(57)【要約】【課題】ロードノイズの有効なる低減を前提に、トレッド部の内部で発生した熱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】空気入りタイヤ１は、多孔質材料からなる１枚の帯状の吸音層１１をインナーライナ１０の内面上に配設してなる。吸音層１１は、ベルト端位置１２を通る少なくとも１個の切り欠き部１３を具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材料からなる１枚の帯状の吸音層をインナーライナの内面上に配設してなる空気入りタイヤにおいて、
前記吸音層は、ベルト端位置を通る少なくとも１個の切り欠き部を具えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記切り欠き部は、タイヤ周方向長さがタイヤ幅方向に沿って変化する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記切り欠き部のタイヤ周方向長さが最大となる位置とベルト端位置との間を、タイヤ内面のペリフェリに沿って測定したタイヤ子午線方向長さが１０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
ベルト端位置において、前記切り欠き部の周方向長さの総和がタイヤ内面の周方向長さの１５％以上である、請求項１〜３のいずれか一項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、多孔質材料からなる１枚の帯状の吸音層をインナーライナの内面上に配設してなる空気入りタイヤに関し、特にかかるタイヤのトレッド部の内部で発生した熱の蓄積の防止を図る。
【背景技術】
【０００２】
リム組みされ車両に取り付けられた空気入りタイヤは、車両の走行中に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、タイヤ内腔に充填された空気の空洞共鳴を生ずる。この空洞共鳴は、いわゆるロードノイズの主原因であり、その共鳴周波数の多くは１８０〜３００Ｈｚの範囲内に存在する。ロードノイズは、車室内に伝達されるに当たり、他の周波数帯域の騒音とは異なり、鋭く高いピーク値を取るため、車室内の乗員にとって耳障りな騒音となる。
【０００３】
かかる空洞共鳴を抑制し、ロードノイズを低減するため、特許文献１には、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空気入りタイヤとリムとの組立体が提案されている。
【０００４】
【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】
しかし、特許文献１に記載された発明では、走行中のロードノイズは有効に低減できるものの、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しており、その帯状シートが断熱機能も発揮するため、トレッド部内部で発生した熱を、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、トレッド接地面と路面との摩擦、トレッドゴムの弾性変形等によって内部で熱を発生するが、この熱の、タイヤ内腔への発散がインナーライナに固着した帯状シートによって妨げられている。このため、トレッド部の温度が過剰に上昇し、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かった。かかる熱劣化は、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特に深刻である。
【０００７】
したがって、この発明は、これらの問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、ロードノイズの有効なる低減を前提に、トレッド部の内部で発生した熱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ことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、この発明は、多孔質材料からなる１枚の帯状の吸音層をインナーライナの内面上に配設してなる空気入りタイヤにおいて、前記吸音層は、ベルト端位置を通る少なくとも１個の切り欠き部を具えることを特徴とする空気入りタイヤである。このように、タイヤ内面に吸音層を設けたことで、タイヤ内腔での空洞共鳴の発生に際する、充填空気の振動エネルギの多くを、吸音層を構成する多孔質材料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することができる。また、特に内部発熱の大きいベルト端位置に吸音層の切り欠き部を設けたことで、発生した熱をこの切り欠き部から内腔内へ円滑に放散することができる。吸音層は、タイヤ周方向に沿って延びることが好ましく、全周にわたって配設されることが特に好ましい。
【０００９】
なお、ここでいう吸音層の「切り欠き部」とは、インナーライナに到達するまで多孔質材料が存在せず、貫通孔を形成している部分をいうものとする。また、「ベルト端位置」とは、次の規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Approved Rim”、”Recommended Rim”）にタイヤを組み付け、次の規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）および最大荷重に対応する空気圧を適用した条件での接地状態にて、タイヤ幅方向断面で見て、タイヤ径方向で最も内側に位置するベルト層である最内ベルト層のタイヤ幅方向端縁からインナーライナの内面に下ろした垂線の延長線と、タイヤ内面、すなわち吸音層の内面との交点に対応する位置をいうものとする。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、例えば、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 Tire and Rim Technical Organization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。なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスに置換することも可能である。
