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WO2018230146A1 - 吸音部材付き空気入りタイヤ、及びタイヤ・リム組立体 - Google Patents

吸音部材付き空気入りタイヤ、及びタイヤ・リム組立体 Download PDF

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WO2018230146A1
WO2018230146A1 PCT/JP2018/015913 JP2018015913W WO2018230146A1 WO 2018230146 A1 WO2018230146 A1 WO 2018230146A1 JP 2018015913 W JP2018015913 W JP 2018015913W WO 2018230146 A1 WO2018230146 A1 WO 2018230146A1
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WO
WIPO (PCT)
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tire
absorbing member
pneumatic tire
sound absorbing
pneumatic
Prior art date
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Application number
PCT/JP2018/015913
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English (en)
French (fr)
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圭一 長谷川
吉史 松本
好秀 河野
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Priority to CN201880038345.2A priority patent/CN110719849B/zh
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    • B60C19/002Noise damping elements provided in the tyre structure or attached thereto, e.g. in the tyre interior
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/1821Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers comprising discrete fibres or filaments
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    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/22Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre
    • B60C9/2204Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel the plies being arranged with all cords disposed along the circumference of the tyre obtained by circumferentially narrow strip winding

Definitions

  • the present disclosure relates to a pneumatic tire with a sound absorbing member and a tire / rim assembly.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-160979 discloses a structure in which a sponge (sound damper) having an uneven surface is disposed on the inner surface of a tire to absorb a cavity resonance sound.
  • the sponge as in the above-described conventional example also functions as a heat insulating material, it is difficult to dissipate the heat generated in the tread into the cavity of the pneumatic tire at the portion where the sponge is disposed.
  • a plurality of belt plies in which a plurality of cords inclined with respect to the tire circumferential direction are rubber-coated on the outer circumferential side of the carcass, and the cords cross each other between adjacent plies.
  • a so-called crossing belt configured as described above is arranged.
  • This belt ply has many cord ends (also called cut ends and free ends) on both sides in the width direction of the ply.
  • This disclosure is intended to provide a pneumatic tire with a sound absorbing member and a tire / rim assembly that can ensure heat generation durability while suppressing cavity resonance.
  • the pneumatic tire with a sound absorbing member includes a pneumatic tire provided with a spiral belt layer in which a cord is spirally wound on an outer peripheral side of a tire frame member, and an inner peripheral surface of the pneumatic tire.
  • the outermost ends on both sides in the tire width direction are located within an area of 80% or more and 100% or less with respect to the width dimension of the spiral belt layer, and cavity resonance generated in the cavity of the pneumatic tire is generated.
  • a sound absorbing member for absorbing for absorbing.
  • the arrow C direction indicates the tire circumferential direction of the pneumatic tire
  • the arrow R direction indicates the tire radial direction of the pneumatic tire
  • the arrow W direction indicates the tire width direction of the pneumatic tire.
  • the pneumatic tire radial direction means a direction orthogonal to a pneumatic tire rotation axis (not shown).
  • the tire width direction means a direction parallel to the tire rotation axis.
  • the tire width direction can be rephrased as the tire axial direction.
  • the dimension measuring method of each part is based on the method described in the 2017 edition YEAR BOOK issued by JATMA (Japan Automobile Pneumatic Tire Association).
  • the tire / rim assembly 14 includes a pneumatic tire 10, a rim 12 on which the pneumatic tire 10 is mounted, and a sound absorbing member 16 disposed inside the pneumatic tire 10.
  • the pneumatic tire 10 in which the sound absorbing member 16 is held is referred to as a pneumatic tire 13 with a sound absorbing member.
  • At least the tire inner surface 18A of the tire frame member 18 is made of a resin material, for example, entirely made of a thermoplastic resin material.
  • the tire frame member 18 is formed into an annular shape in the tire circumferential direction by joining a pair of tire pieces (not shown) made of a resin material in the tire axial direction on the tire equatorial plane CL. Yes.
  • the tire frame member 18 may be formed by joining three or more tire pieces.
  • the tire frame member 18 includes a pair of bead portions 20, a pair of side portions 22 extending from the pair of bead portions 20 to the outer side in the tire radial direction, and a crown portion 24 extending from the side portion 22 to the inner side in the tire width direction, have.
  • a portion from the inner end in the tire radial direction to 30% of the cross-sectional height SH is referred to as a bead portion 20, and a portion where the tread 26 is disposed is referred to as a crown portion 24.
  • the tread 26 of this embodiment is formed of a rubber material used for a tread of a general pneumatic tire.
  • thermoplastic resin having the same elasticity as rubber, a thermoplastic elastomer (TPE), a thermosetting resin, or the like can be used.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • thermosetting resin thermosetting resin
  • thermoplastic elastomers polyolefin-based thermoplastic elastomers (TPO), polystyrene-based thermoplastic elastomers (TPS), polyamide-based thermoplastic elastomers (TPA), polyurethane-based thermoplastic elastomers (TPU), polyester-based thermoplastic elastomers (TPC) And dynamic crosslinkable thermoplastic elastomer (TPV).
  • TPO polyolefin-based thermoplastic elastomers
  • TPS polystyrene-based thermoplastic elastomers
  • TPA polyamide-based thermoplastic elastomers
  • TPU polyurethane-based thermoplastic elastomers
  • TPC polyester-based thermoplastic elastomers
  • TV dynamic crosslinkable thermoplastic elastomer
  • thermoplastic resin examples include polyurethane resin, polyolefin resin, vinyl chloride resin, polyamide resin and the like.
