(57)【要約】【課題】  タイヤ内側の環体をリムに適正に固定させることができる安全タイヤとリムとの組立体を提供する。【解決手段】  安全タイヤとリムとの組立体において、該組立体内部に膨張可能な中空の環体を配置し、該環体には、環体内部とタイヤ内側とを連通する通気部を少なくとも１つは設けると共に、該環体の内周面にリム側に凸となる突出部を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全タイヤとリムとの組立体であって、該組立体内部に膨張可能な中空の環体を有し、該環体は、環体内部とタイヤ内側とを連通する通気部を少なくとも１つは有し、かつ該環体の内周面に前記リム側に凸となる突出部を有することを特徴とする安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項２】
前記突出部は、前記環体の内周面の中央域に有することを特徴とする請求項１に記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項３】
前記環体の内周面の突出部の径は、前記リムのベース径の９０％〜１０５％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項４】
前記環体の内周面の突出部に隣接する部位の径は、前記リムのフランジ径の９０％〜１０５％の範囲であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項５】
前記リムに前記環体の固定手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項６】
前記環体は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項７】
前記環体は、破断伸びが５０％以上であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項８】
前記環体は、該環体の赤道面で２分割した半環体の接合体からなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【請求項９】
前記半環体は、真空成形法、圧空成形法、真空・圧空成形または射出成形法のいずれかの方法で成形されたものであることを特徴とする請求項８に記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤがパンクした場合であっても安全な停止が可能であり、ある程度の距離の走行が可能である安全タイヤについて、この安全タイヤの内側に配置した環体をリムに対する確実な固定を可能ならしめた、安全タイヤとリムとの組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
安全タイヤとしては、空気のう、発泡体、弾性体および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または充填してタイヤに生じた孔等の損傷部を塞いで内圧の低下を防止する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、構造が複雑なため、不良率が高くなったり、製造効率が低下したりする場合が多かった。また、空気のうに空気を充填するためのバルブや、中子を取り付けるための構造を備えた専用のリムを準備しなければならないという不利もあった。
【０００３】
比較的単純な構造の安全タイヤとして、例えば特許文献１には、両ビード部間に配設した膨張可能な環状の隔膜により、タイヤの内部空間を、リムに隣接する内側室とタイヤのトレッド部内面に隣接する外側室の２室に分画したタイヤが提案されている。かかるタイヤでは、内側室及び外側室に空気を充填した状態で通常の走行を行い、パンク等により外側室の空気が抜け、内圧が低下した場合には、内側室の内圧が荷重を支持することによって、ある程度の走行を可能としている。
【特許文献１】特公昭３７−１７５４号公報
【０００４】
しかし、特許文献１に提案されているタイヤは、外側室に空気を充填するためのバルブをタイヤのサイドウォール部に設ける必要があり、これはタイヤの製造工程を複雑にする上、タイヤの重量が増加し、ユニフォーミティ等のタイヤの性能を損なうという問題があった。また、サイドウォール部にバルブを設けていないと、外側室に空気を充填するためのバルブを設けた専用のリムが必要となる不利もあった。
【０００５】
上記の問題を解決するものとして、本発明者らは先に、タイヤの内側に膨張可能な中空の環体を配置し、この環体が、タイヤの内側と環体の内部を連通する通気部を少なくとも１つは有することからなる安全タイヤを開発し、特願２００７−１３７６９７号明細書にて提案した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に提案の技術により、上記した問題点を解決して、軽量化および汎用性が向上した安全タイヤを得ることができるようになった。しかし、かような安全タイヤをリムに装着した際、タイヤの内側に挿入した環体をリムに確実に固定する点においては十分といえず、その改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記の要望に有利に応えるもので、タイヤ内側の環体をリムに確実に固定させることができる安全タイヤとリムとの組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
