(57)【要約】【課題】ロードノイズの有効なる低減を実現してなお、トレッド部の内部熱量を効果的に放熱することができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ本体２のトレッド部３の内周側で、インナーライナ４に、帯状の発泡体５を円周方向に延在させて固着させてなるものであって、前記発泡体５に、インナーライナ４に達する一個以上の貫通穴１３を設けてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ本体のトレッド部の内周側で、インナーライナに、帯状の発泡体を円周方向に延在させて固着させてなる空気入りタイヤであって、
前記発泡体に、インナーライナに達する一個以上の貫通穴を設けてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
貫通穴を円周方向に分散させて設けてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
貫通穴を円周方向に規則性をもって分散させて設けてなる請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
タイヤ本体の、円周方向で重量が大きい個所と対応して位置する発泡体部分への貫通穴の形状密度を他の対応部分のそれより大きくしてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
発泡体を、エーテル系のポリウレタンフォームにて構成してなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
発泡体を合成ゴム発泡材により構成してなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車室内騒音の低減をもたらす空気入りタイヤに関するものであり、とくには、空気入りタイヤと、それを気密に組付けた適用リムとで区画されるタイヤ気室内での充填空気の振動によって発生される空洞共鳴音を低減させる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
リム組された空気入りタイヤは、車両の走行中に、タイヤのトレッド部が、路面の凹凸に衝接して振動することによってタイヤ内の充填空気が振動されることを原因として、内部形状等に由来する空洞共鳴を生じ、この空洞共鳴は、自動車車室内にロードノイズと称される騒音をもたらす。
【０００３】
このような空洞共鳴の共鳴周波数は、乗用車空気入りタイヤについては、多くは１８０〜３００Ｈｚの範囲内に存在し、その共鳴音が車室内に伝達されるに当っては、他の周波数帯域の騒音とは異なり、鋭く高いピーク値をとることになるため、ロードノイズは、車室内の乗員にとって耳障りな騒音となる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、空洞共鳴の抑制効果を高めて、ロードノイズを大幅に低減するべく、リムと、リムに接着される空気入りタイヤとがなすタイヤ内腔に、スポンジ材を用いた非リング状の制音用の帯状シートをタイヤ周方向に固定するとともに、前記帯状シートは、タイヤの内腔の全体積Ｓ１に対する比率Ｓ２／Ｓ１を、０．４％以上とした体積Ｓ２を有し、しかも前記スポンジ材は、比重が０．００５〜０．０６、かつ前記帯状シートのタイヤ内腔に向く面を、凹凸面とするとともに、前記凹凸面は、突起状の凸部と窪み状の凹部とが、タイヤ周方向、又はタイヤ軸方向に位置を揃えることなく点在させ凹凸を繰り返すことを特徴とすることを特徴とする空気入りタイヤとリムとの組立体が提案されている。
【特許文献１】特許第３６２２９５７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この提案技術によれば、スポンジ材を用いた帯状シートの作用下で、車両の走行中のロードノイズは有効に低減できるものの、その提案技術では、ゴムや合成樹脂を発泡させたいわゆるスポンジ等からなる帯状シートを、トレッド部の内周側でインナーライナに、円周方向に延在させて固着させることとしているため、断熱機能を有するその帯状シートの存在の故に、トレッド部内部の発熱熱量を、空気入りタイヤとリムとによって区画される内腔内へ円滑に放散できなくなるという不都合があった。
【０００６】
すなわち、トレッド部は、トレッド接地面の路面との摩擦、トレッドゴムの弾性変形等によって内部発熱することになるところ、インナーライナに固着したその帯状シートは、発熱熱量の、タイヤ内腔への発散を妨げるべく機能することになるため、ゴム質の熱劣化等に起因して、カーカスコード、ベルトコードその他がゴム質から剥離して、タイヤの耐久性の低下を惹起するおそれが高いという問題があり、このことは、タイヤが高温路面上を負荷転動する場合、高速で負荷転動する場合等にとくに重大であった。
