(57)【要約】【課題】加硫成形時のモールド咬みを無くして不良率を低減することのできる安全タイヤ用未加硫空気のう並びにこれを用いた加硫済空気のう及び安全タイヤを提供する。【解決手段】安全タイヤ用未加硫空気のう１は、中空円環状の弾性体からなり、加硫成型された後に安全タイヤの内部に収容され、所定の内圧を充填されて、タイヤの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Ｓ１を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする。空気のう１を、タイヤのトレッド部内面と対向する上部域Ｕ、リムと対向する下部域Ｌ、及びこれら上部域Ｔと下部域Ｌの間にわたって延びる側部域Ｓに区分したときの上部域Ｕの剛性を、側部域Ｓの剛性よりも低く構成する。これにより、加硫成型に先立って未加硫空気のうに内圧を供給すると、剛性の低い上部域が主として拡張変形し、剛性の高い側部域の変形が低く抑えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円環状の弾性体からなり、加硫成型された後に安全タイヤの内部に収容され、所定の内圧を充填されて、タイヤの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、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする安全タイヤ用未加硫空気のうにおいて、
タイヤ収納姿勢にて、タイヤのトレッド部内面と対向する上部域、リムと対向する下部域、及びこれら上部域と下部域の間にわたって延びる側部域に区分したときの上部域の剛性を、側部域の剛性よりも低く構成してなることを特徴とする安全タイヤ用未加硫空気のう。
【請求項２】
側部域の厚さが上部域の厚さよりも厚い、請求項１に記載の空気のう。
【請求項３】
側部域の厚さが上部域の厚さの１．２〜４．０倍の範囲にある、請求項２に記載の空気のう。
【請求項４】
少なくとも側部域に少なくとも１層の補強層を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気のう。
【請求項５】
全周にわたって補強層を有し、側部域における補強層の層数が上部域におけるそれよりも多い、請求項４に記載の空気のう。
【請求項６】
全周にわたって補強層を有し、該補強層は側部域での厚さが上部域での厚さよりも厚い、請求項４に記載の空気のう。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の未加硫空気のうを加硫成型して得られる加硫済空気のう。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の未加硫空気のうを加硫成型して得られる加硫済空気のうを収容してなる安全タイヤ。
【請求項９】
前記加硫済空気のうの上部域に、タイヤの内圧が正常な状態での空気のうの拡径変形を抑制する補強部材を配設してなる、請求項８に記載の安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中空円環状の弾性体からなり、加硫成型された後に安全タイヤの内部に収容され、所定の内圧を充填されて、タイヤの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、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする安全タイヤ用未加硫空気のう並びにこれを用いた加硫済空気のう及び安全タイヤに関し、特にかかる空気のうの製造時における不良品の発生率の低減を図る。
【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。しかし、これら従来の安全タイヤは、製造方法が複雑なため、不良率が高くなったり、製造効率が低下したりする場合が多かった。
【０００３】
かかる問題を解消するため、例えば特許文献１及び２には、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径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が記載されている。かかる空気のうは、例えば特許文献３に記載されているように、未加硫ゴム等からなる中空成形体の両端をエンドレスに接合して環状体とし、この環状体の中空部へ内圧を供給して膨張させた予備成形状態下で、加硫モールド内で加硫成型を行って製造される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４１３８９号公報
【特許文献２】国際公開第０２／９６６７８号パンフレット
