(57)【要約】【課題】タイヤ内への充填空気等の、トレッド部からリムに至るまでの間の全体にわたって自由な流動を常に確実なものとして、トレッド部等の十分な冷却を可能とし、併せて、リムに装着されるセンサと、タイヤ内充填空気等との円滑にして十分な接触を可能とする【解決手段】タイヤ１と、その内側に収納した、少なくとも、タイヤ内面との対向部分に補強層３を有する中空円環状の空気のう２とを具えるものであり、それらをリムＲに装着し、タイヤ内へ規定の空気圧Ｐ（ｋＰａ）を充填するとともに、空気のう内圧Ｐｏ（ｋＰａ）を、        Ｐ＜Ｐｏ≦Ｐ＋５０とした内圧充填姿勢で、空気のう２の、タイヤ内面との対向面を、それの幅方向断面内の全体にわたってタイヤ内面から離隔させてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤと、その内側に収納した、少なくとも、タイヤ内面との対向部分に補強層を有する中空円環状の空気のうとを具えてなり、
それらをリムに装着し、タイヤ内へ規定の空気圧Ｐ（ｋＰａ）を充填するとともに、空気のう内圧Ｐｏ（ｋＰａ）を、
Ｐ＜Ｐｏ≦Ｐ＋５０
とした内圧充填姿勢で、空気のうの、タイヤ内面との対向面を、それの幅方向断面内の全体にわたってタイヤ内面から離隔させてなる安全タイヤ。
【請求項２】
タイヤと、その内側に収納した、少なくとも、タイヤ内面との対向部分に補強層を有する中空円環状の空気のうとを具えてなり、
それらをリムに装着し、タイヤ内へ規定の空気圧Ｐ（ｋＰａ）を充填するとともに、空気のう内圧Ｐｏ（ｋＰａ）を、
Ｐ＜Ｐｏ≦Ｐ＋５０
とした内圧充填姿勢で、空気のうを、タイヤのトレッド部内面から離隔させて位置させるとともに、その空気のうの最大幅Ｗｏを、タイヤの最大内面幅Ｗに対し、
０．５Ｗ≦Ｗｏ≦０．８Ｗ
の範囲としてなる安全タイヤ。
【請求項３】
タイヤのビードコアに最も近接する空気のう部分の、タイヤ内面からの離隔距離を１５ｍｍ以上としてなる請求項１もしくは２に記載の安全タイヤ。
【請求項４】
空気のうの幅方向断面内で、それのリムとの対向表面に、空気のうの一方側から他方側への連通路を設けてなる請求項１〜３のいずれか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、タイヤのパンク等によってタイヤ内圧が低下もしくは消失しても、所定の距離にわたって安全な走行を継続できる安全タイヤに関し、とくには、タイヤ内への封入気体の、リムとの十分な接触を担保する技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
パンクその他によってタイヤ内圧が低下等したいわゆるランフラット状態にあっても、所定の距離にわたる安全走行を可能とする安全タイヤとしては、タイヤ内に補強チューブ、発泡体、弾性体、中子等を収納したものの他、タイヤそれ自体を補強ゴム、補強コード等の補強部材をもって補強したものが各種提案されており、これらのタイヤは、タイヤ内圧の低下に対し、タイヤ収納体または補強部材をもってタイヤの負荷を肩代わり支持するものである。
【０００３】
しかるに、このような従来の安全タイヤでは、製造工程が複雑になる他、装着時の取扱いに難点がある場合が多かったため、このような問題を解決するべく、例えば、特開２００１−１０３１４号公報および国際公開第０２／４３９７５号パンフレットには、タイヤの内部に、内圧の充填下で、タイヤ内圧の低下に伴って拡張変形して荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円環状の空気のうを収納してなる、製造が簡単で取扱いが容易な安全タイヤが提案されている。
【０００４】