【００１０】
また、切り欠き部は、タイヤ周方向長さがタイヤ幅方向に沿って変化することが好ましい。
【００１１】
さらに、切り欠き部のタイヤ周方向長さが最大となる位置とベルト端位置との間を、タイヤ内面のペリフェリに沿って測定したタイヤ子午線方向長さが１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
加えて、ベルト端位置において、切り欠き部の周方向長さの総和がタイヤ内面の周方向長さの１５％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、吸音層の配設により、ロードノイズを有効に低減しつつ、この吸音層の適正位置に設けた切り欠き部により、トレッド部の内部で発生した熱を効果的にタイヤ内腔に放熱することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）を標準リムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面を、最大荷重及び最大荷重に対応する空気圧を適用した条件での接地状態で示しており、図１（ｂ）は、図１に示すタイヤの吸音層の展開図である。
【００１５】
この発明の空気入りタイヤ１は、慣例に従い、路面に接地するトレッド部２と、このトレッド部２の両側部からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ径方向に設けられ、リムＲに嵌合される一対のビード部４とでタイヤ本体部５を構成している。このタイヤ本体部５の内部には、各ビード部に埋設したビードコア６、６間にトロイド状に延びてタイヤ本体部５の骨格構造をなす、例えばラジアル構造のカーカス７と、このカーカス７のクラウン域の外周側に位置し、トレッド部２を補強するベルト８とが配設されている。また、タイヤ本体部５の内面側、すなわちタイヤ１とリムＲとにより画定されるタイヤ内腔９に面する側には空気不透過性のインナーライナ１０が配設されている。
【００１６】
インナーライナ１０の内面上には、多孔質材料からなる１枚の帯状の吸音層１１が全周にわたって配設されており、これにより、タイヤ内腔９で生じた空洞共鳴に伴う充填空気の振動エネルギを、吸音層１１を構成する多孔質材料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、空洞共鳴音の低減を達成している。
【００１７】
吸音層１１を構成する多孔質材料としては、ゴムや合成樹脂を発泡させてなる、連続気泡若しくは独立気泡を有する発泡材料、又は動物繊維、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、編布等を用いることができる。多孔質材料として例えば合成ゴムを用いると吸音層１１に優れた耐熱性及び耐水性も付与することができ、エーテル系のポリウレタンフォームを用いると発泡材料が加水分解しにくいという特性も付与することができる。
【００１８】
かかる吸音層１１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幅の０．１〜１．０倍の幅をもって、インナーライナ１０に固着させることができる。吸音層１１の固着には、例えば熱溶着、接着剤、両面テープ、面ファスナー等を用いることができ、さらに生タイヤの状態で吸音層を固着する場合には加硫接着を用いることもできる。
【００１９】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、図１（ｂ）に示すように、吸音層１１に、最内ベルト層のタイヤ幅方向端縁からインナーライナ１０の内面に下ろした垂線の延長線Ｌと吸音層１１の内面との交点に対応する端位置１２を通る切り欠き部１３を少なくとも１個設けることにある。
【００２０】
タイヤが負荷転動する際には、トレッド接地面と路面との摩擦、トレッドゴムの弾性変形等によって内部で熱を発生する。通常のタイヤであれば、この熱はタイヤ内腔に充填された空気へ発散され、この空気がリムで冷却されるため、トレッド部の温度が過剰に上昇することはない。しかし、ロードノイズの低減を目的として多孔質材料からなる吸音層をタイヤ内面に配設した場合には、多孔質材料は高断熱材でもあるため、トレッド部内部で発生した熱のタイヤ内腔への放熱が吸音層によって妨げられ、この結果、トレッド部の温度が過剰に上昇するおそれがある。このような温度上昇は、トレッド部を構成するゴム質の熱劣化を招き、カーカスコード、ベルトコード等がゴム質から剥離して、タイヤの耐久性を低下させる。
【００２１】
これに対し、この発明のタイヤでは、吸音層１１に切り欠き部１３を設け、この切り欠き部１３を介してトレッド部２の内部で発生した熱をタイヤ内腔９の充填空気に円滑に放熱することができる。また、トレッド部内部での発熱は、ベルト端位置近傍で特に大きいことが知られている。そこで、切り欠き部１３を、ベルト端位置１２を通るように配設することで、十分な放熱効果を得ている。これにより、トレッド部の過剰な温度上昇を防止し、タイヤの耐久性を維持することが可能となる。
【００２２】
切り欠き部１３を設けると、吸音層１１の展開面積は減少するが、切り欠き部１３には多孔質材料の端面が露出するため、タイヤ内腔９の充填空気と吸音層１１との接触面積は、切り欠き部１３を設けない場合と同程度であるか、むしろ切り欠き部１３を多数設けた場合には接触面積が増加するので、吸音効果を同等以上に維持することができる。
【００２３】
タイヤ内腔の充填空気への放熱性を確保するには、複数枚の多孔質材料をタイヤ幅方向及び／又はタイヤ周方向に離間させて配置し、これら離間部分から熱を放出することも考えられるが、この場合には、吸音層が複数になることから、インナーライナの内面へ多孔質材料の貼り付け工程が複雑になる上、均一な間隔で配設を行うには高い貼り付け精度が要求され、この結果製造コストが上昇する。また、吸音層の間隔が不均一になるとタイヤのユニフォミティが低下する。これに対し、この発明のタイヤでは、吸音層を１枚の多孔質材料で構成しているので、低コストでありながらユニフォミティを高く維持することができる。
