(57)【要約】【課題】タイヤ・リム組立体において、タイヤ内部空間の空気の漏洩を抑制しつつ、タイヤ・リム組立体を組み立てるとき、タイヤとインナー材の間の空気をタイヤ外部空間に円滑に排出できるようにする。【解決手段】  一対のリムフランジ２０を有するリム２と、リムフランジ２０に組み付けられる一対のビード部１０を有するタイヤ１を備えるタイヤ・リム組立体５であって、タイヤ１内面に配置されてタイヤ１内部空間の空気の漏洩を抑制する膨張可能な熱可塑性樹脂製のインナー材３を備える。インナー材３は、タイヤ１のビード部１０とリム２の間に挟まれて係止される係止部３２と、タイヤ１に接する側の少なくとも係止部３２に配置されるタイヤ１とインナー材３の間の空気をタイヤ１外部空間に排出する空気排出路３３と、を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のリムフランジを有するリムと、リムフランジに組み付けられる一対のビード部を有するタイヤを備えるタイヤ・リム組立体であって、
タイヤ内面に配置されてタイヤ内部空間の空気の漏洩を抑制する膨張可能な熱可塑性樹脂製のインナー材を備え、
インナー材は、タイヤのビード部とリムの間に挟まれて係止される係止部と、タイヤに接する側の少なくとも係止部に配置されるタイヤとインナー材の間の空気をタイヤ外部空間に排出する空気排出路と、を有することを特徴とするタイヤ・リム組立体。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ・リム組立体において、
空気排出路は、溝であることを特徴とするタイヤ・リム組立体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ・リム組立体において、
空気排出路は、タイヤのビード部のビードトゥのトゥ先に接する箇所からタイヤ幅方向外側に向かって配置されることを特徴とするタイヤ・リム組立体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ・リム組立体において、
空気排出路の断面積は、タイヤ幅方向外側の外部空間側に向かって徐々に大きくなることを特徴とするタイヤ・リム組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リムとタイヤを備えるタイヤ・リム組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、一対のサイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部、及びカーカスを有する。カーカスは、ビード部とサイドウォール部とトレッド部にわたって配置されてトロイド状に延びる。
タイヤにおいては、一般に、タイヤ内部空間の空気の漏洩を抑制するため、タイヤ内面にブチル系ゴムのインナーライナーを配置することが知られている。
【０００３】
しかし、タイヤ内面にインナーライナーを配置するタイヤにおいて、タイヤ内部空間の空気の漏洩を防ぐためには、インナーライナーを厚くする必要があり、タイヤの重量に占めるインナーライナーの重量の割合が大きくなる。そのため、タイヤを軽量化して燃費を向上させる上で障害になっている。また、ブチル系ゴムを使用するインナーライナーは、その材料費の高額化及びタイヤ製造時のコストの上昇を招いている。
【０００４】
そこで、特許文献１では、タイヤ内面のインナーライナーを省略し、タイヤとは別体の樹脂材料からなるインナーリングを、タイヤ内面及びリムの一対のリムフランジ間にわたって配置するタイヤ・リム組立体が提案されている。
【０００５】
このタイヤ・リム組立体を組み立てるときには、インナーリングが取り付けられたリムにタイヤを装着し、インナーリングをタイヤ内部空間に挿入する。その後、インナーリングの内部に空気を注入してインナーリングを膨張させることで、インナーリングがタイヤ内面に沿ってその全域を覆う。インナーリングにより、タイヤ内部空間の空気の漏洩が抑制されて、タイヤ内部空間が所定の空気圧にて保持される。
【０００６】
インナーリングを膨張させる際には、タイヤとインナーリングの間の空気をタイヤ外部空間に排出させて、残留する空気をなくす必要がある。しかしながら、このタイヤ・リム組立体では、インナーリングのタイヤ幅方向の両端部が、タイヤのビード部とリムのリムフランジに挟まれて係止されるので、ここから空気を排出するのが難しい。