WO2003080370A1 - Pneumatique sans chambre a air - Google Patents

Description

チューブ 技術分野

本発明は、 走行中にタイヤが釘踏み等による刺傷を受けても、 内部に設けられ るシーラント剤によりエアー漏れを防止するチューブレスタイヤに関するもので ある。 背景技術

従来、 タイヤの内部に粘着ゴム等からなるシーラント剤を塗布したチューブレ スタイヤ (以下、 「シーラントタイヤ」ともいう。) が知られている。 このシーラン トタイヤは、 釘踏み等による刺傷を受けても、 その刺傷部にシーラント剤が流れ 込むことで孔を埋めるといったシーラント剤の自封作用により、 エアーの流出を 大幅に抑制できるものである。 そして、 このシーラント剤は、 十分な自封作用を 得るために、 その厚さがある程度 （4 mm以上） の厚さに形成されるとともに、 その粘度がある程度低く設定されている。

しかしながら、 従来のシーラントタイヤでは、 以下のような問題点があった。 自封作用を得るために、 シーラント剤の塗布量を多くしてその厚さを厚くする と、 タイヤの重量の增加を招く問題があった。 これに対して、 シーラント剤の塗 布量を少なくしてその厚さを薄くすると、 タイヤから釘等の異物が抜けた場合、 タイヤの内圧によりシーラント剤が外部に吹き出され、 その結果孔を塞ぐことが できないといった問題があった。

また、 自封作用を得るために、 シーラント剤の粘度を低くすると、 車両走行時 のタイヤの回転に伴う振動により、 シーラント剤が流動して一方向に偏るおそれ があった。 このシーラント剤の偏りは、 タイヤの重量のバランスを崩して車両走 行中に振動を発生させる要因となっていた。 これに対して、 シーラント剤の粘度 を高くすると、 タイヤに大きな釘やねじ等が刺さったままの状態では、 十分な自 封作用を得ることができず、 エアー漏れの要因となっていた。 03 03586

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さらに、 このようにシーラント剤の粘度を高くした場合は、 タイヤに木ねじ等 の表面に凹凸のある異物が刺さった際に、 その表面にシーラント剤が十分粘着し なかった。 これに対して、 シーラント剤の粘度を低くすると、 タイヤの回転に伴 う振動により異物が揺動し、 この揺動により異物からシーラント剤が剥離され、 さらに異物で形成された孔が拡大するおそれがあった。

そこで、 本発明の課題は、 主にタイヤの重量を軽減するためにシーラント剤の 塗布量を少なくしても、 十分な自封作用を得ることができるチューブレスタイヤ を提供することにある。 また、 本発明の課題は、 粘度の低いシーラント剤の車両 走行時における流動を抑制することで、 シーラント剤の偏りによる車両の振動を 防止することができるチューブレスタイヤを提供することにもある。 発明の開示

本発明は、 シーラント剤により形成されるシーラント層が、 タイヤ内を気密に 保持する気密保持層の内面に密着されて設けられるチュープレスタイヤにおいて、 前記シーラント層の内面に密着し、 かつ透過性を有するシートで形成されるカバ 一層を設けることを特徴とする。

ここで、 「気密保持層」とは、 タイヤ内を気密に保持する層であり、 一般的には タイヤの最も内側に設けられるインナーライナ層である力 たとえば剛性を整え るためのベルト層等にタイヤ內を気密に保持する機能を持たせる場合はこのベル ト層等をも含むものである。 また、 素材としては、 ゴム、 樹脂、 およびこれらの 複合物、 さらにこれらの層に補強材を複合ィヒした材料等が挙げられる。

本発明によると、 タイヤから釘等の異物が抜けた場合、 その釘等により開けら れた孔に引き込まれるように移動するシーラント剤は、 気密保持層の内面とカバ 一層の面とに密着することにより、 これら双方の面からその移動方向と反対方向 に働く粘着抵抗を受ける。 また、 シーラント剤の自封作用を得るためにその粘度 を低くした場合でも、 前記粘着抵抗によりシーラント剤の流動が抑制される。 さらに、 シーラント層をたとえばプチル系ゴムやパーォキサイド等を含むシー ト状のゴム組成物の状態でタイヤの各部材と一緒に貼り付けていく製造方法にお いては、 まず、 成型機上にカバー層、 ゴム組成物を順に貼っていく。 そして、 た P 謂裏 86

