JP5519657B2 - 車両用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドを支持するトレッドストリップ、及びこのトレッドストリップの両側に隣接するサイドウォールにより包囲される空洞部を有する車両用タイヤに関するものであり、トレッドストリップの各側では、ビードが自由端に配置されて、ホイールのリムのフランジ周りに装着されており、かつ発泡挿入物がトレッドストリップの内部に接合されて、空洞部を部分的に充填し、減衰機能を発揮する。

車両、トレーラー、及びセミトレーラーに用いられるこの種の車両用タイヤは、空気入り車両用タイヤとも呼ばれる。これらの車両用タイヤは中空タイヤであり、タイヤを安定させるために空洞部に導入される空気の圧力に決定的に依存している。この種の車両用タイヤの空洞部は、両側でサイドウォールに一体成形されたトレッドを支持するトレッドストリップにより形成されている。これらのサイドウォールの各々は自由端にビードを有し、これらのビードを介してホイールリムに装着されたタイヤがリムウェルとリムフランジとに隣接する。チューブレスタイヤでは、ビードはリムフランジまたはリムウェルにシールされる。車両用タイヤにより形成される空洞部はリムによって閉鎖される。

この種のタイヤのトレッドが路面を走行するとき、走行騒音は、主にトレッドに挿入されるタイヤの形状によって発生する。運転騒音の原因となる共鳴振動は、空中伝播音として環境に放出され、構造伝播音としてホイール、車両ホイールサスペンション、及びシャーシを通って車両の内部に放出される。特許文献１には空気入り車両用タイヤが記載されており、この空気入り車両用タイヤは騒音を減衰させるためにタイヤに挿入される発泡挿入物を有している。この発泡挿入物は、例えば接着または加硫接着により、タイヤの内部に接合される。この先行技術文書は、粘弾性発泡体が、車両ホイール内の構造伝播音を減衰させるために使用するには適していないことを示唆している。この理由により、特許文献１に記載される発泡挿入物に使用されて減衰を実現する発泡材料は、非粘弾性発泡材料であり、例えば架橋ポリウレタン発泡体である。この最先端技術には、使用される発泡体の密度を３５〜３００ｋｇ／ｍ^３とすることができることが開示されているが、減衰を実現するためには密度１００ｋｇ／ｍ^３の発泡体が明らかに好ましい。この種の容積重量を達成するために、無機フィラーを発泡体に添加することができる。この種の発泡挿入物は、５００Ｈｚを上回る周波数範囲で減衰を実現することができる。この文書は、層厚が厚くなると、減衰も５００Ｈｚをやや下回る周波数範囲にシフトされうることを示唆しているが、４００Ｈｚを下回る周波数、特に２００〜２５０Ｈｚの範囲の周波数、またはもっと低い周波数では、この文書に記載されるコンセプトを利用して効果的な減衰を実現することはできない。

特許文献２には、空気入りタイヤの内部全体を覆うように配置される均一厚さの多孔質減衰層を有する空気入りタイヤが開示されている。この発泡体層の基本的要素は、４〜１０ｍｍの層厚が予測される一方で、平均気孔寸法は１０μｍを超えてはならないことである。この発泡体層の気孔は、２０％以上が開放している必要がある。膨張ゴム材料が材料として使用され、タイヤの内部において、好ましくは同じ材料から成る気密層に塗布される。しかしながら、このタイヤに関して得られる周波数スペクトルは、３００Ｈｚを下回る周波数範囲に特性ピークを示す。周波数スペクトルのこのようなピークは、単一の音として頻繁に聞こえるので望ましくない。更に、特許文献２に従って減衰を行なう場合、タイヤをリムに装着するとき、および逆にタイヤをリムから取り外すときに、発泡体層が、特にビードの近傍で損傷しないように注意することが重要である。

特許文献３には、トレッド振動を減衰させる発泡体層を有する車両ホイールが開示されている。これは、ポリエーテル連続気泡発泡体または粘弾性ポリウレタン発泡体とすることができる。この文書における発泡体の性質及び品質についての更なる詳細は開示されていない。車両用タイヤの空洞部は、発泡体充填材でほとんど充填されることが好ましい。他の刊行物、例えば特許文献４によれば、タイヤの騒音減衰を達成するためには、発泡挿入物でタイヤ空洞部の２０％以下を充填することが必要である。

本発明に関連して注目すべきは、全く異なる複数のアプローチにより弾性車両用タイヤ（空気入りタイヤ）の減衰の改善が試みられてきたが、このようなタイヤは提供されていない、または依然として提供されていないということである。この１つの理由は、減衰特性が依然として、特に低い周波数範囲において最適化されていないことである。別の理由は、先行技術による発泡挿入物に起因する熱絶縁性に問題があることと考えられる。熱絶縁を行なう結果、タイヤトレッドに発生する熱はタイヤの内部に向かって不十分にしか放散することができず、これによってタイヤの摩耗が激しくなる。

