JP2009029098A - 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】吸音部材をサイドウォール部およびビード部の内面に周方向に沿って、均一にしかも容易に貼り付けることができる空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】多孔質材料からなる吸音部材を、タイヤ本体１のサイドウォール部５およびビード部３の内面領域の少なくとも一部の領域Ｓ２にタイヤ周方向に沿って配して吸音層を構成する空気入りタイヤの製造方法において、吸音部材から、内周径ＩＤ_１７が領域Ｓ２の内径ＩＤ_Ｓ２と同じであり、半径方向の長さＬ_１７が領域Ｓ２のタイヤ径方向のペリフェリ長さＬ_Ｓ２と同じである環状体１７を形成し、環状体１７の中心軸線Ｃ_１７を、タイヤ本体１の中心軸線Ｃ_１に合致させつつ、領域Ｓ２に貼り付けて、吸音層を構成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

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の製造方法及び空気入りタイヤに関し、特には、空気入りタイヤとリムとで区画されたタイヤ内腔に充填された空気の振動によって発生する空洞共鳴音を低減する吸音層を具える空気入りタイヤの製造方法及空気入りタイヤに関するものである。

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、車室内の乗員に取って耳障りな騒音となる。

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、リムとリムに装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吸音用の帯状の吸音部材をタイヤ周方向に固定するとともに、前記吸音部材は、タイヤの内腔の全体積Ｖ１に対する比率Ｖ２／Ｖ１を、０．４％以上とした体積Ｖ２を有し、しかも前記スポンジ材は、比重が０．００５〜０．０６、かつ前記吸音部材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、突起状の凸部とくぼみ状の凹部とを、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。
特許第３６２２９５７号明細書

しかしながら、特許文献１に記載されている従来の空気入りタイヤは、前記帯状の吸音部材の貼り付け場所がトレッド部の内面であり、当該部分にパンク修理剤を噴布する場合には、吸音部材にパンク修理剤が浸透し吸音効果が著しく低下するという問題がある。トレッド部の内面に代えて、サイドウォール部及びビード部の内面に吸音部材を貼り付ければ、かかるパンク修理剤の墳布による吸音効果の低下の問題は解消され得るが、このようにした場合、吸音部材が帯状であり、貼り付け場所がタイヤ周方向に沿って曲がっていることから、吸音性能及び貼り付け性が悪化するという問題がある。すなわち、帯状の吸音部材と貼り付け場所との周長差により、吸音部材の外周側では伸びが生じ、内周側ではではしわが生じて、厚さが不均一になり、その結果、所期する吸音性能が得られなくなるおそれがある。また、この伸びの反作用である吸音部材の復原力、及びしわの生じた部分でのタイヤ内面への不完全密着に起因し、吸音部材がタイヤ内面から剥がれ落ちるおそれもある。特に、低偏平率のタイヤではサイドウォール部の弯曲が大きく、この問題が顕著になる。

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、吸音部材をサイドウォール部およびビード部の内面に周方向に沿って、均一にしかも容易に貼り付けることができる空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤを提供することにある。

前記の目的を達成するため、第１の発明は、多孔質材料からなる吸音部材を、タイヤ本体のサイドウォール部およびビード部の内面領域の少なくとも一部の領域にタイヤ周方向に沿って配して吸音層を構成する空気入りタイヤの製造方法において、前記吸音部材から、内周径が前記領域の内径と同じであり、半径方向の長さが前記領域のタイヤ径方向のペリフェリ長さと同じである環状体を形成し、前記環状体の中心軸線を、前記タイヤ本体の中心軸線に合致させつつ、前記領域に貼り付けて、前記吸音層を構成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。かかる構成を採用することにより、吸音部材の形状を、貼り付ける場所である所定領域の展開形状に予め形成することができるので、貼り付けた際に伸びやしわが生じることがなく、さらに吸音部材の中心軸線とタイヤ本体の中心軸線を合致させることで吸音部材の周端と所定領域の周端とをそれぞれ一致させることができるので容易に貼り付けることができる。

また、前記の目的を達成するため、第２の発明は、多孔質材料からなる吸音層を、サイドウォール部およびビード部の内面領域の少なくとも一部の領域にタイヤ周方向に沿って具える空気入りタイヤにおいて、前記吸音層は、内周径が前記領域の内径と同じであり、半径方向の長さが前記領域のタイヤ径方向のペリフェリ長さと同じである、周方向に延びる環状体であることを特徴とする空気入りタイヤである。

