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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen schlauchlosen Luftreifen, der
ein beispielsweise innerhalb einer Lauffläche verkapseltes Einstichabdichtmittel
aufweist.
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[Technischer Hintergrund]
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Ein
Luftreifen, der ein verkapseltes Einstichabdichtmittel aufweist,
ist in der Technik bekannt. In dem Fall, dass ein Einstichloch durch
einen Laufflächenabschnitt
hindurch durch einen Nagel oder dergleichen gebildet wird, wirkt
das Einstichabdichtmittel im Luftreifen, um das Entweichen von Luft
aus dem Reifen zu verhindern (siehe beispielsweise japanisches Patent
Nr. 3497281 und offengelegtes japanisches Patent).
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Insbesondere
ist ein Schlauch, der das Einstichabdichtmittel in der Form eines
Gels verkapselt, in engem Kontakt an der Innenoberfläche des
Laufflächenabschnitts
des Luftreifens vorgesehen. Wenn ein Einstichloch durch den Laufflächenabschnitt
und den Schlauch hindurch durch einen Nagel oder dergleichen gebildet
wird, wird das Einstichabdichtmittel in das Einstichloch unter Verwendung
des Luftdrucks im Reifen getrieben, wodurch das Einstichloch gestopft
wird.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 1065042 offenbart
einen schlauchlosen Luftreifen, der ein Einstichabdichtmittel verkapselt,
wobei der Reifen die Merkmale aufweist, wie sie im Oberbegriff von
Anspruch 1 der vorliegenden Anmeldung angeführt sind.
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Im
herkömmlichen,
oben erwähnten
Luftreifen jedoch bewirkt ein Reduzieren der Elastizität des Laufflächenabschnitts
zum Zweck des Gewährleistens
eines Dämpfverhaltens
eine Reduktion der Federkraft für
das Stopfen des Einstichlochs. Demgemäß ist es schwierig, sowohl
das Dämpfverhalten
als auch das Einstichloch-Stopfverhalten
zu gewährleisten.
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftreifen bereitzustellen, der
das Entweichen von Luft aus einem Einstichloch, das durch einen Laufflächenabschnitt
des Reifens hindurch durch einen Nagel oder dergleichen gebildet
wird, hinreichend verhindert, während
ein Dämpfverhalten
gewährleistet
wird.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wird ein Luftreifen bereitgestellt,
der einen ringförmigen
Laufflächenabschnitt
(z.B. einen Laufflächenabschnitt 2 in
der bevorzugten Ausführungsform)
und ein Paar Seitenwandabschnitte (z.B. ein Paar Seitenwandabschnitte 3 in
der bevorzugten Ausführungsform),
das sich von den seitlich gegenüberliegenden
Enden des Laufflächenabschnitts
zu der radialen Innenseite des Reifens hin erstreckt, aufweist,
wobei eine Einlage (z.B. eine Einlage 11 in der bevorzugten
Ausführungsform)
innerhalb des Laufflächenabschnitts
mit zwei Freigebevorrichtungen (z.B. einer ersten Freigebefolie 10 und
einer zweiten Freigebefolie 12 in der bevorzugten Ausführungsform),
die an der Innen- und Außenoberfläche der Einlage
vorgesehen sind, vorgesehen ist, und des Weiteren eine Abdichtkammer
(z.B. eine Abdichtkammer 15 in der bevorzugten Ausführungsform) zum
Verkapseln eines Einstichabdichtmittels (z.B. eines Einstichabdichtmittels 14 in
der bevorzugten Ausführungsform)
innerhalb der Einlage vorgesehen ist.
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Bei
dieser Anordnung haftet die Einlage nicht am Laufflächenabschnitt,
sondern ist frei dehnbar. Demgemäß kann ein
durch die Einlage hindurch ausgebildetes Einstichloch in seiner
Schließrichtung durch
die Federkraft der Einlage verschoben werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 2 definiert ist, weist jede der zwei Freigebevorrichtungen
eine Freigebefolie auf.
