JP4360464B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、気柱共鳴音を効果的に低減するようにした空気入りタイヤに関する。

タイヤにより生じた振動が車室内に伝わることで発生する騒音（ロードノイズ）は、タイヤとリムで囲まれた空洞部が気柱を形成し、空洞部内の空気が約２００〜２５０Ｈｚの周波数域で気柱共鳴を起こすことが一つの原因になっていることが分かっている。

このような気柱共鳴音を低減する手段として、タイヤ内部に吸音材や凹凸を付加して共鳴音を吸収することが提案されている。しかしながら、この手法は気柱共鳴の発生を根本的に抑制するものではないので、タイヤ内部において現実的に装着できる吸音材では気柱共鳴音の低減効果を十分に得ることができない。

また、タイヤ内部に遮蔽板を配設したり、充填気体を空気以外の気体に変更する等の方法により、共鳴周波数を変化させることが提案されている。しかしながら、タイヤ内部に遮蔽板を設ける場合、タイヤのリム組み作業を困難にし、タイヤ内部に空気以外の気体を充填する場合、特別な充填設備が必要になるため汎用性に乏しいという不都合がある。そのため、これら手法は実用化に至っていないのが現状である。

これに対して、タイヤ内面やリム外周面に所定の容積を有する部材をタイヤ周方向に沿って間欠的に配置し、空洞部の断面積をタイヤ周方向に変化させることで、気柱共鳴の発生を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これら手法によれば、気柱共鳴音を効果的に低減することが可能である。しかしながら、空洞部の断面積をタイヤ周方向に変化させるために、タイヤ内面やリム外周面にタイヤ周方向に沿って間欠的に部材を配置すると、それに伴ってタイヤのユニフォミティーが悪化するという新たな問題を生じている。
特開２００１−１１３９０２号公報 特開２００２−１２０５０９号公報

本発明の目的は、ユニフォミティーを悪化させずに気柱共鳴音を効果的に低減することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤにおいて、前記空洞部が少なくとも２種類の子午線断面形状を有し、かつ回転質量がタイヤ全周にわたって均一であると共に、以下の第１又は第２の手段を備えることを特徴とするものである。

第１の手段として、上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ外皮のゴム厚さを空洞部の断面積に比例してタイヤ周方向に変化させることが可能である。

第２の手段として、上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面に膨張性ゴムを含む断面積調整部材をタイヤ周方向に沿って配設し、該断面積調整部材の質量分布をタイヤ全周にわたって均一にしながら該断面積調整部材の膨張率をタイヤ周方向に変化させることが可能である。

ここで、回転質量とはタイヤ回転軸を中心として微小角度でタイヤを切り取った部分の質量である。本発明では、タイヤを少なくとも１６分割したとき、回転質量の最小値に対する最大値の変動率が１．０％以下であることが好ましい。

本発明によれば、空洞部が少なくとも２種類の子午線断面形状を有することにより、共鳴周波数がタイヤ回転に伴って変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮されるので、気柱共鳴音を効果的に低減することができる。しかも、回転質量がタイヤ全周にわたって均一であるので、タイヤのユニフォミティーを悪化させることはない。

タイヤ外皮のゴム厚さを空洞部の断面積に比例してタイヤ周方向に変化させた場合、空洞部の子午線断面形状の変化に起因する質量の不均一をタイヤ外皮のゴム厚さの変化で補うことができる。

一方、断面積調整部材の質量分布をタイヤ全周にわたって均一にしながら断面積調整部材の膨張率をタイヤ周方向に変化させた場合、断面積調整部材に起因して質量の不均一を生じることはない。断面積調整部材はトレッド部におけるタイヤ内面に配置すると良い。この場合、ベルト層で保護されているトレッド部において広い面積で断面積調整部材を配置することができるので、空洞部の断面積変化率をより大きくすることができる。

上記空気入りタイヤにおいては、気柱共鳴音を効果的に低減するために、断面積調整部材に膨張性ゴムからなる複数の膨張部をタイヤ周方向に沿って間欠的に形成し、これら膨張部のタイヤ周方向の総長さを断面積調整部材の周長の３０〜７０％にすると良い。膨張部の膨張率は１００％以上にすることが望ましいが、断面積調整部材をタイヤ内面のインナーライナー層に貼り付けた場合、膨張性ゴムからなる膨張部が波打ち、インナーライナー層から剥がれ易くなる。そのため、膨張部を多層とし、タイヤ内面に接する層の膨張率を１００％未満に規制する一方で、他の層の膨張率を１００〜５００％にすることが好ましい。

