(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブレスタイヤの内部に、チューブレスタイヤの内圧以上の内圧でガスを充填してインフレートさせたタイヤ内径よりも小さな外径をもつ中空円環形状を有する補強付ガス充填チューブを収納し、該補強付ガス充填チューブの少なくとも外周面上に、通常走行時には補強付ガス充填チューブの拡径変形を抑制し、かつチューブレスタイヤの内圧低下時には補強付ガス充填チューブの拡径変形を可能にする特性を有する補強層を具える安全タイヤにおいて、
前記ガス充填チューブの内周部分の両側の端部分の径方向内側に、チューブレスタイヤの内圧低下時における前記ガス充填チューブの局部的な拡径変形を抑制するリング状のベース補強部材を一体的に配設することを特徴とする、チューブレスタイヤ内に補強付ガス充填チューブを収納した安全タイヤ。
【請求項２】
前記補強層は、チューブレスタイヤの内圧低下時に少なくとも15％伸長する特性を有する請求項1記載の安全タイヤ。
【請求項３】
前記補強層は、不織布とゴムの複合材料により構成する請求項1又は２記載の安全タイヤ。
【請求項４】
前記補強層は、さらに前記ガス充填チューブの側周面上にも配設する請求項1、２または３記載の安全タイヤ。
【請求項５】
前記ガス充填チューブの外周面上に配設した補強層は、タイヤ赤道面に対して対称に、補強層の円周に沿って延びる1以上の低剛性部分を有する請求項1〜４のいずれか1項記載の安全タイヤ。
【請求項６】
ベース補強部材は、不織布とゴムの複合材料、スチールコード若しくは有機繊維コードをゴム被覆したコードゴム被覆シート、周方向に沿って波状に配設した波形コード、又はビードで構成する請求項１〜５のいずれか１項記載の安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チューブレスタイヤの内部に、チューブレスタイヤの内圧以上の内圧でガスを充填してインフレートさせたタイヤ内径よりも小さな外径をもつ中空円環形状を有する補強付ガス充填チューブを収納し、該ガス充填チューブの少なくとも外周面上に、通常走行時にはガス充填チューブの拡径変形を抑制し、かつタイヤ内圧低下時にはガス充填チューブの拡径変形を可能にする特性を有する補強層を具える安全タイヤに関するものであり、特に、安全タイヤを構成するガス充填チューブの、タイヤ内圧低下時における局部的な拡形変形を抑制して、ガス充填チューブの荷重支持能力及び耐久性の向上を図る。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、安全タイヤは、仮に、タイヤのパンク、エアバルブの損傷等が生じて、タイヤ内圧が低下もしくは零になったとしても、タイヤの交換、補修等が可能な設備を備える場所まで、そのまま継続して安全に走行できるタイヤのことをいい、かかるタイヤは、従来から種々の改良が行われている。
【０００３】
例えば、図９にタイヤ幅方向断面で示すように、チューブレスタイヤ101の内側に、タイヤチューブ状の軟質ゴムからなる中空円環状のガス充填チューブ102を収納するとともに、このガス充填チューブ102の外周部分に補強層103をその全周にわたってリング状に配設した安全タイヤ100があり、かかる安全タイヤ100は、空気入りタイヤ101を規格リム104にリム組みして、そのチューブレスタイヤ101内に、バルブ105を介して所定の空気圧で充填するとともに、ガス充填チューブ102内に、他のバルブ106を介してチューブレスタイヤ101の内圧以上の空気圧で充填することにより使用に供される。
【０００４】
ここで、規格リムとは、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ  （２００１）、ＥＴＲＴＯ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ  ２００１、ＴＲＡ（ＴＨＥ  ＴＩＲＥ  ａｎｄ  ＲＩＭ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ  ＩＮＣ．）２００１  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等で規格が定められたリムをいい、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫで代表すれば、規格リムは、一般情報に記載された適用リムをいうものとする。