  • the deflection temperature under load (0.45 MPa load) specified in ISO75-2 or ASTM D648 is 78 ° C. or more
  • the tensile yield strength specified in JIS K7113 is 10 MPa or more.
  • JIS K7113 tensile fracture elongation
  • Method A Vicat softening temperature
  • a bead core 28 is embedded in the bead portion 20 of the tire frame member 18.
  • a metal, an organic fiber, an organic fiber coated with a resin, a metal fiber coated with a resin, a hard resin, or the like can be used as a material constituting the bead core 28 .
  • the bead core 28 may be omitted if the rigidity of the bead portion 20 is ensured and there is no problem in fitting with the rim 12.
  • a spiral belt layer 30 is provided on the outer side of the tire frame member 18 in the tire radial direction, specifically on the outer peripheral surface of the crown portion 24. As shown in FIG. 2, the spiral belt layer 30 is formed by winding a cord 30A covered with a resin 30B in a spiral shape in the tire circumferential direction.
  • a steel cord can be used as the cord 30A used for the spiral belt layer 30, but an organic fiber cord may be used.
  • the resin 30B that covers the cord 30A is made of a resin harder than the rubber material used for the tread 26. Further, as the resin 30B covering the cord 30A, the same kind of resin material as that of the tire frame member 18 can be used.
  • the hardness is a value measured with a durometer (JIS K6253 A type). Note that the center of the spiral belt layer 30 in the width direction coincides with the tire equatorial plane CL.
  • a belt reinforcing layer 32 that covers the spiral belt layer 30 is disposed outside the spiral belt layer 30 in the tire radial direction.
  • the belt reinforcing layer 32 extends from the tire equatorial plane CL side beyond the end 30E of the spiral belt layer 30 outward in the tire width direction, and terminates near the boundary between the side portion 22 and the crown portion 24.
  • the belt reinforcing layer 32 includes a plurality of reinforcing cords (not shown) covered with rubber.
  • the reinforcing cord of the belt reinforcing layer 32 is an organic fiber monofilament (single wire) or a multifilament (twisted wire) obtained by twisting an organic fiber, and extends in the tire width direction and is arranged in parallel in the tire circumferential direction.
  • the reinforcing cord of the belt reinforcing layer 32 may be inclined at an angle within 10 ° with respect to the tire width direction.
  • the organic fiber materials such as aliphatic polyamide, PET (polyethylene terephthalate), glass, and aramid can be used.
  • metals such as steel, as a material of a reinforcement cord.
  • the belt reinforcing layer 32 may be formed by covering a reinforcing cord with a resin instead of rubber.
  • a side reinforcing layer 34 is disposed on the tire outer surface side of the tire frame member 18.
  • the side reinforcing layer 34 extends from the inner side in the tire radial direction of the bead core 28 toward the outer side in the tire radial direction along the outer surface of the tire frame member 18.
  • the side reinforcing layer 34 further extends toward the tire equatorial plane CL along the outer surface of the belt reinforcing layer 32, and exceeds the end portion 32E of the belt reinforcing layer 32 and the end portion 30E of the spiral belt layer 30 and the vicinity of the end portion 30E. It ends with.
  • the side reinforcing layer 34 includes a plurality of reinforcing cords covered with rubber.
  • the reinforcing cords of the side reinforcing layers 34 are monofilaments (single wires) of organic fibers or multifilaments (twisted wires) twisted with organic fibers, each extending in the radial direction (tire radial direction) and arranged in parallel in the tire circumferential direction. ing. Note that the reinforcing cords of the side reinforcing layers 34 may be inclined at an angle of 10 ° or less with respect to the tire radial direction.
  • the organic fiber materials such as aliphatic polyamide, PET, glass, and aramid can be used.
  • metals such as steel
  • the side reinforcing layer 34 may be formed by covering a reinforcing cord with a resin instead of rubber.
  • the sound absorbing member 16 is made of a thermoplastic resin material and can absorb sound, and is fixed to the tire inner surface 18A by an adhesive, welding or the like.
  • the sound absorbing member 16 is, for example, a sheet-like porous body such as sponge or foamed resin, and can absorb a cavity resonance generated in the cavity 10 ⁇ / b> A of the pneumatic tire 10.
  • the width AW is set within a range of 80% to 100% of the width BW.
  • the outermost ends 16E on both sides in the tire width direction of the sound absorbing member 16 are positioned in the region of 80% or more and 100% or less with respect to the width BW of the spiral belt layer 30.
  • the end 16E of the sound absorbing member 16 is positioned in the region of 40% or more and 50% or less of the width BW of the spiral belt layer 30 from the tire equatorial plane CL toward the outer side in the tire width direction.
  • the center of the sound absorbing member 16 in the width direction coincides with the tire equatorial plane CL.
  • the tire / rim assembly 14 of the present embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the sound absorbing member 16 can absorb the cavity resonance generated in the cavity 10 ⁇ / b> A of the pneumatic tire 10.
  • the spiral belt layer 30 disposed on the outer peripheral side of the tire skeleton member 18 is formed by winding the cord 30A in a spiral shape, tire rotation is performed at both ends in the width direction like a cross belt. There are not many cord ends in the circumferential direction of the tire that sometimes move easily and cause heat generation. Therefore, the spiral belt layer 30 generates less heat near the end 30E than the cross belt layer, and the sound absorbing member 16 can be arranged up to the vicinity of the end 30E of the spiral belt layer 30. The sound absorption effect can be enhanced.