さて、発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、安全タイヤとリムとの組立体において、タイヤの内側に配置した環体の内周面に、リム側に凸となる突出部を設けたことによって、環体をリムに確実に固定できることの知見を得た。さらに、より確実な固定のためには環体の内周面に設けた突出部の径を所定の範囲に制御するのが有利であることも併せて知見した。本発明は、上記の知見に立脚するものである。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）安全タイヤとリムとの組立体であって、該組立体内部に膨張可能な中空の環体を有し、該環体は、環体内部とタイヤ内側とを連通する通気部を少なくとも１つは有し、かつ該環体の内周面に前記リム側に凸となる突出部を有することを特徴とする安全タイヤとリムとの組立体。
【００１０】
（２）上記突出部は、上記環体の内周面の少なくとも中央域に有することを特徴とする上記（１）に記載の安全タイヤとリムとの組立体。
【００１１】
（３）上記環体の突出部の径は、リムベース径の９０％〜１０５％の範囲としたことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の安全タイヤとリムとの組立体。
ここで、突出部の径とは、環体の内周面において、リム側に最も突出した部分間の環体中心を通る線分とする。
【００１２】
（４）上記環体の突出部に隣接する部位の径は、リムフランジ径の９０％〜１０５％の範囲としたことを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のする安全タイヤとリムとの組立体。
【００１３】
（５）上記リムに前記環体の固定手段を設けたことを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれかに記載する安全タイヤとリムとの組立体。
【００１４】
（６）上記環体は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のする安全タイヤとリムとの組立体。
【００１５】
（７）上記環体は、破断伸びが５０％以上であることを特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のする安全タイヤとリムとの組立体。
【００１６】
（８）上記環体は、該環体の赤道面で２分割した半環体の接合体からなることを特徴とする上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のする安全タイヤとリムとの組立体。
【００１７】
（９）上記半環体は、真空成形法、圧空成形法、真空・圧空成形または射出成形法のいずれかの方法で成形されたものであることを特徴とする上記（８）に記載のする安全タイヤとリムとの組立体。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、安全タイヤとリムとの組立体において、タイヤの内側に配置した環体の内周面にリム側に凸となる突出部を有することによって、環体とリムを確実に固定することができる。特に、突出部が環体の内周面の中央域に有することによって、より確実に固定することができる。さらに、環体の内周面の突出部の径を、所定の範囲とし、また、環体の内周面の突出部に隣接する部位の径を、所定の範囲とすることによって、固定効果が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の解明経緯について説明する。
まず、この発明の発端となった特願２００７−１３７６９７号明細書に記載の安全タイヤについて説明する。
【００２０】
図１に、安全タイヤとリムとの組立体をタイヤ幅方向断面で示す。
図１において、１はビードコア、２はビードコア１を埋設した一対のビード部、３はビード部２からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、４は両サイドウォール部３間に跨って延びるトレッド部であり、５でタイヤ全体を示す。なお、図示は省略したが、このタイヤは、カーカス、ベルト等の他のタイヤ構成部材も有している。
また、６はリム、７は空気充填バルブである。
さらに、８はタイヤの内側に配置した膨張可能な中空の環体であり、９でタイヤの内側、１０で環体の内部を示す、１１はタイヤの内側９と環体の内部１０を連通する通気部である。
【００２１】
なお、環体８はリムベースに沿って配置されており、この環体８は、タイヤの内側９と環体の内部１０の差圧が拡大することによって膨張が可能になる。また、この環体８は、環体の内部１０とタイヤの内側９とを連通する通気部１１を少なくとも１つは有している。
【００２２】