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Bei
dieser Anordnung kann das Haften der Einlage am Laufflächenabschnitt
mit einem minimalen Raum verhindert werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 3 definiert ist, weist das Einstichabdichtmittel
eine Fasern (z.B. kurze Fasern 17 in der bevorzugten Ausführungsform)
enthaltende Abdichtflüssigkeit
(z.B. eine Abdichtflüssigkeit 16 in
der bevorzugten Ausführungsform)
auf.
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Bei
dieser Anordnung können
die Fasern, die durch den Luftdruck im Reifen in das Einstichloch
der Einlage getrieben werden, das Einstichloch vergrößern, um
in demselben zu verbleiben.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 4 definiert ist, weist das Einstichabdichtmittel
eine eine Mischung aus Fasern und Partikeln (z.B. Partikeln 18 in
der bevorzugten Ausführungsform)
enthaltende Abdichtflüssigkeit
auf.
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Bei
dieser Anordnung kann ein Zwischenraum zwischen den im Einstichloch
verbleibenden Fasern mit den Partikeln gefüllt werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 5 definiert ist, ist die an der Innenoberfläche der
Einlage vorgesehene Freigebefolie wasserlöslich.
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Bei
dieser Anordnung wird die wasserlösliche Freigebefolie zum Zeitpunkt
des Füllens
des Einstichabdichtmittels in die Abdichtkammer in der Abdichtflüssigkeit
aufgelöst.
Demgemäß hat die
wasserlösliche
Freigebefolie keine Auswirkungen auf die in der Abdichtflüssigkeit
enthaltenen Fasern, die in das Einstichloch getrieben werden.
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[Wirkung der Erfindung]
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 1 definiert ist, haftet die Einlage nicht am
Laufflächenabschnitt,
sondern ist frei dehnbar, so dass das Einstichloch der Einlage in
seiner Schließrichtung
durch die Federkraft der Einlage verschoben werden kann. Demgemäß kann das
Einstichloch am Laufflächenabschnitt
durch den Synergieeffekt der Kontraktion der Einlage und des Einstichabdichtmittels
wirksam geschlossen werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 2 definiert ist, kann zusätzlich zum obigen Effekt das Haften
der Einlage am Laufflächenabschnitt
mit einem minimalen Raum verhindert werden. Demgemäß kann die
Kapazität
der Abdichtkammer hinreichend gewährleistet werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 3 definiert ist, können zusätzlich zu den obigen Effekten
die durch den Luftdruck im Reifen in das Einstichloch der Einlage
getriebenen Fasern das Einstichloch vergrößern, um in demselben zu verbleiben.
Demgemäß kann das
Einstichloch am Laufflächenabschnitt durch
die in der Abdichtflüssigkeit
enthaltenen Fasern und die Kontraktion der Einlage zuverlässig geschlossen
werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 4 definiert ist, kann der Zwischenraum zwischen
den im Einstichloch verbleibenden Fasern mit den Partikeln gefüllt werden.
Demgemäß kann die
Zuverlässigkeit des
Einstichabdichtmittels verbessert werden.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie in Anspruch 5 definiert ist, wird zusätzlich zu den obigen Effekten die
wasserlösliche
Freigebefolie zum Zeitpunkt des Füllens des Einstichabdichtmittels
in die Abdichtkammer in der Abdichtflüssigkeit aufgelöst, so dass
die wasserlösliche
Freigebefolie keine Auswirkungen auf die in der Abdichtflüssigkeit
enthaltenen Fasern hat, die in das Einstichloch getrieben werden.
Demgemäß kann das
Einstichloch zuverlässiger
geschlossen werden.
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1 ist
eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Luftreifens
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Querschnitt entlang der Linie A-A in 1.
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3 ist
eine vergrößern Ansicht
eines wesentlichen Teils des in 2 gezeigten
Reifens.
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4 ist
eine 3 ähnliche
Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wo ein Einstichloch durch
einen Nagel gebildet wird.
