JP2012254656A - タイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易で確実に空洞共鳴音の低減を図ることができる上、パンクによりタイヤに発生した穴を、パンクシール剤を使用せずに塞ぐことが可能なタイヤとリムとの組立体及びその組立方法を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間に短繊維３００が充填されているタイヤとリムとの組立体、並びに、（１）空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付ける際に、タイヤ内に短繊維３００を挿入して組立てるタイヤとリムとの組立方法、（２）タイヤ１００をリム２００に組み付けた後、バルブ孔から短繊維３００を注入し、その後圧縮空気を注入するタイヤとリムとの組立方法、（３）タイヤ１００をリム２００に組み付けた後、バルブ孔から短繊維３００を混合した圧縮空気を注入するタイヤとリムとの組立方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法に関し、特には、空洞共鳴音を低減させるため、さらには、パンクによりタイヤに発生した穴を塞ぐためにタイヤ内部空間に短繊維を充填したタイヤとリムとの組立体及びその組立方法に関するものである。

空気入りタイヤは、その構造上、タイヤ内部の円管長さに起因する空洞共鳴現象を有することが知られている。そして、いずれの空気入りタイヤにおいても、その空洞共鳴周波数は２００〜２７０Ｈｚの範囲の複数の周波数からなり、不快な車室内騒音の一因となっている。

上記の通り、車室内騒音の発生要因がタイヤ内部の空気の共鳴であることから、従来の改良手法としては、タイヤ内部で吸音させる方法が有効であり、例えば、特開昭６２−２１６８０３号公報に記載されているように、タイヤの内部にウレタン等の吸音材を配置する手法等が提案されている。

特開昭６２−２１６８０３号公報

しかしながら、特開昭６２−２１６８０３号公報に記載のタイヤとリムとの組立体では、回転バランスを崩さないように、リム外周に吸音材を環状に巻き付けることは困難である。さらに、吸音材を巻き付けたリムにタイヤを装着する際、吸音材がずれたり、吸音材を傷つけたりするおそれもある。

また、タイヤがパンクした場合、パンクシール剤を用いて修理をしようとしても、吸音材がパンクシール剤を吸収してしまい、パンク穴を塞ぐことができないという問題もあった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、製造が容易で確実に空洞共鳴音の低減を図ることができる上、パンクによりタイヤに発生した穴を、パンクシール剤を使用せずに塞ぐことが可能なタイヤとリムとの組立体及びその組立方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、空気入りタイヤとリムとを具えるタイヤとリムとの組立体において、空気入りタイヤをリムに組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間に短繊維を充填することで、空洞共鳴音を低減できる上、パンクによりタイヤに発生した穴を、パンクシール剤を使用せずに塞ぐことが可能になることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のタイヤとリムとの組立体は、空気入りタイヤとリムとを具え、前記空気入りタイヤを前記リムに組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間に短繊維が充填されていることを特徴とする。

また、本発明の第１のタイヤとリムとの組立方法は、空気入りタイヤをリムに組み付ける際に、タイヤ内に短繊維を挿入して組立てることを特徴とする。

また、本発明の第２のタイヤとリムとの組立方法は、空気入りタイヤをリムに組み付けた後、バルブ孔から短繊維を注入し、その後圧縮空気を注入することを特徴とする。

また、本発明の第３のタイヤとリムとの組立方法は、空気入りタイヤをリムに組み付けた後、バルブ孔から短繊維を混合した圧縮空気を注入することを特徴とする。

本発明のタイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法の好適例においては、前記短繊維の充填量が５〜２００ｇである。

本発明のタイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法の他の好適例において、前記短繊維は、平均長さが０．５〜１０ｍｍである。また、本発明のタイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法の他の好適例において、前記短繊維は、平均直径が１〜５００μｍである。また、本発明のタイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法の他の好適例においては、前記短繊維の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が５≦Ｌ／Ｄ≦２０００の範囲にある。

本発明のタイヤとリムとの組立体及びタイヤとリムとの組立方法の他の好適例においては、前記空気入りタイヤとして、タイヤ内面に短繊維が接着剤にて固着されて設けられている空気入りタイヤを使用することが好ましい。

本発明によれば、空気入りタイヤをリムに組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間に短繊維が充填されており、製造が容易で確実に空洞共鳴音の低減を図ることができる上、パンクによりタイヤに発生した穴を、パンクシール剤を使用せずに塞ぐことが可能なタイヤとリムとの組立体を提供することができる。また、かかるタイヤとリムとの組立体の簡便な組立方法を提供することができる。

本発明のタイヤとリムとの組立体の一実施態様の断面図である。 実施例１、比較例１のタイヤとリムとの組立体における測定結果を示す図である。

以下に、図を参照しながら、本発明のタイヤとリムとの組立体を詳細に説明する。図１は、本発明のタイヤとリムとの組立体の一例の断面図である。図１に示す組立体は、空気入りタイヤ１００と、リム２００とを具え、該空気入りタイヤ１００にリム２００が組み付けられている。