なお、本明細書において「サイドウォール部及びビード部の内面領域」とは、トレッド接地端の内面からビードトウまでの領域を意味し、「トレッド接地端」とは、ＪＡＴＭＡ又はこれに準ずる規格に記載されている適用リムにタイヤを装着し、そのタイヤ内に同規格に定める最高空気圧を適用し、静止した状態で平板に対し垂直に置き、最大負荷荷重（乗用車空気入りタイヤの場合にあっては、最大負荷能力の８８％に相当する荷重）を加えたときの平板との接触面におけるタイヤ幅方向最外側の端部である。そして、ここでいう「トレッド接地端の内面」とは、タイヤ幅方向断面でみて、前記したトレッド接地端からタイヤの内面の輪郭線（ペリフェリ）に下ろした垂線とタイヤ内面との交点である。

この発明によれば、吸音部材をサイドウォール部およびビード部の内面に周方向に沿って、均一にしかも容易に貼り付けることができる空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤを提供することができる。

以下、第１発明である、サイドウォール部及びビード部の内面領域の少なくとも一部の領域にタイヤ周方向に沿って吸音層を具える空気入りタイヤの製造方法について、図面を参照して詳しく説明する。ここで、図１（ａ）、（ｂ）は、この発明に従うタイヤの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、タイヤ本体の幅方向断面図、（ｂ）は、タイヤ本体に適用し吸音層を構成する後述する環状体の平面図である。

この発明においては、タイヤ本体の構造に特に限定は必要なく、一般的な構造に従えばよい。例えば、図１（ａ）に示すように、タイヤ本体１は、一対のビード部３及び一対のサイドウォール部５と、両サイドウォール部５に連なるトレッド部７と、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカス９と、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト１１と、を具える。ここで、タイヤ本体１のサイドウォール部５及びビード部３の内面、すなわちトレッド接地端１３の内面からビードトウ１５までの領域を内面領域Ｓ１とし、その少なくとも一部の領域を所定領域Ｓ２とする。この第１発明では、吸音部材を所定の形状に形成し、この所定領域Ｓ２に貼り付けて吸音層を構成する。

具体的には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、先ず、多孔質材料からなる吸音部材から、内周径ＩＤ_１７が所定領域Ｓ２の内径ＩＤ_Ｓ２と同じであり、半径方向の長さＬ_１７が所定領域Ｓ２のタイヤ径方向のペリフェリ長さＬ_Ｓ２と同じである環状体１７を形成する。なお、多孔質材料からなる吸音部材は、エーテル系のポリウレタンフォームのような合成樹脂材料、又は合成ゴムを発泡させてなる、連続気泡もしくは独立気泡を有する発泡材料のほか、有機繊維、無機繊維、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、編布等によって構成することができる。環状体１７は、内径及び半径方向の厚さが環状体の内周径ＩＤ_１７及び半径方向の長さＬ_１７と同じである筒状の吸音部材を所定厚さに輪切りにして形成してもよく、あるいは所定厚さを有するシート状の吸音部材から刳り貫いて形成してもよい。

次いで、環状体１７の中心軸線Ｃ_１７を、タイヤ本体１の中心軸線Ｃ_１に合致させつつ、環状体１７を所定領域Ｓ２に貼り付けることで吸音層は構成される。ここで、図１（ａ）に示す段階のタイヤ本体１の所定領域Ｓ２には、予め接着剤の塗布や接着テープの貼り付け等の処理を施してもよい。接着剤等は、所定領域Ｓ２の全体に塗布してもよいし、部分的に塗布してもよい。あるいは、図１（ｂ）の環状体１７のタイヤ本体１の所定領域Ｓ２に取り付ける面に予め接着剤等を付けてもよい。また、ここで用いるタイヤ本体１は、加硫成形前の生タイヤでもよいし、加硫成形後のタイヤでもよい。加硫成形前の生タイヤに環状体１７を貼り付ける場合は、環状体１７をタイヤ本体１に加硫接着できるので接着剤や接着テープ等が不要であるという利点があり、加硫成形後のタイヤに環状体を貼り付ける場合には、タイヤ本体１の形状が安定しバラツキがないため、貼付け精度がより高くなるという利点がある。ただし、生タイヤを用いる場合には、環状体１７の取り付け後に生タイヤを加硫成形するため、環状体１７が加硫成形時の圧力と熱に耐え得るものである必要がある。

かかる方法によれば、吸音部材を、貼り付ける場所である所定領域Ｓ２の展開形状に予め形成するので偏平率の影響を受けることがなく、所定領域Ｓ２に貼り付ける際に伸びやしわが生じることがない。さらに環状体１７の中心軸線Ｃ_１７とタイヤ本体の中心軸線Ｃ_１を合致させつつ所定領域Ｓ２に貼り付けるので、タイヤ本体１に対して高精度かつ容易に環状体１７を貼り付けることができる。

