WO2020225937A1

WO2020225937A1 - 空気入りタイヤ

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Publication number: WO2020225937A1
Application number: PCT/JP2019/045969
Authority: WO
Inventors: 大雅石原; 潤渡邉; 山口　卓; 慶一加藤; 友徳向川; 誠牛頭; 翔満田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: US20220250421A1; EP3967524B1; EP3967524A4; EP3967524A1; JP2020183158A; CN113825654A; JP7132172B2

Abstract

本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部に埋設された、一対のビードコアを備え、前記一対のビードコアの各々は、タイヤ幅方向に分割された一対の小ビードコアからなり、前記一対のビードコアにトロイダル状に跨り、端部が、前記一対の小ビードコア間に挟まれて該小ビードコアに係止された、１枚以上のカーカスプライからなるカーカスをさらに備え、前記一対のビード部における、前記タイヤの内面に、制音体が配置されてなる。

Description

空気入りタイヤ

　本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

　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、タイヤの内面に、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。

特開２００５－２５４９２４号公報

　しかし、スポンジ材等の制音体は、熱がこもりやすいため、タイヤ内面と制音体とを接着している接着層が溶けることによって制音体がタイヤ内面から剥離してしまったり、あるいは、他のタイヤ部材の熱故障を招いたりするなど、タイヤ耐久性を低下させてしまう場合があった。

　そこで、本発明は、タイヤ耐久性を低下させることなく、制音性を向上させることのできる、空気入りタイヤを提供することを目的とする。

　本発明の要旨構成は、以下の通りである。
　本発明の空気入りタイヤは、
　一対のビード部に埋設された、一対のビードコアを備え、
　前記一対のビードコアの各々は、タイヤ幅方向に分割された一対の小ビードコアからなり、
　前記一対のビードコアにトロイダル状に跨り、端部が、前記一対の小ビードコア間に挟まれて該小ビードコアに係止された、１枚以上のカーカスプライからなるカーカスをさらに備え、
　前記一対のビード部における前記タイヤの内面に、制音体が配置されたことを特徴とする。

　ここで、「ビード部」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態において、リムベースライン（図１に拡大図を示すように、ビードトウの先端を通り、タイヤ幅方向に平行なライン）から、複数の小ビードコアのうち、タイヤ径方向外側端が最もタイヤ径方向外側にある小ビードコアの該タイヤ径方向外側端までの、タイヤ径方向領域にある部分をいう。
　本明細書において、「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ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴｈｅＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲＢＯＯＫ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ＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎＲｉｍ）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、ＥＴＲＴＯ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」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。

　本発明によれば、タイヤ耐久性を低下させることなく、制音性を向上させることのできる、空気入りタイヤを提供することができる。

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。

　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。

　図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）のタイヤ幅方向断面図である。図１は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした際のタイヤ幅方向断面を示している。図１に示すように、このタイヤ１は、一対のビード部２及びカーカス３を備えている。また、このタイヤ１は、カーカス３のクラウン部のタイヤ径方向外側に、図示例で２層のベルト層４ａ、４ｂからなるベルト４及びトレッド５を順に備えている。

　図１に示すように、このタイヤ１は、一対のビード部２に埋設された、一対のビードコア２ａを備えている。図１に示すように、一対のビードコア２ａの各々は、タイヤ幅方向に分割された一対の小ビードコア２１、２２（タイヤ幅方向内側の小ビードコア２１及びタイヤ幅方向外側の小ビードコア２２）からなる。この例では、小ビードコア２１、２２の各々は、一本のビードワイヤが巻き回された状態である。図示例では、小ビードコア２１、２２は、断面で一列の直線状をなしているが、この例には限定されず、様々な断面形状とすることができる。また、ビードコア２ａの材質等は、例えばスチール等の金属などを用いることができる。図示例では、小ビードコア２１のタイヤ幅方向内側に内側スティフナー２３が配置され、且つ、小ビードコア２２のタイヤ幅方向外側に外側スティフナー２４が配置されており、これによりビード部２の剛性が補強される。内側スティフナー２３及び外側スティフナー２４は、この例ではゴムからなる。

　図１に示す例では、カーカス３は、１枚のラジアル配列（カーカスコードが、タイヤ周方向に対して８５°以上、好ましくはタイヤ周方向に対して９０°の角度をなす）のカーカスプライからなる。一方で、本発明では、カーカスプライの枚数は特に限定されず、２枚以上とすることもできる。本実施形態では、カーカス３は、一対のビードコア２ａにトロイダル状に跨り、その端部（この例では端３ａ）が、一対の小ビードコア２１、２２間に挟まれて該小ビードコア２１、２２に係止されている。本発明では、カーカス３は、バイアスカーカスとすることもできる。

　図１に示す例では、タイヤ１は、２層のベルト層４ａ、４ｂからなるベルト４を有している。本例では、ベルト層４ａ、４ｂは、それらを構成するベルトコードが、タイヤ周方向に対して傾斜し、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで層間で互いに交差する、傾斜ベルト層である。傾斜ベルト層の層数は、特に限定されない。ベルト層のベルトコードの傾斜角度は、特には限定されないが、例えばタイヤ周方向に対して３５～８５°とすることができる。また、傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側及び／又は内側に、１層以上の補強ベルト層を配置することもできる。補強ベルト層の補強コードは、特には限定されないが、例えばタイヤ周方向に対して０～５°の角度で延びるものとすることができる。各ベルト層や各補強ベルト層のタイヤ幅方向の幅は、特に限定されない。ベルトコードや補強コードの材質も適宜既知のものを用いることができ、打ち込み数等も適宜設定することができる。

