(57)【要約】【課題】複数の補強層３ａ、３ｂ、３ｃよりなる拡径抑制層２の断面外輪郭１ｂの接線の傾斜αが、本体部１のそれと連続するよう構成された空気のう１０において、補強層部材のサイズや種類の数を縮小して生産効率を向上させ在庫スペースを減少させ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。を提供する。【解決手段】  拡径抑制層２を構成する補強層３ａ、３ｂ、３ｃはいずれも同一の幅を有するとともに、各層は、その隣接する内側の層に対して幅方向の同じ側にずれて積層されてなる安全タイヤ用空気のう。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内に収納され、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が充填された中空環状の安全タイヤ用空気のうにおいて、
クラウン部に複数の補強層よりなる拡径抑制部が設けられ、これらの補強層はいずれも同一の幅を有するとともに、各層は、その内側に隣接する層に対して幅方向いずれか一方の側にずれて積層されてなる安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
前記補強層の２層以上をスパイラル状に連続させてなる請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項３】
半径方向内外に隣接する前記補強層同士のずれ量を、2〜20mmとしてなる請求項１もしくは２に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項４】
前記拡径抑制部の幅を、空気のう全幅の0.7〜1倍の範囲としてなる請求項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】
前記拡径抑制部の半径方向外側に、空気のう幅方向中央に隙間をおいて配置された対をなす表面層を一対以上積層してなる請求項１〜４のいずれかの安全タイヤ用空気のう。
【請求項６】
前記補強層および表面層を、ゴムを繊維で補強した複合体で形成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項７】
前記補強層および表面層を、樹脂で形成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項８】
前記補強層および表面層を、樹脂を繊維で補強した複合体で形成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項９】
請求項１〜８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、タイヤ内に収納され、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が充填され、クラウン部に複数の補強層よりなる拡径抑制部が配置された中空環状の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、その製造における生産性を向上させることができるものに関する。
【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、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、従来の空気のうを、タイヤに収納し所定内圧でそれぞれに所定内圧を充填した状態で例示する幅方向断面図であり、空気のう９０は、タイヤ９１とリム９２とで画成されＰ１の内圧が充填された環状空間９３に、その半径方向内側部分がリム９２とタイヤ９１のビード部９９とによって固定される姿勢で収納される。
【０００４】
タイヤ９１がパンクしてランフラット走行を余儀なくされた状態になった場合、環状空間９３の内圧Ｐ１は低下してゼロに近くなり、空気のう９０は、その内外の圧力バランスが崩れたことにより、タイヤ内面を直接支持するよう膨張し、タイヤの荷重支持をタイヤから肩代わりする。
【０００５】
このように機能する空気のう９０は、中空部９４に充填された内圧Ｐ２に対抗してその形状を保持する本体部９５と、複数の補強層９７よりなる拡径抑制部９６とで構成され、拡径抑制部９６は、本体部９５の半径方向の拡張を抑制するよう作用する。ここで、一般的に、本体部９５は、ゴム単体もしくはゴムに繊維を含有させた複合体で構成され、また、補強層９７は、ゴムに繊維を含有させた複合体で構成される。
