの改良結果が注目される。一般的に言って、１８０〜３５０Ｈｚの周波数範囲、即ち、快適さに関して特に敏感な周波数範囲（矢印Ｂ）において３ｄＢＡの改良結果が注目される。

図５は、ビード４の内壁への追加層１０の取り付け状態を示している。この取り付けは、結合材料層１６を設けることによって行われている。

追加の層がタイヤの内壁を構成する気密ゴム層と適合性があるゴム材料から成る好ましい場合、層１６は、実際には必要ではない。この場合、十分な品質の化学的結合は、加硫中に形成される。

図６は、追加の気泡層１０の特に簡単な一実施形態を示している。この気泡層は、主として独立気泡の気泡材料で構成されている。ブチルゴムを主成分とするかかる材料の一例は、本出願人の欧州特許第０９１２３５４（Ｂ１）号明細書及び欧州特許第１１５５８０１（Ｂ１）号明細書に記載されている。

図７は、本発明の追加の層２０の第２の実施形態を示している。この気泡層は、好ましくは発泡剤を含むブチルゴムで作られた第１の主として独立気泡の気泡層２２と、第２の主として連続気泡の気泡層２４とで構成されている。この第２の層２４は、第２のブチル材料層中の発泡剤の量を変えて膨張後に主として独立気泡をもたらすことによって形成さるのが良い。層２４は、矢印によって指示されているように、加圧タイヤ空胴の内部寄りに位置決めされている。

図８は、追加の層３０の第３の解決策を示している。この層３０は、非気泡気密ゴムの第１の層３２と、膨張空気と接触状態にある第２の気泡ゴム層３４とから成る。好ましくは、２つの層３２，３４は、層３２については発泡剤を含まず、層３４については発泡剤を含むブチルゴムから作られる。この解決策の利点は、気泡層３０について優れたガス密性を保証することにある。

気泡層の厚さは、好ましくは、用途に応じて１〜４ｍｍである。

フォームの密度は、０．０４ｇ／ｃｍ³〜０．８ｇ／ｃｍ³であるのが良い。取り付け型組立体の吸収品質と質量との間の最適値は、０．０６〜０．３ｇ／ｃｍ³である。

図２、図３、図５及び図６に示すタイヤは、ブチルゴムで作られた追加の気泡層及びタイヤ構造体に連続的に取り付けられた相溶性材料の非気密層を備えている。このタイヤは、標準型製造ドラムに発泡剤を含むブチルゴムの第１の層を被着させ、次に前の層の縁部のところに発泡剤を含まないブチルゴムの２つのストリップを被着させ、次に、慣例通り、タイヤの他の全ての構成要素を被着させ、次にタイヤを加硫することによって容易に製造される。加硫後、熱により放出されたガス粒子により、追加の気泡層が膨張し、その結果、その軸方向及び長手方向寸法が転動時騒音の満足の行く吸収結果を得るのに必要な寸法に一致するようになる。この場合、追加の気泡層は、ガスに対して十分なガス密性を保証するのに適した厚さ及び密度を有する。

タイヤが追加の層の材料と相溶性がある気密層を備えている場合、例えば、２つの層がブチルゴムから成っている場合、追加の気泡層の膨張段階中、追加の気泡層をタイヤの対向した壁から効果的に剥がすようにするために粘着防止剤を追加することが推奨できる。

また、図３で分かるように、考えられるパンクに関連付けられた穴の封止を促進するようになったセルフシール材料の層４０が、内壁８に被着された状態でタイヤ１のクラウン２のところに位置決めされている。この材料は、好ましくは、粘稠液体である。このセルフシール材料は、好ましくは、非水性液を主成分としており、かかるセルフシール材料は、次の成分、即ち、グリコール、繊維、硬化ゴムの粒子、気泡材料の粒子のうちの少なくとも１つを含む。その粘度は、好ましくは、２０℃で６０センチポアズ未満である。これを追加層への膨張弁１１の取り付け前又は取り付け後に、タイヤの内壁及び追加の層１０により形成された空胴１５内に導入するのが良い。