　図示例では、このタイヤ１は、１層のトレッドゴムからなるトレッド５を有する。一方で、本発明では、トレッド５を構成するトレッドゴムは、異なる複数のゴム層から形成されていても良い。この場合、異なる複数のゴム層は、タイヤ径方向に積層、及び／又は、タイヤ幅方向に並べて配置することができる。

　図１に示すように、本実施形態においては、一対のビード部２におけるタイヤ１の内面６に、制音体７が配置されている。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「制音体の体積」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。

　本例では、制音体７は、タイヤ周方向に連続して延在しているが、不連続に形成することもできる。また、本例では、制音体７は、ビード部２におけるタイヤ１の内面６にのみ配置されているが、制音体７の一部が、サイドウォール部におけるタイヤ１の内面６に位置していても良い。この場合、制音体７は、ビード部２からサイドウォール部にかけて連続していることが好ましい。

　制音体７を構成する材料は、空洞共鳴エネルギーの緩和、吸収、別のエネルギー（例えば、熱エネルギー）への変換、等によって、空洞共鳴エネルギーを低減するように制御できるものであれば良く、上述した多孔質体に限られるものではなく、例えば、有機繊維や無機繊維からなる不織布等を用いることもできる。

　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。

　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。

　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。

　まず、本実施形態のタイヤ１によれば、ビード部２における、タイヤ１の内面６に制音体７を配置しているため、共鳴振動（空洞共鳴）を低減して、制音性を高めることができる。
　ここで、本実施形態においては、カーカス３の端部（この例では端３ａ）が、一対の小ビードコア２１、２２に挟まれた構成であるため、カーカス３の端部（この例では端３ａ）が固定され、該カーカス３の端部（この例では端３ａ）での発熱を抑制することができる。また、ビードコア２ａが分割された一対の小ビードコア２１、２２からなるため、発熱源の１つであるビードコア２ａの体積も小さい。このため、ビード部２における発熱量が小さく、制音体７にこもる熱を小さくすることができるため、制音体７がタイヤ１の内面６から剥離してしまうことや、他のタイヤ部材の熱故障を招くことを抑制すること等ができ、タイヤ耐久性を損なわないようにすることができる。
　以上のように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、タイヤ耐久性を低下させることなく、制音性を向上させることができる。

　本発明のタイヤは、トレッド部を備え、該トレッド部における、タイヤの内面に、シーラント層が配置されていることが好ましい。空気入りタイヤのパンク時に、シーラント層によってパンクを修復することができるからである。特に、上記実施形態のように、制音体７が、（ビード部２におけるタイヤ１の内面６にのみ配置され）トレッド部におけるタイヤ１の内面６に配置されていない場合は、シーラント剤がスポンジ材等の制音体７の孔等に入り込むこともないため、パンク修理機能を十分に発揮させることができる。

　本発明では、制音体の体積の５０％以上が、一対のビード部におけるタイヤの内面に配置されていることが好ましい。制音体の体積の５０％以上を上記領域に存在させることによって、より確実に、タイヤ耐久性を低下させることなく、制音性を向上させることができるからである。同様の理由により、制音体の体積の６０％以上が、一対のビード部が位置するタイヤ径方向領域に存在することがより好ましく、制音体の体積の７０％以上が、一対のビード部が位置するタイヤ径方向領域に存在することがさらに好ましい。タイヤ耐久性を低下させないようにする観点からは、制音体の体積の１００％が、一対のビード部が位置するタイヤ径方向領域に存在することが好ましい。一方で、制音体の体積を確保して制音性をより高める観点からは、制音体の体積の５０％以上８０％以下が、一対のビード部が位置するタイヤ径方向領域に存在することが好ましい。

１：タイヤ（空気入りタイヤ）、
２：ビード部、
２ａ：ビードコア、
２１、２２：小ビードコア、
２３：内側スティフナー、
２４：外側スティフナー、
３：カーカス、
３ａ：カーカスの端
４：ベルト、
４ａ、４ｂ：ベルト層、
５：トレッド、
６：タイヤの内面、
７：制音体

Claims

　一対のビード部に埋設された、一対のビードコアを備え、
　前記一対のビードコアの各々は、タイヤ幅方向に分割された一対の小ビードコアからなり、
　前記一対のビードコアにトロイダル状に跨り、端部が、前記一対の小ビードコア間に挟まれて該小ビードコアに係止された、１枚以上のカーカスプライからなるカーカスをさらに備え、
　前記一対のビード部における前記タイヤの内面に、制音体が配置されたことを特徴とする、空気入りタイヤ。
　トレッド部を備え、
　前記トレッド部における前記タイヤの内面に、シーラント層が配置された、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
　前記制音体の体積の５０％以上が、前記一対のビード部における前記タイヤの内面に配置された、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。