(57)【要約】【課題】リムへの固定手段の適正化を図ることにより、リムに対して安定して固定される結果、走行中の振動の発生を抑制した空気のうを提供する。【解決手段】中空円管状の安全タイヤ用空気のう１は、タイヤ２に収納され、タイヤ２に所定の内圧を適用した空気充填状態では少なくともタイヤ内面４との間に空間部Ｓを形成し、タイヤ２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の支持をタイヤ２から肩代わりする。空気のう１を収容した安全タイヤ３をリム５に装着した状態にて、空気のう１は、その少なくともリム５と対向する部分に、タイヤ２と空気のう１の差圧とは無関係に、リム５に対して緊密固定する固定手段６を具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに収納され、タイヤに所定の内圧を適用した空気充填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の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、
空気のうを収容した安全タイヤのリム装着状態にて、該空気のうは、その少なくともリムと対向する部分に、タイヤと空気のうの差圧とは無関係に、リムに対して緊密固定する固定手段を具えることを特徴とする安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
前記固定手段は、その内部に圧力を適用すると膨張変形する中空円管状部材である、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項３】
前記固定手段は、熱を適用すると収縮変形する熱収縮性部材である、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項４】
前記固定手段を空気のうの全周にわたって配置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項５】
前記固定手段の有効幅の総和はリム幅の５％以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項６】
前記固定手段は、空気のうの、リムと対向する部分であるベース部の幅方向外端部近傍に位置する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤに収納され、タイヤに所定の内圧を適用した空気充填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の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうに関し、特にかかる空気のうをリムに安定して固定し、走行中の振動の発生を抑制する。
【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、製造方法が複雑になる上、装着時の取扱いに難点がある場合が多かった。
【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容されて、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張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及びこれを用いた安全タイヤが記載されている。これらのタイヤでは、空気のうの内圧をタイヤの内圧よりも高くし、この差圧により空気のうをリムに密着させて固定しているが、空気のうの内圧及びタイヤの内圧は温度変化とともに変動する上、タイヤからは自然にエアリークが発生しているため、この差圧を一定に保つことは困難である。
【０００４】
空気のうの内圧とタイヤの内圧との差圧が小さすぎる場合には、空気のうをリムに固定する力が、タイヤ転動により発生する遠心力に対して不足するため、空気のうの固定が不確実となり、走行中に空気のうがリムやタイヤと衝突する結果、振動を発生するおそれがある。一方、空気のうの内圧とタイヤの内圧との差圧が大きすぎる場合には、空気充填状態であっても空気のうが拡径変形するおそれがある。このように、空気のうの内圧とタイヤの内圧との差圧に依存する方法では、空気のうを安定してリムに固定することは難しかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３６９２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、この発明の目的は、リムへの固定手段の適正化を図ることにより、リムに対して安定して固定される結果、走行中の振動の発生を抑制した安全タイヤ用空気のうを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、この発明は、タイヤに収納され、タイヤに所定の内圧を適用した空気充填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の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、空気のうを収容した安全タイヤのリム装着状態にて、該空気のうは、その少なくともリムと対抗する部分に、タイヤと空気のうの差圧とは無関係に、リムに対して緊密固定する固定手段を具えることを特徴とする安全タイヤ用空気のうである。
【０００８】
ここで「所定の内圧」とは、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空気圧をいうものとする。
【０００９】
また、固定手段としては、その内部に内圧を適用すると膨張変形する中空円管状部材、又は熱を適用すると収縮変形する熱収縮性部材が好ましい。
【００１０】
さらに、固定手段を空気のうの全周にわたって配置することが好ましい。
【００１１】
