JP7180225B2 - 制音体付き空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ内腔面に多孔質樹脂発泡体からなる制音体を配した制音体付き空気入りタイヤに関する。

タイヤのロードノイズを減じるために、タイヤ内腔面に、スポンジ材（多孔質樹脂発泡体）からなる制音体をタイヤ周方向に沿って取り付けた制音体付き空気入りタイヤが提案されている（例えば特許文献１参照）。この制音体は、ロードノイズの発生源であるタイヤ内腔内での空洞共鳴音のエネルギーを低減しうる。

空洞共鳴音の低減効果は、タイヤ内腔の全体積に対する制音体の体積の割合が高いほど大きいと考えられており、ロードノイズをより減じるために、制音体の体積を増やすことが望まれている。しかし制音体の体積の増加は、コストの上昇を招く。又制音体とタイヤ内腔面との接触面積の増加に伴って蓄熱性が上がり、熱疲労を起こして耐久性が減じるという問題がある。

このような状況に鑑み、発明が研究した結果、空洞共鳴音は、タイヤ内腔の中心近くで発生していることが判明した。

このことから、
（１）タイヤ内腔の中心に近い位置に、制音体を配することで、空洞共鳴音の低減効果を高めることが可能であること；
（２）逆に、タイヤ内腔面に近い位置では空洞共鳴音の低減への関与が弱く、この位置では多孔質樹脂発泡体の量を減じることが可能であること；
を見出し得た。

特開２００６－３０６３０２号公報

そこで本発明は、タイヤ内腔面からのびる脚部を介して制音体の基部を設けることを基本として、孔質樹脂発泡体の量を減じながら空洞共鳴音の低減効果を高めうる制音体付き空気入りタイヤを提供することを課題としている。

本発明は、空気入りタイヤと、この空気入りタイヤのタイヤ内腔面に配される多孔質樹脂発泡体からなる制音体とを具えた制音体付き空気入りタイヤであって、
タイヤ子午断面において、
前記制音体は、前記タイヤ内腔面から距離を隔ててラジアル方向にのびる基部と、この基部のラジアル方向の両端部から前記タイヤ内腔面までのびる脚部とを含み、
前記脚部のラジアル方向の幅Ｗｂは、前記基部のラジアル方向の幅Ｗａの１８～３２％の範囲である。

本発明に係る制音体付き空気入りタイヤでは、前記制音体は、前記タイヤ内腔面のうちトレッド内面に配されるのが好ましい。

本発明に係る制音体付き空気入りタイヤでは、タイヤ赤道位置において、前記トレッド内面から前記基部の半径方向内面までの半径方向距離Ｈａは、前記トレッド内面からビードベースラインまでの半径方向距離ＨＴの２０～５０％であるのが好ましい。

本発明に係る制音体付き空気入りタイヤでは、前記幅Ｗａは、タイヤ断面幅ＷＴの５０～７０％であるのが好ましい。

本発明に係る制音体付き空気入りタイヤでは、前記制音体は、タイヤ周方向に隔置される複数の分割片から形成されることができる。

本発明に係る制音体付き空気入りタイヤでは、前記分割片の数は４～１２であるのが好ましい。

本発明では、制音体の基部が、タイヤ内腔面からのびる脚部を介してタイヤ内腔面から距離を隔てて配される。即ち、制音体では、空洞共鳴音の低減への関与が強い位置（タイヤ内腔の中心に近い位置）に、基部が配される。そのため、空洞共鳴音の低減効果を高めることができる。

又空洞共鳴音の低減への関与が弱い位置（タイヤ内腔面に近い位置）には、脚部と基部とで囲む空洞部が形成される。そのため、空洞共鳴音の低減効果の減少を最小限に抑えながら多孔質樹脂発泡体の量を減じることができる。これにより、制音体のコストの上昇を抑えうる。又制音体とタイヤ内腔面との接触面積が減じられるため、熱の影響が減じ熱疲労による耐久性の低下を抑制することが可能となる。

本発明の制音体付き空気入りタイヤの一実施例を示すタイヤ子午断面図である。 制音体付き空気入りタイヤのタイヤ赤道に沿った周方向断面図である。 トレッド部を制音体とともに拡大して示すタイヤ子午断面である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の制音体付き空気入りタイヤＴは、空気入りタイヤ１と、そのタイヤ内腔面１ｓに配される多孔質樹脂発泡体からなる制音体２０とを具える。

