JP4724713B2 - 安全タイヤ用空気のうおよびそれを用いた安全タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ内に収納され、タイヤ内圧が正常な状態では少なくともタイヤトレッド部内面との間に空間部を形成し、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化して荷重の支持をタイヤから肩代わりするよう所定内圧が充填された中空円管状体よりなる安全タイヤ用空気のう及びその空気のうを用いた安全タイヤに関し、特に、空気のうの内側表面の付着を防止するとともに、かかる空気のうの空気非透過性を向上させたものに関する。

パンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能である安全タイヤとしては、ゴムの材料として補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材を用いた、又は発泡体、弾性体、中子等を収容したタイヤが従来から知られており、また近年では、製造コストと重量増加を抑制する観点から、安全タイヤの内部に収納されおり、パンク等によりタイヤの内圧が低下したランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴い拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする中空円管状体からなる空気のうを収容した安全タイヤの普及が進んでいる（例えば特開２００４−９０８０８号公報を参照）。

かかる空気のうは次のような手順により製造されるのが一般的である。まず、図１に示すように、成型ドラム１０１及びブラダ１０２上にリング状の空気のう本体部材１０３を載置する。シート状の空気のう本体部材１０３は、他の成型ドラム等で予めリング状に形成してもよく、シート状の空気のう構成部材を成型ドラム１０１に巻き付け、ドラム周方向両端部を互いに接合してリング状にしてもよい。次いで、ブラダ１０２を膨らますと、図２に示すように、空気のう本体部材１０３の両幅端部がドラム径方向外側に持ち上げられる。

この状態から、ブラダ１０２をさらに膨らまし、ブラダ１０２で空気のう本体部材１０３の両端部を真上近くまで折り曲げたあと、円筒体１０４をドラム幅方向外側から内側に向かって移動させると、ブラダ１０２の幅方向外側の面が円筒体１０４によって押され、空気のう構成部材１０３とともにドラム幅方向内側に向かって移動し、この結果、図３に示すように、空気のう本体部材１０３は折り返される。そして、図４に示すように、両端部を折返して、その両端部を重ね合わせ、または突き合わせ、次いで接合することで、中空円管状の空気のう本体部１０５を形成する。

次いで、図５及び図６に示すように、空気のう本体部１０５の半径方向外側に複数の補強層１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃをタイヤ周方向に沿って順次巻き付けることで、拡径変化を抑制する拡径抑制部材１０７を形成する。

このような製造時及び製造後の保管時において、空気のうの対向する内側表面同士が接触する場合がある。このため、空気のう構成部材として未加硫のゴムを用いると、接触した部分が相互に付着し、正常に空気のう構成部材折返しができなかったり、後の加硫成型工程で成型不良を招いたりするおそれがある。これを防止するために、半加硫の空気のう構成部材を用いたり、未加硫の空気のう構成部材の内側表面にステアリン酸やシリコン等の離型剤を塗布したりすることが行われている。しかし、半加硫のゴムを空気のう構成部材として用いると、未加硫のゴムを空気のう構成部材として用いた場合に比べ、加硫回数が多くなるため、生産効率の低下、生産コストの増加という問題が発生する。一方、ステアリン酸等の離型剤を塗布する場合には、空気のう本体部材の両端部の接合面内に離型剤が巻き込まれることで接合時にゴムの溶着不良が生じ、空気のうの耐久性が著しく低下する上、作業工程で飛散した離型剤が作業場の床に堆積し、作業現場の汚れや、作業員の滑り事故を招くおそれがある。さらには、固形状である離型剤を塗りむらが無いよう均一に塗布することは多大な時間を要し、空気のうを成型する際の生産性を低下させる。

また、空気のう内の内圧を長期に渡り保持し続けることは重要な課題であり、そのため、空気のう本体部材１０３を空気非透過性のインナーライナ部材と空気のう内に充填された内圧に対抗してその形状を保持する圧力保持部材とで構成し、インナーライナ部材が中空円管状体の全面を囲繞するようこれを配置することが行われているが、空気のう内圧は長期間経過化後に著しく低下する場合があり、長期間の後にパンクが発生しても空気のうが十分機能しなくなる。このことから、空気非透過性（空気透過防止性能）をさらに向上させることも求められている。

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、製造時もしくは保管時において中空円管状体からなる空気のうであり対向する内側表面同士が付着するのを防止し、かつ、空気非透過性が高められた空気のう、および、その空気のうを用いた安全タイヤを提供することを目的とする。

