(57)【要約】【課題】フープ補強層の剛性の適正化を図ることにより、安定したランフラット走行性能を得ることのできる安全タイヤ用空気のうを提供する。【解決手段】中空円管状の空気のう１はタイヤ２に収納され、タイヤ２の所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填される。タイヤ２の内圧が正常な状態では、少なくともタイヤ２の内面との間に空間Ｓ１が形成される。パンク等によりタイヤ２の空間Ｓ１の内圧が急激に低下すると、空気のう１が拡径変形して最終的にはタイヤ２の内面に達し、荷重の支持をタイヤ２から肩代わりする。空気のう１は、空気不透過性のチューブ６と、チューブ６のクラウン部の外周にフープ補強層７とを具え、かつ、フープ補強層７を、空気のう１の少なくとも両幅方向側方域１０、１０に配設して、空気のう１のクラウン部８の幅方向中央域９の周方向強力を両幅方向側方域１０、１０のそれよりも低くなるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、
該空気のうは、空気不透過性のチューブと、該チューブのクラウン部の外周に、周方向に連続して延在するフープ補強層とを具え、かつ、空気のうのクラウン部を幅方向中央域と両幅方向側方域に区分するとき、前記フープ補強層を、空気のうの少なくとも両幅方向側方域に配設して、空気のうのクラウン部の幅方向中央域の周方向強力を両幅方向側方域のそれよりも低くなるように構成することを特徴とする安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
フープ補強層を、空気のうのクラウン部の両幅方向側方域のみに配設する、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項３】
フープ補強層を、空気のうのクラウン部全体にわたって配設する、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項４】
前記フープ補強層は、幅方向中央域で両幅方向側方域よりも層数を少なくする、請求項３に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項５】
空気のうのクラウン部の幅方向中央域の周方向強力が、両幅方向側方域のそれの０．８５倍以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項６】
空気のうは、幅方向中央域の幅がクラウン部の幅の０．０５倍〜０．４倍の範囲にある、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項７】
前記フープ補強層は、リボン状部材をオーバーラップさせながら前記チューブの略周方向にらせん巻回して形成してなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項８】
リボン状部材のオーバーラップ幅がリボン状部材の幅の０．２倍〜０．７倍の範囲にある、請求項７に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項９】
前記フープ補強層は、幅方向中央域で両幅方向側方域よりもオーバーラップ幅を狭くする、請求項７又は８に記載の安全タイヤ用空気のう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうに関し、特にランフラット時の片膨れを防止して、ランフラット走行性能の安定を図る。
【背景技術】
【０００２】
パンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能である安全タイヤとしては、補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材、又は発泡体、弾性体、中子等にタイヤ負荷を肩代わり支持させるタイヤや、シーラント剤を塗布又は充填してタイヤに生じた孔等の損傷部を塞いで内圧低下を防止したタイヤ等が知られている。しかし、これら従来の安全タイヤは、製造方法が複雑なため、不良率が高くなったり、製造効率が低下したりする場合が多かった。
【０００３】
かかる問題を解消するため、例えば特許文献１には、チューブ及びこのクラウン部を覆うゴム−繊維複合体の補強層からなる空気のうを内部に収納した安全タイヤが記載されている。この安全タイヤは、タイヤの内圧が低下するランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って空気のうが拡径変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする。かかる安全タイヤでは、空気のうのクラウン部の剛性が均一となるように構成されているため、直進走行中にパンクした場合には空気のうが均一に拡径変形することから問題は生じないが、強い横Ｇのかかるコーナリング中にパンクした場合には比較的大きな張力の加わっている側、すなわちコーナー外側から先に拡張変形するため、偏った膨張、いわゆる片膨れをすること結果、空気のうとタイヤが均一に接触することができず、ランフラット走行性能が低下するという問題が生じるおそれがあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３９９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、この発明の目的は、フープ補強層の剛性の適正化を図ることにより、いかなる走行状態においても片膨れすることなく均一に拡径変形でき、安定したランフラット走行性能を得ることのできる安全タイヤ用空気のうを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、この発明は、タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、該空気のうは、空気不透過性のチューブと、該チューブのクラウン部の外周に、周方向に連続して延在するフープ補強層とを具え、かつ、空気のうのクラウン部を幅方向中央域と両幅方向側方域に区分するとき、前記フープ補強層を、空気のうの少なくとも両幅方向側方域に配設して、空気のうのクラウン部の幅方向中央域の周方向強力を両幅方向側方域のそれよりも低くなるように構成することを特徴とする安全タイヤ用空気のうである。
【０００７】
本明細書において「所定の内圧」とは、空気のうを収納する安全タイヤに対して、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤが製造、販売、又は使用される地域において有効な工業基準、規格等に規定され、負荷能力に応じて特定される内圧をいうものとする。また、「所定の内圧との関係で設定された内圧」とは、タイヤに所定の内圧を適用した気体充填状態では、空気のうの外面とタイヤの内面との間に空間を形成することができ、一方、タイヤの内圧が低下したランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って空気のうが拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりすることができる内圧をいい、好適には所定の内圧＋０〜２０％の範囲とする。
【０００８】
空気のうのクラウン部の幅方向中央域の周方向強力を両幅方向側方域のそれよりも低くするためには、フープ補強層を、空気のうのクラウン部の両幅方向側方域のみに配設することが好ましい。あるいは、フープ補強層を、空気のうのクラウン部全体にわたって配設することが好ましく、この場合には、フープ補強層は、幅方向中央域で両幅方向側方域よりも層数を少なくすることがさらに好ましい。
【０００９】
また、空気のうのクラウン部の幅方向中央域の周方向強力が、両幅方向側方域のそれの０．８５倍以下であることが好ましい。
【００１０】
さらに、空気のうは、幅方向中央域の幅がクラウン部の幅の０．０５倍〜０．４倍の範囲にあることが好ましい。
【００１１】
加えて、フープ補強層は、リボン状部材をオーバーラップさせながら前記チューブの略周方向にらせん巻回して形成してなることが好ましい。この場合には、リボン状部材のオーバーラップ幅がリボン状部材の幅の０．２倍〜０．７倍の範囲にあること、フープ補強層は、幅方向中央域で両幅方向側方域よりもオーバーラップ幅を狭くすることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、フープ補強層の剛性の適正化を図ることにより、いかなる走行状態においても片膨れすることなく均一に拡径変形でき、安定したランフラット走行性能を得ることのできる安全タイヤ用空気のうを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のう（以下「空気のう」という。）を収納した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す幅方向断面図である。
【００１４】
空気のう１は、中空円管状をなしており、タイヤ２に収納されて安全タイヤを形成している。この安全タイヤをリム３に装着してタイヤ組立体を形成する。そして、タイヤ２には空気充填バルブ４を介して所定の空気圧を充填し、空気のう１には空気充填バルブ５を介してタイヤ２の所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気を充填し、その結果、図１に示すように、タイヤ２内には空間Ｓ１が、空気のう１内には空間Ｓ２がそれぞれ形成される。一方、パンク等によりタイヤ２の空間Ｓ１の内圧が急激に低下すると、空間Ｓ１と空間Ｓ２との内圧差が大きくなる結果、空気のう１が拡径変形して最終的にはタイヤ２の内面に達し、荷重の支持をタイヤ２から肩代わりする。
【００１５】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、空気のう１は、空気不透過性のチューブ６と、チューブ６のクラウン部の外周に、周方向に連続して延在するフープ補強層７とを具え、かつ、空気のうのクラウン部８を幅方向中央域９と両幅方向側方域１０、１０に区分するとき、フープ補強層７を、空気のう１の少なくとも両幅方向側方域１０、１０に配設して、空気のう１のクラウン部８の幅方向中央域９の周方向強力を両幅方向側方域１０、１０のそれよりも低くなるように構成することにある。
【００１６】