とえば気密保持層であるィンナーライナ層を貼り、 以後は通常のチューブレスタ ィャの成型法に従って成型する。 このようにして成型された生タィャを加硫する と、 ゴム組成物に含まれるプチル系ゴムがパーォキサイドと熱とにより低分子化 し、 粘着性のあるシーラント剤に変化する。 このとき、 この化学反応によりゴム 組成物から発生したガスは、 透過性を有するカバー層を通ってタイヤ内部へ排出 される。

尚、 本宪明に係るチューブレスタイヤでは、 前記シーラント剤には、 その粘度 を調整自在な補強剤が混合されることが好ましい。

これにより、 前述の作用に加え、 シーラント剤に混合する補強剤の量を調整す ることで、 シーラント剤の粘度 （流動性） が調整される。

また、 本発明は、 シーラント剤により形成されるシーラント層と、 このシーラ ント層の内面に密着するカバー層とで構成される複合層が、 タイヤ内を気密に保 持する気密保持層の内側に複数設けられるチューブレスタイヤであって、 前記複 数の複合層のうち少なくとも最内層の複合層におけるカバー層が透過性を有する ことを特徴とする。

このような構成のチュープレスタイヤでは、 たとえば釘等の異物が一枚目の力 パー層を刺傷させた場合であっても、 このカバー層の刺傷部はその内側に設けら れるシ一ラント層により埋められる。

尚、 前記シーラント剤はタイヤの幅方向または周方向のうち少なくとも一方向 において分割されていることが好ましい。

これにより、 前述の作用に加え、 車両走行時に流動しょうとするシーラント剤 は、 分割されたシーラント剤ごとに前記粘着抵抗が作用することで、 その流動が 抑えられる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の第 1の実施形態に係るチューブレスタイヤの要部拡大断面 図である。'

第 2図は、 第 1図のタイヤから釘が抜けた場合におけるシーラント層および力 パー層の作用を示す要部拡大断面図である。 第 3図は、第 2の実施形態に係るチュープレスタイヤの要部拡大断面図である。 第 4図は、第 3の実施形態に係るチューブレスタイャの要部拡大断面図である。

発明を実施するための最良の形態

〔第 1の実施形態〕

以下、 図面を参照して、 本発明に係るチューブレスタイヤの詳細について説明 する。 参照する図面において、 第 1図は本発明に係るチューブレスタイヤの要部 拡大断面図であり、 第 2図はタイヤから釘が抜けた場合におけるシーラント層お よびカバー層の作用を示す要部拡大断面図である。

第 1図に示すように、 チューブレスタイヤ 1は、 外層部 2と、 この外層部 2の 内面に全面接着されたゴム等からなるインナーライナ層 （気密保持層） 3とを有 している。 さらに、 このチュープレスタイヤ 1は、 そのインナーライナ層 3の内 面に密着して設けられるシーラント層 4と、 このシーラント層 4の内面に密着し て設けられるカバー層 5とを有している

外層部 2は、 ホイール Wに嚙み込ませるためのビード部 2 1と、 地面に接する トレッド部 2 2と、 ビード部 2 1とトレッド部 2 2の間の領域であるサイドゥォ 一ノレ部 2 3とを有してレ、る。 また、 ビード部 2 1、 トレッド部 2 2およびサイド ウォール部 2 3の内側には、 チューブレスタイャ 1の形状を維持するための繊維 材等からなるカーカス 2 4が設けられている。 そして、 トレッド部 2 2とカー力 ス 2 4との間には、 トレツド部 2 2の剛性を整えるための複数のベルト層 2 5力 S 設けられている。

ィンナーライナ層 3は、 チュープレスタイヤ 1の内部を気密に保持する機能を 有し、 チュープレスタイヤ 1の内部に注入されたエアーが外部に漏れることを防 止している。 そして、 このインナーライナ層 3は、 外層部 2の内面に全面接着さ れている。

