(57)【要約】【課題】  補強層の接合部の適正化を図ることにより、耐久性を向上させた安全タイヤ用空気のう及びかかる空気のうを有する安全タイヤを提供する。【解決手段】  安全タイヤ用空気のう１は、空気不透過性のチューブ層２と、コーティングゴム３及び骨格材４の複合材料で構成されたリング状シートを円管状に形成してなり、チューブ層２を密着包囲する補強層５とを具える。補強層５は、リング状シートの両端部７、８を周方向に沿ってオーバーラップさせ互いに接合してなる接合部９を有する。接合部９にて、リング状シートの一方の端部７の骨格材４が、他方の端部８の骨格材４と面接合している。かかる空気のう１をタイヤ６に収納し、安全タイヤを構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気不透過性のチューブ層と、コーティングゴム及び骨格材の複合材料で構成されたリング状シートを円管状に形成してなり、前記チューブ層を密着包囲する補強層とを具える安全タイヤ用空気のうにおいて、
前記補強層は、リング状シートの両端部を周方向に沿ってオーバーラップさせ互いに接合してなる接合部を有し、
該接合部にて、リング状シートの一方の端部の骨格材が、他方の端部の骨格材と面接合していることを特徴とする安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
前記面接合している骨格材の幅は５〜５０ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の空気のう。
【請求項３】
前記面接合している骨格材の幅は１０〜４０ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の空気のう。
【請求項４】
前記骨格材は不織布である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気のう。
【請求項５】
前記不織布は樹脂からなる、請求項４に記載の空気のう。
【請求項６】
前記接合部は空気のうの内径側に位置する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気のう。
【請求項７】
前記接合部は空気のうの幅中心面上に位置する、請求項６に記載の空気のう。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の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】
この発明は、空気不透過性のチューブ層と、コーティングゴム及び骨格材の複合材料で構成されたリング状シートを円管状に形成してなり、前記チューブ層を密着包囲する補強層とを具える安全タイヤ用空気のう、及びかかる空気のうを用いた安全タイヤに関し、特にかかる空気のうの耐久性の向上を図る。
【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。しから、これら従来の安全タイヤは、製造方法が複雑になる上、装着時の取扱いに難点があるため、最近では、製造時の不良率を低下させるとともに製造効率を向上させる観点から、安全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円管状の空気のうの普及が進んでいる（例えば特許文献１参照）。かかる空気のうは、正常内圧状態ではタイヤと空気のうの間に空間を保持する一方、パンク等による内圧低下状態では迅速に拡張変形を行う。このため、従来の空気のうでは、チューブ層の外面を、例えば不織布とコーティングゴムの複合体からなる補強層で補強している。かかる補強層は、内圧低下時の急速な拡張変形にも耐え得る強度を得るために、複合体を閉じた円管状断面に成形することが多い。
【０００３】
図４は、かかる空気のう１０１をタイヤ１０２に収容し、リムＲに装着した状態の幅方向断面を示しており、タイヤ１０２と空気のう１０１との間に形成された空間には内圧Ｐ０が適用されており、空気のう１０１には内圧Ｐ１が適用されている。通常、空気のう１０１の拡張変形を迅速にし、かつ拡張後の荷重支持を確実にするため、内圧Ｐ１を内圧Ｐ０よりも高く設定し、その差圧Ｐ１−Ｐ０により発生する張力を補強層１０３の強力に負担させている（正常内圧状態）。一方、パンク等によりタイヤ１０２と空気のう１０１との間に形成された空間の内圧が低下すると、前記の差圧が大きくなって、もはや補強層１０３の強力では負担しきれなくなる。この結果、補強層１０３が伸張して、図５に示すように、空気のう１０１がタイヤ１０２の内面に接触するまで拡張変形する。そして、空気のう１０１の内圧Ｐ２と空気のう１０１の剛性によりタイヤ１０２に加わる荷重を支持する。
【０００４】
【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】
【０００５】
かかる従来の空気のうにおいては、補強層の製造上不可避的に不織布とコーティングゴムの複合体の両端部を接合する必要が生じる。図６は、従来の空気のうの補強層の接合部の拡大断面図であり、ブチルゴム等からなる空気不透化性のチューブ層１０４の外周を、不織布１０５とコーティングゴム１０６からなる複合体で密着包囲し、その両端部１０７、１０８をオーバーラップさせ、熱溶着等により互いに接合して接合部１０９を形成している。しかし、熱溶着した不織布１０５とコーティングゴム１０６の間の接合強度は低いため、実質的に接合部１０９の接合に寄与しているのは不織布１０５と不織布１０５が直接溶着されている部分１１０だけとなる。図示のように、従来の空気のうでは、複合体の一方の端部１０７に現れる不織布１０５の切断端面が他方の端部１０８の不織布１０５の内周面に接合された、いわば線接合の状態であった。このため、接合部１０９の接合強度が低く、内圧低下時に空気のうが拡張変形すると、この接合部が裂けて空気のうが破損し、安全タイヤとしての機能を十分に発揮しないおそれがあった。
