JP6483395B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ骨格部材が樹脂材料を用いて形成された空気入りタイヤに関する。
軽量化やリサイクルのし易さから、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー等をタイヤ材料として用いることが提案されており、例えば、特許文献１には、タイヤ本体を熱可塑性の高分子材料を用いて成形した空気入りタイヤが開示されている。
特許文献１のような熱可塑性の高分子材料を用いて成形した空気入りタイヤにおいて、パンクを防止するためにシール層を設けることができる。しかしながら、シール層をタイヤ内周面に設けると、リム組み及びリム外しの際にシール層を避けて作業しなければならず、作業性が損なわれる。
本発明は上記事実を考慮し、シール層をタイヤに設けてもリム組み及びリム外しの作業性が損なわれることのない空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明の請求項１に係る空気入りタイヤは、環状に形成された樹脂製のタイヤ骨格部材と、前記タイヤ骨格部材の内部に形成された空洞部に、前記タイヤ骨格部材の内周面と前記空洞部とを連通する連通孔を介してシーリング材を充填することにより設けられたシール層と、を備えている。
上記構成によれば、タイヤ骨格部材の内部に形成された空洞部に連通孔を介してシーリング材を充填することによりシール層が設けられているため、リム組み及びリム外しの際にタイヤレバー等の工具がシール層に接触する虞がない。そのため、シール層を避けて作業する場合に比べて作業性が向上する。
本発明の請求項２に係る空気入りタイヤは、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記空洞部は、タイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されている。
上記構成によれば、タイヤ周方向に一周に亘って連続的にシール層が設けられるため、タイヤ周方向のどの位置にパンク孔が発生した場合であってもシール層により塞ぐことができる。
本発明の請求項３に係る空気入りタイヤは、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記空洞部は、タイヤ周方向に間隔を空けて複数形成されている。
上記構成によれば、タイヤ骨格部材に空洞部が間隔を空けて複数形成されているため、タイヤ骨格部材の剛性の低下を抑制しつつシール層によりパンクを防止し易くなる。
本発明の請求項４に係る空気入りタイヤは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材は、ビードコアを覆うビード部と、前記ビード部からタイヤ半径方向外側に延びるサイド部と、前記サイド部からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部と、を有し、前記空洞部は、少なくとも前記タイヤ骨格部材の前記サイド部に形成されている。
上記構成によれば、タイヤ骨格部材のサイド部に空洞部が形成されていることで、一般的にシール層を設けることが難しいタイヤのサイド部にシール層を設けることができ、サイド部がパンクする可能性を低減することができる。
本発明によれば、シール層をタイヤに設けてもリム組み及びリム外しの作業性が損なわれることのない空気入りタイヤを提供することができる。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１、２を参照して説明する。なお、図中矢印Ｗはタイヤの回転軸と平行な方向（以下、タイヤ幅方向とする）を示し、矢印Ｒはタイヤの回転軸を通りタイヤ幅方向と直交する方向（以下、タイヤ半径方向とする）を示す。
以下、本発明の第１実施形態について、図１、２を参照して説明する。なお、図中矢印Ｗはタイヤの回転軸と平行な方向（以下、タイヤ幅方向とする）を示し、矢印Ｒはタイヤの回転軸を通りタイヤ幅方向と直交する方向（以下、タイヤ半径方向とする）を示す。
また、矢印Ｃはタイヤの回転軸を中心とする円の円周方向（以下、タイヤ周方向とする）を示す。なお、ラジアル方向とは、タイヤ周方向と直交する方向であり、タイヤ半径方向及びタイヤ幅方向を含む方向とする。
図１、２に示すように、第１実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、タイヤ骨格部材１２と、被覆ゴム層１６と、トレッドゴム１８と、を備えている。
タイヤ骨格部材１２は、一対のビード部２０と、一対のビード部２０からそれぞれタイヤ半径方向外側に延びる一対のサイド部２２と、サイド部２２からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部２４と、を有している。
なお、ここで、タイヤ骨格部材１２のタイヤ半径方向内側端からタイヤ断面高さの３０％までをビード部２０といい、トレッドゴム１８を配置する部分をクラウン部２４という。
また、タイヤ骨格部材１２は樹脂材料で成形された環状の部材であり、一対のタイヤ片１２Ａをタイヤ軸方向に接合することにより形成されている。一対のタイヤ片１２Ａは、例えば、タイヤ片１２Ａのタイヤ幅方向内側端部の間に熱板を挟んで対向する端部同士を接近する方向に押付けながら熱板を除去して溶着する方法により、クラウン部２４のタイヤ幅方向の中心部で互いに接合されている。