＜１＞は、タイヤ内に収納され、所定内圧が充填され、タイヤ内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化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において、空気のうは、所定内圧により生ずる張力を負担する中空円管状体と、中空円管状体の内側表面に配設され、空気のうの内圧を保持する空気非透過層を具え、その内側表面の少なくとも一部が、内側表面同士の付着を防止する空気非透過性の樹脂フィルム層で構成される安全タイヤ用空気のうである。この明細書において「タイヤ内圧が正常な状態」とは、空気のうを収納する安全タイヤに対して、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤが製造、販売、又は使用される地域において有効な工業基準、規格等に規定され、負荷能力に応じて特定される内圧をいうものとする。また、空気のうの「所定内圧」とは、「タイヤ内圧が正常な状態」を適用した気体充填状態において、空気のうの外面とタイヤの内面との間に空間を形成することができ、一方、タイヤの内圧が低下したランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って空気のうが拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりすることができる内圧をいい、好適には所定の内圧＋０〜２０％の範囲とする。

＜２＞は、＜１＞において、前記空気透過層は、空気非透過性のゴムよりなるインナーライナ層である安全タイヤ用空気のうである。

＜３＞は、＜２＞において、前記中空円管状体の幅方向断面における、前記内側表面の全周長をＡとし、インナーライナ層の内側表面に沿う延在長さＢとし、樹脂フィルム層の前記内側表面に沿う延在長さをＣとしたとき、長さＢを長さＡより大きくするとともに、長さＣを、0.５Ａ〜（2A−B）の範囲とし、前記中空円管状体の幅方向断面において、樹脂フィルム層を、インナーライナ層同士が重畳する領域の外に配置してなる安全タイヤ用空気のうである。

＜４＞は、＜２＞又は＜３＞において、インナーライナ層の60℃における空気透過度が、3.75x10^-8〜2.25x10^-6cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)の範囲内にあり、かつ、インナーライナ層の厚さが、0.3〜5.0mmの範囲内にある安全タイヤ用空気のうである。

＜５＞は＜１＞において、中空円管状体の内側表面全体を樹脂フィルム層で覆って空気非透過層を構成してなる安全タイヤ用空気のうである。

＜６＞は、＜５＞において、樹脂フィルム層は中空円管状体に熱溶着されてなる安全タイヤ用空気のうである。

＜７＞は、＜１＞〜＜６＞のいずれかにおいて、樹脂フィルム層の60℃における空気透過度が、7.5x10^-18〜15x10^-16cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)の範囲内にあり、かつ、樹脂フィルム層の厚さが、10μm〜4.0mmの範囲内にある安全タイヤ用空気のうである。

＜８＞は、＜１＞〜＜６＞のいずれかにおいて、樹脂フィルム層の内側表面に、内圧を充填するためのバルブを固定するスパッドを貼り付けてなる安全タイヤ用空気のうである。

＜９＞は、＜１＞〜＜８＞のいずれかにおいて、前記空気のうの内側表面に、内圧を充填するためのバルブを固定するスパッドを貼り付けてなり、前記樹脂フィルム層を、スパッドを貼り付けるスパッド貼付け領域を除く領域に配設してなる安全タイヤ用空気のうである。

＜１０＞は、＜１＞〜＜９＞のいずれかにおいて、前記樹脂フィルム層は、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリ塩化ビリニデン樹脂及びこれらの組合せからなる群より選択される安全タイヤ用空気のうである。

＜１１＞は、＜１＞〜＜１０＞のいずれかにおいて、前記中空円管状体の径方向外側表面に、タイヤ内圧が正常な状態における拡径変化を抑制する拡径抑制層を配設してなる安全タイヤ用空気のうである。拡径抑制層は、ポリエステル、ポリアミドを含む有機繊維から選ばれた繊維とゴムとの複合体で構成で構成することが好ましく、これにより、拡径抑制層の剛性を所期した機能を発揮させるものにすることができる。

＜１２＞は、＜１＞〜＜１１＞のいずれかの安全タイヤ用空気のうを収納した安全タイヤである。

＜１＞によれば、製造時もしくは保管時において中空円管状体の対向する内側表面同士が付着するのを防止することができ、同時に、空気非透過性を高めることができる。

＜２＞によれば、前記中空円管状体の内側表面に、空気非透過性のゴムよりなるインナーライナ層を配設したので、そのインナーライナ層の内側表面に樹脂フィルムを配設することで、空気非透過性を一層高めることができる。

＜３＞によれば、前記中空円管状体の幅方向断面における、前記内側表面の全周長をＡとし、インナーライナ層の前記内側表面に沿う延在長さＢとし、樹脂フィルム層の内側表面に沿う延在長さをＣとしたとき、長さＢを長さＡより大きくし、すなわち、インナーライナ層の幅方向端同士を重畳させて接合したので、この接合を確実なものにして、空気の透過を防止することができ、また、前記中空円管状体の幅方向断面において、フィルム層を、インナーライナ層同士が重畳する領域の外に配置したので（このとき、樹脂フィルム層の延在長さＣは、長さＡからインナーライナ層の重畳代（Ｂ−Ａ）を差し引いた（2Ａ−Ｂ）以下となる）、 インナーライナ層の幅方向端同士を、間に樹脂フィルム層を介することなく直接重ね合わせてその接合部を強固なものにすることができ、さらに、長さＣを、長さＡの半分以上とし、内面同士の付着を確実に防止することができる。