  • the spiral belt layer 30 is disposed on the outer peripheral side of the tire frame member 18, and the outermost ends 16 ⁇ / b> E on both sides in the tire width direction of the sound absorbing member 16 are spirally disposed. Since it is positioned in the region of 80% or more and 100% or less with respect to the width BW of the belt layer 30, the sound absorption effect is enhanced as compared with the conventional tire / rim assembly using the pneumatic tire provided with the cross belt. It was possible to achieve both a sound absorption effect and heat generation durability.
  • the sound absorbing member 16 used in the tire / rim assembly 14 of the present embodiment is formed such that the central portion in the width direction is thinner than both side portions in the width direction. Thereby, the heat insulation effect of the width direction center part side of the sound absorption member 16 falls, and it becomes easy to discharge
  • the sound absorbing member 16 used in the tire / rim assembly 14 of the present embodiment dissipates heat so that the tire inner surface 18 ⁇ / b> A of the tire frame member 18 of the pneumatic tire 10 is exposed at the center in the width direction.
  • a hole 36 is formed.
  • the heat radiating holes 36 are formed at regular intervals along the tire circumferential direction.
  • the cross-sectional shape of the heat radiating hole 36 may be a constant diameter as shown in FIG. 5A, and as shown in FIG. 5B, it has a constant diameter from the tire frame member 18 side to the intermediate part and from the intermediate part to the inner periphery.
  • the shape may gradually increase in diameter toward the inner periphery (so-called chamfered shape), or may gradually increase in diameter from the tire frame member 18 toward the inner periphery as shown in FIG. 5C. .
  • the tire frame member 18 may have a constant diameter from the tire frame member 18 side to the middle part, and the inner circumferential side from the middle part may be chamfered (inclined surface). It is good also as an inclined surface toward the inner peripheral side.
  • the shape of the heat dissipation hole 36 of the present embodiment is rectangular, but may be other shapes such as a circle.
  • the heat radiation hole 36 that exposes the tire inner surface 18 ⁇ / b> A of the pneumatic tire 10 is formed in the central portion of the sound absorbing member 16 in the width direction. Heat generated at the center in the width direction of the spiral belt layer 30 can be released into the cavity 10A. Thereby, the temperature rise near the width direction center part of the pneumatic tire 10 is suppressed, and the fall of heat generation durability can be suppressed.
  • the sound absorbing members 16 are provided on both sides of the tire equatorial plane CL, and between the sound absorbing member 16 on one side and the sound absorbing member 16 on the other side of the tire equatorial plane CL.
  • the tire inner surface 18A of the tire frame member 18 of the pneumatic tire 10 is exposed. For this reason, the heat generated in the central portion in the width direction of the spiral belt layer 30 can be released from the exposed tire inner surface 18A into the cavity 10A. Thereby, the temperature rise near the width direction center part of the pneumatic tire 10 is suppressed by this, and the fall of heat generation durability can be suppressed.
  • the tire frame member 18 is made of resin.
  • the pneumatic tire 10 of this embodiment constitutes the tire frame member 18.
  • the pneumatic tire 10 of the present embodiment includes a carcass 40 composed of one to a plurality of carcass plies 38. Both ends of the carcass ply 38 are wound up around the bead core 28 embedded in the bead portion 20 from the tire inner side toward the outer side.
  • the carcass ply 38 is formed by embedding a plurality of cords (for example, organic fiber cords) extending in the radial direction in parallel in a covering rubber.
  • a bead portion 20 and a side rubber layer 42 forming the side portion 22 are provided on the outer side of the carcass 40 in the tire axial direction.
  • a spiral belt layer 44 is provided outside the carcass 40 in the tire radial direction.
  • the spiral belt layer 44 of the present embodiment includes, for example, a long rubber-coated cord in which one cord 44A is coated with an unvulcanized coating rubber, or a plurality of cords 44A with an unvulcanized coating rubber 44B. It is formed by spirally winding the covered belt-like ply, and the cord direction is substantially the tire circumferential direction.
  • a steel cord can be used as the cord 44A of the spiral belt layer 44, but an organic fiber cord may be used.
  • the tread 26 made of a rubber material is disposed outside the spiral belt layer 44 in the tire radial direction.
  • a sound absorbing member 16 similar to that of the first to fourth embodiments is provided on the inner peripheral surface of the pneumatic tire 10.
  • the tire / rim assembly 14 of the present embodiment can enhance the sound absorption effect as compared with the conventional tire / rim assembly using the pneumatic tire provided with the crossing belt, as in the first embodiment.
  • the pneumatic tire 10 of the present embodiment includes a cord 30A (not shown) covered with a resin 30B (not shown) similar to that of the first embodiment on the outer side in the tire radial direction of the carcass 40.
  • a spiral belt layer 30 configured to be spirally wound in the tire circumferential direction is provided.
  • An annular base ring 46 made of resin is disposed between the end of the spiral belt layer 30 and the carcass 40, and a plurality of reinforcing cords are provided between the end of the spiral belt layer 30 and the tread 26.
  • a belt end reinforcing layer 48 formed by covering with rubber is disposed.
  • the sound absorbing member 16 of the first to fourth embodiments is provided on the inner peripheral surface of the pneumatic tire 10 of the present embodiment.
