JP5453282B2 - タイヤ内の転動ノイズ減少装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤに関し、特にタイヤの転動ノイズを減少させる装置に関する。

タイヤの車上転動ノイズを減少させるため、特に、タイヤ及びその取付けリムにより画定されたキャビティ内に入っている膨張空気が振動状態になることによって結果として生じるノイズ（これは、「タイヤキャビティノイズ」とも呼ばれる）の一部に影響を及ぼすことが公知のやり方であり、この目的のため、タイヤの内部（即ち、タイヤ膨張圧力が加えられる部分）にフォーム又は繊維を基材とする材料を設けることが公知のやり方である。

日本国特開２００６‐１１７１１５号公報又は同２００４‐０８２７８７号公報は、タイヤの内壁が騒音（ノイズ）吸収覆い又は被膜を形成する複数本の繊維で被覆されたタイヤ構造体を記載している。

特開２００６‐１１７１１５号公報 特開２００４‐０８２７８７号公報

これら解決策は、キャビティノイズを減少させるが、これら解決策は又、更なる改良を必要としている。具体的にいえば、これら解決策の具体例では、高い繊維体積密度を得ることができない。

本発明の一目的は、この問題の解決策を提供することにあり、即ち、タイヤの内部キャビティ、即ち、内側に膨張圧力が作用するキャビティが、このキャビティの体積被覆密度を備えた繊維を備え、この被覆密度が、キャビティを画定するタイヤの壁の近くで測定して、通常の密度よりも極めて高いタイヤを提案することにある。

これを行うため、空気チャンバなしで用いられるようになったタイヤであって、タイヤが、走行中、路面に接触するようになったトレッドを備えたクラウンと、クラウンの各側の延長部として設けられたサイドウォールとを有し、サイドウォールが、タイヤが取り付けられた取付けリムと接触関係をなすようになったビードに連結されているタイヤが提案される。このタイヤは、取付けリムと一緒になって、タイヤを膨張させることができる内部キャビティを画定する内壁を有する。

このタイヤは、内部キャビティを画定する内壁の少なくとも一部にわたり、高密度覆いを形成する細長い形状の複数個の突起を有し、このタイヤは、細長い形状の突起が、複数本の支持繊維と、複数本の枝分かれ繊維とを含み、枝分かれ繊維が、支持繊維に取り付けられ、支持繊維が、２つの端を有し、端のうちの少なくとも一方が、タイヤの内壁に取り付けられていることを特徴とする。

本発明のタイヤにより、適当な長さを有すると共に更に、タイヤの転動中、内部キャビティノイズに実質的に良好な影響を及ぼすのに適した体積密度を有する繊維を備えたタイヤの内壁を提供することが可能である。

本発明の第１の実施形態によれば、各支持繊維は、１本の枝分かれ繊維を備え、これにより、先行技術の方法で得ることができる長さよりも長い長さの繊維を得ることができる。

本発明の第２の実施形態によれば、各支持繊維は、繊維をタイヤの内壁にのみ取り付けた状態で得ることができる体積密度よりも極めて高い体積密度が得られるよう複数本の枝分かれ繊維を備える。

支持繊維及び枝分かれ繊維は、ナイロン、ＰＥＴ、アクリル樹脂、綿、亜麻、ウール及びレーヨン繊維から成る群から選択されるのが良い。

好ましくは、支持繊維の長さは、少なくとも０．５ｍｍ、せいぜい１０ｍｍであり、支持繊維の直径は、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである。

好ましくは、支持繊維の本数は、ｍｍ²の単位で表わされた単位面積当たり少なくとも５〜１００本である。

満足のゆく体積密度を得るために、１本の支持繊維当たり１〜２０本の枝分かれ繊維を設けることが賢明である。

実用上の目的のため、支持繊維は、膨張圧力が作用するキャビティを画定するタイヤの内壁にフロック加工プロセス（特に、欧州特許出願公開第０６９１２２４（Ａ２）号明細書に記載されている）を用いて取り付けられる。同様に、枝分かれ部は、同一形式のフロック加工プロセスを用いることにより枝分かれ繊維で形成される。公知のフロック加工プロセスによれば、支持繊維を受け入れるようになった表面に接着剤を塗布し、支持繊維及びトレッドに１０ｋＶのオーダーの高い電位差を生じさせる電界をかけることにより静電被着させる。これと同一の作業を繰り返して枝分かれ繊維を被着させる。

