(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-24
(45)【発行日】2023-11-01
(54)【発明の名称】空気入りタイヤ
(51)【国際特許分類】
B60C 5/00 20060101AFI20231025BHJP
B60C 19/12 20060101ALI20231025BHJP
【FI】
B60C5/00 F
B60C19/12 Z
(21)【出願番号】P 2019170620
(22)【出願日】2019-09-19
【審査請求日】2022-09-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100186015
【氏名又は名称】小松 靖之
(74)【代理人】
【識別番号】100164448
【氏名又は名称】山口 雄輔
(72)【発明者】
【氏名】石原 大雅
【審査官】岩本 昌大
(56)【参考文献】
【文献】特表2018-532637(JP,A)
【文献】特開2009-292462(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60C 1/00-19/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤ内面に、制音体を備え、
前記制音体は、タイヤ幅方向断面視において、タイヤ径方向外側から内側に向かって凸となるように湾曲したアーチ状の形状を有
し、
前記制音体のタイヤ幅方向端部のみに、前記制音体の内周面から外周面へと貫通する穴を設け、
前記穴により区画される前記制音体の輪郭線は、タイヤ幅方向から見た側面視において弧状であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項2】
タイヤ幅方向断面視において、前記制音体の内周面及び外周面は、1つ以上の円弧からなる形状である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
トレッド部を備え、
前記トレッド部における前記タイヤ内面と前記制音体との間に、シーラント層をさらに備える、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、タイヤの内腔内で生じる空気やガスの共鳴振動(空洞共鳴)を低減するため、タイヤ内面に、スポンジ材等からなる制音体を配置することが知られている(例えば、特許文献1)。制音体は、タイヤの内腔内での空気やガスの振動エネルギーを熱エネルギーへと変換し、タイヤの内腔内での空洞共鳴を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のようなタイヤでは、特に高速走行時において遠心力により制音体が圧縮されて体積が減少し、十分な制音性が得られないおそれがあった。
【0005】
そこで、本発明は、制音性を向上させた、空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)本発明の空気入りタイヤは、
タイヤ内面に、制音体を備え、
前記制音体は、タイヤ幅方向断面視において、タイヤ径方向外側から内側に向かって凸となるように湾曲したアーチ状の形状を有することを特徴とする。
【0007】
(2)上記(1)では、タイヤ幅方向断面視において、前記制音体の内周面及び外周面は、1つ以上の円弧からなる形状であることが好ましい。
【0008】
(3)上記(1)又は(2)では、
トレッド部を備え、
前記トレッド部における前記タイヤ内面と前記制音体との間に、シーラント層をさらに備えることが好ましい。
【0009】
(4)上記(1)~(3)のいずれかでは、
前記制音体のタイヤ幅方向端部に、前記制音体の内周面から外周面へと貫通する穴を設けたことが好ましい。
【0010】
(5)上記(4)では、
前記穴により区画される前記制音体の輪郭線は、タイヤ幅方向から見た側面視において弧状であることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、制音性を向上させた、空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【
図3】制音体をタイヤ幅方向から見た側面視を部分的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
図1は、空気入りタイヤ(以下、単にタイヤとも称する)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を示している。
ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The Tire and Rim Association,Inc.)のYEAR BOOK等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指す(即ち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ETRTO 2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズを挙げることができる。)が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。
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。
【0015】
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。
【0016】
図1に示すように、本実施形態においては、ビードコア2aのタイヤ径方向外側に、図示例で断面略三角形状のビードフィラ2bをさらに備えている。一方で、本発明では、ビード部2の構成は、特に限定されるものではなく、ビードコア2aやビードフィラ2bの断面形状、大きさ、材質は任意の既知のものとすることができる。また、ビードコア2aやビードフィラ2bを有しない構成とすることもできる。