なお、接着剤で接着する方法により一対のタイヤ片１２Ａ同士が接合されていてもよい。さらに、１つの部材のみによりタイヤ骨格部材１２が形成されていてもよく、また、３つ以上の部材を接合することによりタイヤ骨格部材１２が形成されていてもよい。
タイヤ骨格部材１２を構成する樹脂材料としては、ゴムと同等の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。なお、タイヤ骨格部材１２の全てを上記樹脂材料で形成してもよく、一部のみを上記樹脂材料で形成してもよい。
熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性材料としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８℃以上、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳ Ｋ７１１３）が５０％以上、ＪＩＳ Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０℃以上であるものを用いることができる。
タイヤ骨格部材１２のビード部２０には、ビードコア２６が埋設されている。ビードコア２６を構成する材料としては、金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂等を用いることができる。なお、ビード部２０の剛性が確保され、図２に示すリム２８との嵌合に問題がなければ、ビードコア２６を省略してもよい。
また、タイヤ骨格部材１２の外周面には、タイヤ骨格部材１２のビード部２０からクラウン部２４のタイヤ幅方向外側まで延びる一対の被覆ゴム層１６が設けられている。被覆ゴム層１６を構成する材料としては、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のものを用いることができる。
なお、被覆ゴム層１６のタイヤ半径方向内側の端部は、それぞれタイヤ骨格部材１２のビード部２０の内周面まで延びている。また、クラウン部２４の外周面には、ベルト層３２が設けられている。このベルト層３２は、例えば、樹脂被覆されたコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成されている。
クラウン部２４及びベルト層３２のタイヤ半径方向外側には、トレッドゴム１８が配置されている。なお、被覆ゴム層１６、ベルト層３２、トレッドゴム１８は、タイヤ骨格部材１２に積層された後、加硫接着されている。
トレッドゴム１８は、タイヤ骨格部材１２を形成している樹脂材料よりも耐摩耗性に優れたゴムで形成されており、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているトレッドゴムと同種のものを用いることができる。
また、トレッドゴム１８の踏面には、タイヤ周方向に延びる排水用の溝１８Ａが形成されている。本実施形態では、３本の溝１８Ａが形成されているが、これに限らず、さらに多くの溝１８Ａを形成してもよい。また、溝１８Ａのトレッドパターンとしては、公知のものが用いられる。
タイヤ骨格部材１２の内部には、タイヤ骨格部材１２の一方のサイド部２２の内部からクラウン部２４の内部を経て他方のサイド部２２の内部へと延びる空洞部３４が設けられている。
なお、空洞部３４のタイヤ半径方向内側の端部は、図２に示すように、リム２８のリムフランジ２８Ａのタイヤ半径方向外側の端部よりタイヤ半径方向内側に位置するよう配置されている。
空洞部３４はタイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されており、図１に示すように、タイヤ骨格部材１２の内周面には、タイヤ骨格部材１２の内周面と空洞部３４内とを連通する連通孔３６が複数設けられている。
また、空洞部３４には、シール層としてのシーリング材３８が充填されている。シーリング材３８は、空気入りタイヤ１０に釘等が刺さってパンク孔が発生した場合にパンク孔を塞ぐための液状の補修剤を用いることができ、一般的に天然ゴムラテックスや合成ゴムラテックス等のラテックスが用いられている。
次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０の作用及び効果について説明する。
空気入りタイヤ１０に上述したシール層を設けるには、まず、タイヤ骨格部材１２のタイヤ片１２Ａを射出成形する際に、成形樹脂内にガスを充填するガスアシスト成形等によってタイヤ片１２Ａ内にそれぞれ片側空洞部３４Ａを形成する。
そして、タイヤ片１２Ａ同士を接合することによりタイヤ骨格部材１２を形成するとともに、タイヤ骨格部材１２の一方のサイド部２２の内部から他方のサイド部２２の内部へと延びる空洞部３４を形成する。
その後、タイヤ骨格部材１２の内周面の複数の連通孔３６から空洞部３４内へとシーリング材３８を充填する。充填後、連通孔３６はシーリング材３８によって塞がれる。なお、空洞部３４内へシーリング材３８を充填した後、連通孔３６を熱溶着することにより塞いでもよい。また、連通孔３６に逆止弁が設けられていてもよい。