そして、リム６に設けられた空気充填用バルブ７を介してタイヤの内側９に気体、例えば空気を供給すると、この空気が環体８の通気部１１を介して環体の内部１０に供給される。この過程を経て、環体８の内圧はタイヤの内側９に充填される空気量に応じて内側９と同等の内圧に調整されることになる。すなわち、空気の充填過程において内側９と環体の内部１０との差圧は解消され、両者は例えばＪＡＴＭＡに規定の最高空気圧に調整される。かように内圧調整したタイヤ５がパンク状態となり、タイヤ５の内圧が低下すると、まず、環体８の外側のタイヤの内側９の圧力が低下し、環体の内部１０との間に圧力差が生じるが、環体８の通気部１１からの空気の漏出は非常に遅いため、内側９と内部１０とで圧力差が大きくなる。その結果、環体８が膨張し、図２に示すように、環体８の外周面がトレッド部４の内面に接触するまで拡張して、タイヤに加わる荷重を拡張した環体８が肩代わり支持することになる。
【００２３】
すなわち、上記のタイヤでは、タイヤの内側９に供給された空気が、通気部１１を介して環体の内部１０に供給されるため、例えば、タイヤの内側を内側室および外側室の２室に分けた従来の安全タイヤのように、外側室専用の空気充填バルブを例えばタイヤのサイドウォール部に設ける必要がなくなる。その結果、タイヤの製造工程において、タイヤのサイドウォール部に空気充填バルブを設ける工程が省略され、タイヤの製造コストを低減することができる。また、サイドウォール部に設けたバルブの重量を減少することができ、さらに、バルブをサイドウォール部に設けたことによるユニフォーミティの低下など、タイヤ性能の劣化を招く不利を生じなくなる。
【００２４】
さらに、汎用のリムが使用可能であるため、一般的な構造の空気入りタイヤに比較的構造が単純な環体８をタイヤの内側９に単に配置しただけで安全タイヤを提供することができるようになった。また、金属性の中子等をタイヤ内に配置することがないため、従来の安全タイヤに比べて大幅な軽量化が図れるようになった。
【００２５】
ここで、環体は、タイヤの内側での形状保持、差圧発生時の急速拡張性、遠心力によるクリープ抑制の観点からヤング率がゴムと比較して高い素材を用いることが多い。かような環体は、ゴムのようには伸びないため、環体の内周面の径がリムフランジ径に比べて極端に小さいと、環体をリムに挿入する際、環体を伸ばして挿入することが困難となってしまう。従って、環体は、リムフランジ径に近い内周径の下に使用に供されるが、環体の内周面の径がリムフランジ径より大きいと、図３に示すように、タイヤの内側で環体とリムとの間に大きな隙間Sが形成されてしまう。かような状態で、車輌が走行すると、環体とリムが確実に固定されていないことから、環体がリムに対して偏心するが、この偏心が極端に大きくなると、車輌に異常な振動を与える原因となる場合がある。
【００２６】
そこで、本発明は、環体をリムに挿入する際、環体をリムに対して確実に固定して偏心を抑制することによって上記した問題を解決したものである。以下、図面に基づき本発明を具体的に説明する。
【００２７】
図４（ａ）において、タイヤの構成の骨子は図１の場合と共通する（ただし、符合８の環体を除く）ので同一の符号を付して示し、符号１２が本発明に従う環体、１３はその径方向内側中央部に設けた突出部であり、１４は突出部１３に隣接する部位を示す。なお１５は、リム６のリムベース、１６はリムフランジである。
【００２８】
本発明においても、上述したように、タイヤの内側９に環体１２がリムベース１５に沿って配置されており、また環体１２に少なくとも１つの通気部１１を設けてある。
【００２９】
さて、本発明に従い、環体１２の内周面に前記リム側に凸となる突出部１３を有することによって、環体１２の内周面の突出部１３に隣接する部位１４の径をリムフランジの径に近くしてリム回りへの挿入を容易にした場合にあっても、突出部１３の径をリムフランジの径より小さくしてリムベース径に近づければ、突出部１３とリム６との隙間をほぼなくすことが可能となるため、環体１２をリム６に確実に固定することができる。従って、環体１２の偏心が抑制され、車輌に異常な振動を発生させるおそれがなくなる。
【００３０】
そして、環体１２の突出部１３がリム６に対して適正位置、好適にはリム幅の中央域に固定させることによって、環体１２を配置した際のバランスが良好となり、環体１２をリムにより確実に固定することができる。
【００３１】
ここに、環体の突出部の径は、リムベース径ｄの９０％〜１０５％とすることが好ましい。というのは、リムベース径ｄの９０％未満であると、リムへの挿入が難しく、一方、１０５％を超えると、環体のリムに対する固定が不十分となるからである。より好ましくは、リムベース径ｄの９０％〜１０３％の範囲である。
【００３２】
また、突出部に隣接する部位の径は、リムフランジ径Ｄの９０％〜１０５％とすることが好ましい。というのは、前記径がリムフランジ径Ｄの９０％未満であると、環体をリムへ挿入する際、最初と最後の関門であるリムフランジの乗越しが難しくなり、一方、前記径がリムフランジ径Ｄの１０５％を超えると、リムフランジの乗越しは有利であるが、環体の外周径が一定範囲の下では、環体の内容積が減ってしまい、パンク時に環体が拡張したとき、環体の内部の絶対圧が低くなり好ましくないからである。より好ましくは、リムフランジ径Ｄの９７％〜１０３％の範囲である。