【特許文献３】特開２００２−１４４４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された空気のうでは、タイヤが通常内圧にあるときの空気のうの径成長を抑制して、タイヤと空気のうの間に空間を形成するために、剛性を付与する補強層が上部域に埋設されている。このため、加硫成型に先立って内圧を供給すると、剛性の低い側部域が大きく外に凸状に変形する。また、特許文献２に記載された安全タイヤでは、加硫した空気のうに補強部材を組み付けるので、空気のうの側部域と上部域は剛性が略同じとなる。このため、予備成形状態では、空気のうの側部域は、特許文献１に記載された空気のうに比べると変形が少ないものの、上部域と略均一に膨張するため、依然として外に凸状に変形する。このように側部域が外に凸状に変形した状態の空気のうを加硫モールドで加硫成型しようとすると、モールド間に側部域が咬みこまれ、いわゆるモールド咬みを起こし易く、これによって、加硫済空気のうの不良率が増加する場合があった。
【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、加硫成形時のモールド咬みを無くして不良率を低減することのできる安全タイヤ用未加硫空気のう並びにこれを用いた加硫済空気のう及び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未加硫空気のうは、中空円環状の弾性体からなり、加硫成型された後に安全タイヤの内部に収容され、所定の内圧を充填されて、タイヤの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、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする安全タイヤ用未加硫空気のうにおいて、タイヤ収納姿勢にて、タイヤのトレッド部内面と対向する上部域、リムと対向する下部域、及びこれら上部域と下部域の間にわたって延びる側部域に区分したときの上部域の剛性を、側部域の剛性よりも低く構成してなることを特徴とする。これによれば、加硫成型に先立って未加硫空気のうに内圧を供給すると、剛性の低い上部域が主として拡張変形し、剛性の高い側部域の変形が低く抑えられる。
【０００８】
ここで「所定の内圧」とは、通常走行状態では、空気のうの外面とタイヤの内面との間に空間を形成することができ、一方、タイヤの内圧が低下したランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って空気のうが拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりすることができる内圧をいい、好適には、空気のうを収納する安全タイヤに対して、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤが製造、販売、又は使用される地域において有効な工業基準、規格等に規定され、負荷能力に応じて特定される内圧＋０〜２０％の範囲とする。
【０００９】
また、側部域の厚さが上部域の厚さよりも厚いことが好ましく、特に側部域の厚さが上部域の厚さの１．２〜４．０倍の範囲にあることが好ましい。
【００１０】
さらに、少なくとも側部域に少なくとも１層の補強層を有することが好ましく、この場合には、全周にわたって補強層を有し、側部域における補強層の層数が上部域におけるそれよりも多いか、又は、補強層は側部域での厚さが上部域での厚さよりも厚いことが好ましい。
【００１１】
そして、この発明の加硫済空気のうは、前記のいずれかの未加硫空気のうを加硫成型して得られるものであり、この発明の安全タイヤはかかる加硫済空気のうをタイヤ内に収容するものである。かかる安全タイヤにおいては、特に加硫済空気のうの上部域に、タイヤの内圧が正常な状態での空気のうの拡径変形を抑制する補強部材を配設することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、空気のうの製造に当たり、未加硫空気のうの剛性分布の適正化を図り、側部域の変形を抑制することによって、加硫成形時のモールド咬みを無くして不良率を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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未加硫空気のう（以下「空気のう」という。）を、内圧を供給して膨張させた予備成形状態で示す幅方向断面図であり、図２は、かかる空気のうを加硫モールド内に収容した状態を示す断面図であり、図３は、加硫して得られた加硫済空気のうを用いた安全タイヤを、リムに装着した状態で示す断面図である。
【００１４】
図１に示す空気のう１は、未加硫ゴム等の弾性体で構成されており、中空円管状に形成されている。この空気のうは、図２に示すような加硫モールド２内で加硫成型された後、図３に示すように、タイヤ３の内部に収容され、リムＲに組み付けられる。次いで、タイヤ３には空気充填バルブ（図示せず）を介して所定の空気圧を充填し、空気のう１には他の空気充填バルブ（図示せず）を介してタイヤ３の所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気を充填し、その結果、空気のう１は実線で示したように膨張し、タイヤ３内には空間Ｓ１が、空気のう１内には空間Ｓ２がそれぞれ形成される。一方、パンク等によりタイヤ３の空間Ｓ１の内圧が急激に低下すると、空間Ｓ１と空間Ｓ２との内圧差が大きくなる結果、破線で示したように空気のう１が拡径変形して、荷重の支持をタイヤ３から肩代わりする。