このため、タイヤとインナーリングの間の空気が排出できなくなる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−８４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、タイヤ・リム組立体において、タイヤ内部空間の空気の漏洩を抑制しつつ、タイヤ・リム組立体を組み立てるとき、タイヤとインナー材の間の空気をタイヤ外部空間に円滑に排出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一対のリムフランジを有するリムと、リムフランジに組み付けられる一対のビード部を有するタイヤを備えるタイヤ・リム組立体であって、タイヤ内面に配置されてタイヤ内部空間の空気の漏洩を抑制する膨張可能な熱可塑性樹脂製のインナー材を備え、インナー材は、タイヤのビード部とリムの間に挟まれて係止される係止部と、タイヤに接する側の少なくとも係止部に配置されるタイヤとインナー材の間の空気をタイヤ外部空間に排出する空気排出路と、を有するタイヤ・リム組立体である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤ内部空間の空気の漏洩を抑制しつつ、タイヤ・リム組立体を組み立てるとき、タイヤとインナー材の間の空気をタイヤ外部空間に円滑に排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のタイヤ・リム組立体の断面図である。
【図２】本実施形態のタイヤ・リム組立体のタイヤの断面図である。
【図３】タイヤのビード部の断面図である。
【図４】本実施形態のタイヤ・リム組立体のリムの断面図である。
【図５】本実施形態のタイヤ・リム組立体のインナー材の断面図である。
【図６】インナー材の空気排出路を示す説明図である。
【図７】インナー材の空気排出路を示す説明図である。
【図８】インナー材の空気排出路の空気の排出状態を示す説明図である。
【図９】タイヤ・リム組立体の組み立て工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のタイヤ・リム組立体の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ・リム組立体の断面図である。図２は、本実施形態のタイヤ・リム組立体のタイヤの断面図である。図３は、タイヤのビード部の断面図である。図４は、本実施形態のタイヤ・リム組立体のリムの断面図である。
【００１３】
タイヤ・リム組立体５は、図１に示すように、一対のリムフランジ２０を有するリム２と、リムフランジ２０に組み付けられる一対のビード部１０を有するタイヤ１を備える。
なお、本実施形態では、タイヤ１は空気入りタイヤである。
【００１４】
タイヤ１は、図２に示すように、一対のビード部１０、ビード部１０からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部１１、一対のサイドウォール部１１間にまたがって延びるトレッド部１２、カーカス１３、及びベルト１４を有する。カーカス１３は、ビード部１０とサイドウォール部１１とトレッド部１２にわたって配置されてトロイド状に延びる。なお、カーカス１３は１枚に限らず、２枚以上の複数枚でもよい。カーカス１３は、タイヤ１の骨格をなしている。ベルト１４は、複数のベルト層からなり、トレッド部１２のカーカス１３のタイヤ径方向外側に配置される。なお、ベルト１４のベルト層の枚数は限定されず、１枚でもまた複数枚でもよい。
【００１５】
このタイヤ１では、カーカス１３の内側のタイヤ１内面に、従来のブチル系ゴムのインナーライナーが配置されていない。
【００１６】
タイヤ１のビード部１０は、図３に示すように、タイヤ幅方向内側に位置するビードトゥ１０ａ、タイヤ幅方向外側に位置するビードヒール１０ｂ、ビードトゥ１０ａとビードヒール１０ｂの間に位置するビードベース１０ｃを有する。ビードトゥ１０ａの先端のビードベース１０ｃに接する角部がトゥ先１０ｄである。
【００１７】
ビード部１０には、環状のビードコア１５がタイヤ周方向に沿って埋設される。カーカス１３は、ビードコア１５に沿ってタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されて、ビードコア１５を包み込むように配置される。ビードコア１５を包み込むように配置されるカーカス１３のタイヤ幅方向内側と外側には、ビード部１０を補強する補強層１６をそれぞれ配置する。なお、補強層１６は、必要に応じて複数配置するようにしてもよく、また逆になくすようにしてもよい。
【００１８】
リム２は、図４に示すように、タイヤ幅方向の両側それぞれに、タイヤ１のビード部１０のビードベース１０ｃを受けるリムベース２１、リムベース２１のタイヤ幅方向外側に位置してタイヤ１のビード部１０のビードヒール１０ｂを保持するリムフランジ２０を有する。タイヤ１は、リム２のタイヤ幅方向の両側のリムフランジ２０間に装着される。リム２には、図示していないが、タイヤ１内部空間に空気を注入するためのバルブを設ける。なお、リム２の形状は、図示したものに限定されない。
【００１９】
タイヤ・リム組立体５は、膨張可能な熱可塑性樹脂製のインナー材３を備える。インナー材３は、少なくともタイヤ１内面に配置されてタイヤ１内部空間の空気の漏洩を抑制する環状の空気保持層である。また、ここでは、インナー材３は、積層された複数の薄い層を有する複層材である。
【００２０】
図５は、本実施形態のタイヤ・リム組立体のインナー材の断面図である。