【０００７】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの主たる目的は、ロードノイズの有効なる低減を実現してなお、トレッド部の内部熱量を効果的に放熱することができる空気入りタイヤを提供するにあり、そして他の目的は、上述したところに加えて、タイヤ本体の、円周方向での重量バランスの不均衡を是正し得る空気入りタイヤを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ本体のトレッド部の内周側で、多くは、トレッドセンタ域と対応する部分にてインナーライナに、帯状の発泡体を、円周方向への延在姿勢で、たとえば、それの全周にわたって連続させて、または、所定の間隔をおいた複数個所で均等に固着させてなるものであって、その発泡体に、インナーライナに達する一個以上の貫通穴、たとえば横断面輪郭形状を、円形、多角形等の他、星形その他の異形形状とすることができる貫通穴を設けてなるものである。
【０００９】
ここで貫通穴は、それがインナーライナに達するものである限りにおいて、タイヤの半径方向に延在するものの他、トレッド部の幅方向もしくは円周方向に傾いて延在するものとすることができる。
【００１０】
なおここにおける「発泡体」は、ゴムや合成樹脂を発泡させてなる、連続気泡もしくは独立気泡を有する文字通りの発泡材料にて構成することができる他、動物繊維、植物繊維、合成繊維等を絡み合わせて一体化した織布、不織布、編布等にて構成することもできる。
【００１１】
このような空気入りタイヤでは、貫通穴は、円周方向に分散させて設けることが好ましく、このときの分散形態は、規則性をもった分散配置とすることが好ましい。
【００１２】
そしてまた好ましくは、貫通穴を周方向に分散させて設けると否とにかかわらず、タイヤ本体の、円周方向で重量が大きい個所と対応して位置する発泡体部分への貫通穴の形成密度を他の対応部分のそれより大きくすることで、その大重量の緩和ないしは吸収を図る。
【００１３】
ここで、「貫通穴の形成密度」は、タイヤ中心から見た発泡体の単位投影面積に対する、貫通穴の、インナーライナ面での総面積の比をいうものとする。
なお、タイヤ１本あたりで考慮した場合は、
【数１】
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にあることが好ましい。
これはすなわち、０．０１以下だと放熱効果が少なく、０．５以上だと、空洞共鳴低減効果が少なくなることによるものである。
【００１４】
この場合、タイヤ本体の重量の大きい個所が周上に複数存在するときは、それらの各個所にて、貫通穴の形成密度を高めるものとし、また、複数個所での重量の大きさに程度の差があるときは、その大きさに応じて形成密度を変化させるものとする。
【００１５】
ところで、発泡体は、エーテル系のポリウレタンフォームまたは、合成ゴム発泡材により構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係る空気入りタイヤでは、それをリムに組付けるとともに空気圧を充填して負荷転動させる場合は、インナーライナに固着させた発泡体の作用下で、空洞共鳴の発生に際する、タイヤ気室内の充填空気の振動エネルギの多くを、発泡体の内部振動エネルギに変換し、そして熱エネルギとして消費させることで、空洞共鳴音を有効に低減させることができる。
【００１７】
またこのタイヤでは、発泡体に設けられてインナーライナに達する、所要の横断面積の貫通穴により、タイヤの負荷転動によって発熱するトレッド部の内部熱量を、リム組みしたタイヤのタイヤ気室内へ円滑に、かつ十分に放熱させることができるので、トレッド部の内部に発熱熱量が蓄熱されることに起因する、各種コードのゴム質から剥離のおそれを有利に除去して、タイヤの耐久性の低下を効果的に防止することができる。
【００１８】
しかも、発泡体貫通穴は、タイヤ内への充填空気と発泡体との接触面積を増加させることにもなるので、その充填空気の振動エネルギの、発泡体による消費量を増やすべくも機能することになり、これにより、空洞共鳴音が一層低減されることになる。そしてこのことは、貫通穴の横断面輪郭形状を星形等の異形形状として、穴壁表面積を、所定の穴横断面積等との関連の下で、できるだけ大きくした場合により効果的である。
【００１９】
かくして、この発明に係る空気入りタイヤでは、発泡体に設けた貫通穴の作用下で、トレッド部の内部への蓄熱を有効に防止して、タイヤの耐久性の低下のおそれを有利に取り除くとともに、発泡体の本来的な機能によって空洞共鳴音を効果的に低減させることができる。
【００２０】
以上のようなタイヤにおいて、貫通穴を円周方向に分散させて設けたときは、トレッド部内部の発熱熱量の、タイヤ空気内への放熱効率をより高めてタイヤの耐久性を一層向上させることができる。そしてこの場合、貫通穴を、規則性をもって分散配置したときは、円周方向でのタイヤ気室内への放熱を十分均等なものとして、トレッド部全体のより均等なる冷却を実現することができる。併せて、タイヤのアンバランスを減少させて、タイヤの回転中の振動等の発生を有利に抑制することができるので、この点からもまた、タイヤの、高温路面上での負荷転動、高速負荷転動等に対する耐久性を、先の放熱効果と相俟ってより一層向上させることができる。