独国特許出願公開第３０４２３５０号 欧州特許出願公開第０３６７５５６号 欧州特許出願公開第０８７０６３１号 欧州特許出願公開第１６５９００４号

上述の先行技術に基づき、冒頭に述べた種類の弾性車両用タイヤ（空気入りタイヤ）を提案することが本発明の目的であり、当該弾性車両用タイヤは、磨耗に関して最適化されている。

この問題は、冒頭に定義された請求項１の特徴を有する車両用タイヤによって解決される。

車両用タイヤのトレッドストリップの内側からの熱の除去を促進するために、発泡挿入物とトレッドストリップに近い車両用タイヤの内側との間に、またはトレッドストリップに近い車両用タイヤの内側に隣接する発泡挿入物の辺縁領域に埋設させた状態で、少なくとも１つの熱放散用挿入物をトレッドストリップの幅の一部に配置し、この熱放散用挿入物は、トレッドストリップに近い車両用タイヤの内側から延びて熱をこの領域から除去し、更にサイドウォールに向かって延在し、このサイドウォール領域では、トレッドストリップの内側から除去された熱が熱放散用挿入物から空洞部に放散することができる。この領域は放散領域とも呼ばれる。

前記熱放散用挿入物は良好な熱伝導率を有する。したがって、この熱放散用挿入物は、好ましくは金属により作製され、例えば金属網または金属メッシュとすることができる。金属網または金属メッシュを設置することの利点は、熱放散用挿入物が発泡挿入物とタイヤの内側との境界面に配置される場合に、金属網または金属メッシュに含まれる隙間または開口部を利用して、発泡挿入物の発泡体によって熱放散用挿入物を車両用タイヤの内側に押し付ける、または固定することが可能なことである。

車両用タイヤの内側への発泡挿入物の接着は、追加の接着剤を使用することなく、単に発泡体の接着力により行なわれることが好ましい。車両用タイヤの内側への発泡挿入物のこのような接着プロセスは、発泡挿入物の発泡体の架橋プロセスまたは接着プロセスに組み込まれた、車両用タイヤの内側の加硫による自由原子価結合により促進することができる。この種の熱放散用挿入物では、特にトレッドストリップの内側の近くで、タイヤの内側に接触する表面積が比較的大きいことが好ましい。これは、例えば、少なくとも一方の側の個々の網線がほとんど屈曲していない表面を有する金属網により達成することができる。この種の金属網の網線の断面積（金属メッシュも同様）は、放散させる必要のある熱を、熱が生じるとトレッドストリップの内側から除去することができるような寸法を有する。

熱放散用挿入物は、サイドウォール、少なくとも１つのサイドウォールに沿って少なくとも部分的に延在し、ビードに向かって延在してもよい。熱放散用挿入物が、トレッドストリップから放散される熱が車両用タイヤ内の残りの空洞部に放散できる領域にまで延在することが極めて重要である。熱放散用挿入物が、例えば発泡挿入物の側方端の向こう側までこの側方端を越えて延在する場合、放散が可能である。効果的な放散はまた、発泡挿入物が、熱放散が予測される領域においてのみ薄く、従って熱が発泡挿入物を通ってタイヤ空洞部に自動的に放散できる場合に可能である。

原則的に１または複数の熱放散用挿入物が設けられる熱放散用挿入物を装着した車両用タイヤに関する上述の開示内容によって、発泡挿入物の設計及び物理変数に関係なく、このようにしてトレッドストリップの内側から効果的な熱放散を実現することができる。したがって、上述した熱放散手法の利用は、上述した種類の発泡挿入物を装着した空気入りタイヤに制限されない。