【0017】
また、本実施形態では、カーカス3は、有機繊維からなる1枚のカーカスプライで構成されているが、本発明では、カーカス3を構成するカーカスプライの枚数や材質も特に限定されない。
【0018】
また、本実施形態では、ベルト4は、層間でコード(この例ではスチールコード)が互いに交差する、2層のベルト層4a、4bからなるが、本発明では、ベルト構造は特に限定されず、コードの材質等、打ち込み数、傾斜角度、ベルト層数等、任意の構成とすることができる。
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。
【0019】
図2は、制音体及びシーラント層の拡大図である。
ここで、
図1、
図2に示すように、本実施形態のタイヤ1は、タイヤ内面6(本例では、インナーライナーのさらに内面)に制音体7を備えている。本例では、タイヤ1は、トレッド部5におけるタイヤ内面6と制音体7との間に、シーラント層8をさらに備えている。
本実施形態では、制音体7は、タイヤ幅方向延在領域の少なくとも一部(図示例では全部)が、トレッド部5のタイヤ径方向内側に配置されている。図示例では、シーラント層8のタイヤ幅方向の幅は、制音体7のタイヤ幅方向の幅より大きいが、同じとすることもでき、小さくすることもできる。
なお、この例では、制音体7及びシーラント層8は、タイヤ周上に、タイヤ周方向に沿って連続して設けられている。一方で、制音体7やシーラント層8は、タイヤ周上に、タイヤ周方向に沿って断続的に設けることもできる。
【0020】
シーラント層8には、粘着性の流動体であるシーラント液を用いることができ、例えば、パンクシール用のシーラント剤として従来公知のものなどを用いることができる。シーラント剤としては、例えば、シリコーン系化合物、スチレン系化合物、ウレタン系化合物、エチレン系化合物、ポリブテンとテルペン樹脂とを主成分とするゲルシートからなるもの等を用いることができる。
【0021】
本実施形態では、制音体7は、多孔質体(この例ではスポンジ材)である。この例では、制音体7は、タイヤ幅方向断面視で略矩形の形状をなしているが、制音体7の形状は特に限定されない。また、制音体7の寸法等も特には限定されないが、制音体7の体積は、タイヤ1の内腔の全体積の0.1%~80%とすることが好ましい。制音体7の体積をタイヤ1の内腔の全体積の0.1%以上として制音性を高めることができ、一方で、制音体7の体積をタイヤ1の内腔の全体積の80%以下として、制音体7による重量増を抑制することができるからである。ここでいう「体積」は、常温、常圧下での、タイヤ1をリムから取り外した状態でのものとする。また、「タイヤの内腔の全体積」は、タイヤ1を適用リムに装着し、規定内圧を充填した際の全体積をいうものとする。
【0022】
制音体7がスポンジ材である場合、スポンジ材は、海綿状の多孔構造体とすることができ、例えば、ゴムや合成樹脂を発泡させた連続気泡を有する、いわゆるスポンジを含む。また、スポンジ材は、上述のスポンジの他に、動物繊維、植物繊維又は合成繊維等を絡み合わせて一体に連結したウエブ状のものを含む。なお、上述の「多孔構造体」は、連続気泡を有する構造体に限らず、独立気泡を有する構造体も含む意味である。上述のようなスポンジ材は、表面や内部に形成される空隙が振動する空気の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する。これにより、タイヤの内腔での空洞共鳴が抑制され、その結果、ロードノイズを低減することができる。
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。
【0023】
本実施形態のように、制音体7がスポンジ材である場合は、スポンジ材の硬度は、特には限定されないが、5~450Nの範囲とすることが好ましい。硬度を5N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、硬度を450N以下とすることにより、制音体の接着力を増大させることができる。同様に、制音体の硬度は、8~300Nの範囲とすることがより好ましい。ここで、「硬度」とは、JIS K6400の第6項の測定法のうち、6.3項のA法に準拠して測定された値とする。
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。
【0024】
図1、
図2に示すように、制音体7は、タイヤ幅方向断面視において、タイヤ径方向外側から内側に向かって凸となるように湾曲したアーチ状の形状を有している。これにより、タイヤ内面6(本例ではシーラント層8)と制音体7との間に、略半円状の隙間が形成されている。
図1、
図2に示すように、本例では、タイヤ幅方向断面視において、制音体7の内周面及び外周面は、1つ以上の円弧からなる形状を有している。本例では、制音体7の内周面及び外周面は、1つの円弧からなる形状を有しているが、2つ以上の円弧からなることにより、曲率がタイヤ幅方向に変化しても良い。
なお、本例では、タイヤ幅方向断面視において、制音体7の内周面及び外周面は、同心円状であり、従って、制音体7の厚さは一定であるが、タイヤ幅方向断面視における延在方向に沿って厚さが変化していても良い。
図1、
図2に示すように、制音体7のタイヤ幅方向両端は、タイヤ内面6(本例ではシーラント層8)と接触している。
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。
【0025】
本実施形態の空気入りタイヤによれば、まず、タイヤ内面6に制音体7が配置されているため、制音性を向上させることができる。また、タイヤ内面6にシーラント層8が配置されているため、タイヤパンク時に穴を塞ぐこともできる。
そして、制音体7は、タイヤ幅方向断面視において、タイヤ径方向外側から内側に向かって凸となるように湾曲したアーチ状の形状を有しているため、走行時(特に高速走行時)の遠心力に対して潰れにくく、且つ、遠心力を受けた際に上記(略半円状の)隙間が変位可能なスペースとして機能するため、制音体7の体積の減少を抑制することができる。