【０００５】
この安全タイヤでは、チューブレスタイヤ101内への所定の空気圧の存在下でのそれの負荷転動に当っては、ガス充填チューブ102の径成長抑制部材として機能する補強層103の作用により、トレッド接地域内で、そのガス充填チューブ102がトレッド部の内周面に擦れるのを有効に防止して、耐久性を向上させることができる。
【０００６】
一方、チューブレスタイヤの内圧が低下や零になる等により、ガス充填チューブ102の内外圧力差が所定値を越えた場合には、補強層103の伸長変形下でガス充填チューブ102は、拡径変形してチューブレスタイヤ101の内面にそれのほぼ全体にわたって密着することで、従来のタイヤチューブの如くに機能して、タイヤの撓み変形を小さく抑制しつつ、タイヤ101の内面側からタイヤに作用する荷重を支持する機能を有しており、チューブレスタイヤ101のパンク時等における継続した安全走行を実現することができる。
【０００７】
ところで、補強層103の作用の下でのガス充填チューブ102のこのような拡径変形の進行は、ガス充填チューブ102の、補強層103による拘束を受けない左右の側部部分での変形に始まって、その変形が次第に補強層103の中央部側へ進展し、そして、最終的には、ガス充填チューブ102が、補強層103を介してチューブレスタイヤ101の内周面107の全体にほぼ均等に密着する変形挙動を辿って行われることが、荷重支持の点から好ましい。
【０００８】
しかしながら、現実には、補強層103の両端部の剛性が不均一になることが多く、この剛性差に起因して、ガス充填チューブ102が、剛性の低い一方側にだけ偏った拡径変形を開始し、そしてこの変形がその一方側でだけ進行した場合には、甚だしくは、補強層103が、図10に示すように、他方側へ大きく押し退けられるとともに、ガス充填チューブ102の内周部分108の、補強層103の大きく押し退けられた端部103ｂ側に位置する端部分108ｂが大きく引張られることで、不均一な拡径変形が生じ、ガス充填チューブ102が均等に拡径されない場合があった。
【０００９】
このような不均一な拡径変形は、一部の局部的な伸長変形による薄肉化や、チューブレスタイヤの内周面107への局部的な密着等が生じることになり、これは、ガス充填チューブ102の荷重支持能力の低下や、部分的な摩擦による耐久性の低下を招くだけではなく、ガス充填チューブ102の内周部分108に位置するバルブ106に大きな力が作用してバルブ106が損傷することによる耐久性の低下が生じやすいという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、タイヤ内圧低下時に生じる補強付ガス充填チューブの拡径変形を均等に行わせることにより、補強付ガス充填チューブの荷重支持能力及び耐久性を向上させたチューブレスタイヤ内に補強付ガス充填チューブを収納した安全タイヤを提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、チューブレスタイヤの内部に、チューブレスタイヤの内圧以上の内圧でガスを充填してインフレートさせたタイヤ内径よりも小さな外径をもつ中空円環形状を有する補強付ガス充填チューブを収納し、該ガス充填チューブの少なくとも外周面上に、通常走行時にはガス充填チューブの拡径変形を抑制し、かつチューブレスタイヤの内圧低下時にはガス充填チューブの拡径変形を可能にする特性を有する補強層を具える安全タイヤにおいて、ガス充填チューブの内周部分の両側の端部分の径方向内側に、チューブレスタイヤの内圧低下時におけるガス充填チューブの局部的な拡径変形を抑制するリング状のベース補強部材を一体的に配設することを特徴とする、チューブレスタイヤ内にガス充填チューブを収納した安全タイヤである。
【００１２】
前記補強層は、チューブレスタイヤの内圧低下時に少なくとも15％伸長する特性を有することが好ましく、また、不織布とゴムの複合材料により構成することがより好適である。
【００１３】
加えて、前記補強層は、さらにガス充填チューブの側周面にも配設することが、ガス充填チューブを均等に拡径変形させる点で好ましい。