【０００６】
したがって、この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、補強層の接合部の適正化を図ることにより、耐久性を向上させた安全タイヤ用空気のう及びかかる空気のうを有する安全タイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、この発明の安全タイヤ用空気のうは、空気不透過性のチューブ層と、コーティングゴム及び骨格材の複合材料で構成されたリング状シートを円管状に形成してなり、前記チューブ層を密着包囲する補強層とを具え、前記補強層は、リング状シートの両端部を周方向に沿ってオーバーラップさせ互いに接合してなる接合部を有し、該接合部にて、リング状シートの一方の端部の骨格材が、他方の端部の骨格材と面接合していることを特徴とする。このような構成を採用することにより、製造工程上不可避的に形成される接合部の接合強度が顕著に向上する。
【０００８】
なお、ここでいう「面接合」とは、リング状シートの一方の端部の骨格材の外周面が、他方の端部の骨格材の内周面と接合されている状態のことをいうものとする。
【０００９】
また、面接合している骨格材の幅は、好ましくは５〜５０ｍｍの範囲、より好ましくは１０〜４０ｍｍの範囲、最も好ましくは２５〜３５ｍｍの範囲にある。
【００１０】
補強層を構成する骨格材は不織布であることが好ましく、特に、繊維が配向性を有しない不織布が好ましい。この不織布は、例えばアラミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂から構成することが好ましい。
【００１１】
接合部は、空気のうの内径側、すなわち安全タイヤに収容してリムに装着した姿勢にて、リムと対向する側に位置することが好ましく、特に、空気のうの幅中心面上に位置することが好ましい。
【００１２】
そして、この発明に従う安全タイヤは、前記のいずれかの空気のうを有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、補強層の接合部の適正化を図って、製造工程上不可避的に形成される接合部の接合強度を顕著に向上させることで、従来の空気のうに比べて格段に耐久性が向上した安全タイヤ用空気のうが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、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た状態の幅方向断面を示しており、タイヤ及び空気のうには内圧が適用されて正常内圧状態に保たれている。空気のう１は、空気不透過性のチューブ層２と、コーティングゴム３及び骨格材４の複合材料で構成されたリング状シートを円管状に形成してなり、チューブ層２を密着包囲する補強層５とを具える。この空気のう１をタイヤ６に収納して安全タイヤを構成し、この安全タイヤをリムＲに装着し、図示しないバルブから空気のう１及びタイヤ６に内圧を充填すると、図１に示すように、空気のう１が膨らみ、空気のう１とタイヤ６の間に空間が形成された正常内圧状態となる。
【００１５】
空気のう１を格納するタイヤ６の種類は特に限定されず、ラジアルタイヤであってもバイアスタイヤであってもよい。また、チューブ層２及びコーティングゴム３は、従来の空気のうを構成するものと同様のものを用いることができる。
【００１６】
図２は図１に示す空気のうの要部の斜視図であり、図３は図１に示す空気のうの一部の拡大断面である。補強層５は、リング状シートの両端部７、８を周方向に沿ってオーバーラップさせ、オーバーラップさせた部分を互いに接合することで形成された接合部９を有している。また、接合部９では、リング状シートの一方の端部７の骨格材４が、他方の端部８の骨格材４と面接合している。
【００１７】
上述したように、従来の空気のうでは、複合体の一方の端部に現れる不織布の切断端面が他方の端部の不織布の内周面に接合された、いわば線接合の状態しか得られなかった。これに対し、この発明に従う空気のうでは面接合の状態にあり、図３に示したように、骨格材を相互に接合した部分の幅を任意に広くすることができるので、接合部９の接合強度を大幅に向上させることができるのである。これにより、空気のう１が急速に拡張変形した際にも、接合部９が裂けて空気のうが破損するおそれがなくなる。また、接合部９の幅を大きくすることができるので、接合時の作業性も向上する。
【００１８】
面接合を得るためには、リング状シートの状態で、一方の端部７において不織布４が剥き出しになっていることが必要である。これを実現するには、従来の空気のうに用いるものと同様のリング状シートを準備し、接合に先立って一方の端部７のコーティングゴムを剥いて、不織布４を露出させてもよい。あるいは、一方の端部７となるべき部分の不織布にはコーティングゴムが適用されないようにして複合材料を構成し、これからリング状シートを形成してもよい。
【００１９】
十分な接合強度を得る観点からは、面接合している骨格材４の幅ｗは５ｍｍ以上であることが好ましい。また、作業性の面からも、面接合の幅ｗが小さすぎると、接合のための圧着等により生じる接合部９の変形に起因して、両端部７、８が剥がれるおそれがあるからである。しかし、面接合の幅ｗが過剰に大きいと、圧着に要する時間が増え、かえって作業性が低下することから、幅ｗは５０ｍｍ以下であることが好ましい。接合強度と作業性を高いレベルで両立させる観点からは、幅ｗは１０〜４０ｍｍの範囲とすることが好ましく、２５〜３５ｍｍの範囲とすることが一層好ましい。