さらにまた、固定手段の有効幅の総和はリム幅の５％以上であることが好ましい。なおここで「固定手段の有効幅」とは、固定手段が中空円環状部材の場合には内部空間の幅のことをいい、固定手段が熱収縮部材の場合には熱収縮部材の幅のことをいうものとする。
【００１２】
加えて、固定手段は、空気のうの、リムと対向する部分であるベース部の幅方向外端部近傍に位置することが好ましい。なおここで、「幅方向外端部近傍」とは幅方向外端部から幅方向内側に向かってベース部の幅の２０％以内の範囲のことをいうものとする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、タイヤと空気のうの差圧に依存することなく、固定手段を用いて空気のうをリムに対して緊密固定するため、温度変化やエアリーク等により空気のうの内圧とタイヤの内圧との差圧が変動した際にも、空気のうをリムに対して安定して固定することが可能となる結果、走行中の振動の発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【００１５】
空気のう１は、タイヤ２に収納され安全タイヤ３を形成している。この安全タイヤ３に所定の内圧を適用して空気充填状態にすると、図１に示すように、タイヤ内面４と空気のう１との間には空間部Ｓが形成される。一方、パンク等により安全タイヤ３の内圧が低下したランフラット状態となると、図２に示すように、タイヤ内圧の低下に伴って空気のう１が拡径変形して最終的にはタイヤ２の内面４に達し、荷重の支持をタイヤ２から肩代わりする。
【００１６】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、空気のう１を収容した安全タイヤ２をリム５に装着した姿勢にて、空気のう１が、その少なくともリム５と対向する部分に、タイヤ２と空気のう１の差圧とは無関係に、リム５に対して緊密固定する固定手段６を具えることにある。
【００１７】
従来の空気のう入り安全タイヤにおいては、空気のうの内圧をタイヤの内圧よりも高くし、これらの間の差圧により空気のうをリムに緊密固定している。この際、タイヤと空気のうの差圧が２０ｋＰａ未満の場合には、空気のうをリムに固定する力が、タイヤの転動により発生する遠心力に対して不足する結果、空気のうの固定が不確実となり、走行中に空気のうがリムやタイヤに接触する等して振動を発生するおそれがある。したがって、空気のうを確実に固定し、走行中の振動を抑制する観点からは差圧を大きくすることが好ましいが、空気のうが拡径変形を開始する圧力（通常は１７０ｋＰａ程度である。）に近くなると、タイヤ内圧の微小な低下によっても、空気充填状態でありながら空気のうが拡径変形するおそれがあることから、差圧の上限は通常１００ｋＰａ程度に抑えられている。このため、従来の空気のう入り安全タイヤにおいては、タイヤと空気のうの差圧を２０〜１００ｋＰａの適正範囲に維持することが必要とされている。しかし、空気のうの内圧及びタイヤの内圧は温度変化とともに変動する上、タイヤからは自然にエアリークが発生し内圧が連続的に低下しているため、この差圧を一定に保つことは困難であった。さらに、空気のうをリムに固定する力はタイヤと空気のうの差圧に依存しているため、この差圧の最大値である１００ｋＰａを越える、より大きな固定力を得ることはできなかった。
【００１８】
これに対し、この発明に係る空気のう１は、タイヤ２と空気のう１の差圧とは無関係に空気のう１をリム５に緊密固定する固定手段６を具えているので、タイヤと空気のうの差圧が全く無い場合にも安定して空気のう１をリム５に固定することができる上、従来の空気のうでは得ることのできなかった高い力で空気のうをリムに固定した場合にも空気のうが拡径変形するおそれがない。
【００１９】
固定手段６は、図１に示すように、その内部に圧力を適用すると膨張変形する中空円管状部材とすることができる。この場合には、空気のう１及びタイヤ２をリム５に装着した後、固定手段６の内部に空気、窒素、又は発泡剤等を充填することにより、固定手段６の内圧が高まり、固定手段６が膨張変形して空気のう１をリム５に緊密固定することができる。中空円環状部材としては、図１に示すように、チューブ状に形成された部材を空気のう１に貼り付けることによって構成してもよく、また図３に示すように、シート状の部材７を空気のう１に貼り付けることによって構成してもよい。この場合には窒素、又は発泡剤等を充填することができる。
【００２０】
また、固定手段６は、図４に示すように、熱を適用すると収縮変形する熱収縮性部材とすることが好ましい。この場合には、空気のう１及びタイヤ２をリム５に装着した後、固定手段６を加熱することにより、固定手段６が収縮変形して空気のう１をリム５に緊密固定することができる。なお、熱を除去した後も、空気のう１のリム５への緊密固定状態を維持する観点から、熱収縮性部材の収縮変形は塑性変形である必要がある。
【００２１】
固定手段６は、図１、図３及び図４に示したように、空気のう１の、リム５と対向する部分の外面に配設し、固定手段６自体をリム５に緊密固定してもよいが、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、リム５と対向する部分の内面に配設し、空気のう１をリム５に押し付けて緊密固定してもよい。
【００２２】
さらに、固定手段６を全周にわたって配置することが好ましい。全周にわたってリム５に空気のう１が均一に固定される結果、走行中の振動の発生をより一層抑制することができるからである。
【００２３】
さらにまた、固定手段６の有効幅の総和Ｗ、すなわち、図１、図３及び図４ではＷ１とＷ２の和はリム幅ＲＷの５％以上であることが好ましい。ＷがＲＷの５％未満の場合には、空気のうをリムに固定する効果が十分に得られず、走行中に騒音が発生しやすくなるおそれがあるからである。特に高い固定性能が要求される場合には、ＷがＲＷの７％以上であることがさらに好ましい。また、偏平率が５０％以下の、いわゆる偏平タイヤは、偏平率が５０％を越えるタイヤに比べて、リムと接触する面積が大きくなる上、リムの幅も大きくなるので、より高い固定性能が要求され、この場合にはＷがＲＷの７％以上であることが好ましく、１０％以上であることが一層好ましい。
