(57)【要約】【課題】内圧低下時に迅速に、しかも均一に拡張変形させ得る空気のう及びその空気のうを備えた安全タイヤを提案する。【解決手段】安全タイヤ用空気のうを、中空円環状をなし、その内部空間に気体を保持するケース部材1と、タイヤ周方向に沿って伸びるコードをゴムによって被覆したゴム被覆体からなり、前記ケース部材1のクラウン部の外周側に配設してタイヤの内圧が正常な状態で空気のうに加わる張力を負担する一方、タイヤの内圧が低下した状態で破断する少なくとも一層のフープ補強層2と、  前記ケース部材1及び前記フープ補強層2の相互間に配置される少なくとも一層の中間層3とを備えたものにて構成する。前記フープ補強層2は、前記ケース部材1の幅方向Ｗに沿って配列した複数枚の狭幅帯状部材2′からなるものとして、そのジョイント部ｊをタイヤの周方向の異なる位置に存在させる。【選択図】図１
2007331684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの内側に収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧を有し、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するが、タイヤの内圧が低下した状態では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空気のうにおいて、
中空円環状をなし、その内部空間に気体を保持するケース部材と、
タイヤ周方向に沿って伸びるコードをゴムによって被覆したゴム被覆体からなり、前記ケース部材のクラウン部の外周側に環状に配設してタイヤの内圧が正常な状態では空気のうに加わる張力を負担するが、タイヤの内圧が低下した状態でジョイント部を起点に破断可能な少なくとも一層のフープ補強層と、
前記ケース部材及び前記フープ補強層の相互間に配置される少なくとも一層の中間層とを備え、
前記フープ補強層は、前記ケース部材の幅方向に沿って配列した複数枚の狭幅帯状部材からなり、
前記狭幅帯状部材は、タイヤの周方向の異なる位置にそれぞれジョイント部を有する、ことを特徴とする安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
前記フープ補強層は、2枚以上、40枚以下の狭幅帯状部材からなる、請求項１記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項３】
前記フープ補強層は、ポリエチレンテレフタレートのコードを有する、請求項１又は２記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項４】
前記中間層は、ポリエチレンテレフタレートのシートである、請求項1〜3の何れかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項５】
前記フープ補強層は、ジョイント部における剛性とそれを除く領域における剛性との比が0.3以上、0.8以下である、請求項1〜4の何れかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項６】
前記フープ補強層は、連続的に巻きつけられた少なくとも二層からなる、請求項1〜5の何れかに記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項７】
請求項1〜6に記載された安全タイヤ用空気のうを有する安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全タイヤ用空気のう及びその空気のうを備えた安全タイヤに関するものであり、タイヤの内圧が急激に低下するランフラット状態において該空気のうを均一に拡径変形させることによって安定走行を図ろうとするものである。
【背景技術】
【０００２】
パンク等によってタイヤの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を走行することができ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、中子等にタイヤの負荷を肩代わり支持するタイヤや、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。
【０００３】
ところで、上記従来の安全タイヤは、製造方法が複雑であり製品不良率が高く、しかも効率のよい生産ができない不具合を有していた。
【０００４】
この点に関して、例えば特許文献1には、安全タイヤの内部に予め空気のうを格納しておき、タイヤの内圧が低下するランフラット状態で、その径を拡大、変形させることによってタイヤが負担する荷重をチューブ状の空気のうに肩代わりさせる安全タイヤが提案されており、また、特許文献2には、空気のうの少なくともクラウン部に補強層を配設し、正常内圧状態での径成長を抑制するとともに、引張力が漸増するにつれて、その拡張変形による伸びを実質的に増加させる、伸張率-引張力特性を示す物性を付与することにより内圧低下状態で空気のうを均一にタイヤと接触させる安全タイヤが提案されている。
