(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドと、一対のサイドウォールおよびビード部とを具えるタイヤの内側に、タイヤとは別体をなす、円環形状の空気のうを収納してなり、タイヤおよび空気のうのそれぞれへの所定内圧の充填姿勢で、空気のうの外周面をトレッド内周面から離隔させて位置させる一方、タイヤ内圧の、大気圧への低減に当り、空気のうの拡径変形下で、空気のうの外周面をトレッド内周面に密着させる安全タイヤであって、
空気のうの、少なくとも外周部分に、不織布とゴムとの複合体になる補強層を配設し、不織布を形成するフィラメントの長さを２０〜８０ｍｍの範囲とするとともに、不織布を形成するフィラメントの弾性率Ｅf（ＧＰａ）の、そのフィラメントの密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する比を３０以上としてなる安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンクその他によって、タイヤの内圧がたとえば急激に低下してもなお継続的な走行を可能とした、タイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤがパンク等しても、修理、補強等ができる場所までの相当距離を安全に継続走行できるようにしたランフラットタイヤまたは安全タイヤは、従来から各種のものが研究され、開発されており、たとえば、補強チューブ、多重室チューブ、充填チューブ、折り畳みチューブ等、チューブ自体に工夫を施したランフラットタイヤや、シーラント剤塗布タイヤ、充填タイヤ、中子内蔵型タイヤ等が知られている。
また、近年、特開平７−２７６９３１号公報では、外部タイヤの内部に、これよりも小さい内部タイヤを入れた二重構造の安全タイヤが報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前者の従来のタイヤは、製造方法、補助部材の材質等が特殊で作りにくく、かつ、ホイールリムへの装着や取扱いに難点がある場合が多く、たとえば、チューブ改良型のランフラットタイヤで、多重室式のものは、チューブの製造が非常に難しく、非現実的であり、まり、シーラント剤塗布タイヤや充填タイヤでは、シーラント剤の注入方法や材料の開発が難しく、中子内蔵型タイヤでは、その中子の、リムへの装着に難点があった。
さらに、スポンジ充填、弾性体充填等のムースタイプの安全タイヤも製造が難しく、また、形状の制御や安定化も困難であった。
【０００４】
そして、特開平７−２７６３９１号公報に記載された後者の安全タイヤは、タイヤを二重構造とすることからその分タイヤが重くなり、低燃費性能に問題があった。
【０００５】
そこでこの発明は、構造が簡単であるとともに、製造および、リムへの装着が容易で、材質面でも経済的であり、低燃費性能を損なうことがなく、しかも優れた安全性を発揮できる安全タイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る安全タイヤは、トレッドと、一対のサイドウォールおよびビード部とを具えるタイヤの内側に、タイヤとは別体をなす、円環形状の空気のうを収納してなり、タイヤおよび空気のうのそれぞれへの所定内圧の充填姿勢で、空気のうの外周面をトレッド内周面から離隔させて位置させる一方、タイヤ内圧の、大気圧への低減に当り、空気のうの拡径変形下で、空気のうの外周面をトレッド内周面に密着させるものであり、空気のうの、少なくとも外周部分に、不織布とゴムとの複合体になる一層以上の補強層を配設し、その不織布を形成するフィラメントの長さを２０〜８０ｍｍの範囲とするとともに、不織布を形成するフィラメントの弾性率Ｅf（ＧＰａ）の、そのフィラメントの密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する比を３０以上としたものである。
【０００７】
ここで、不織布とゴムとの複合体とは、ゴムを含浸させた不織布の単層または積層構造体を意味するものとする。この場合、複合体は、ゴム組成物中に目付が１０〜３００ｇ／ｍ2の範囲の不織布を有することが好ましく、また、不織布を形成するフィラメントは、０．０００１〜０．２ｍｍの最大径を有することが好ましい。
【０００８】
以上のような安全タイヤでは、とくには空気のうの構造が簡単であり、それの製造およびリムへの装着が容易である他、材質上の経済性にすぐれるとともに、空気のう重量の抑制下で、すぐれた低燃費性能を発揮させることができる。
【０００９】