膨張性ゴムとは、発泡剤等の存在により見掛けの比重が低下した状態のゴムである。このような膨張性ゴムとしては、発泡剤を配合したゴム、熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム、又は、発泡剤含有樹脂を配合したゴムを使用することができる。この膨張性ゴムは、インナーライナー層に貼り付けられることを考慮して、ゴム１００重量部のうち２０重量部以上のブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムを含むものであると良い。

膨張率とは、膨張前の体積をＡとし、膨張後の体積をＢとしたとき、（Ｂ−Ａ）／Ａ×１００％にて表される。この膨張率は、ゴム成分の比重と膨張状態での見掛けの比重とから求めることができる。例えば、ゴム成分の比重が膨張状態での見掛けの比重の２倍であれば、膨張率は１００％である。

本発明では、気柱共鳴音を効果的に低減するために、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率は２．０〜５．０％であることが好ましい。ここで、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率とは、空洞部をタイヤ子午線に沿って切り欠き、その切り欠き位置をタイヤ周方向に沿って移動させたときに測定される断面積の最大値に対する変化率である。また、本発明の空気入りタイヤに装着するホイールのリムは、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００２年度版）に規定される標準リムである。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施形態の空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図であり、図２はその空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。

図１において、タイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えている。一方、ホイールＨはタイヤＴのビード部２，２を装着するためのリム１１と、該リム１１と不図示の車軸とを連結するディスク１２とから構成されている。タイヤＴをホイールＨに装着して車輪を構成したとき、タイヤ内面４とリム１１との間には空洞部５が形成される。

上記空気入りタイヤは、回転質量がタイヤ全周にわたって均一であるが、その空洞部５が少なくとも２種類の子午線断面形状を有している。より具体的には、図２に示すように、ビード部２におけるタイヤ内面４には複数の凸部６がタイヤ周方向に沿って間欠的に延在するように形成され、その結果として断面積が大きい部分と小さい部分が形成されているが、サイドウォール部３におけるタイヤ外面７には複数の凹部８がタイヤ周方向に沿って間欠的に延在するように形成されている。タイヤ子午線断面において凸部６の断面積と凹部８とは互いに略一致している。つまり、タイヤ外皮のゴム厚さは空洞部５の断面積に比例してタイヤ周方向に変化している。

上述のように構成される空気入りタイヤでは、空洞部５が少なくとも２種類の子午線断面形状を有しているので、共鳴周波数がタイヤ回転に伴って変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮される。そのため、気柱共鳴音を効果的に低減することができる。また、回転質量がタイヤ全周にわたって均一であるので、質量バランスを損なうことはなく、タイヤのユニフォミティーの悪化を避けることができる。

凸部６は長さＬ₁ を周長の１／１６〜１／４とし、タイヤ周方向に沿って等間隔で周上に２〜８個所設置することが好ましい。凸部６の長さＬ₁ や設置数が上記範囲から外れると気柱共鳴音の抑制効果が不十分になる。特に、空洞共鳴周波数を変化させるために、長さＬ₁ はタイヤの接地長よりも長いことが望ましい。一方、凸部６の相互間隔Ｌ₂ は長さＬ₁ と略等しくすることが好ましいが、必ずしも一致させる必要はない。

上述した実施形態ではタイヤ内面に凸部を設け、タイヤ外面に凹部を設けた場合について説明したが、本発明ではタイヤ内面に凹部を設け、タイヤ外面に凸部を設けることも可能である。また、本発明では空洞部の断面積を周期的に変化させることが重要であるので、上述の凹部や凸部は認識が困難な程度に緩やかのものであっても良い。更に、空洞部の子午線断面形状の種類は２種類以上であっても良く、空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率が２．０〜５．０％であれば良い。

図３は本発明の第２実施形態の空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図であり、図４はその空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。

図３において、タイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２と、これらトレッド部１とビード部２とを互いに連接するサイドウォール部３とを備えている。一方、ホイールＨはタイヤＴのビード部２，２を装着するためのリム１１と、該リム１１と不図示の車軸とを連結するディスク１２とから構成されている。タイヤＴをホイールＨに装着して車輪を構成したとき、タイヤ内面４とリム１１との間には空洞部５が形成される。