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5 ist
eine 4 ähnliche
Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wo der Nagel aus dem Einstichloch
entfernt wird.
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6 ist
eine 5 ähnliche
Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wo das Einstichloch durch
ein Einstichabdichtmittel geschlossen wird.
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7 ist
ein Querschnitt entlang der Linie B-B in 6.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben. Diese bevorzugte Ausführungsform ist ein Motorradreifen,
auf den die vorliegende Erfindung angewandt wird.
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1 zeigt
einen schlauchlosen Luftreifen in dieser bevorzugten Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, bezeichnet Bezugszeichen 1 allgemein
den schlauchlosen Luftreifen, der auf einer Felge 9 eines sogenannten
gegossenen Dreispeichenrads 23 montiert ist. Wie in 2 gezeigt,
ist der Reifen 1 allgemein aus einem Laufflächenabschnitt 2,
der einen bogenförmigen
Querschnitt aufweist, und einem Paar Seitenwandabschnitte 3,
die sich von den seitlich gegenüberliegenden
Enden des Laufflächenabschnitts 2 (in
der Richtung entlang der Breite des Reifens 1) zu den radialen
inneren Enden des Reifens 1 hin erstrecken, aufgebaut.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die Außenoberfläche des Laufflächenabschnitts 2 durch
einen Laufflächengummi 4 gebildet,
der ausgelegt ist, durch das Rollen des Reifens 1 in Kontakt
mit einer Straßenoberfläche zu kommen.
Der Laufflächengummi 4 ist aus
einem Gummimaterial mit verhältnismäßig niedriger
Elastizität
gebildet, da er einen Reibungskoeffizienten sicherstellen und eine
hohe Abnutzungsbeständigkeit
besitzen soll. Ferner ist die Außenoberfläche des Laufflächengummis 4 mit
einem Laufflächenmuster 5 wie
Kerben oder Schlitzen gebildet, um den Reibungskoeffizienten und
die Abnutzungsbeständigkeit
des Laufflächengummis 4 zu
verbessern und auch das Ausstoßen
von Wasser vom Laufflächengummi 4 zu
verbessern. Andererseits ist die Außenoberfläche jedes Seitenwandabschnitts 3 durch
eine Gummiseitenwand 6 integral mit dem Laufflächengummi 4 ausgebildet.
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Die
Innenoberfläche
des Laufflächenabschnitts 2 und
der Seitenwandabschnitte 3 ist einheitlich mit einer Karkassenlage 7 zum
Tragen einer Last ausgebildet. Die Karkassenlage 7 ist
durch Anordnen einer Mehrzahl von Karkassenfasersträngen in
einer in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Umfangsrichtung des
Reifens 1 geneigten Richtung gebildet. Ein Paar Wulstdrähte 8 ist
in den gegenüberliegenden
Endabschnitten der Karkassenlage 7 eingebettet. So sind
der Laufflächengummi 4 und die Gummiseitenwände 6 an
der Außenumfangsoberfläche der
Karkassenlage 7 angebracht, um dadurch den Laufflächenabschnitt 2 und
die Seitenwandabschnitte 3 zu integrieren. Der Reifen 1 ist
allgemein als Radialreifen und Diagonalreifen klassifiziert, gemäß dem Neigungswinkel
der Karkassenstränge,
dem Material der Karkassenstränge,
etc. In dieser bevorzugten Ausführungsform
ist der Reifen 1 ein Diagonalreifen.
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Jeder
Wulstdraht 8 ist als ein Ring aus gebündelten Hartstahldrähten gebildet
und besitzt eine Funktion des Fixierens der gegenüberliegenden
Enden der Karkassenlage 7 an der Felge 9 des gegossenen
Rads 23, um dadurch den Luftdruck innerhalb des Reifens 1 zu
halten, und eine weitere Funktion des Verhinderns der Trennung des
Reifens 1 von der Felge 9 im Falle eines Einstichs
des Reifens 1.
