JP7441015B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
(1)本発明の空気入りタイヤは、
タイヤ内面に、シーラント層を介して、制音体が配置され、
前記シーラント層の厚さは、一定でないことを特徴とする。
ここでいう、「シーラント層の厚さ」は、空気入りタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態での、タイヤ幅方向断面視において、タイヤ内面に垂直に測定した厚さをいうものとする。
また、「規定内圧」とは、上記JATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。
タイヤ幅方向断面視において、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、断面波状の形状を有することが好ましい。
タイヤ周方向断面視において、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、断面波状の形状を有することが好ましい。
タイヤ幅方向断面視及びタイヤ周方向断面視において、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、断面波状の形状を有することが好ましい。
図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ(以下、単にタイヤとも称する)1は、一対のビード部2と、該ビード部に連なる一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部に連なるトレッド部5とを有している。また、タイヤ1は、一対のビード部2に埋設されたビードコア2aにトロイダル状に跨るカーカス3のクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト4とトレッドゴムとを順に備えている。
また、トレッド部5のゴムの材質等も、任意の既知の構成とすることができる。
スポンジ材の材料としては、例えば、エーテル系ポリウレタンスポンジ、エステル系ポリウレタンスポンジ、ポリエチレンスポンジなどの合成樹脂スポンジ、クロロプレンゴムスポンジ(CRスポンジ)、エチレンプロピレンジエンゴムスポンジ(EPDMスポンジ)、ニトリルゴムスポンジ(NBRスポンジ)などのゴムスポンジが挙げられる。制音性、軽量性、発泡の調節可能性、耐久性などの観点を考慮すれば、エーテル系ポリウレタンスポンジを含むポリウレタン系又はポリエチレン系等のスポンジを用いることが好ましい。
また、スポンジ材の比重は、0.001~0.090とすることが好ましい。スポンジ材の比重を0.001以上とすることにより、制音性を向上させることができ、一方で、スポンジ材の比重を0.090以下とすることにより、スポンジ材による重量増を抑制することができるからである。同様に、スポンジ材の比重は、0.003~0.080とすることがより好ましい。ここで、「比重」とは、JIS K6400の第5項の測定法に準拠し、見かけ密度を比重に換算した値とする。
また、スポンジ材の引張り強さは、20~500kPaとすることが好ましい。引張り強さを20kPa以上とすることにより、接着力を向上させることができ、一方で、引張り強さを500kPa以下とすることにより、スポンジ材の生産性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の引張り強さは、40~400kPaとすることがより好ましい。ここで、「引張り強さ」とは、JIS K6400の第10項の測定法に準拠し、1号形のダンベル状試験片で測定した値とする。
また、スポンジ材の破断時の伸びは、110%以上800%以下とすることが好ましい。破断時の伸びを110%以上とすることにより、スポンジ材にクラックが発生するのを抑制することができ、一方で、破断時の伸びを800%以下とすることにより、スポンジ材の生産性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の破断時の伸びは、130%以上750%以下とすることがより好ましい。ここで、「破断時の伸び」とは、JIS K6400の第10項の測定法に準拠し、1号形のダンベル状試験片で測定した値とする。
また、スポンジ材の引裂強さは、1~130N/cmとすることが好ましい。引裂強さを1N/cm以上とすることにより、スポンジ材にクラックが発生するのを抑制することができ、一方で、引裂強さを130N/cm以下とすることにより、スポンジ材の製造性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の引裂強さは、3~115N/cmとすることがより好ましい。ここで、「引裂強さ」とは、JIS K6400の第11項の測定法に準拠し、1号形の試験片で測定した値とする。
また、スポンジ材の発泡率は、1%以上40%以下とすることが好ましい。発泡率を1%以上とすることにより、制音性を向上させることができ、一方で、発泡率を40%以下とすることにより、スポンジ材の生産性を向上させることができるからである。同様に、スポンジ材の発泡率は、2~25%とすることがより好ましい。ここで、「発泡率」とは、スポンジ材の固相部の比重Aの、スポンジ材の比重Bに対する比A/Bから1を引いて、その値に100を乗じた値をいう。