上記空気入りタイヤは、回転質量がタイヤ全周にわたって均一であるが、その空洞部５が少なくとも２種類の子午線断面形状を有している。より具体的には、トレッド部１におけるタイヤ内面４には膨張性ゴムを含む断面積調整部材２１がタイヤ周方向に沿って連続的に配設され、断面積調整部材２１の質量分布をタイヤ全周にわたって均一にしながら断面積調整部材２１の膨張率をタイヤ周方向に変化させている。図４に示すように、断面積調整部材２１は膨張性ゴムからなる膨張部２２と非膨張性ゴムからなる非膨張部２３とをタイヤ周方向に沿って交互に配置したものである。この断面積調整部材２１は不図示のベルト層によって保護されつつトレッド部１の広い面積にわたって形成されているので、その膨張状態に基づいて空洞部５の断面積を大きく変化させることが可能である。

上述のように構成される空気入りタイヤでは、空洞部５が少なくとも２種類の子午線断面形状を有しているので、共鳴周波数がタイヤ回転に伴って変化し、同一周波数で共鳴する時間が短縮される。そのため、気柱共鳴音を効果的に低減することができる。また、回転質量がタイヤ全周にわたって均一であるので、質量バランスを損なうことはなく、タイヤのユニフォミティーの悪化を避けることができる。

図５は本発明の第３実施形態の空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図であり、図６はその空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。本実施形態は断面積調整部材の位置が第２実施形態から異なるものである。

図５に示すように、ビード部２におけるタイヤ内面４には膨張性ゴムを含む断面積調整部材２１がタイヤ周方向に沿って連続的に配設され、断面積調整部材２１の質量分布をタイヤ全周にわたって均一にしながら断面積調整部材２１の膨張率をタイヤ周方向に変化させている。図６に示すように、断面積調整部材２１は膨張性ゴムからなる膨張部２２と非膨張性ゴムからなる非膨張部２３とをタイヤ周方向に沿って交互に備えている。このように構成される空気入りタイヤであっても、ユニフォミティーを悪化させることなく、気柱共鳴音を効果的に低減することが可能である。

図７及び図８はそれぞれトレッド部に配置された断面積調整部材の膨張前後の状態を示すものである。但し、断面積調整部材はタイヤ１周分を展開した状態にて示す。図７に示すように、膨張前の状態において、膨張部２２と非膨張部２３とは同じ幅で同じ厚さであり、見掛けの比重も略同一である。そのため、断面積調整部材２１の追加によってタイヤの質量分布が不均一になることはない。これに対して、図８に示すように、膨張後の状態において、膨張部２２の体積は非膨張部２３の体積よりも大きくなっている。そのため、膨張部２２と非膨張部２３との繰り返しにより、空洞部５の断面積をタイヤ周方向に変化させることができる。

膨張部２２は長さＬ₁₁を周長の１／１６〜１／４とし、タイヤ周方向に沿って等間隔で周上に２〜８個所設置することが好ましい。膨張部２２の長さＬ₁₁や設置数が上記範囲から外れると気柱共鳴音の抑制効果が不十分になる。特に、空洞共鳴周波数を変化させるために、長さＬ₁₁はタイヤの接地長よりも長いことが望ましい。一方、膨張部２２の相互間隔Ｌ₁₂は長さＬ₁₁と略等しくすることが好ましいが、必ずしも一致させる必要はない。

膨張部２２のタイヤ周方向の総長さ（長さＬ₁₁の総和）は、断面積調整部材２１の周長の３０〜７０％にすると良い。膨張部２２のタイヤ周方向の総長さが上記範囲から外れると気柱共鳴音の抑制効果が不十分になる。

空洞部５のタイヤ周方向の断面積変化率を２．０〜５．０％にするために、膨張部２２の膨張率は１００％以上、より好ましくは２００％以上にすることが望ましい。或いは、膨張部２２の見掛けの比重は０．６以下、より好ましくは０．４以下であることが望ましい。膨張部２２の膨張率が１００％未満であると、空洞部５のタイヤ周方向の断面積変化率を大きくすることが困難になる。

断面積調整部材２１はタイヤ内面４のインナーライナー層に貼り付けられるが、膨張に伴って膨張部２２が波打ち、インナーライナー層から剥がれ易くなることがある。そのような不都合を回避するために、図９に示すように、膨張部２２を多層とし、タイヤ内面４に接する層２２ａ（密着層）の膨張率を１００％未満に規制する一方で、他の層２２ｂ（露出層）の膨張率を１００〜５００％にすると良い。これにより、断面積調整部材２１のタイヤ内面４への密着性を確保しながら、空洞部５のタイヤ周方向の断面積変化率を大きくすることが可能になる。