【００１４】
また、前記ガス充填チューブの外周面上に配設した補強層は、タイヤ赤道面に対して対称に、補強層の円周に沿って延びる1以上の低剛性部分を有することが、均等に拡径変形させる点で好ましい。
【００１５】
さらに、ベース補強部材は、不織布とゴムの複合材料、スチールコード若しくは有機繊維コードをゴム被覆したコードゴム被覆シート、周方向に沿って波状に配設した波形コード、又はビードで構成することがより好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明に従う安全タイヤの幅方向断面図である。
【００１７】
図１に示す安全タイヤ１は、チューブレスタイヤ２と、その内部に収納された補強付ガス充填チューブ３と、このガス充填チューブ３の少なくとも外周面４上に配設された補強層５とで主に構成されている。
【００１８】
チューブレスタイヤ２は、一般的な空気入りタイヤの構造をもち、対をなすビードコア６間にトロイド状に延びる少なくとも１プライ、図１では１プライからなるカーカス７と、コードをゴム被覆した少なくとも１層のコード層、図１では２層のコード層8a,8bからなるベルト９と、トレッド部10とを有しており、必要に応じて、種々の態様を採ることができる。
【００１９】
補強付ガス充填チューブ３は、例えば軟質ゴムにより構成され、チューブレスタイヤ２の内圧以上の内圧で、例えば空気のようなガスを充填してインフレートさせたタイヤ内径よりも小さな外径をもつ中空円環形状を有している。
【００２０】
補強層５は、通常走行時にはガス充填チューブ３の拡径変形を抑制し、かつタイヤ内圧低下時、例えばバンク時にはガス充填チューブ３の拡径変形を可能にする特性を有している。
【００２１】
そして、この発明の構成上の特徴は、補強付ガス充填チューブ３の内周部分11の両側の端部分の径方向内側に、チューブレスタイヤ２の内圧低下時におけるガス充填チューブ３の局部的な拡径変形を抑制するリング状のベース補強部材12を一体的に配設することにあり、この構成を採用することによって、図２に示すように、チューブレスタイヤ２の内圧低下時におけるガス充填チューブ３の拡径変形が均等になる結果、ガス充填チューブ３の荷重支持能力及び耐久性を向上させることができる。
【００２２】
この発明の安全タイヤ１は、この補強付ガス充填チューブ３の少なくとも外周面４上に、上記特性を有する補強層５を配設することによって、通常走行時には、かかる補強層５が遠心力等に起因するガス充填チューブ３の径成長を抑制することができ、また、チューブレスタイヤ２の内圧がパンク等によって低下して、ガス充填チューブ３の内外圧力差が所定値を超えた場合には、伸長性のある補強層５が特に周方向に大きく伸長変形する結果、ガス充填チューブ３が拡径変形することになる。
【００２３】
その際、ガス充填チューブ３は、補強層５を配設した外周部分13に比べて、側周部分14a,14bの剛性が低く設定されているため、チューブレスタイヤ２の内圧が低下してガス充填チューブ３の拡径変形が開始された時には、ガス充填チューブ３の両側周部分14a,14bから伸長が始まり、補強層５の両端15a,15b側に位置する両側周部分14a,14bの剛性の相違から、いずれか一方の側周部分14a又は14bだけが局部的に大きく拡径変形する傾向がある。
【００２４】
このため、この発明では、上記構成に加えて、ガス充填チューブ３の内周部分11の両側の端部分の径方向内側にリング状のベース補強部材12,12を一体的に配設することによって、いずれか一方の側周部分14a又は14bだけが局部的に大きく拡径変形するのを抑制し、ガス充填チューブ３の両側周部分14a,14bの均等な拡径変形が促進される結果、ガス充填チューブ３の外周面４がチューブレスタイヤ２の内周面15の全体にわたって均等に密着することが可能にし、これによって、ガス充填チューブ３の荷重支持能力及び耐久性を向上させることができるのである。
【００２５】
また、補強層５は、チューブレスタイヤ２の内圧低下時に少なくとも15％伸長する特性、特に、周方向に少なくとも15％伸長する特性を有することが、チューブレスタイヤ２の内圧低下時のガス充填チューブ３の拡径変形を促進する上で好ましく、このような特性を得るため、補強層５は、不織布とゴムの複合材料により構成することがより好適である。