【００２４】
図６は、偏平率が５５％のタイヤ群（Ａ群）と、偏平率が４５％のタイヤ群（Ｂ群）との間で、固定手段の有効幅の総和Ｗのリム幅ＲＷに対する百分率Ｗ／ＲＷの異なるタイヤを試作し、ドラム試験機上を速度を増加させながら走行させ、タイヤに振動が発生する限界速度を測定した結果を示すものである。図６から、偏平率が５５％のタイヤ群ではＷ／ＲＷが５％以上、偏平率が４５％のタイヤ群ではＷ／ＲＷが７％以上になると振動が発生する限界速度が急激に増加することが分かる。
【００２５】
加えて、固定手段６は、空気のう１の、リム５と対向する部分であるベース部８の幅方向外端部９近傍に位置することが好ましい。このようにベース部８の幅方向外端部９近傍をリム５に緊密固定することにより、走行中の振動の発生が有効に抑制されるからである。さらに、タイヤのユニフォミティの低下を防止する観点からは、図１に示すように、一対の固定手段６を、ベース部８の両外端部９に配置することがさらに好ましい。
【００２６】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図１等では比較的幅の狭い固定手段を２個設けた例を示したが、図７に示すように、比較的幅の広い固定手段を１個だけ設けてもよく、また、図８に示すように、固定手段を多数個設けてもよい。
【実施例】
【００２７】
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。
【００２８】
実施例１〜３の空気のうは、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５のタイヤ用の空気のうであり、図７に断面を示すように、幅が１００ｍｍの中空円管部材をベース部の幅中心に１個（実施例１）、図１に断面を示すように、幅が１０ｍｍの中空円管部材をベース部の両外端部近傍にそれぞれ１個ずつ（実施例２）、または図１に断面を示すように、幅が５０ｍｍの中空円管部材をベース部の両外端部近傍にそれぞれ１個ずつ（実施例３）、空気のうの全周にわたって配置している。
【００２９】
比較のため、中空円管部材を有していないことを除いて実施例１〜３と同じ空気のう（従来例１及び２）についても併せて試作した。
【００３０】
前記各供試空気のうを、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５のタイヤに収容し、リム幅が４３２ｍｍのリムに装着してタイヤ車輪とした。実施例１〜３では、空気のうの中空円管部材に１０ｋＰａ（相対圧）、空気のうに９５０ｋＰａ（相対圧）の内圧を適用した。また、従来例１では、空気のうに９００ｋＰａ（相対圧）の内圧を適用し、従来例２では、空気のうに１０００ｋＰａ（相対圧）の内圧を適用した。そして、実施例１〜３の空気のう並びに従来例１及び２の空気のうを収容したタイヤには９００ｋＰａ（相対圧）の内圧を適用し、次の各試験を行った。
【００３１】
１．耐久試験
前記各タイヤ車輪を６０℃に保った恒温槽内に入れ、３ヶ月間保存した後、空気のうの拡径変形の有無を調べた。その結果、実施例１〜３の空気のう及び比較例１の空気のうは拡径変形していなかったが、比較例２の空気のうはタイヤ車輪からのエアーリークにより拡径変形していた。
【００３２】
２．走行試験
前記各タイヤ車輪にタイヤ負荷荷重５８００ｋＮを適用し、直径１．７ｍのドラム試験機上を速度を増加させながら走行させ、タイヤに振動が発生する限界速度を測定した。その結果、従来例２の限界速度を１００としたときの相対比で、従来例１の限界速度は９５、実施例１の限界速度は１０２、実施例２の限界速度は１０４、及び実施例３の限界速度は１０３であった。なお、この限界速度の相対比は、数値が大きいほど限界速度が高く、振動が発生し難いことを示している。
【００３３】
これらの試験結果から、実施例１〜３の空気のうは、従来例１の空気のうに比べて振動の発生する限界速度が高く、従来例２の空気のうに比べて、振動の発生する限界速度が同等以上でありながら、長期間にわたって使用しても空気のうが拡径変形するおそれがなく、安定してリムに固定されていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明により、リムへの固定手段の適正化が図られ、リムに対して安定して固定される結果、走行中の振動の発生を抑制した安全タイヤ用空気のうを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【図２】図１に示す安全タイヤをランフラット状態で示す幅方向断面図である。
【図３】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【図４】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【図６】偏平率が５５％のタイヤ群と偏平率が４５％のタイヤ群における、固定手段の有効幅の総和のリム幅に対する比率と、タイヤに振動が発生する限界速度との関係を表すグラフである。
【図７】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【図８】この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を適用した状態で示す幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  空気のう
２  タイヤ
３  安全タイヤ
４  タイヤ内面
５  リム
６  固定手段
７  シート状部材
８  空気のうのベース部
９  空気のうのベース部の幅方向外端部
【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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