膨張性ゴムとしては、発泡剤を配合したゴム、熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム、及び、発泡剤含有樹脂を配合したゴムのいずれかを使用することができる。この膨張性ゴムは、インナーライナー層との接着性を確保するために、ゴム１００重量部のうち２０重量部以上、より好ましくは４０〜８０重量部のブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムを含むものであると良い。この膨張性ゴムにおいて、ゴム１００重量部のうち天然ゴムは０〜８０重量部にすることが好ましい。また、良好な膨張性を確保するために、膨張性ゴムの加硫前のムーニー粘度は１０〜７０であることが好ましい。

ゴムに配合する発泡剤としては、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体、アゾ化合物、重炭酸塩の中から選ばれる少なくとも１種を用いることができ、具体的にはアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）、バリウムアゾシカルボキシレート（Ｂａ／ＡＣ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃ ）等が挙げられる。これら発泡剤としては、永和化成工業社の「ビニルホール」（ＡＤＣＡ）、「セルラー」（ＤＰＴ）、「ネオセルボン」（ＯＢＳＨ）、「エクセラー」（ＤＰＴ／ＡＤＣＡ）、「スパンセル」（ＡＤＣＡ／ＯＢＳＨ）、「セルボン」（ＮａＨＣＯ₃ ）等が市販されている。

熱膨張性マイクロカプセルは、熱により気化して気体を発生する液体を熱可塑性樹脂に内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子であり、この粒子をその膨張開始温度以上の温度、通常１３０〜１９０℃の温度で加熱して膨張させて、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体を封入した気体封入熱可塑性樹脂粒子となる。熱膨張性マイクロカプセルの膨張前の粒子径は、特に限定されないが、膨張前で５〜３００μｍであるものが好ましく、さらに好ましくは粒径１０〜２００μｍのものである。熱膨張性マイクロカプセルの配合量は、ゴム１００重量部に対して、１〜３０重量部、より好ましくは５〜１５重量部にすると良い。これにより、良好な膨張性を得ることが可能となる。

このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えば、現在、スウェーデンのＥＸＰＡＮＣＥＬ社より商品名「エクスパンセル０９１ＤＵ−８０」または「エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０」等として、あるいは松本油脂社より商品名「マツモトマイクロスフェアーＦ−８５」または「マツモトマイクロスフェアーＦ−１００」等として入手可能である。

気体封入熱可塑性樹脂粒子の外殻成分を構成する熱可塑性樹脂としては、その膨張開始温度が１００℃以上、好ましくは１２０℃以上で、最大膨張温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上のものが好ましく用いられる。そのような熱可塑性樹脂としては、例えば（メタ）アクリロニトリルの重合体、また（メタ）アクリロニトリル含有量の高い共重合体が好適に用いられる。その共重合体の場合の他のモノマー（コモノマー）としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、（メタ）アクリレート系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。

なお、上記熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤で架橋可能にされていても良い。架橋形態については、未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損わない程度に部分的に架橋していても構わない。

熱により気化して気体を発生する液体としては、例えば、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルのような炭化水素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水素のような液体が挙げられる。

一方、発泡剤含有樹脂は、樹脂成分に発泡剤を含有させたものである。発泡剤含有樹脂の配合量は、ゴム１００重量部に対して、０．５〜２０重量部、より好ましくは２〜１０重量部にすると良い。これにより、良好な膨張性を得ることが可能となる。

発泡剤含有樹脂を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂を主成分としたものが用いられる。なお、ここで主成分とはポリオレフィン系樹脂が全樹脂成分の７５重量％以上、好ましくは８５重量％以上のものを言い、他の成分としては、例えば、オレフィンモノマーの未反応残基、重合開始剤や触媒等の残査、加工助剤、ポリオレフィン系樹脂以外のポリマー状樹脂等が挙げられる。この樹脂成分は、ジエン系ゴムとの共架橋を防ぐため分子の主鎖中に二重結合が残っていないものが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブチレン−１等の中から選ばれる少なくとも１種を用いることができ、これらの混合物や共重合体も使用することができる。また、発泡剤含有樹脂における発泡剤の含有率は、５〜６５重量％、好ましくは１５〜５０重量％であると良い。