好適な実施形態では、発泡挿入物の圧縮を利用して、気孔容積を、車両用タイヤが回転している状態の発泡挿入物の厚さ全体に亘って傾斜分布させることができる。このような圧縮は、とりわけ発泡挿入物の発泡体の密度の影響を受けており、したがって驚くべきことに、この密度も上述に概要を説明した問題に影響する。８０ｋｇ／ｍ ^３ 超の密度を持つ発泡体は、車両用タイヤの重量に質量の次元で影響するだけでなく、前述の機能に悪影響を与える。同様に、使用される発泡体の密度は３０ｋｇ／ｍ ^３ 超である必要がある。使用される発泡体の密度は、好ましくは３５ｋｇ／ｍ ^３ 〜６０ｋｇ／ｍ ^３ 、特に４０ｋｇ／ｍ ^３ 〜５５ｋｇ／ｍ ^３ である。このことから、所望の減衰を達成するためには、発泡挿入物が明らかに明確な容積重量を示す必要があると結論付けることができる。発泡挿入物の前述の特性を達成するために、発泡挿入物に使用される発泡体の圧縮永久歪率は、低過ぎたり高過ぎたりすることがないようにする必要がある。前述の圧縮永久歪率を下回る値も上回る値も、所定の機能に影響を与えうる。発泡体または発泡体部分の圧縮永久歪率を表わすために、ＩＳＯ １８５６／Ａ Ｍ１に準拠する９０％圧縮後の残留歪みを用いる。この残留歪みは５％未満、好ましくは２．５％未満、更に好ましくは２％未満である必要がある。これらの発泡体材料特有の値は、発泡挿入物が静止しているときに求める。

回転しない発泡挿入物の発泡体は、ＩＳＯ １８５６／Ａ Ｍ１に準拠して測定した場合、１：１．１７〜１：１．３、特に１：１．２５〜１：１．２９の引張り力：伸び比を有する。この変数は、所定の引張り強さを加えたときの伸びの程度、従って発泡体の剛性を表わすことができる。発泡体の剛性が極めて高く、したがって１：１．１７未満の比を示す場合、所望の減衰に関して損失が許容されなければならない。逆に、発泡体の剛性が１：１．３超の比を示す場合、この発泡体は柔らか過ぎる。その結果、発泡体または発泡体部分の剛性も減衰の性能に影響する。

この種の発泡挿入物は、好ましくは粘弾性発泡体を使用して設計されており、この場合、発泡挿入物の材料特性は、回転する車両用タイヤとともに発泡挿入物が回転する結果発泡挿入物に作用する遠心力によって、発泡挿入物がトレッドの内側と空洞部との間で圧縮されるように適合される。この種の発泡体部分は、無荷重状態でもサイズ分布が傾斜している気孔を有する発泡体部分に比べると作製がはるかに単純であるだけでなく、非常に良好な減衰機能を実現できる粘弾性手段でもあり、特に速度に応じた異なる減衰要件に適合させた粘弾性手段である。回転速度が高まると、発泡体部分は、低い回転速度におけるよりも、トレッドストリップの内側に向かって大きく圧縮される。このために、発泡挿入物は車両用タイヤの内壁にも接合される。車両用タイヤとともに発泡挿入物が回転している間に生じる遠心力を利用することにより、気孔の空間分布に所望の傾斜を発生させることができ、気孔サイズは、車両用タイヤのトレッドストリップの内壁に向かって小さくなってゼロになる。

本明細書に関連して使用される「連続気泡（open-cell）」という用語は、発泡体内の全ての気孔が、好ましくは連結した気孔（気泡）であり、全ての気孔が連結していなくとも、少なくとも大部分が連結していることを意味する。発泡挿入物の好適な粘弾性材料特性とこのような発泡体構造との組み合わせは、タイヤの回転によって振動するタイヤ部分の効果的な減衰に影響を与える。回転中の車両用タイヤによって振動する部分は、タイヤ内に位置する気柱管に、減衰した状態でしか振動を伝達しないと推定される。発泡挿入物の発泡体の連続気孔性は、独立気孔発泡体におけるよりも、トレッドストリップから発泡体の連続気孔群の通路を通って熱を効果的に除去することができるという別の利点をもたらしている。熱除去は、発泡挿入物内で誘発される振動によって、特定量の空気が発泡挿入物の内部から押し出され、それにより熱が同じようにしてトレッドストリップからタイヤ空洞部に伝わることにより、更に促進される。

タイヤ空洞部は、発泡挿入物により好適には少なくとも２０％が充填される。しかしながら、充填率は７０％を超えてはならない。好適な実施形態は、タイヤ空洞部が発泡挿入物により、せいぜい５０％しか充填されない実施形態である。７０％を上回るタイヤ空洞部を充填すると、他の有害な影響が現われることが判明している。

発泡挿入物がタイヤのサイドウォールに沿って延在するサイドウォール延長部を示さない場合に、空気入りタイヤのトレッドストリップの内側に接合される発泡挿入物により大体において良好な結果が達成されたとしても、発泡挿入物が車両用タイヤの内側の形状に、少なくともサイドウォール部分まで追従する場合、更に良好な結果が達成される。これにより、タイヤ内のサイドウォール振動の減衰を早めることができる。この種の実施形態では、トレッドストリップに近い発泡挿入物の厚さは、通常隣接するサイドウォール領域よりも厚く、このサイドウォール領域では、発泡挿入物は通常サイドウォールのビードに近づくにつれて薄くなって消滅する。好ましくは、この種の発泡挿入物のサイドウォール部分はビードから十分な距離の位置で途切れているので、車両用タイヤをホイールのリムに装着する、および／またはリムから取り外すときに発泡挿入物が損傷することがない。

