JPWO2012114964A1

JPWO2012114964A1 - チューブタイヤ用のフラップ

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Publication number: JPWO2012114964A1
Application number: JP2013500982A
Authority: JP
Inventors: 博明石黒
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2014-07-07
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: WO2012114964A1; JP6078462B2; CN103380010A

Abstract

フラップのバルブ孔周囲を補強して、チューブの損傷をより抑制することのできるチューブタイヤ用のフラップを提供する。チューブタイヤ用のリムの外周面に取り付けられるフラップ（１０）である。このフラップ（１０）は、環状のゴムよりなり、チューブ（ｔ）のバルブ（ｂ）を挿通可能なバルブ孔（１１ａ）を有するフラップ基体（１１）と、フラップ基体（１１）のチューブ（ｔ）と対向する側の周面（１１ｂ）におけるバルブ孔（１１ａ）の周囲に設けられ、ゴムよりなる第１の補強部材（１２）と、このフラップ基体（１１）のリム（ｒ）と対向する側の周面（１１ｃ）におけるバルブ孔（１１ａ）の周囲に設けられ、コードが埋設されたゴムよりなる第２の補強部材（１３）とを備える。

Description

本発明は、チューブタイヤ用のフラップに関する。詳しくは、フラップの耐久性を向上させ、またチューブのパンクを防止することのできるチューブタイヤ用のフラップに関する。

チューブタイヤをリムに取り付けて使用する際に、リムの外周面には、環状のゴムよりなるフラップが取り付けられる。このフラップがチューブとリムとの間に介在することにより、チューブタイヤのチューブがリムに直接的に接触しないようにして、当該チューブの損傷防止が図られる。フラップは、チューブのバルブを挿通できるようにバルブ孔を有し、このバルブ孔はリムのバルブ孔と重なり合うように位置される。

トラック、バス等に用いられるチューブタイヤは、チューブの内圧が元々高く、しかも積載重量が重い場合には、チューブの内圧が更に高くなる。このようにチューブの内圧が高くなった場合に、フラップ及びチューブの一部がリムのバルブ孔から膨出することがある。このような膨出が生じると、フラップと共に膨出したチューブにクラックや噛み込みが生じ、これにより、チューブが損傷し、更にはパンクすることがある。

このようなチューブの損傷を防止するために、フラップにおけるバルブ孔の周囲の部分を補強することが提案されている。例えば、バルブ孔の周囲の部分をソリッドな硬質ゴムのみとすることで軟質ゴムが埋設された他の部分よりも応力集中しないようにして当該部分を補強することが提案されている（特許文献１）。しかし、フラップを硬質ゴムとしただけでは、補強が十分ではなかった。

そこで、フラップの外周側、すなわちチューブと対向する面側におけるバルブ孔の周囲の部分に短繊維混入ゴムを配して補強することが提案されている（特許文献２）。また、フラップ本体と一体に成形される段階において初めて加硫される補強材が、フラップのチューブ対向面側のバルブ孔付近に設けられることが提案されている（特許文献３）。更に、フラップのリムと接する面側に、繊維とゴムとからなる繊維層を設けて補強することが提案されている（特許文献４）。

特開平６−１４３９１０号公報特開平９−１１８１０７号公報特開２００６−２１６７６号公報特開２００９−２１４８３４号公報

特許文献２〜４に記載された補強材を適用したフラップは、フラップのバルブ孔周囲を補強することができ、チューブの損傷をある程度は抑制できる。しかしながら、チューブの損傷抑制に対する要望はやむことがなく、チューブの損傷抑制効果をより向上させることが求められている。例えば、フラップ及びチューブのリムのバルブ孔からの膨出高さは、チューブタイヤのチューブ内圧と相関関係にあり、トラックの大型化による積載量の増大や過積載により、特許文献２〜４に記載された技術であってもチューブの損傷が生じる場合があった。

本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、フラップのバルブ孔周囲を補強して、チューブの損傷をより抑制することのできるチューブタイヤ用のフラップを提供することを目的とする。

本発明のチューブタイヤ用のフラップは、チューブタイヤ用のリムの外周面に取り付けられる環状のゴムよりなり、チューブのバルブを挿通可能なバルブ孔を有するフラップ基体と、このフラップ基体のチューブと対向する側の周面におけるバルブ孔の周囲に設けられ、ゴムよりなる第１の補強部材と、このフラップ基体のリムと対向する側の周面におけるバルブ孔の周囲に設けられ、コードが埋設されたゴムよりなる第２の補強部材とを備えることを特徴とする。