【００２１】
そしてまた、タイヤ本体の、円周方向で重量が大きい個所と対応して位置する発泡体部分への貫通穴の形成密度を高くして、各貫通穴に、放熱機能と併せて、タイヤ本体の重量相殺機能をも発揮させることにより、タイヤの、円周方向でのアンバランスを低減させてユニフォミティを向上させることができるので、車両への乗心地等の改善はもちろん、上述したところに加えて、高速回転等に対する耐久性をさらに効果的に高めることができる。
【００２２】
ところでここで、発泡体を、エーテル系のポリウレタンフォームに構成したときは、発泡体が加水分解し難いという利点をもたらすことができ、それを合成ゴム発泡材にて構成したときは、発泡体に、すぐれた耐熱性および耐水性等を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、この発明に係る空気入りタイヤの実施形態を、適用リムにリム組みして規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢で示す幅方向断面図である。
【００２４】
ここで、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムを、「規定の空気圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。
【００２５】
そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。
【００２６】
図中１は空気入りタイヤを示し、この空気入りタイヤ１は、タイヤ本体２のドレッド部３の内周側で、インナーライナ４に、帯状の発泡体５を、円周方向への延在姿勢で、たとえばそれの全周にわたって固着させたものであり、ここでタイヤ本体２は、トレッド接地面６を形成したトレッド部３のそれぞれの側部から半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部７および各サイドウォール部７の内周側に連続させて設けたビード部８を具えるとともに、各ビード部８に配設したビードコア９間にトロイダルに延びてタイヤ本体２の骨格構造をなす、たとえばラジアル構造のカーカス１０および、このカーカス１０のクラウン域の外周側に配設されてトレッド部２を補強するベルト１１を具える。
また図中１２は、空気入りタイヤ１に組付けたリムを示す。
【００２７】
ここにおいて、発泡体５は、前述したように、ゴムや合成樹脂を発泡させてなる連続気泡もしくは独立気泡を有する発泡材料の他、動物繊維、植物繊維、合成繊維等を絡み合わせて一体化した織布、不織布、編布等にて構成することができ、かかる発泡体５は、合成ゴム系その他の接着剤により、多くはトレッドセンタ域と対応する部分で、好ましくは、トレッド接地面６の幅Ｗの０．１〜１倍の幅をもってインナーライナ４に固着させることができる。
【００２８】
そしてここでは、インナーライナ４に、たとえばそれの全周にわたって固着される発泡体５に、図２にタイヤ気室内側からの要部平面展開図および断面図で例示するように、それに貫通してインナーライナに達する一個以上、図では複数個の貫通穴１３を設ける。
【００２９】
ここで、貫通穴１３の延在方向は、図１、２に示すように、タイヤ１の半径方向とすることができる他、トレッド部３の幅方向もしくは円周方向に傾いた方向とすることもでき、後者の場合は、タイヤ気室内への充填空気の、貫通穴壁面との接触面積を大きくできる利点がある。
【００３０】
またここで、貫通穴１３の、中心線と直交する横断面輪部形状は、所要の放熱機能等との関連の下で、円形、多角形等の他、星形その他の異形形状とすることもでき、この場合にもまた、貫通穴壁面の、タイヤ気室充填空気との接触面積を大ならしめるためには、貫通穴の横断面輪部形状を、星形その他の異形形状とすることが好ましい。
【００３１】
そしてまた、発泡体５に、複数個の貫通穴１３を設ける場合は、発泡体５が円周方向に連続されて配設されると、円周方向に間欠的に配設されるとの別なく、それらの貫通穴１３を規則的に配設することが、トレッド部内の熱量を、全周にわたってタイヤ気室内へ均等に放熱する上で好ましく、また、タイヤの本体２、ひいては空気入りタイヤ１の、円周方向での重量バランスを維持する上で好適である。
【００３２】
なおこの一方で、タイヤ本体それ自体が、円周方向で、重量の大きい個所と小さい個所とを有する場合には、円周方向で重量が大きい個所と対応して位置する発泡体部分への貫通穴１３の形成密度を、たとえば図３に例示するように、図２に示すような他の対応部分のそれより大きくして、重量のアンバランスを、その、またはそれらの貫通穴１３をもって吸収することで、空気入りタイヤ全体としての、円周方向での重量バランスを十分均等なものとし、これにより、トレッド部全体の、一層均等は冷却を可能とするとともに、空気入りタイヤ１の高速負荷転動等に対する、よりすぐれた耐久性の発揮を可能とする。
