(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部と、一対のサイドウォール部およびビード部とを具えるタイヤに収納されて、タイヤの規格リムへの組付け姿勢で規定の内圧を充填され、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、補強部材一体型の空気のうであって、
全体として中空円環状をなす空気のうの、トレッド部の内面と対向するクラウン域と、サイドウォール部およびビード部の内面と対向する側部域と、タイヤのビードトウ内面から、そのビードトウの先端側で、リムのビードシートにわたって接触する基部域とのそれぞれを、周方向に連続する補強部材により補強し、基部域の補強部材の、単位幅当りの周方向剛性を、側部域補強部材のそれより大きくするとともに、その基部域補強部材の厚みの、幅に対する比を０．２倍未満とし、側部域の補強部材を、基部域補強部材に、基部域補強部材の幅の１／２以上にわたって積層させてなる安全タイヤ用空気のう。
【請求項２】
空気のうの基部域に、不織布とゴムとの複合体よりなる補強部材を１５ｍｍ以上の幅にわたって配設してなる請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【請求項３】
空気のうの基部域に、アラミド繊維コードもしくはスチールコードよりなる補強部材を１５ｍｍ以上の幅にわたって配設してなる請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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用いられ、タイヤ内圧の低下等に基づいて拡張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関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤのパンク、エアバルブの損傷等が生じて、タイヤ内圧が減少もしくは消失しても、タイヤの交換、補修等が可能な設備を備える場所まで、タイヤをそのまま継続して安全に負荷転動させることができる安全タイヤの要請に応えるべく、従来から各種の安全タイヤが提案されている。
なかでも、トレッド部と、一対のサイドウォール部およびビード部とを具えるタイヤと、そのタイヤに収納されて内圧を充填され、タイヤ内圧の低下に基づいて拡張変形して荷重の支持をタイヤから肩代わりする、全体として中空円環状をなす空気のうとの組合わせになる安全タイヤとしては、たとえば、国際公開パンフレット  ＷＯ００／３０８７７号に開示されたものがある。
【０００３】
この安全タイヤは、空気のうに配設した折返し補強プライを、心線と、この心線の周りに螺旋状に巻付けた巻線とからなるコードにより形成し、このコードを、通常走行時の圧力差および遠心力に耐える一方で、パンク等によるエアロス時に、心線は破断するも、巻線は破断せずに延びる構造とし、また、その巻線に、空気のうの拡張変形に十分なペリフェリを付与したものである。
【０００４】
この安全タイヤでは、タイヤのパンク等によるエアロス時に、はじめに、空気のうのクラウン域を主に周方向に拡張させ、これに伴って空気のうの側部域を、補強プライの伸長変形に基づいて周方向および幅方向のそれぞれに拡張変形させることにより、空気のうの全体をタイヤ内面に密着させて、荷重の支持をタイヤから空気のうに肩代わりさせることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるにこの従来技術では、空気のうのクラウン域から側部域を補強する補強プライを、空気のうの内周縁近傍で円環状に延びる非伸長性のコードの周りで半径方向外方に折り返して配設しており、これにより、空気のうが、その側部域の半径方向で、補強プライの折り返し部分の重なり域と非重なり域との間に大きな剛性段差を有することになるので、空気のうの拡張変形に際して、その側部域がそれぞれの方向に拡張変形することにより、補強プライの折り返し端部分に歪が集中することになって、空気のうの作用の下でのランフラット耐久性の低下が余儀なくされるという問題があった。
【０００６】