本発明のチューブタイヤ用のフラップにおいては、第１の補強部材は、前記フラップ基体と同じゴム材料よりなることが、好ましい。また、第１の補強部材は，シート状であり、チューブと対向する面の大きさよりも、フラップ基体に接する面の大きさが大きい構成とすることができ、更に、第１の補強部材の側面とフラップ基体に接する面とのなす角度が４５°未満であることが、より好ましい。また更に、第１の補強部材及び第２の補強部材は、フラップ基体に接する面が同じ大きさを有することが好ましい。
ここで、チューブと対向する側、チューブと対向する面とは、チューブとフラップ基体との間に配置されている第１の補強部材（後述する実施形態のゴム材）の側及び面をいい、リムと対向する側、リムと対向する面とは、リムとフラップ基体との間に配置されている第２の補強部材（後述する実施形態のコード補強ゴム材）の側及び面をいう。

本発明によれば、フラップ基体におけるチューブと対向する側の周面及びリムと対向する側の周面のそれぞれに、補強部材を備えることから、補強部材による補強効果を向上させることができ、よって、チューブの損傷をより抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態のフラップを取り付けたタイヤ−リム組立体の模式的な断面図である。本発明の一実施形態のフラップの部分的な斜視図である。ゴム材の平面図及び部分断面図である。コード補強ゴム材の平面図及び断面図である。ゴム盛り上がり高さの経時変化を示すグラフである。比較例のゴム盛り上がり状態を示す模式的な断面図である。

以下、チューブタイヤ用のフラップの実施形態を、図面を用いつつ具体的に説明する。
図１に示す、タイヤ−リム組立体の模式的な断面図において、タイヤ本体Ｔ１０は、一対のビード部Ｔ１１と、一対のサイドウォール部Ｔ１２と、これらのサイドウォール部Ｔ１２を跨ぐトレッド部Ｔ１３とを備えている。また、タイヤ本体Ｔ１０の内部には、中空のチューブｔが収容されていて、このチューブｔにバルブｂが取り付けられている。このバルブから空気が加圧充填されて、チューブ内を所定の空気圧（例えば、４ｋｇ／ｃｍ^２〜７ｋｇ／ｃｍ^２）としている。チューブｔを収容したタイヤ本体Ｔ１０は、リムｒに取り付けられる。

このリムｒには、その外周面に沿ってフラップ１０が取り付けられている。フラップ１０は、ゴムよりなる環状のフラップ基体１１と、このフラップ基体１１の表面に固着された第１の補強材としてのゴム材１２と、第２の補強材としてのコード補強ゴム材１３とを有している。フラップ基体１１には、バルブｂが挿通可能なゴム孔１１ａが形成されている。このゴム孔１１ａの周囲であってフラップ基体１１のチューブｔに対向する側の周面１１ｂに、上記ゴム材１２が固着され、リムｒに対向する側の周面１１ｃに、コード補強ゴム材１３が固着されている。

図２に示すフラップ１０の部分的な斜視図において、フラップ基体１１は、リムｒの外周に沿う基部１１ｄと、この基部の端部と接続してタイヤＴ１０のビード部Ｔ１１の内面に沿うウイング部１１ｅとを有する形状になる。

フラップ基体１１のチューブｔに対向する側の周面１１ｂに固着されたゴム材１２は、図３にゴム材１２の平面図（同図（ａ））及び部分断面図（同図（ｂ））を示すように、直方体の上面の四辺が面取りされて四角錐台形状を有するゴムシートである。また、フラップ基体１１のバルブ孔１１ａと同心になるバルブ孔１２ａがゴム材１２に形成されている。

フラップ基体１１のリムｒに対向する側の周面１１ｃに固着されたコード補強ゴム材１３は、図４にコード補強ゴム材１３の平面図（同図（ａ）及び断面図（同図（ｂ））を示すように、直方体形状を有するゴムシートである。また、フラップ基体１１のバルブ孔１１ａと同心になるバルブ孔１３ａがコード補強ゴム材１３に形成されている。このコード補強ゴム材１３の内部には、複数本のコード１３ｂが埋設されている。ゴム材１２の材料は、チューブｔの材料と異なるゴムとすることもできるが、チューブｔの材料と同一のゴムとすることが好ましい。