  • the tire / rim assembly 14 of the present embodiment can enhance the sound absorption effect as compared with the conventional tire / rim assembly using the pneumatic tire provided with the crossing belt, as in the first embodiment.
  • the pneumatic tire 10 used in the present embodiment is configured by winding the cord 30A covered with the resin 30B spirally in the tire circumferential direction in the pneumatic tire 10 of the first embodiment.
  • the spiral belt layer 30 is replaced with a spiral belt layer 44 made of the rubber-coated cord used in the pneumatic tire 10 of the fifth embodiment.
  • the sound absorbing member 16 of the first to fourth embodiments is also provided on the inner peripheral surface of the pneumatic tire 10 of the present embodiment.
  • the tire / rim assembly 14 of the present embodiment can enhance the sound absorption effect as compared with the conventional tire / rim assembly using the pneumatic tire provided with the crossing belt, as in the first embodiment.
  • Tire / rim assembly of Comparative Example 1 The basic configuration is the same as that of the tire / rim assembly shown in FIG. 1, and the width of the sound absorbing member with respect to the width of the spiral belt layer is 75%.
  • Tire / rim assembly of Comparative Example 2 The basic configuration is the same as that of the tire / rim assembly shown in FIG. 1, and the width of the sound absorbing member with respect to the width of the spiral belt layer is 105%.
  • Tire / rim assembly of Comparative Example 3 Same structure as the tire / rim assembly shown in FIG. 1 except that the spiral belt layer is changed to a cross belt layer composed of two belt plies and the sound absorbing member is omitted. .
  • Tire / rim assembly of Example 1 The basic configuration is the same as that of the tire / rim assembly shown in FIG. 1, and the width of the sound absorbing member with respect to the width of the spiral belt layer is 80%.
  • Tire / rim assembly of Example 21 The basic structure is the same as that of the tire / rim assembly shown in FIG. 1, and the width of the sound-absorbing member with respect to the width of the spiral belt layer is 100%. Further, as shown in FIG. 1, a sound absorbing member having a constant thickness was used.
  • Sound absorption effect Measurement of vehicle interior noise The effect of reducing road noise is evaluated by measuring the peak value of vehicle interior noise around 200 Hz when a tire is mounted on an actual vehicle and traveling on an asphalt road surface at 60 km / h. did. The evaluation is represented by an index, and the larger the value, the higher the sound absorption effect.
  • Heat durability High-speed durability test High-speed durability is a high-speed durability test in which a tire loaded with a mass corresponding to the maximum load capacity is rotated on a drum and the rotational speed until the tire breaks is measured. Evaluated by doing.