【００２４】
また、切り欠き部１３の形状は、円形、多角形、星形等とすることができるが、タイヤ周方向長さｄがタイヤ幅方向に沿って変化する形状とすることが好ましい。このように構成すれば、特に発熱量が多く、放熱が望まれる部分に比較的多く切り欠き部１３を配設し、その他の部分に比較的少なく切り欠き部１３を配設することができるので、放熱性と吸音性を両立することができる。切り欠き部１３をかかる形状に構成する場合には、そのタイヤ周方向長さｄが最大となる位置とベルト端位置１２との間を、タイヤ内面のペリフェリに沿って測定したタイヤ子午線方向長さが１０ｍｍ以下となるように吸音層１１を配設することが好ましい。これによれば、前述したように、ベルト端位置１２の近傍での発熱量が最も多いことから、切り欠き部１３のタイヤ周方向長さｄが最大となる位置、すなわち最も放熱効果の高い位置を、最も発熱量の高い位置近傍に配設することとなるので、放熱効率が高まり、トレッド部の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００２５】
さらに、ベルト端位置１２において、切り欠き部１３の周方向長さｄの総和がタイヤ内面の周方向長さの１５％以上であることが好ましい。この割合が１５％未満の場合には、十分な放熱効果が得られないおそれがあるからである。
【００２６】
複数の切り欠き部１３を設ける場合には、これらを円周方向に分散させて設けることが好ましく、ユニフォミティ維持の観点からは、それらの周方向配設ピッチを均一とすることがさらに好ましい。
【００２７】
切り欠き部１３のタイヤ内面での面積及びその配設個数は、タイヤサイズ、使用条件等に応じて適宜に設定することができるが、タイヤ中心から見たタイヤ１本当たりの吸音層の投影面積に対するタイヤ１本当たりの切り欠き部のタイヤ内面での面積の総和の比が０．０１より大きく０．５より小さいことが好ましい。その理由は、この比が０．０１以下の場合には放熱効果が少なく、０．５以上の場合には空洞共鳴低減効果が少なくなるからである。
【００２８】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。
【実施例】
【００２９】
次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３０】
実施例のタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７のラジアルタイヤであり、インナーライナの内周面上でタイヤ全周にわたって、繊度が６ｄｔｅｘ、厚さが１４ｍｍ、幅が２８０ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布を吸音層として配設しており、ベルト端位置における内面の周長は１８５０ｍｍである。吸音層には、各幅端に周上３０箇所、合計で６０箇所の切り欠き部が設けられている。この切り欠き部は図１（ｂ）に示すような、いわゆるダイヤ形状であり、タイヤ幅方向長さが２０ｍｍであり、タイヤ周方向長さが１５ｍｍであり、タイヤ周方向長さが最大となる位置がタイヤ幅方向長さの中点及びベルト端位置と一致する。
【００３１】
比較のため、吸音層を有していないことを除いて、実施例のタイヤと同一の構成を有する従来例１のタイヤ、吸音層に切り欠き部が設けられていないことを除いて、実施例のタイヤと同一の構成を有する従来例２のタイヤについても併せて試作した。
【００３２】
前記各供試タイヤを、サイズ１７×７Ｊのリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪にテスト車両に取り付け、空気圧２１０ｋＰａ（相対圧）及びタイヤ負荷荷重３．９２ｋＮを適用し、速度６０ｋｍ／ｈの条件下でアスファルト路面を走行した際の室内騒音を測定した。この測定結果を周波数分析し、２３０ｋＨｚ付近に見られるピークの音圧レベルにより空洞共鳴の抑制効果を評価した。その評価結果を表１に示す。なお、表中の評価結果は、吸音層を有しない従来例１の音圧レベルに対する、吸音層を配設した従来例２の空洞共鳴抑制効果を１００としたときの指数比で表わしており、数値が大きいほど空洞共鳴の抑制効果が大きい。
【００３３】
また、ＪＩＳ  Ｄ４２３０に規定される高速性能試験Ｂに従い、ドラム耐久性能試験を行い、タイヤが故障するまでのステップ数により耐久性の評価を行った。その評価結果を表１に示す。なお、表中の評価結果は、従来例１のステップ数を１００としたときの指数比で表わしており、数値が大きいほど耐久性に優れている。
【００３４】
【表１】
2009023548.tif 000003
【００３５】
表１に示す結果から、実施例タイヤは、従来例１のタイヤに比べて、耐久性を同等のレベルに維持しながら、空洞共鳴抑制効果が大幅に向上しており、従来例２のタイヤに比べて、空洞共鳴抑制効果を同等のレベルに維持しながら、耐久性が大幅に向上していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上の説明から明らかなように、この発明により、ロードノイズの有効なる低減を前提に、トレッド部の内部で発生した熱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ことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤを標準リムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面図であり、最大荷重及び最大荷重に対応する空気圧を適用した条件での接地状態で示しており、（ｂ）は、（ａ）に示すタイヤの吸音層の展開図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  タイヤ
２  トレッド部
３  サイドウォール部
４  ビード部
５  タイヤ本体部
６  ビードコア
７  カーカス
８  ベルト
９  タイヤ内腔
１０  インナーライナ
１１  吸音層
１２  ベルト端位置
１３  切り欠き部
Ｒ  リム
【図１】
2009023548.tif 000004