【００１５】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、未加硫空気のうを、タイヤ収納姿勢にて、タイヤのトレッド部内面と対向する上部域Ｕ、リムと対向する下部域Ｌ、及びこれら上部域Ｔと下部域Ｌの間にわたって延びる側部域Ｓに区分したときの上部域Ｕの剛性を、側部域Ｓの剛性よりも低く構成してなることにある。
【００１６】
発明者は、従来の空気のうの加硫成型時における不良率の発生要因について鋭意研究を重ね、次のような知見を得た。すなわち、従来の未加硫空気のうは、各部の厚さを略均等としており、各部の剛性が略均一に構成されている。かかる空気のう１を加硫成型するに際して、内圧を適用して予備成形状態にすると、図８（ａ）に示すように、側部域Ｓが外側に膨出変形する。これを加硫モールド２内に収容し加硫モールドを閉じると、図８（ｂ）に示すように、空気のうの側部域Ｓがモールド間に咬み込まれる。このような状態で加硫成型された空気のうは、モールド咬みした部分が故障発生の核となることから、不良品として扱われる。
【００１７】
そこで発明者は、空気のうの上部域Ｕの剛性を側部域Ｓの剛性よりも低く構成することを想到した。これによれば、内圧を適用して予備成形状態にすると、主として上部域Ｕが拡張変形し、側部域Ｓの変形は少なくなる。この結果、図１に示したように、予備成形状態の空気のう１においては、側部域Ｓは、外側に膨出することなく上部域Ｕに引っ張られて、略径方向に沿って外向きに立ち上がったような形状となる。このような形状であれば、加硫モールド２内に収容してもモールド咬みを起こすおそれがなく、不良品の発生を顕著に低減することができることを見出した。さらに、発明者は、側部域Ｓの変形に与える上部域Ｕと下部域Ｌとの剛性の影響についても検討を行い、上部域Ｕの剛性は側部域Ｓの変形に大きく影響するが、下部域Ｌの剛性については影響が少ないことを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【００１８】
側部域Ｓの剛性を高めるには、側部域Ｓの厚さｔＳを上部域Ｕの厚さｔＵよりも厚くすることが好ましい。厚さと剛性とは概ね比例する関係にあるからである。この場合には、側部域Ｓの厚さｔＳが上部域Ｕの厚さｔＵの１．２〜４．０倍の範囲にあることが好ましい。ｔＳ／ｔＵが１．２未満の場合には、側部域Ｓと上部域Ｕの剛性差が少ないため、予備成形状態にした際に、側部域Ｓが外側に膨出してモールド咬みを起こすおそれがあるからであり、側部域Ｓの変形抑制効果はｔＳ／ｔＵが４．０を超えても向上することは少なく、徒に空気のうの質量が増加するのみだからである。
【００１９】
また、図４に示すように、少なくとも側部域Ｓに少なくとも１層の補強層４を配設することで、側部域Ｓの剛性を上部域Ｕより高めてもよい。かかる補強層４としては、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）等からなる不織布を用いることができる。
【００２０】
通常走行時において、空気のう１を偏平形状に保ち、空気のう１とタイヤ３の間に空間Ｓ１を維持するために、補強層４を、図１に示すように、空気のう１の幅方向断面の全周にわたって配設してもよい。かかる場合に側部域Ｓの剛性を上部域Ｕより高めるには、上述したように、側部域Ｓの厚さｔＳを上部域Ｕの厚さｔＵよりも厚くしてもよいが、図５に示すように、側部域Ｓにおける補強層４の層数（図５では２層）を上部域Ｕにおける補強層４の層数（図５では１層）よりも多くしてもよい。あるいは、図６に示すように、補強層４の側部域Ｓでの厚さｒＳを上部域Ｕでの厚さｒＵよりも大きくすることで、これを達成することもできる。
【００２１】
図４〜６に示したような、補強層４により側部域Ｓの剛性を高める実施態様は、図１に示したような、側部域Ｓの厚さにより剛性を高める実施態様よりも、軽量化の点で特に有利である。
【００２２】
このようにして構成された空気のう１を加硫モールド２内で加硫成型すると、加硫済空気のうが得られる。これをタイヤ３内に収容すると安全タイヤを形成する。前記のとおり、通常走行時においては、安全タイヤ内には空間Ｓ１が形成されることが必要であり、このためには、空気のう１の拡径変形を抑制する必要がある。空気のう自体でかかる拡径変形の抑制を実現しようとすると、上部域の剛性を高める必要があり、これは上述したモールド咬み防止のために、上部域Ｕの剛性を側部域Ｓの剛性よりも低くする構成と両立が困難となる場合がある。かかる場合には、まず、上部域の剛性が比較的低い加硫済空気のうを構成した後、これの上部域Ｕに拡径変形を抑制する補強部材５を配設することが好ましい。かかる補強部材５を設けた空気のう１を収容した安全タイヤの例を図７に示す。
【００２３】
