JPWO2006013681A1 - 安全タイヤ用空気のう - Google Patents

Abstract

空気不透過層の適正化を図ることにより、製造時における不良品の発生率を低減した安全タイヤ用空気のうを提供する。中空円管状の空気のう１はタイヤ２に収納され、タイヤ２の所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填される。タイヤ２の内圧が正常な状態では、少なくともタイヤ２の内面との間に空間Ｓ１が形成される。パンク等によりタイヤ２の空間Ｓ１の内圧が急激に低下すると、空気のう１が拡径変形して最終的にはタイヤ２の内面に達し、荷重の支持をタイヤ２から肩代わりする。空気のう１は、その内面側に、空気のうの内圧を保持する空気不透過層６を有し、空気不透過層６が、少なくとも１層の中空円管状層７と、中空円管状層７の少なくとも一部に配置した少なくとも１層の補助層８とからなる。

Description

この発明は、タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの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、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうに関し、特にかかる空気のうの製造時における不良品の発生率の低減を図る。

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、補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材、又は発泡体、弾性体、中子等にタイヤ負荷を肩代わり支持させるタイヤや、シーラント剤を塗布又は充填してタイヤに生じた孔等の損傷部を塞いで内圧低下を防止したタイヤ等が知られている。しかし、これら従来の安全タイヤは、製造方法が複雑なため、不良率が高くなったり、製造効率が低下したりする場合が多かった。

かかる問題を解消するため、例えば特開２００２−１７２９１８号公報、特開２００２−１９２９２３号公報、特開２００２−２００９０６号公報、特開２００４−９０８０７号公報、及び特開２００３−３９９１２号公報には、安全タイヤの内部に収納されて、タイヤの内圧が低下するランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って拡径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の空気のうが記載されている。これらの空気のうは、規定内圧のタイヤに収納された正常状態において空気のうの内圧を保持するための空気不透過層と、この空気不透過層の少なくとも一部を覆い、全周にわたって延び、拡径変形時にタイヤ内面と接触するための補強層とを具えている。かかる空気のうでは、製造工程において、空気不透過層と補強層との間や、空気不透過層とこれに直接接触する成型ドラム又は加硫モールドとの間に異物が存在すると、空気不透過層が受傷する場合があり、このように受傷した空気のうをタイヤに収納し、内圧を適用すると、傷が拡大して空気のう内の圧力を維持できなかったり、極端な場合には空気のう自体が破損したりして、安全タイヤとしての機能を果たさなくなるおそれがあった。

したがって、この発明の目的は、空気不透過層の適正化を図ることにより、製造時における不良品の発生率を低減した安全タイヤ用空気のうを提供することにある。

上記の目的を達成するため、この発明は、タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの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、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、該空気のうは、その内面側に、空気のうの内圧を保持する空気不透過層を有し、該空気不透過層が、少なくとも１層の中空円管状層と、該中空円管状層の少なくとも一部に配置した少なくとも１層の補助層とからなることを特徴とする安全タイヤ用空気のうである。

本明細書において「所定の内圧」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、「所定の内圧との関係で設定された内圧」とは、タイヤに所定の内圧を適用した気体充填状態では、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。

また、空気不透過層は、６０℃でのガス透過度が１．０×１０^−１０ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以上５．０×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下の範囲にあることが好ましい。ここで「ガス透過度」とは、空気を用いてＪＩＳ Ｋ ７１２６に従って測定して得られる結果をいうものとする。

さらに、中空円管状層は、厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。

さらにまた、中空円管状層と補助層の合計厚さが１．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。

加えて、空気のうは、タイヤ収納時にタイヤの少なくともサイド部に対応して配置することが好ましく、この場合には、補助層をタイヤ収納時にタイヤの少なくともサイド部からクラウン部に対応して配置することがさらに好ましい。

また、中空円管状層は、シート状材料を円管状に折り曲げて、空気のうの周方向に沿ってオーバーラップ部を形成し、このオーバーラップ部を相互に接合して形成され、補助層は、中空円管状層の、オーバーラップ部を除く部分に配置されることが好ましい。

さらに、補助層を樹脂シート又は樹脂フィルムで構成することが好ましい。

この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。 この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。 この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。 この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。 この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの幅方向断面図であり、安全タイヤに収納してリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す。

符号の説明

１ 空気のう
２ 安全タイヤ
３ リム
４、５ 空気充填バルブ
６ 空気不透過層
７ 中空円管状層
８、８´ 補助層
９ 支持層
１０ タイヤのサイド部
１１ タイヤのクラウン部

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のう（以下「空気のう」という。）を収納した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す幅方向断面図である。