【０００５】
しかしながら、前者の安全タイヤは、タイヤの負荷転動に伴い発生する熱や遠心力の作用により、空気のうが周方向外方に径成長してその外面がトレッド部の内周面等に接触して擦れ、最終的には空気のうが破損するおそれがあり、後者の安全タイヤにおいては、補強層として不織布とゴムの複合体を用いており、空気のうに作用する張力を負担して径成長を抑制するためには、複数枚の複合体で補強層を構成しなければならず、これはタイヤの重量増加を招くうえ、製造コストの上昇も避けられない不具合があった。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
周方向剛性の高い材料で補強層を構成することにより軽量でかつ製造コストの軽減を図るべく、樹脂製のリボン状部材を周方向にらせん状に巻きまわした補強層を用いる試みもなされている（特願2004-164658号明細書）が、かかる技術では、タイヤの内圧が低下した時に補強層の一部のみが破断し、他の部分伸張が少ないことから、不均一な拡張変形が生じることもあってランフラット走行中に振動が発生することが懸念されていた。
【０００７】
本発明は、従来技術が抱える上記の如き問題を解消することを課題とするものであり、その目的は、内圧低下時の迅速で均一な拡径変形を図り得る安全タイヤ用空気のう及びその空気のうを有する安全タイヤを提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、タイヤの内側に収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧を有し、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するが、タイヤの内圧が低下した状態では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空気のうにおいて、
中空円環状をなし、その内部空間に気体を保持するケース部材と、
タイヤ周方向に沿って伸びるコードをゴムによって被覆したゴム被覆体からなり、前記ケース部材のクラウン部の外周側に環状に配設してタイヤの内圧が正常な状態で空気のうに加わる張力を負担するが、タイヤの内圧が低下した状態でジョイント部を起点に破断する少なくとも一層のフープ補強層と、
前記ケース部材及び前記フープ補強層の相互間に配置される少なくとも一層の中間層とを備え、
前記フープ補強層は、タイヤの周方向の異なる位置にそれぞれジョイント部を有する、ことを特徴とする安全タイヤ用空気のう、である。
【０００９】
上記の構成になる安全タイヤ用空気のう、において、前記フープ補強層を構成する狭幅帯状部材は、2枚以上、40枚以下とするのが好ましい。
【００１０】
また、前記フープ補強層のコードはポリエチレンテレフタレートからなるもの有利に適合する。
【００１１】
前記中間層については、ポリエチレンテレフタレートのシートを用いることができる。前記フープ補強層は、ジョイントに係わる端部における剛性とそれを除く領域における剛性との比が0.3以上、0.8以下とするのが望ましく、前記フープ補強層は、連続的に巻きつけられた少なくとも二層とすることができる。
【００１２】
本発明に従う安全タイヤは上記の何れかの構成になる空気のう、を有するものからなる。
【００１３】
ここに、「所定の内圧」とは、空気のうを収納する安全タイヤに対し、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を言う。
【００１４】
また、「所定の内圧との関係で設定された内圧」とは、タイヤに所定の内圧を適用した正常な内圧状態では、空気のうの外面とタイヤの内面との間に空間部を形成することができ、一方、タイヤの内圧が低下した内圧低下状態では、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言う。具体的には、タイヤの所定の内圧より大きい内圧を意味し、好適には所定の内圧の100％超え120％以下の範囲をいうものとする。
【００１５】
フープ補強層の「剛性」とは、非伸張状態サンプルを100として、周方向に力を加えて5％の伸びを生じたとき、すなわち、サンプルの長さが105となったときの引張強力をいうものとし、該フープ層が多層で構成されている場合には、これら全ての層をまとめて測定するものとする。
【発明の効果】
【００１６】
ケース部材の外周側に配設したフープ補強層を狭幅帯状部材（リボン）にて構成し、そのジョイント部をタイヤの周方向の異なる位置に存在させることで