次に、第２発明である、サイドウォール部及びビード部の内面領域の少なくとも一部の領域にタイヤ周方向に沿って吸音層を具える空気入りタイヤについて、図面を参照して詳しく説明する。ここで、図２（ａ）は、この発明に従う実施形態の空気入りタイヤの幅方向断面を示す断面図であり、図２（ｂ）は、上記空気入りタイヤを構成する吸音層の平面展開図である。

この発明においては、空気入りタイヤの構造に特に限定は必要なく、一般的な構造に従えばよい。例えば、図２（ａ）に示すように、空気入り２１は、一対のビード部３及び一対のサイドウォール部５と、両サイドウォール部５に連なるトレッド部７と、前記一対のビード部３間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカス９と、該カーカス９のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト１１と、サイドウォール部５およびビード部３の内面領域の少なくとも一部の領域である所定領域Ｓ２にタイヤ周方向に沿って配設された多孔質材料からなる吸音層２３を具える。ここで、所定領域Ｓ２は、空気入りタイヤ２１のサイドウォール部５及びビード部３の内面、すなわちトレッド接地端１３の内面からビードトウ１５までの領域を内面領域Ｓ１とし、その少なくとも一部の領域を指す。さらに、図２（ｂ）に示すように、吸音層２３は、内周径ＩＤ_１７が所定領域Ｓ２の内径ＩＤ_Ｓ２と同じであり、半径方向の長さＬ_１７が前記所定領域Ｓ２のタイヤ径方向のペリフェリ長さＬ_Ｓ２と同じである周方向に延びる環状体１７である。

この実施形態の空気入りタイヤによれば、吸音層２３は、内周径ＩＤ_１７が所定領域Ｓ２の内径ＩＤ_Ｓ２と同じであり、半径方向の長さＬ_１７が所定領域Ｓ２のタイヤ径方向のペリフェリ長さＬ_Ｓ２と同じである環状体１７であることから、内周長及び外周長がそれぞれ一致し、伸びやしわがなくその厚さも均一となる。従って、伸びやしわに起因して吸音層２３が空気入りタイヤから剥がれ落ちるおそれがなく、また厚さが均一であるから吸音性能が低下するおそれがない。

なお、吸音層２３のタイヤ径方向内側の端部は、ビードトウ１５と離間し、かつそこからタイヤ径方向外側に少なくとも１０ｍｍ以上あることが好ましい。吸音層２３がリムと接触し、損傷するのを防ぐためである。また、吸音層２３のタイヤ径方向外側の端部は、ベルト端部の内面と離間し、かつそこからタイヤ径方向内側に少なくとも１０ｍｍ以上あることが好ましい。比較的発熱の大きいベルト端部付近に吸音層２３があると、吸音層２３が保温効果を発揮しベルト端付近の熱が放熱されないため、タイヤ耐久性が低下するからである。

なお、上述したところは、これら第１及び２の発明の実施形態の一部を示したにすぎず、これら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。例えば、環状体１７及び吸音層２３は、周方向に連続していても、あるいは不連続であってもよく、周方向に連続する場合には、質量バランスの良化によりユニフォミティに優れ、また吸音面積の増大により吸音効果にも優れる。

次に、この発明に従う空気入りタイヤを製造し、吸音効果及び貼り付け性の評価を行ったので以下に説明する。

実施例１の空気入りタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５ Ｒ１７であり、図１（ａ）に示すように、加硫成形後のタイヤ本体のサイドウォール部およびビード部の内面領域内の所定領域（ＩＤ_Ｓ２＝５００ｍｍ、Ｌ_Ｓ２＝５０ｍｍ）に全周にわたって、図１（ｂ）に示すように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布（繊度６ｄｔｅｘ、目付け５００ｇ／ｍ^２）からなる吸音部材を環状体（ＩＤ_１７＝１００ｍｍ、Ｌ_１７＝５０ｍｍ、厚さ＝１４ｍｍ）に形成したものを全周にわたって貼り付けて、図２（ａ）に示すように吸音層を構成したものである。なお、吸音層以外の構造については慣例の空気タイヤに従うものであり説明を省略する。

従来例１の空気入りタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５ Ｒ１７であり、タイヤ本体の内面に吸音層を設けていない以外の構造については実施例１の空気入りタイヤと同じである。

