(57)【要約】【課題】タイヤ内面２１ａとリム外周面３１ａとで画成されタイヤ幅方向断面において凹部２２、３４となる部分を有する環状空間２３に収納され、この環状空間２３に充填されたタイヤ内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面２１ａとの間に空間部を形成し、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化して荷重の支持をタイヤから肩代わりするよう所定内圧を充填された中空環状体よりなる安全タイヤ用空気のう１０において、空気のう１０の環状空間２３に対するフィット性を向上させ、タイヤ２１やリム３１に対する空気のうの固定力を向上させるとともに、ライフラット走行時のの内圧を確保する。【解決手段】安全タイヤ用空気のう１０は、７０kPaの内圧の充填下における前記中空環状体の断面外輪郭９が、前記環状空間２３の凹部に対応する位置で凹となるよう形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内面とリム外周面とで画成されタイヤ幅方向断面において凹となる部分を有する環状空間に収納され、この環状空間に充填されたタイヤ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、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化して荷重の支持をタイヤから肩代わりするよう所定内圧を充填された中空環状体よりなる安全タイヤ用空気のうにおいて、
70kPaの内圧の充填下における前記中空環状体の断面外輪郭が、前記環状空間の凹部に対応する位置で凹となるよう形成されてなる安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
前記環状空間の凹部が、ビード部内側面によって形成された部分である請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項３】
前記環状空間の凹部が、前記リム外周面に設けられたリムウエル部の両縁のそれぞれによって形成された部分である請求項１もしくは２に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項４】
ビード部内側面によって形成された前記環状空間凹部に対応する、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径が、70kPaの内圧の充填下において、20〜200mmである請求項１〜３のいずれかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項５】
リムウエル部の縁によって形成された前記環状空間凹部に対応する、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径が、70kPaの内圧の充填下において、20〜100mmであり、これらの断面外輪郭凹部に挟まれた凸となる部分の高さが5〜50mmであり、かつ、この凸部の幅が5〜50mmである請求項１〜４のいずれかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された安全タイヤ用空気のうを有する安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ内面とリム外周面とで画成された環状空間に収納され、この環状空間に充填されたタイヤ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、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化して荷重の支持をタイヤから肩代わりするよう所定内圧を充填された中空環状体よりなる安全タイヤ用空気のうおよびそれを用いた安全タイヤに関し、特に、環状空間に対する空気のうのフィット性を改良したものに関する。
【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、中子等を収容したタイヤが従来より知られており、また近年では、製造コストと重量増加を抑制する観点から、タイヤの内部に収納されて、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拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする中空環状体の空気のうを収容した安全タイヤの普及が進んでいる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、このような従来の空気のうを示す幅方向断面図であり、図２は、この空気のうを収納する前の状態におけるタイヤを、図３は、空気のうを収納したあとの安全タイヤを、それぞれリムに装着した状態で示す断面図であり、空気のう９０は、例えば、ゴム単体もしくはゴムと繊維とよりなる複合材料よりなる、軸線Ａを周回する中空環状体をなし、一般的に、繊維入りもしくは単体の中空環状の未加硫ゴム部材を金型内で加硫して形成される。
【０００４】
そして、金型から取り出された後の空気のう９０の断面外輪郭９０ａは、加硫金型の制作を簡易にするため、断面が全周にわたって凸となる、概ね楕円形をなす形状を有する。