本発明は、添付図面を参照しながら、例示的な実施形態を使用して以下に説明される。

図１は、ホイールのリムに装着される車両用タイヤの模式断面図である。 図２は、従来のタイヤに関する周波数スペクトルと比較した場合の、図１のタイヤが回転する結果として得られる周波数スペクトルを表わすグラフを示している。 図３は、温度に対してプロットした損失係数を損失正接ｔａｎδとして表わすグラフである。 図４ａは、７０％圧縮後の２つの層の間の発泡挿入物の機械的減衰挙動を表わすグラフである。 図４ｂは、２０％圧縮後の２つの層の間の発泡挿入物の機械的減衰挙動を表わすグラフである。 図５は、図１の車両用タイヤの模式断面に対応した、本発明の実施形態による車両用タイヤの模式断面図である。

ゴムまたはゴム化合物により作製される車両用タイヤ１は、トレッドストリップ２を有し、このトレッドストリップの外側が車両用タイヤ１のトレッド３を形成している。２つのサイドウォール４、４．１はトレッドストリップ２上に成形される。サイドウォール４、４．１の各端部はビードを有している。図を簡単にするために、車両用タイヤ１の補強層またはカーカス層は省略して描かれている。同様に、ビード５、５．１に含まれるビードコアは図示していない。図１に示す車両用タイヤ１はホイール７のリム６に装着されている。ビード５、５．１はリムウェル上に配置されて、これらのビードコアとともに、隣接するリムフランジ８、８．１に対してタイヤ内圧により押し付けられている。

車両用タイヤ１内には、全体を参照番号９で示す発泡挿入物が配置される。発泡挿入物９は、トレッドストリップ２の内側１０及びサイドウォール４、４．１の内側に接着される。車両用タイヤ１が回転すると、車両用タイヤ１に接合された発泡挿入物９は当該タイヤと一緒に回転する。発泡挿入物９は、トレッドストリップ２及びサイドウォール４、４．１により形成された車両用タイヤ１の空洞部１１の略３０％を充填する。図示の例示的な実施形態では、発泡挿入物９は車両用タイヤ１の内側形状に追従しており、この場合、発泡挿入物９は、隣接するサイドウォール部分１２、１２．１よりトレッドストリップ２に近い位置で厚く、ビード５、５．１に向かって薄くなって消滅している。トレッドストリップ２に近い発泡挿入物９の肉厚ベース部分１３からサイドウォール部分１２、１２．１、及び発泡挿入物９の周辺端部への遷移は連続的である。したがって、サイドウォール部分１２、１２．１は、車両用タイヤ１の内側表面に少なくとも部分的に平行であるか、または同内側表面に対してわずかな角度だけ傾いている。

発泡挿入物９を、４００Ｈｚ未満の周波数範囲、特に２００〜２５０Ｈｚの周波数範囲の高減衰能と組み合わせて使用して、密閉空気容積部の共鳴を減衰させる。図示の発泡挿入物９の幾何学構造はベース部分１３及びサイドウォール部分１２、１２．１を有しており、これにより、弾性車両用タイヤ１における振動減衰が、トレッドストリップ２に近い位置で行なわれるだけでなく、サイドウォール４、４．１に近い位置でも行なわれることが明らかである。したがって、発泡挿入物９は全体としてＵ字形である。

発泡挿入物９を作製するために使用される合成物質は、タイヤ１が回転している間のタイヤが膨張する前に車両用タイヤ１に挿入される。液状樹脂を、ビード５、５．１と、隣接するサイドウォール４、４．１との間の遷移領域の近くに塗布し、車両用タイヤ１の回転により当該液状樹脂が塗布位置からトレッドストリップ２に向かって広がるようにする。車両用タイヤ１の幅によっては、液状樹脂をトレッドストリップ２の内側に近い位置に注入しても好都合である。やはり車両用タイヤが回転している間に行なわれる後続の架橋及び発泡プロセスの間に、発泡体が車両用タイヤ１の内側に接合される。

発泡挿入物９を作製するために使用される発泡体は連続気泡であり、粘弾性材料特性を有している。この場合、発泡挿入物９の空洞部１１に面する表面Ｏを、発泡体に典型的な連続気泡構造で特徴付けることが想到可能である。これは、表面Ｏが、平滑ではなく、対応してこの表面Ｏで頂部を切断された気孔を通る構造化表面を示すことを意味する。これは特に吸音に寄与する。