【０００６】
そして、拡径抑制部９６を構成する複数の補強層９７は、半径方向外側に位置する層ほど、幅方向両端のそれぞれが幅方向中央に寄るよう構成されていて、直下に隣接する層との間に階段状をなすステップｓを形成し、このことにより、空気のう９０の断面輪郭９０ａを、本体部９５から拡径抑制部９６にかけて、その接線の傾きαが連続的に変化する形状とすることができる。これは、もし、ステップｓを設けることなく、拡径抑制部９６の補強層９７をそれらの幅方向端が真っすぐ揃うよう積層した場合には、空気のう９０の断面輪郭９０ａの接線の傾きαは、拡径抑制部９６の幅方向端の位置で不連続となり、この不連続性は、製造過程において空気のうを金型内で加硫するに際し、ゴムの流れを不均一なものにして表面にしわを発生させる等のベア不良を発生させ、また、形状の不連続性に伴って剛性も拡径抑制部９６の幅方向端の位置で不連続となりことにより、パンクによって空気のう９０が膨張したとき、本体部９５はこの不連続部分で局所的に伸びが大きくなって劣化が速く進行し、それに伴い破断伸びも小さくなって故障しやすくなるからである。
【０００７】
かかる空気のうは次のような手順により製造されるのが一般的である。まず、図２に示すように、成型ドラム１０１及びブラダ１０２上にリング状の空気のう本体部材１０３を載置する。空気のう本体部材１０３は、他の成型ドラム等で予めリング状に形成してもよく、シート状の空気のう本体部材を成型ドラム１０１に巻き付け、ドラム周方向両端部を互いに接合してリング状にしてもよい。次いで、ブラダ１０２を膨らますと、図３に示すように、空気のう本体部材１０３の両幅端部がドラム径方向外側に持ち上げられる。
【０００８】
この状態で、ブラダ１０２をさらに膨らまし、ブラダ１０２で空気のう本体部材１０３の両幅端部を真上近くまで折り曲げたあと、円筒体１０４を幅方向外側から幅方向内側に向かって移動させると、ブラダ１０２は、その背面が円筒体１０４に押されて、円筒体１０４の半径方向内側に納められつつ幅方向内側に向かって移動し、この結果、図４に示すように、空気のう本体部材１０３は反転して折り返される。このような折返しを両幅端部に対して行って、図５に示すように、両幅端部をオーバーラップまたは突き合わせ、これらを互いに接合して未加硫の本体部９５を形成する。
【０００９】
次いで、拡径抑制部９６を形成するため、図６に示すように、未加硫の本体部９５の外側に、長尺補強層部材を巻き付けて最内に位置する未加硫補強層１０６ａを形成し、ついで、図７に示すように、未加硫補強層１０６ａの外側に、未加硫補強層１０６ａより狭幅の長尺補強層部材を巻き付けて未加硫補強層１０６ｂを形成し、同様にして、内側に隣接する層の幅より狭幅の補強層部材を順次巻き付けることにより、幅方向端部にステップｓが形成された拡径抑制部を形成する。そして、このようにして成形された未加硫の空気のうは金型内で加硫され製品の空気のう９０が形成される。
【００１０】
【特許文献１】国際公開第０２／４３９７５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のようにして形成される空気のう９０は、補強層９７をステップｓを設けて積層することによって、ベア不良の発生や、パンク時の局所的な本体部伸びの発生を防止できることは先に述べた通りであるが、一方、上記ステップｓを設けるためには、半径方向外側に配置される層ほど幅が順次狭くなるよう長尺補強部材を何種類も準備しなければならず、その分、生産効率の低下や在庫スペースの増加を招き好ましいものではなかった。
【００１２】
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、複数の補強層よりなる拡径抑制層の断面外輪郭の接線の傾きが、本体部のそれと連続するよう構成された空気のうを、補強層部材のサイズや種類の数を縮小して、生産効率を向上させ、在庫スペースを減少させ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】
【００１３】
＜１＞は、タイヤ内に収納され、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が充填された中空環状の安全タイヤ用空気のうにおいて、