図１〜図４に示した本実施形態のフラップ１０は、フラップ基体１１のバルブ孔１１ａの周囲であって一方の表面にはゴム材１２を、他方の表面にはコード補強ゴム材１３が固着されていることから、フラップ基体１１のバルブ孔１１ａの周囲をゴム材１２とコード補強ゴム材１３とによって両側から補強している。これにより、補強部材の剛性が高くなり、チューブの内圧によるフラップ基体１１の変形が抑制されて、フラップ１０と共にチューブｔがリムｒのバルブ孔から膨出することが、より一層抑制される。したがって、チューブｔの損傷抑制をより一層向上させることができる。

ゴム材１２は、コードを埋設したコード補強ゴム材ではなく、プレーンなゴムよりなるものとすることが好ましい。仮にゴム材１２がコード補強ゴム材である場合には、コードをゴムで被覆してなることによりゴム材１２におけるチューブｔと接する面の表面粗さが粗くなる。このようにチューブｔと接する面の表面粗さが粗いと、チューブｔとの摩擦によりチューブｔの損傷を招くおそれがある。したがって、ゴム材１２は、上述のようにプレーンなゴム製とすることが好ましい。また、ゴム材１２がチューブｔと同じゴム材料からなることにより、ゴム材１２との摩擦によるチューブｔの損傷を、一層抑制することができるので好ましい。

ゴム材１２は、図２、図３に示されるようにチューブｔと対向する面の面積よりもフラップ基体１１と接する面の面積が大きい形状とすることが好ましい。その理由は、ゴム材１２において、チューブｔと接する面は、ゴム材１２との摩擦によるチューブｔの損傷を小さくするためには面積が小さいほうが好ましく、これに対して、フラップ基体１１と固着される面は、フラップ基体１１との接着力を十分に確保するためには、接着面積が大きいほうが好ましいためである。このような面の大きさの要件を満たすゴム材１２の形状は、図２、３に示す四角錐台形状があるが、四角錐台形状に限られない。例えば直方体形状のシートの上面の四辺を面取りした形状がある。この面取りは、Ｃ面取りでもよいし、Ｒ面取りでもよい。

ゴム材１２が、四角錐台形状又は直方体の上面の四辺をＣ面取りした形状である場合に、その側面とフラップ基体に接する面とのなす角度、又はＣ面取りの面とラップ基体に接する面と平行な面とのなす角度（図３に示すθ）は、４５°未満であることが、チューブｔの損傷防止と、ゴム材１１のフラップ基体１１への固着力維持とを高い次元で両立するために、より好ましい。

また、ゴム材１２の上面及び下面の平面形状は、図２、３に示した例では長方形であるが、長方形に限られず、バルブ孔１１ａの周りを囲む形状であれば、その平面形状は、円形、長円形等、種々の平面形状をとることができる。

一方、リムｒに接する側のフラップ基体１１に固着されるコード補強ゴム材１３は、シート状であって、直方体形状とすることができる。コード補強ゴム材１３を、ゴム材１２と同様に、四角錐台形状又は直方体の上面の四辺をＣ面取りした形状としてもよいが、コード補強ゴム材１３は、対向して接する対象がリムであるため、このリムに接する面の大小にかかわらずチューブｔの損傷とは関係がなく、かつ、リムは損傷が問題とならない。したがって、コード補強ゴム材１３はシートを打ち抜きしたままの、直方体形状とするのが、コード補強ゴム材１３の作製が簡便であるために好ましい。

コード補強ゴム材１３は、図４に示したように、所定の間隔によって複数本のコードが打ち込まれたトリートを用いることができる。コード補強ゴム材１３が、コードによって補強されているものであることにより、コード補強ゴム材１３の剛性及び強度が向上していて、これによりコード補強ゴム材１３によるバルブ孔１１ａの周囲のフラップ基体１１の補強効果が高い。コード補強ゴム材１のコードは、有機繊維を用いることができ、また、スチール繊維を用いることもできる。コード構造、コード径，コード間隔、コード打ち込み数等は、所望の補強効果に応じて適切な数値とすることができる。