発泡挿入物９を作製するために使用される発泡体の物理的特性は、以下の表に含まれている。発泡挿入物９を作製するために使用される発泡体は、以下の表の「例」の欄に列挙されている。

応力緩和測定は、試験対象の発泡体を急激に圧縮している間に行なわれ、必要圧縮率（この場合、４０％）に必要な力を求めた。最初に、４０％の圧縮率（０秒（０”）後のＣＤＨ４０％）を実現するために必要な力を求めた。１８０秒後、同じ手順を実施して、４０％の圧縮率（１８０秒（１８０”）後のＣＤＨ４０％）を実現するために必要な力を求めた。これらの値の比が応力緩和の指標となるのに対し、０秒後の４０％の圧縮率を実現するために必要な力は、ＣＤＨ硬度の指標となる。パーセントで示される他の応力緩和値は、それぞれの場合における最初の力測定値（０”後のＣＤＨ４０％）に対する比を表わす。

９０％の圧縮永久歪率値により決定された粘弾性値は、圧縮荷重の印加が終了した後、試験試料を圧縮して当該試料の最初の高さから１０％の残留高さにした後に生じた歪み率を表わす。特に高い音減衰特性は、粘弾性発泡体を使用して実現され、この場合、残留歪み量は、試験方法ＩＳＯ １８５６／Ａ Ｍ１によれば５％未満である。実施した試験により、減衰の値が２．５％未満、特に２％未満である場合に、極めて良好な減衰結果が達成されることが判明している。

この発泡体の粘弾性特性は、２〜３℃超の温度から７０〜８０℃の温度までほぼ一定である。したがって、図示の例示的な実施形態の発泡挿入物９の発泡体は、夏用タイヤを装着するために適している。特に０℃以下の温度で走行する冬用タイヤを装着するためには、同じ、またはほぼ同じ物理的特性と、異なる化学的性質とを有する発泡体が使用される。

当業者には、上述の特性を有する粘弾性発泡体が周知であろう。したがって、当業者であれば直ちに、本明細書に記載のパラメータ群に基づいて、かつ温度変化範囲に応じて、適切な発泡体を選択することができる。

図２は、前述の特性を有する発泡挿入物を装着した車両用タイヤから車両の内部に生じる音圧を描いたグラフである。この車両用タイヤの周波数スペクトルを、例えば特許文献２の図３に示される従来のタイヤの周波数スペクトルと比較した。この比較により、本発明による発泡挿入物を装着した車両用タイヤが、５００Ｈｚ未満の周波数スペクトルにおいて減衰特性を明らかに向上させることが示された。特に、本発明を適用しない場合に約２２０Ｈｚの周波数で単一音として聞こえる従来タイヤにおける周波数スペクトルの割合が顕著に低下して、このピークが判別できなくなり、車両の内部で単一の音として検知することができなくなっている。更に、１００〜１５０Ｈｚの周波数範囲でも明らかな特性向上が観察される。

発泡挿入物９を形成するために使用される発泡体の弾性特性を可視化するために、図３に示すグラフを参照する。この図には、損失係数が温度に対する損失正接ｔａｎδ（損失正接デルタ）として描かれている。損失係数は０．３超であることが好ましく、図示の例示的な実施形態では、損失係数は約０．４であり、いずれの温度においても、０．８未満であり、更に、車両用タイヤ１の使用に想到される温度範囲では、損失係数は値０．２を下回ることがないか、下回ったとしても無視できる程度である。損失正接ｔａｎδは、ＩＳＯ ６７２１−１に従って定義され、それに応じて決定される。測定は、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社により製造された公知の機械式ダイナミックアナライザーを使用して行なわれた。

図４ａ、４ｂはそれぞれ、発泡挿入物９を形成するために前述の表の「例」として使用された発泡体の周波数依存減衰特性に基づくグラフである。これらのグラフは、それぞれの場合における「例」として特徴付けられる発泡体と、前述の非粘弾性特性を有する従来の発泡体とを表わしている。車両用タイヤ１が回転すると、発泡挿入物９に作用する遠心力によって、発泡挿入物が圧縮されるか、または発泡挿入物の気孔密度がトレッドストリップ２の内側１０に向かって特定の勾配を形成し、内側表面Ｏからの距離が大きくなるほど、それぞれの場合において遠心力を受ける質量が増加することによる圧縮力が、トレッドストリップ２の内側１０に向かって大きくなる。この結果、発泡挿入物９内において、トレッドストリップ２の内側１０に向かう圧縮力に従って気孔容積が小さくなる。図４ａは、発泡挿入物９を形成するために使用される発泡体の、７０％圧縮における減衰特性を示している。この圧縮率は、車両用タイヤ１が高速で回転しているときの、発泡挿入物９の発泡体の最大圧縮率である。したがって、この圧縮率は、トレッドストリップ２の内側１０に位置する発泡挿入物９の周辺領域における値である。周波数（Ｈｚ）は、図４ａ、４ｂのグラフのｘ軸にプロットされている。減衰特性はｙ軸にプロットされており、正の値は減衰率を、負の値は誘発振動の増幅率を、それぞれ表わす。