上記発泡剤の分解温度は１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃であるのが好ましい。この温度が低過ぎると、混合、押出加工中に十分な大きさの樹脂被覆気泡を形成することができない。なお、この分解温度が高過ぎる場合には尿素等の発泡助剤との併用によって分解温度を１２０〜１８０℃に調整することもできる。発泡助剤は、例えば永和化成工業社の「セルペースト」として入手可能である。

上記発泡剤の成分は、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体、アゾ化合物、重炭酸塩の中から選ばれる少なくとも１種を用いることができ、具体的にはアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）、バリウムアゾシカルボキシレート（Ｂａ／ＡＣ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃ ）等が挙げられる。これら発泡剤としては、永和化成工業社の「ビニルホール」（ＡＤＣＡ）、「セルラー」（ＤＰＴ）、「ネオセルボン」（ＯＢＳＨ）、「エクセラー」（ＤＰＴ／ＡＤＣＡ）、「スパンセル」（ＡＤＣＡ／ＯＢＳＨ）、「セルボン」（ＮａＨＣＯ₃ ）等が市販されている。

発泡剤含有樹脂の粒子径は、１０〜２００μｍであるのが好ましい。このような発泡剤含有樹脂としては、例えば永和化成工業社から「セルパウダー」が市販されている。また、加硫ゴム組成物内に形成されるマイクロカプセル状気泡は球形であるが、原料段階での発泡剤含有樹脂の形状は球形である必要はない。

次に、本発明における断面積調整部材の成形方法について説明する。膨張部と非膨張部とを備えた断面積調整部材を成形する方法は、特に限定されるものではないが、タイヤの生産性を考慮すると、下記の２通りの成形方法が推奨される。

図１０は断面積調整部材の成形方法の一例を示すものである。図１０において、押出機３１は膨張性ゴムのストリップＸと非膨張性ゴムのストリップＹとが交互に並ぶようにタイヤ成形ドラム１周分の長さＬと等しい幅を有するシート材Ｚを連続的に押し出すようになっている。膨張性ゴムのストリップＸと非膨張性ゴムのストリップＹは、端部同士を突き合わせた状態であっても良く、端部同士を重ね合わせた状態であっても良い。そして、シート材Ｚを所望の長さで切断することにより、タイヤ周方向に沿って膨張部と非膨張部を交互に備えた断面積調整部材を得ることができる。

図１１は断面積調整部材の他の成形方法を示すものである。図１１において、回転自在に支持された円柱状のロッド３２の周囲には膨張性ゴムのストリップＸと非膨張性ゴムのストリップＹとが交互に並ぶように螺旋状に巻き付けられる。膨張性ゴムのストリップＸと非膨張性ゴムのストリップＹは、端部同士を突き合わせた状態であっても良く、端部同士を重ね合わせた状態であっても良い。ここで、ストリップＸ，Ｙの巻き付け総幅をタイヤ成形ドラム１周分の長さＬと等しくする。そして、巻回状態のストリップＸ，Ｙをロッド３２の軸方向に沿って切断し、その切断片を開くことにより、タイヤ周方向に沿って膨張部と非膨張部を交互に備えた断面積調整部材を得ることができる。

上述した各成形方法によれば、膨張部と非膨張部を交互に備えた断面積調整部材を容易に成形することができる。このような断面積調整部材をタイヤ内面に貼り付け、そのタイヤを加硫工程に供することで、質量バランスを損なうことなく、空洞部の断面積をタイヤ周方向に変化させることができる。

タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤとリムサイズ１５×６ 1/2ＪＪのホイールからなる車輪において、空気入りタイヤの形状だけを下記の如く異ならせた従来例、比較例１〜２及び実施例１〜３をそれぞれ製作した。

従来例：
空洞部の断面積変化率を０％にした。

比較例１：
トレッド部におけるタイヤ内面に、ブチルゴムからなる非膨張性部材をタイヤ周方向に沿って１／４周期毎に間欠的に配置し、それによって空洞部の断面積変化率を３．０％にした。タイヤの回転質量の変動率は２．０％であった。

比較例２：
ビード部におけるタイヤ内面に、ブチルゴムからなる非膨張性部材をタイヤ周方向に沿って１／４周期毎に間欠的に配置し、それによって空洞部の断面積変化率を２．１％にした。タイヤの回転質量の変動率は１．５％であった。

実施例１：
図１及び図２に示すように、空洞部の断面形状をタイヤ周方向に沿って１／４周期毎に変化させ、それによって空洞部の断面積変化率を２．１％にすると共に、タイヤ外皮のゴム厚さを空洞部の断面積に比例してタイヤ周方向に変化させた。タイヤの回転質量の変動率は０％であった。