シーラント層 4は、 その幅がトレッド部 2 2の幅と略同じになるように形成さ れている。 このシーラント層 4を形成するシーラント剤は、 主としてプチル系ゴ ムゃパーォキサイド等を含むシート状のゴム糸且成物が加熱されることにより形成 される。 さらに、 このシーラント剤となるゴム組成物には、 シーラント剤の粘度 を調整自在な補強剤が混合されている。 この補強材としては、 ナイロンゃポリエ ステル等の一般的にタイヤに使用される繊維材を約 l _mm〜l 0 c m程度の長さ に切断した短繊維材が利用できる。 なお、 この補強材は短繊維材に限らず、 カー ボンファイバやグラスファイバ等であってもよく、 また、 伸長性があるように織 られたナイロンやポリエステル等の布状またはメッシュ状のシートを層状に重ね たものであってもよい。

力パー層 5は、 天然ゴム等の透過性を有するゴムからなるシートで形成されて いる。 ここで、 「透過性」とは、 前記ゴム組成物が化学反応する際に発生するガス がタイヤ内部に透過可能な程度の高さの 性を意味する。 また、 このカバー層

5は、その幅がシーラント層 4の幅よりも少し大きめに形成され、その厚さが 0 .

5 mn！〜 5 mm程度の範囲内で設定されている。

なお、 このカバー層 5の厚さは、 タイヤサイズとシーラント剤の物性と厚さを 考慮して適宜に変更可能であるが、 タイヤの軽量ィヒを考慮するとその厚さは薄い 方が望ましい。 また、 本実施形態ではカバー層 5の材料をゴムとしたが、 本発明 は透過性を有するシートであればどのようなものでもよい。 たとえば、 ブタジェ ンゴムを主成分としたゴム材料や、 不織布、 樹脂およびこれらの複合物等をカバ 一材料として使用してもよレ、。

次に、 このチュープレスタイヤ 1の製造方法について説明する。

まず、 図示しない成型機上に力パー層 5、 シーラント層 4となるゴム組成物を 順に貼り付ける。 続いて、 インナーライナ層 3を貼り、 以後は通常のチューブレ スタイヤの成型法に従って成型する。 このようにして成型された生タイヤを加硫 すると、 ゴム組成物に含まれるプチル系ゴムがパーォキサイドと熱とにより低分 子ィ匕し、 粘着性のあるシーラント剤に変化する。 このとき、 この化学反応により ゴム組成物から発生したガスは、 透過性を有する力パー層 5を通ってタイヤ内部 へ排出される。 このようにして成型されたチューブレスタイヤ 1では、 そのシー ラント層 4と力パー層 5とがこれらの間にガスを溜めることなく確実に密着する。 なお、 製造方法については通常の成型法によりィンナーライナ層 3から外層部 2までを成型して加硫した後に、 シーラント剤をィンナーライナ層 3に塗布して 力パー層 5を貼り付けてもよい。 し力 し、 本実施形態の製造方法によれば今まで と同じライン内において工程を追加するだけで製造できるので、 本実施形態の製 造方法で製造することが望ましい。

以下に、 第 2図を参照して、 チューブレスタイヤ 1のトレッド部 2 2からカバ 一層 5にかけて貫通するように一度刺さった釘 6が抜けた場合におけるシーラン ト層 4および力パー層 5の作用について説明する。

第 2図に示すように、 チュープレスタイヤ 1から釘 6が抜けた場合、 シーラン ト層 4のシーラント剤がチューブレスタイヤ 1の内圧によりその釘 6で開けられ た孔 Hに引き込まれるように移動する。 このように移動するシーラント剤は、 ィ ンナーライナ層 3の内面とカバー層 5の外面とに密着することにより、 これら双 方の面からその移動方向と反対方向に働く粘着による抵抗力を受ける。そのため、 このシーラント剤はチューブレスタイヤ 1の内圧によつて外部へ流出することな く、 孔 Hを確実に塞ぐことになる。

以上によれば、 前記第 1の実施形態において、 次のような効果を得ることがで ぎる。

( 1 ) シーラント剤がィンナーライナ層 3の内面と力パー層 5の外面とに密着す ることでこれら双方の面から粘着抵抗を受けるので、 チューブレスタイヤ 1の内 圧によるシーラント剤の外部への流出が防止される。 そのため、 タイヤの重量を 軽減するためにシーラント剤の塗布量を少なくしても、 十分な自封作用を得るこ とができる。