空気のう１は、中空円管状をなしており、タイヤ２に収納されて安全タイヤを形成している。この安全タイヤをリム３に装着してタイヤ組立体を形成する。そして、タイヤ２には空気充填バルブ４を介して所定の空気圧を充填し、空気のう１には空気充填バルブ５を介してタイヤ２の所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気を充填し、その結果、図１に示すように、タイヤ２内には空間Ｓ_１が、空気のう１内には空間Ｓ_２がそれぞれ形成される。一方、パンク等によりタイヤ２の空間Ｓ_１の内圧が急激に低下すると、空間Ｓ_１と空間Ｓ_２との内圧差が大きくなる結果、空気のう１が拡径変形して最終的にはタイヤ２の内面に達し、荷重の支持をタイヤ２から肩代わりする。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、空気のう１は、その内面側に、空気のうの内圧を保持する空気不透過層６を有し、空気不透過層６が、少なくとも１層（図１では１層）の中空円管状層７と、中空円管状層７の少なくとも一部に配置した少なくとも１層（図１では１層）の補助層８とからなることにある。なお、図１では、ランフラット走行性能を高めるため、空気不透過層６の外周に、拡径変形時にタイヤ内面と接触するための支持層９を有する態様を示したが、かかる構成は必須ではなく、必要に応じて適宜配設することができる。

空気のうの空気不透過層には、タイヤのインナーライナーと同様に、ブチルゴム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリオレフィンフィルム等を用いることが多く、この空気不透過層は、空気のうの重量増を最小限に抑える観点から、内圧の保持が可能な範囲でできる限り薄くすることが好ましい。しかし、空気不透過層を薄くすると、これに伴って強度が低下することから、製造工程において、空気不透過層と支持層との間や、空気不透過層とこれに直接接触する成型ドラム又は加硫モールドとの間に異物が存在すると、空気不透過層が受傷する場合があり、これが製造時における不良品の発生率を高める原因となっている。

これに対し、この発明に従う空気のう１は、空気不透過層６を少なくとも１層の中空円管状層７と少なくとも１層の補助層８とで構成しているので、中空円管状層７の、補助層８で補強されている部分に傷が生じても、補助層８によってその傷が覆われることからエアー抜けを防ぐことができ、さらに拡径変形しても中空円管状層７の傷の拡大を防ぐことができ、この結果、製造時における不良品の発生率を低減することができるのである。

また、単に空気不透過層の少なくとも一部の厚みを厚くしただけでは空気不透過層に傷が生じると直ちに空気漏れにつながるおそれが大きいのに対して、この発明のように空気不透過層６を、中空円管状層７と補助層８とで構成すると、中空円管状層７及び補助層８の一方の層に傷が生じても他方の層により空気漏れを防げるという点で有利である。

空気不透過層６は、６０℃でのガス透過度が１．０×１０^−１０ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以上５．０×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下の範囲にあることが好ましい。ガス透過度が１．０×１０^−１０ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）未満の場合には空気不透過層６の厚みが薄くなりすぎ、加硫前の生ゴムの状態での破断強度が不足するおそれがあるからであり、５．０×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）を超える場合には空気のう１の内圧を保持することが困難となるからである。また、中空円管状層７と補助層８のそれぞれが上記ガス透過度を満たせば、一方の層に傷が生じた場合にも、他方の層により内圧を保持することが容易となることから、一層好ましい。

さらに、中空円管状層７は、厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。中空円管状層７の厚さが０．５ｍｍ未満の場合には破損しやすい上に形状を保つことが困難なため製造時の取扱いが難しいからであり、１．５ｍｍを超える場合には加硫時間が長くなる場合があるからである。中空円管状層７は、例えば、タイヤのインナーライナーと同様に、ブチルゴム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリオレフィンフィルム等で構成することができる。

さらにまた、空気不透過層６は、中空円管状層７と補助層８の合計厚さが１．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。中空円管状層７と補助層８の合計厚さが１．２ｍｍ未満の場合には通常走行時に空気のうの形状を維持することが困難となり、タイヤ２の内面に空気のう１が擦れて破損するおそれがあるからであり、５．０ｍｍを超える場合には空気のう１の重量が著しく増加して走行性能の低下を招くおそれがあるからである。

加えて、補助層８は、図１に示すように、タイヤ２に収納した時にタイヤ２のサイド部１０、１０に対応して配置することが好ましい。空気不透過層６の、タイヤ２のサイド部１０、１０に対応する部分は、拡径変形時に最も大きく変形する部分であり、微小な傷であっても傷が成長しやすいことから、この部分に補助層８を配置して補強することが不良品の発生率を低減する上で有効だからである。この場合には、補助層８は、図２に示すように、タイヤ２に収納した時にタイヤ２のサイド部１０、１０からクラウン部１１に対応して配置することがさらに好ましい。空気不透過層６の、タイヤ２のクラウン部１０に対応する部分も、拡径変形時に比較的大きく変形する部分であることから、この部分に補助層８を配置して補強することが不良品の発生率を低減する上で有効だからである。