補強部材５は、例えば布、不織布とゴムの複合材料、樹脂等で構成することができ、図７に示したような、単一の広幅の層としてもよく、図示は省略するが、狭幅のリボン状部材とし、これを上部域Ｕ上につるまきらせん巻回してもよい。
【００２４】
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、側部域Ｓの厚さｔＳを上部域Ｕの厚さｔＵよりも厚くした上で、さらに側部域Ｓにおける補強層４の層数を上部域Ｕにおける補強層４の層数よりも多くしてもよい。
【実施例】
【００２５】
次に、この発明に従う空気のうを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２６】
実施例１〜４の空気のうは、タイヤサイズが２９５／７５Ｒ２２．５の安全タイヤに収容して用いるためのものである。実施例１の空気のうは、図１に示すように、全周にわたり厚さ２．０ｍｍの補強層を１層埋設しており、補強層の内面側に配置したゴム層（以下「内面ゴム層」という）の厚さが１．６ｍｍであり、補強層の外面側に配置したゴム層（以下「外面ゴム層」という）の厚さが上部域で０．７ｍｍ、側部域及び下部域で４．０ｍｍであった。実施例２の空気のうは、外面ゴム層の厚さが側部域で６．０ｍｍ、下部域で０．７ｍｍであることを除いて、実施例１の空気のうと同様に構成した。実施例３の空気のうは、内面ゴム層の厚さが側部域で４．０ｍｍであり、外面ゴム層の厚さが全域で０．７ｍｍであることを除いて、実施例１の空気のうと同様に構成した。実施例４の空気のうは、図５に示すように、全周にわたり厚さ２．０ｍｍの第１補強層を埋設し、さらに側部域に厚さ２．０ｍｍの第２補強層を埋設しており、第１補強層の内面側に配置したゴム層の厚さが１．６ｍｍであり、上部域及び下部域における第１補強層の外面側に配置したゴム層の厚さが２．７ｍｍであり、第１補強層と第２補強層の間のゴム層の厚さが０．３５ｍｍであり、第２補強層の外面側に配置したゴム層の厚さが０．３５ｍｍである。
【００２７】
比較のため、タイヤサイズが２９５／７５Ｒ２２．５の安全タイヤに収容して用いるための従来例１及び２の空気のうについても併せて試作した。従来例１の空気のうは、全周にわたり厚さ２．０ｍｍの補強層を１層埋設しており、内面ゴム層の厚さが全域で１．６ｍｍであり、外面ゴム層の厚さが全域で０．７ｍｍである。従来例２の空気のうは、外面ゴムの厚さが全域で４．０ｍｍであることを除いて、従来例１の空気のうと同様に構成した。
【００２８】
前記各供試空気のうに、加硫モールドが閉じるまでは１０ｋＰａの内圧を適用して予備成形状態とし、加硫モールドを閉じてからは２ＭＰａの内圧を適用して、図２と同様の構成とした加硫モールド内で加硫成型を行った。このようにして得られた加硫済空気のうの外面を目視検査して、モールド咬みの発生している面積を測定した。
【００２９】
従来例１の空気のうのモールド咬みの面積を１００とすると、従来例２の空気のうのモールド咬みの面積は７０であり、減少はしているものの依然としてモールド咬みが発生していた。これに対し、実施例１〜４の空気のうでは、モールド咬みは全く発生していなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、未加硫空気のうの剛性分布の適正化を図り、側部域の変形を抑制することにより、加硫成形時のモールド咬みを無くして不良率を低減することのできる安全タイヤ用未加硫空気のう並びにこれを用いた加硫済空気のう及び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】
【００３１】
【図１】この発明に従う代表的な安全タイヤ用未加硫空気のうの幅方向断面図であり、内圧を供給して膨張させた予備成形状態で示す。
【図２】図１に示す空気のうを加硫モールドに収容した状態で示す断面図である。
【図３】この発明に従う代表的な安全タイヤの幅方向断面図であり、リムに装着した状態で示す。
【図４】この発明に従う他の安全タイヤ用未加硫空気のうの幅方向断面図であり、内圧を供給して膨張させた予備成形状態で示す。
【図５】この発明に従う他の安全タイヤ用未加硫空気のうの幅方向断面図であり、内圧を供給して膨張させた予備成形状態で示す。
【図６】この発明に従う他の安全タイヤ用未加硫空気のうの幅方向断面図であり、内圧を供給して膨張させた予備成形状態で示す。
【図７】この発明に従う他の安全タイヤの幅方向断面図であり、リムに装着した状態で示す。
【図８】（ａ）は、従来の安全タイヤ用未加硫空気のうの幅方向断面図であり、内圧を供給して膨張させた予備成形状態で示しており、（ｂ）は（ａ）に示す空気のうを加硫モールドに収容した状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  空気のう
２  加硫モールド
３  タイヤ
４  補強層
５  補強部材
【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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