(57)【要約】【課題】リム等に接触するベース域への皺の発生を防止する。【解決手段】  中空円環状のゴムからなり、タイヤの内部に収容されて、内圧の充填下で荷重の支持に寄与するものであり、幅方向断面内で内周側に位置するベース域２の、チューブ赤道面Ｅとの交差位置ｃでの肉厚ｔを、外周側に位置するクラウン域３の、チューブ赤道面Ｅとの交差位置Ｃでの肉厚Ｔより薄くするとともに、それらの両位置ｃ、Ｃの間で肉厚を漸次変化させてなる。【選択図】図１
2006321324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円環状の弾性体からなり、タイヤの内部に収容されて、内圧の充填下で荷重の支持に寄与するタイヤ用チューブであって、
幅方向断面内で内周側に位置するベース域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚を、外周側に位置するクラウン域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚より薄くするとともに、それらの両位置間で肉厚を漸次変化させてなるタイヤ用チューブ。
【請求項２】
中空円環状の弾性体からなり、タイヤの内部に収容されて、内圧の充填下で荷重の支持に寄与するタイヤ用チューブであって、
幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面に対して対称に形成するとともに、その断面内で内周側に位置するベース域の曲率半径を、外周側に位置するクラウン域のそれより大きくしてなるタイヤ用チューブ。
【請求項３】
中空円環状の弾性体からなり、タイヤの内部に収容されて、内圧の充填下で荷重の支持に寄与するタイヤ用チューブであって、
幅方向断面内で内周側に位置するベース域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚を、外周側に位置するクラウン域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚より薄くし、それらの両位置間で肉厚を漸次変化させるとともに、その幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面に対して対称に形成し、かつ、同断面内でのベース域の曲率半径を、クラウン域のそれより大きくしてなるタイヤ用チューブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用チューブを内部に収容してなるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は空気入りタイヤ、なかでも偏平率が６０％以下のタイヤに用いて好適なタイヤ用チューブおよびそれを用いたタイヤに関するものであり、とくには、内圧の充填に伴うチューブへの皺の発生を防止する技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
適用リムに装着されたタイヤ内へ収容されて、内圧の充填下で荷重の支持に寄与するタイヤ用チューブとしては、たとえば、特許文献１〜３に記載されたものがある。
ここで、特許文献１に記載されたタイヤ用チューブは、チューブの耐久性を向上させるとともに、チューブの軽量化を達成することを目的として、内圧０．０２ｋｇｆ／ｃｍ２を加えたときの側面よりみた最大半径が該チューブを使用するタイヤのクラウン部内面位置における負荷半径より小さく、且つチューブの最大幅に対する厚みの比率がチューブ断面の各位置で０．９％〜１．０％の範囲にあることを特徴とするものであり、また、特許文献２に記載されたタイヤ用チューブは、パンクを効果的に防止することを目的に、タイヤサイド部に相当する部分の肉厚を最大ゲージにし、この厚肉部分からビード部とショルダー部との両側部分に向けて徐々にゲージダウンしたものであり、そして特許文献３に記載されたタイヤ用チューブは、チューブの軽量かつ低コスト化を目的として、気体注入孔を備えた中空ドーナツ状弾性体からなり、タイヤの内部に装入して使用されるタイヤ用チューブにおいて、ゴムゲージがタイヤ周方向に不均一であり、かつ、前記気体注入孔近傍で最も薄く形成されていることを特徴とするものである。
【特許文献１】特開平５−１６９９０８号公報
【特許文献２】特開平１１−５４０５号公報