このように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、制音性を向上させることができる。
【0026】
さらに、本実施形態では、トレッド部5におけるタイヤ内面6と制音体7との間に、シーラント層8をさらに備えている。
ここで、タイヤ内面にシーラント層を配置した場合、釘がトレッド部を貫通して制音体が千切れ、その千切れた部分が釘の貫通により生じた穴に入り込むことによって、シーラント剤が穴にうまく流入することができなくなるおそれがある。また、シーラント剤が制音体(例えばスポンジ材)に吸収されることにより、シーラント剤の流動性が損なわれるおそれもある。これらのような現象が生じると耐パンク性能が低下するおそれがあった。
これに対し、本実施形態では、制音体7は、タイヤ幅方向断面視において、タイヤ径方向外側から内側に向かって凸となるように湾曲したアーチ状の形状を有しているため、(タイヤ幅方向端部を除いては)釘が制音体7まで到達せず、千切れた制音体7が釘の貫通により生じた穴に入り込む現象が発生するのを抑制することができる。また、シーラント層8と制音体7とは、大部分が非接触(制音体のタイヤ幅方向両端のみで接触している)ため、シーラント剤が制音体7に吸収されるのも抑制することができる。
このように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、シーラント層を有する場合において、耐パンク性能の低下を抑制することもできる。
【0027】
ここで、タイヤ幅方向断面視において、制音体の内周面及び外周面は、1つ以上の円弧からなる形状であることが好ましく、いずれもタイヤ幅方向断面視において直線状の部分を有しないことが好ましい。制音体の体積の減少をより一層抑制することができるからである。
【0028】
また、トレッド部を備え、トレッド部におけるタイヤ内面と制音体との間に、シーラント層をさらに備えることが好ましい。上述したように、耐パンク性能の低下を抑制することもできるからである。
【0029】
図3は、制音体をタイヤ幅方向から見た側面視を部分的に示す図である。
図3に示す例では、制音体7のタイヤ幅方向端部に、該制音体7の内周面から外周面へと貫通する穴9を設けている。これにより、シーラント剤の流動性(特にタイヤ幅方向への流動性)をより一層確保して、耐パンク性をより向上させることができる。この理由から、穴9は、タイヤ周方向に沿って複数個設けることが好ましく、等間隔で設けることが好ましいが、等間隔でなく設けることもできる。
【0030】
この側面視において、穴9の高さ(最大高さ)は、特には限定されないが3~10mmとすることが好ましい。高さを3mm以上とすることにより、シーラント剤の流動性をより一層向上させて耐パンク性をより一層向上させることができ、一方で、高さを10mm以下とすることにより、制音体の体積の減少を抑えて、制音性の低下を抑制することができるからである。同様の理由により、穴9の高さは5~10mmとすることがより好ましい。
この側面視において、穴9の幅(最大幅)は、特には限定されないが6~20mmとすることが好ましい。幅を6mm以上とすることにより、シーラント剤の流動性をより一層向上させて耐パンク性をより一層向上させることができ、一方で、幅を20mm以下とすることにより、制音体の体積の減少を抑えて、制音性の低下を抑制することができるからである。同様の理由により、穴9の幅は10~20mmとすることがより好ましい。
【0031】
上記の穴9は、制音体7のタイヤ幅方向両端部に設けることが、シーラント剤の流動性をさらに向上させる観点から好ましい。この場合、
図3で実線と破線とで示すように、タイヤ幅方向一方の端部とタイヤ幅方向他方の端部とのタイヤ周方向の位置を、タイヤ幅方向に投影した際に互いに完全に重ならないように(図示例では部分的にも重ならない)することが好ましく、これにより、シーラント層8と制音体7との接着のバランスを良くすることができる。一方で、シーラント剤のタイヤ幅方向への流動性を高める観点からは、タイヤ幅方向一方の端部とタイヤ幅方向他方の端部とのタイヤ周方向の位置を、タイヤ幅方向に投影した際に互いに重なる部分を有するように(あるいは完全に重なるように)することも好ましい。
【0032】
ここで、タイヤ周方向に隣接する穴9同士のタイヤ周方向間隔(最短距離)は、6~20mmとすることが好ましい。上記間隔を6mm以上とすることにより、制音体の体積の減少を抑えて、制音性の低下を抑制することができ、一方で、上記間隔を20mm以下とすることにより、シーラント剤の流動性をより一層向上させて耐パンク性をより一層向上させることができるからである。同様の理由により、上記間隔は、10~20mmとすることがより好ましい。
【0033】
ここで、
図3に示すように、穴9により区画される制音体7の輪郭線は、タイヤ幅方向から見た側面視において弧状であることが好ましい。これにより、穴9を有する制音体7が走行時(特に高速走行時)の遠心力によって潰れにくくなり、制音性をさらに向上させることができるからである。
一方で、穴9の形状は、上記の場合に限定されず、例えば上記側面視において、矩形状とすることもできる。
【0034】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、
図1に示した例では、制音体のタイヤ幅方向端部は、ベルト端(1層のベルト層のタイヤ幅方向端又は2層以上のベルト層のうち最大幅を有するベルト層のタイヤ幅方向端)よりタイヤ幅方向内側においてタイヤ内面6(図示例ではシーラント層8)と接しているが、制音体のタイヤ幅方向端部は、ベルト端よりタイヤ幅方向外側においてタイヤ内面(シーラント層を有する場合はシーラント層)と接していても良い。他にも種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【0035】
1:空気入りタイヤ
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
9:穴