(57)【要約】【課題】構造が比較的に単純であり、従来のリムが使用可能であり、従来技術に比べて耐久性を向上させながらも、リム組み性に優れた安全タイヤを提供する。【解決手段】安全タイヤ１は、ビードコア２を埋設した一対のビード部３、ビード部３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４、及び両サイドウォール部４、４間にまたがって延びるトレッド部５を有する。両ビード部４、４間に、タイヤ１をリム７に装着した際にこれらタイヤ１とリム７との間に画定される空間をタイヤ径方向内側室８及び外側室９の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜６を配設する。隔膜６は、内側室８と外側室９を、流速を制限しつつ連通する連通部１０を具える。隔膜６の両幅端部は、ビード部３に形成された環状溝１１内に挿入され、リング状の固定部材１２を環状溝１１に嵌合することによってビード部３に固定されている。【選択図】図１
2008308125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部、該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、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を有する安全タイヤにおいて、
前記安全タイヤは、前記両ビード部間に延び、タイヤをリムに装着した際にこれらタイヤとリムとの間に画定される空間をタイヤ径方向内側及び外側の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜をさらに具え、
前記隔膜は、前記内側室と外側室を連通する少なくとも一つの連通部を具えるとともに、その両幅端部を、前記各ビード部に形成された実質的にタイヤ周方向に沿って延びる環状溝内に挿入し、リング状の固定部材を前記環状溝に嵌合することによって前記ビード部に固定してなることを特徴とする安全タイヤ。
【請求項２】
前記環状溝を前記ビード部の内周面に形成してなる、請求項１に記載の安全タイヤ。
【請求項３】
前記環状溝を前記ビード部のビードベースに形成してなる、請求項１に記載の安全タイヤ。
【請求項４】
前記環状溝は、開口幅が前記固定部材の最大幅よりも小さい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項５】
前記隔膜の両幅端部は、前記環状溝を越えて延び、リム装着時に前記ビード部とリムの間に挾持される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項６】
前記連通部は、隔膜を貫通する小孔である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項７】
前記連通部は、隔膜を貫通する開口とこれを覆うフィルタ部材とで構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項８】
前記連通部は、前記内側室と外側室の差圧により開閉する弁部材である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項９】
前記連通部は、タイヤをリムに装着し所定の内圧を充填した状態にて、前記内側室の内圧を前記外側室の内圧以上に調整する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の安全タイヤ。
【請求項１０】
前記隔膜は、破断伸びが５０％以上である、請求項１〜９のいずれか一項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、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安全な停止が可能で、ある程度の距離の走行が可能である安全タイヤに関し、特にかかるタイヤのリム組み性の向上を図る。
【背景技術】
【０００２】
安全タイヤとしては、空気のう、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、構造が複雑なため、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。また、空気のうに空気を充填するためのバルブや、中子を取り付けるための構造を具えた専用のリムを準備しなければならない場合もあった。
【０００３】
比較的単純な構造の安全タイヤとして、例えば特許文献１には、両ビード部間に配設した膨張可能な環状の隔膜により、タイヤの内部空間を、リムに隣接する内側室とタイヤのトレッド部内面に隣接する外側室の２室に分画したタイヤが記載されている。かかるタイヤでは、内側室及び外側室に空気を充填した状態で通常の走行を行い、パンク等により外側室の空気が抜け、内圧が低下した場合には、隔膜がタイヤ内面に接触するまで内側室内の空気が膨張することで、ランフラット走行を可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特公昭３７−１７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された安全タイヤは、外側室に空気を充填するためのバルブをタイヤのサイドウォール部に設ける必要があり、これはタイヤの製造工程を複雑にする上、タイヤの重量が増加し、ユニフォミティ等のタイヤの性能を損なうという問題があった。