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Eine
erste Freigebefolie (Freigebefolie) 10 ist an der Innenoberfläche der
Karkassenlage 7 über dem
Bereich von nahe dem oberen Ende eines der Seitenwandabschnitte 3 durch
den Laufflächenabschnitt 2 bis
nahe dem oberen Ende des anderen Seitenwandabschnitts 3 angebracht.
Die erste Freigebefolie 10 ist zum Zweck des Verhinderns
des Haftens einer Einlage 11, die im Folgenden beschrieben werden
soll, an der Karkassenlage 7 beim Vulkanisierungsvorgang
für den
Reifen 1 vorgesehen.
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Die
Einlage 11 ist innerhalb der ersten Freigebefolie 10 über den
Bereich von einer Position radial innerhalb eines Endes der ersten
Freigebefolie 10 in einem der Seitenwandabschnitte 3,
d.h. von nahe der radialen Mitte eines der Seitenwandabschnitte 3,
durch den Laufflächenabschnitt 2 bis
nahe der radialen Mitte des anderen Seitenwandabschnitts 3 vorgesehen.
Die Einlage 11 ist aus einem Gummimaterial mit hoher Hermetizität und hoher
Elastizität
unter Verwendung von Naturgummi oder dergleichen als Rohmaterial
gebildet.
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Eine
wasserlösliche
zweite Freigebefolie (Freigebefolie) 12 (deren Position
vor dem Auflösen in
Wasser nur durch eine gestrichelte Linie in 3 gezeigt
wird) ist innerhalb der Einlage 11 vorgesehen. Wie die
erste Freigebefolie 10 ist die zweite Freigebefolie 12 zum
Zweck des Verhinderns des Haftens der Einlage 11 an einem
derselben benachbarten Element beim Vulkanisierungsvorgang vorgesehen.
Da die zweite Freigebefolie 12 in Wasser löslich ist,
wird sie in dem in einem Einstichabdichtmittel 14 enthaltenen
Wasser zum Zeitpunkt des Füllens
des Einstichabdichtmittels 14 in eine Abdichtkammer 15, die
im Folgenden beschrieben werden soll, aufgelöst. Demgemäß kann sich die Einlage 11 dehnen
und zusammenziehen, mit Ausnahme ihrer an der Karkassenlage 7 fixierten
gegenüberliegenden
Endabschnitte. Ferner kann das Einstichabdichtmittel 14,
da die zweite Freigebefolie 12 in dem im Einstichabdichtmittel 14 enthaltenen
Wasser aufgelöst wird,
leicht auf die Einlage 11 wirken.
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Eine
Innenlage 13 ist innerhalb der Seitenwandabschnitte 3 und
des Laufflächenabschnitts 2 über den
Bereich vom radial inneren Ende eines der Seitenwandabschnitte 3 durch
das Innere der zweiten Freigebefolie 12 zum radial inneren
Ende des anderen Seitenwandabschnitts 3 vorgesehen. Die
Innenlage 13 ist aus einem Gummimaterial, das dem der Einlage 11 ähnelt, gebildet.
Die Innenlage 13 ist an der Innenoberfläche der Karkassenlage 7 an
deren gegenüberliegenden
Endabschnitten und an der Innenoberfläche der Einlage 11 an
deren gegenüberliegenden
Endabschnitten angebracht. Die gegenüberliegenden Endabschnitte
der zweiten Freigebefolie 12 sind an der Innenlage 13 fixiert,
wodurch die Abdichtkammer 15 zum Verkapseln des Einstichabdichtmittels 14 als
ein geschlossener Raum zwischen der Innenlage 13 und der
zweiten Freigebefolie 12 definiert wird. Die Abdichtkammer 15 ist
mit dem Einstichabdichtmittel 14 gefüllt. Da die zweite Freigebefolie 12 in
dem im Einstichabdichtmittel 14 enthaltenen Wasser gelöst wird,
ist die Abdichtkammer 15 zwischen der Innenlage 13 und
der Einlage 11 ausgebildet. Demgemäß besitzt der Reifen 1 eine Drei-Schichten-Struktur,
bestehend aus dem Laufflächengummi 4,
der Einlage 11 und der Innenlage 13.