( 2 ) シーラント層 4がインナーライナ層 3と力パー層 5とに密着して、 これら 各層 3， 5の間で封入されるので、 シーラント剤の自封作用を高くすべくその粘 度を低くした場合でも、 シーラント剤の流動が各層 3， 5により抑制される。 し たがって、 シーラント剤の偏りによる車両の振動を防止することができる。

( 3 ) シーラント層 4がインナーライナ層 3とカバー層 5とに密着することでそ の流動が抑制されるので、 シーラント剤の粘度を従来のものよりも低く設定して も、 たとえば異物が刺さった状態で走行する場合に異物の揺動が抑制される。 こ れにより、 たとえば木ねじ等の表面に凹凸のある異物が刺さった状態で走行する 場合でも、 シーラント剤の粘度を低くして表面に凹凸のある異物への粘着力を高 めるとともに、 異物の揺動を抑えて孔の拡大を防止することができる。

〔第 2の実施形態〕

以下に、 本発明に係るチューブレスタイャにおける第 2の実施形態につ 、て説 明する。 この実施形態は第 1の実施形態に係るチュープレスタイヤの一部を変更 したものなので、 第 1の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、 その説明を省略する。

第 3図に示すように、 本実施形態に係るチュープレスタイヤ 1 ' は、 第 1の実 施形態に係るチュープレスタイヤ 1のカバー層 5の内面 （内側） に密着して設け られるシーラント層 4と、 このシーラント層 4の内面に密着して設けられるカバ 一層 5を有している。 すなわち、 このチューブレスタイヤ 1 ' は、 インナーラィ ナ層 3に密着して設けられるシーラント層 4およぴカパー層 5とからなる第 1の シール層 （複合層） S 1と、 この第 1のシール層 S 1に密着して設けられるシー ラント層 4および力パー層 5とからなる第 2のシーノレ層 （複合層） S 2とによる 二重構造となっている。

このような構成によれば、 第 2の実施形態において、 次のような効果を得るこ とができる。

( 4 ) たとえば釘等の異物が第 1のシール層 S 1のカバー層 5を刺傷させた場合 であっても、 この力パー層 5の刺傷部はその内面に設けられる第 2のシール層 S 2のシーラント層 4により埋められる。 したがって、 エアー漏れをより確実に防 止することができる。

〔第 3の実施形態〕

以下に、 本発明に係るチューブレスタイヤにおける第 3の実施形態にっレ、て t¾ 明する。 この実施形態は第 1の実施形態に係るチューブレスタイヤの一部を変更 したものなので、 第 1の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、 その説明を省略する。

第 4図に示すように、 本実施形態に係るチューブレスタイヤ 1 " は、 その幅方 向において第 1の実施形態に係るシーラント層 4およびカバー層 5が分割された 6

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構造となっている。 すなわち、 シーラント層 4と力パー層 5とからなる第 1のシ ール層 S 1が、 チューブレスタイヤ 1 " の幅方向の一方から他方に向かって順に 配設される第 1〜第 5の分割シール層 S 1 1〜S 1 5で構成されている。

第 1の分割シール層 S 1 1は、 第 1のシーラント層 4 1と第 1の力パー層 5 1 とで構成され、 インナーライナ層 3におけるサイドウォール部 2 3からトレッド 部 2 2にかかる部分に密着して設けられている。 第 2のシール層 S 1 2は第 2の シーラント層 4 2と第 2のカバー層 5 2とで構成されている。 この第 2の力パー 層 5 2の一方の縁には前記第 1のシーラント層 4 1と第 2のシーラント層 4 2と をチュープレスタイヤ 1 " の幅方向において仕切る仕切壁部 5 2 aが形成されて いる。

第 3〜第 5の分割シール層 S 1 3〜 S 1 5は、 前記第 2の分割シール層 S 1 2 と略同じ構造となっており、 第 3のカバー層 5 3の仕切壁部 5 3 aにより第 2 , 第 3のシーラント層 4 2， 4 3が仕切られている。 また、 第 4のカバー層 5 4の 仕切壁部 5 4 aにより第 3， 第 4のシーラント層 4 3， 4 4が仕切られ、 第 5の カバー層 5 5の仕切壁部 5 5 aにより第 4 , 第 5のシーラント層 4 4 , 4 5が仕 切られている。