本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、タイヤ骨格部材１２の内部に空洞部３４を形成し、空洞部３４内にシーリング材３８を充填することによりシール層を設けている。
シーリング材３８が空洞部３４内に充填されているため、リム組み及びリム外しの際にタイヤレバー等の工具がシーリング材３８に接触する虞がない。そのため、シーリング材３８を避けて作業する場合に比べて作業性が向上する。
また、シーリング材３８が空洞部３４内に充填されているため、空気入りタイヤ１０が回転して遠心力がかかった場合であっても、シーリング材３８が空洞部３４外に流動することがなく、また、空洞部３４内で偏る虞も少ない。したがって、空気入りタイヤ１０のタイヤ骨格部材１２におけるサイド部２２及びクラウン部２４部分のパンクをシール層により防止し易くなる。
また、空洞部３４はタイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されている。つまり、タイヤ周方向に一周に亘って連続的にシール層が設けられるため、タイヤ周方向のどの位置にパンク孔が発生した場合であってもパンク孔にシーリング材３８が充填される。
また、一般的に、シール層はタイヤの内周面にシーリング材を流し込むことにより形成されているため、サイド部に設けることが難しい。しかし、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、空洞部３４がタイヤ骨格部材１２の一方のサイド部２２から他方のサイド部２２にかけて形成されているため、サイド部２２にもシール層を設けることができる。
さらに、空洞部３４は、リム２８のリムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側に配置されている。タイヤ骨格部材１２のビード部２０のリム２８に組み付けられている部分はリム２８によって保護されている。したがって、リムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側の部分までシール層を設けることで、リム２８によって保護されておらず、かつ、シール層が設けられていない部分が無くなり、空気入りタイヤ１０の保護されていない部分のパンクを防止し易くなる 。なお、空洞部３４のタイヤ半径方向内側の端部は、リムフランジ２８Ａの端部位置と同じ位置とされていてもよい。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３、４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
次に、本発明の第２実施形態について、図３、４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態の空気入りタイヤ４０では、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２の内部及びクラウン部２４の内部に、ラジアル方向にそれぞれ間隔を空けて第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３の３つの空洞部が形成されている。
さらに、第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３はタイヤ周方向に分割され、それぞれ間隔を空けて複数の第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３として形成されている。
また、図３に示すように、タイヤ骨格部材１２の内周面には、タイヤ骨格部材１２の内周面と第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３の内部とをそれぞれ連通する連通孔４４が複数設けられている。
なお、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２の内部に形成された第１空洞部４１、第３空洞部４３のタイヤ半径方向内側の端部は、図４に示すように、リム２８のリムフランジ２８Ａのタイヤ半径方向外側の端部よりタイヤ半径方向内側に位置するよう配置されている。
次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ４０の作用及び効果について説明する。
空気入りタイヤ４０に上述したシール層を設けるには、第１実施形態と同様に、タイヤ骨格部材１２のタイヤ片１２Ａを射出成形する際に、成形樹脂内にガスアシスト成形等によってタイヤ片１２Ａ内に第１空洞部４１、片側第２空洞部４２Ａ、第３空洞部４３を形成する。
そして、タイヤ片１２Ａ同士を接合することにより、第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３が設けられたタイヤ骨格部材１２を形成する。その後、タイヤ骨格部材１２の内周面の複数の連通孔４４から第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３の内部へと、それぞれシーリング材３８を充填する。
本実施形態に係る空気入りタイヤ４０では、タイヤ骨格部材１２の内部にラジアル方向及びタイヤ周方向に間隔を空けて複数の第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３を形成している。そして、第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３の内部にシーリング材３８をそれぞれ充填することによりシール層を設けている。