クラウン部に複数の補強層よりなる拡径抑制部が設けられ、これらの補強層はいずれも同一の幅を有するとともに、各層は、その内側に隣接する層に対して幅方向いずれか一方の側にずれて積層されてなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１４】
＜２＞は、＜１＞において、前記補強層の２層以上をスパイラル状に連続させてなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１５】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、半径方向内外に隣接する前記補強層同士のずれ量を、2〜20mmとしてなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１６】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞いずれかにおいて、前記拡径抑制部の幅を、空気のう全幅の0.7〜1倍の範囲としてなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１７】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞いずれかにおいて、前記拡径抑制部の半径方向外側に、空気のう幅方向中央に隙間をおいて配置された対をなす表面層を一対以上積層してなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１８】
＜６＞は、＜１＞〜＜５＞いずれかにおいて、前記補強層および表面層を、ゴムを繊維で補強した複合体で形成してなる安全タイヤ用空気のうである。
【００１９】
＜７＞は、＜１＞〜＜５＞いずれかにおいて、前記補強層および表面層を、樹脂で形成してなる安全タイヤ用空気のうである。
【００２０】
＜８＞は、＜１＞〜＜５＞いずれかにおいて、前記補強層および表面層を、樹脂を繊維で補強した複合体で形成してなる安全タイヤ用空気のうである。
【００２１】
＜９＞は、＜１＞〜＜８＞いずれかの安全タイヤ用空気のうを有する安全タイヤである。
【発明の効果】
【００２２】
＜１＞によれば、拡径抑制部を構成する複数の補強層はいずれも同一の幅を有するよう構成したので、準備する補強層部材の種類を減らすことができ、そのための管理や搬送を簡素にして生産の効率化や在庫の縮小に寄与させることができ、また、各層は、その隣接する内側の層に対して幅方向の同じ側にずれて積層されているので、拡径抑制部と本体部との境界近傍において、外輪郭の接線の傾斜が不連続になることがなく、この部分にベアや局所的な伸びを発生させることもない。
【００２３】
＜２＞によれば、補強層の２層以上をスパイラル状に連続させて拡径抑制部を形成するので、各層を一層一層形成するのに対して補強層部材の巻き付けをより効率的に行うことができる。
【００２４】
＜３＞によれば、半径方向内外に隣接する補強層同士のずれ量を、2〜20mmとするものであり、このずれ量を２mm未満とした場合には、本体部から拡径抑制部に繋がる外輪郭を十分滑らかなものにすることができず、そのため、ベアや局所伸びを抑制するのが難しくなり、また、これを20mmを越えるものとした場合には、同じ枚数の補強層を積層しても、最大枚数が積層されている部分の幅（有効幅）が狭くなり、その分、剛性が低下する。
【００２５】
＜４＞は、前記拡径抑制部の幅を、空気のう全幅の0.7〜1倍の範囲とするものであり、この幅を空気のう全幅の0.7未満とした場合、空気のうの、横方向からの力に対する剛性が低いので、タイヤのサイドウォール部に横方向から外力が働いて損傷した場合、空気のうが均一に拡張せず、その結果、空気のう自身が片膨れして耐久性が低下したり、タイヤの内面の支持が不均一となりランフラット走行に支障が来したりする不具合を生じ、一方、これを、空気のう全幅の1倍を越えるものとした場合には、これは、拡径抑制部を最大幅に対応する半径方向高さより内側にまで延在させることを意味し、これでは、単に補強層を巻回して拡径抑制部を形成することができなくなってしまう。
【００２６】
＜５＞によれば、前記拡径抑制部の半径方向外側に、空気のう幅方向中央に隙間をおいて配置された左右の対をなす表面層を一対以上積層したので、詳細を後述するように、均一に拡張変形し、その結果、空気のう自身の片膨れを防止して、その耐久性を確保することができるとともに、タイヤの内面を全幅にわたって均一に支持することができる。
【００２７】