【００２６】
尚、補強層５は、図1では、ガス充填チューブ３の外周面４上に配設した場合を示したが、図４に示すように、ガス充填チューブ３の側周面16上にも同様の特性を有する補強層５を配設してもよく、この場合には、ガス充填チューブ３の外周部分13と側周部分14a,14bの剛性段差を小さくすることができるので、チューブレスタイヤ２の内圧低下時におけるガス充填チューブ３の拡径変形をより均等にすることができる。
【００２７】
また、ベース補強部材12は、不織布とゴムの複合材料（図1）、スチールコード若しくは有機繊維コードをゴム被覆したコードゴム被覆シート、周方向に沿って波状に配設した波形コード、又はビード17（図３）で構成することが好ましい。
【００２８】
尚、ガス充填チューブ３の外周面４上に補強層５を配設した場合、ガス充填チューブ３の外周部分13の拡径変形は、補強層５の両端部分18a,18b側から開始し、補強層５の幅中央部19に位置するガス充填チューブ３の外周部分が、後から拡径変形する変形態様を採るため、ガス充填チューブ３の外周部分13の全体が、チューブレスタイヤ２の内周面15に均等に密着しない場合がある。
【００２９】
このため、かかる場合には、補強層５に、図５に示すように、タイヤ赤道面EＥに対して対称に、補強層５の円周に沿って延びる1以上の低剛性部分20を設けることが好ましく、これによって、図6に示すように、チューブレスタイヤ２の内圧低下時のガス充填チューブ３の外周部分13の拡径変形を均等にすることができる。
【００３０】
尚、補強層５の低剛性部分20は、図5では、補強層５の幅中央部19を薄肉にして低剛性にした場合を示してあるが、タイヤ赤道面Ｅに対して対称に配設しさえすればよく、例えば、図7(a)に示すように、補強層５が複数層で構成され、補強層５の両幅端18a,18bとタイヤ赤道面Ｅの間にそれぞれ配設したり、また、図7(b)に示すように、補強層５の両幅端位置18a,18bを含む部分にそれぞれ配設してもよい。さらに、図8に示すように、低剛性部分20内での補強層５の積層枚数をステップ状に変化させてもよく、種々の態様を採ることができる。
【００３１】
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。
【００３２】
【実施例】
次に、この発明に従う安全タイヤを試作し、性能を評価したので以下で説明する。
・実施例１
実施例１のタイヤは、タイヤサイズが315／60Ｒ22.5であり、補強付ガス充填チューブを軟質ゴムで構成し、アラミド繊維で構成した不織布とゴムの複合材料からなる4層の補強層を補強付ガス充填チューブの外周面上に配設し、補強層は、チューブレスタイヤのパンク時に25％伸長する特性を有し、ベース補強部材を、      アラミド繊維で構成した２層の不織布とゴムの複合材料で構成した。
その他のタイヤ構造については、一般的な安全タイヤの構造とほぼ同様にした。
【００３３】
・実施例２
実施例2のタイヤは、ベース補強部材を、スチールコードからなる六角ビードとしたこと以外は実施例1のタイヤと同様に構成した。
【００３４】
・実施例３
実施例3のタイヤは、補強層を補強付ガス充填チューブの外周上と側周面上の双方に配設し、ベース補強部材を、１層の不織布とゴムの複合材料で構成したこと以外は実施例1のタイヤと同様に構成した。
【００３５】
・実施例４
実施例4のタイヤは、補強層を補強付ガス充填チューブの外周上と側周面上の双方に配設したこと以外は実施例1のタイヤと同様に構成した。
【００３６】
・実施例５
実施例5のタイヤは、補強層を補強付ガス充填チューブの外周上と側周面上の双方に配設し、ベース補強部材を、スチールコードをゴム被覆した１層のコードゴム被覆シートで構成したこと以外は実施例1のタイヤと同様に構成した。
【００３７】
・実施例６
実施例６のタイヤは、補強層を補強付ガス充填チューブの外周上と側周面上の双方に配設し、ベース補強部材を、ナイロンコードをゴム被覆した２層のコードゴム被覆シートで構成したこと以外は実施例1のタイヤと同様に構成した。
【００３８】
・実施例７
実施例７のタイヤは、補強層の幅方向中央部を、他の部分の３／４倍の剛性にした低剛性部分を設けること以外は実施例1のタイヤと同様に構成した。
【００３９】
・従来例