いま説明したプロセスは、複数本の繊維を任意物体（特に、タイヤ）のキャビティの表面に付着させてこれら繊維が高い容積密度を取るようにする効率的な手法である。この目的のため、本発明のプロセスは、次のステップ、即ち、
‐ストランドを受け入れるようになった表面に適当な接着剤を塗布するステップ、
‐トレッドに高い電位差を生じさせる電界をかけることにより支持ストランドを上述の表面に静電被着させるステップ、
‐枝分かれストランドを取り付けるために支持ストランドに接着剤を塗布するステップ、
‐ストランド及びトレッドに高い電位差を生じさせる電界をかけることにより枝分かれストランドを静電被着させるステップを含む。

この最後の作業を必要に応じて多数回にわたって繰り返すことが可能である。

本発明のトレッドの変形形態では、支持繊維は、ゴムで作られるのが良く、この材料は、内側ライナと同一種類のものであって良く又はそうでなくても良い。枝分かれ繊維は、支持繊維と同種であっても良く又はこれとは異種であっても良い。かかる場合、支持繊維又は枝分かれ繊維の長さは、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであり、これらの直径は、０．５ｍｍ〜５ｍｍである。好ましくは、平方ミリメートルで表わされた単位面積当たりの支持繊維の本数は、０．１〜５本である。

本発明の他の特徴及び他の利点は、添付の図面を参照して以下において行われる説明から明らかであり、添付の図面は、非限定的な例により、本発明の要旨の幾つかの実施形態を示している。

内面に枝分かれ繊維がくっつけられている複数本の支持繊維を備えた本発明のタイヤの断面図である。 図１のタイヤの変形形態で用いられる支持繊維の拡大図である。 種々のタイヤにより記録されたノイズレベル相互間の比較図であり、本発明のタイヤの利点を実証している図である。 タイヤの内部を覆うようになった突起の変形形態を示す図である。 支持ストランドを長くするために枝分かれストランドを支持ストランドに固定するフロック加工プロセスの具体化例を示す図である。 複数本の枝分かれストランドを１本のストランドと組み合わせるフロック加工プロセスの具体化例を示す図である。

図１は、取付けリム２に取り付けられ、その使用圧力まで膨張された本発明のタイヤ１の子午面断面図（即ち、タイヤの回転軸線を含む平面で取った断面図）である。

タイヤ１は、クラウン３を有し、このクラウン３は、半径方向外部に、トレッド３１を備え、このトレッドは、タイヤが転動しているとき、路面に接触するようになっている。タイヤは、このクラウン３の各側に軸方向に位置したサイドウォール４を有し、サイドウォール４は、このクラウンをビード５に連結しており、ビード５の目的は、取付けリム２との接触を保証することにある。タイヤの内壁１０は、取付けリム２の外壁と一緒になって、タイヤの使用圧力に一致する所与の圧力まで膨張可能にガスを受け入れるようになったキャビティ１００を画定している。良好なシールを達成するため、タイヤ１の内壁１０は、公知の仕方で、ゴムコンパウンドで被覆されており、このゴムコンパウンドは、膨張ガスに関してガス密である。

本発明のタイヤ１は、その内壁１０及びタイヤのクラウンに相当する限定された領域１１に、転動キャビティノイズを減少させる減衰構造体を有する。本発明のこの構造体は、細長い形状の複数の突起６で構成され、これら突起は、複数本の支持繊維６０及び複数本の枝分かれ繊維６１から成り、枝分かれ繊維６１は、支持繊維６０又は他の枝分かれ繊維に取り付けられている。

この特定の場合、支持繊維６０は、ナイロンで作られ、その平均長さは、３ｍｍである。これら支持繊維６０は、以下に説明可能なフロック加工プロセスによりタイヤの内壁１０に取り付けられ、かかるフロック加工プロセスでは、接着剤配合物をタイヤの内壁に、特に、関連の領域に塗布した後、この接着剤、タイヤ及び支持繊維に、支持繊維とタイヤの内壁との間に高い電位差を生じさせる電界をかける。このように、支持繊維を定められた密度で内壁に吹き付ける。次に、これと同様な作業を支持繊維と、この場合支持繊維と同一であるように選択された枝分かれ繊維との間に実施する。この最後の作業では、電界をかける前に、粘着性配合物を支持繊維に吹き付けて枝分かれ繊維を支持繊維にくっつけるようにするのが良い。支持繊維と枝分かれ繊維の平均長さは、互いに実質的に同一であり、３ｍｍに等しい。この最後の作業を繰り返し実施して、繊維（これら繊維が、支持繊維であれ枝分かれ繊維であれいずれにせよ）の充填／被覆体積密度をかなり増大させて転動中におけるキャビティ内の膨張空気の振動を減衰させる効果を高めるようにするのが良い。図示の全く非限定的な例では、枝分かれ繊維の直径は、支持繊維の直径と実質的に同一であり、５０ミクロンに等しい。