インナー材３は、図５に示すように、タイヤ１内面に沿ってその全域を覆うようにタイヤ１内面に配置される内側本体部３０と、内側本体部３０の両端につながってタイヤ幅方向外側に延びる一対の外側縁部３１を有する。内側本体部３０は、タイヤ１内面より僅かに小さい大きさに形成されている。
外側縁部３１は、タイヤ・リム組立体５を組み立てるとき、タイヤ１のビード部１０とリム２の間に挟まれて係止される係止部３２を有する。即ち、係止部３２は、タイヤ１のビード部１０のビードベース１０ｃとリム２のリムベース２１の間、及びタイヤ１のビード部１０のビードヒール１０ｂとリム２のリムフランジ２０の間に挟まれて係止される。
【００２１】
ここで、熱可塑性樹脂とは、温度上昇とともに材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になる高分子化合物をいい、熱可塑性エラストマーも含まれる。ただし、熱可塑性樹脂には、従来の天然ゴムや合成ゴムなどの加硫ゴムは含まれない。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６４１８：２００７に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、若しくはその他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）などが挙げられる。
【００２２】
インナー材３の厚みは、１００μｍ以上、３ｍｍ以下である。
インナー材３の厚みが１００μｍよりも薄くなると、タイヤ１内部空間の空気の漏洩を抑制する性能に影響が生じる虞がある。また、インナー材３の厚みが３ｍｍよりも厚くなると、インナー材３の重量が大きくなり、タイヤ１の軽量化を図るのが難しくなる。
【００２３】
図６は、インナー材の空気排出路を示す説明図であり、図６Ａは、図５に示す矢印Ａから見た空気排出路の説明図、図６Ｂは、図５に示す矢印Ｂから見た空気排出路の説明図である。図７は、インナー材の空気排出路を示す説明図であり、図７Ａは、図５に示す矢印Ｂから見た別の空気排出路の説明図、図７Ｂは、図５に示す矢印Ｂから見た別の空気排出路の説明図である。
【００２４】
インナー材３は、外側縁部３１において、タイヤ１に接する側の少なくとも係止部３２に配置されるタイヤ１とインナー材３の間の空気をタイヤ１外部空間に排出する空気排出路３３を有する。
空気排出路３３は、例えば、タイヤ・リム組立体５を組み立てたとき、タイヤ１とインナー材３の間の空間とタイヤ１外部空間とを連通する複数の溝である。この複数の空気排出路３３は、図６Ａに示すように、インナー材３の外側縁部３１のタイヤ１に接する側に、タイヤ周方向全周にわたって等間隔に配置される。複数の空気排出路３３は、図６Ｂに示すように、インナー材３に、タイヤ幅方向に対して平面視で斜めに向かう形にする。なお、空気排出路３３は、斜めに向かう形に限定されるものではなく、図７Ａに示すように、タイヤ幅方向に対して平面視で真っ直ぐに向かう形にしてもよく、また、図７Ｂに示すように、２つの異なる斜めに向かうものを交差させた形（空気排出路３３が交差する形）にしてもよい。
【００２５】
また、空気排出路３３は、溝に限定されるものではなく、インナー材３の外側縁部３１のタイヤ１に接する側の少なくとも係止部３２に複数の突起を配置し、この複数の突起の間にできる空間を空気排出路３３にしてもよい。
【００２６】
空気排出路３３は、インナー材３に配置される。その理由は、空気排出路３３をインナー材３に配置するのではなく、タイヤ１のビード部１０に配置すると、インナー材３が空気排出路３３内に入り込む。そのため、インナー材３が変形して、インナー材３によるタイヤ１のビード部１０とリム２の間の気密性が低下する虞があるためである。これに対し、空気排出路３３をインナー材３に配置することで、インナー材３によるタイヤ１のビード部１０とリム２の間の気密性が低下するのを防ぐとともに、インナー材３に空気排出路３３を容易に作製できる。
【００２７】
図８は、インナー材の空気排出路の空気の排出状態を示す説明図である。
空気排出路３３は、インナー材３の外側縁部３１において、図８に示すように、係止部３２を含むタイヤ１のビードトゥ１０ａのトゥ先１０ｄに接する箇所からタイヤ幅方向外側に向かいタイヤ１外部空間まで達するように配置する。これにより、タイヤ・リム組立体５を組み立てるとき、空気排出路３３によって、タイヤ１とインナー材３の間の空気をタイヤ１外部空間に円滑に排出できる。
なお、タイヤ１外部空間に排出される空気の流れは、図中において矢印で示している。
【００２８】
また、空気排出路３３は、インナー材３の外側縁部３１において、タイヤ１のビード部１０のビードトゥ１０ａのトゥ先１０ｄに接する箇所からタイヤ幅方向外側に向かって配置される。これに対し、タイヤ１のビード部１０のビードトゥ１０ａのトゥ先１０ｄに接する箇所よりも内側のインナー材３の内側本体部３０側にも空気排出路３３を配置してもよい。この内側本体部３０側に配置する空気排出路３３は、外側縁部３１側に配置する空気排出路３３と連通する。