＜４＞によれば、インナーライナ層の60℃における空気透過度が、3.75x10^-8〜2.25x10^-6cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)の範囲内であり、かつ、インナーライナ層の厚さが、0.3〜5.0mmの範囲内であることで、内圧の長期間に渡る保持を好ましいものとする。インナーライナ層の空気透過度が2.25x10^-6cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)を超える場合、又は、インナーライナ層の厚さが0.3mm未満の場合には、十分な内圧を長期間に渡り保持することが難しくなる。一方、インナーライナ層の空気透過度が3.75x10^-8cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)未満の場合、又は、インナーライナ層の厚さが5.0mmを超える場合にも、インナーライナ層を構成する部材が高価な特殊なゴム配合であることから、インナーライナ層の重量増加に伴って製造価格が高くなる。

＜５＞によれば、空気非透過性のゴムよりなるインナーライナ層を配置せず、樹脂フィルム層に空気非透過層の機能も持たせるよう構成したので、インナーライナ層を設けないことによるコストダウンと工程の簡素化をもたらすことができ、しかも、前記中空円管状体の内側表面の長さＡより、樹脂フィルム層の内側表面に沿う延在長さＣを大きくし、すなわち、樹脂フィルム層で、中空円管状体の内側表面の全面を覆うよう構成したので、単一の層で、空気のうの内側表面同士の付着を防止することと空気の外部への漏出を遮断することを同時に実現することができる。

＜６＞によれば、樹脂フィルム層が中空円管状体に熱溶着されてなる安全タイヤ用空気のうであることから、中空円管状体の折返し時に隙間ができたり、樹脂フィルム層と中空円管状体との間にずれが生じることを防止することができる。

＜７＞によれば、樹脂フィルム層の60℃における空気透過度が、7.5x10^-18〜15.0x10^-16cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)の範囲内であり、かつ、樹脂フィルム層の厚さが10μm〜4.0mmの範囲内としたことで、内圧を長期間に渡り保持することと、空気のうを成型する際の作業効率の向上することの両方を両立することができるようになった。また、この空気透過度が15.0x10^-16cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)を超える場合、又は、樹脂フィルム層の厚さが10μm未満の場合には、空気のうの内圧を長期間に渡り保持することができなくなり、タイヤがパンクした際に、空気のうが所期した通り機能しないおそれがある。一方、空気透過度が7.5x10^-18cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)未満の場合、又は、樹脂フィルム層の厚さが4.0mmを超える場合には、樹脂フィルム部材の剛性が高くなることから、成型作業時に樹脂フィルム部材を変形して作業することが難しくなり、成型作業の作業効率が低下する。

＜８＞によれば、前記中空円管状体の内側表面に貼り付けられた樹脂フィルム層の内側表面に、内圧を充填するためのバルブ固定用スパッドを貼り付けるので、バルブを貼付ける位置をさけて樹脂フィルム層を配設する必要がないので、成型工程において樹脂フィルム層を組み付ける工程における生産性を向上させることができる。

＜９＞によれば、空気のうの内側表面に、内圧を充填するためのバルブを固定するスパッドを貼り付けてなり、樹脂フィルム層を、スパッドを貼り付けるスパッド貼付け領域を除く領域に配設したので、スパッドの貼着は樹脂フィルム層に対してではなく、内側表面に露出するその他の層の部材に対して行えばよいので接着剤を用いることなくこれを取り付けることができ、スパッド取付け作業を簡単なものにすることができる。

＜１０＞によれば、前記樹脂フィルム層は、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリ塩化ビリニデン樹脂及びそれらの組合せからなる群より選択される樹脂よりなるものなので、樹脂フィルム層は、状況に応じて、材料が夫々に有する伸長性、剛性、表面性、空気非透過性等の特性範囲を生かすことで、内部表面の付着を防止し、空気非透過性を向上することができ、また、空気のうの成型作業を容易にすることができる。

＜１１＞によれば、前記中空円管状体の半径方向外側表面に、タイヤ内圧が正常な状態における拡径変化を抑制する拡径抑制層を設けることで、通常走行時は、空気のうの拡径変形を抑制して所望の形状に保持し、タイヤがパンクした時にはタイヤを支持するよう空気のうを膨張させることができる。

＜１２＞によれば、＜１＞〜＜１１＞の特徴を有する空気のうを具えた安全タイヤは上述の特徴を有するので、製造時もしくは保管時において空気のうの対向する内側表面同士が付着するのを防止することができ、同時に、空気のうの空気非透過性を高めることができることから、タイヤのパンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能となる。

