JP4548934B2 - 安全空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チューブレスタイヤの内側に、リムの周りで円環状をなす空気嚢を有し、チューブレスタイヤのパンク等によって、それが圧潰変形されてもなお、継続して走行することができる安全空気入りタイヤに関するものであり、とくには、チューブレスタイヤが圧潰変形されたままで走行する、いわゆるランフラット状態の下での安全性を大きく向上させたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りタイヤがパンクしても、そのまま継続して一定距離を走行できるようにした安全タイヤもしくはランフラットタイヤは、種々研究、開発がなされており、たとえば、補強チューブ、多重室チューブ、充填チューブ、折畳みチューブ等、チューブ自体に工夫を凝らした安全空気入りタイヤ等が広く知れている。
【０００３】
これらの、チューブを内蔵する安全タイヤもしくはランフラットタイヤは、空気入りタイヤがパンク等しても、そこに内蔵されて空気圧を充填されたチューブによって、輪重を支持することで、ランフラット走行が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このような従来の安全空気入りタイヤ等では、空気入りタイヤがパンク等の故障を生じる以前の通常走行状態にあって、その安全空気入りタイヤの負荷転動によって発生する遠心力により、チューブの内外径がともに増大して、チューブの外周面が空気入りタイヤのトレッド部内周面と擦れ合って摩耗破壊することがあり、これにより、ランフラット走行に当たって、内蔵チューブがそれ本来の機能を発揮し得なくなるうれいがあった。
【０００５】
また、従来の安全タイヤ等では、チューブの内径の増大に起因して、それに取り付けたチューブ用エアバルブの付根部分でチューブが破損するおそれもあった。
【０００６】
加えて、従来の安全タイヤ等では、空気入りタイヤの内圧低下に伴う、チューブの膨らみに起因する、チューブの両側部による、空気入りタイヤのビード部に対する拘束力の低下により、ランフラット走行時の空気入りタイヤのいわゆるビード落ち現象を招来するおそれがある。
【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、安全タイヤの通常走行時に発生する遠心力に起因する空気嚢の内径の増大を有利に抑制して、空気嚢の摩耗破壊を防止することにより、ランフラット状態の下での優れた安全性を確保するとともに、ランフラット走行時のいわゆるビード落ち現象を効果的に防止できる安全空気入りタイヤを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の安全空気入りタイヤは、円環状に形成されたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、ビード部とを具えるチューブレスタイヤの内側に、拡張変形可能な円環状の空気嚢を配設し、チューブレスタイヤに所定の空気圧を充填するとともに、空気嚢の内圧を上記空気圧と実質的に等しくした状態の下で、空気嚢の外周面を、チューブレスタイヤの少なくともトレッド部内周面から離隔させて位置させたものであって、空気嚢の内周側部分に、その内周側部分の拡径変形を抑制する補強層を設けたものである。
【０００９】
この安全空気入りタイヤでは、空気嚢の内周側部分に、その内周側部分の拡径変形を抑制する補強層を設けることにより、安全空気入りタイヤの通常走行時に発生する遠心力に起因する空気嚢の内径の増大を抑制し、その結果、空気嚢の外径の増大をも有利に抑制して、空気嚢の外周面とチューブレスタイヤのトレッド内周面との摩耗を回避し、空気嚢の摩耗破壊を効果的に防止することで、ランフラット走行時にパンクしたチューブレスタイヤを支持する空気嚢の、その果たすべき機能を十分発揮させ、その結果、ランフラット走行時の優れた安全性を確保することができる。
【００１０】
またこの安全空気入りタイヤでは、空気嚢の内周側部分に補強層を設けることにより、安全空気入りタイヤの通常走行時の、空気嚢の内周側部分の変形を抑制し、とくに空気嚢の、それに取り付けた空気嚢用エアバルブの付根部分での破損を効果的に防止することができる。
