JP4256091B2

JP4256091B2 - 安全タイヤ用空気のうおよび安全タイヤ組立体

Info

Publication number: JP4256091B2
Application number: JP2001358738A
Authority: JP
Inventors: 裕二山口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003159914A

Description

【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安全タイヤ用空気のうおよび、それを用いた安全タイヤ組立体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具える場所まで、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。
【０００３】
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号等に開示されたものがある。
【０００４】
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、この従来技術にあっては、空気のうの、内圧充填前の内径を、タイヤに組付ける規格リムのリム径より相当小さく設定していることから、タイヤ内に空気のうを収納した安全タイヤの、適正なるリム組みが困難であるという問題があった。
【０００６】
すなわち、タイヤ内に空気のうを収納した安全タイヤを、既存のリム組み装置を用いて従来通りの手順に従ってリム組みする場合には、タイヤの一方のビード部がリムフランジを乗り越す際および、他方のビード部がリムフランジを乗り越す際のそれぞれにおいて、空気のうがリムフランジと大きく干渉することから円滑なるリム組みが妨げられ、甚だしくは空気のうが、タイヤビード部と、リムのビードシートとの間に挟み込まれることがあり、また、この挟み込みは防げても、空気のう、なかでも、リムに対して締め付け固定される、空気のうのビード部相当部分が、その円周上でリムの所定位置に均等に配置されないおそれが高く、それによって、安全タイヤの通常の負荷転動時におけるユニフォミティの低下、空気のうの耐久性の低下等が惹起される他、タイヤ内圧の低下等に伴う空気のうの拡張変形時の、タイヤ内面への不均等な接触に起因する、いわゆるランフラット耐久性の低下が余儀なくされることになる。
【０００７】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、空気のうを収納する安全タイヤの、適正なるリム組みを円滑かつ容易ならしめてなお、空気のうに、それ本来の機能を、すぐれた耐久性の下に十分に発揮させることができる安全タイヤ用空気のうおよび、それを用いた安全タイヤ組立体を提供するにある。
【０００８】
【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内周側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、前記ビード部の内面と対向する側部域および、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のそれぞれに補強部材を配設し、内圧充填前の空気のうの内径を規格リムのリム径の９８〜１０５％、より好ましくは１００〜１０５％の範囲としたものである。
【０００９】
ここで規格リムとは、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等で規格が定められたリムをいい、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ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、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡＹＥＡＲＢＯＯＫ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。
【００１０】
そして、内圧充填前の空気のう内径とは、空気のうの製造時、たとえば、加硫金型から取り出したときの内径をいうものとし、内圧充填後の空気のう内径とは、空気のう内に、それが安全タイヤのリム組立体として使用に供されるときの、空気のうの内外圧力差に相当する内圧を充填したときの自由内径をいうものとする。なお、この内圧充填状態では空気のうには、それが拡張変形するほどの大きな内外圧力差が生じないことはもちろんである。
【００１１】
発明者の実験によれば、内圧充填前の空気のう内径を、規格リムのリム径の９８％以上、とりわけ１００％以上としたときは、安全タイヤのリム組みに当って、空気のうを、リムフランジと大きく干渉させることなく、リム上に円滑かつ容易に、しかも適正に配置できることが確認されたので、ここでは内径の下限値を９８％としている。