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Das
Einstichabdichtmittel 14 wirkt, um das Entweichen von Luft
aus dem Reifen 1 im Falle, dass ein durch einen Nagel oder
dergleichen hervorgerufenes Einstichloch oder eine Beschädigung den
Innenraum des Reifens 1 erreicht, zu verhindern. Das Einstichabdichtmittel 14 besteht
aus einer Abdichtflüssigkeit 16 in
der Form eines Gels bei gewöhnlichen
Temperaturen (z.B. 20°C),
in die Abdichtflüssigkeit 16 gemischten
kurzen Fasern (Fasern) 17 und in die Abdichtflüssigkeit 16 gemischten
Partikeln 18 von Keramik oder dergleichen. Die kurzen Fasern 17 und die
Partikeln 18 wirken, um ein durch einen Nagel oder dergleichen
hervorgerufenes Einstichloch zu schließen. Insbesondere dringen die
kurzen Fasern 17 in das Einstichloch im Zusammenhang mit
dem Fluss des Einstichabdichtmittels 14 durch das Einstichloch,
und die Partikeln 18 dringen in den Zwischenraum zwischen
den im Einstichloch vorhandenen kurzen Fasern 17. Die Struktur
dieses Einstichabdichtmittels 14 ist rein erläuternd,
und verschiedene Einstichabdichtmittel, die in der Lage sind, das Einstichloch
abzudichten, können
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Die
Funktionsweise wird nun unter Bezug auf 4 bis 7 beschrieben.
Wenn ein Nagel 19 den Laufflächenabschnitt 2 durchsticht,
wie in 4 gezeigt, werden Löcher 22, 20 und 21 infolge
des Durchstechens des Nagels 9 durch den Laufflächengummi 4,
die Einlage 11 bzw. die Innenlage 13 hindurch
ausgebildet. Zu diesem Zeitpunkt werden die Umfangsbereiche der
Löcher 20 und 21 der
Einlage 11 und der Innenlage 13 zum Innern des
Reifens 1 hin gezogen, wie in 4 gezeigt.
Wenn der Nagel 19 in einer Richtung verschoben wird, dass
er aus dem Laufflächenabschnitt 2 herauskommt,
wie in 5 gezeigt, sind die Löcher 21 und 20 der
Innenlage 13 und der Einlage 11, die beide eine
höhere Elastizität besitzen
als der Laufflächengummi 4,
Kräften
in einer Richtung des Schließens
der Löcher 21 und 20 ausgesetzt
(wie durch die Pfeile P und Q in 5 gezeigt).
Demgemäß wird das
Loch 21 der am Laufflächenabschnitt 2 frei
dehnbaren Innenlage 13 durch die hohe Elastizität der Innenlage 13 vollständig geschlossen,
und die Einlage 11, der es ermöglicht ist, auf der ersten
Freigebefolie 10 zu gleiten, beginnt sich zusammenzuziehen.
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Jedoch
kann der Luftdruck innerhalb des Reifens 1 nicht durch
die Federkräfte
der Innenlage 13 und der Einlage 11 unterdrückt werden,
so dass das Einstichabdichtmittel 14 durch den Luftdruck
im Reifen 1 gezwungen wird, durch das Loch 20 der
Einlage 11 in das Loch 22 des Laufflächengummis 4 auszufließen und
schließlich
aus dem Loch 22 auszutreten, wie in 6 gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Fließen des Einstichabdichtmittels 14 zum Innern
des Reifens 1 hin durch den Luftdruck im Reifen 1 unterdrückt.