なお、この発明では補強層を、空気嚢の内周側部分に設けているが、補強層を空気嚢の外周側部分に配設する場合に比して、空気嚢の両サイド部の剛性が向上し、通常走行時、ランフラット走行時のいずれも空気嚢の両サイド部の外周面とタイヤサイド部の内面との擦れ合いに起因する耐久性低下を防ぐことができる。
【００１１】
そしてこの安全空気入りタイヤでは、上記補強層により、チューブレスタイヤの内圧低下に伴う、空気嚢のタイヤ半径方向外方への迫出し時においても、空気嚢がチューブレスタイヤのビード部をリムフランジに押しつける機能を十分に発揮できるので、空気嚢の外周面がチューブレスタイヤのビード部の内周面から離隔するおそれがなく、したがって、ランフラット走行時のタイヤのいわゆるビード落ち現象を十分に防止することができる。
【００１２】
したがって、この安全空気入りタイヤでは、空気嚢の内周側部分に設けた補強層の、空気嚢の摩耗破壊防止作用、空気嚢の、それに取り付けたエアバルブの付根部分での破損防止作用および、いわゆるビード落ち現象防止作用の下、安全空気入りタイヤの、ランフラット走行時の安全性を大きく向上させることができる。
【００１３】
かかるタイヤにおいてより好ましくは、空気嚢の補強層を、その空気嚢の内面もしくは外面に一体化させて配置し、または空気嚢内に埋め込んで配置する。
これによれば、補強層を、空気嚢の内面に空気嚢と一体化させて配置した場合には、空気嚢の外径拡大を抑えることができ、また補強層を、空気嚢の外面に配置した場合には、補強層の配設作業がより容易になり、そして補強層を、空気嚢内に埋め込んで配置した場合には、空気嚢と補強層との剥離を考慮する必要がなくなるという利点をそれぞれ有する。
【００１４】
そして好ましくは、補強層を、相互に交差する有機繊維コードの少なくとも二層により構成する。
かかる安全空気入りタイヤによれば、補強層を有機繊維コードの少なくとも二層により構成することにより、通常走行時に発生する遠心力に起因する空気嚢の内径の増大を十分に抑制することができ、また、補強層を構成する有機繊維コードの延在方向を空気嚢の周方向とすることで、いわゆるたが効果により、上記抑制効果を一層実効ならしめることができ、またその延在方向をラジアル方向でなくバイアス方向とすることにより、安全タイヤ製造時に、空気嚢を、リムフランジを十分に乗り越えてリムへ容易に装着することができる。
【００１５】
また好ましくは、補強層を、空気嚢のほぼ周方向に延在する波形状のスチールコードもしくは有機繊維コードの少なくとも一層により構成する。
かかる安全空気入りタイヤによれば、補強層を構成するコードの延在方向を空気嚢の周方向とすることで、コードのその延在方向に基づいて補強層のタイヤ半径方向での伸張に対する抗張力が発揮されることにより、タイヤ製造時に、空気嚢を、リムフランジを容易に乗り越えてリムへ装着することが困難であるところ、コードを波形状とすることにより、補強層のタイヤ半径方向での伸張を可能ならしめ、上記空気嚢のリムフランジ越えを容易にし、その結果空気嚢のリムへの装着を有利に行うことができる。
【００１６】
加えて好ましくは、補強層を、硬質ゴムにより構成する。
これによれば、空気嚢の補強を効果的に実効あらしめることができる。
【００１７】
以上のように構成してなる安全空気入りタイヤにおいてより好ましくは、安全空気入りタイヤの定常時の横断面内での、補強層のペリフェリ長さの、空気嚢の最大幅に対する比を、０．３〜１．０とする。
かかる安全空気入りタイヤによれば、安全空気入りタイヤの定常時の横断面内での、補強層の内面に沿って測ったペリフェリ長さの、空気嚢の最大幅に対する比を、０．３以上とすることで、空気嚢の内周側の補強が十分に施されることにより、空気嚢の内径の増大を抑制することはもちろん、その外径の遠心力による増大をも有利に抑制して、空気嚢の外周面がチューブレスタイヤの少なくともトレッド内周面と接触して互いに擦れ合うおそれがないので、空気嚢の摩耗破壊を有利に防止することができ、また１．０以下とすることで、空気嚢に過度な補強を施すことなく、配設された補強層の全てを空気嚢の補強に有効に寄与せしめ、併せてタイヤ重量の増加を防止することができる。
なおここで、定常時とは、リムにチューブレスタイヤおよび空気嚢を取り付けて、チューブレスタイヤに所定の空気圧を充填するとともに、空気嚢の内圧を上記空気圧と実質的に等しくした状態の下での、非走行時をいう。
【００１８】