【００２９】
空気排出路３３の断面積は、タイヤ１のビード部１０のビードトゥ１０ａのトゥ先１０ａに接する箇所からタイヤ幅方向外側に向かい外部の空間まで達する箇所まで、すべて同じ大きさにしている。断面積を同じ大きさにすると、空気排出路３３の作製が容易になることから、インナー材３の製作コストの低減を図ることができる。
ただし、空気排出路３３は、これに限定されるものではない。例えば、空気排出路３３の断面積をタイヤ幅方向外側のタイヤ１外部空間側に向かって徐々に大きくする。空気排出路３３の断面積を大きくするときには、例えば、空気排出路３３の深さを徐々に深く、あるいは空気排出路３３の幅を徐々に大きく、あるいは空気排出路３３の深さと幅の両方を大きくする。このように、空気排出路３３の断面積をタイヤ幅方向外側のタイヤ１外部空間側に向かって徐々に大きくすると、空気排出路３３内を流れる空気が途中で滞留するのを防止できる。なお、空気排出路３３の断面積は、空気排出路３３の延びる方向に直交する断面における空気排出路３３の面積である。
【００３０】
次に、本実施形態のタイヤ・リム組立体の組み立て工程について説明する。
図９は、組み立て工程の説明図であり、図９Ａは、インナー材をタイヤ内部空間に挿入した状態を示す説明図、図９Ｂは、タイヤをリムに装着した状態を示す説明図、図９Ｃは、インナー材が膨張した状態を示す説明図である。なお、図９ではタイヤ１の内部構造を省略している。
【００３１】
タイヤ・リム組立体５の組み立ては、図９Ａに示すように、加硫済みのタイヤ１において、タイヤ１内部空間に、タイヤ１内面より僅かに小さい大きさのインナー材３を挿入する。続いて、図９Ｂに示すように、インナー材３を挿入したタイヤ１をリム２に装着する。これに伴い、タイヤ１のビード部１０とリム２の間にインナー材３の外側縁部３１が挟まれて、係止部３２が係止される。
【００３２】
次に、リム２に設けるバルブから、タイヤ１内部空間に挿入したインナー材３内部に空気を注入する。図９Ｃに示すように、注入した空気により、インナー材３を膨張させる。その際、膨張するインナー材３の内側本体部３０が、タイヤ１内面に沿ってその全域を覆うようにタイヤ１内面に配置されながらタイヤ１を押し広げる。インナー材３の膨張によって、タイヤ１とインナー材３の間の空気がインナー材３の空気排出路３３を通ってタイヤ１外部空間に排出される。
これによって、タイヤ１内部空間のインナー材３内部の空気の漏洩を抑制しつつ、タイヤ１とインナー材３の間の空気をタイヤ１外部空間に排出する。空気排出路３３による空気の排出により、タイヤ１とインナー材３の間の空気の残留が防止される。
【００３３】
以上、説明したように、本実施形態のタイヤ・リム組立体５によれば、タイヤ１内面に、膨張可能な熱可塑性樹脂製のインナー材３を配置することから、インナー材３によって、タイヤ１内部空間の空気の漏洩を抑制することができる。
インナー材３は、熱可塑性樹脂製であるため、その厚みを従来のブチル系ゴムのインナーライナーと比べて薄くできることから、タイヤ１の重量に占めるインナー材３の重量の割合を小さくすることができ、タイヤ１の軽量化を図ることができる。
また、インナー材３は、タイヤ１のビード部１０とリム２の間に係止部３２を挟んで係止するだけでタイヤ１内面に装着できることから、従来のインナーライナーをタイヤ１内面に装着する作業をなくすことができ、タイヤ１製造時のコストを削減できる。
また、インナー材３は、空気排出路３３をタイヤ１に接する側の少なくとも係止部３２に配置していることから、タイヤ・リム組立体５を組み立てたとき、インナー材３とリム２の間からタイヤ１内部空間の空気が漏れるのをなくすとともに、タイヤ１とインナー材３の間の空気のみをタイヤ１外部空間に円滑に排出させることができる。
【００３４】
なお、本実施形態のタイヤ・リム組立体５は、乗用車用として、あるいはトラック・バス用として、あるいはその他の種々の車両用として使用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・タイヤ、２・・・リム、３・・・インナー材、５・・・タイヤ・リム組立体、１０・・・ビード部、１０ａ・・・ビードトゥ、１０ｂ・・・ビードヒール、１０ｃ・・・ビードベース、１０ｄ・・・トゥ先、１１・・・サイドウォール部、１２・・・トレッド部、１３・・・カーカス、１４・・・ベルト、１５・・・ビードコア、１６・・・補強層、２０・・・リムフランジ、２１・・・リムベース、３０・・・内側本体部、３１・・・外側縁部、３２・・・係止部、３３・・・空気排出路。
【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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【図８】
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【図９】
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