この発明は、従来技術のこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、空気のうの拡張変形に当ってのその側部域への歪の集中を防止して、すぐれた走行耐久性を発揮させることができる安全タイヤ用空気のうを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る安全タイヤ用空気のうは、トレッド部と、トレッド部のそれぞれの側部に連なって半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部と、それぞれのサイドウォール部の半径方向内方に連なるビード部とを具えるタイヤに収納されて、タイヤの規格リムへの組付け姿勢で規定の内圧を充填され、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、補強部材一体型のものであって、全体として中空円環状をなす空気のうの、トレッド部の内面と対向するクラウン域と、サイドウォール部およびビード部の内面と対向する側部域と、タイヤのビードトウ内面から、そのビードトウの先端側で、リムのビードシートにわたって接触する基部域とのそれぞれを、周方向に連続する補強部材により補強し、基部域の補強部材の、単位幅当りの周方向剛性を、側部域補強部材のそれより大きくするとともに、その基部域補強部材の厚みの、幅に対する比を０．２倍未満とし、さらに、側部域の補強部材を、基部域補強部材に、基部域補強部材の幅の１／２以上にわたって積層させたものである。
【０００８】
ここで規格リムとは、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥ  ＴＩＲＥ  ａｎｄ  ＲＩＭ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ  ＩＮＣ．）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意味する。またタイヤ内圧とは、同じく、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ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】
この空気のうでは、とくに、基部域の補強部材の、単位幅当りの周方向剛性を、側部域補強部材のそれより大きくすることによって、タイヤの正常時の安全タイヤの負荷転動による、空気のうの基部域のクリープ変形等を十分に防止するとともに、空気のうの拡張変形時および拡張変形後における、タイヤに対するその基部域の相対変位を十分に拘束して、空気のうの、タイヤ内面の全体にわたるほぼ均等な接触を担保することができ、これにより、空気のうにすぐれた荷重支持能力、耐久性等を発揮させることができる。
【００１０】
またここでは、基部域補強部材の厚みの、幅に対する比を０．２倍未満としてその幅を十分広くとることで、空気のう、直接的には空気のう基部域を、ビードベースの内側からホイールリムの領域に広い範囲にわたって密着させて、その基部域の変形、変位等を有効に拘束することができる。これに対し、基部域に、単位幅当りの所要の周方向剛性をもたらすべく、補強部材の幅に対する厚みを０．２倍以上に厚くする場合には、補強要素、たとえば、不織布とゴムとの複合体の積層数の増加に伴う製品不良の発生のおそれが高くなる他、空気のうの、ホイールリムへの組付けが困難になり、さらには、重量の増加傾向が高まるという不都合がある。
【００１１】
加えてここでは、側部域の補強部材を、基部域補強部材に、それの幅の１／２以上にわたって積層させることにより、側部域補強部材の折り返しの必要なしに、それを広幅の基部域補強部材に結合させることができ、これによれば、相互の重なり域の接合強度の下に、側部域補強部材に所要の耐張機能等を十分に発揮させ得ることはもちろん、空気のうの拡張変形に際する、側部域補強部材の折り返し端部分への歪の集中を完全に取り除いて空気のうの耐久性を大きく向上させることができる。
【００１２】
ここで好ましくは、空気のうの基部域に、不織布とゴムとの複合体よりなる補強部材を１５ｍｍ以上の幅にわたって配設する。
これによれば、補強部材を不織布複合体により構成することにより、不織布は明確な繊維端がなくジョイント部での剛性段差の影響が、コード補強材等に比して小さいので、周方向の剛性の均一化を図ることができ、また、不織布は、コード補強材対比繊維が均一に分散されており、面全体で剛性を発揮するため側部域との積層による結合の面からも適している。
【００１３】
また、このような補強部材を１５ｍｍ以上の幅にわたって配設することにより、空気のう基部域の不測の変形、変位等を一層有利に拘束することができ、併せて、側部域補強部材を、基部域補強部材に、７．５ｍｍ以上の幅にわたって積層させることでそれら両者の接合強度をより一層高めることができる。