前述のように、従来の安全タイヤ用空気のうでは、クラウン部の剛性が均一となるように構成されているため、直進走行中にパンクした場合には空気のうが均一に拡径変形することから問題は生じないが、強い横Ｇのかかるコーナリング中にパンクした場合には比較的大きな張力の加わっている側、すなわちコーナー外側から先に拡張変形するため、いわゆる片膨れをする。空気のうが片膨れすると、空気のうとタイヤが不均一に接触する結果、タイヤのトレッド部の接地形状が変形し操縦安定性が低下したり、空気のうの、タイヤとの接触圧力が高い部分が破損しランフラット耐久性が低下するなど、ランフラット走行性能が損なわれるおそれがある。
【００１７】
これに対して、この発明に従う空気のう１は、コーナリング中に内圧が低下した場合にも、クラウン部８の幅方向中央域９が最先に拡張変形してタイヤの内面と接触するため、空気のう１とタイヤ２が略均一に接触する。この結果、タイヤ２のトレッド部の接地形状を通常走行時のそれと略同一に保つことができることから操縦安定性を維持できる上、タイヤ２と空気のう１の偏った接触がないことから直進走行中にパンクした場合と同等のランフラット耐久性を維持できるため、パンク発生時の走行状態にかかわらず、安定したランフラット走行性能を得ることができるのである。
【００１８】
また、空気のう１のクラウン部８の幅方向中央域９の周方向強力を両幅方向側方域１０、１０のそれよりも低くする手段としては、図２に示すように、フープ補強層７を、空気のう１のクラウン部８の両幅方向側方域１０、１０のみに配設することができる。かかる構成は、特に軽量化が重視される場合に有利である。
【００１９】
あるいは、図３に示すように、フープ補強層７を、空気のう１のクラウン部８の全体にわたって配設することもできる。かかる構成は、特に空気のう１の剛性が重視される場合に有利である。この場合には、フープ補強層７は、幅方向中央域９で両幅方向側方域１０、１０よりも層数を少なくすることがさらに好ましい。これによれば、空気のう１の剛性を確保しつつ、容易に幅方向中央域９の周方向強力を両幅方向側方域１０、１０のそれよりも低くすることができる。
【００２０】
また、空気のう１のクラウン部８の幅方向中央域９の周方向強力が、両幅方向側方域１０、１０のそれの０．８５倍以下であることが好ましい。これによれば、幅方向中央域９が迅速に拡径変形する結果、空気のう１とタイヤ２の均一な接触が得られるからである。より好ましい範囲は、０．５〜０．８５倍の範囲である。０．５倍未満の場合には、幅方向中央域９と両幅方向側方域１０、１０の間の剛性段差が大きくなりすぎ、この段差部分に応力が集中しやすく、故障の原因となるおそれがあるからである。
【００２１】
さらに、空気のう１は、幅方向中央域９の幅Ｗｃがクラウン部８の幅Ｗの０．０５倍〜０．４倍の範囲であることが好ましい。幅方向中央域９の幅Ｗｃがクラウン部８の幅Ｗの０．０５倍未満の場合には、幅方向中央域９の拡張変形が両幅方向側方域１０、１０の影響を受けて円滑に行われず、空気のう１とタイヤ２の均一な接触が阻害されるおそれがあるからであり、０．４倍を超える場合には、クラウン部８の全体の剛性が低下し幅方向中央域９を設けた効果が十分に発揮されず、片膨れを起こすおそれがあるからである。
【００２２】
フープ補強層７は、種々の手段によって構成することができる。例えば、図１に示すように、中央部分を肉薄にした広幅のリング状部材とすることができる。このリング状部材には、繊維とゴム組成物との複合体、有機繊維コード若しくはスチールコードのゴム被覆体、又は樹脂等の、従来の空気のうのフープ補強層を構成する部材を用いることができる。あるいは、図４及び図５に示すように、狭幅のリボン状部材１１をオーバーラップさせながらチューブ６の略周方向にらせん巻回して形成することもできる。このリボン状部材１１には、ゴムストリップ、有機繊維コード若しくはスチールコードのゴム被覆体、又は樹脂等を用いることができる。なお、リボン状部材１１をらせん巻回する方法が、製造効率を向上できるという点、及びフープ補強層７の一部に発生した破断が他の部分に伝播しにくいことから耐久性をより一層向上できるという点で有利である。また、上記の樹脂としては、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレートが好適であるが、これに限定されない。
【００２３】
図６は図５に示す空気のう１のクラウン部の一部の拡大断面図である。図６に示すように、リボン状部材１１のオーバーラップ幅ＷＯがリボン状部材１１の幅ＷＲの０．２倍〜０．７倍の範囲にあることが好ましい。リボン状部材１１のオーバーラップ幅ＷＯがそれの幅ＷＲの０．２倍未満の場合には、リボン状部材１１相互の接着力が不足し、はく離するおそれがあるからであり、０．７倍を超える場合には、リボン状部材１１の両幅端における径差が大きくなりすぎて生産性が低下するおそれがあるからである。なお、両幅方向側方域１０、１０の最外領域では、リボン状部材１１のらせん巻回の方向が変わりオーバーラップ幅が一定とならないため、この領域については上記のオーバーラップ幅の範囲の条件から除外して考えるものとする。
【００２４】
幅方向中央域９の周方向強力を小さくするには、フープ補強層７をクラウン部８の全体にわたって配設した場合には、図７に示すように、幅方向中央域９でのオーバーラップ幅ＷＯを両幅方向側方域１０、１０のそれよりも狭くしてもよい。このようにオーバーラップ幅ＷＯを調整することにより、所望の剛性を得ることができる。そして、オーバーラップ幅ＷＯを連続的に変化させれば、幅方向での剛性変化が円滑となり、応力が集中し故障発生の原因となりやすい剛性段差の発生を抑制することができる。