【０００６】
従来技術が抱えるこのような問題点を解決するため、本願人は、特願２００７−２５５２７号において、タイヤをリムに装着した際にこれらタイヤとリムとの間に画定される空間をタイヤ径方向内側及び外側の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜を配設し、これら内側室と外側室を、隔膜に設けられた通気量を規制する手段を介して連通した安全タイヤを提案した。しかし、かかる安全タイヤでは、タイヤとリムとによって隔膜を挾持するため、リム組み性が悪く、また、隔膜を固定することが困難でリム装着時又は使用時に隔膜がタイヤから外れるおそれもあった。
【０００７】
したがって、この発明は、これらの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、構造が比較的に単純であり、従来のリムが使用可能であり、従来技術に比べて耐久性を向上させながらも、リム組み性に優れた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】
【０００８】
前記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部、該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、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を有する安全タイヤにおいて、前記安全タイヤは、前記両ビード部間に延び、タイヤをリムに装着した際にこれらタイヤとリムとの間に画定される空間をタイヤ径方向内側及び外側の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜をさらに具え、前記隔膜は、前記内側室と外側室を連通する少なくとも一つの連通部を具えるとともに、その両幅端部を、前記各ビード部に形成された実質的にタイヤ周方向に沿って延びる環状溝内に挿入し、リング状の固定部材を前記環状溝に嵌合することによって前記ビード部に固定してなることを特徴とする安全タイヤである。かかる構成を採用することにより、タイヤがパンクした場合にも、外側室内の空気が抜けるのみで、内側室内の空気が膨張して荷重支持を肩代わりするので、ランフラット走行が可能となる。また、構造が比較的単純で、かつ軽量でありながら、通常内圧での走行時に隔膜がタイヤ内面に接触するおそれが少なく、したがって損傷のおそれも少ない。さらに、連通部を介して内側室から外側室に空気を供給することができるので、従来のリムに装着することが可能である。加えて、隔膜がタイヤのビード部に固定されているので、リム組み時及び使用時に隔膜がタイヤから外れるおそれがない。
【０００９】
なお、ここでいう「実質的にタイヤ周方向」とは、生産上不可避的に発生する微小な傾きも含むことを意味するものであり、より具体的にはタイヤ周方向とのなす角が±５°の範囲内にある方向を意味する。
【００１０】
環状溝は、ビード部の内周面、すなわちタイヤをリムに装着した際にタイヤとリムにより画定される空間に対向する面に形成してもよく、また、ビード部のビードベースに形成してもよい。
【００１１】
また、環状溝は、開口幅が固定部材の最大幅よりも小さいことが好ましい。
【００１２】
さらに、隔膜の両幅端部は、環状溝を越えて延び、リム装着時にビード部とリムの間に挾持されることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、連通部としては、内側室と外側室の間を連通しつつも、パンク等によりタイヤ内圧が急激に低下した際に、これを通過する空気の流量制限して、内側室と外側室の間に差圧を生じさせるものであれば特に限定されないが、軽量化の観点からは隔膜を貫通する小孔とするか、又は隔膜を貫通する開口とこれを覆うフィルタ部材とで構成することが好ましい。連通部として小孔を用いる場合には、その直径が０．５〜５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。また、連通部にフィルタ部材を用いる場合には、不織布を用いることが好ましく、この不織布としては目付が５〜１０００ｇ／ｍ２の範囲内にあることが特に好ましい。
【００１４】
これらに代えて、連通部を内側室と外側室の差圧により開閉する弁部材とすることもできる。利用可能な弁部材としては、チェック弁、リリーフ弁等を例示することができる。
【００１５】
さらに、連通部は、タイヤをリムに装着し所定の内圧を充填した状態にて、内側室の内圧を外側室の内圧以上に調整することが好ましく、内側室の内圧を外側室の内圧の１００〜１１０％の範囲内に調整することがさらに好ましい。このように差圧を調節することで、タイヤの内圧が適正範囲に保たれた正常内圧状態において隔膜がリムやタイヤ内面と接触して破損することを防止しつつ、外側室の内圧低下時には迅速に内側室内の空気が膨張することができる。