また、この安全タイヤでは、リム組みされて所定の内圧を充填されたタイヤがパンク等に起因する内圧の洩出を生じる以前は、そのタイヤによって荷重を十分に支持することができ、この場合、タイヤ内の空気のうは、これも内圧の充填下で、その全周にわたってトレッド内周面から離隔して位置するので、トレッド内周面はもちろん、空気のう、とくにはその外周部分の、不測の摩耗が有効に防止されることになり、空気のうは、後述するそれ本来の機能を、すぐれた耐久性の下に十分に発揮することができる。
【００１０】
この一方で、タイヤのパンク等によってその内圧が大気圧まで低下した場合には、空気のうの外周部分に配設した補強層の、内外の圧力差に起因する伸長変形の下に空気のうそれ自体が拡径変形し、これにより、圧潰変形されたタイヤのトレッド内周面に密着して、タイヤが支持していた荷重を、その空気のうで肩代わり支持するので、タイヤがパンク等してなお、安全な継続走行を実現することができる。
ところで、この安全タイヤでは、補強層を、不織布とゴムとの複合体にて構成しているので、タイヤの圧潰変形下での上述したようなランフラット走行に際し、不織布フィラメントの交錯構造を、周上で均一に変化させて、空気のうの、全体にわたる均一な拡張をより確実なものとすることができる。
【００１１】
しかもここでは、不織布を形成するフィラメントの長さを２０〜８０ｍｍの範囲とすることで、タイヤ内圧の低下時の空気のうの拡径変形、ひいては、膨張を所期した通りにコントロールするとともに、その膨張を、空気のうの全周にわたって均一にかつ円滑に行わせることができる。
【００１２】
すなわち、長さが２０ｍｍ未満では、補強層のわずかな伸長変形によってフィラメント相互の拘束が解けるため、空気のうがそれの作用状態まで膨張するより先に、その空気のうに対する補強層の制限が及ばなくなり、以後は空気のうが自由に膨張変形するため、空気のうの膨張態様および形状の特定が困難になる。
一方、フィラメント長さが８０ｍｍを越えると、フィラメントの絡みあいが複雑かつ密になりすぎるため、空気のうの膨張に際する円滑な変形が困難になるとともに、全周にわたる均一な変形が困難になり、局部的な膨張変形に起因する応力集中によって空気のうの早期の破損が生じることになる。
【００１３】
そして、ここではさらに、不織布を形成するフィラメントの弾性率Ｅｆ（ＧＰａ）の、そのフィラメントの密度ρ（ｇ／ｃｍ３）に対する比、すなわちＥｆ／ρを３０以上とすることで、通常走行時における、空気のうの適正なる拡径変形を担保する。
つまり、その比が３０未満では、フィラメントの弾性率が小さくなって、タイヤの正常時の、空気のうの拡径変形を十分に拘束することが難しくなる。この一方で、弾性率の低さをフィラメントの本数増加、いいかえれば密度増加をもって補う場合には、補強層の重量が大きくなって、空気のうに対する変形拘束力が小さくなる他、発熱量も多くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態を所定内圧の充填姿勢で示す横断面図であり、図中１は、チューブレスタイヤとして機能するタイヤの全体を示し、２は、円環形状をなすトレッドを、３は、トレッド２のそれぞれの側部から半径方向内方へ延びるサイドウォールを、そして４は、サイドウォール３の半径方向内端に連続させて設けたビード部をそれぞれ示す。
またこのタイヤ１は、それぞれのビード部４に配設したビードコア５間に伸びてトロイド状をなす、たとえばラジアルカーカス６を具えるとともに、ラジアルカーカス６のクラウン部の外周側に配設されて、トレッド２を補強するベルト７を具える。
【００１５】
ここでは、かかるタイヤのリム組み姿勢で、その内側に、それとは別体をなす、円環形状の空気のう８を収納し、この空気のう８の、少なくとも外周部分に、不織布とゴムとの複合体よりなる少なくとも一枚の補強層９を接着等させて配設する。なおこの図に示すところでは、補強層９を空気のう８の外周面側に配設しているも、その補強層９を空気のう8の外周面側に代えて、もしくは加えて、内周面側に配設することもできる。
【００１６】
またここでは、空気のう８の外周部分への補強層９の配設域ｗを、タイヤ１および空気のう８のそれぞれに所定の内圧Ｐ１およびＰ２を充填した姿勢の下で、トレッド２の内周面と対向するほぼ全域とし、空気のう８の最大幅Ｗのほぼ０．８倍としているも、その配設域は、図２に例示するように、空気のう外周部分から空気のう８の最大幅位置までの範囲とすることもできる。
【００１７】
ここで、図２に示す場合には、図１に示す場合に比して補強層９の配設域が広くなることで、空気のうの若干の重量増加はあるものの、通常使用時及びランフラット走行時の空気のう形状のコントロールがより容易になる。
【００１８】
なおここで、それぞれの内圧Ｐ１，Ｐ２は、
Ｐ２−Ｐ１≧０
の相対関係を満たすもの、より具体的には、
Ｐ２−Ｐ１＝０〜２００（ｋＰａ）
の条件を満たすものとすることが好ましい。
【００１９】