従来の空気のうの製造方法を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図１に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図２に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図３に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図４に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図５に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 本発明に係る第一の実施形態の安全タイヤ用空気のうを、タイヤとリムとで囲繞された環状空間内に所定内圧を充填して装着した状態で示す断面図である。 第一の実施形態の安全タイヤ用空気のうを成型する工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 （ａ）は図８に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢視図である。 樹脂フィルム部材を示す平面図である。 図９に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図１１に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 （ａ）はスパッドを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）スパッドを示す断面図である。 図１２に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図１４に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 第二の実施形態の安全タイヤ用空気のうを、タイヤとリムとで囲繞された環状空間内に所定内圧を充填して装着した状態で示す断面図である。 第二の実施形態の安全タイヤ用空気のうを成型する工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図１７に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図１８に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図１９に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図２０に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 図２１に続く工程を説明するための、空気のうの幅方向断面図である。 第三の実施形態の安全タイヤ用空気のうを、タイヤとリムとで囲繞された環状空間内に所定内圧を充填して装着した状態で示す断面図である。 第三の実施形態の安全タイヤ用空気のうの変形例を、タイヤとリムとで囲繞された環状空間内に所定内圧を充填して装着した状態で示す断面図である。

符号の説明

１ 圧力保持部
１Ａ 圧力保持部材
２ 拡径抑制部
２Ａ 拡径抑制部材
３ 補強層
４ａ、４ｂ 表面層
５ 空気非透過層
６ 樹脂フィルム層
６Ａ 樹脂フィルム部材
７ インナーライナ層
７Ａ インナーライナ部材
８ スパッド
８ａ スパッド本体
８ｂ スパッドのねじ部材
８ｃ 雌ねじ部
８ｄ スパッド本体の底面
９ バルブ
１０ 安全タイヤ用空気のう
１１ 中空部
１２ 環状空間
１３ バルブ用貫通穴
１４ 穴
１５ 空気非透過層
１６ 樹脂フィルム層
１６Ａ、１６ｌ、１６ｒ 樹脂フィルム部材
１８ インナーライナ部材の幅方向端（インナーライナ層の重ね代）
１９ 樹脂フィルム部材の幅方向端（樹脂フィルム層の重ね代）
２０ 安全タイヤ用空気のう
２１ タイヤ
２２ リム
２５、２５Ａ 空気非透過層
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 樹脂フィルム層
１０１ 成型ドラム
１０２ ブラダ

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図７は、本発明に係る第一の実施形態の安全タイヤ用空気のう１０を、タイヤ２１とリム２２とで囲繞された環状空間１２内に収容し、所定内圧を充填した状態の幅方向断面図である。この、空気のう１０は、中空円管状をなし、中空部１１に充填された加圧空気の外部への透過を防止する空気非透過層５と、中空部１１の内圧Ｐ_２に対抗してその形状を保持する中空円管状体である圧力保持部１と、内圧Ｐ_２の保持に加えて空気のう１０の半径方向の拡張を抑制する拡径抑制部２とを具える。また、空気のう１０には、中空部１１に空気を充填するためのバルブ９を取り付けるためのスパッド８及びバルブ９が取り付けられる。

空気のう１０の断面において、空気非透過層５は中空部１１を囲繞する全周面を覆うよう設けられている。仮に、一部でも空気非透過層５で覆われていない部分がある場合には、空気の非透過率が著しく低下する。

圧力保持部１は空気のう全域に設けられ、拡径抑制部２は中空円管状体の外側表面にドラム周方向に沿って貼着される。なお、圧力保持部１は、ゴム単体、又はゴムに繊維を含有させた複合体により構成することができ、また、拡径抑制部２は、ゴム等により構成され、その内部に一層以上の補強層３を具え、拡径抑制部２内においては、補強層３の径方向外側に対をなす表面層４ａ、４ｂが複数対配置されて構成される。これらのことにより、パンクが発生して空気のう１０が膨張する場合、空気のうの幅方向中央が最初にタイヤ内面に当接し、このことによって、空気のう１０が左右対称にバランスよくタイヤへの荷重を肩代わりすることになる。すなわち、パンク等でタイヤの内圧が低下した状態での安定したランフラット走行と、タイヤが通常内圧の状態で空気のうが膨張することによる早期故障の防止とを可能にする。

本発明にかかる空気非透過層５は、樹脂フィルム層のみ、又は樹脂フィルム層及びインナーライナ層により構成される。このとき、空気非透過層の構成様式としては、中空円管状体の内側表面に熱溶着等により樹脂フィルム層を設ける場合、又は中空円管状体の内側表面にインナーライナ層を貼着し、さらにそのインナーライナ層の内側表面に樹脂フィルム層を熱溶着して設ける場合がある。このうち、図７に示した第一の実施形態は、空気非透過層５を樹脂フィルム層６だけで構成する場合の態様として例示するものである。この場合、空気のう幅方向断面において、中空円管状体の中空部１１を囲む内側表面の全周長Ａより、この内側表面に沿う樹脂フィルム層の延在長Ｃを大きくすることにより、樹脂フィルム層６をシート状のものの幅方向端同士を接合して中空円管状にする際の重ね代１９（重ね代は（Ｃ−Ａ）となる）を確保することができる。