【００１２】
この一方で、内圧充填後の空気のうをリムに十分に固定できない場合には、従来技術で述べたと同様に、安全タイヤの通常の負荷転動時のユニフォミティの低下、空気のうの耐久性の低下等が生じる他、空気のうをリムに機械的に連結する内圧給排バルブに早期の損傷が生じることになり、さらには、空気のうの拡張変形に当って、それがタイヤ内面に不均等に接触するおそれが高くなる。
【００１３】
そこでここでは、内圧充填前の空気のうの内径が余り大きくなりすぎないよう、その上限をリム径の１０５％とし、空気のうに配設した補強部材の作用と相俟って、内圧充填後の空気のう内径を、規格リムのドロップ部の径より小さくする。
【００１４】
すなわち、空気のうのクラウン域および側部域のそれぞれを補強部材をもって補強した状態で、その空気のうに内圧を充填した場合には、空気のうの内径を減少させることができるが、その内径を、規格リムのウエル径、すなわち、ドロップ部の径より小さくして、空気のうの、リムへの十分な締め付け固定を実現するためには、内圧充填前の空気のう内径をリム径の１０５％以下とすることが必要になる。これはすなわち、空気のうの内径を１０５％を越える値としたときは、安全タイヤのリム組立体の状態で、空気のうをリムに固定しても、空気のうのリムへの接触状態が周上で不均一になり、安全タイヤの通常の負荷転動時に、振動が発生しかつ転動により空気のうの不均一が増大して、所望の通常走行性能が得られないとの知見を得たことによるものである。
【００１５】
なおここで、空気のうの両基部域間で、空気のうの、リムに向く側を非補強域とした場合には、内圧充填時の空気のうの、リムへの密着性を大きく向上させることができる。
【００１６】
また、この発明に係る安全タイヤ組立体は、先に述べたいずれかの空気のうを収納したタイヤを規格リムに組付けるとともに、タイヤおよび空気のうのそれぞれに所定の内圧を充填したものであって、空気のう内圧をタイヤ内圧より２０ｋＰａ以上高くしたものである。
【００１７】
ここにおけるタイヤの所定内圧もまた、先のタイヤ内圧と同様に、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されて、負荷能力に応じて特定される空気圧をいうものとする。なおここで、内圧対象物は、空気以外の不活性ガスその他とすることもできる。
【００１８】
この組立体では、先に述べた構造を有する空気のう内圧をタイヤ内圧より２０ｋＰａ以上高くすることで、タイヤ内圧のバックアップの下にリムに空気のうをより確実に固定することができる。
そして、空気のうの、リムへの固定力は、空気のうの両基部域間で、それの非補強域を、リム幅の０．２倍以上にわたってリムに密着させた場合により一層高めることができる。
【００１９】
かくしてここでは、安全タイヤを、既存のリム組み装置を用いて、従来通りのリム組みを行っても、空気のうの、リム上への所期した通りの配設を、常に円滑かつ容易に行うことができ、また、タイヤおよび空気のうのそれぞれに所定の内圧を充填した安全タイヤ組立体にあって、空気のうをリムの所定位置に確実に固定することができる。
【００２０】
【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はこの発明の実施の形態を、安全タイヤの、規格リムへの組付け姿勢で模式的に示す横断面図であり、ここでは、タイヤおよび空気のうのいずれにも内圧は充填されていない。
【００２１】
ここで、安全タイヤ１は、タイヤ２と、そこに収納した空気のう２とからなり、タイヤ２は、一般的な空気入りタイヤと同様に、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。
【００２２】
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。
【００２３】
このような空気のう３において、タイヤ２のビード部６の内面と対向する側部域７および、ビード部６のタイヤ幅方向の内側に隣接して位置して、ビードトウ８から、規格リムＲのビードシートＢＳにわたって接触することになる基部域９のそれぞれに補強部材１０を配設するとともに、空気のう３の、トレッド部４の内面と対向するクラウン域１１にもまた補強部材１０を配設し、かかる空気のう３の、内圧充填前の内径ｄを、規格リムＲのリム径Ｄの９８〜１０５％、より好ましくは１００〜１０５％の範囲とする。
このように補強部材１０を配設した空気のう３によれば、図に示すところからは明らかではないが、内圧充填後のその空気のう３の内径は、規格リムＲのウェル径、すなわち、ドロップ部の径Ｄ_０より小さくなる。
【００２４】
以上のような空気のう３では、それの内圧充填前の内径ｄを、規格リムＲのリム径Ｄの９８〜１０５％の範囲とすることで、安全タイヤ１、より直接的には、空気のう３を収納したタイヤ２の規格リムＲへの組付けに当っての、その空気のう３の、規格リムＲのリムフランジＦに対する干渉を有効に防止して、空気のう３をリム上の適正位置に、円滑にかつ容易に配置することができる。