中空円管状層７を口金から押出成形した場合には、補助層８を、図３に示すように円管状とし、空気不透化層６の断面全体に設けてもよい。また、中空円管状７は、シート状材料を円管状に折り曲げて、空気のう１の周方向に沿ってオーバーラップ部１２を形成し、このオーバーラップ部１２を相互に接合して形成することもでき、この場合には、補助層８を、図４に示すように、オーバーラップ部１２を除く部分に配置することが好ましい。オーバーラップ部１２はシート状材料が積み重なって形成されているため、補助層８で補強を行わなくても、オーバーラップ部１２の外面側を構成する部分１３に傷が生じた場合には、内面側を構成する部分１４が補助層８に代わってその傷が覆われることからエアー抜けを防ぐことができ、さらに拡径変形しても中空円管状層７の傷の拡大を防ぐことができるからである。なお、図４では、オーバーラップ部１２を、タイヤ赤道面Ｃを挟んで空気充填バルブ５と反対側に配置しているが、これは、オーバーラップ部１２の接合の際に、空気充填バルブ５がステッチングの障害となるのを防ぐためである。

補助層８は、中空円管状層７と同一の材料で構成することもできるが、質量及びコストを低減する観点からは樹脂シート又は樹脂フィルム等で構成することが好ましい。好適な樹脂シート又は樹脂フィルムの材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＰＵ（熱可塑性ウレタン）、ＴＰＯ（熱可塑性オレフィン）、ＶＣ（塩化ビニル）、ＲＢ（ブタジエン樹脂）を例示することができる。

なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、補助層は１層に限定されず、図５に示すように、２層の補助層８、８´を配置してもよい。また、図１〜５では中空円管状層７の内面側に補助層８が配置された態様を示したが、図示は省略するが、中空円管状層７の外面側に補助層８を配置してもよい。

次に、この発明に従う安全タイヤ用空気のうを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。

（実施例１〜７）
実施例１〜７の空気のうは、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５の安全タイヤ用空気のうであり、図１（実施例１）、図２（実施例２）、図３（実施例３及び４）、図４（実施例５及び６）及び図５（実施例７）、に示す構造を有する。いずれの実施例の空気のうにおいても、中空円管状層は、２．０×１０^−９ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓ・Ｐａのガス透過度及び０．５ｍｍの厚さを有するブチルゴムで構成されている。実施例１、２、３、５及び７の空気のう補助層は、２．０×１０^−９ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓ・Ｐａのガス透過度及び０．５ｍｍの厚さを有するブチルゴムで構成されている。実施例４及び６の空気のうの補助層は、０．０５ｍｍの厚さを有するＰＥＴシートで構成されている。また、いずれの実施例の空気のうにおいても、空気不透過層の外周面を、厚さが１．０ｍｍのアラミド不織布をゴム被覆してなる支持層で密着包囲している。

（従来例１及び２）
比較のため、タイヤサイズが４９５／４５Ｒ２２．５の安全タイヤ用空気のうであり、２．０×１０^−９ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓ・Ｐａのガス透過度並びに０．５ｍｍ（従来例１）及び１．０ｍｍ（従来例２）の厚さを有するブチルゴムからなる１層の空気不透過層の外周面を、厚さが１．０ｍｍのアラミド不織布をゴム被覆してなる支持層で密着包囲してなる空気のうについても併せて試作した。

（試験方法）
前記各実施例及び各従来例の空気のうをそれぞれ１００個ずつ加硫成型した。得られた空気のうに１０ｋＰａの内圧を適用し、それらの表面に石鹸液を塗布した。６０秒放置した後、目視にて気泡の発生の有無を確認し、気泡の発生しているものを不良品として選別した。

不良品の発生率は、従来例１では８．０％、従来例２では６．５％、実施例１では２．５％、実施例２では０．５％、実施例３では０％、実施例４では０％、実施例５では０．１％、実施例６では０．１％、実施例７では０％であった。したがって、実施例１〜７の空気のうは、従来例１及び２の空気のうに比べて、製造時の不良品の発生率が低いことが分かる。

この発明により、空気不透過層の適正化を図ることにより、製造時における不良品の発生率を低減した安全タイヤ用空気のうを提供することが可能となった。

Claims (8)

1. タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの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、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用空気のうにおいて、
   該空気のうは、その内面側に、空気のうの内圧を保持する空気不透過層を有し、該空気不透過層が、少なくとも１層の中空円管状層と、該中空円管状層の少なくとも一部に配置した少なくとも１層の補助層とからなることを特徴とする安全タイヤ用空気のう。
2. 前記空気不透過層は、６０℃でのガス透過度が１．０×１０^−１０ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以上５．０×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／（ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ）以下の範囲にある、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のう。
3. 前記中空円管状層は、厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲にある、請求項１又は２に記載の安全タイヤ用空気のう。
4. 前記空気不透過層は、中空円管状層と補助層の合計厚さが１．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
5. 前記補助層は、タイヤ収納時にタイヤの少なくともサイド部に対応して配置する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のう。
6. 前記補助層は、タイヤ収納時にタイヤの少なくともサイド部からクラウン部に対応して配置する、請求項５に記載の安全タイヤ用空気のう。
7. 前記中空円管状層は、シート状材料を円管状に折り曲げて、空気のうの周方向に沿ってオーバーラップ部を形成し、該オーバーラップ部を相互に接合して形成され、前記補助層は、中空円管状層の、前記オーバーラップ部を除く部分に配置される、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. 前記補助層は樹脂シート又は樹脂フィルムで構成される、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。

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