JP2011168250A - ビードレス空気入りタイヤ及び空気嚢 - Google Patents

Abstract

【課題】リムへの組み付け作業を簡便化できるとともに、その組み付けの際にリムフランジとの擦過による損傷を防止できる空気入りタイヤと、それに用いられる空気嚢を提供する。
【解決手段】タイヤ軸方向に扁平なドーナツ形状をなす外皮部２１と、その外皮部２１の内方にて空気を充填可能に形成された中空部２２とを有し、タイヤ径方向内側の内周面２ａがリム１のリムウェル部への嵌合面を構成する空気嚢２と、空気嚢２のタイヤ径方向外側の外周面２ｂに配設された補強材３と、補強材３の外周側に配設されて接地面を構成するトレッド４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、リムへの組み付け作業の簡便化、及び、その組み付けの際にリムフランジとの擦過による損傷の防止を実現できるビードレス空気入りタイヤと、それに用いられる空気嚢とに関する。

従来、空気入りタイヤは、円環状のビードを内蔵した一対のビード部と、そのビード部から外周側へ延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部の外周側端に連なるトレッド部とを備えている。かかる空気入りタイヤは、各ビード部をリムフランジの内側に密着させてリム（ホイール）に組み付けられるため、ビード部の内径は、構造上、リムフランジの外径よりも必然的に小さくなる。

タイヤをリムに組み付ける作業は、タイヤをリムに外挿して各ビード部をリムフランジの内側に配置する外挿工程と、次いでタイヤをインフレートし、その内圧により各ビード部をリムフランジに密着させるインフレート工程とを含む。このうち外挿工程では、ビード部がリムフランジを乗り越える作業が難儀であり、リムフランジとの擦過によりビード部が損傷することもあった。これは、ビード部の内径がリムフランジの外径よりも小さいうえ、高剛性のビードを内蔵するビード部は容易く拡径できないことが要因である。

下記特許文献１〜３に記載されたタイヤは、何れもビードを内蔵した一対のビード部を備える空気入りタイヤであるため、リムへの組み付けの際には、上述した問題が避けられない。

特開昭５４−４７２０５号公報 特開昭５４−１５９９０３号公報 特開昭６１−９５６０５号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リムへの組み付け作業を簡便化できるとともに、その組み付けの際にリムフランジとの擦過による損傷を防止できる空気入りタイヤと、それに用いられる空気嚢を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。請求項１に記載の発明は、タイヤ軸方向に扁平なドーナツ形状をなす外皮部と、その外皮部の内方にて空気を充填可能に形成された中空部とを有し、タイヤ径方向内側の内周面がリムのリムウェル部への嵌合面を構成する空気嚢と、前記空気嚢のタイヤ径方向外側の外周面に配設された補強材と、前記補強材の外周側に配設されて接地面を構成するトレッドと、を備えるビードレス空気入りタイヤである。

この空気入りタイヤは、ビードを内蔵した従来のビード部を具備しない代わりに、上記の如き空気嚢を有しており、その空気嚢をリムウェル部に嵌合させてリムに組み付けられる。空気嚢は補強材によって外周側から拘束され、インフレート時の内圧が作用する状態において、その扁平形状を維持できる。走行時には、補強材の外周側に配設されたトレッドが接地し、空気嚢を衝撃や外傷から保護すると共に、タイヤの駆制動力などを路面に伝達する役割を果たす。

このタイヤは、デフレートして内圧が作用しない状態であれば、空気嚢を畳んで内径を簡単に拡径することができる。そのため、リムへの組み付けの際には、デフレートの状態でタイヤをリムに外挿し、次いでタイヤをインフレートすればよく、この外挿を行う工程では、リムフランジを乗り越える作業が簡易であるとともに、リムフランジとの擦過によるタイヤの損傷を良好に防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記外皮部が、前記中空部を取り囲むようにラジアル方向に延在してタイヤ周方向に並列されたコードを含むものである。かかる構成によれば、外皮部をコードにより補強して空気嚢を堅固に構成できるとともに、操縦安定性能やグリップ性能の向上といったラジアルタイヤの特長を保有することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記補強材が、タイヤ赤道線に対して傾斜したコードを含むベルトプライを内外に積層してなるベルト層を備えるものである。かかる構成では、空気嚢の内圧に応じてベルト層に張力が発生するため、コーナリングフォースを向上することができる。また、ベルト層により踏面部の剛性を高めて、耐摩耗性能を良好に確保できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項に記載の発明において、前記補強材が、タイヤ周方向に沿って延びるコードを含んだベルト補強層を備えるものである。かかる構成では、空気嚢の内圧に応じてベルト補強層に張力が発生するため、コーナリングフォースを向上することができる。また、ベルト補強層により踏面部の剛性を高めて、耐摩耗性能を良好に確保できる。補強材が上記のベルト層を備える場合には、そのベルト層の外周にベルト補強層を積層することで、補強効果を有効に高められる。