【００２５】
しかもこの空気のう３では、内径ｄの上限値の選択および、そこへの補強部材１０の配設に基づいて、内圧充填後の空気のう内径が、規格リムＲのドロップ部の径Ｄ_０より小さくなることにより、リム組みした安全タイヤ１の、タイヤ２および空気のう３のそれぞれに所定の内圧を充填した場合に、その空気のう３をリムＲの周りに十分強固に固定することができる。
【００２６】
図２は、この発明に係る安全タイヤ組立体を示す横断面図であり、これは、安全タイヤ１を規格リムＲに組付けて、空気のう３に設けた内圧給排バルブ１２をそのリムＲに機械的に固定した状態で、タイヤ２内に９００ｋＰａの内圧を、そして、空気のう３内に、タイヤ内圧より２０ｋＰａ以上高い、図では５０ｋＰａ高い内圧を充填したものである。これによれば、空気のう３は、タイヤ内圧のバックアップを受けてリムＲの周りに一層強固に固定されることになり、このことは、両基部域９の間で、空気のう３の非補強域１３を図示のように、リム幅Ｗの０．２倍以上の幅ｗにわたってリムＲに密着させた場合により顕著なものとなる。
【００２７】
かくしてこの組立体によれば、空気のう３のリムＲへの固定強度を十分大ならしめることで、安全タイヤ１の通常の負荷転動に当っての、その空気のう３の不測の変位、変形等を有効に拘束して空気のうにすぐれた耐久性を発揮させることができ、また、タイヤ内圧の低下に伴う空気のうの拡張変形時および変形後においても同様に、空気のう３の変位、変形等を十分に阻止して、それを、タイヤ内面の全体にわたって常にほぼ均等に接触させることによって、空気のう３のランフラット耐久性をもまた大きく向上させることができる。
【００２８】
【実施例】
サイズが３１５／６０Ｒ２２．５のタイヤに、構造を種々に変更したそれぞれの空気のうを収納し、既存のリム組み装置を用いて従来手法でリム組みした場合のリム組みの容易性および、リム組み後の安全タイヤ組立体の通常走行時の走行耐久性を求めたところ表１に示す通りとなった。
【００２９】
なおこの走行耐久性は、最大負荷能力に相当する３．５ｋＮの荷重を負荷するとともに６０ｋｍ／ｈの速度でドラム耐久試験を行うことにより求めた。また表中の指数値は比較例タイヤ２をコントロールとし、大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１によれば、実施例タイヤはいずれも、すぐれたリム組性および走行耐久性を発揮することができ、なかでも、実施例タイヤ１は、内圧差を２０ｋＰａ以上とするとともに、空気のうの非補強域の、リムとの接触幅比ｗ／Ｗを０．２以上としたことにより、とくにすぐれた走行耐久性を発揮できることが明らかである。
【００３２】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、安全タイヤのリム組みに際して、空気のうを、リム上の所定の位置に円滑かつ容易に配置することができるとともに、空気のうへの内圧の充填後は、それをリムに強固に固定することができるので、安全タイヤの通常時および、それに異常が生じたランフラット時のいずれにあっても、空気のうにすぐれた耐久性を発揮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、規格リムへの組付け姿勢で模式的に示す横断面図である。
【図２】この発明に係る安全タイヤ組立体の実施形態を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
６ビード部
７側部域
８ビードトウ
９基部域
１０補強部材
１１クラウン域
１２内圧給排バルブ
１３非補強域
Ｒ規格リム
ＢＳビードシート
ｄ空気のう内径
Ｄリム径
Ｄ_０ドロップ部の径
Ｗリム幅
ｗ幅

Claims

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、ビード部の内面と対向する側部域および、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に補強部材を配設し、内圧充填前の空気のう内径を、前記規格リムのリム径の９８〜１０５％の範囲としてなる安全タイヤ用空気のう。
内圧充填前の空気のう内径を、規格リムのリム径の１００〜１０５％の範囲としてなる請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
空気のうの両基部域間で、それのリムに向く側を非補強域としてなる請求項１もしくは２に記載の安全タイヤ用空気のう。
請求項１〜３のいずれかに記載の空気のうを収納したタイヤを規格リムに組付けるとともに、タイヤおよび空気のうのそれぞれに所定の内圧を充填したものであって、
空気のう内圧をタイヤ内圧より２０ｋＰａ以上高くしてなる安全タイヤ組立体。
空気のうの両基部域間で、それの非補強域を、リム幅の０．２倍以上にわたってリムに密着させてなる請求項４に記載の安全タイヤ組立体。