該フープ補強層が分散して破断することとなり、その結果として均一な拡張変形が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明に従う安全タイヤ用空気のうの実施の形態を示す外観斜視図である。
【００１８】
図における番号1は中空円環状をなし、その内部空間に気体を保持するケース部材、2はケース部材1のクラウン部の外周側に巻き回して配設された環状のフープ補強層である。このフープ補強層2はタイヤ周方向に沿って伸びるコードをゴムにて被覆したゴム被覆体の少なくとも一層を、ケース部材1の幅方向Ｗに沿って配列した複数枚の狭幅帯状部材2′にて構成されるもので、タイヤの内圧が正常な状態で空気のうに加わる張力を負担して拡張変形するのを抑制するが、タイヤの内圧が低下した状態で各ジョイント部jを起点にして狭幅帯状部材2′が破断する。
【００１９】
前記狭幅帯状部材2′のジョイント部jは、突合せ、重ねあわせによるゴム相互の接着力により連結しており接合力は比較的弱く、タイヤの周方向の異なる位置にそれぞれ設けられており、その結果として、タイヤの内圧が低下した時、フープ補強層2の周りで不規則的に破断、分離する。  
【００２０】
また、3はケース部材1とフープ補強層2の相互間に配置される中間層である。この中間層3は少なくとも一層からなる。
【００２１】
上記の如き構成になる空気のうは、タイヤ4に収納され、リムＲに装着されて図２に示すような安全タイヤ/リム組立体を構成するもので、タイヤ4と空気のうの間の空間S１には、所定の内圧で気体が充填され、空気のう（ケース部材1）の内部空間S２には、空間S１に充填された気体の内圧との関係で設定された内圧で気体が充填される。
【００２２】
パンク等によりタイヤ4の空間S１の内圧が低下すると、空気のう内の空間S２の内圧との差圧が大きくなるため、空気のうに加わる張力が増大する。このような場合、従来の空気のうでは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、補強層が破断した部分からケース部材1の拡張変形が始まり、さらに図３（ｃ）に示すように、ケース部材1が大きく変形するものの、その周上における反対側の部分は図３（ｄ）に示す如く変形が小さく、その結果として空気のうの拡張変形が不均一となり、安全タイヤの張力分布に偏りが生じて、ランフラット走行中に振動が発生する等の問題が生じていたが、本発明に従う空気のうは、タイヤ4の内圧が低下すると、フープ補強層2を構成する狭幅帯状部材2′の各字ジョイント部ｊが、タイヤの周方向の異なる位置においてそれぞれ破談、分離し、これによりフープ補強層2がタイヤの周方向に沿って巻き解かれるようにケース部材1の上を周方向に滑り、ケース部材1とともに周方向及び幅方向へほぼ均一に拡張変形していき、タイヤ自身が受ける荷重を空気のうが肩代わりすることとなる。
【００２３】
ここに、ケース部材1は例えば従来のチューブ入りタイヤに用いるチューブと同様にブチルゴムからなる気体不透化性のチューブで構成することができる。このチューブだけでは保形性が不足する場合には、例えば不織布とゴムの複合体をチューブの内面又は外面に配設し、この複合体を、気体不透過層に加わる張力を支持する張力支持層とする。また、このケース部材1は不織布とゴムの複合体からなる張力支持層の内面又は外面に、気体透過率の低い樹脂フィルムを貼り付けて気体不透過層とすることもできる。気体不透過層及び張力支持層は、要求される剛性及び気体不透化性に応じてそれぞれ一層又は二層以上とすることが可能で、気体不透化性を確保する観点からは、気体不透過層の一部にのみ配設してもよいが、保形性を高める観点からは気体不透過層の外面全体を密着包囲するように配設するのが好ましい。
【００２４】
フープ補強層2をケース部材1に直接貼り付けた場合には、該フープ補強層2の破断時に亀裂がケース部材1へと伝播しランフラット走行での耐久性を損ねることが懸念されるが、ケース部材1とフープ補強層2の相互間に中間層3を配置することで、隣接相互間における最大摩擦係数を小さくすることが可能となり、フープ補強層2が破断した際に、フープ補強層2が中間層3の上を滑動する一方、中間層3がケース部材1の上を滑動して空気のうが迅速かつ均一に拡径変形することとなりケース部材1への亀裂の伝播を防ぐことができ、ランフラット走行での十分な耐久性が確保されることになる。
【００２５】
中間層3はポリエチレンテレフタレートのシートを用いることができるが、他の樹脂シート、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、等のシートを用いてもよい。
【００２６】
上掲図１に示した例では、フープ補強層2を構成する狭幅帯状部材2′はその幅端部を隣接する狭幅帯状部材2′の端部に接触させたものとして示したが、その相互間に隙間を設けて配列することもできる。
【００２７】