【特許文献３】特開２００４−８２８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、従来のこれらのタイヤ用チューブはいずれも、車両用タイヤの近年の偏平化傾向に十分に対応させることができず、たとえば、従来構造のタイヤ用チューブを、タイヤの偏平化に応じて偏平化させた場合には、そこへの内圧の充填に伴って、それの内周側に位置するベース域、いいかえれば、タイヤに装着したリムとの接触面側に皺が発生し、これがタイヤ用チューブの破損の一因となるという問題があった。
【０００４】
これをいいかえれば、偏平率が１００％の、真円に近い横断面形状を有するチューブでは、そこへの内圧の充填に伴って、前記ベース域には理論的には円周方向の圧縮力が作用することになるも、そこでは、チューブの横断面内のペリフェリ方向の引張力が十分に発生するため、この引張力と、ポアソン効果による、チューブ円周方向の圧縮力を吸収し得るだけの引張力の作用によってベース域への皺の発生を回避することができる。
【０００５】
ところで、タイヤの偏平化に伴って、タイヤ内部でのチューブの膨張空間が低減されると、チューブの局部的な膨張を回避するべく、チューブを、タイヤの内部形状に応じた偏平形状とすることが必要になるも、偏平化させたチューブでは、それの横断面内の側部域の曲率半径が、ベース域および、ベース域に対抗して位置するクラウン域のそれより小さくなって、チューブへの内圧の充填初期には、その側部域がペリフェリ方向へ集中的に伸長することになる一方で、ベース域には、ペリフェリ方向への伸長がほとんど発生しないので、上述したようなポアソン効果もまたほとんど発生せず、これがため、ベース域に作用する円周方向の圧縮力を有効に吸収することができなくなって、そのベース域に皺が発生することになる。
【０００６】
そして、このようにして発生する皺は、チューブが、タイヤ内面やリムに一旦接触した後は、解消されることなくそのまま残留することになるため、その皺を起点とするチューブの破損が生じ易くなる。
【０００７】
そこでの発明は、チューブの横断面内のベース域に、ペリフェリ方向の引張力を十分に確保することで、そのベース域への皺の発生を有効に防止できるタイヤ用チューブ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】
【０００８】
この発明は、タイヤ用チューブのような膜体への内圧の充填に伴ってそのチューブに発生する張力は、充填圧力、膜厚み、横断面内での曲率半径によって変化し、チューブのベース域での、前記ペリフェリ方向の引張力は、充填圧力を高めること、膜厚みを薄くすることおよび曲率半径を大きくすることで大きくできるとの新たな知見の下で、充填圧力それ自体はタイヤまたはチューブ毎に定まるものであって、設計段階でコントロールできる要件ではない点を考慮してなされたものであり、この発明に係る一のタイヤ用チューブは、中空円環状の弾性体からなり、リムに装着された、たとえば偏平率が６０％以下のタイヤの内部に収容されて、内圧の充填下で荷重の支持に寄与するものであり、たとえば２．０ｋＰａの内圧を充填してチューブに定型性ないしは保形性を付与したチューブ姿勢において、幅方向断面内で内周側に位置するベース域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚を、外周側に位置するクラウン域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚より薄くするとともに、それらの両位置間で肉厚を漸次変化させてなるものである。
【０００９】
また、他のタイヤ用チューブの特徴とするところは、たとえば２．０ｋＰａの内圧を充填して、チューブに定型性ないしは保形性を付与した姿勢における、幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面に対して対称に形成するとともに、その断面内で内周側に位置するベース域の、通常は肉厚中心を通る曲率半径を、外周側に位置するクラウン域の同様の曲率半径より大きくしたところにある。
【００１０】
さらに他のタイヤ用チューブの特徴とするところは、これもたとえば、チューブに、先に述べたと同様の定型性もしくは保形性を付与した姿勢の下で、幅方向断面内で内周側に位置するベース域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚を、外周側に位置するクラウン域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚より薄くし、それらの両位置の間で肉厚を漸次変化させるとともに、その幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面に対して対称に形成し、かつ、同断面内でのベース域の曲率半径を、クラウン域のそれより大きくしたところにある。