【００１４】
なおこれらのことに代えて、空気のうの基部域に、周方向に延在するアラミド繊維コードもしくはスチールコードよりなる補強部材を１５ｍｍ以上の幅にわたって配設した場合には、その基部域の変形、変位等をより効果的に阻止することができ、また、側部域補強部材に対する拘束力を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明に係る安全タイヤ用空気のうの実施形態を、安全タイヤとリムとの組立体の状態で示す横断面図である。
【００１６】
図中１は安全タイヤの全体を示し、この安全タイヤ１は、タイヤ２とそこに収納した空気のう３との組合わせになる。
ここでタイヤ２は、一般的な空気入りタイヤと同様のものであり、トレッド部４と、それの両側に連なるサイドウォール部５と、サイドウォール部５の内周側に設けたビード部６とを具える。
また、全体として中空円環状をなす空気のう３は、そのペリフェリにおいて、タイヤ２の内圧の低下もしくは消失に伴って拡張変形して荷重の支持に寄与する拡張変形部分と、タイヤに組付けたリムに対向もしくは接触して位置して、実質的に拡張変形しない非拡張変形部分とを具える。
【００１７】
このような空気のう３において、ここでは、トレッド４の内面と対向するクラウン域７と、サイドウォール部５およびビード部６のそれぞれの内面と対向する側部域８と、タイヤ２のビードトウ９の内面から、ビードトウ９の先端側で、リムＲのビードシートＢＳにわたって接触する基部域１０のそれぞれを、周方向に連続するそれぞれの補強部材１１，１２，１３により補強し、基部域１０の補強部材１３の、単位幅当りの周方向剛性を、側部域８の補強部材１２のそれより大きくする。
【００１８】
ここで、それぞれの補強部材１２，１３の、単位幅当りの周方向剛性のこのような相対関係は、それぞれの補強部材１２，１３をともに、たとえば不織布とゴムとの複合体により構成した場合には、側部域補強部材１２と基部域補強部材１３とのそれぞれの引張力を、図２に例示するように変化させることによって実現することができ、ここでは、引張力の初期勾配が、単位幅当りの周方向剛性に相当する。
【００１９】
なお図１に示すところでは、クラウン域７の補強部材１１もまた、不織布とゴムとの複合体によって構成することができる。
【００２０】
そしてまた、基部域１０の補強部材１３の厚みｄの幅ｗに対する比ｄ／ｗを０．２倍未満とする。なおここでの幅ｗおよび厚みｄのそれぞれは、空気のう３の製造時、いいかえれば、加硫終了時の、空気のう３の横断面内でのペリフェリに沿う長さおよび、その断面輪郭線に立てた法線上の厚みとして明確に特定することができる。
ここで、補強部材１３の幅ｗは１５ｍｍ以上の広幅とすることが好ましい。
【００２１】
さらにここでは、側部域８の補強部材１２を、基部域補強部材１３に、それの幅ｗの１／２以上にわたって積層させる。このことは、補強部材１３を不織布複合体ではなく、周方向に延在するアラミド繊維コードもしくはスチールコードにより構成した場合にもまた同様である。
【００２２】
以上のように構成してなる空気のう３によれば、とくには、側部域８を補強する補強部材１２を、基部域１０で折り返すことが不要になるので、空気のう３の拡張変形に当ってのその側部域８への歪の集中を有効に防止して、空気のう３にすぐれた耐久性を発揮させることができる。
【００２３】
ところで、図１に示す空気のう３は、十分な気密性をもった軟質のゴム基体１４に対してそれぞれの補強部材１１，１２，１３を付設した構造としているも、補強部材１１，１２，１３が十分な気密性を発揮し得る場合には、それぞれの補強部材１１，１２，１３の配設域からはゴム基体部分を省くことも可能である。
【００２４】
このような空気のう３を具える安全タイヤ１は、タイヤ２を規格リムＲに組付けるとともに、それに固定したバルブを介してタイヤ内へ所定の内圧Ｐ１を充填し、併せて、空気のう３内へも、多くは、内圧Ｐ１より高圧の規定内圧Ｐ２を充填することにより、リム組立体として使用に供することができる。なおここにおける内圧の充填対象物は、空気以外の不活性ガスその他のガスとすることもできる。
【００２５】