請求項５に記載の発明は、タイヤ軸方向に扁平なドーナツ形状をなす外皮部と、その外皮部の内方にて空気を充填可能に形成された中空部とを有し、タイヤ径方向内側の内周面がリムのリムウェル部への嵌合面を構成して、前記外皮部が、前記中空部を取り囲むようにラジアル方向に延在してタイヤ周方向に並列されたコードを含む空気嚢である。この空気嚢は、上述したビードレス空気入りタイヤを構成するのに用いることができる。

本発明に係るビードレス空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図 外皮部に含まれるコードの形態を説明する図 タイヤを部分的に破断させて示した平面図 タイヤをリムに組み付ける途中の状態を示す断面図 本発明の別実施形態におけるタイヤと、それが組み付けられるリムの断面図 本発明の別実施形態におけるタイヤと、それが組み付けられるリムの断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るビードレス空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図であり、リムに組み付けた状態を示している。この空気入りタイヤＴ１は、リム１の外周に嵌合された空気嚢２と、その空気嚢２のタイヤ径方向外側の外周面２ｂに配設された補強材３と、その補強材３の外周側に配設されたトレッド４とを備えており、ビードを内蔵したビード部を具備しない点が通常の空気入りタイヤと大きく異なっている。

空気嚢２は、タイヤ軸方向に扁平なドーナツ形状をなす外皮部２１と、その外皮部２１の内方にて空気を充填可能に形成された中空部２２とを有する。空気嚢２のタイヤ径方向内側の内周面２ａは、リム１のリムウェル部１１（図４参照）への嵌合面を構成する。リム１の内周には、中空部２２と連通する不図示のバルブが設けられており、そのバルブを通じて空気を充填することで、タイヤＴ１をインフレートすることができる。

外皮部２１は、図２，３に示すように、中空部２２を取り囲むようにラジアル方向ＲＤに延在してタイヤ周方向ＣＤに並列されたコード２３を含む。ラジアル方向ＲＤは、タイヤ周方向ＣＤに対して直角となる方向であり、タイヤ子午線断面においてはコード２３が略環状に延在する。コード２３には、一般タイヤのカーカスを構成するコードが使用でき、その素材としては、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維が例示される。

本実施形態の外皮部２１では、一本のコード２３をゴムでトッピングしてなる長尺のゴム被覆コードが、実質的にラジアル方向ＲＤに延びるように螺旋状に巻回されてある。そのため、図１のように扁平な無端管形状に成形しやすく、優れたユニフォミティを実現できる。また、カーカスの巻き返し工程などが不要であるため、製造時の工数が従来よりも削減される。コード２３のトッピングには、ゴム以外に例えばポリウレタンを採用してよい。インフレート時の内圧を保持するために、中空部２２に面する外皮部２１の内面は、ハロゲン化ブチルゴムのような空気透過性が低い物質で被覆されている。

補強材３は、円環状の空気嚢２の外周に配設されたベルト層５と、そのベルト層５の外周に配設されたベルト補強層６とを備える。ベルト層５を構成するベルトプライ５ａ，５ｂは、図３に示すように、タイヤ赤道線ＣＬに対して１０〜６０度の角度で傾斜したコード５１を含み、そのコード方向が互いに逆向きになるように内外に積層されている。コード５１には、一般タイヤのベルト層を構成するコードが使用でき、その素材としては、上述した有機繊維のほかスチールが例示される。

ベルト補強層６は、タイヤ周方向ＣＤに実質的に平行に延びるコード６１を含んでおり、ベルト層５による空気嚢２の拘束を外周側から補強する。コード６１には、上述した有機繊維のような、一般タイヤのベルト補強層を構成するコードを使用できる。ベルト補強層６は、ゴム被覆した１本のコード６１を、或いはゴム被覆した複数本のコード６１からなる小幅の帯状プライを、タイヤ周方向ＣＤに沿って螺旋状に巻回することで形成したものでもよい。

トレッド４には、一般タイヤのトレッド部に配設されるトレッドゴムを使用可能である。図１では、補強材３の両端部が開放されているように描いているが、実際には両端部を含めて全面的にトレッド４が補強材３を覆っており、ベルト層５及びベルト補強層６はトレッド４の下部に埋設されている。トレッド４の外周面には、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じたトレッドパターンが形成され、路面との接触部位となる接地面を構成する。

図４は、タイヤＴ１をリム１に組み付ける途中の状態を示している。このタイヤＴ１は、インフレート前であるため空気嚢２が萎んでおり、換言すればデフレートして内圧が作用しない状態にある。この状態であれば、空気嚢２を畳むことで、図１よりもタイヤＴ１の内径を簡単に拡径でき、延いてはタイヤＴ１をリム１に容易く外挿することができる。その結果、リムフランジ１２を乗り越える作業を簡易に行えるとともに、リムフランジ１２との擦過によるタイヤＴ１の損傷を良好に防止することができる。