また、米国特許出願公開第２００３／００４１９４１号明細書には、外側タイヤの内側に、一対のビード部と、両ビード部間にトロイド状に連なる補強カーカスとを具える内側タイヤを配設し、タイヤの内圧が低下したランフラット状態では、荷重の支持を、内側タイヤによって外側タイヤから肩代わりする安全タイヤが記載されており、特開２００３−１４６０３１号公報には、チューブレスタイヤの内側に、タイヤの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タイヤから肩代わりする中空円環状の空気のうを内蔵し、この空気のうの外周面に、チューブレスタイヤ内への空気の注入および排気の際における空気の流通路を形成した安全タイヤが記載されている。これらのタイヤもまた、内側タイヤまたは空気のうをタイヤと別体に製造することで、安全タイヤの製造および装着が比較的容易となる利点がある。
【特許文献１】特開２００１−１０３１４号公報
【特許文献２】国際公開第０２／４３９７５号パンフレット
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／００４１９４１号明細書
【特許文献４】特開２００３−１４６０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空気のうや内側タイヤを収納しない従来の一般的な空気入りタイヤは、規定の空気圧の充填下での通常走行時には、路面との摩擦、各種の変形等に起因して、トレッド部でとくに多く発熱することになるが、その発熱熱量はタイヤ内での空気の流動等に基づき、トレッド部の他、サイドウォール部、ビード部およびリムを経ても放熱されることになるので、発熱したトレッド部等は、タイヤ内部温度の低下に伴って有利に冷却されることになる。
【０００６】
これに対し、前記特許文献１〜３のそれぞれに記載された安全タイヤでは、タイヤの正常状態の下では、そこに充填された空気は、タイヤ内面と空気のう等の外面との間に封じ込められることになって、その充填空気の、とくに冷却効率の高いリム表面への到達が実質的に不可能になるため、発熱したトレッド部等の十分な冷却が困難になって、トレッド部等の耐久性の低下が否めないという問題があり、またこの一方で、リム、たとえばリムドロップ部に、タイヤの故障の事前検知等を目的とする圧力センサ、温度センサ等を装着してなお、それらのセンサを、タイヤ内の空気に直接的に接触させることができず、それ故に、適正なるデータの採取ができないという問題もあった。
【０００７】
そしてこれらのことは、空気のうの外周面に空気の注入および排出用の流通路を形成した、特許文献４に記載の安全タイヤにおいても、タイヤおよび空気のうのそれぞれへの所定の内圧の充填によって空気のうがタイヤ内面に強く押圧されて、その流通路が圧潰変形された場合にもまた同様であった。
【０００８】
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、それの目的とするところは、タイヤ内へ充填封入した空気またはその他の気体の、トレッド部からリムに至るまでの間の全体にわたる自由な流動、ひいては、リムへの接触を常に確実なものとすることで、トレッド部等の十分な冷却を可能とし、併せて、リムに装着されるセンサと、タイヤ内への充填気体との円滑にして十分な接触を可能とした安全タイヤを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の安全タイヤは、タイヤと、その内側に収納した、少なくとも、タイヤ内面との対向部分に補強層を有する中空円環状の空気のうとを具えるものであり、それらをリムに装着し、タイヤ内へ規定の空気圧Ｐ（ｋＰａ）を充填するとともに、空気のう内圧Ｐｏ（ｋＰａ）を、
Ｐ＜Ｐｏ≦Ｐ＋５０
とした内圧充填姿勢で、空気のうの、タイヤ内面との対向面を、それの幅方向断面内の全体にわたってタイヤ内面から離隔させたものである。
【００１０】
また他の安全タイヤは、とくに、タイヤ内へ規定の空気圧Ｐ（ｋＰａ）を充填するとともに、空気のう内圧Ｐｏ（ｋＰａ）を、
Ｐ＜Ｐｏ≦Ｐ＋５０
とした内圧充填姿勢で、空気のうを、タイヤのトレッド部内面から離隔させて位置させるとともに、その空気のうの最大幅Ｗｏを、タイヤの最大内面幅Ｗに対し、
０．５Ｗ≦Ｗｏ≦０．８Ｗ
の範囲としたものである。
【００１１】
これらの安全タイヤにおいてより好ましくは、タイヤのビードコアに最も近接する空気のう部分の、タイヤ内面からの離隔距離を１５ｍｍ以上とする。