【０００５】
一方、空気のう９０を収納するための、タイヤ９１の内面９１ａとリム９２の外周面９２ａとで画成される環状空間９３には、一般的に、ビード部内周面によって凹部９４が形成されている。また、リム９２には、タイヤ着脱時にそのビード部を落とし込むためのリムウエル部９５が設けられており、環状空間９３には、このリムウエル部９５の両縁によってもそれぞれ凹部９６が形成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９０８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
環状空間９３に収納された空気のう９０を環状空間９３に確実に固定することは重要であり、もし、この固定が不十分であった場合には、コーナリングにより発生する横力や、車の加減速によって発生する周方向力の影響を受けて、空気のう９０がリム９２上を滑って移動する現象が生じる可能性があり、このような空気のう９０の移動は、ランフラット走行時の片膨れによって安定走行に支障がでたり、ユニフォーミティの低下を招いたりすることになり、好ましくない。
【０００８】
以上のような状況下で、凹凸を有する環状空間９３に、全周にわたって断面凸状に形成された空気のう９０を収納し、その中空部９８にランフラット時走行に必要な所定内圧を充填したとき、リム幅が広くリム９２との接触長が十分確保できる場合や、空気のう９０の剛性が低く空気のう９０の外輪郭９０ａを環状空間の壁面形状に容易に倣わせることができる場合を除き、環状空間９３と空気のう９０との間に隙間９７、９８が生じて良好なフィット性を得ることができず、空気のう９０と環状空間９３との固定が不十分で問題になっていた。また、環状空間９３と空気のう９０とのフィット性が良くないと、必然的に空気のう９０に前記所定内圧を充填したとき空気のう９０内の容積は良好にフィットした場合に対して少なくなってしまい充填される気体の質量が少なくなること、および、タイヤがパンクした時に膨張する空気のう９０の膨張代が隙間の分だけ余計に増えてしまうことによって、ランフラット時の空気のう内圧を十分に高め安全性を確保することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、環状空間に対する空気のうのフィット性を向上させ、タイヤやリムに対する空気のうの固定力を向上させるとともに、ライフラット走行時の内圧を確保することのできる空気のう、および、それを用いた安全タイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
＜１＞は、タイヤ内面とリム外周面とで画成されタイヤ幅方向断面において部となる部分を有する環状空間に収納され、この環状空間に充填されたタイヤ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、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化して荷重の支持をタイヤから肩代わりするよう所定内圧を充填された中空環状体よりなる安全タイヤ用空気のうにおいて、
70kPaの内圧の充填下における前記中空環状体の断面外輪郭が、前記環状空間の凹部に対応する位置で凹となるよう形成されてなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１１】
＜２＞は、＜１＞の好ましいものとして、前記環状空間の凹部が、ビード部内側面によって形成された部分である安全タイヤ用空気のうである。
【００１２】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞の好ましいものとして、前記環状空間の凹部が、前記リム外周面に設けられたリムウエル部の両縁のそれぞれによって形成された部分である安全タイヤ用空気のうである。
【００１３】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞の好ましいものとして、ビード部内側面によって形成された前記環状空間凹部に対応する、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径が、70kPaの内圧の充填下において、20〜200mmである安全タイヤ用空気のうである。
【００１４】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞の好ましいものとして、リムウエル部の縁によって形成された前記環状空間凹部に対応する、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径が、70kPaの内圧の充填下において、20〜100mmであり、これらの断面外輪郭凹部に挟まれた凸となる部分の高さが5〜50mmであり、かつ、この凸部の幅が5〜50mmである安全タイヤ用空気のうである。
【００１５】
＜６＞は、＜１＞〜＜５＞のいずれかの安全タイヤ用空気のうを有する安全タイヤ。
【発明の効果】
【００１６】
＜１＞によれば、極めて低い内圧しか充填されていない状態における中空環状体の断面外輪郭、すなわち、製造時の元々の形状が、前記環状空間の凹部に対応する位置で凹となるよう形成されているので、空気のうを環状空間内に装着して内圧を充填したとき、環状空間とのフィット性を確保することができ、このことによって、このフィット性が確保できなかった場合には、タイヤやリムに対して空気のうを良好に固定できない、あるいは、ライフラット走行時の内圧が不十分であるという問題を解決することができる。