  • the width of the sound absorbing member relative to the width of the spiral belt layer is set to 80% or more and 100% or less, so that Comparative Example 1 and Comparative Example 3 (corresponding to the prior art. It can be seen that the sound absorption effect can be enhanced as compared with no effect.) And that both the sound absorption effect and the heat generation durability can be achieved.
  • the tire frame member 18 of the pneumatic tire 10 is made of a resin material.
  • the pneumatic tire 10 includes the fifth embodiment and the sixth embodiment.
  • the tire frame member 18 may be a so-called rubber tire including a carcass ply and a rubber layer covering the carcass ply (however, a tire having a spiral belt layer on the outer side in the tire radial direction). To do.)

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Abstract

吸音部材付き空気入りタイヤは、タイヤ骨格部材の外周側に、コードを螺旋状に巻回したスパイラルベルト層を備えた空気入りタイヤと、空気入りタイヤの内周面に取り付けられ、タイヤ幅方向両側の最外の端部がスパイラルベルト層の幅寸法BWに対して80%以上100%以下の領域内に位置し、空気入りタイヤの内部で生じた空洞共鳴音を吸収する吸音部材と、を有する。

Description

吸音部材付き空気入りタイヤ、及びタイヤ・リム組立体
 本開示は、吸音部材付き空気入りタイヤ、及びタイヤ・リム組立体に関する。
 特開2007-160979号公報には、表面が凹凸形状のスポンジ(制音体)をタイヤ内面に配置し、空洞共鳴音を吸音する構造が開示されている。
 しかしながら、上記した従来例のようなスポンジは断熱材としても機能するため、スポンジを配置した部位では、トレッド内で生じた熱を空気入りタイヤの空洞内へ放熱し難くなる。また、上記した従来の空気入りタイヤでは、カーカスの外周側に、タイヤ周方向に対して傾斜した複数本のコードをゴムコーティングした複数枚のベルトプライを、隣接するプライ同士で該コードが互いに交錯するように構成した所謂交錯ベルトが配置されている。このベルトプライには、プライ幅方向両側に多数のコードの端部(切断端、自由端とも呼ぶ)が位置しており、空気入りタイヤが回転してトレッド部が路面に対して接離する際に、コードの端部が動き易い。
 一般路での走行では特に問題とはならないが、長時間に渡って高速走行を行うと、コードの端部の動きによってコード端部付近、即ち、交錯ベルトの幅方向端部付近の発熱が大きくなる。そして、コードの端部で発生した熱が空気入りタイヤの内部空間へ放出し難くなると、コードの端部付近が高温となり、発熱耐久性が低下する懸念がある。したがって、コードの端部付近、言い換えれば交錯ベルト層の端部付近の発熱耐久性を考慮すると、交錯ベルト層の端部付近にスポンジを配置することができず、吸音効果を高めるためにスポンジの量を増やすことに制限がある。
 本開示は、空洞共鳴を抑制しつつ、発熱耐久性を確保可能な吸音部材付き空気入りタイヤ、及びタイヤ・リム組立体の提供を目的とする。
 第1の態様に係る吸音部材付き空気入りタイヤは、タイヤ骨格部材の外周側に、コードを螺旋状に巻回したスパイラルベルト層を備えた空気入りタイヤと、前記空気入りタイヤの内周面に取り付けられ、タイヤ幅方向両側の最外端部が前記スパイラルベルト層の幅寸法に対して80%以上100%以下の領域内に位置し、前記空気入りタイヤの空洞内で生じた空洞共鳴音を吸収する吸音部材と、を有する。
 本開示の空気入りタイヤによれば、空洞共鳴を抑制しつつ、発熱耐久性を確保することが可能となる、という優れた効果が得られる。
第1の実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。 第1の実施形態に係る空気入りタイヤの吸音部材付近をタイヤ軸方向に切断した状態を示す拡大断面図である。 第2の実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。 第3の実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。 第3の実施形態に係る空気入りタイヤの吸音部材の断面形状の一例を示す断面図である。 第3の実施形態に係る空気入りタイヤの吸音部材の断面形状の一例を示す断面図である。 第3の実施形態に係る空気入りタイヤの吸音部材の断面形状の一例を示す断面図である。 第3の実施形態に係る空気入りタイヤの吸音部材の断面形状の一例を示す断面図である。 第3の実施形態に係る空気入りタイヤの吸音部材の断面形状の一例を示す断面図である。 第4の実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。 第5の実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。 第6の実施形態に係る空気入りタイヤをタイヤ軸方向に切断した状態を示す断面図である。
[第1の実施形態]
 以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図面において、矢印C方向は空気入りタイヤのタイヤ周方向を示し、矢印R方向は空気入りタイヤのタイヤ半径方向を示し、矢印W方向は空気入りタイヤのタイヤ幅方向を示す。空気入りタイヤ半径方向とは、空気入りタイヤ回転軸(図示せず)と直交する方向を意味する。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向を意味する。タイヤ幅方向をタイヤ軸方向と言い換えることもできる。各部の寸法測定方法は、JATMA(日本自動車空気入りタイヤ協会)が発行する2017年度版YEAR BOOKに記載の方法による。
 図1において、タイヤ・リム組立体14は、空気入りタイヤ10、空気入りタイヤ10を装着するリム12、及び空気入りタイヤ10の内部に配置される吸音部材16を含んで構成されている。また、本実施形態では、吸音部材16が内部に保持された空気入りタイヤ10を吸音部材付き空気入りタイヤ13と呼ぶ。