したがって、第１実施形態と同様に、リム組み及びリム外しの際にタイヤレバー等の工具が、第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３内のシーリング材３８に接触する虞がない。そのため、シーリング材３８を避けて作業する場合に比べて作業性が向上する。
また、それぞれの第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３の内部にシーリング材３８が充填され、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２及びクラウン部２４のそれぞれにシール層が設けられている。
したがって、空気入りタイヤ１０が回転して遠心力がかかった場合であっても、シーリング材３８が流動してずれる虞がなく、空気入りタイヤ４０のタイヤ骨格部材１２におけるサイド部２２及びクラウン部２４部分のパンクをそれぞれのシール層により防止し易くなる。
また、第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３がラジアル方向及びタイヤ周方向にそれぞれ間隔を空けて形成されている。したがって、タイヤ骨格部材１２の剛性の低下を抑制しつつ複数のシール層により空気入りタイヤ４０のパンクを防止し易くなる。
また、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２に第１空洞部４１、第３空洞部４３が形成されている。したがって、一般的にシール層を設けることが難しい空気入りタイヤ４０のタイヤ骨格部材１２におけるサイド部２２にもシール層を設けることができる。
さらに、第１空洞部４１、第３空洞部４３は、リム２８のリムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側に配置されている。リムフランジ２８Ａの端部よりタイヤ半径方向内側の部分までシール層を設けることで、リム２８によって保護されておらず、かつ、シール層が設けられていない部分が無くなり、空気入りタイヤ４０の保護されていない部分のパンクを防止し易くなる 。なお、空洞部３４のタイヤ半径方向内側の端部は、リムフランジ２８Ａの端部位置と同じ位置とされていてもよい。
（その他の実施形態）
なお、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
なお、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
例えば、第２実施形態では、ラジアル方向に３つの空洞部が形成されていたが、４つ以上の空洞部が形成されていてもよい。また、タイヤ骨格部材１２のサイド部２２の内部のみ又はクラウン部２４の内部のみに空洞部を形成する等、任意の位置に空洞部を形成することができる。
また、第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３にそれぞれ１つずつ連通孔４４が設けられていたが、１つの空洞部に対し複数の連通孔４４が設けられていてもよい。
さらに、上記第１実施形態、第２実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第２実施形態の第１空洞部４１、第２空洞部４２、第３空洞部４３を第１実施形態の空洞部３４のようにタイヤ周方向に一周に亘って連通する構成としてもよい。
１０、４０ 空気入りタイヤ
１２ タイヤ骨格部材
２０ ビード部
２２ サイド部
２４ クラウン部
２６ ビードコア
２８ リム
３４ 空洞部
４１ 第１空洞部（空洞部）
４２ 第２空洞部（空洞部）
４３ 第３空洞部（空洞部）
３８ シーリング材
１２ タイヤ骨格部材
２０ ビード部
２２ サイド部
２４ クラウン部
２６ ビードコア
２８ リム
３４ 空洞部
４１ 第１空洞部（空洞部）
４２ 第２空洞部（空洞部）
４３ 第３空洞部（空洞部）
３８ シーリング材
Claims (4)
- 環状に形成された樹脂製のタイヤ骨格部材と、
前記タイヤ骨格部材の内部に形成された空洞部に、前記タイヤ骨格部材の内周面と前記空洞部とを連通する連通孔を介してシーリング材を充填することにより設けられたシール層と、
を備えた空気入りタイヤ。 - 前記空洞部は、タイヤ周方向に一周に亘って連通して形成されている、
請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記空洞部は、タイヤ周方向に間隔を空けて複数形成されている、
請求項１に記載の空気入りタイヤ。 - 前記タイヤ骨格部材は、ビードコアを覆うビード部と、前記ビード部からタイヤ半径方向外側に延びるサイド部と、前記サイド部からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部と、を有し、
前記空洞部は、少なくとも前記タイヤ骨格部材の前記サイド部に形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
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