＜６＞によれば、前記補強層および表面層を、ゴムを繊維で補強した複合体で形成したので、通常走行時は、繊維の作用により、空気のうを所定の扁平形状に維持することができ、ランフラット走行時は、ゴムと繊維との複合作用により、空気のうがタイヤを直接支持するよう膨出変形させることができ、また、空気のうを成型する際には、ゴムの作用により部材の伸びを可能にし作業性を向上させることができる。
【００２８】
＜７＞によれば、前記補強層および表面層を、樹脂で形成したので、材料コストを低く抑えることができる。
【００２９】
＜８＞によれば、前記補強層および表面層を、樹脂を繊維で補強した複合体で形成したので、樹脂を用いることにより材料コストを低く抑え、さらにこれを繊維で補強することにより、高い初期剛性を得ることができる。
【００３０】
＜９＞によれば、この安全タイヤは上述した特徴を有するので、空気のうの生産の効率化や在庫の縮小に寄与させることができ、また、各層は、その隣接する内側の層に対して幅方向の同じ側にずれて積層されているので、拡径抑制部と本体部との境界近傍において、外輪郭の接線の傾斜が不連続になることがなく、この部分のベアや局所的な伸びの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図８は、安全タイヤ用空気のうを、タイヤ内に所定内圧が充填されて収納された状態で示す断面図であり、空気のう１０は、中空部１１に充填された内圧Ｐ２に対抗してその形状を保持する本体部１と、本体部１の半径方向の拡張を抑制する拡径抑制部２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体で構成され、また、拡径抑制部２は、複数の補強層３ａ、３ｂ、３ｃを含んで構成される。拡径抑制部２の最外に位置する補強層３ｃの外側に、幅方向中央に隙間を挟んで左右に配置された、対をなす表面層４ａ、４ｂの一対以上を設けるのが好ましい。また、補強層３ａ、３ｂ、３ｃおよび表面層４ａ、４ｂは、これらに引張り強さを付与する目的で、ゴムもしくは樹脂に繊維を含有させた複合体、あるいは、樹脂単体で構成するのが好ましい。
【００３２】
そして、拡径抑制部９６を構成する複数の補強層３ａ、３ｂ、３ｃは、同一の幅を有し、このことによって、準備する補強層部材の種類を少なくすることができ、生産性の向上ならびに在庫スペースの節減をもたらすことができる。また、補強層３ａ、３ｂ、３ｃは、半径方向外側に位置するほど、その幅方向中央が左右いずれか一方の側にずれてゆくように配置されていて、このことによって、空気のう１０の外輪郭１ｂが、本体部１から拡径抑制部２に滑らかに繋がるよう、すなわち、外輪郭の接線の傾きαが連続的に変化するようにすることができる。そして、このときのずれ量、すなわちステップｓの量は5〜20mmとするのが好ましい。
【００３３】
左右に離れて配置された表面層４ａ、４ｂによって形成される幅方向中央に位置する隙間ｄは隣接する左右の部分より剛性の低い低剛性部分となり、この部分はその低剛性ゆえに、パンク等によって環状空間１２の内圧P1の圧力の減少に伴って空気のう１０が拡張変形するに際し、内圧P2を受けて最初に伸長変形を開始する部分となる。そして、このように発生した空気のうの拡張変形は、低剛性部分に隣接する部分から徐々に幅方向外方に向かって拡大して行き、ついには、空気のう１０は、タイヤ内面の幅方向断面の全面にわたって均等に拡張変形することになる。
【００３４】
もし、空気のうの幅方向中央に低剛性部分を形成しなかった場合には、拡張変形を開始する部分が一定せず、例えば、幅方向端部に近い部分が最初にタイヤ内面に当接した場合には、空気のうは左右対称に拡張することができず、ランフラット走行時にタイヤを所期したように支持できないこと、あるいは、空気のうの耐久性の低下を招く等の問題を生じることとなる。
【００３５】
ここで、拡径抑制部の幅は、空気のう最大幅に対して0.7〜１の範囲にあるのが好ましい。
【００３６】
同一幅の複数の補強層を形成するには、図６、図７に示すように、これらを一層ずつ、未加硫の本体部に巻き付けることもできるが、複数の層を連続してスパイラル状に巻き付けると一回の巻き付け操作で複数の層を形成することができ、成型時の生産性を大幅に向上させることができ、しかも、このとき、スパイラル状巻き付けにおける1周ごとの幅方向移動ピッチをｓに設定することによって、ステップがｓとなる複数の層を簡易に形成することができる。
【実施例】
【００３７】