【００１６】
加えて、隔膜は、タイヤが正常内圧状態にあるときには、内側室と外側室を画定しつつもトレッド部内面に接触せず、一方、タイヤの内圧が低下したランフラット状態にある時には、速やかに拡張変形してタイヤに加わる荷重を肩代わり支持できるものであれば、材質、物性、形状等に特に制限はないが、ランフラット状態での隔膜の破損を防止する観点からは、その破断伸びが５０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、従来の安全タイヤに比較して、単純な構造で内圧低下時の荷重支持を行うので、軽量化を図ることができ、かつ、従来のリムへの装着が容易であることから汎用性及びリム組み性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、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（以下「タイヤ」という。）をリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面を、内圧を適用する前後の状態で示しており、図２は、図１に示すタイヤにおいて内圧が低下しランフラット走行になった状態を示しており、図３は、図１及び２に示すタイヤのビード部の拡大断面を示している。
【００１９】
図示の実施例のタイヤ１は、ビードコア２を埋設した一対のビード部３と、このビード部３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４と、両サイドウォール部４、４の間にまたがって延びるトレッド部５を有する。なお、図示は省略したが、このタイヤは、慣例に従い、カーカス、ベルト層等の他のタイヤ構成部材も有する。
【００２０】
また、タイヤ１の内部には、一対のビード部３の間に延びる膨張可能な環状の隔膜６がタイヤの全周にわたって配設されている。この隔膜６は、タイヤ１をリム７に装着した際に、タイヤ１とリム７との間に画定される空間を、タイヤ径方向内側に位置しリム７に隣接する内側室８と、タイヤ径方向外側に位置しタイヤ１の内面に隣接する外側室９との２室に分画している。さらに隔膜６には、内側室８と外側室９を、流速を制限しつつ連通する連通部１０が設けられている。かかる隔膜６は、例えばゴム、ゴムと不織布との複合体、ＴＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマー）等の熱可塑性樹脂（総称してＴＰＥと呼ばれる）等の空気不透過性かつ伸張性の材料で構成することができ、特に外側室９の内圧が低下した際の隔膜６の伸長（破断伸び）及び軽量化、通常走行時の隔膜の経常保持、並びに遠心力によるクリープの抑制を考慮するとＴＰＯを用いることが好ましい。また、隔膜6は、その厚さが０．３〜５．０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。その理由は、厚さが０．３ｍｍ未満の場合には、隔膜６がタイヤ内面と接触した際に異物と干渉し、隔膜が損傷するおそれがあるからであり、５ｍｍを超える場合には、タイヤの質量が増加する結果、遠心力によるクリープの発生、燃費性等のタイヤ性能を損なうおそれがあるからである。
【００２１】
図３に拡大して示すように、各ビード部３には、実質的にタイヤ周方向に沿って延びる環状の溝１１が形成されており、隔膜６の両幅端部がこの環状溝１１内に挿入されている。さらに、リング状の固定部材１２も環状溝１１内に挿入嵌合されており、これよって隔膜６をビード部３に固定している。
【００２２】
リム７に設けられた空気充填用バルブ１３を介して内側室８に空気を供給すると、供給された空気の一部が連通手段１０を介して外側室９に供給される。そして、内側室８の内圧が所定の値に到達した時点で空気の供給を停止すると連通部１０により差圧が調整される。内圧が正常な状態では、隔膜６はトレッド部５の内面及びリム７とは図１に示す非接触な状態に維持されるため、擦れ等により損傷することがない。
【００２３】
パンク等によりタイヤに破損が生じ、外側室９の空気が流出して内圧が低下した場合には、内側室８内の空気が膨張し隔膜６がタイヤ内面に接触し、図２に示すような状態となる。これにより、タイヤに加わる荷重は、内側室８内の空気が肩代わり支持するので、少なくとも車両が完全に停止するまでの間、安全にランフラット走行を行うことができる。なお、隔膜６にフィルタ手段や後述する小穴等の通気量を規制する手段を設けているが、外側室９の内圧が急激に低下した場合にも、通気量が規制されていることから、内側室８の内圧が低下するには時間がかかるので、差圧の変化により隔膜６は拡張するのである。
【００２４】