【００２０】
補強層５には、空気のう１の剛性補強効果に加えて、空気のうの本来の機能である、内圧低下時に拡張変形する機能を妨げないことが望まれる。この観点からは、骨格材４を不織布で構成することが好ましい。不織布は、一定限度以上の力が加わると、繊維相互のからみ合いがほどけて塑性変形するため、チューブ層の拡張変形を妨げることがないからである。特に繊維が配向性を有しない不織布を用いると、空気のうの拡張変形が均一となることから、好ましい。不織布は、樹脂、特にはアラミド繊維又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維により構成することが好ましい。かかる繊維素材は強力が高いため、剛性補強効果が高くなる上、ある程度の弾性変形が可能であるため、拡張変形時の伸張が一層円滑となるからである。これらの樹脂の中でも、コスト低減の観点からはＰＥＴが特に優れている。
【００２１】
また、接合部９は、図１に示すように、空気のう１の内径側、すなわちリムＲと対向する側に位置することが好ましい。空気のう１の外径側は内圧低下時に拡張変形する量が大きいため、外径側に接合部９を配置すると、接合部９が裂けて空気のうが破損するおそれがあり、これを防止するために面接合の幅ｗを大きくすると作業性が低下する。しかし、空気のうの内径側は比較的拡張変形する量が小さいため、この内径側に接合部９を配置すれば、かかる憂いがない。より好ましくは、接合部９を空気のう１の幅中心面Ｃ上に配置する。正常内圧状態及び内圧低下状態のいずれにおいても、空気のう１の内径側の幅中心面Ｃ位置は、空気のう１の内圧によりリムＲに対して略垂直に押し付けられているので、ここに接合部９を配置すれば、接合部９が裂けるおそれが最も小さくなる。
【００２２】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、図示は省略するが、空気のうのクラウン部に、正常内圧状態での空気のうのクリープ変形を防止するために、樹脂製のフープ補強層を配設することもできる。
【実施例】
【００２３】
次に、この発明に従う安全タイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２４】
実施例の安全タイヤは、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５のタイヤ内に空気のうを収納してなる。この空気のうは、図１に示す構造を有し、厚さが３．５ｍｍのブチルゴムからなる気体不透過性のチューブ層を、コーティングゴムとＰＥＴ繊維の不織布の複合材料からなり、厚さが７．０ｍｍの補強層で密着包囲して構成される。また、補強層の接合部では、不織布が幅３０ｍｍにわたり面接合されており、この接合部が内径側の幅中心面上に位置するように構成されている。
【００２５】
比較のため、タイヤサイズが実施例のタイヤと同じであり、図４に示すように接合部で不織布が線接合されていることを除いて、実施例の空気のうと同様の構成を有する空気のうを収納した従来例の安全タイヤも併せて試作した。
【００２６】
前記各供試タイヤをそれぞれ１０本用意し、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、空気のうを含むタイヤの内圧を９００ｋＰａ（相対圧）とし、空気のうの内圧を９７０ｋＰａ（相対圧）とした。次いで、タイヤ側のバルブのコアを抜き、０．５秒間でタイヤの内圧を０ｋＰａ（相対圧）に到達させ、空気のうを拡張変形させて、パンク等による内圧低下状態を再現した。その後、タイヤをリムから取り外し、さらに空気のうをタイヤから取り出し、目視により接合部に生じた裂けの有無を確認した。
【００２７】
その結果、従来例の安全タイヤでは５本に裂けが発生していたが、実施例の安全タイヤでは裂けの発生しているタイヤはなかった。したがって、実施例の安全タイヤは、従来例の安全タイヤに比べて、耐久性が向上していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上の説明から明らかなように、この発明に従い、補強層の接合部の適正化を図ることにより、耐久性を向上させた安全タイヤ用空気のう及びかかる空気のうを有する安全タイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のうを収納した安全タイヤをリムに装着し、正常内圧状態とした幅方向断面図である。
【図２】図１に示す安全タイヤ用空気のうの要部の斜視図である。
【図３】図１に示す安全タイヤ用空気のうの一部の拡大断面図である。
【図４】従来例の安全タイヤ用空気のうを収納した安全タイヤをリムに装着し、正常内圧状態とした幅方向断面図である。
【図５】図４に示す安全タイヤ用空気のうの内圧低下状態を示す幅方向断面図である。
【図６】図４に示す安全タイヤ用空気のうの一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  空気のう
２  チューブ層
３  コーティングゴム
４  骨格材
５  補強層
６  タイヤ
７、８  リング状シートの端部
９  接合部
【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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