さらに、樹脂フィルム層６の空気に対する透過率は、7.5x10^-18〜15.0x10^-16ｃｍ³・ｃｍ/(ｃｍ²・ｓ・Ｐａ)の範囲内にあることが好ましく、また、樹脂フィルム層の厚さを、1.0μm〜4.0mmの範囲内とすることが好ましい。

さらにまた、樹脂フィルム層６は、空気非透過性であることに加え、付着防止機能を有することも本発明の必須の要件であり、このことは、空気のう１０の製造時や保管時に、空気のう１０の内部表面同士が付着するのを防止する。

また、樹脂フィルム同士の付着を防止する樹脂の材料としては、ポリ塩化ビリニデン樹脂フィルム（例えば、サランラップ（登録商標））やポリ塩化ビリニデン樹脂等を挙げることができる。

図８、図９（ａ）、図１１、図１２、図１４及び図１５は、空気のう１０を構成する各部材が成型ドラム上に組み付けられてゆく工程を示す断面図であり、第一実施形態の空気のう１０を成型するには、まず、図８に示すように、圧力保持部１に対応する圧力保持部材１Ａを、成型ドラム１０１及びブラダ１０２上に組み付ける。圧力保持部材１Ａは、他の成型ドラム等で予めリング状に形成しておいてもよく、又、シート状の部材を成型ドラム１０１に巻き付けてからドラム周方向両端部を互いに接合してリング状にしてもよい。

次いで、図９（ａ）に示すように、圧力保持部材１Ａを成型ドラム１０１上に配置したまま、圧力保持部材１Ａに、バルブを取り付けるためのバルブ用貫通穴１３を設ける。なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｂ１−ｂ１矢視に対応する矢視図である。

次いで、図１０に示すような、バルブを貫通させる位置に穴が予め形成されたシート状部材を、図１１に示すように、圧力保持部材１Ａの外側に巻回して、樹脂フィルム部材６Ａを組み付けるが、シート状部材を巻きつける際には、穴１４が、貫通穴１３と一致するよう予め、巻き始め位置を設定しておく必要がある。また、巻きつけたあとは、シート状部材のドラム周方向両端を互いに接合するための接着剤を、シート部材両端の少なくとも一方の端部に塗布しておく。

また、樹脂フィルム部材６Ａの組み付けに際し、ゴムを主体とする圧力保持部材１Ａに対して樹脂フィルム部材６Ａがずれないよう、樹脂フィルム全面に接着剤を塗布するか、ゴムに対して接着性のよい樹脂フィルム部材６Ａを用いるか、又は中空円管状体と樹脂フィルム部材とを熱溶着するのがよい。このような、自身同士では付着することがなく、ゴムに対する接着性のよい材料として、先に例示した、ポリ塩化ビリニデン樹脂フィルム（例えば、サランラップ（登録商標））やポリ塩化ビリニデン樹脂フィルムを挙げることができる。

続いて、図１２に示すように、空気のう用バルブを取り付けるためのスパッド８を樹脂フィルム部材６Aに貼り付ける。スパッド８は、図１３（ａ）、（ｂ）に、それぞれ、平面図及び断面図で示すように、円錐台状のゴムよりなるスパッド本体８ａと、スパッド本体の中心部を貫通するよう設けられた円筒状のねじ部材８ｂとで構成され、ねじ部材８ｂの内面には、バルブをねじ止めするための雌ねじ部８ｃが形成されている。

ここで、ねじ部材８ｂはスパッド本体８ａの底面８ｄ（直径ｄ）から突出して設けられ、スパッド８は、ねじ部材８ｂの底面８ｄから突出した部分が貫通穴１３内に収納されるよう、接着剤で樹脂フィルム部材６Aに貼り付けられる。

次に、先に従来技術について説明したように、ブラダ１０２と円筒体（図せず）とを用いて、圧力保持部材１Ａ付の樹脂フィルム部材６Ａの幅方向両端を折り返し、図１４に示すように、幅方向両端を相互に接合する。なお、樹脂フィルム部材６Ａには、幅方向端１９に接着剤を塗布しておくことにより、折り返した後の接合を確実に行うことができる。

次いで、一層以上の補強層を巻回して、拡径抑制部２となる拡径抑制部材２Ａを組み付け、空気のう構成部材を加硫して成型することで、空気のう１０を形成する。

図１６は、第二の実施形態の安全タイヤ用空気のう２０を、タイヤ２１とリム２２とで囲繞された環状空間１２内に所定内圧を充填して装着した状態の断面図である。このとき、空気のう２０は中空円管状体をなし、中空部１１に充填された加圧空気の外部への透過を防止する空気非透過層１５と、中空部１１の内圧Ｐ_２に対抗してその形状を保持する圧力保持部１と、内圧Ｐ_２の保持に加えて空気のう２０の拡径変形を抑制する拡径抑制部２とを具える点において、第一の実施形態の空気のう１０と同様である。異なる点としては、空気非透過層１５が、空気非透過性の樹脂フィルム層１６と、同じく空気非透過性のインナーライナ層７よりなり、空気のう幅方向断面において、インナーライナ層７は中空円管状体の内側表面の全周を覆い、また、樹脂フィルム層１６は、インナーライナ層７の内部表面を覆うように構成されている点である。