図示例の空気入りタイヤ１００は、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、上記一対のビード部１間にトロイド状に延在してこれら各部１，２，３を補強する一枚のカーカスプライからなるカーカス４と、該カーカス４のタイヤ半径方向外側に配置された二枚のベルト層からなるベルト５と、該ベルト５のタイヤ半径方向外側に配置された一層のベルト補強層６と、前記ビード部１内に夫々埋設したリング状のビードコア７のタイヤ半径方向外側に配置されたビードフィラー８と、上記カーカス４のタイヤ内面側に配置したインナーライナー９とを具える。

図示例のカーカス４は、一枚のカーカスプライから構成され、また、一対のビードコア７間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア７の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明において、カーカス４のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。また、図示例の空気入りタイヤ１００においては、カーカス本体部とカーカス折り返し部との間にビードフィラー８が配置されている。

また、図示例の空気入りタイヤ１００においては、上記カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側には二枚のベルト層からなるベルト５が配置されており、該ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなり、２枚のベルト層は、該ベルト層を構成するスチールコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト５を構成する。なお、図中のベルト５は、二枚のベルト層からなるが、本発明においては、ベルト５を構成するベルト層の枚数は、３枚以上であってもよい。また、図示例の空気入りタイヤ１００においては、一層のベルト補強層６が、ベルト５のタイヤ半径方向外側に配置されているが、本発明の組立体のタイヤは、ベルト補強層６を具えていなくてもよく、また、ベルト補強層６の枚数は、２枚以上であってもよい。

ここで、図１に示すタイヤとリムとの組立体においては、空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間、即ち、組立体の内腔に短繊維３００が充填されていることを要する。タイヤをリムに組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間に充填した短繊維は、空洞共鳴音を吸音するので、該短繊維により空洞共鳴現象に起因する騒音を低減することができる。また、本発明のタイヤとリムとの組立体において、短繊維は、パンクによりタイヤに発生した穴に入り込んで目詰まりを生じさせて、この穴を迅速かつ確実に塞ぐ役割を果たす。

ここで、上記短繊維としては、有機合成繊維、無機繊維、再生繊維、天然繊維等の短繊維を用いることができる。また、有機合成繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン、ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ケブラー等の芳香族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリメチルメタクリレート等のポリエステル、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリスチレン、及びこれらの共重合体等からなる繊維が挙げられる。また、無機繊維としては、例えば、カーボン繊維、グラスファイバー等が挙げられる。また、再生繊維としては、例えば、レーヨン、キュプラ等が挙げられる。また、天然繊維としては、例えば、綿、絹、羊毛等が挙げられる。

上述した本発明のタイヤとリムとの組立体は、例えば、空気入りタイヤをリムに組み付ける際に、タイヤ内に短繊維を挿入して組立てることにより、製造することができる。空気入りタイヤをリムに組み付ける際に、まず、空気入りタイヤ内に短繊維を挿入しておき、その状態でリムに組み付けることにより、確実に短繊維を上記タイヤ内部空間に充填することができる。

また、本発明のタイヤとリムとの組立体は、空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付けた後、バルブ孔から短繊維３００を注入し、その後圧縮空気を注入することにより、製造することもできる。空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付けた後、バルブ孔から短繊維３００を注入し、その後圧縮空気を注入する方法でも、確実に短繊維３００を上記タイヤ内部空間に充填することができる。ここで、バルブは、通常リム２００に配設されており、また、圧縮空気の圧力は特に限定されず、例えば、使用する空気入りタイヤの規格に応じて適宜選択することが好ましい。

また、本発明のタイヤとリムとの組立体は、空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付けた後、バルブ孔から短繊維３００を混合した圧縮空気を注入することにより、製造することもできる。空気入りタイヤ１００をリム２００に組み付けた後、バルブ孔から短繊維３００を混合した圧縮空気を注入する方法でも、確実に短繊維３００を上記タイヤ内部空間に充填することができる。ここで、バルブは、通常リム２００に配設されており、また、短繊維３００を混合した圧縮空気の圧力は特に限定されず、例えば、使用する空気入りタイヤの規格に応じて適宜選択することが好ましい。

本発明において、前記短繊維の充填量は、５〜２００ｇの範囲が好ましい。短繊維の充填量が５ｇ未満では、空洞共鳴音を低減する効果が小さくなる。一方、短繊維の充填量が２００ｇを超えると、タイヤ内部空間での均一な分散が困難となり、吸音効果が十分に発現できなくなるおそれがある上、タイヤ・リム組立体としての重量増が転がり抵抗に影響するレベルとなり、タイヤ・リム組立体を装着した車両の燃費の悪化をまねくおそれがある。

また、本発明において、前記短繊維は、平均長さが０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。短繊維の平均長さが０．５ｍｍ未満では、空洞共鳴音を低減する効果が小さくなる上、パンク穴に入り込んで目詰まりを生じさせてパンク穴を塞ぐ役割を十分に発揮することができない場合がある。一方、短繊維の平均長さが１０ｍｍを超えると、短繊維同士の絡み合いによるダマが発生し、吸音効果が十分に発現できなくなるおそれがある上、パンク穴を確実に塞ぐことができなくなるおそれがある。