【００３３】
次に、環体を適正位置により的確に配置するためには、さらに環体をリムに固定するための手段を設けることが有効である。かような固定手段を設けることによって、環体をより効果的に固定させることができるからである。
【００３４】
ここで、固定手段としては図６〜図８に示すような種々のものが考えられる。図６は、環体とリムを固定リングを介して固定した例である。この図において、１７はリムドロップ、１８はリムドロップ１７に配置した固定リング、１９は環体１２と固定リング１８に付けたフックであり、２０は環体１２と固定リング１８を連結している紐を示す。そして、図６（ａ）に示すように、フック１９に、紐２０を係止した状態を、図６（ｂ）に示すように、環体１２と固定リング１８の周上４箇所に設けて、環体１２とリム６を固定している。なお、固定リング１８としては、その素材が特に制限されることはないが、ヤング率が５０ＭＰａ以上程度である熱可塑性樹脂等は特に有利に適合する。
【００３５】
図７は、環体とリムとの間に圧縮可能な多孔質体を配置して環体をリムにより固定した例である。この図において、２１は多孔質体を示す。図７（ａ）および（ｂ）に示すように、環体１２とリム６は多孔質体２１を介して配置されている。なお、圧縮可能な多孔質体は、スポンジ等の弾性および収縮作用を有するものを使用するのが好ましい。すなわち、弾性を有する多孔質体は、環体１２に対して反力があるため、この反力と環体の突出部の押圧力との相乗効果により、リムへの固定がより適切に行われる。また、収縮作用を兼ね備えていると、環体をリムに装着する際、多孔質体の収縮によって装着し易くなる有利な効果がある。なお、多孔質であるため、タイヤの内側に空気を供給した際、タイヤの内側に供給した空気が、孔を介して、径方向外側へ供給されるため、空気の供給を阻害することがない。
【００３６】
図８は、環体とビード部の内側を直接紐で連結して、環体とリムを固定した例である。なお、環体１２とリム６を紐２０で連結しても同様の効果を得ることができる。また、この図において、２２はビードトウである。すなわち、図８（ａ）に示すように、環体１２の周面上リム側とビードトウ２２を直接紐２０で連結した状態を、図８（ｂ）に示すように、環体１２の周上４箇所に設けて、環体１２とリム６がより適正に固定されている。
【００３７】
なお、図９は、固定手段によって、環体１２とリムを固定した例ではないが、環体１２がビード部２の内側に接して固定させることによっても、環体１２のリムに対する固定がより適正な固定となる。また、環体１２の径方向内側の空気充填バルブ７と対向する位置に、空気を環体の内部１０に供給する通気部１１を設けることによって、環体１２の内部へ空気を供給し易くなる。
【００３８】
ここで、環体の素材としては、加工性、製造コスト、環体の軽量化、通常走行時の環体の形状維持、環体の伸長（破断伸び）、さらには遠心力によるクリープの抑制を考慮すると、ＴＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマー）等のＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）が有利に適合する。かかるＴＰＥとしては、ヤング率が約１５ＭＰａであるものが好適である。かようなＴＰＥは、一般的にヤング率がゴムよりも高いので、タイヤ内側での形状保持、差圧発生時の急速拡張性および遠心力によるクリープ抑制の観点で優れている。
また、環体は、その厚さが０．３〜５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。というのは、厚さが０．３ｍｍ未満の場合は、パンク等によって環体が拡張した際に破れたり、環体がタイヤ内面と接触した際、環体が損傷するおそれがあり、５ｍｍを超えると、タイヤの質量が増加する結果、遠心力によるクリープの発生や燃費性等のタイヤ性能を損なうおそれがあるからである。より好ましくは、１．５ｍｍとする。
【００３９】
そして、環体は、破断伸びが５０％以上であることが好ましい。というのは、破断伸びが５０％未満では、パンク等によって環体が拡張した際に環体が破れてしまうおそれがあるからである。より好適には、破断伸びが５００％以上であることが好ましい。
【００４０】
次に環体は、この環体の赤道面で２分割した形状の半環体の接合体からなることが好ましい。かような接合体は、例えば、図４（ｂ）に示す半環体２３を、それぞれ円周方向で相互に接合させることによって製造することができる。このような接合法を利用することにより容易かつ簡単に、しかも安価に環体を製造することができる。
【００４１】
ここで、かような半環体の成形方法としては、真空成形法、圧空成形法、真空・圧空成形法または射出成形法のいずれかの方法が有利に適合する。
【００４２】
そして、環体が有する通気部は、小孔、フィルターまたはバルブであることが好ましい。ここで、タイヤがパンクした際、タイヤの内側の内圧が低下し、この内圧の低下に伴い、環体の内部の空気が排出されるが、通気部が小孔であると、環体の内部の空気の排出は非常に遅いため、環体の拡張が完了するまで、タイヤの内側と環体の内部との間に生じた差圧はほぼ維持されることになる。