この場合、中空円管状体の中空部１１を囲む内側表面の全周長Ａより、この内側表面に沿うインナーライナ層７の延在長Ｂを大きくすることにより、インナーライナ層７の幅方向端同士を接合して中空円管状にする際の重ね代１８（重ね代は（Ｂ−Ａ）となる）を確保することができる。

また、内側表面に沿う樹脂フィルム層１６の延在長Ｃを、全周長Ａから重ね代（Ｂ−Ａ）を差し引いた長さ（２Ａ−Ｂ）と同じか、これより僅か小さくすることにより、樹脂フィルム層１６をインナーライナ層７の重畳部分を除くほぼ全周に配置することができる。ここで、樹脂フィルム層１６の延在長さをインナーライナ層７のそれより短くして重畳部分に延在させないのは、もし、樹脂フィルム層１６をインナーライナ層７と同じ長さにして、これらを重ねたまま幅方向端同士を接着させて中空円管状にする際、接着によって接合されるインナーライナ層７の間に樹脂フィルム層１６が介在するおそれがあり、インナーライナ層同士の接着が不確実なものとなる場合がある。その結果、接着が不確実な部分から空気が外に漏出する可能性もある。

ここで、インナーライナ層７の空気に対する透過率が3.75x10^-8〜2.25x1０^-６cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)の範囲内であることが好ましく、インナーライナ層７の厚さが、0.3〜5.0mmの範囲内であることが好ましい。また、樹脂フィルム層６の空気に対する透過率が7.5x10^-18〜15.0x10^-16ｃｍ³・ｃｍ/(ｃｍ²・ｓ・Ｐａ)の範囲内であることが好ましく、樹脂フィルム層の厚さが1.0μm〜4.0mmの範囲内であることが好ましい。

さらに樹脂フィルム層６は、空気非透過性であることに加え、付着防止機能を有することも本発明の必須の要件であり、このことは、空気のう１０の製造時や保管時に、空気のう１０の内部表面同士が付着するのを防止する。

第二の実施形態における樹脂フィルム層６の場合、内面全体のほとんどを樹脂フィルム層１６で覆うので、空気非透過性能を有し、かつ、自身同士の密着を防止する材料として、ポリ塩化ビリニデン樹脂フィルム（例えば、サランラップ（登録商標））やポリ塩化ビリニデン樹脂フィルムを用いることもできるが、完璧を期して、樹脂フィルム層１６で覆われていない部分１８に対しても付着を防止する場合には、ゴムに対しても付着しない、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びこれらの組合せからなる群より選択される樹脂を用いるのがよい。

図１７〜図２１及び図２２（ａ）は、空気のう２０を構成する各部材が成型ドラム上に組み付けられてゆく工程を示す断面図であり、第二実施形態の空気のう２０を成型するには、先の図８に示したように、圧力保持部１に対応する圧力保持部材１Ａを、成型ドラム１０１及びブラダ１０２上に組み付けたあと、図１７に示すように、圧力保持部材１Ａの外側にインナーライナ部材７Ａを周方向に巻き付けて組み付け、次いで、図１８に示すように、これらの部材１Ａ、７Ａを成型ドラム１０１上に配置したまま、それらの部材１Ａ、７Ａにバルブ９を取り付けるため貫通穴１３を加工する。その後、図１９に示すように、貫通穴１３と位置合わせをして予め設けられた穴１４を有するシート状部材（図１０参照）を周方向に巻き付けて樹脂フィルム部材１６Ａを組み付ける。

この組み付けに際し、ゴムを主体とする圧力保持部材１Ａに対して樹脂フィルム部材６Ａがずれないよう、樹脂フィルム部材１６Ａに接着剤を塗布するか、もしくは、ゴムに対して接着性のよい樹脂フィルム部材１６Ａを用いるのがよく、樹脂フィルム部材１６Ａとして、ゴムに対しても付着しない熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂といった樹脂を用いる場合には、接着剤を予め塗布しておく必要があり、一方、ゴムに対する接着性のよいポリ塩化ビリニデン樹脂フィルム（例えば、サランラップ（登録商標））やポリ塩化ビリニデン樹脂を用いる場合には接着剤を使用しなくてもよい。

シート状の樹脂フィルムを巻きつける際には、第一実施形態についての説明と同様、穴１４が、貫通穴１３と一致するよう予め、巻き始め位置を設定しておく必要があり、また、樹脂フィルム部材１６Ａを巻き付けたあと、シート部材のドラム周方向両端を互いに接合するために接着剤を、シート部材両端の少なくとも一方に塗布しておく。

このとき、樹脂フィルム部材１６Ａの幅方向両端の少なくとも一方は、インナーライナ部材７Ａの幅方向両端同士を接合するための重ね代１８が露出するよう、インナーライナ部材７Ａの幅方向端内側に位置させる。