空気入りタイヤ１として、周知構造のものが採用できる。本例の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

カーカス６は、タイヤ周方向に対して例えば７５～９０°の角度で配列するカーカスコードを有する１枚以上（本例では１枚）のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨る本体部６ａの両端に、ビードコア５の廻りで折り返された折返し部６ｂを具える。

ベルト層７は、タイヤ周方向に対して例えば１０～４０°の角度で配列するベルトコードを有する複数枚（例えば２枚）のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードの傾斜の向きを互いに違えて積層される。高速耐久性を高める目的で、ベルト層７の半径方向外側に、バンドコードを周方向に対して螺旋状に巻回させたバンド層（図示省略）を設けても良い。

前記カーカス６の内側には、タイヤ内腔面１ｓをなすインナーライナゴム層９が配される。インナーライナゴム層９は、ブチルゴム等の空気非透過性を有するゴムからなり、タイヤの充填空気を気密に保持する。

そして、タイヤ内腔面１ｓに、多孔質樹脂発泡体からなる制音体２０が接着される。本例では、制音体２０が、タイヤ内腔面１ｓのうち、トレッド部２の半径方向内面であるトレッド内面２ｓに配される場合が示される。

制音体２０をなす多孔質樹脂発泡体として、ゴム及び合成樹脂を発泡させた発泡体が採用される。例えばゴム発泡体として、クロロプレンゴムスポンジ、エチレンプロピレンゴムスポンジ、ニトリルゴムスポンジなどが挙げられる。又合成樹脂発泡体として、ポリウレタン系スポンジ（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、及びポリエーテル／エステル系ポリウレタンスポンジ等）、及びポリエチレン系スポンジ（例えばポリエチレンスポンジ等）などが挙げられる。とりわけ、ポリエーテル／エステル系ポリウレタンスポンジは、耐久性及び品質安定性等の観点から好適である。

このような多孔質樹脂発泡体は、その表面や内部の気泡が、タイヤ内腔Ｈ内で発生する空洞共鳴音の振動エネルギーを減じロードノイズを低減させうる。

図１に示すように、タイヤ子午断面において、制音体２０は、基部２１と、脚部２２、２２とを含むコ字状断面を有する。

基部２１は、タイヤ内腔面１ｓ（本例ではトレッド内面２ｓ）から距離を隔ててラジアル方向にのびる。又脚部２２は、基部２１のラジアル方向の両端部からタイヤ内腔面１ｓまでのびる。

従って、制音体２０には、基部２１と脚部２２とタイヤ内腔面１ｓ（本例ではトレッド内面２ｓ）とで囲む空洞部２３が形成される。

このような制音体２０は、基部２１が、空洞共鳴音の低減への関与が強い位置（タイヤ内腔Ｈの中心Ｈｐに近い位置）に配される。そのため、空洞共鳴音の低減効果を高めることができる。又空洞共鳴音の低減への関与が弱い位置（タイヤ内腔面１ｓに近い位置）には、空洞部２３が形成される。そのため、空洞共鳴音の低減効果の減少を最小限に抑えながら多孔質樹脂発泡体の量を減じ、制音体２０のコストの上昇を抑えうる。又制音体２０とタイヤ内腔面１ｓとの接触面積が減じられるため、熱の影響が減じ、熱疲労による耐久性の低下が抑制される。

なおタイヤ内腔Ｈの中心Ｈｐとは、タイヤ子午断面において、ビードベースラインＢＬとタイヤ内腔面１ｓとで囲まれるスペース（タイヤ内腔Ｈ）の図心として定義される。

図２に示すように、制音体２０では、脚部２２のラジアル方向の幅Ｗｂは、基部２１のラジアル方向の幅Ｗａの１８～３２％の範囲である。

幅Ｗｂが幅Ｗａの１８％を下回ると、制音体２０のタイヤ内腔面１ｓとの接着力が不足傾向となり、制音体２０が剥離し易くなる。又脚部２２の強度が不足傾向となって亀裂損傷が発生する恐れを招く。逆に３２％を越えると、制音体２０とタイヤ内腔面１ｓとの接触面積の増加に伴って熱の影響を受けやすくなり、熱疲労に起因する耐久性の低下を充分に抑制できなくなる。又空洞部２３の容積が減じるため、コスト低減に不利を招く。又１つの大きな多孔質樹脂発泡体の材料から、各制音体２０（或いは後述する分割片２０Ａ）を切り出して形成する場合、幅Ｗｂを幅Ｗａの２５％以下とすることで、廃材の発生を減じて生産性を高めうる。従って幅Ｗｂの上限は、幅Ｗａの２５％以下が好ましい。