【００１１】
そしてまた、この発明に係るタイヤは、リムへの装着姿勢にあって、先に述べたいずれかのタイヤ用チューブを内部に収容してなるものである。
【発明の効果】
【００１２】
チューブ赤道面との交差位置での、ベース域の肉厚をクラウン域のそれより、好ましくは５〜７５％の範囲で、より好ましくは２０〜６０％薄くしたこの発明のタイヤ用チューブでは、先にも述べたように、ベース域の、幅方向断面内でのペリフェリ方向の引張力を高めることができ、これにより、そのベース域に、円周方向の圧縮力に勝る引張力を作用させてそこへの皺の発生を有効に防止することができる。
【００１３】
従って、このタイヤ用チューブでは、そこへの内圧の充填に伴ってそれが、タイヤの内面やリムに接触する場合に、その接触部分に皺が残留するおそれを十分に取り除いて、チューブの耐久性を大きく向上させることができる。
なおここで、肉厚の差を５％未満としたときは、ベース域の、幅方向断面内でのペリフェリ方向の引張力を所期したほどには高め得ないおそれがあり、その差が７５％を越えると、チューブ本来の荷重支持能力を十分に発揮し得なくなるおそれがある。
【００１４】
また、幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面に対して対称に形成するとともに、その断面内でのベース域の曲率半径を、クラウン域のそれより、好ましくは１０５％以上大きくした他のタイヤ用チューブでは、これも先に述べたように、曲率半径の大きいベース域に、幅方向断面内のペリフェリ方向の大きな引張力を発生させることができ、この結果として、十分な円周方向引張力を惹起させて、ベース域への皺の発生を有効に防止することができる。
なおここで、ベース域の曲率半径をクラウン域のそれの１０５％未満としたときは、チューブの種類によっては、そのベース域に発生する、幅方向断面内のペリフェリ方向の引張力を、所期したほどには高め得ないおそれがある。
【００１５】
そしてさらに、上述したそれぞれのタイヤ用チューブの特徴的な構成を組み合わせてなる、この発明に係るさらに他のタイヤ用チューブでは、それぞれの特徴的構成の相乗効果の下で、ベース域への皺の発生を、より一層効果的に防止することができる。
【００１６】
以上のことは、上述したいずれかのタイヤ用チューブを内部に収容したタイヤについても同様であり、チューブのすぐれた耐久性の下で、タイヤに、所要の荷重支持能力を、長期間にわたって継続的に発揮させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態を示す斜視図および断面図であり、たとえば、偏平率を４０％としてなり、加圧気体の給排口を省いて示すこのタイヤ用チューブは、たとえば２．０ｋＰａの内圧を充填した定型性の付与下で図１（ｂ）に示すような断面形状等を有する。
【００１８】
ここでは、中空円環状の弾性体、たとえばゴムからなり、タイヤの内部に収容されるこのタイヤ用チューブ１を、それの内周側の、リム組みタイヤではリムに向くベース域２の、チューブ赤道面Ｅとの交差位置ｃでの肉厚ｔを、それの外周側のクラウン域３の、チューブ赤道面Ｅとの交差位置Ｃでの肉厚Ｔに対して、好ましくは、５〜７５％薄肉とし、それらの両位置ｃ、Ｃ間で肉厚を漸次変化させる。
【００１９】
このようなタイヤ用チューブによれば、リム組みタイヤの内部へのそれの収容状態で、そのチューブ１に図外の給排気口を介して所定の気体圧、たとえば空気圧を充填した場合に、ベース域２への皺の発生を、そのベース域２の薄肉化の故に十分に防止することができ、これにより、そのベース域２を、そこへの皺の残留なしにリム等に接触させることができるので、タイヤ用チューブの耐久性を大きく向上させることができる。
【００２０】
図２は、タイヤ用チューブの他の実施形態を示す図１（ｂ）と同様の断面図であり、これは、チューブ１内へ、２．０ｋＰａの内圧を充填してそれに定型性を付与した姿勢の下で、それの幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面Ｅに対して対称に形成するとともに、その断面内で内周側に位置するベース域１２の、少なくとも、チューブ赤道面Ｅを中心としてチューブ幅Ｗの８０％の範囲の、肉厚中心線の曲率半径Ｒを、外周側に位置するクラウン域１３の、少なくとも、チューブ赤道面Ｅを中心としてチューブ幅Ｗの８０％の範囲の、肉厚中心線の曲率半径ｒのそれより、たとえば２倍大きくしたものである。
なおこのタイヤ用チューブ１では、幅方向断面内でのそれの肉厚を、全周にわたって均一にしている。
【００２１】