次いで、図２０に示すように、バルブ取り付け用のスパッド８を樹脂フィルム部材１６Aに貼り付ける。スパッド８の構成は、図１３（ａ）、（ｂ）を用いて説明した通りである。

次に、先に従来技術について説明したように、ブラダ１０２と円筒体（図示せず）とを移動して、圧力保持部材１Ａ及び樹脂フィルム部材１６Ａとが一体となって組み付けられたインナーライナ部材７Ａの両側部を折り返し、図２１に示すように、インナーライナ部材７Ａの幅方向両端を重ね合わせてこれらの端を相互に接合する。このとき、樹脂フィルム部材１６Ａの端同士は隙間を有し、インナーライナ部材１７Ａの両端を、樹脂フィルム部材１６Ａを間に介させることなくこれらの両端を圧着して接合することができ、この接合を強固なものにすることができる。

次いで、先に第一の実施形態について図１５に示したのと同様に、一層以上の補強層を巻回して、拡径抑制部２となる拡径抑制部材２Ａを組み付け、この空気のう構成部材の成型を完了し、これを加硫することで、空気のう２０を形成する。

バルブ９を取り付けるためのスパッド８の貼り付けに関し、図２０に示したように、これを樹脂フィルム部材１６Ａに貼り付けることもできるが、これに代えて、スパッド８をインナーライナ部材７Ａに直接貼り付けることもでき、この場合、ともにゴムよりなる部材同士の接着によって貼付けることになるので、接着剤が不要なことに加えてその接着を強固なものにすることができる。

図２２（ａ）は、この代替方法によるスパッド８の貼付けを示す断面図であり、図２２（ｂ）は図２２（ａ）の、ｂ２−ｂ２に対応する矢視図である。この代替方法では、穴１４が穿孔された一枚のシート状樹脂フィルム部材を巻き付ける代わりに、スパッド本体８ａの底面８ｄが貼り付けられる直径ｄの領域を含む幅方向領域Ｗを外した領域のそれぞれに、シート部材を巻き付けて樹脂フィルム部材１６ｌ、１６ｒを組み付けることにより、幅方向領域Ｗにおいて、インナーライナ部材７Ａを露出させ、スパッド８のインナーライナ部材７Ａへ直接貼り付けることを可能にすることができる。

図２３は、第三の実施形態の安全タイヤ用空気のう３０を、タイヤ２１のリム２２に装着し、タイヤ２１とリム２２とで囲繞された環状空間１２内に所定内圧を充填した状態の断面図である。このとき、空気のう３０は、中空円管状をなし、その中空円管状体の内側表面の全面を覆い、空気のうの充填された加圧空気の外部への透過を防止する空気非透過層２５と、中空部１１の内圧Ｐ_２に対抗してその形状を保持する圧力保持部１と、内圧Ｐ_２の保持に加えて空気のう３０の拡径変形を抑制する拡径抑制部２とを具える。空気非透過層２５は、中空円管状体の内側表面に貼着するインナーライナ層７と、そのインナーライナ層７の内側表面に貼着した樹脂フィルム層１６により構成される。なお、インナーライナ層７は中空部１１を囲繞する全周を覆うように貼着される。

この実施形態の安全タイヤ用空気のう３０は、以上の点において、第二の実施形態の空気のう２０と同様であるが、異なる点としては、空気非透過層２５を構成する樹脂フィルム層２６が、空気のうの最大幅に対応する半径方向位置Ｑ1、Ｑ２より半径方向内側にのみ延在する点であり、この実施形態は、樹脂フィルム層２６の主たる機能を、空気のう３０の内面の相互の付着を防止する機能とし、中空部１１の空気が漏出して内圧が低下するのを防止する機能は、インナーライナ層が主として担い、樹脂フィルム層２６はそれを補助するよう機能分担がなされている例である。

そして、樹脂フィルム層２６は、幅方向断面において、最大幅に対応する半径方向位置より内側にのみ延在するので、その延在長さＣは、中空部１１を囲繞する周囲の全長Ａの半分もしくは半分より少し長い程度となり、この構成により、内面同士の付着防止を確実にするとともに、樹脂フィルムの材料を最小量に抑えることができる。

図２３に示すように、この実施形態においても、バルブ９を取り付けるためのスパッド８は、樹脂フィルム層２６に、接着剤を用いて直接貼り付けることもできるが、図２４の断面図で示すように、スパッド８を設ける幅方向領域において、インナーライナ層７にスパッド８が直接接着されるよう、この領域を除く領域に、樹脂フィルム層２６ａ、２６ｂを配置することもできる。ただし、この場合、露出したインナーライナ７Ａが対向する面と付着することがないよう、樹脂フィルム層２６ｃを設けることが好ましい。

樹脂フィルム層を具える複数の種類の空気のうを作成してこれらを実施例とし、これらの実施例について空気非透過性及び成型工程生産性について評価した。また、樹脂フィルム層を具えない代わりに、付着防止のために内面にステアリン酸を塗布した空気のうについてもこれを作成し、同様の評価を行った。これらの例について、樹脂フィルム配比率を表１に示した。