また好ましくは、空気のうの幅方向断面内で、補強層が埋設等されることもある、それのリムとの対向部分で、その対向表面に、空気のうの一方側から他方側への連通路を設ける。
以上のような安全タイヤにおいて、タイヤおよび空気のうのそれぞれには、空気圧以外の、不活性ガスその他のガス圧を充填することも可能である。
【００１２】
ところで、この明細書でリムというときは、下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、“Approved Rim”、“Recommended Rim”）をいうものとし、また、規定の空気圧というときは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいうものとし、その最大負荷能力とは、以下の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
【００１３】
ここで上記規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国ではTHE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOKであり、欧州では、The European Tyre and Rim Technical Organization のSTNDARDS MANUALであり、日本では日本自動車タイヤ協会のJATMA YEAR BOOK である。
【発明の効果】
【００１４】
空気のうの、タイヤ内面との対向面の全体をそのタイヤ内面から離隔させた前者の安全タイヤによれば、タイヤ内に封入されて、それと空気のうとの間の区画スペースに拘束される空気等は、タイヤの正常状態の下では、それの両者の間を経てそれの冷却にとくに大きく寄与するリムに自由に接触することができるので、トレッド部等の十分な冷却をもたらしてそのトレッド部等の耐久性の低下を有効に防止することができ、併せて、リムに取り付けたセンサによる、高精度のデータの採取を可能ならしめることができる。
【００１５】
また、空気のうの最大幅Ｗｏをタイヤの最大内面幅Ｗに対し、
０．５Ｗ≦Ｗｏ≦０．８Ｗ
とした後者のタイヤによれば、タイヤのパンク時等に、空気のうを、それに破断等を生じるおそれなしに十分に拡張変形させることができる一方で、タイヤの正常時における、トレッド部の内面温度と、リム温度との温度差を十分低く抑えることができる。
【００１６】
そしてこれらのタイヤにおいて、ビードコアに最も近接する空気のう部分の、タイヤ内面からの離隔距離を１５ｍｍ以上としたときは、タイヤの正常時の負荷転動によって、空気のうに、遠心力の作用等に起因するクリープが生じてなお、それとタイヤ内面との間に所要の間隔を確保し得る利点がある。
【００１７】
そしてさらに、空気のうの幅方向断面内で、それのリムとの対向表面に、空気のうの一方側から他方側への連通路を設けた場合には、タイヤ内の空気等の、円滑なる循環流動を担保して、その空気等の冷却効率を一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、この発明に係る安全タイヤをリムに組付けるとともにタイヤおよび空気のうのそれぞれに所定の空気圧を充填した姿勢で示す横断面図である。
図中１はタイヤを示し、このタイヤ１は、リムＲに組付けるとともに、図示しないエアバルブを介して規定の空気圧Ｐ（ｋＰａ）を充填されている。
また２は、タイヤ１内に収納した中空円環状の空気のうを示し、この空気のう２は、少なくとも、タイヤ１の内面と対向する部分、図では、リムＲと対向する部分をも含む、幅方向断面内の全体にわたって配設した補強層３を有しており、これもまた、図示しないエアバルブを介して次式を満足する所定の内圧Ｐｏ（ｋＰａ）
Ｐ＜Ｐｏ≦Ｐ＋５０
を充填されている。
【００１９】
ここで補強層３は、たとえば、不織布とゴムとの複合体の少なくとも一層にて構成することができ、この補強層３は、タイヤ１の正常時には、タイヤ空気圧Ｐ（ｋＰａ）の存在下でのそれと負荷転動に際し、タイヤトレッド部４の内周面と対向する空気のうクラウン域５に作用する、遠心力および、内圧差により生じる力に対向する拡張拘束部材として、そのクラウン域５を、トレッド部内周面との間に間隔をおいて位置させるべく機能する。