【００１７】
＜２＞によれば、この空気のうは、ビード部内側面によって形成された環状空間の凹部に対応する形状に最初から作られているので、この部分でのフィット性を上げることができ、このことによって、特に、内圧充填時における空気のうの収容容積を増加させ、ランフラット走行時の内圧を高めることができる。
【００１８】
＜３＞によれば、前記環状空間の凹部が、前記リム外周面に設けられたリムウエル部の両縁の形状に合わせて最初から作られているので、この部分でのフィット性を上げることができ、このことによって、特に、空気のうの環状空間に対する固定力を大幅に向上させることができる。
【００１９】
＜４＞によれば、70kPaの内圧の充填下において、ビード部内側面によって形成された前記環状空間凹部に対応する、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径を、20〜200mmとしたので、製造時の簡易さを犠牲にすることなく、フィット性を向上させることができ、この曲率半径を20mm未満とした場合には、凹部形状がなだらかでなくなり、金型内で未加硫の空気のう加硫する際に、ゴム流れが不均一となり表面しわ等のベアが発生しやすくなり、一方、これを200mmを超えるものとした場合には、凹部形状がなだらかになりすぎて、凹凸のある環状空間への十分なフィット性が得られなくなってしまう。
【００２０】
＜５＞によれば、70kPaの内圧の充填下において、リムウエル部の縁によって形成された前記環状空間凹部に対応する、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径を、20〜100mmにするとともに、これらの断面外輪郭凹部に挟まれた凸となる部分の高さを5〜50mmとし、かつ、この凸部の幅を5〜50mmとしたので、この部分についても製造時の簡易さを犠牲にすることなくフィット性を向上させることができ、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径を20mm未満とし、もしくは、断面外輪郭凹部に挟まれた凸となる部分の高さが5mm未満、あるいは、この凸部の幅を5mm未満とした場合には、凹部形状がなだらかでないことによる加硫時のベア発生の可能性が高くなり、一方、中空環状体の断面外輪郭凹部の曲率半径を100mmを超え、もしくは、断面外輪郭凹部に挟まれた凸となる部分の高さが50mmを越え、あるいは、この凸部の幅を50mmを越えるものとした場合には、凹凸のある環状空間への十分なフィット性が得られなくなってしまう。
【００２１】
＜６＞によれば、この安全タイヤは上述した特徴を有しているので、空気のうと環状空間との高度のフィット性を得ることができ、空気のうの環状空間に対して効果的に固定することができ、また、内圧充填時の空気のうに内圧収容容積を増加させ、また、ランフラット時の内圧を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図４は、本発明に係る実施形態の安全タイヤ用空気のうを、70kPaの内圧を充填した状態で示す断面図であり、安全タイヤ用空気のう１０は、中空環状体となる本体部１、もしくはこれに加えて本体部１の外周に設けられた補強層５とで構成される。本体部１は、ゴム単体、もしくはゴムに繊維を含有させた複合材で形成され、本体部１の内側に形成された中空部８に充填される内圧をに対向して、空気のう１０の形状を保持するよう構成されている。また、補強層５は、一層以上の、ゴムと繊維との複合材よりなる層を積層して形成され、本体部１の拡径変化を抑制するため設けられる。
【００２３】
空気のう１０の断面外輪郭、すなわち図４に示した断面における外輪郭９は、合計４カ所に凹となる部分を有し、これらは、外輪郭９の幅方向中心線Cに対して左右対称に配置された２カ所の凹部２と、空気のう１０の内周面に形成された凸部３の両側の縁に形成された凹部４である。
【００２４】
なお、70kPaの内圧は、空気のう１０の外輪郭形状を特定することのできる最低限の圧力であり、外輪郭は充填する圧力によって変化するので、内圧がない状態ににおける形状を特定するために、便宜上導入したものである。
【００２５】
また、空気のう１０の本体部１の内周面には、タイヤ名に装着された空気のう１０の中空部８に所定内圧を供給するためのバルブ７が取り付けられ、バルブ７はスパッド６によって本体部に固定されている。
【００２６】
図５は、空気のう１０を、タイヤ内に配置された走行可能状態において示す断面図であり、空気のう１０を収納する環状空間２３は、タイヤ２１の内面２１ａとタイヤ２１を支承するリム３１の外周面３１ａとによって形成され、全体として断面概ね楕円となる形状を有するが、部分的に凹凸を有し、これらは、図に示したものの場合、タイヤ２１の両ビード部２５の内側面によって形成される２カ所の凹部２２、リムウエル部に対応する1箇所の凸部３３、および、この凸部３３の両縁によって形成される一対の凹部３４である。
【００２７】
そして、空気のう１０の断面外輪郭９に形成される凹部２、凹部４、および、凸部３は、それぞれ、環状空間２３に形成された凹部２２、凹部３４、および凸部３３に、それぞれこの順に対応する位置に設けられており、このことによって、それぞれ対応する凹部同士、凸部同士に間に隙間を形成することなく、空気のう１０を環状空間内に配置することができる。