このように、この発明によれば、外側室９に空気を充填するための充填バルブを必要としないので、従来のリムが使用可能であり、また、一般的な構造の空気入りタイヤに比較的構造が単純で軽量な隔膜６を追加しただけで安全タイヤを構成することができるので、金属性の中子をタイヤ内に配置したり、タイヤの内部空間にシーラント剤を充填したりしていた従来の安全タイヤに比べて大幅な軽量化が図れる。また、隔膜６がビード部３に固定されているので、タイヤをリムに組み付ける際に隔膜６がずれることがないので、リム組み性が向上するとともに、使用中に隔膜がタイヤから外れるおそれもない。
【００２５】
環状溝１１は、図３に示すように、ビード部３の内周面で、ビードコア２のタイヤ径方向外側に設けてもよいが、図４（ａ）に示すように、ビードコア２のタイヤ径方向内側に設けてもよい。あるいは、図４（ｂ）に示すように、環状溝１１をビード部３のビードベースに形成してもよい。これによれば、ビード部３とリム７とにより固定部材１２を押さえ込んでいるために、隔膜６に作用する張力等が作用しても固定部材１２が環状溝１１から抜け出ることがなく、安全タイヤとしての信頼性が向上する。
【００２６】
環状溝１１の断面形状は、円形、楕円形、三角形、矩形等とすることができるが、内部に収容した固定部材１２を保持する観点からは、開口幅を固定部材の最大幅より小さくすることが好ましく、図３及び４に示すように、開口部から延びる狭窄部分と、そこから底部にまで延びる円形の拡大部分とで構成した、いわゆるフラスコ形状とすることが特に好ましい。
【００２７】
固定部材１２の断面形状は、円形、楕円形、三角形、矩形等とすることができる。また、これらに代えて、固定部材１２として、図５に示すように、薄板をＵ字状に加工したものを用いてもよい。また、固定部材の材質は、硬質ゴム、樹脂、又は金属等とすることができる。
【００２８】
例えば、環状溝として、開口幅が１．５ｍｍであり、狭窄部の長さが１．５ｍｍであり、円形の拡大部の直径が３．０ｍｍのフラスコ形状の溝を形成し、これに直径２．０ｍｍの鋼線をリング状に曲げた固定部材、又は厚さ０．５ｍｍの鋼板を、図５のようにＵ字状に折り曲げ、その底部がＲ＝２．０ｍｍの円弧状となるようにした固定部材を嵌合させることができる。
【００２９】
また、図４（ｃ）〜（ｅ）に示すように、隔膜６の両幅端部を環状溝１１よりも延ばし、リム装着時にビード部３とリム７の間に挾持することもできる。これによれば、環状溝１１と固定部材１２による固定作用に加えて、ビード部３とリム７との挾持による固定作用も得られるため、より一層確実に隔膜６を固定することができる。
【００３０】
図１に示した実施例では、隔膜６を構成する材料にこれを貫通する小孔を開けることで連通部１０を構成している。これによれば、付加的な部材を必要としないことから、構造が簡単で一層の軽量化が図れる上、小孔を設けた部分と設けていない部分の質量の差が少なく、タイヤのユニフォミティを損なうこともない。さらに、内側室と外側室の間の円滑な空気の流通を妨げることはないが、圧力損失に起因した差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができる。そして、この差圧は、小孔の直径を適宜に選択することによって調節することができる。小孔の直径としては０．５〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。これは、直径が０．５ｍｍ未満の場合には、内圧充填時に内側室の圧力が上がりすぎて隔膜が拡張してしまうおそれがあるからであり、５ｍｍを超える場合には、パンク等により外側室の内圧が低下した際に、外側室内の空気とともに内側室の空気もタイヤ外に流出してしまい、外側室９と内側室８の差圧が不十分となりランフラット機能を確保できないおそれがあるからである。
【００３１】
図６はこの発明に従う他のタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面を示す。この実施例では、隔膜６を構成する材料にこれを貫通する開口を開け、この開口を多数の細孔を有するフィルタ部材で覆うことによって連通部１０を構成している。これによれば、比較的軽量なフィルタ部材を用いていることから、構造が比較的簡単でかつ比較的軽量である上、フィルタ部材を設けた部分と設けていない部分の質量の差が比較的少なく、タイヤのユニフォミティを損なうことも少ない。さらに、内側室と外側室の間の円滑な空気の流通を妨げることはないが、圧力損失に起因した差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができる。そして、この差圧は、フィルタ部材の細孔の径又は数を適宜に選択することによって調節することができる。好適なフィルタ部材は不織布である。不織布は繊維を３次元構造に重ねあわせ結合した多孔質のシートであるため、小孔で構成した連通部に比べて高い差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができる。そして、この差圧は、不織布の目付を適宜に選択することによって調節することができる。この発明に適用可能な不織布は、圧力損失に起因した差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができるものであれば特に限定されず、例えば天然繊維、合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等を、スパンボンド、サーマルボンド、ケミカルボンド、ニードルパンチ、ステッチボンド等により結合させたものを用いることができる。