【００２０】
この一方で、タイヤ１の空気圧Ｐ（ｋＰａ）が、たとえば大気圧まで低下することで、空気のう２の内外圧力差が所定値、たとえば５０ｋＰａを越えたときには、空気のう２が、補強層３の伸長変形に基づいて拡張変形して、タイヤ１の内面に、それの全体にわたって十分均等に密着し、空気のう内圧の存在下で、荷重の支持をタイヤ１から肩代わりする。これがため、タイヤ１がパンク等しても、空気のう２の作用の下に安全な走行を継続することが可能となる。
【００２１】
そしてまた、この安全タイヤでは、図示の内圧充填姿勢で、空気のう２の、タイヤ内面との対向面を、それの幅方向断面内の全体にわたってタイヤ内面から離隔させる。
これによれば、先にも述べたように、タイヤ１内へ封入されて、空気のう２との間に存在する空気等を、タイヤ１のトレッド部４の内面から、サイドウォール部６およびビード部７の内面を経てリムＲまでの間で自由に流動させることができ、とくには、伝熱性にすぐれるリムＲを経て多量の熱を放熱できるので、その封入空気等、ひいては、タイヤ１の構成各部を十分冷却することができ、併せて、リムＲのタイヤ内側面に貼着されることのある各種のセンサによる、タイヤ内空気等の温度、圧力その他の検出精度を、その空気等の自由な流動の下に有利に向上させることができる。
【００２２】
しかもここでは、空気のう２が、そのいずれの部分においてもタイヤ内面から離隔して位置することから、タイヤ１の正常状態におけるそれの負荷転動に当って、その空気のう２が、遠心力等により、タイヤ１に対して相対変位することがあっても、それら両者への擦れ摩耗の発生のおそれを有利に除去することができ、さらには、空気のう２の、タイヤ１に対する相対寸法を十分小さくできることで、空気のうコストを有効に低減させることもできる。
【００２３】
ところで、空気のう２の、タイヤ内面へのこのような非接触状態をより確実に、かつ適正なものとするためには、前述したように、補強層３をもって、空気のう２のクラウン域５を、トレッド部４の内面から所定の距離にわたって離隔させることを前提として、その空気のう２の最大幅Ｗｏを、タイヤ１の最大内面幅Ｗに対し、
０．５Ｗ≦Ｗｏ≦０．８Ｗ
の範囲とする。
【００２４】
このように構成したときは、上述したところに加えて、タイヤ１のパンク等に起因する、空気のう２の十分な拡張変形を、空気のう２に破断等をもたらすことなく行わせることができ、また、リムＲに貼着等したセンサに対して、タイヤ内空気等を十分に流動させることができる。
【００２５】
かかる安全タイヤにおいて、より好ましくは、タイヤビード部７に埋設したビードコア８に最も近接する空気のう部分の、タイヤ内面からの離隔距離Ｓを１５ｍｍ以上とする。
このように構成したときは、タイヤ１の正常時のそれの負荷転動によって空気のう２にクリープが生じても、空気のう２がタイヤ内面に最も近く位置することとなる当該部分の、ビード部内面への接触を十分に阻止して、タイヤ内空気等の、リムＲへの流路を確実に確保することができる。
【００２６】
また好ましくは、図２に要部拡大断面図で示すように、空気のう２の幅方向断面内で、そのリムＲとの対向表面に、たとえば、空気のう２の円周方向に所定の間隔をおいて断面幅方向に延びる凹凸条等からなり、空気のう２の一方側から他方側に連通する流路９を設ける。
【００２７】
タイヤ１および空気のう２のそれぞれへの内圧の充填および、タイヤ内圧の増加等によっても完全には圧潰されることのないこの流路９は、タイヤ１内への充填空気等の、リムＲに沿う円滑なる循環流動を十分に許容するので、空気のう２を横切る向きに延びる流路９がなく、それがリムＲに密着してタイヤ内空気等の循環流動が妨げられる場合に比し、タイヤ内空気等の冷却効率を一層高めることができる。
なお図２に示すところでは流路９を凹凸条をもって形成することとしているも、流路９は、各種の配置および形状の、複数の凹凸部によって形成することもできる。
【実施例１】
【００２８】