また好ましくは、リムに、リムと空気嚢との間に開口するチューブレスタイヤ用のエアバルブを設けるとともに、空気嚢に、傾向的に空気嚢の中心軸線方向に延在して、そのエアバルブを通る空気の流動を案内する溝を設ける。
これによれば、上述した空気嚢の内周側部分の構造により、空気嚢とリムおよび、空気嚢とチューブレスタイヤのそれぞれの密着性が優れたものである反面、チューブレスタイヤの少なくともトレッド内周面と空気嚢の外周面との間に区画形成された空間部への空気充填およびこの空間部からの空気放出が困難となるところ、リムと空気嚢との間に開口するチューブレスタイヤ用のエアバルブと隣接し、かつ、上記空間とも隣接する空気嚢の一定領域に、チューブレスタイヤ用のエアバルブと上記空間部とを連通させて、エアバルブを通る空気の流動を案内する溝を設けることにより、上記空間部への空気の充填およびその空間部からの空気の放出を容易に行うことができる。
【００１９】
【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はこの発明にかかる安全空気入りタイヤを示す代表的なタイヤ幅方向断面図であり、図中１はチューブレスタイヤ、２は空気嚢、そして３は補強層をそれぞれ示す。
【００２０】
ここでは、チューブレスタイヤ１を、円環状に形成されたトレッド部４と、トレッド部４の側部に連なってタイヤ半径方向内方へ延びるそれぞれのサイドウォール部５と、サイドウォール部５の内周側に設けたビード部６とから構成し、チューブレスタイヤ１の内側に、拡張変形可能な円環状の空気嚢２を、リムＲの外周面およびチューブレスタイヤ１のビード部６の内周面に沿わせて装着することにより内蔵する。
【００２１】
そしてここでは、チューブレスタイヤ１および空気嚢２をリムＲに装着して、チューブレスタイヤ１に所定の空気圧を充填するとともに、空気嚢２の内圧を上記空気圧と実質的に等しくした状態の下で、空気嚢２の外周面とチューブレスタイヤ１の少なくともトレッド内周面との間に空間部Ｓを区画形成するとともに、空気嚢２の内周側部分に、補強層３を配設して、空気嚢２の内周側部分の補強を実効あらしめる。
【００２２】
以上のように構成してなる安全空気入りタイヤによれば、空気嚢２の内周側部分に補強層３を配設することにより、通常走行時に発生する遠心力に起因する空気嚢２の内径の増大を抑制し、これにより空気嚢の外径の増大をも有利に抑制して、空気嚢２の外周面とチューブレスタイヤ１のトレッド内周面との間の摩耗を回避して、空気嚢２の摩耗破壊を効果的に防止することができるとともに、空気嚢２の内周側の変形を回避して、とくに空気嚢２の、空気嚢２に取付けた空気嚢用のエアバルブ７の付根部分での破損を効果的に防止することができ、しかも、タイヤ内圧低下に伴う、空気嚢２のタイヤ半径方向外方への迫出し時においても、空気嚢２がタイヤビード部６をリムＲに押しつける機能を十分に発揮できるので、空気嚢２の外周面がチューブレスタイヤ１のビード部６の内周面から離隔することがなく、したがって、ランフラット走行時のチューブレスタイヤ１のいわゆるビード落ち現象を効果的に防止することができる。
【００２３】
ここでは、補強層３を、空気嚢２の内面もしくは外面に一体化させて配置し、または空気嚢２内に埋め込んで配置することが好ましい。
【００２４】
そしてここでは、補強層３を、相互に交差する有機繊維コードの少なくとも二層により構成することが好ましく、また、補強層３を、空気嚢２のほぼ周方向に延在する波形状のスチールコードもしくは有機繊維コードの少なくとも一層により構成することが好ましい。
なお、補強層３は、硬質ゴムにより構成してもよい。
【００２５】
またここでは、安全空気入りタイヤの定常時の横断面内での、補強層３の内周面に沿って測ったペリフェリ長さの、空気嚢２の最大幅に対する比を、０．３〜１．０とすることが好ましく、また、リムＲに、リムＲと空気嚢２との間に開口するチューブレスタイヤ用のエアバルブ８を設けるとともに、空気嚢２に、傾向的に空気嚢２の中心軸線方向に延在し、チューブレスタイヤ用のエアバルブ８と空間部Ｓとを連通させ、そのエアバルブ８を通る空気の流動を案内する溝９を設けることが好ましい。
【００２６】
以上のように構成してなる安全空気入りタイヤによれば、空気嚢２の内周側部分に配設した補強層３の、空気嚢摩耗破壊防止作用、空気嚢２の、空気嚢用エアバルブ７の付根部分での破損防止作用および、チューブレスタイヤ１のいわゆるビード落ち現象防止作用の下、安全空気入りタイヤのランフラット走行時の優れた安全性を確保することができる。