本発明は、説明すると共に図示した実施形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱しないで、かかる実施形態の種々の改造例を想到できる。

８０ｋｍ／ｈで走行している車両の典型的なスペクトルを示す図である。 本発明の追加の層を備えたタイヤの一例を示す図である。 常用リムに取り付けられると共に膨張した図２のタイヤを示す図である。 本発明の気泡層により得られる改良結果を概略的に示す図である。 気泡層をビードに結合する方法を示す図である。 追加の層の一構成例を示す図である。 追加の層の別の構成例を示す図である。 追加の層の別の構成例を示す図である。

符号の説明

１ タイヤ
２ クラウン
３ サイドウォール
４ ビード
５ カーカス型補強構造体
６ ビードワイヤ
１０，２０，３０ 追加の層
１２ 折畳み部
１５ タイヤ空胴
２２ 第１の主として独立気泡の気泡層
２４ 第２の主として連続気泡の気泡層
３２ 非気泡気密ゴムの第１の層
３４ 第２の気泡ゴム層

Claims (14)

1. タイヤであって、延長部として２つのサイドウォール及び基部がリムシートに取り付けられるようになった２つのビードを有する少なくとも１つのクラウンと、前記２つのビード内に繋留されたカーカス型補強構造体と、前記タイヤの内壁に結合された追加の層とを備えている、タイヤにおいて、
   前記追加の層は、その縁部が前記タイヤ構造体に結合されているが、残りは結合されておらず、前記追加の層は、気密空胴を形成するよう前記タイヤの前記内壁と協働し、前記追加の層は、膨張弁を備え、
   前記追加の層の前記縁部は、前記タイヤの赤道と前記ビードとの間で前記タイヤの前記内壁に結合され、
   前記追加の層の前記縁部は、前記ビードのところに位置決めされ、
   前記追加の層の軸方向断面における湾曲長さ（Ｌ _ca ）は、前記タイヤの一方の赤道から他方の赤道までの前記タイヤの前記内壁の前記軸方向断面における湾曲長さ（Ｌ _pe ）よりも長いことを特徴とするタイヤ。
2. 〔数１〕
   Ｌ_ca／Ｌ_pe＞１．２
   である、請求項１記載のタイヤ。
3. 〔数２〕
   １＜Ｌ_ca／Ｌ_pe＜４
   である、請求項２記載のタイヤ。
4. 前記追加の層は、気泡層である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. 前記追加の層は、気泡材料で作られた第１の層と、非気泡材料で作られた第２の層とから成る、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. 前記気泡材料層は、前記非気泡材料層と前記タイヤ構造体との間に位置決めされている、請求項５記載のタイヤ。
7. 前記気泡層は、主として独立気泡の気泡層である、請求項４〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. 前記タイヤ構造体と前記追加の層との間に位置決めされたセルフシール材料を更に備えている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ。
9. 請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤと、リムとから成る取り付け型組立体において、前記膨張弁は、前記リムの弁穴内に位置決めされている、取り付け型組立体。
10. 前記リムは、タイヤと内側チューブとの組立体用のリムである、請求項９記載の取り付け型組立体。
11. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のタイヤの製造方法であって、
    −製造ドラム上に追加の材料層を配置するステップと、
    −粘着防止剤を前記タイヤの構造体に結合されないようになった前記層のゾーンのところに塗布するステップと、
    −気密材料層を被着させるステップと、
    −前記タイヤ構造体の調製を完了させるステップと、
    −前記タイヤを加硫するステップと、
    −膨張弁を前記追加の層に取り付けるステップとを有する、方法。
12. 前記粘着防止剤は、タルク又はチョークである、請求項１１記載の方法。
13. 前記追加の層の材料は、発泡剤を含み、前記方法は、前記タイヤの加硫後、前記追加の層の膨張段階が周囲温度で起こるようにするステップを有する、請求項１１又は１２記載の方法。
14. 前記タイヤの製造を完了させた後、前記タイヤ構造体と前記追加の層との間にセルフシール材料を導入するステップを有する、請求項１１〜１３のうちいずれか一に記載の方法。

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