【００２５】
なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００２６】
次に、この発明に従う安全タイヤ用空気のうを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２７】
（実施例１〜７）
実施例１〜７の空気のうは、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５の安全タイヤ用空気のうであり、図５と同様に、０．４ｍｍの厚さ及び４０ｍｍの幅を有するＰＥＴ樹脂使用の試作リボン状部材を２０ｍｍずつオーバーラップさせながらつるまきらせん巻回してフープ補強層を構成するとともに、両幅方向側方域の積層数を２層（実施例１〜５）、６層（実施例６）及び８層（実施例７）とし、幅方向中央域の積層数を１層（実施例１〜５）、５層（実施例６）及び７層（実施例７）とすることによって、幅方向中央域の周方向強力を両幅方向側方域に対比して低くしている。実施例８の空気のうは、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５の安全タイヤ用空気のうであり、図７と同様に、０．４ｍｍの厚さ及び４０ｍｍの幅を有するＰＥＴ樹脂使用の試作リボン状部材を、両幅方向側方域では２０ｍｍずつ、幅方向中央域では１０ｍｍずつオーバーラップさせながらつるまきらせん巻回して積総数が１層のフープ補強層を構成することによって、幅方向中央域の周方向強力を両幅方向側方域に対比して低くしている。また、実施例１〜８の空気のうは、表１に示す諸元を有する。
【００２８】
（従来例）
比較のため、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５の安全タイヤ用空気のうであり、実施例１〜８で用いたリボン状部材を２０ｍｍずつオーバーラップさせながららせん巻回して積層数がクラウン部の全体にわたって２層であるフープ補強層を構成し、クラウン部の強力が略均一となるようにしてなり、表１に示す諸元を有する空気のうについても併せて試作した。
【００２９】
（試験方法）
前記各供試補強空気のうをタイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５のタイヤに収納し、リムサイズが１７．００×２２．５のリムに装着してタイヤ車輪とした。このタイヤ車輪をテスト車両に装着して、空気のうを含むタイヤ（空間Ｓ１）の内圧を９００ｋＰａ（相対圧）とし、空気のう（空間Ｓ２）の内圧を９７０ｋＰａ（相対圧）とし、タイヤ負荷荷重：５６．８８ｋＮを適用し、舗装路面のテストコースを２５ｋｍ走行した。空気のうに０．４Ｇの横力が作用するように、６０ｋｍ／ｈの速度で７５Ｒのコーナーを旋回中にバットレス部を爆破してランフラット走行状態にし、完走した、又は故障により走行不能となったタイヤを解体して取り出した空気のうの形状を目視確認により空気のうの拡径変形状態の均一性によりランフラット走行性能を評価した。この評価結果を表１に示す。なお、表１中の評価結果は従来例を１００としたときの指数比で表してあり、数値が大きいほど性能が優れている。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１に示す結果から、実施例１〜８の空気のうはいずれも、従来例の空気のうと比べてランフラット走行性能が優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明により、フープ補強層の剛性の適正化を図ることにより、いかなる走行状態においても片膨れすることなく均一に拡径変形でき、安定したランフラット走行性能を得ることのできる安全タイヤ用空気のうを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。
【図２】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。
【図３】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。
【図４】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。
【図５】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。
【図６】図５に示す空気のうのクラウン部の一部の拡大断面図である。
【図７】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。
【符号の説明】
【００３４】
１  空気のう
２  タイヤ
３  リム
４、５  空気充填バルブ
６  チューブ
７  フープ補強層
８  クラウン部
９  クラウン部の幅方向中央域
１０  クラウン部の幅方向側方域
１１  リボン状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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