高い体積密度の枝分かれ繊維を設けることが望ましい場合、枝分かれ繊維は、支持繊維の断面積よりもかなり小さい断面積を有するよう選択されること及び各支持繊維が１本又は１０本（或いはそれ以上）の枝分かれ繊維を支持するよう構成されることが推奨される。接着剤吹き付け作業及びその後の枝分かれ部形成を第１の組をなす枝分かれ繊維の被着後に繰り返し実施するのが良く、かかる場合、新たな枝分かれ繊維は、支持繊維及び既に被着されている枝分かれ繊維から枝分かれする。

図１を参照して説明した例は、本発明の突起で被覆されたタイヤのプロフィールのごく一部しか示していないが、タイヤの内壁の被覆範囲を拡大してタイヤが一方のビードから他方のビードまで、本発明の複数の突起で形成された覆い又は被膜を有するようにすることは容易であり、各突起は、少なくとも１本の枝分かれ繊維が取り付けられた１本の支持繊維で構成される。

図２は、枝分かれ繊維６１がくっついている複数個の枝分かれ箇所７を備えた支持繊維６０を有する細長い突起６の拡大図である。枝分かれ繊維６１と支持繊維６０との間のくっつき箇所又は枝分かれ箇所７は、支持繊維に沿って全体的に形成されている。この特定の場合、支持繊維の長さは、枝分かれ繊維の長さよりも長い。さらに、支持繊維６０にくっついている何本かの枝分かれ繊維６１は、これら自体、枝分かれ繊維６１１を備えており、かかる枝分かれ繊維６１１により、タイヤの内壁近くの突起６による体積充填密度を増大させることができる。

好ましくは、ｍｍ²で表わされた単位面積当たりの支持繊維の本数は、少なくとも０．１に等しく、より好ましくは、１ｍｍ²当たり０．５本を超える。

図３は、本発明のタイヤ（図１に示されると共に図１を参照して説明したタイヤ）で得られた測定結果と非枝分かれ繊維（これら繊維は、本発明のタイヤの支持繊維に相当している）で被覆されたタイヤで得られた測定結果を比較して示している。タイヤのサイズは、２１５／５５Ｒ１７である。曲線Ａは、被覆が施されていない同一サイズの基準タイヤに対応し、曲線Ｂは、非枝分かれ繊維を備えたタイヤに相当し、最後に、曲線Ｃは、本発明のタイヤに相当している。４つの同一のタイヤを備えた車両内部のノイズを測定した。走行は、路面上で４０ｋｍ／時の速度であり、路面は、タイヤ内部にキャビティノイズを生じさせがちな表面覆いを備えていた。車両内で内部ノイズを測定した。２１４Ｈｚの周波数ピークは、キャビティノイズ周波数に対応している。キャビティノイズの減少は、この周波数におけるノイズ強度の減少として理解される。

〔表１〕
基準タイヤＡ（内部覆いを備えていない）
に対する改善結果
タイヤＢ −２．６ｄＢＡ
タイヤＣ（本発明） −４．９ｄＢＡ

理解できるように、本発明のタイヤは、内部覆いを備えていない基準タイヤと比較して４．９ｄＢＡの改善を提供し、非枝分かれ繊維で構成された覆いを有するタイヤと比較して２．６ｄＢＡの改善を提供している。

図４に示されている細長い突起６の別の実施形態では、支持繊維６０の延長部として、第１の枝分かれ繊維６１が設けられ、この第１の枝分かれ繊維それ自体の延長部として、第２の枝分かれ繊維６２が設けられている。この実施形態では、用いられた支持繊維及び枝分かれ繊維の全ては、互いに同一である。かくして、繊維（支持繊維及び枝分かれ繊維）を取り付ける同一のプロセスを連続して数回行うことにより相当長い長さの突起を得ることが可能である。

図５は、支持ストランド４０２を寸法特性がこの支持ストランドと同一の枝分かれストランド４０３によって延長させるフロック加工プロセスの具体化例を示している。この具体化例により、図４に示されている種類の突起を作ることができる。先ず最初に、物体４００の一方の表面をストランドを取り付けるための接着剤４０１で被覆する。支持ストランド４０２に高い負の電荷を与え、その間、物体４００及び接着剤４０１に高い正の電荷（図５．１）を与える。これら電荷の作用を受けて、支持ストランド４０２は、放出されて物体４００の接着剤塗布面に吹き付けられる（図５．２）。支持ストランド４０２の密度は、物体４００の１平方ミリメートル面積当たり２〜５０本（両端の値を含む）のストランドである。第２ステップ（図５．３）では、枝分かれ繊維４０３に高い負電荷を与えると共に物体４００、接着剤４０１及び支持繊維４０２に高い正電荷を与えることにより、これら枝分かれ繊維を現場で物体４００上の支持繊維に吹き付ける。図５．４は、枝分かれストランド４０３によって延長された支持ストランド４０２で被覆されている物体４００の表面を示している。支持ストランド４０２及び枝分かれストランド４０３を接着剤で被覆するために用いられた接着剤４０１は、支持ストランド４０２への枝分かれストランド４０３の粘着と関連した剛性の増大を減少させるようエポキシ系樹脂又は好ましくは水溶性接着剤である。