図４ａは、最大圧縮率範囲（この場合７０％）では、特に良好な減衰率が、臨界値として観察される約２２５Ｈｚの周波数範囲において達成されることを示している。特にタイヤ壁の振動が、このような減衰率で減衰される。この減衰率は、図２のグラフにおいて、まさにこの周波数範囲における測定音圧が、発泡挿入物を装着しないタイヤに比べて大幅に小さいという現象をも説明する。

図４ａのグラフは、周波数範囲３００〜３５０Ｈｚにおいて減衰機能が発揮されないことを示している。このことは、このような周波数が、タイヤに非感受性の周波数であり（図２参照）、且つ空洞部１１に向かって連続的に圧縮率が低下する発泡挿入物領域により吸収されるので、重要ではない。

図４ｂは、２０％の圧縮率範囲における発泡挿入物の減衰特性を示している。本発明による発泡体を用いると、２１０Ｈｚ以上の周波数範囲、特に２２５Ｈｚ以上の注目範囲で明らかに高い減衰率が観察された。従来の発泡体は、２２５Ｈｚの周波数範囲では減衰機能を発揮しない。図４ｂに明らかであるように、図４ｂに比較のためにプロットされた発泡挿入物中の従来の発泡体の振動は増大しており、これは、図２の１２０Ｈｚに観察されるピークの減衰に悪影響があることを示唆している。発泡挿入物９と、そのサイドウォール部分１２、１２．１とが構成するＵ字形実施形態は、車両用タイヤ１における壁振動の減衰に有利な影響を及ぼす。回転している車両用タイヤ１、及び車両用タイヤ１と共に回転している発泡挿入物９においては、発泡挿入物が車両用タイヤ１の内壁に接合されているために、せん断応力がサイドウォール部分１２、１２．１の内部に生じる。

図５は、図１の車両用タイヤと基本的に同じ方法で製造された別の車両用タイヤ１４を示している。発泡挿入物１５の他に、この車両１４には熱放散用挿入物１６が装着されている。熱放散用挿入物１６の目的は、車両用タイヤ１がトレッドストリップ１７の近傍で回転することにより発生する熱をトレッドストリップ１７から除去して、トレッド１８の損耗を低減することである。図示の例示的な実施形態における熱放散用挿入物１６は、例えば真ちゅうまたはアルミニウムにより作製される金属網として設計されている。金属網の個々の網線の断面は矩形である。車両用タイヤ１４の内側に面する表面全体は、車両用タイヤ１４の内側にほぼ隣接している。熱放散用挿入物１６は、トレッドストリップ１７の内側からサイドウォール１９、１９．１に沿って、トレッドストリップ１７から除去される熱が車両用タイヤ１４の空洞部２０に放散される領域内に延びている。図５に示す例示的な実施形態の場合、発泡挿入物１５が当該発泡挿入物のサイドウォール部分の領域でビードに向かって薄くなって消滅しており、熱放散用挿入物１６が発泡挿入物１５の端部を越えて延びていて、放熱領域は、熱放散用挿入物１６の、発泡挿入物１５から突出する部分により形成されている。同様に、発泡挿入物１５のサイドウォール部分の端部領域であって、これらのサイドウォール部分が比較的薄い領域は、熱放散用挿入物１６から空洞部２０に熱が放散される領域を形成している。図５では、放熱領域は、サイドウォール１９に対向する領域として、参照番号２１を使用して特定されている。この種の熱放散用挿入物１６により、発泡挿入物１５に含まれる連続気泡発泡体の特性に加えて、熱がトレッドストリップ１７から効果的に除去され、これは、トレッド１８が、従来の発泡挿入物を装着したタイヤと比較して加熱に時間がかかり、したがってトレッド１８の損耗の程度が低減することを意味する。

熱放散用挿入物１６は、発泡挿入物１５の発泡体により示される例示的な実施形態では車両用タイヤ１４の内側に接着され、この発泡挿入物１５は金属網の孔を通り抜ける。車両用タイヤ１に関して説明した方法を使用して発泡挿入物１５を車両用タイヤ１４に組み入れる場合、熱放散用挿入物１６は、液状樹脂をタイヤ１４に注入する前に挿入される。これは、車両用タイヤ１４の内側に対して特定のプレストレスがかかっている状態で行われることが好ましく、このプレストレスは、発泡挿入物１５が硬化して車両用タイヤ１４の内側に接合されるまで熱放散用挿入物１６を固定するように作用する。