また、スポンジ材の全体の質量は、5~800gとすることが好ましい。質量を5g以上とすることにより、制音性を低減することができ、一方で、質量を800g以下とすることにより、スポンジ材による重量増を抑制することができるからである。同様に、スポンジ材の質量は、20~600gとすることが好ましい。
制音体に用いる有機繊維の例としては、レーヨンやポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリベンゾイミダゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリビニルアルコール、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド(アラミド)、芳香族ポリイミド等が挙げられる。また、制音体に用いる無機繊維の例としては、炭素繊維やフッ素繊維、ガラス繊維、金属繊維等が挙げられる。なお、異なる種類の繊維を2種以上混合して用いることもできる。
また、制音体に用いる不織布を構成する繊維の長さや径は、任意に設定することができる。特には限定されないが、繊維の径は、例えば100nm~200μmとすることができる。
また、制音体に用いる不織布の目付けは、10g/m2~300g/m2であることが好ましい。目付けを10g/m2以上とすることにより、繊維をより均一にすることができ、一方で、300g/m2とすることにより、制音体を設けたことによる過度の重量増を招かないようにすることができる。
ここで、本実施形態では、シーラント層8の厚さは、一定でない。より具体的には、図1~図3に示すように、シーラント層8の厚さは、タイヤ幅方向に一定でない。また、本例では、シーラント層8の厚さは、タイヤ周方向にも一定でない。
以下、本実施形態の空気入りタイヤの作用効果について説明する。
ここで、本実施形態では、シーラント層8の厚さは、一定でないため、制音体7との間に隙間が生じる箇所を有する。これにより、当該隙間に対応する箇所では、釘がトレッド部を貫通して釘が引き抜かれる際にも、千切れた制音体7が当該隙間からタイヤ内腔へと排出され、千切れた制音体7がシーラント層8を介して釘の貫通により生じた穴に入り込むのを抑制することができ、シーラント剤が穴にうまく流入しなくなってしまうのを抑制することができる。
以上のように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、耐パンク性能の低下を抑制することができる。
さらに、制音体7は、通常熱がこもりやすく、タイヤの故障の原因ともなり得るが、本実施形態では、上記の隙間によって放熱効果が得られるため、制音体に熱がこもるのを抑制して、タイヤの故障を抑制することもできる。
また、タイヤ幅方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面は、断面波状の形状を有することが好ましい。上記の隙間をタイヤ幅方向に満遍なく設けつつも、タイヤ幅方向においてシーラント層と制音体との接着性を十分に確保することができるからである。断面波状は、方形波状とすることもできるが、正弦波状とすることの方が好ましい。なお、タイヤ幅方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面が断面波状の形状を有する場合、タイヤ径方向外側から内側に突出する部分(山部)の80%以上(好ましくは全て)が制音体に接触していることが好ましい。山部は、隙間の体積を減少させてしまう部分であるため、シーラント層と制音体との接着性を確保する機能を持たせることが好ましいからである。一方で、タイヤ幅方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面が断面波状の形状を有する場合、タイヤ径方向内側から外側に凹む部分(谷部)(すなわち上記隙間)の高さは、タイヤ幅方向に均一としても良いし、ばらついていても良い。
なお、タイヤ周方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面が断面波状の形状を有する場合、タイヤ径方向外側から内側に突出する部分(山部)の80%以上(好ましくは全て)が制音体に接触していることが好ましい。山部は、隙間の体積を減少させてしまう部分であるため、シーラント層と制音体との接着性を確保する機能を持たせることが好ましいからである。一方で、タイヤ周方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面が断面波状の形状を有する場合、タイヤ径方向内側から外側に凹む部分(谷部)(すなわち上記隙間)の高さは、タイヤ周方向に均一としても良いし、ばらついていても良い。