かかるチューブ１によれば、ベース域１２の曲率半径を大きくしたことにより、そのベース域１２に作用する円周方向の引張力を十分大ならしめて、ベース域１２への皺の発生を有効に防止することができる。
【００２２】
図３に示す、さらに他のタイヤ用チューブは、上述したそれぞれのタイヤ用チューブの構成を組み合わせてなるものであり、幅方向断面内での内外輪郭形状をチューブ赤道面Ｅに対して対称に形成するとともに、ベース域２２の肉厚ｔ０を、クラウン域２３の肉厚Ｔ０より薄くし、併せて、ベース域２２の曲率半径Ｒ０をクラウン域２３の曲率半径ｒoより大きくしたものである。このタイヤ用チューブ1によれば、内圧の充填に伴う、ベース域２２への皺の発生を一層効果的に防止することができる。
【００２３】
そして図４は、この発明に係るタイヤの実施形態を示す幅方向断面図であり、これは、リムＲＩを装着した、たとえば農業用のタイヤＴＩの内部に、先に述べたいずれかのタイヤチューブ、たとえば図２に示すタイヤ用チューブ1を、定型性を確保できる程度の内圧、たとえば、２．０ｋＰａの空気圧を充填した状態で示したものである。
ここに示すタイヤ用チューブ1では、前述したように、そこへの所定の内圧の充填に際し、ベース域１２の曲率半径Ｒを、クラウン域１３の曲率半径ｒより大きくしていることにより、リム内面およびリムＲＩに接触するそのベース域１２への皺の発生が有効に防止されることになるので、それを荷重の支持に寄与させてチューブ１にすぐれた耐久性を発揮させることができる。
【実施例】
【００２４】
サイズが３２０/６０-２６の農業タイヤ用チューブ（ここで、扁平率６０％は農業用タイヤそれ自体の扁平率であるのでタイヤ内部に収容するチューブの扁平率は約４０％となる）において、ベース域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚を２．０ｍｍ、クラウン域の、チューブ赤道面との交差位置での肉厚を３．０ｍｍとした実施例チューブ１と、ベース域およびクラウン域の同様の肉厚をともに３．０ｍｍとする一方で、２．０ｋＰａの内圧充填時の、ベース域の曲率半径を５００ｍｍ、クラウン域の曲率半径を３５０ｍｍとした実施例チューブ２と、ベース域およびクラウン域の肉厚をともに３．０ｍｍとするとともに、同様の内圧条件で、それら両者の曲率半径をともに３５０ｍｍとした従来チューブとのそれぞれにつき、充填内圧をパラメータとして、ベース域への皺の発生の有無を試験したところ表１に示す結果を得た。
【００２５】
【表１】
2006321324.tif 000003
【００２６】
なお、表１に示す充填内圧は、タイヤの使用時の所定内圧に比して相当小さい値となっているが、タイヤ用チューブは、小さな内圧の充填下で皺が発生し、それがそのままの状態で一旦リム等に接触すると、その後の高内圧の充填によっても、皺が解消されることがなく、チューブの耐久性が低下するので、ここでは、チューブが膨張してそれがリムに接触する時点で、皺が消滅しているか又は皺が発生していないかを見極めるべく、小さな充填内圧を用いて試験を行っている。
【００２７】
表１によれば、実施例チューブ１は、１２ｋＰａまでの充填内圧に至るまでの間で、それのベース域をリム等に接触させることで、そのベース域への皺の残留を十分に防止できることが明らかであり、また、実施例チューブ２では、内圧の充填に伴って一旦発生した皺が８ｋＰａ以上の内圧を充填することで消滅するので、８ｋＰａ以上の内圧の充填条件下で、それのベース域をリム等に接触させることで皺の残留を防止できることが解かる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態を示す斜視図および断面図である。
【図２】他の実施形態を示す図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図３】さらに他の実施形態を示す図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図４】この発明に係るタイヤの実施形態を示す幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  タイヤ用チューブ
２，１２，２２  ベース域
３，１３，２３  クラウン域
ｔ，ｔｏ，Ｔ，Ｔｏ  肉厚
Ｒ，Ｒｏ，ｒ，ｒｏ  曲率半径
ＲＩ  リム
ＴＩ  タイヤ
【図１】
2006321324.tif 000004
【図２】
2006321324.tif 000005
【図３】
2006321324.tif 000006
【図４】
2006321324.tif 000007