金属網として説明された上述の熱放散用挿入物ではなく、これは、金属フィルムなどのフィルム形態としてもよい。必要なのは、熱放散用挿入物が、車両用タイヤのトレッドストリップ領域からサイドウォールに向かって熱を流し、熱が車両用タイヤ内に残っている空洞部および／またはリムに誘導されることである。後者の手法は、熱放散用挿入物が空気入りタイヤのビードの領域にまで延在している場合、すなわちタイヤがホイールリムに装着されてビードとリムとの間に捕捉されるときに熱放散用挿入物がホイールリムに接するまで延在している場合に当てはまる。

効果的な熱放散は、熱放散用挿入物が発泡挿入物の周辺領域に、したがって車両用タイヤの内側から短い距離だけ離れた位置に配置される場合にも可能である。

熱放散用挿入物の機能原理の観点から前述したように、熱放散用挿入物は、例えば対応する良好な熱伝導率を有する気密弾性フィルムにより形成してもよく、この気密弾性フィルムは、発泡挿入物と車両用タイヤの内壁との間に配置される。この種の熱放散用挿入物の別の変形例では、フィルムがこのような弾性を有する必要があり、および／またはこのフィルムを車両用タイヤの内壁に接着させる力が、外側からタイヤを貫通する、例えば爪のような異物によってフィルムが車両用タイヤの内壁から持ち上がったとしても、この物体がフィルムを突き刺すことがないような力とすることを想到できる。その結果、この種の車両用タイヤにより、外側から物体が貫通することにより空気が抜けてしまう危険が小さくなる。基本的に、この種のフィルムまたは挿入物は、敢えて熱放散機能を発揮しなくても使用することが同様にして可能である。

上述の熱放散用挿入物に加えて、発泡挿入物は、マイクロカプセル形態の相遷移材料−いわゆる潜熱蓄熱材料−を含むことが好ましい。この種の相遷移材料を発泡挿入物に含めることにより、選択する相遷移材料に応じて、すなわち選択する相遷移材料と、相遷移材料の凝集状態が、具体的には固体から液体に、変化する温度とに応じて、更なる温度上昇が遅れるので熱が消費される；この遅れは、相遷移材料の凝集状態が変化してしまうまで続く。これにより、材料の潜熱蓄熱機能が発揮される。この種の相遷移材料を車両用タイヤの発泡挿入物に含めることにより、運転中の温度ピークをタイヤウォーミングに関して低下させることができる。したがって、それぞれの場合に許容される走行時の最大タイヤ圧に適合させた材料、或いは相遷移温度がこの走行時温度になる材料が相遷移材料として使用される。相遷移材料は、有利には、トラッドストリップの内側に隣接する発泡挿入物の周辺領域に配置される。好ましくは、ワックスまたはパラフィンが、上述の用途に関する相遷移材料として、車両用タイヤの発泡挿入物内に使用される；これらの材料は、とりわけ、考察対象の温度領域における蓄熱に関して最適である。温度ピーク低下効果をより広い温度範囲に亘って実現するために、相遷移材料を容易に発泡体内に使用することもでき、前記材料は、それぞれの場合において異なる相遷移温度を有する。

上述の車両用タイヤの特性とは別に、少なくとも図１及び５に示す発泡挿入物は、いずれの場合においても、車両用タイヤの急制動時特性の点で同じように有利である。発泡挿入物に、空気漏れを起こす場合の特定のサポートを取り入れることにより、このような装備の車両用タイヤでも特定の距離を低速で走行することが可能となる。

１ 車両用タイヤ
２ トレッドストリップ
３ トレッド
４、４．１ サイドウォール
５、５．１ ビード
６ リム
７ ホイール
８、８．１ リムフランジ
９ 発泡挿入物
１０ 内側
１１ 空洞部
１２、１２．１ サイドウォール部分
１３ ベース部分
１４ 車両用タイヤ
１５ 発泡挿入物
１６ 熱放散用挿入物
１７ トレッドストリップ
１８ トレッド
１９、１９．１ サイドウォール
２０ 空洞部
２１ 放熱領域
Ｏ 表面

Claims (12)