従来例のタイヤは、補強層及びベース補強部材を配設しないこと以外は実施例1のタイヤと同様の構成を有する。
【００４０】
（試験方法）
上記各供試安全タイヤについて、パンク時における、補強付ガス充填チューブの拡径変形の均一性と耐久性を評価するための試験を行うとともに、通常走行時の耐久性を評価するための試験を行った。
【００４１】
パンク時における、補強付ガス充填チューブの拡径変形の均一性は、ＣＴスキャンによるタイヤ断面写真撮影により評価した。
【００４２】
パンク時における耐久性（低圧耐久性）は、チューブレスタイヤの内圧が０kPa（ゲージ圧）のパンク状態で、補強ガス充填チューブの内圧を拡径変形下で450kPaとし、回転ドラム上で、34.8ｋＮの荷重を負荷し、60ｋｍ／ｈの速度でタイヤを走行させ、故障が生じるまでの走行距離を測定し、この測定値によって評価した。
【００４３】
また、通常走行時における耐久性（通常耐久性）は、チューブレスタイヤの内圧を900kPaとし、補強ガス充填チューブの内圧を950kPaとし、回転ドラム上で、34.8ｋＮの荷重を負荷し、60ｋｍ／ｈの速度でタイヤを15万ｋｍまで走行させ、故障が生じるまでの走行距離を測定し、この測定値によって評価した。
【００４４】
表1にこれらの評価結果を示す。尚、表1中の低圧耐久性と通常耐久性の数値はいずれも、従来例を100とした指数比で示してあり、数値は大きいほど性能が優れている。
【００４５】
【表１】
0004009104.tif 000002
【００４６】
表1に示す評価結果から、従来例は、パンク時における補強付ガス充填チューブの拡径変形が局部的に生じていたのに対して、実施例はいずれも、パンク時の補強ガス充填チューブの局部的な拡径変形は認められず、通常耐久性が従来例と同等にして、低圧耐久性が従来例に比べて格段に優れている。
【００４７】
【発明の効果】
この発明によれば、タイヤ内圧低下時に生じる補強付ガス充填チューブの拡径変形を均等に行わせることにより、補強付ガス充填チューブの荷重支持能力及び耐久性に優れた安全タイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に従う安全タイヤの幅方向断面図である。
【図２】  図1の安全タイヤがランフラット走行しているときの状態を示す図である。
【図３】  他の実施形態を示す図である。
【図４】  他の実施形態を示す図である。
【図５】  他の実施形態を示す図である。
【図６】  図5に示す安全タイヤの補強付ガス充填チューブの外周部分がパンク時に拡径変形するときの状態を示す概念図である。
【図７】  (a),(b)は、いずれも補強層の他の実施形態を示す図である。
【図８】  補強層の他の実施形態を示す図である。
【図９】  従来タイヤの幅方向断面図である。
【図１０】  図９に示す従来タイヤの補強付ガス充填チューブがパンク時に局部的に拡径変形したときの状態を示す概念図である。
【符号の説明】
１  安全タイヤ
２  チューブレスタイヤ
３  補強付ガス充填チューブ
４  補強付ガス充填チューブの外周面
５  補強層
６  ビードコア
７  カーカス
8a,8b  コード層
９  ベルト
10  トレッド部
11  補強付ガス充填チューブの内周部分
12  ベース補強部材
13  補強付ガス充填チューブの外周部分
14a,14b  補強付ガス充填チューブの側周部分
15a,15b  補強層の両端
16  補強付ガス充填チューブの側周面
17  ビード
18a,18b  端部分
19  補強層の幅中央部
20  補強層の低剛性部分
21  チューブレスタイヤの内周面
22,23  バルブ
24  路面
【図１】
0004009104.tif 000003
【図２】
0004009104.tif 000004
【図３】
0004009104.tif 000005
【図４】
0004009104.tif 000006
【図５】
0004009104.tif 000007
【図６】
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【図７】
0004009104.tif 000009
【図８】
0004009104.tif 000010
【図９】
0004009104.tif 000011
【図１０】
0004009104.tif 000012