なお、タイヤ幅方向断面視及びタイヤ周方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面が断面波状の形状を有する場合、タイヤ径方向外側から内側に突出する部分(山部)の80%以上(好ましくは全て)が制音体に接触していることが好ましい。山部は、隙間の体積を減少させてしまう部分であるため、シーラント層と制音体との接着性を確保する機能を持たせることが好ましいからである。一方で、タイヤ幅方向断面視及びタイヤ周方向断面視において、シーラント層の制音体側の表面が断面波状の形状を有する場合、タイヤ径方向内側から外側に凹む部分(谷部)(すなわち上記隙間)の高さは、タイヤ幅方向及びタイヤ周方向に均一としても良いし、ばらついていても良い。
一方で、シーラント層の厚さは、タイヤ幅方向及び/又はタイヤ周方向にランダムに変化するものとすることもできる。
例えば、シーラント層と制音体とが接触している一箇所当たりの接触面積は、25~400mm2とすることが好ましい。25mm2以上とすることにより、シーラント層と制音体との接着性をより一層高めることができ、一方で、400mm2以下とすることにより、上記の隙間を十分に設けて耐パンク性の低下をより一層抑制することができるからである。同様の理由により、上記一箇所当たりの接触面積は、50~100mm2とすることがより好ましい。
シーラント層と制音体とが接触している箇所の個数密度は、0.00125~0.024個/mm2とすることが好ましい。0.00125個/mm2以上とすることにより、シーラント層と制音体との接着性をより一層高めることができ、一方で、0.024個/mm2以下とすることにより、上記の隙間を十分に設けて耐パンク性の低下をより一層抑制することができるからである。同様の理由により、個数密度は、0.001~0.012個/mm2とすることがより好ましい。
同様に、タイヤ幅方向においては、シーラント層と制音体とが接触している箇所の個数密度は、0.00125~0.024個/mmとすることが好ましく、0.001~0.012個/mmとすることがより好ましい。また、タイヤ周方向においては、シーラント層と制音体とが接触している箇所の個数密度は、0.00125~0.024個/mmとすることが好ましく、0.001~0.012個/mmとすることがより好ましい。
なお、タイヤ幅方向においてシーラント層と制音体とが接触している箇所の個数密度は、タイヤ幅方向においてシーラント層と制音体とが接触している箇所の個数密度より大きくても小さくても同じであっても良い。
2:ビード部
2a:ビードコア
2b:ビードフィラ
3:カーカス
4:ベルト
5:トレッド部
6:タイヤ内面
7:制音体
8:シーラント層
Claims (12)
- タイヤ内面に、シーラント層を介して、制音体が配置され、
前記シーラント層の厚さは、一定でなく、前記シーラント層と前記制音体との間に隙間が設けられており、
前記隙間は、空隙の状態であり、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向に規則的に配列された凹凸を有していることを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 前記シーラント層の厚さは、タイヤ幅方向に一定でない、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント層は、該シーラント層の厚さがタイヤ幅方向に漸増又は漸減する部分を有する、請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- タイヤ幅方向断面視において、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、断面波状の形状を有する、請求項2又は3に記載の空気入りタイヤ。 - 前記シーラント層の厚さは、タイヤ周方向に一定でない、請求項1~4のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント層は、該シーラント層の厚さがタイヤ周方向に漸増又は漸減する部分を有する、請求項5に記載の空気入りタイヤ。
- タイヤ周方向断面視において、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、断面波状の形状を有する、請求項5又は6に記載の空気入りタイヤ。 - 前記シーラント層の厚さは、タイヤ幅方向及びタイヤ周方向のいずれにおいても一定でない、請求項1~7のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント層は、該シーラント層の厚さがタイヤ幅方向及びタイヤ周方向に漸増又は漸減する部分を有する、請求項8に記載の空気入りタイヤ。
- タイヤ幅方向断面視及びタイヤ周方向断面視において、
前記シーラント層の前記制音体側の表面は、断面波状の形状を有する、請求項8又は9に記載の空気入りタイヤ。 - 前記制音体は、スポンジ材である、請求項1~10のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記制音体は、不織布である、請求項1~10のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
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