【００３３】
ところでこの場合、重量の大きい個所が、周上に複数存在するときは、それらのいずれの個所でも、貫通穴１３の形成密度を大きくすることが好ましく、また、重量の大きさに程度の差があるときは、貫通穴１３の形成密度の大小を、重量の大きさの程度に応じて変化させることが好ましい。
【００３４】
以上のような空気入りタイヤにおいて、発泡体５を、エーテル系のポリウレタンフォームにて構成したときは、その発泡体５に、すぐれた耐加水分解性を付与することができ、また、その発泡体５を、合成ゴム発泡体により構成したときは、発泡体５に、高い耐熱性および耐水性等を付与することができる。
【実施例】
【００３５】
エーテル系ポリウレタンフォームにて発泡体を構成して、図１に幅方向断面図で示すような構成を有し、トレッド踏面に、タイヤ周方向にのびる４本の周方向主溝を有する、サイズが２４５／４５  Ｒ１９の実施例空気入りタイヤを製造するとともに、そのタイヤを７．５ＪＪ×１９ａのリムに組付け、そして、タイヤ気室内へ２３０ｋＰａの空気圧を充填した。
【００３６】
なおこのタイヤでは、発泡体の断面幅を１００ｍｍ、厚みを２０ｍｍとするとともに、発泡体を全周にわたって連続させて配設し、実施例タイヤ１では、発泡体に複数の貫通穴を図２に示すようにして全周にわたって規則的に形成し、また、実施例タイヤ２は、発泡体の、タイヤ本体の重量の大きい周方向個所と対応する個所に、図３に示するように、集中させて六個の貫通穴を形成する一方で、他の部分には貫通穴を形成しないものとした。
【００３７】
また、比較例タイヤ１は、発泡体を配設しない他は実施例タイヤと同様のものとし、比較例タイヤ２は、実施例タイヤ１から貫通穴を省いたものとした。
そして、比較例タイヤ３は、実施例タイヤ１の各貫通穴を、深さが１０ｍｍの窪みに置換したものとした。
【００３８】
これらのそれぞれのタイヤについて、ロードノイズの低減効果および高速耐久性のそれぞれを測定したところ、図４および表１に示す結果を得た。
【００３９】
ここで、ロードノイズの低減効果は、タイヤを実車に装着して、アスファルト路面上を６０ｋｍ／ｈで走行したときの、２００Ｈｚ付近の車室内騒音のピーク値を測定する事によって評価し、
高速耐久性は、ドラム上で、最大負荷能力に対応する質量を負荷したタイヤを回転させて、タイヤが破壊に到るまでの回転速度を測定する高速耐久試験を行うことによって評価した。
【００４０】
なお、この高速耐久性は、比較例タイヤ１をコントロールとして指数評価し、指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
また、表１には、タイヤの静的アンバランス量も併せて示している。
【００４１】
【表１】
2008174080.tif 000004
【００４２】
図４に示すグラフによれば、発泡体を配設した比較例タイヤ２および３は、比較例タイヤ１に比して、空洞共鳴騒音を大きく低減させることができ、また、実施例タイヤ１および２はともに、比較例タイヤ２および３と同等程度まで空洞共鳴騒音を低減できることが解かる。
【００４３】
また、表１に示すところによれば、発泡体に貫通穴を有しない比較例タイヤ２および３は、比較例タイヤ１に比して高速耐久性が２０％低下することになるのに対し、実施例タイヤ１は、その比較例タイヤ１と同等の高速耐久性を発揮することができ、実施例タイヤ２でも、比較例タイヤ２および３より耐久性を向上させ得ることが解かる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の実施の形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢で示す幅方向断面図である。
【図２】発泡体への複数の貫通穴の形成例を示す要部平面展開図および断面図である。
【図３】貫通穴の形成密度の増大例を示す、図２と同様の図である。
【図４】空洞共鳴騒音のピークレベルの比較結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１  空気入りタイヤ
２  タイヤ本体
３  トレッド部
４  インナーライナ
５  発泡体
６  トレッド接地面
７  サイドウォール部
８  ビード部
９  ビードコア
１０  カーカス
１１  ベルト
１２  リム
１３  貫通穴
Ｗ  トレッド接地面幅
【図１】
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【図２】
2008174080.tif 000006
【図３】
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【図４】
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