(タイヤ骨格部材)
 タイヤ骨格部材18は、少なくともタイヤ内面18Aが樹脂材料で構成されており、例えば全体的に熱可塑性樹脂材料で構成されている。具体的には、タイヤ骨格部材18は、樹脂材料で構成された一対のタイヤ片(図示せず)を、タイヤ赤道面CLにおいてタイヤ軸方向に接合することにより、タイヤ周方向に環状とされている。なお、タイヤ骨格部材18は、3つ以上のタイヤ片を接合することにより形成されていてもよい。
 また、タイヤ骨格部材18は、一対のビード部20と、一対のビード部20からそれぞれタイヤ半径方向外側に延びる一対のサイド部22と、サイド部22からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部24と、を有している。
 なお、本実施形態のタイヤ骨格部材18では、タイヤ半径方向内側端から断面高さSHの30%までの部分をビード部20といい、トレッド26が配置される部分をクラウン部24という。本実施形態のトレッド26は、一般的な空気入りタイヤのトレッドに用いられているゴム材料で形成されている。
 タイヤ骨格部材18を構成する樹脂材料としては、ゴムと同等の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)、及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。なお、タイヤ骨格部材18の全てを上記樹脂材料で形成してもよく、一部のみを上記樹脂材料で形成してもよい。
 熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、動的架橋型熱可塑性エラストマー(TPV)等が挙げられる。
 また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ISO75-2又はASTM D648に規定されている荷重たわみ温度(0.45MPa荷重時)が78℃以上、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸び(JIS K7113)が50%以上、JIS K7206に規定されるビカット軟化温度(A法)が130°C以上であるものを用いることができる。
 タイヤ骨格部材18のビード部20には、ビードコア28が埋設されている。ビードコア28を構成する材料としては、金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、金属繊維を樹脂で被覆したもの又は硬質樹脂等を用いることができる。なお、ビード部20の剛性が確保され、リム12との嵌合に問題がなければ、ビードコア28を省略してもよい。
(ベルト層)
 タイヤ骨格部材18のタイヤ径方向外側、具体的にはクラウン部24の外周面には、スパイラルベルト層30が設けられている。図2に示すように、このスパイラルベルト層30は、樹脂30Bで被覆されたコード30Aをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成されている。スパイラルベルト層30に用いるコード30Aとして、スチールコードを用いることができるが、有機繊維コードを用いてもよい。なお、コード30Aを被覆する樹脂30Bは、トレッド26に用いられているゴム材料よりも硬い樹脂が用いられている。また、コード30Aを被覆する樹脂30Bとしては、タイヤ骨格部材18と同種の樹脂材料を用いることができる。ここで、硬さは、デュロメーター(JIS K6253 Aタイプ)で計測した値である。なお、スパイラルベルト層30の幅方向中心は、タイヤ赤道面CLと一致している。
(ベルト上補強層)
 図1に示すように、スパイラルベルト層30のタイヤ径方向外側には、スパイラルベルト層30を覆うベルト補強層32が配置されている。ベルト補強層32は、タイヤ赤道面CL側からスパイラルベルト層30の端部30Eをタイヤ幅方向外側へ越えて延び、サイド部22とクラウン部24との境界付近で終端している。
 ベルト補強層32は、ゴムで被覆された複数の補強コード(図示せず)を備えている。ベルト補強層32の補強コードは、有機繊維のモノフィラメント(単線)、又は有機繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)であり、タイヤ幅方向に延びてタイヤ周方向に並列されている。なお、ベルト補強層32の補強コードは、タイヤ幅方向に対して10°以内の角度で傾斜していてもよい。
 有機繊維としては、脂肪族ポリアミドやPET(ポリエチレンテレフタレート)、ガラス、アラミド等の材料を用いることができる。なお、補強コードの材料として、スチール等の金属を用いてもよい。また、ベルト補強層32は、補強コードをゴムではなく樹脂で被覆したものであってもよい。
(サイド補強層)
 タイヤ骨格部材18のタイヤ外側面側には、サイド補強層34が配置されている。サイド補強層34は、タイヤ骨格部材18の外面に沿ってビードコア28のタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側へ向けて延びている。サイド補強層34は、更にベルト補強層32の外面に沿ってタイヤ赤道面CL側へ延び、ベルト補強層32の端部32E、及びスパイラルベルト層30の端部30Eを越えて該端部30E付近で終端している。
 サイド補強層34は、ゴムで被覆された複数の補強コードを備えている。サイド補強層34の補強コードは、有機繊維のモノフィラメント(単線)、又は有機繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)であり、それぞれラジアル方向(タイヤ径方向)に延びてタイヤ周方向に並列されている。なお、サイド補強層34の補強コードは、タイヤ径方向に対して10°以内の角度で傾斜していてもよい。
 有機繊維としては、脂肪族ポリアミドやPET、ガラス、アラミド等の材料を用いることができる。なお、補強コードの材料として、スチール等の金属を用いてもよい。また、サイド補強層34は、補強コードをゴムではなく樹脂で被覆したものであってもよい。
(吸音部材)
 図1において、吸音部材16は、熱可塑性樹脂材料により構成されると共に吸音可能とされ、タイヤ内面18Aに接着剤、溶着等によって固定されている。この吸音部材16は、スポンジ、発泡樹脂等の例えばシート状の多孔質体であり、空気入りタイヤ10の空洞10A内で生じる空洞共鳴音を吸音可能となっている。
 ここで、スパイラルベルト層30の幅をBW、吸音部材16の幅をAWとしたときに、幅AWは幅BWの80%以上100%以下の範囲内に設定される。言い換えれば、吸音部材16のタイヤ幅方向両側の最外の端部16Eを、スパイラルベルト層30の幅BWに対して80%以上100%以下の領域内に位置させる。更に言い換えれば、吸音部材16の端部16Eを、タイヤ赤道面CLからタイヤ幅方向外側に向けて、スパイラルベルト層30の幅BWの40%以上50%以下の領域内に位置させる。吸音部材16の幅方向中心は、タイヤ赤道面CLと一致している。