実施例２：
図３及び図４に示すように、トレッド部におけるタイヤ内面に、膨張性ゴムからなる膨張部とブチルゴムからなる非膨張部とをタイヤ周方向に沿って１／４周期毎に交互に備えた断面積調整部材を配置し、それによって空洞部の断面積変化率を３．０％にした。タイヤの回転質量の変動率は０％であった。

実施例３：
図５及び図６に示すように、ビード部におけるタイヤ内面に、膨張性ゴムからなる膨張部とブチルゴムからなる非膨張部とをタイヤ周方向に沿って１／４周期毎に交互に備えた断面積調整部材を配置し、それによって空洞部の断面積変化率を２．１％にした。タイヤの回転質量の変動率は０％であった。

これら空気入りタイヤとホイールからなる車輪について、以下の測定条件により、ロードノイズ（気柱共鳴）及び乗心地（振動）を評価し、その結果を表１に示した。

ロードノイズ：
各試験タイヤを空気圧２２０ｋＰａとして排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、車室内運転席窓側耳の位置にマイクロフォンを設置し、粗い路面を速度５０ｋｍ／ｈで走行したときのロードノイズの音圧を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど気柱共鳴に起因するロードノイズが小さいことを意味する。

乗心地：
各試験タイヤを空気圧２２０ｋＰａとして排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、５人のパネラーにより振動発生状況についてフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど振動が少なく乗心地が良好であることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜３はいずれも従来例に比べて気柱共鳴に起因するロードノイズが少なく、しかも振動が少なくユニフォミティーが良好であった。一方、比較例１〜２はロードノイズの低減効果があるものの、従来例に比べて振動が多く感じられるものであった。

本発明の第１実施形態の空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。 本発明の第２実施形態の空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図である。 図３の空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。 本発明の第３実施形態の空気入りタイヤとホイールからなる車輪を示す子午線断面図である。 図５の空気入りタイヤを赤道線に沿って切り欠いた状態のタイヤ内面を示す概略説明図である。 トレッド部に配置された断面積調整部材の膨張前の状態を示す断面図である。 トレッド部に配置された断面積調整部材の膨張後の状態を示す断面図である。 多層構造の膨張部を備えた断面積調整部材を示す断面図である。 断面積調整部材の成形方法の一例を示す説明図である。 断面積調整部材の他の成形方法を示す説明図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ タイヤ内面
５ 空洞部
６ 凸部
７ タイヤ外面
８ 凹部
１１ リム
１２ ディスク
２１ 断面積調整部材
２２ 膨張部
２２ａ 層（密着層）
２２ｂ 層（露出層）
２３ 非膨張部
Ｈ ホイール
Ｔ タイヤ

Claims (9)

1. ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤにおいて、前記空洞部が少なくとも２種類の子午線断面形状を有し、かつ回転質量がタイヤ全周にわたって均一である空気入りタイヤであって、タイヤ外皮のゴム厚さを前記空洞部の断面積に比例してタイヤ周方向に変化させた空気入りタイヤ。
2. ホイールに装着した状態でタイヤ内面とリムとの間に空洞部を形成する空気入りタイヤにおいて、前記空洞部が少なくとも２種類の子午線断面形状を有し、かつ回転質量がタイヤ全周にわたって均一である空気入りタイヤであって、タイヤ内面に膨張性ゴムを含む断面積調整部材をタイヤ周方向に沿って配設し、該断面積調整部材の質量分布をタイヤ全周にわたって均一にしながら該断面積調整部材の膨張率をタイヤ周方向に変化させた空気入りタイヤ。
3. 前記断面積調整部材をトレッド部におけるタイヤ内面に配置した請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記断面積調整部材に膨張性ゴムからなる複数の膨張部をタイヤ周方向に沿って間欠的に形成し、これら膨張部のタイヤ周方向の総長さを断面積調整部材の周長の３０〜７０％にした請求項２又は請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記膨張部の膨張率を１００％以上にした請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記膨張部を多層とし、タイヤ内面に接する層の膨張率を１００％未満に規制する一方で、他の層の膨張率を１００〜５００％にした請求項４に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記膨張性ゴムが、発泡剤を配合したゴム、熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム、又は、発泡剤含有樹脂を配合したゴムである請求項２〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記膨張性ゴムが、ゴム１００重量部のうち２０重量部以上のブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムを含む請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記空洞部のタイヤ周方向の断面積変化率が２．０〜５．０％である請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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