従来例２の空気入りタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５ Ｒ１７であり、加硫成形後のタイヤ本体のトレッド部の内面領域に全周にわたって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布（繊度６ｄｔｅｘ、目付け５００ｇ／ｍ^２）からなる吸音部材を帯状体（長さ＝１８５０ｍｍ、幅＝１００ｍｍ、厚さ＝１４ｍｍ）に形成したものを貼り付けて吸音層を構成したものである（図示せず）。なお、吸音層以外の構造については実施例１の空気入りタイヤと同じである。

比較例１の空気入りタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５ Ｒ１７であり、図１（ａ）に示すように、加硫成形後のタイヤ本体のサイドウォール部およびビード部の内面領域内の所定領域（ＩＤ_Ｓ２＝５００ｍｍ、Ｌ_Ｓ２＝５０ｍｍ）に全周にわたって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布（繊度６ｄｔｅｘ、目付け５００ｇ／ｍ^２）からなる吸音部材を帯状体（長さ＝１５７０ｍｍ、幅＝５０ｍｍ、厚さ＝１４ｍｍ）に形成したものを、所定領域の内周長（＝帯状体の長さ）を基準にして貼り付けて、吸音層を構成したものである。なお、吸音層以外の構造については慣例の空気タイヤに従うものであり説明を省略する。

比較例２の空気入りタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５ Ｒ１７であり、図１（ａ）に示すように、加硫成形後のタイヤ本体のサイドウォール部およびビード部の内面領域内の所定領域（ＩＤ_Ｓ２＝５００ｍｍ、Ｌ_Ｓ２＝５０ｍｍ）に全周にわたって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布（繊度６ｄｔｅｘ、目付け５００ｇ／ｍ^２）からなる吸音部材を帯状体（長さ＝１７６０ｍｍ、幅＝５０ｍｍ、厚さ＝１４ｍｍ）に形成したものを、所定領域の外周長（＝帯状体の長さ）を基準にして貼り付けて、吸音層を構成したものである。なお、吸音層以外の構造については慣例の空気タイヤに従うものであり説明を省略する。

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、従来例１の音圧レベルに対する、従来例２の音圧レベルの低減量を基準（１００）としたときの、それぞれの水準を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。

また、前記各供試タイヤ（従来例１を除く）の補強層を目視により観察し、補強層に伸び又はしわが発生しているか否かを調べ評価した。その評価結果を表１に示す。

表１に示す結果から、トレッド部の内面に代えて、サイドウォール部及びビード部内面に吸音層を構成しても、ほぼ同等の空洞共鳴抑制効果が得られることが分かった。また、吸音部材を帯状体に形成するのでなく、環状体に形成することにより、吸音層に伸び及びしわが発生せず、空洞共鳴抑制効果も低下しないことが確認された。

以上の説明から明らかなように、この発明により、従来、貼り付け性の問題から難しいとされていた吸音層のサイドウォール部及びビード部内面への、均一かつ容易な貼り付けが可能となった。

この発明に従うタイヤの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、タイヤ本体の幅方向断面図、（ｂ）は、タイヤ本体に適用し吸音層を構成する後述する環状体の平面図である。 （ａ）は、この発明に従う実施形態の空気入りタイヤの幅方向断面を示す断面図であり、（ｂ）は、上記空気入りタイヤを構成する吸音層の平面展開図である。

符号の説明

１ タイヤ本体
３ ビード部
５ サイドウォール部
７ トレッド部
９ カーカス
１１ ベルト
１３ トレッド接地端
１５ ビードトウ
１７ 環状体
２３ 吸音層

Claims (2)

1. 多孔質材料からなる吸音部材を、タイヤ本体のサイドウォール部およびビード部の内面領域の少なくとも一部の領域にタイヤ周方向に沿って配して吸音層を構成する空気入りタイヤの製造方法において、
   前記吸音部材から、内周径が前記領域の内径と同じであり、半径方向の長さが前記領域のタイヤ径方向のペリフェリ長さと同じである環状体を形成し、
   前記環状体の中心軸線を、前記タイヤ本体の中心軸線に合致させつつ、前記領域に貼り付けて、前記吸音層を構成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 多孔質材料からなる吸音層を、サイドウォール部およびビード部の内面領域の少なくとも一部の領域にタイヤ周方向に沿って具える空気入りタイヤにおいて、
   前記吸音層は、内周径が前記領域の内径と同じであり、半径方向の長さが前記領域のタイヤ径方向のペリフェリ長さと同じである、周方向に延びる環状体であることを特徴とする空気入りタイヤ。

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