また、本発明において、前記短繊維は、平均直径が１〜５００μｍであることが好ましい。短繊維の平均直径が１μｍ未満になると、短繊維の製造工程において糸切れが多発し、短繊維の生産性が低下する。一方、短繊維の平均直径が５００μｍを超えると、タイヤ・リム組立体としての重量増が転がり抵抗に影響するレベルとなり、タイヤ・リム組立体を装着した車両の燃費の悪化をまねくおそれがある。

また、本発明においては、前記短繊維の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が５≦Ｌ／Ｄ≦２０００の範囲にあることが好ましい。短繊維の長さと直径の比（Ｌ／Ｄ）が５未満では、空洞共鳴音を低減する効果が小さくなる上、パンク穴に入り込んで目詰まりを生じさせてパンク穴を塞ぐ役割を十分に発揮することができない場合がある。一方、短繊維の長さと直径の比（Ｌ／Ｄ）が２０００を超えると、短繊維同士の絡み合いによるダマが発生し、吸音効果が十分に発現できなくなるおそれがある上、パンク穴を確実に塞ぐことができなくなるそれがある。

本発明においては、前記空気入りタイヤ１００として、タイヤ内面に短繊維が接着剤にて固着されて設けられている空気入りタイヤを使用することが好ましい。タイヤ内面に短繊維が接着剤にて固着されて設けられている空気入りタイヤをリムに組み付け、その内部空間に短繊維を充填することにより、組立体の吸音性能がさらに向上し、空洞共鳴音を大幅に低減することが可能になる。

ここで、タイヤ内面に無数の短繊維を接着剤にて固着して設ける場合、該短繊維は、種々の方法でタイヤ内面に接着させることができるが、例えば、静電植毛加工を用いることにより、効率的にタイヤ内面に無数の短繊維を固着して設けることが可能になる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

タイヤ内部空間に、太さ１５デニール（φ４５μｍ）、長さ２ｍｍのナイロン製短繊維を約５０ｇ充填したタイヤとリムとの組立体（実施例１）と、タイヤ内部空間に短繊維を充填しないタイヤとリムとの組立体（比較例１）とを準備し、各組立体に対して、室内ドラム試験を行った。

なお、使用した空気入りタイヤ１００は、図１に示す構造を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の一般的な市販品であり、使用したリム２００は６ＪＪ−１５であり、荷重４．２５ｋＮ、内圧２２０ｋＰａ、速度６０ｋｍ／ｈの条件で、室内ドラム試験機にて上下方向タイヤ軸力を測定して、図２に示す周波数スペクトルを得た。

図２において、２２５Ｈｚ、２４０Ｈｚ付近に見られるピークが空洞共鳴によるものであるが、実施例１の組立体では、５ｄＢ以上と大きな低減効果が得られていることが分かる。

また、パンクシール性について、実施例１の組立体を車に装着し、１つのタイヤのトレッド溝部に、φ６ｍｍの釘を踏み抜いて穴をあけ、その後１５０ｋＰａの空気圧を維持しながら、約５０ｋｍ／ｈで車を走行させ、数分後に完全に空気漏れが止まることを確認した。

１００ 空気入りタイヤ
２００ リム
３００ 短繊維
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス
５ ベルト
６ ベルト補強層
７ ビードコア
８ ビードフィラー
９ インナーライナー

Claims (14)

1. 空気入りタイヤとリムとを具え、前記空気入りタイヤを前記リムに組み付けた際に形成されるタイヤ内部空間に短繊維が充填されていることを特徴とするタイヤとリムとの組立体。
2. 前記短繊維の充填量が５〜２００ｇであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤとリムとの組立体。
3. 前記短繊維は、平均長さが０．５〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤとリムとの組立体。
4. 前記短繊維は、平均直径が１〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立体。
5. 前記短繊維の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が５≦Ｌ／Ｄ≦２０００の範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立体。
6. 前記空気入りタイヤは、タイヤ内面に短繊維が接着剤にて固着されて設けられている空気入りタイヤであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立体。
7. 空気入りタイヤをリムに組み付ける際に、タイヤ内に短繊維を挿入して組立てることを特徴とするタイヤとリムとの組立方法。
8. 空気入りタイヤをリムに組み付けた後、バルブ孔から短繊維を注入し、その後圧縮空気を注入することを特徴とするタイヤとリムとの組立方法。
9. 空気入りタイヤをリムに組み付けた後、バルブ孔から短繊維を混合した圧縮空気を注入することを特徴とするタイヤとリムとの組立方法。
10. 前記短繊維の充填量が５〜２００ｇであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立方法。
11. 前記短繊維は、平均長さが０．５〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立方法。
12. 前記短繊維は、平均直径が１〜５００μｍであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立方法。
13. 前記短繊維の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が５≦Ｌ／Ｄ≦２０００の範囲にあることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立方法。
14. 前記空気入りタイヤとして、タイヤ内面に短繊維が接着剤にて固着されて設けられている空気入りタイヤを使用することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のタイヤとリムとの組立方法。

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