【００４３】
なお、タイヤの内側と環体の内部の差圧は、小孔の直径を適宜に選択することによって調節することができる。小孔の直径としては０．５〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。これは、直径が０．５ｍｍ未満の場合には、内圧充填時に環体の中に空気がうまく入っていかず、つぶれるおそれがあり、一方、５ｍｍを超える場合には、パンク等によりタイヤの内側の内圧が低下した際に、タイヤの内側の空気とともに環体の内部の空気もタイヤの外に流出してしまい、一定の差圧を確保できず、安全タイヤの性能を確保できないおそれがあるからである。
【００４４】
また、通気部がフィルターであっても本発明の効果を得ることができる。ここで、フィルターには、種々のものが存在するが、例えば、天然繊維、合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等をスパンボンド、サーマルボンド、ケミカルボンド、ニードルパンチ、ステッチボンド等により３次元構造に重ね合わせて結合した多孔質のシートである不織布が好適である。特に好適な不織布は、ＰＥＴ繊維をゴム系ボンドにより結合させたものである。
【００４５】
かように、不織布は、各々の繊維を結合させた、多孔質のシートであることから、極めて小さい孔が形成されており、上記した小孔と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、タイヤがパンクした際、タイヤの内側から外側へ排出される空気量より、環体の内部からタイヤの内側に排出される空気量の方が少ないため、タイヤの内側と環体の内部との圧力低下に差が生じる。その結果、この差圧をもって、環体が膨張し、タイヤに加わる荷重を環体が肩代わり支持することが可能となる。
【００４６】
そして、この差圧は、不織布の目付量を適宜に選択することによって調節することができる。ここで、目付量の高い不織布を用いると、これを通過できる空気の流量が制限されるため、空気充填バルブを介して空気を供給した際に、一時的にタイヤの内側と環体の内部との間の差圧が大きくなり、環体が塑性変形する場合がある。これを防ぐ観点からは、不織布の目付量を１０００ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。一方、目付量の低い不織布は強度も低いため、環体の全体としての強度を確保する観点から、不織布の目付を５ｇ／ｍ２以上とすることが好ましい。
【００４７】
さらに、通気部がバルブであっても本発明の効果を得ることができる。ここで、バルブには、種々のものが存在するが、空気の逆流を防止して、一方向に流すチェック弁や、内部の圧力を設定値に保持するため、空気の一部を排出させ、内部の圧力を設定値に保持するリリーフ弁を適用することが好ましい。
【００４８】
なお、環体に設けた通気部の配置は、図示例に限らず、例えばサイドウォール部に対向するように配置することもできる。また、通気部の個数は、タイヤサイズ、使用時の内圧、不織布の強度等に応じて適宜増減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に従い、環体の径方向内側をリム側に突出させたことによって、環体をリムに適正に固定することができる。その結果、環体の外周面全体がタイヤ内面に接触するように拡張するため、タイヤに加わる荷重を十分に肩代わり支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の環体を配置した安全タイヤとリムとの組立体の断面を示す図である。
【図２】従来の環体が拡張している様子を示す図である。
【図３】環体が片寄って配置および拡張した様子を示す図である
【図４】本発明に従う安全タイヤとリムとの組立体を示す図である。
【図５】本発明の環体が拡張した様子を示す図である。
【図６】固定手段の一例を示す図である。
【図７】固定手段の一例を示す図である。
【図８】固定手段の一例を示す図である。
【図９】別の固定例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ビードコア
２  ビード部
３  サイドウォール部
４  トレッド部
５  タイヤ
６  リム
７  空気充填バルブ
８  環体
９  タイヤの内側
１０  環体の内部
１１  通気部
１２  環体
１３  突出部
１４  突出部に隣接する部位
１５  リムベース
１６  リムフランジ
１７  リムドロップ
１８  固定リング
１９  フック
２０  ひも
２１  多孔質体
２２  ビードトウ
２３  半環体
【図１】
2009001117.tif 000003
【図２】
2009001117.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009001117.tif 000006
【図５】
2009001117.tif 000007
【図６】
2009001117.tif 000008
【図７】
2009001117.tif 000009
【図８】
2009001117.tif 000010
【図９】
2009001117.tif 000011