これらの例の空気のうを収納するタイヤのサイズは495/45R22.5であった。インナーライナ層としては、ブチルゴムよりなり、厚さが1.0mm、温度が60℃のときに空気透過率が18.75x10^-18cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)となる、樹脂フィルム層としては、熱可塑性ポリウレタン樹脂よりなり、厚さが50μm、温度が60℃のときに空気透過率が37.5x10^-8cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)のものを、それぞれ用いた。

表１において、樹脂フィルム配置比率とは、中空円管状体をなす空気のうの幅方向断面において、中空部を囲繞する内側表面の全周長Ａに対する内側表面に沿う樹脂フィルム層の延在長さＣの割合Ｃ/Ａを言う。また、インナーライナ層を配置する場合には、これを、全周に配置し、また、樹脂フィルム層を配置する場合には、幅方向断面において、半径方向内側から左右同じ半径方向位置（例えば、図２４のＱ１，Ｑ２）まで延在するよう配置した。

また、表１において、気密性は、空気のうに70kPaの内圧を充填し、これを２週間放置した後の内圧を測定し、測定した内圧を、比較例のものを100とする指数で表した。この指数が高い方が、残存内圧が高く、空気非透過性能が高いことを意味する。

また、成型工程生産性は、空気のう１本を成型するのに要する成型時間を測定し、その測定した成型時間の逆数を、比較例のものを100とする指数で表した。この数値が大きい程、成型時間が短く生産性が高いことを意味する。成型時間とは、空気のう構成部材の成型ドラム上での巻き付けを開始してから、これを成型ドラムから取り外すまでの時間をいう。

表１から明らかなように、実施例はいずれも比較例と比べ、気密性、生産性のいずれの点においても優れている。

なお、付着防止性能に関しては、比較例及び実施例１〜４のいずれの例も、製造時に欠陥が無いものを用い、また、その確認を、空気のうを成型した1週間後に、内側表面同士の付着の有無と、樹脂フィルム層とインナーライナ層との接合部分の剥離の有無を調べることによって行った。

本発明の空気のうは、サイズや構造の異なる種々の空気入りタイヤに用いることができる。

Claims (12)

1. タイヤ内に収納され、所定内圧が充填され、タイヤ内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤ内圧の低下に伴って拡径変化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において、
   空気のうは、所定内圧により生ずる張力を負担する中空円管状体と、該中空円管状体の内側表面に配設され、空気のうの内圧を保持する空気非透過層を具え、その内側表面の少なくとも一部が、内側表面同士の付着を防止する空気非透過性の樹脂フィルム層で構成される安全タイヤ用空気のう。
2. 前記空気非透過層は空気非透過性のゴムよりなるインナーライナ層である、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
3. 空気のうの幅方向断面における中空円管状体の内側表面の全周長をＡとし、インナーライナ層の内側表面に沿う延在長さをＢとし、樹脂フィルム層の内側表面に沿う延在長さをＣとしたとき、長さＢを長さＡより大きくするとともに、長さＣを、0.５Ａ〜（2A−B）の範囲内とし、該中空円管状体の幅方向断面において、該樹脂フィルム層を、該インナーライナ層同士が重畳する領域の外に配置してなる請求項２に記載の安全タイヤ用空気のう。
4. インナーライナ層の60℃における空気透過度が、3.75x10^-8〜2.25x1０^-６cm³・cm/(cm²・s・Ｐａ)の範囲内であり、かつ、インナーライナ層の厚さが、0.3〜5.0mmの範囲内である、請求項２又は３に記載の安全タイヤ用空気のう。
5. 前記中空円管状体の内側表面全体を前記樹脂フィルム層で覆って前記空気非透過層を構成してなる、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
6. 前記樹脂フィルム層は前記中空円管状体に熱溶着されてなる、請求項５に記載の安全タイヤ用空気のう。
7. 樹脂フィルム層の60℃における空気透過度が、7.5x10^-18〜15.0x10^-16ｃｍ³・ｃｍ/(ｃｍ²・ｓ・Ｐａ)の範囲内にあり、かつ、樹脂フィルム層の厚さが、10μm〜4.0mmの範囲内にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
8. 前記樹脂フィルム層の内側表面に、内圧を充填するためのバルブを固定するスパッドを貼付けてなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
9. 空気のうの内側表面に、内圧を充填するためのバルブを固定するスパッドを貼付けてなり、樹脂フィルム層を、スパッドを貼り付けるスパッド貼付け領域を除いた領域に配設してなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
10. 前記樹脂フィルム層は、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリ塩化ビリニデン樹脂及びこれらの組合わせからなる群より選択される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
11. 中空円管状体の径方向外側表面に、タイヤ内圧が正常な状態における拡径変化を抑制する拡径抑制層を配設してなる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のうを収納した安全タイヤ。

Images