ここにいう規格リムとは、前述したように、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥ  ＴＩＲＥ  ａｎｄ  ＲＩＭ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ  ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等で規格が定められたリムをいい、タイヤに充填する所定の内圧Ｐ１とは、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ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。
【００２６】
かかるリム組立体における、タイヤへの所定内圧Ｐ１の存在下でのそれの負荷転動に当っては、トレッド部接地領域での、空気のう３のクラウン域７は、補強部材１１を、遠心力および内圧差により生じる力に抵抗する径成長抑制部材として、トレッド部内面との間に間隔をおいて位置する。
この一方で、タイヤ内圧が、たとえば大気圧まで低下することで、空気のう３の内外圧力差が所定値を越えたときには、空気のう３は、基部域補強部材１３の作用に基づく、基部域１０の位置および変形の拘束下で、それの拡張変形部分の補強部材１１，１２の伸長変形に基づいて拡張変形し、タイヤ内面に、それの全体にわたって十分均等に密着して、荷重の支持をタイヤ２から空気のう３に肩代わりして、安全な継続走行を可能とする。
【００２７】
ここで、この空気のう３のそれぞれの補強部材１１，１２，１３、なかでも、側部域補強部材１２は、側部域８に十分均等に配設されていることから、空気のう３のこのような拡張変形に際してもその側部域８に歪の集中を生じることがなく、従って、拡張変形した空気のう３による荷重の支持下でのいわゆるランフラット走行においてすぐれた耐久性を発揮することができる。
【００２８】
【実施例】
サイズが２８５／６０  Ｒ２２．５のタイヤに空気のうを適用した安全タイヤにおいて、空気のうの、とくには基部域の補強構造を種々に変更した場合のランフラットドラム耐久試験を行ったところ表１に示す結果を得た。
【００２９】
ここで、ランフラットドラム耐久試験は、タイヤを９．００×２２．５のリムに組付けるとともに、タイヤ内圧を９００ｋＰａ、空気のう内圧を９５０ｋＰａとした状態からタイヤ内圧を完全に排出させて後、３１５０ｋｇの質量を負荷して６０ｋｍ／ｈの速度でドラムテストを行い、空気のうによる負荷の支持が不能となるまでの走行距離を測定することにより行った。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した。
【００３０】
また、表中の比較例タイヤ１は、図３（ａ）に断面構造を模式的に示す空気のうを適用したものとし、ここでは、従来技術で述べた、ＷＯ００／３０８７７号に開示されたコードをビードの周りに折り返している。
比較例タイヤ２，３はそれぞれ、図３（ｂ）に示す横断面構造の空気のうを適用したものとし、そして、実施例タイヤ１，２はそれぞれ、図４（ａ）および（ｂ）に示す横断面構造を有する空気のうを適用したものとした。
【００３１】
【表１】
0004256090.tif 000002
【００３２】
表１によれば実施例タイヤはいずれもすぐれたランフラット耐久性を発揮し得ることが明らかである。
【００３３】
【発明の効果】
上記実施例からも明らかなように、この発明によれば、とくに、空気のうの側部域補強部材から折り返し部を取り除き、この一方で、その側部域補強部材を、幅に対する厚み寸法を特定した基部域補強部材に、所定の幅にわたって積層させることによって、空気のうの耐久性を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、安全タイヤのリム組立体の状態で示す横断面図である。
【図２】  それぞれの補強部材の伸長率−引張力特性を示すグラフである。
【図３】  比較例タイヤの空気のう構造を模式的に示す横断面図である。
【図４】  実施例タイヤの空気のう構造を模式的に示す横断面図である。
【符号の説明】
１  安全タイヤ
２  タイヤ
３  空気のう
４  トレッド部
５  サイドウォール部
６  ビード部
７  クラウン域
８  側部域
９  ビードトウ
１０  基部域
１１，１２，１３  補強部材
１４  ゴム基体
ｄ  厚み
ｗ  幅
Ｒ  リム
ＢＳ  ビードシート
Ｐ１，Ｐ２  内圧
【図１】
0004256090.tif 000003
【図２】
0004256090.tif 000004
【図３】
0004256090.tif 000005
【図４】
0004256090.tif 000006