サイズが４５９／４５のタイヤ１と、空気のう２とのそれぞれに規定の空気圧を充填した場合の、空気のう最大幅Ｗｏの、タイヤ１の最大内面幅Ｗに対する比をパラメータとし、タイヤ１に穴を形成してタイヤ内圧を急速に放出させたときの、空気のう２の、それがタイヤ内面に十分に密着するまでの拡張時間を測定したところ図３にグラフで示す結果を得た。
なおこのグラフは、３０本の安全タイヤについての平均値を示すものである。
【００２９】
図３によれば、空気のう２の最大幅Ｗｏをタイヤ１の最大内面幅Ｗに近づけるほど空気のう２の拡張時間を短縮することができ、一方、その最大幅Ｗｏを、０．５Ｗ未満としたときは、拡張時間が相当長くなることに加え、空気のうが十分に拡張するまでの間に、その空気のうに破断が生じるおそれが高いことが解る。
【実施例２】
【００３０】
実施例１と同様に、空気のうの最大幅Ｗｏをパラメータとした安全タイヤで、タイヤトレッド部４の内面位置と、リムドロップ位置とのそれぞれで、タイヤ１内の空気温度を測定したところ、図４にグラフで示す温度差を得た。
安全タイヤのテスト本数は実施例１の場合と同数であり、タイヤ内空気温度はリムドロップ位置で低くなる。
【００３１】
図４によれば、空気のうの最大幅Ｗｏが小さいほど、とくにはリムの作用に基づくすぐれた冷却効率の下で、温度差を小さくできるのに対し、その最大Ｗｏが０．８Ｗを越えると、タイヤ内空気の、リムとの円滑なる接触が妨げられる結果として、温度差が急激に大きくなることが解る。
【実施例３】
【００３２】
タイヤ１のビードコア８に最も近接する空気のう部分の、タイヤ内面からの離隔距離Ｓをパラメータとして、タイヤ１を１００％負荷で転動させた場合の、空気のう２のクリープに起因するその離隔距離Ｓの変化を測定したところ、図５にグラフで示す結果を得た。
【００３３】
図５によれば、初期の離隔距離Ｓを１５ｍｍ以上としたときは、２０００ｋｍ走行後になお、空気のうとタイヤ内面との間に、タイヤ内の空気の円滑なる流動をもたらすに十分な５ｍｍ以上の間隔を確保できるのに対し、初期の離隔距離Ｓを１２ｍｍ以下としたときは、上記間隔が２．５ｍｍ以下となり、十分な量の空気の、円滑なる流動を担保することが難しくなることが明らかである。また、この場合には、円周上で、空気のうがタイヤ内面に局部的に接触する部分も発生することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
かくしてこの発明によれば、リムに組付けて規定の空気圧を充填した安全タイヤにおいて、タイヤ内への封入気体の、リムとの十分なる接触を担保して、その封入気体の冷却効率を高めることができ、これにより、タイヤの構成各部の、発熱の起因する耐久性の低下を有効に防止し、併せて、リムに取付けられることのあるセンサによる、温度、圧力等の検知精度を十分に高めることができる。
この一方で、パンク等によるタイヤ内圧の低下、消失等に対しては、空気のうを常に適正に拡張変形させることで、空気のうによる荷重の支持下で、所定の距離わたる安全走行を十分に継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態を内圧の充填姿勢で示す幅方向断面図である。
【図２】他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図３】空気のうの拡張性を示すグラフである。
【図４】温度差を示すグラフである。
【図５】空気のうとタイヤ内面との間隔変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１  タイヤ
２  空気のう
３  補強層
４  トレッド部
５  クラウン域
６  サイドウォール部
７  ビード部
８  ビードコア
９  流路
Ｒ  リム
Ｐ  タイヤ空気圧
Ｐｏ  空気のう内圧
Ｗｏ  空気のう最大幅
Ｗ  タイヤ最大内面幅
【図１】
2005041389.tif 000003
【図２】
2005041389.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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