タイヤＴ１をリム１に外挿した後、空気嚢２の中空部２２に空気を充填してタイヤＴ１をインフレートすると、空気嚢２の内周面２ａがリムウェル部１１に密接し、図１のようなタイヤＴ１とリム１との組付体が構成される。即ち、空気嚢２は、インフレートして内圧が作用する状態において、リム１に嵌合可能に構成されている。

ビード構造を有する一般タイヤが組み付けられるリムでは、通常、リムウェル部の両側にビード部を装着するためのビードシート部を設けているが、ビードレス構造を有するタイヤＴ１では、リム１にそのようなビードシート部は不要である。無論、本発明の空気入りタイヤは、ビードシート部を備えたリムに対して組み付けることも可能であり、その場合には、空気嚢の内周面をビードシート部にも密接させればよく、ハンプに対応した窪みを空気嚢の内周面に形成することも有効である。

タイヤＴ１の寸法としては、内圧が４００ｋＰａの条件にて、タイヤ外径Ｄが５４０ｍｍ、タイヤ断面高さＨが３５ｍｍ、空気嚢２の断面高さａが２５ｍｍであるものが例示される。タイヤ断面高さＨはタイヤ外径Ｄの５〜１５％であることが好ましく、これが１５％以下であることにより、空気嚢２の過大な変形を抑えてリム１による保持効果を確保できる。空気嚢２の断面高さａは、タイヤ断面高さＨの４０〜８０％が好ましく、６０〜８０％であることがより好ましい。タイヤＴ１の内圧は車両重量に応じて増減させるものではあるが、概ね３００〜５００ｋＰａの範囲で設定される。

このタイヤＴ１が組み付けられるリム１の寸法としては、フランジ高さｈが１０ｍｍ、リムフランジ１２の直線部長さｊが３ｍｍ、フランジ角度αが９０°であるものが例示される。フランジ高さｈはタイヤ断面高さＨの２５〜４０％であることが好ましく、それによってリム１による保持効果を確保しつつ、組み付け時の作業を簡便化できる。直線部長さｊはフランジ高さｈの２５〜３５％が好ましく、フランジ角度αは８０〜９０°が好ましい。これにより、リム１による空気嚢２の保持効果を高められる。

図５に示した変形例では、空気嚢２の内周面２ａに設けた突起２４を、リムウェル部に設けた凹部１３に嵌入できるように構成されている。かかる構成によれば、リム１に対する空気嚢２のタイヤ軸方向の相対位置を固定でき、リム１による保持効果を高められる。また、この突起２４と凹部１３がタイヤ周方向に断続する構成であれば、リム１に対する空気嚢２のタイヤ回転方向の相対位置も固定できるため、リム１による保持効果が更に向上する。

本発明に係るビードレス空気入りタイヤは、乗用タイヤとして供することができ、特に比較的軽量の車両用として好適である。前述した実施形態のタイヤＴ１は、四輪自動車用タイヤとして有用である。図６は、二輪自動車用タイヤとして有用なビードレス空気入りタイヤの一例を示しており、この空気入りタイヤＴ２は、補強材３がベルト補強層６のみで構成されている点を除いて、空気入りタイヤＴ１と略同様に構成されている。

本発明に係るビードレス空気入りタイヤでは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、通常の空気入りタイヤが備えるトレッドやベルト、サイドウォール、バットレス等の周知の構造を適宜に転用可能である。

１ リム
２ 空気嚢
２ａ 内周面
２ｂ 外周面
３ 補強材
４ トレッド
５ ベルト層
５ａ ベルトプライ
５ｂ ベルトプライ
６ ベルト補強層
１１ リムウェル部
１２ リムフランジ
２１ 外皮部
２２ 中空部
２３ コード
Ｔ１ 空気入りタイヤ

Claims (5)

1. タイヤ軸方向に扁平なドーナツ形状をなす外皮部と、その外皮部の内方にて空気を充填可能に形成された中空部とを有し、タイヤ径方向内側の内周面がリムのリムウェル部への嵌合面を構成する空気嚢と、
   前記空気嚢のタイヤ径方向外側の外周面に配設された補強材と、
   前記補強材の外周側に配設されて接地面を構成するトレッドと、を備えるビードレス空気入りタイヤ。
2. 前記外皮部が、前記中空部を取り囲むようにラジアル方向に延在してタイヤ周方向に並列されたコードを含む請求項１に記載のビードレス空気入りタイヤ。
3. 前記補強材が、タイヤ赤道線に対して傾斜したコードを含むベルトプライを内外に積層してなるベルト層を備える請求項１又は２に記載のビードレス空気入りタイヤ。
4. 前記補強材が、タイヤ周方向に沿って延びるコードを含んだベルト補強層を備える請求項１〜３いずれか１項に記載のビードレス空気入りタイヤ。
5. タイヤ軸方向に扁平なドーナツ形状をなす外皮部と、その外皮部の内方にて空気を充填可能に形成された中空部とを有し、タイヤ径方向内側の内周面がリムのリムウェル部への嵌合面を構成して、前記外皮部が、前記中空部を取り囲むようにラジアル方向に延在してタイヤ周方向に並列されたコードを含む空気嚢。

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