(作用)
 本実施形態のタイヤ・リム組立体14は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。
 タイヤ・リム組立体14においては、吸音部材16が空気入りタイヤ10の空洞10A内で発生した空洞共鳴音を吸音することができる。
 タイヤ骨格部材18の外周側に配置されるスパイラルベルト層30は、コード30Aを螺旋状に巻回することで構成されているため、その幅方向両端部には、交錯ベルトのように、タイヤ回転時に動き易く、発熱の原因となるコード端がタイヤ周方向に渡って多数存在しない。このため、スパイラルベルト層30は、交錯ベルト層に比較して、端部30E付近の発熱が少なく、吸音部材16をスパイラルベルト層30の端部30E付近まで配置することが可能となり、空洞共鳴音の吸音効果を高めることができる。
 このように、本実施形態のタイヤ・リム組立体14は、タイヤ骨格部材18の外周側にスパイラルベルト層30を配置し、吸音部材16のタイヤ幅方向両側の最外の端部16Eを、スパイラルベルト層30の幅BWに対して80%以上100%以下の領域内に位置させているため、交錯ベルトを備えた空気入りタイヤを用いた従来のタイヤ・リム組立体よりも吸音効果を高めることができ、かつ吸音効果と発熱耐久性との両立を図ることができた。
[第2の実施形態]
 次に、本発明の第2の実施形態に係るタイヤ・リム組立体14を図3にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
 図3に示すように、本実施形態のタイヤ・リム組立体14で用いられている吸音部材16は、幅方向中央部分が幅方向両側部分よりも薄く形成されている。
 これにより、吸音部材16の幅方向中央部側の断熱効果が低下し、空気入りタイヤ10の幅方向中央部の熱を空洞10A内へ放出し易くなる。これにより、空気入りタイヤ10の幅方向中央付近の温度上昇が抑えられ、空気入りタイヤ10の幅方向中央部の発熱耐久性の低下を抑制することができる。
[第3の実施形態]
 次に、本発明の第3の実施形態に係るタイヤ・リム組立体14を図4にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
 図4に示すように、本実施形態のタイヤ・リム組立体14で用いられている吸音部材16は、幅方向中央部に、空気入りタイヤ10のタイヤ骨格部材18のタイヤ内面18Aを露出させる放熱用孔36が形成されている。放熱用孔36は、タイヤ周方向に沿って一定の間隔を開けて形成されている。なお、放熱用孔36の断面形状は、図5Aに示すように一定径であってもよく、図5Bに示すようにタイヤ骨格部材18側から中間部まで一定径で、中間部から内周に向けて徐々に拡径する形状(所謂、アール面取り形状)であってもよく、図5Cに示すように、タイヤ骨格部材18側から内周に向けて徐々に拡径する形状であってもよい。また、図5Dに示すようにタイヤ骨格部材18側から中間部まで一定径で、中間部から内周側をC面取り(傾斜面)としてもよく、図5Eに示すようにタイヤ骨格部材18側から内周側に向けて傾斜面としてもよい。また、本実施形態の放熱用孔36の形状は、矩形であるが、円形等、他の形状であってもよい。
 本実施形態のタイヤ・リム組立体14では、吸音部材16の幅方向中央部に空気入りタイヤ10のタイヤ内面18Aを露出させる放熱用孔36が形成されているので、放熱用孔36を介してスパイラルベルト層30の幅方向中央部で発生した熱を空洞10A内へ放出することができる。これにより、空気入りタイヤ10の幅方向中央部付近の温度上昇が抑えられ、発熱耐久性の低下を抑制することができる。
[第4の実施形態]
 次に、本発明の第4の実施形態に係るタイヤ・リム組立体14を図6にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
 本実施形態のタイヤ・リム組立体14では、吸音部材16がタイヤ赤道面CLの両側に設けられており、タイヤ赤道面CLの一方側の吸音部材16と他方側の吸音部材16との間において、空気入りタイヤ10のタイヤ骨格部材18のタイヤ内面18Aが露出している。このため、スパイラルベルト層30の幅方向中央部で発生した熱を、露出したタイヤ内面18Aから空洞10A内へ放出することができる。これにより、これにより、空気入りタイヤ10の幅方向中央部付近の温度上昇が抑えられ、発熱耐久性の低下を抑制することができる。
[第5の実施形態]
 次に、本発明の第5の実施形態に係るタイヤ・リム組立体14を図7にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
 前述した第1の実施形態~第4の実施形態に係る空気入りタイヤ10は、タイヤ骨格部材18が樹脂製であったが、本実施形態の空気入りタイヤ10は、タイヤ骨格部材18を構成する弾性体が加硫ゴムであるタイヤ、従来一般の所謂ゴムタイヤである。
 本実施形態の空気入りタイヤ10は、1乃至複数枚のカーカスプライ38から構成されたカーカス40を備えている。カーカスプライ38は、両端部分が、ビード部20に埋設されているビードコア28の周りに、タイヤ内側から外側へ向かって巻き上げられている。カーカスプライ38は、被覆ゴム中に複数本のラジアル方向に延びるコード(例えば、有機繊維コード)を平行に並べて埋設したものである。
 カーカス40のタイヤ軸方向外側にはビード部20、及びサイド部22を形成するサイドゴム層42が設けられている。
 また、カーカス40のタイヤ半径方向外側にはスパイラルベルト層44が設けられている。本実施形態のスパイラルベルト層44は、例えば、1本のコード44Aを未加硫のコーティングゴムで被覆した長尺状のゴム被覆コード、または複数本のコード44Aを未加硫のコーティングゴム44Bで被覆した帯状プライを螺旋状に巻き回すことにより形成されており、コード方向が実質的にタイヤ周方向とされている。スパイラルベルト層44のコード44Aとして、スチールコードを用いることができるが、有機繊維コードを用いてもよい。
 スパイラルベルト層44のタイヤ径方向外側には、ゴム材料で形成されたトレッド26が配置されている。
 本実施形態のタイヤ・リム組立体14では、空気入りタイヤ10の内周面に第1の実施形態~第4の実施形態と同様の吸音部材16が設けられている。このため、本実施形態のタイヤ・リム組立体14も第1の実施形態と同様に、交錯ベルトを備えた空気入りタイヤを用いた従来のタイヤ・リム組立体よりも吸音効果を高めることができ、かつ吸音効果と発熱耐久性との両立を図ることができる。
[第6の実施形態]