同一幅の補強層をステップｓを設けて積層した、互いに異なる構造の拡径抑制部を有する空気のうを試作してこれらを実施例１〜４とし、これらについて、空気のうの成型工程生産性、ベア発生率、局所伸び率、および、均一拡張性について評価を行った。また、これらの実施例とは異なる構造の拡径抑制部を有する２種類の空気のうをそれぞれ比較例１、２として試作し、これらについても実施例と同様の評価を行った。これらの例について、拡径抑制部の構造、寸法、並びに評価結果を表１にまとめた。
【００３８】
ここで、図９（ａ）〜（ｄ）は、拡径抑制部の構造を模式的に示すものであり、各例の構造がどの図番のものに対応するかを、表中の「拡径抑制部の構造」の欄にその図番を記した。また、表１中の各寸法を表す記号は図９（ａ）〜（ｄ）中の記号に対応する。なお、w1〜w4は補強層の幅を、ｂは表面層の幅を、ｄは、対をなす表面層の相互間の隙間の幅を、ｓはステップの幅をそれぞれ示す。
【００３９】
成型工程生産性は、空気のうのを成型するのに要するサイクルタイム、例えば、空気のう用部材の成型ドラム上での巻き付けを開始してから、これを成型ドラムから取り外すまでの時間の逆数とし、表１には、比較例１を100とする指数で表した。この指数が大きいほど生産性が高い。
【００４０】
ベア発生率は、各例について20本試作し、これらについてベアの発生を目視でチェックし、発生率を計算した。そして、この発生率を、比較例１を100としたときの指数として表1に示した。この指数が小さいほど、ベア発生率が低いことを意味している。
【００４１】
また、局所伸び率は、拡径抑制部の幅方向端での周方向伸びA（mm）が局所的に大きいか小さいかを表すものであり、空気のうの幅方向断面において、その最大幅位置での周方向伸びをB（mm）として、各例20本のタイヤについて、AおよびBを測定し、をA/Bを局所伸び率とした。そして、この局所伸び率を、比較例１を100としたときの指数として表1に示した、この指数が小さいほど、局所伸び率が低いことを意味している。
【００４２】
均一拡張性については、タイヤ内面に接触するまでの拡張時の均一性が悪いほど、空気のうがタイヤ内面を支持した状態における幅方向位置の、タイヤ内面中央と空気のう外周面中央とのずれ（センターずれ）が大きくなるので、このセンターずれの大きさを測定して、その逆数を均一拡張性を表す指標とした。表１には、均一拡張性として、センターずれの逆数を、比較例１のものを100とした指数で表した。この数値が大きい方が均一拡張性に優れることを意味する。
【００４３】
【表１】
2006341744.tif 000003
【００４４】
表１から明らかなように、比較例のものは、成型工程生産性、ベア発生率、局所伸び率のいずれかにおいて、問題があるのに対比して、実施例のものは、これらの評価項目のいずれにおいても優れた結果を示しており、また、そのうち、一対の表面層を配置したものに関しては、均一拡張性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の空気のうは、サイズや構造の異なる種々の空気入りタイヤに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の空気のうを、タイヤに収納した状態で示す断面図である。
【図２】従来の空気のうの製造方法を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。
【図８】本発明に係る空気のうを、タイヤに収納した状態で示す断面図である。
【図９】拡径抑制部の構造を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    本体部
１ｂ    空気のうの外輪郭
２    拡径抑制部
３ａ、３ｂ、３ｃ    補強層
４ａ、４ｂ    表面層
１０    空気のう
１１    中空部
１２    環状空間
２１    タイヤ
２２    リム
ｄ    隙間
ｓ    ステップ
α    空気のうの外輪郭の接線の傾き
【図１】
2006341744.tif 000004
【図２】
2006341744.tif 000005
【図３】
2006341744.tif 000006
【図４】
2006341744.tif 000007
【図５】
2006341744.tif 000008
【図６】
2006341744.tif 000009
【図７】
2006341744.tif 000010
【図８】
2006341744.tif 000011
【図９】
2006341744.tif 000012