ところで、このような補強層９において、不織布を形成するフィラメントは、２０〜８０ｍｍの長さを有するものとし、より好ましく、そのフィラメントの弾性率Ｅｆ（ＧＰａ）の、そのフィラメントの密度ρ（ｇ／ｃｍ３）に対する比を３０以上とする。
【００２０】
なお、図１、２に示すところにおいて、Ｒはリムを示し、Ｖ１，Ｖ２はそれぞれタイヤ１および空気のう８への圧力の給排を司るバルブを示す。
【００２１】
このような安全タイヤは、前述したように、構造が簡単であり、製造およびリム装着がともに容易であるとともに、コストの低減および高い低燃費性を実現することができる。
【００２２】
また、この安全タイヤにおいて、タイヤ１が正常であるときは、そのタイヤ１は、自身で荷重を支持しつつ負荷転動する。この場合、補強層９によって補強された空気のう８、とくにはそれの外周部分は、その全周にわたってトレッド内周面から間隔をおいて位置するので、その外周部分およびトレッド内周面のいずれにも不測の摩耗が生じることはない。そしてこのことは、不織布を形成するフィラメントの密度ρ（ｇ／ｃｍ３）に対するそのフィラメントの弾性率Ｅｆ（ＧＰａ）の比を３０以上とした場合により顕著である。
【００２３】
これに対し、タイヤ１がパンク等することによって、そこから内圧が洩出した場合において、空気のう内圧Ｐ2とタイヤ内圧Ｐ1との圧力差が増加して、空気のう８に作用する引張力が、補強層９の耐張力を上回ったときには、その補強層９に、空気のう８の円周方向の伸長変形が生じ、これに伴って空気のう８が拡径変形する。
ここにおけるこのような拡径変形は、不織布を形成するフィラメントの長さを２０〜８０ｍｍの範囲に選択することで、所期した通りにコントロールすることができ、また、その変形を空気のう８の全周にわたって均一にかつ円滑に行わせることができる。
【００２４】
空気のうのかかる拡径変形は、図３に例示するように、とくにタイヤトレッドの接地域で、空気のう８の外周部分がトレッド内周面に密着して、荷重の支持を、タイヤ１から空気のう８に肩代わりできるようになるまで継続され、空気のう８は、図示の状態下で、荷重を支持した安全走行を長期間にわたって継続することができる。
【００２５】
【実施例】
）
タイヤサイズを、３１５／６０Ｒ２２．５とした場合の安全タイヤにおいて、タイヤ内圧を８５０ｋＰａ、空気のう内圧を８５０ｋＰａとした場合の、タイヤによって荷重を支持する通常走行時の耐久性、通常走行の後の空気のうの状態および、空気のうで荷重を支持するランフラット走行時の耐久性のそれぞれを求めたところ、表１および２に示す通りとなった。
【００２６】
ここで通常走行時の耐久性は、ドラム耐久試験で、最大負荷能力に相当する質量を負荷し、６０ｋｍ／ｈの速度でタイヤに故障が生じるまでの走行距離を測定することにより求め、また、通常走行後の空気のうの状態は、Ｘ線を用いた非破壊内部検査により求めた。
そしてランフラット耐久性は、タイヤ内圧を大気圧としたパンク状態の下で、先の通常走行時の耐久性と同様の試験を行って求めた。
なお表中の指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとする。
【００２７】
【表１】
0004596633.tif 000002
【００２８】
【表２】
0004596633.tif 000003
【００２９】
表１および２によれば、実施例１〜３はいずれも、通常走行耐久性およびランフラット耐久性をともに、比較例1に対して大きく向上させることができ、また、比較例４〜８に比して、空気のうを、摩耗から有効に保護し得ることが解る。
【００３０】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、空気のう、ひいては、安全タイヤを、一般的な材料の使用下で簡単な構造に構成することができ、また、その空気のうの製造および、リムへの装着をともに容易ならしめることができる他、重量の抑制下で、すぐれた低燃費性能を実現することができる。
しかもここではすぐれたランフラット耐久性をもたらすこともできる。
【００３１】
加えて、不織布を形成するフィラメントの弾性率の、フィラメント密度に対する比を３０以上に選択した場合に、通常走行時の耐久性をもまた大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す横断面図である。
【図２】この発明の他の実施の形態を示す横断面図である。
【図３】空気のうによる荷重の支持状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
１  タイヤ
２  トレッド
３  サイドウォール
４  ビード部
６  ラジアルカーカス
７  ベルト
８  空気のう
９  補強層
【図１】
0004596633.tif 000004
【図２】
0004596633.tif 000005
【図３】
0004596633.tif 000006