 次に、本発明の第6の実施形態に係るタイヤ・リム組立体14を図8にしたがって説明する。本実施形態は第5の実施形態の変形例であり、空気入りタイヤ10の構成が一部異なっている。なお、第5の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
 図8に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10は、カーカス40のタイヤ半径方向外側に第1の実施形態と同様の樹脂30B(図示省略)で被覆されたコード30A(図示省略)をタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成されたスパイラルベルト層30が設けられている。
 スパイラルベルト層30の端部とカーカス40との間には、樹脂からなる環状のベースリング46が配置されており、スパイラルベルト層30の端部とトレッド26との間には複数の補強コードをゴムで被覆して構成したベルト端補強層48が配置されている。
 本実施形態の空気入りタイヤ10の内周面には、第1の実施形態~第4の実施形態の吸音部材16が設けられている。このため、本実施形態のタイヤ・リム組立体14も第1の実施形態と同様に、交錯ベルトを備えた空気入りタイヤを用いた従来のタイヤ・リム組立体よりも吸音効果を高めることができ、かつ吸音効果と発熱耐久性との両立を図ることができる。
[第7の実施形態]
 次に、本発明の第7の実施形態に係るタイヤ・リム組立体14を説明する。
 図示は省略するが、本実施形態で用いられる空気入りタイヤ10は、第1の実施形態の空気入りタイヤ10において、樹脂30Bで被覆されたコード30Aをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成されたスパイラルベルト層30を、第5の実施形態の空気入りタイヤ10で用いたゴム被覆コードで構成されたスパイラルベルト層44に置き換えたものである。
 本実施形態の空気入りタイヤ10の内周面にも、第1の実施形態~第4の実施形態の吸音部材16が設けられている。このため、本実施形態のタイヤ・リム組立体14も第1の実施形態と同様に、交錯ベルトを備えた空気入りタイヤを用いた従来のタイヤ・リム組立体よりも吸音効果を高めることができ、かつ吸音効果と発熱耐久性との両立を図ることができる。
[試験例]
 本開示の効果を確かめるため、比較例のタイヤ・リム組立体3種、及び本開示の適用された実施例のタイヤ・リム組立体2種を用意し、性能の比較を行った。
 以下に試験に用いたタイヤ・リム組立体の構成を説明する。
 比較例1のタイヤ・リム組立体:基本構成は図1に示すタイヤ・リム組立体と同じであり、スパイラルベルト層の幅に対する吸音部材の幅を75%としたものである。
 比較例2のタイヤ・リム組立体:基本構成は図1に示すタイヤ・リム組立体と同じであり、スパイラルベルト層の幅に対する吸音部材の幅を105%としたものである。
 比較例3のタイヤ・リム組立体:スパイラルベルト層を2枚のベルトプライからなる交錯ベルト層に変更し、吸音部材を省略した以外は、図1に示すタイヤ・リム組立体と同じ構成である。
 実施例1のタイヤ・リム組立体:基本構成は図1に示すタイヤ・リム組立体と同じであり、スパイラルベルト層の幅に対する吸音部材の幅を80%としたものである。
 実施例21のタイヤ・リム組立体:基本構成は図1に示すタイヤ・リム組立体と同じであり、スパイラルベルト層の幅に対する吸音部材の幅を100%としたものである。
 また、吸音部材は、図1に示すように、厚さ一定のものを用いた。
 以下に、試験方法、及び評価方法を説明する。
 吸音効果:車室内騒音計測
 ロードノイズの低減効果は、タイヤを実車に装着して、アスファルト路面上を60km/hで走行したときの、200Hz付近の車室内騒音のピーク値を測定することによって評価した。評価は指数で表しており、数値が大きいほど吸音効果が高いことを表している。
 発熱耐久性:高速耐久試験
 高速耐久性は、ドラム上で、最大負荷能力に対応する質量を負荷したタイヤを回転させて、タイヤが破壊するに到るまでの回転速度を計測する高速耐久試験を行うことによって評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

 
※発熱耐久性に関しては、指数80以上あれば実使用上、問題はない。
 試験の結果から、スパイラルベルト層の幅に対する吸音部材の幅を80%以上100%以下とすることで、比較例1、比較例3(従来技術に相当。吸音部材が無いため、吸音部材による吸音効果無し。)に比較して吸音効果を高めることができ、かつ吸音効果と発熱耐久性とを両立できることが分かる。
[他の実施形態]
 以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
 第1の実施形態~第4の実施形態では、空気入りタイヤ10のタイヤ骨格部材18が樹脂材料で構成されるものとしたが、空気入りタイヤ10は、第5の実施形態、及び第6の実施形態のように、タイヤ骨格部材18がカーカスプライ、及びカーカスプライを覆うゴム層含んで構成された所謂ゴムタイヤであってもよい(但し、カーカスのタイヤ径方向外側にスパイラルベルト層を有するものとする。)。
 2016年6月14日に出願された日本国特許出願2017-117079号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (6)

  1.  タイヤ骨格部材の外周側に、コードを螺旋状に巻回したスパイラルベルト層を備えた空気入りタイヤと、 
     前記空気入りタイヤの内周面に取り付けられ、タイヤ幅方向両側の最外端部が前記スパイラルベルト層の幅寸法に対して80%以上100%以下の領域内に位置し、前記空気入りタイヤの空洞内で生じた空洞共鳴音を吸収する吸音部材と、
     を有する吸音部材付き空気入りタイヤ。
  2.  前記吸音部材は、幅方向中央部側が幅方向両側よりも薄く形成されている、請求項1に記載の吸音部材付き空気入りタイヤ。
  3.  前記吸音部材は、幅方向中央部に、前記空気入りタイヤの内周面を露出させる放熱用孔が形成されている、請求項1に記載の吸音部材付き空気入りタイヤ。
  4.  前記吸音部材はタイヤ赤道面の両側に設けられており、前記タイヤ赤道面の一方側の前記吸音部材と他方側の前記吸音部材との間においては、前記空気入りタイヤの内周面が露出している、請求項1~請求項3の何れか1項に記載の吸音部材付き空気入りタイヤ。
  5.  前記コードは、前記タイヤ骨格部材の外周側に配置されるトレッドを構成する部材よりも硬い樹脂で被覆されている、請求項1~請求項4の何れか1項に記載の吸音部材付き空気入りタイヤ。
  6.  リムと、
     前記リムに装着された請求項1~請求項5の何れか1項に記載の吸音部材付き空気入りタイヤと、
     を有するタイヤ・リム組立体。
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