1. トレッド（１８）を支持するトレッドストリップ（１７）と、このトレッドストリップ（１７）の両側に隣接するサイドウォール（１９、１９．１）とにより包囲される空洞部（２０）を有し、トレッドストリップが、自由端に配置されてホイールのリムのフランジの周りに装着される各側のビードと、トレッドストリップ（１７）の内側に接合されて空洞部（２０）を部分的に充填し、かつ減衰機能を発揮する発泡挿入物（１５）とを有している弾性車両用タイヤであって、発泡挿入物（１５）と、トレッドストリップに近い車両用タイヤの内側とが接するところに、またはトレッドストリップ（１７）に近い車両用タイヤの内側に隣接する発泡挿入物（１５）の辺縁領域に埋設されて、少なくとも１つの熱放散用挿入物（１６）がトレッドストリップ（１７）の幅方向に少なくとも部分的に配置されており、この熱放散用挿入物（１６）は、トレッドストリップ（１７）に近い車両用タイヤの内側から始まってこの領域から熱を除去し、サイドウォール（１９、１９．１）に向かって、発泡挿入物（１５）の少なくとも１つの辺縁部を超えて延びており、このサイドウォール領域において、トレッドストリップ（１７）の内側から除去された熱が熱放散用挿入物（１６）から空洞部（２０）に放散することができ、
   金属網または、金属メッシュまたは、熱伝導弾性気密フィルムが、熱放散用挿入物として設けられることを特徴とする、弾性車両用タイヤ。
2. 熱放散用挿入物（１６）が、トレッドストリップ（１７）に近い車両用タイヤの内側に接触し、且つ車両用タイヤ（１４）の内側に発泡挿入物（１５）により固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用タイヤ。
3. 熱放散用挿入物が、車両用タイヤのビードの領域内に、タイヤがホイールリムに装着されているときにホイールリムに隣接する位置まで延びていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両用タイヤ。
4. 発泡挿入物（９、１５）の発泡体が、回転していないときに、
   −密度が３０ｋｇ／ｍ^３〜８０ｋｇ／ｍ^３であり、
   −ＡＳＴＭ Ｄ３５７４Ｈ Ｍ１に準拠して測定した場合の弾性値が４％〜１５％であり、且つ
   −ＩＳＯ １８５６／Ａ Ｍ１に準拠して計算した場合の９０％圧縮後の圧縮永久歪率が５％未満である
   という特性を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用タイヤ。
5. 発泡挿入物（９、１５）の発泡体の密度が、３５ｋｇ／ｍ^３〜６０ｋｇ／ｍ^３ であり、ＩＳＯ ３３８６／１に準拠した２０℃でのＣＤＨ硬度を表わす０秒後のＣＤＨ４０：１８０秒後のＣＤＨ４０の比に基づいて計算された応力緩和値が１：０．３８〜１：０．６２であることを特徴とする、請求項４に記載の車両用タイヤ。
6. ＩＳＯ １７９８ Ｍ１に準拠した発泡体の引張り強さ対伸び比が、１：１．１７〜１：１．３であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の車両用タイヤ。
7. 発泡挿入物（９、１５）が粘弾性連続気泡発泡体部分であり、発泡挿入物（９、１５）の空洞部（１１、２０）に面する表面（Ｏ）が少なくとも部分的に連続気泡発泡体構造を有し、気孔群のサイズがトレッドストリップ（２、１７）の内側（１０）に向かって小さくなっていることにより減衰機能を発揮することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両用タイヤ。
8. 発泡挿入物（９、１５）の材料特性が、回転する車両用タイヤ（１、１４）とともに発泡挿入物（９、１５）が回転する結果として発泡挿入物（９、１５）に作用する遠心力によって、発泡挿入物（９、１５）がトレッドの内側と空洞部（１１、２０）との間で圧縮されるように適合されていることを特徴とする、請求項７に記載の車両用タイヤ。
9. 発泡挿入物（９、１５）がサイドウォール（４、４．１；１９、１９．１）の内側に沿って、サイドウォール（４、４．１；１９、１９．１）の少なくとも特定の高さに延在することを特徴とする、請求項７又は８に記載の車両用タイヤ。
10. サイドウォール（４、４．１；１９、１９．１）に近い発泡挿入物（９、１５）の内向き表面が、少なくとも部分的にサイドウォールの内側に平行であるか、またはこのサイドウォール部分上でビード（５、５．１）に向かって薄くなり、完全にまたは部分的に消滅することを特徴とする、請求項９に記載の車両用タイヤ。
11. 発泡挿入物が、相遷移材料を含み、前記相遷移材料が、静止時許容最高タイヤ温度への温度上昇を遅らせるように選択されている、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の車両用タイヤ。
12. 相遷移材料が、トレッドストリップの内壁に隣接する発泡挿入物の周辺領域内に設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両用タイヤ。
    

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