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Im
Zusammenhang mit dem Fließen
des Einstichabdichtmittels 14 durch das Loch 22 zur
Außenseite
des Reifens 1 hin werden die im Einstichabdichtmittel 14 enthaltenen
kurzen Fasern 17 schrittweise in das Loch 20 der
Einlage 11 getrieben, wie in 6 gezeigt,
wodurch das Loch 22 schrittweise geschlossen wird. Zur
gleichen Zeit werden, wie in 7 gezeigt,
die im Einstichabdichtmittel 14 enthaltenen Partikeln 18 ebenfalls
in das Loch 20 der Einlage 11 getrieben, um in
den Zwischenraum 24 zwischen den kurzen Fasern 17 zu
treten, wodurch der Zwischenraum 24 gefüllt wird. So wird das Loch 20 der
Einlage 11 durch das Einstichabdichtmittel 14 vollständig geschlossen.
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Wenn
der Luftdruck im Reifen 1 durch die Federkraft der Einlage 11 ausgeglichen
wird (wie durch Pfeile in 7 gezeigt),
um das Stoppen des Fließens
des Einstichabdichtmittels 14 zu bewirken, wird der Durchmesser
des Loches 20 durch die kurzen Fasern 17 und die
Partikeln 18, verglichen mit dem in 5 gezeigten,
ein wenig erweitert. Infolgedessen kann der geschlossene Zustand
des Loches 20 durch die kurzen Fasern 17 und die
Partikeln 18 durch die Federkraft der Einlage 11 zuverlässig gehalten
werden.
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Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
haftet die Einlage 11 nicht am Laufflächenabschnitt 2, sondern
es ist ermöglicht,
dass sie auf der ersten Freigebefolie 10 gleitet, und sie
ist frei dehnbar. Demgemäß kann das
Loch 20 der Einlage 11 in seiner Schließrichtung
(Durchmesser kann verringert werden) durch die Federkraft der Einlage 11 verschoben
werden. Infolgedessen kann das Loch 20 der Einlage 11 durch
den Synergieeffekt der Kontraktion der Einlage 11 und des
Einstichabdichtmittels 14 wirksam geschlossen werden.
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Weiters
können
die im Einstichabdichtmittel 14 enthaltenen kurzen Fasern 17,
die in das Loch 20 der Einlage 11 durch den Luftdruck
im Reifen 1 getrieben werden, als Stopfmittel am Umfangsbereich des
Loches 20, das geschlossen wird, gehalten werden. Demgemäß kann der
Synergieeffekt der kurzen Fasern 17, der Partikeln 18 und
der Abdichtflüssigkeit 16 des
Einstichabdichtmittels 14 gezeigt werden, und das Loch 20 der
Einlage 11 kann durch diesen Synergieeffekt und die Kontraktion
der Einlage 11 zuverlässig
geschlossen werden.
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Durch
Ausbilden der Drei-Schichten-Struktur, bestehend aus dem Laufflächengummi 4,
der Einlage 11 und der Innenlage 13 kann eine
Reifenstruktur, die der eines Schlauchluftreifens mit einem Innenschlauch ähnelt, erhalten
werden. Demgemäß kann ein
Einstichabdichtmittel, dessen Wirkungsweise an einem herkömmlichen
Schlauchluftreifen nachgewiesen wurde, verwendet werden, um dadurch
die Kosten zu senken und die Zuverlässigkeit zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf diese oben genannte bevorzugte
Ausführungsform
beschränkt,
sondern kann auf alle Luftreifen für ein Fahrzeug, wie etwa ein
anderes Automobil als ein Motorrad und beispielsweise für ein Flugzeug
angewandt werden.
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- 2
- Laufflächenabschnitt
- 3
- Seitenwandabschnitt
- 10
- erste
Freigebefolie (Freigebefolie, Freigebevorrichtung)
- 12
- zweite
Freigebefolie (Freigebefolie, Freigebevorrichtung)
- 11
- Einlage
- 15
- Abdichtkammer
- 13
- Innenlage
- 14
- Einstichabdichtmittel
- 16
- Abdichtflüssigkeit
- 17
- kurze
Fasern (Fasern)
- 18
- Partikeln