図６に示された別の実施形態では、図５に示されている実施形態の説明で用いたのと同一の支持ストランド５０２が用いられている。第１のステップ（図６．１及び図６．２）では、支持ストランド４０２を同一の仕方で物体５００の接着剤被覆面５０１に付着させる。第２ステップ（図６．３）では、サイズが支持ストランドよりも小さい枝分かれ繊維５０３のひとまとまりを負に帯電させる。この作業により、図６．４に示されているように、複数本の枝分かれストランド５０３を各支持ストランド５０２に取り付けることができる。

本発明は、図示すると共に説明した例には限定されず、本発明の範囲から何ら逸脱することなく、かかる例の種々の改造例を想到できる。トレッドに形成されたキャビティ（溝、切り込み）も又、少なくとも１本の枝分かれ繊維が取り付けられた少なくとも１本の支持繊維で構成された同一形式の細長い突起を備えても良い。

さらに、上述の繊維は、円形又は実質的に円形の断面を有していたが、本発明は、この特定の形状に何ら限定されることはなく、任意他の形状を均等な仕方で採用することができる。

さらに、上述の実施形態は、支持繊維がタイヤの内壁に直接取り付けられ、枝分かれ繊維が本明細書において説明したプロセスに従って第２ステップでこれら支持繊維に取り付けられた実施形態であった。例えば、タイヤのサイズに応じて、被覆材料をタイヤとは別個独立に、適当な材料のシートを支持繊維自体が枝分かれ繊維を支持した状態のかかる支持繊維で被覆することにより形成することが好都合であることが分かる。この場合、例えばこの被覆材料を接着により取り付けてかかる被覆材料をタイヤ又はホイールの内壁に装着することができる。

Claims (8)

1. 空気チャンバなしで用いられるようになったタイヤ（１）であって、前記タイヤ（１）が、走行中、路面に接触するようになったトレッド（３１）を備えたクラウン（３）と、クラウンの各側の延長部として設けられたサイドウォール（４）とを有し、前記サイドウォールが、前記タイヤが取り付けられた取付けリム（２）と接触関係をなすようになったビード（５）に連結され、前記タイヤが、前記取付けリムと一緒になって、前記タイヤを膨張させることができる内部キャビティ（１００）を画定する内壁（１０）を有し、
   前記タイヤが、前記内部キャビティ（１００）を画定する前記内壁（１０）の少なくとも一部（１１）にわたり、高密度覆いを形成する細長い形状の複数個の突起（６）を有するタイヤにおいて、
   前記細長い形状の突起（６）は、複数本の支持繊維（６０）と、複数本の枝分かれ繊維（６１）とを含み、前記枝分かれ繊維は、前記支持繊維に取り付けられ、前記支持繊維（６０）は、２つの端を有し、前記端のうちの少なくとも一方（６０１）は、前記タイヤの前記内壁（１０）に取り付けられている、タイヤ。
2. 前記支持繊維（６０）及び前記枝分かれ繊維（６１）は、ナイロン、ＰＥＴ、アクリル樹脂、綿、亜麻、ウール及びレーヨン繊維から成る群から選択される、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記支持繊維（６０）の長さは、少なくとも０．５ｍｍ、せいぜい１０ｍｍであり、前記支持繊維の直径は、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである、請求項２記載のタイヤ。
4. 前記支持繊維（６０）の本数は、ｍｍ²の単位で表わされた単位面積当たり少なくとも５〜１００本である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. １本の支持繊維（６０）に取り付けられた前記枝分かれ繊維（６１）の本数は、少なくとも１本、せいぜい２０本である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. 前記枝分かれ繊維（６１）は、「フロック加工」プロセスにより前記支持繊維（６０）に取り付けられ、前記支持繊維（６０）は、「フロック加工」プロセスにより前記内壁（１０）に取り付けられている、請求項５記載のタイヤ。
7. 前記タイヤの前記内壁（１０）の全体は、細長い形状の突起（６）を備え、各突起は、少なくとも１本の枝分かれ繊維（６１）が取り付けられた支持繊維（６０）で構成されている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. 前記支持繊維（６０）及び前記枝分かれ繊維（６１）は、ゴムで作られている、請求項１記載のタイヤ。

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