制音体２０では、タイヤ赤道Ｃの位置において、トレッド内面２ｓから基部２１の半径方向内面までの半径方向距離Ｈａが、トレッド内面２ｓからビードベースラインＢＬまでの半径方向距離ＨＴ（図１に示す）の２０～５０％であるのが好ましい。

距離Ｈａが距離ＨＴの２０％を下回ると、基部２１がタイヤ内腔Ｈの中心Ｈｐから離れるため、空洞共鳴音の低減効果を得ることが難しくなる。又５０％を越えても、空洞共鳴音の低減効果のさらなる上昇が見込まれず、逆に、コスト低減に不利を招く。又制音体２０自体の強度不足に陥る傾向となる。このような観点から、距離Ｈａの下限は、距離ＨＴの２５％以上が好ましく、上限は４０％以下さらには３５％以下が好ましい。

制音体２０では、前記幅Ｗａは、タイヤ断面幅ＷＴ（図１に示す）の５０～７０％であるのが好ましい。幅Ｗａがタイヤ断面幅ＷＴの５０％を下回ると、空洞共鳴音の低減効果が低下傾向となる。又７０％を越えても、空洞共鳴音の低減効果のさらなる上昇が見込まれず、逆に、コスト低減に不利を招く。このような観点から、幅Ｗａの下限は、タイヤ断面幅ＷＴの５５％以上がより好ましく、上限は６５％以下がより好ましい。

空洞部２３の断面積Ｓ１は、制音体２０の断面積Ｓ２の２２～４７％であるのが好ましい。断面積Ｓ２は、制音体２０のうちの多孔質樹脂発泡体の断面積であって、空洞部２３は含まれない。断面積Ｓ１が断面積Ｓ２の２２％を下回ると、空洞部２３の割合が過小となって、コスト低減に不利を招く。逆に４７％を越えると、制音体２０自体の強度不足に陥る傾向となる。

なお空洞部２３の断面積Ｓ１の確保の観点から、脚部２２の半径方向高さＨｂは、基部２１の前記半径方向距離Ｈａの５０％以上であるのが好ましい。なお脚部２２の半径方向高さＨｂは、空洞部２３に面する側で測定される。

図２に示すように、本例では、制音体２０は、タイヤ周方向に隔置される複数の分割片２０Ａから形成される。

ここで、空洞共鳴音には、タイヤ内腔Ｈの中心Ｈｐでの周長を１波長とする波が存在している。このことから、λ/４ごとに分割片２０Ａを配することで、波の節とピークを抑え、空洞共鳴音の低減に効果を得ることが可能になる。従って、制音体２０は、タイヤ一周に亘って周方向に連続して形成する必要はなく、少なくとも４つの分割片２０Ａをタイヤ周方向に隔置することで、空洞共鳴音の低減効果を発揮することができる。

このように、制音体２０をタイヤ周方向に隔置される複数の分割片２０Ａで形成することにより、タイヤ一周に亘って周方向に連続する制音体２０に比して、多孔質樹脂発泡体の使用量を削減でき、コスト低減にさらに貢献しうる。又制音体２０とタイヤ内腔面１ｓとの接触面積がより減じられるため、熱疲労を抑え、耐久性の向上にさらに貢献しうる。

分割片２０Ａを、タイヤ１のフォースバリエーション（ＦＶ）に応じて分散配置する場合、制音体付き空気入りタイヤＴでのＦＶを減じるというメリットが得られる。又、分割片２０Ａのタイヤ周方向の間隔を調整することで、一種類の分割片２０Ａを用いて、種々のサイズのタイヤに制音体２０を形成しうるというメリットが得られる。