コード補強ゴム材１３と、ゴム材１２との大きさは、フラップ基体１１に接する面同士の対比で、同じ平面形状、同じ面積とすることが、フラップ１０の剛性バランスや重量バランスに優れていることから好ましい。

ゴム材１２及びコード補強ゴム材１３をフラップ基体１１に固着する手段は限定されず、例えばこれらを一体に加硫成形されることによって強固に固着される。また、加硫成形前に、又は加硫成形を行わずに、公知のゴムセメント等の接着剤等を用いて固着することができる。

３種類のフラップを用意した。一つは本発明に従いフラップ基体１１のチューブ対向面側にゴム材１２を、リム対向面側にコード補強ゴム材１３をそれぞれ加硫成形もしくは接着剤により固着したフラップである（実施例）。一つは、フラップ基体１１のリム対向面側にのみに補強部材としてコード補強ゴム材１３を固着したフラップである（比較例１）。もう一つは、ゴム材１２及びコード補強ゴム材１３のいずれも配設していないフラップである（比較例２）。これらのフラップのサイズは、ラッピング式製法のフラップで統一した。

実施例のフラップのゴム材１２は、チューブｔと同じ材料からなり、図３に示したような四角錐台形状であった。サイズは、厚さが２．５ｍｍ、フラップ基体１１と接する面の幅（リムの幅方向と平行な方向の長さ）が９１ｍｍ、長さ（リムの周方向と平行な方向の長さ）が７６ｍｍであり、チューブと対向する面の幅が８５ｍｍ、長さが７０ｍｍであり、側面と下面とのなす角度が４５°であった。

また、実施例におけるフラップのコード補強ゴム材１３は、フラップ基体１１と接する面の長さ及び幅がゴム材１２と同じであり、厚さが１．０９〜１．３９ｍｍである、図４に示した直方体形状であった。コードはポリエステルよりなるコード構造（１６７０ｄｔｅｘ×２本撚り）、コード径０．６６ｍｍ、コード間隔０．３〜０．４ｍｍであった。
なお、比較例１のコード補強ゴム材１３は、上記実施例のコード補強ゴム材１３と同じである。

これらのフラップをリムに取り付けた後、チューブタイヤ−リム組立体とした。リムサイズは７．００Ｔであり、タイヤサイズは９００Ｒ２０であった。各チューブタイヤ−リム組立体を１２０℃で内圧１０００ｋＰａの状態にして、フラップのバルブ孔からのゴム盛り上がり高さを測定した。このゴム盛り上がり高さの経時変化を図５にグラフで示す。
図５から分かるように、実施例のフラップは、ゴム盛り上がりが比較例１、２に比べて格段に少なかった。
比較例２のゴム盛り上がり状態を模式的な断面図で図６に示す。図に示すフラップ１１０は、リムｒのバルブ孔ｒａ部分でゴム盛り上がり１１０ａが生じていた。

１０：フラップ
１１：フラップ基体
１１ａ：バルブ孔
１２：ゴム材（第１の補強部材）
１３：コード補強ゴム材（第２の補強部材）
Ｔ１０：タイヤ本体
ｔ：チューブ
ｒ：リム

Claims

チューブタイヤ用のリムの外周面に取り付けられる環状のゴムよりなり、チューブのバルブを挿通可能なバルブ孔を有するフラップ基体と、
このフラップ基体のチューブと対向する側の周面におけるバルブ孔の周囲に設けられ、ゴムよりなる第１の補強部材と、
このフラップ基体のリムと対向する側の周面におけるバルブ孔の周囲に設けられ、コードが埋設されたゴムよりなる第２の補強部材と
を備えることを特徴とするチューブタイヤ用のフラップ。
前記第１の補強部材は、前記フラップ基体と同じゴム材料よりなる請求項１記載のチューブタイヤ用のフラップ。
前記第１の補強部材は，シート状であり、チューブと対向する面の大きさよりも、フラップ基体に接する面の大きさが大きい請求項１に記載のチューブタイヤ用のフラップ。
前記第１の補強部材は、その側面とフラップ基体に接する面とのなす角度が４５°未満である請求項１記載のチューブタイヤ用のフラップ。
前記第１の補強部材及び前記第２の補強部材は、フラップ基体に接する面が同じ大きさを有する請求項１記載のチューブタイヤ用のフラップ。