【００２７】
【実施例】
次に、この発明にかかる安全空気入りタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下で説明する。
実施例タイヤ１〜４はいずれも、図１に示すようにチューブレスタイヤ１と空気嚢２との二重構造をなし、チューブレスタイヤ１はタイヤサイズが３１５／６０Ｒ２２．５であり、カーカスおよびベルトは一般的なトラック・バス用ラジアルタイヤと同様に構成した。空気嚢２の内周側で、空気嚢２のタイヤ半径方向外側に補強層３を配設し、その空気嚢２の材質を硬質ゴムとし、補強層３を構成するコード層のコードの配設形状、延在角度および材質、ならびにＬ／Ｗ比については表１に纏めて示すものとする。
また、比較のため、空気嚢２の内周側に補強層３を配設しない従来例タイヤについても試作したので、同様に表１に併記する。
【００２８】
上記各供試タイヤを適応リムに装着し、タイヤ負荷荷重を最大負荷能力の１．２倍とした条件下で、安全空気入りタイヤを時速６０ｋｍで走行させたときの、５０００ｋｍ走行後の空気嚢２のタイヤ半径方向の伸張度を測定して計算するとともに、５０００ｋｍ走行後の空気嚢２の状況の、目視によるフィーリング評価を行い、これらの計算結果および観察結果から耐久性能を評価した。
なお、通常走行距離（通常走行条件での空気嚢の故障までの走行距離）およびランフラット走行距離については従来例タイヤをコントロールとして、その値が大きいほど優れた結果を示すものである。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１に示す結果より、実施例タイヤ１〜３はいずれも、従来例タイヤに比して、上記伸張度が著しく抑制されているとともに、走行後の空気嚢２の状況も優れた結果を示すことが判る。
【００３１】
【発明の効果】
かくして、この発明によれば、チューブレスタイヤが圧潰変形されたままで走行する、ランフラット状態の下での安全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】 この発明にかかる安全空気入りタイヤの幅方向断面図である。
【符号の説明】
１ チューブレスタイヤ
２ 空気嚢
３ 補強層
４ トレッド部
５ サイドウォール部
６ ビード部
７ 空気嚢用エアバルブ
８ チューブレスタイヤ用エアバルブ
Ｌ 安全空気入りタイヤの定常時の横断面内での、補強層のペリフェリ長さ
Ｒ リム
Ｓ 空間部
Ｗ 定常時の空気嚢の最大幅

Claims (7)

1. 円環状に形成されたトレッド部と、一対のサイドウォール部と、ビード部とを具えるチューブレスタイヤの内側に、拡張変形可能な円環状の空気嚢を配設し、前記チューブレスタイヤに所定の空気圧を充填するとともに、空気嚢の内圧を上記空気圧と実質的に等しくした状態の下で、該空気嚢の外周面を、前記チューブレスタイヤの少なくともトレッド部内周面から離隔させて位置させた安全空気入りタイヤであって、
   前記空気嚢の内周側部分に、その内周側部分の拡径変形を抑制する補強層を設けてなる安全空気入りタイヤ。
2. 前記空気嚢の補強層を、その空気嚢の内面もしくは外面に一体化させて配置し、または空気嚢内に埋め込んで配置してなる請求項１に記載の安全空気入りタイヤ。
3. 前記補強層を、相互に交差する有機繊維コードの少なくとも二層により構成してなる請求項１もしくは２に記載の安全空気入りタイヤ。
4. 前記補強層を、空気嚢のほぼ周方向に延在する波形状のスチールコードもしくは有機繊維コードの少なくとも一層により構成してなる請求項１もしくは２に記載の安全空気入りタイヤ。
5. 前記補強層を、硬質ゴムにより構成してなる請求項１〜４のいずれかに記載の安全空気入りタイヤ。
6. 前記安全空気入りタイヤの定常時の横断面内での、補強層のペリフェリ長さの、空気嚢の最大幅に対する比を、０．３〜１．０としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の安全空気入りタイヤ。
7. リムに、リムと前記空気嚢との間に開口するチューブレスタイヤ用のエアバルブを設けるとともに、空気嚢に、傾向的に空気嚢の中心軸線方向に延在して、そのエアバルブを通る空気の流動を案内する溝を設けてなる請求項１〜６のいずれかに記載の安全空気入りタイヤ。

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