なお分割片２０Ａの形成数は４個以上が好ましく、上限は１２個以下さらには８個以下が好ましい。

又分割片２０Ａの周方向長さＬは５０～２００mmの範囲が好ましい。又分割片２０Ａの周方向長さＬの総和ΣＬは、タイヤ内腔面１ｓにおけるタイヤ一周長Ｌ０の８～３０％の範囲が好ましい。

制音体２０としては、タイヤ周方向に連続してのび、かつタイヤ周方向の両端部が互いに接近或いは突き合わされた環状体として形成することもできる。なお両端部が互いに接近する場合、両端部間の周方向の離間距離は１５０mm以下であるのが、重量バランスの観点から好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の基本構成を有し、かつ表１の仕様に基づいた制音体付き空気入りタイヤ（タイヤサイズ２２５／６５Ｒ１７）が試作された。各タイヤについて、空洞共鳴音、多孔質樹脂発泡体の量、高速耐久性がテストされた。

各タイヤとも、制音体以外は実質的に同仕様である。制音体として、それぞれ、エーテル系ポリウレタンスポンジ（比重０．０３９）を使用。比較例１、２の制音体は、空洞部のないソリッドタイプのものが使用される。

（１）空洞共鳴音：
テストタイヤをリム（１７ｘ７Ｊ）、内圧（２３０kPa）の条件にて、車両（２０００ｃｃ、ＦＦ国産車）の全輪に装着し、時速１００ｋｍ／ｈで走行したときの空洞共鳴音（ロードノイズ）を、運転席窓側耳許位置に設置したマイクロホンにより採取し、２４０Hz付近の空洞共鳴音のピーク値の音圧レベルを測定した。評価は、比較例１を基準とした増減値で示した。－（マイナス）表示は、空洞共鳴音の低減を意味する。

（２）多孔質樹脂発泡体の量：
多孔質樹脂発泡体の全体積を測定し、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が大きい程、多孔質樹脂発泡体の量が大である。

（３）高速耐久性：
ドラム走行試験機を用い、内圧（２３０kPa）、荷重（６．６７kN）の条件にて、時速８０ｋｍ／ｈからスタートし、１０分走行毎に１０ｋｍ／ｈづつ速度を増加させ、制音体に剥離損傷が発生するまでの走行時間を測定した。評価は、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が大きい程、高速耐久性に優れている。

表に示されるように、実施例のタイヤは、孔質樹脂発泡体の量を減じながら空洞共鳴音の低減効果を高めうるのが確認できる。

１ 空気入りタイヤ
１ｓ タイヤ内腔面
２ｓ トレッド内面
２０ 制音体
２０Ａ 分割片
２１ 基部
２２ 脚部
２３ 空洞部
ＢＬ ビードベースライン
Ｔ 制音体付き空気入りタイヤ

Claims (5)

1. 空気入りタイヤと、この空気入りタイヤのタイヤ内腔面に配される多孔質樹脂発泡体からなる制音体とを具えた制音体付き空気入りタイヤであって、
   タイヤ子午断面において、
   前記制音体は、前記タイヤ内腔面から距離を隔ててラジアル方向にのびる基部と、この基部のラジアル方向の両端部から前記タイヤ内腔面までのびる脚部と、前記基部と前記脚部と前記タイヤ内腔面とで囲まれる空洞部とを含み、
   前記脚部の前記タイヤ内腔面との接続部分のラジアル方向の幅Ｗｂは、前記基部のラジアル方向の幅Ｗａの１８～３２％の範囲であり、
   前記制音体は、タイヤ周方向に隔置される複数の分割片からなり、
   前記分割片のそれぞれにおいて、前記空洞部は、前記分割片をタイヤ周方向の全範囲で貫通している、制音体付き空気入りタイヤ。
2. 前記制音体は、前記タイヤ内腔面のうちトレッド内面に配される請求項１に記載の制音体付き空気入りタイヤ。
3. タイヤ赤道位置において、前記トレッド内面から前記基部の半径方向内面までの半径方向距離Ｈａは、前記トレッド内面からビードベースラインまでの半径方向距離ＨＴの２０～５０％である請求項２に記載の制音体付き空気入りタイヤ。
4. 前記幅Ｗａは、タイヤ断面幅ＷＴの５０～７０％である請求項１～３の何れかに記載の制音体付き空気入りタイヤ。
5. 前記分割片の数は４～１２である請求項１～４の何れかに記載の制音体付き空気入りタイヤ。

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