ジョイント部ｊは、狭幅帯状部材の端部を相互に接触させた突合せ接合、あるいは重ね合わせ接合が好適であるが、その相互間に隙間を形成した状態であってもよく、この点についてはとくに限定はされない。
【００２８】
狭幅帯状部材2′はケース部材１の幅方向に沿い2枚以上、40ない以下の範囲で配置するのが好ましい。というのは、フープ補強層2を2枚以上の狭幅帯状部材2′で構成することで、空気のうを迅速に拡径変形させることが可能となるからであり、この枚数は40枚を超える場合においても発揮されるものの、狭幅帯状部材2′の枚数が増加すると生産性の低下を招き、好ましくないからである。
【００２９】
フープ補強層2のジョイント部jにおける剛性とそれを除く領域における剛性との比（剛性段差）は0.3以上、0.8以下とするのが好ましいが、その理由は、フープ補強層2の剛性は破断部である連結端部Ａの剛性が支配的であるためその他の部分の剛性を必要以上に高くしてもフープ補強層4の剛性は上がることはなく、剛性段差が0.3を下回る場合あまり意味がない。一方、剛性段差が0.8を超えるとジョイント部jでの安定した破断が困難となるからである。
【００３０】
フープ補強層2において上記の範囲に設定された剛性段差を付与するには、
幅方向に沿って分割された複数枚からなるものとして、その巻き付け層数を変更することにより容易に対応できる。また、フープ補強層2が一層からなる場合において剛性段差を付与するには、各狭幅帯状部材2′に切り込みを入れることにより対処してもよい。
【００３１】
フープ補強層2は連続的に巻き付けることが可能でこれにより効率的な生産が可能となる。
【００３２】
フープ補強層2を構成するコードは、軽量化の観点から、とくに引張強力が高いポリエチレンテレフタレート製のコードを用いるのが好適である。
【００３３】
また、内圧を適用した際、空気のうは、張力の作用により周方向に伸びようとするが、フープ補強層2のコードをタイヤの周方向に沿って配列することでその向きの剛性を高めることが可能で、空気のうの周方向への伸びと径の拡張を有効に抑制することができる。また、このような構成は、従来の不織布とゴムの複合体で構成された補強層に比べて大幅な軽量化が図れるうえ、正常内圧状態で長期にわたって使用した場合にもクリープ変形を生じることがない利点がある。
【実施例】
【００３４】
ブチルゴムチューブの外面をPET（ポリエチレンテレフタレート）不織布と  
ゴムの複合体で覆う（1周）ことによって形成したケース部材のクラウン部に、PETシートからなる二層の中間層を配置し、さらに、その上に、表１に示す枚数、層数、剛性比からなるフープ補強層を配置して空気のうを構成し、かかる各空気のうを、サイズが495/45Ｒ22.5の安全タイヤに収納して、リムサイズが17.00×22.5のリムに装着してタイヤ車輪となし、かかるタイヤのラジアルランナウト（PRO）について測定した。その結果を従来の空気のうを備えた安全タイヤの結果とともに指数化（数値が大きいほど良好）して表１に示す。
【００３５】
なお、ラジアルランナウトは、タイヤ（空間S１）の内圧は900kPs（相対圧）とし、空気のう（空間S２）の内圧は970kPsとする正常内圧状態での使用に耐えられるように設定したのち、タイヤ（空間S１）への気体を供給するバルブのコアを抜き取り内圧を0として空気のうを拡径変形（ランフラット状態）させ、次いで、このタイヤ車輪をバラサーに取り付けることにより測定したものである。
【００３６】
【表１】
2007331684.tif 000003
【００３７】
表１より明らかなように、比較例を基準とした場合に、比較例１は改善効果は見られるものの、生産性が著しく劣化し、比較例2は改善効果が小さく、比較例3については、改善効果は全くなかった。
【００３８】
これに対して、本発明に従う空気のうである適合例１〜３はラジアルランナウトが格段に改善されており、ランフラット走行中における振動の発生が少なく、安定した走行が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
内圧低下時に迅速かつ均一に拡径変形させることができる空気のう及びこの空気のうを有する安全タイヤが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に従う安全タイヤ用空気のうの実施の形態を示した図である。
【図２】本発明に従う安全タイヤ/リム組立体を模式的に示した図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はケース部材が拡張変形していく様子を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
1  ケース部材
2  フープ補強層
3  中間層
4  タイヤ
【図１】
2007331684.tif 000004
【図２】
2007331684.tif 000005
【図３】
2007331684.tif 000006