特に好適な不織布は、ＰＥＴ繊維をゴム系ボンドにより結合させたものである。目付の高い不織布を用いると、これを通過できる空気の流量が制限されるため、空気充填バルブ１３を介して空気を供給した際に、一時的に内側室８と外側室９との間の差圧が大きくなり、隔膜６が降伏点を越えて変形する場合がある。これを防ぐ観点からは、不織布の目付を１０００ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。一方、目付の低い不織布は強度も低いため、隔膜６の全体としての強度を確保する観点から、不織布の目付を５ｇ／ｍ２以上とすることが好ましい。
【００３２】
図７はこの発明に従う他のタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面を示す。この実施例では、隔膜６を構成する材料にこれを貫通する開口を開け、この開口に弁部材を配設することで連通部１０を構成している。これによれば、一層確実に内側室と外側室の差圧を制御することができる。かかる弁部材は、内側室と外側室の差圧に応じて開閉するものであれば特に限定されず、例えばチェック弁やリリーフ弁を用いることができる。
【００３３】
なお、図示の実施例ではタイヤの略赤道面上に連通部１０を設けているが、その配設位置はこれに限定されず、例えばサイドウォール部４に対向するように配設することもできる。また、連通部１０の大きさや個数は、タイヤサイズ、使用時の内圧等に応じて適宜に増減することができる。
【００３４】
急激に内圧が低下した際にも安全に走行を続けるためには、タイヤが迅速にランフラット走行状態に移行できることが好ましく、したがって隔膜６が内圧低下時に直ちに拡張することが好ましい。この観点からは、内側室８の内圧が外側室９の内圧と同じかそれ以上であることが好ましい。これにより、内圧低下の開始と同時に内側室８内の空気が膨張するからである。しかし、通常走行状態で隔膜６に大きな張力が加わっていると、長期間使用した場合に、隔膜６がクリープ変形してタイヤ内面に接触し破損するおそれがある。これを防止する観点からは、内側室８の内圧を外側室９の内圧の１１０％以下とすることが好ましい。
【００３５】
また、隔膜６が、内圧低下時に、迅速にタイヤ内面まで拡張する物性を有することが好ましい。具体的には、その破断伸びが５０％以上であることが好ましい。
【００３６】
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、隔膜６の外周面にシーラントを塗布することもでき、これによれば、パンクの原因となった釘等がタイヤに刺さったままの状態で隔膜６が拡張してもこれが損傷するのを防止することができる。さらに、タイヤの内側室８及び外側室９の少なくとも一方に内圧センサを設けておき、内圧が低下した際に運転者に異常の発生を伝えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、従来の安全タイヤに比較して単純な構造で内圧低下時の荷重支持を行うことにより、軽量で、かつ、従来のリムへの装着が容易であるという汎用性の高い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】
【００３８】
【図１】この発明に従う代表的な安全タイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面図であり、内圧を適用する前後の状態を示す。
【図２】図１に示す安全タイヤの、内圧が低下したランフラット走行状態におけるタイヤ幅方向断面図である。
【図３】図１に示す安全タイヤのビード部の拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、この発明に従う種々の安全タイヤのビード部の拡大断面図である。
【図５】固定部材の一例の断面図である。
【図６】はこの発明に従う他のタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面図である。
【図７】はこの発明に従う他のタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  タイヤ
２  ビードコア
３  ビード部
４  サイドウォール部
５  トレッド部
６  隔膜
７  リム
８  内側室
９  外側室
１０  連通部
１１  環状溝
１２  固定部材
１３  空気充填用バルブ
【図１】
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【図２】
2008308125.tif 000004
【図３】
2008308125.tif 000005
【図４】
2008308125.tif 000006
【図５】
2008308125.tif 000007
【図６】
2008308125.tif 000008
【図７】
2008308125.tif 000009