【００２８】
このようにして、環状空間２３に対する空気のう１０のフィット性を確保した結果、空気のう１０を、走行中に作用する旋回時の遠心力や加減速時の周方向力に対しても、環状空間に対して確実に固定することができ、いざランフラット走行に必要になったときでも、これらの位置関係を所期した通りに確保して、安定したランフラット走行を可能にすることができる。
【００２９】
また、フィット性がよくなく環状空間２３と空気のう１０との間に隙間が多い場合には、隙間の分だけ、内圧充填時の空気のう８の中空部容量が少なく、中空部８に収容する気体質量が少ないこと意味し、また、通常走行時からランフラット走行時に移行する際、空気のう１０はその隙間の分だけ無駄に膨出することを意味し、このように、環状空間２３に対する空気のう１０のフィット性の向上は、ランフラット走行の内圧を高めるのにも寄与する。
【００３０】
図６は、空気のう１０の断面外輪郭９における凹部２、４および凸部３に係る寸法を記号で表した図であり、図中、凹部２の曲率半径R、および、凹部４の曲率半径r1は、それぞれ、20〜200mm、および、20〜100mmとするのが好ましく、また、凸部４の幅L、および、その高さhはいずれも、5〜50mmとするのが好ましい。
【実施例】
【００３１】
前記断面外輪郭に形成された凹部２、４、および凸部３の寸法が互いに異なる複数の空気のうを試作しこれらを実施例１〜９とし、これらの空気のうを、同一サイズのタイヤにそれぞれ収納し、次いでこれらのタイヤを同一サイズのリムに装着し、環状空間２３および空気のう１０の中空部８のそれぞれに所定の内圧を充填してタイヤリム組み立て体を形成した。
【００３２】
そして、各実施例の空気のうを収納したタイヤリム組み立て体について、環状空間２３に対する空気のう１０の固定力を測定するとともに、通常走行に対応する内圧が環状空間２３および中空部８のそれぞれに充填された状態における空気のう１０の内容積についても測定し、これらの結果を表１にまとめた。同様に、同一サイズのタイヤに収納されて用いられる、凹部２、４、凸部３のいずれもない空気のうを試作して従来例とし、従来例の空気のうについても同様の測定を行い、その結果を、先の実施例と合わせて表１に記載した。
【００３３】
ここで、上記固定力は以下のようにして測定した。タイヤリム組み立て体において、環状空間２３の圧力を900kPa、空気のうの中空部内の圧力が970kPaとなるようそれぞれ内圧を充填した後、環状空間内の圧力をゼロにして空気のう１０を最大に拡径し、この状態で、ドラム試験機にて、速度60km/hで25kmの距離に対応する回転数分だけ回転させたあと、タイヤ２１とリム３１との周方向の滑り量を測定し、この滑り量に反比例する量として固定力を定義した。そして、このようにして定義された固定力を、従来例を100とした指数で、表１に表した。この指数が大きいほど固定力が大きい。
【００３４】
また、通常走行に対応する内圧が充填された状態における空気のう１０の内容積の測定は、環状空間２３の圧力が900kPa、空気のうの中空部内の圧力が970kPaとなるよう、それぞれに内圧を充填した状態で空気のうをＣＴスキャンし、得られたＣＴスキャン画像からその内容積を計算することによって行い、この容量を、従来例を100とする指数で表１に表した。
【００３５】
ここで、測定に用いたタイヤのサイズは495/45/R22.5であった。また、それぞれの凹部２、４および凸部３の寸法について表１に示した。表１中のそれぞれの記号は、図６に示した部分の寸法を表す。
【００３６】
表１から明らかなように、空気のうの外輪郭における凹部は、空気のうの環状空間に対する固定力と、所定内圧充填時の空気のう内容積との増加に大きく寄与していることがわかる。
【００３７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、種々のサイズの安全タイヤに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の空気のうを示す断面図である。
【図２】空気のうを収納する前の状態のタイヤを示す断面図である。
【図３】従来の空気のうを収納した状態のタイヤを示す断面図である。
【図４】本発明に係る実施例の空気のうを示す断面図である。
【図５】実施形態のタイヤを収納した状態のタイヤを示す断面図である。
【図６】空気のうの寸法記号を示す概念図である
【符号の説明】
【００４０】
１    本体部
２    空気のう外輪郭の凹部
３    空気のう外輪郭の凸部
４    空気のう外輪郭の凹部
５    補強層
６    スパッド
７    バルブ
８    中空部
９    空気のうの外輪郭
１０    安全タイヤ用空気のう
２１    タイヤ
２１ａ    タイヤ内面
２２    環状空間の凹部
２３    環状空間
２４    環状空間の凹部
２５    ビード部
３１    リム
３１ａ    リム外周面
３３    リムウエル部に対応する、環状空間の凸部
３４    環状空間の凹部
【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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