このような構成によれば、 第 3の実施形態において、 次のような効果を得るこ とができる。

( 5 ) 車両走行時におけるシーラント剤の流動が各仕切壁部 5 2 a〜 5 5 aによ り抑えられるので、 シーラント剤の偏りによるタイヤ重量のアンバランスの発生 を大幅に低減することができる。

( 6 ) インナーライナ層 3、 仕切壁部 5 2 a〜5 5 aおよぴカパー層 5：!〜 5 5 で構成される個々の部屋内でシーラント層 4 ：！〜 4 5の流動を制御できるので、 シーノレ層 S 1をサイドウオール部 2 3の略中央まで延ばすことができる。 このよ うにシール層 S 1をサイドゥォール部 2 3まで延ばすことにより、 仮にサイドゥ オール部 2 3から異物が刺さった場合であっても、 シーラント剤の自封作用でタ ィャ内のエアーの流出を防ぐことができる。

( 7 ) 各仕切壁部 5 2 a〜5 5 aがいずれも各カバー層 5 2〜5 5の一方の縁に 形成されるので、 たとえばシーラント層 4 1〜4 5をシート状のゴム糸且成物の状 態で成型機に貼り付ける場合に各分割シール層 S 1 1〜S 1 5を成型機の一方側 力 ら順に貼り付けていくことができる。

以上、 本発明は、 前記実施形態に限定されることなく、 様々な形態で実施され る。

(i)第 1〜第 3の実施形態に係るチュープレスタイヤ 1〜1 "の外層部 2の形状 やカーカス 2 4やベルト層 2 5の配置等は適宜に変更可能である。

(ii) 第 2の実施形態では、 第 1， 第 2のシール層 S l， S 2による二重構造と なっているが、 本発明はこれに限定されず、 シール層はいくつ設けてもよい。 こ の場合、 シール層を一つだけ設けた構造に比べて、 シーラント層の厚さを各シー ル層において薄くすることができる。 そのため、 シーラント層より軽い力パー層 を用いれば、 シール性能を確保しつつ、 かつ重量増加を抑えることができる。

(iii) 第 2の実施形態のようなシール層を多重に設ける構造では、 その各カバー 層の材質はそれぞれ適宜に変更可能である。 たとえば、 第 2の実施形態において 最内層 （最も内側に配置される層） である第 2のシール層 S 2におけるカバー層 5の材質のみを透過性の高いものとし、 第 1のシール層 S 1における力パー層 5 の材質を透過性の低いものとすることができる。 この場合、 シーラント層 4をシ 一ト状のゴム組成物の状態で貼り付けた後、 タイヤ全体を加硫させて成型する製 造方法では、 第 2のシール層 S 2におけるシーラント層 4のみが 2つのカバー層 5， 5に密着することになる。 また、 第 1のシール層 S 1におけるシーラント層 4と力パー層 5との間には、 ゴム組成物から発生するガスが溜まることになる。 このようにガスが封入された第 1のシール層 S 1の力パー層 5はシーラント層 4 力 ら剥がれ易くなるので、 釘等の異物が刺さった場合はその異物の先端でカバー 層 5が持ち上げられカバー層 5に孔が開くのを防止することができる。 さらに、 この第 1のシール層 S 1のカバー層 5に孔が開いたとしても、 第 2のシール層 S 2が第 1の実施形態と同様の作用効果を奏するので、 その孔を確実に塞ぐことが できる。

(iv) 第 3の実施形態では、 シーラント層 4を力パー層 5 1〜5 5によりチュー ブレスタイヤ 1 " の幅方向において分割する構造としたが、 本発明はこれに限定 されず、 周方向に分割してもよいし、 その両方向において分包状に分割してもよ い。

(v) 第 3の実施形態では、 シーラント層 4を分割するために 5つの力パー層 5 1〜5 5を使用したが、 本発明はこれに限定されず、 たとえば、 第 1の実施形態 のカバー層 5に外側に向かって突出する仕切壁部を一体に形成してもよい。

(vi) また、 第 2の実施形態のような多層構造や第 3の実施形態のような分割構 造を組み合わせてもよい。 このような組み合わせは、 タイヤの用途や使用条件、 想定する異物の種類等によって適宜に変更することができる。 発明の効果

本発明によれば、 シーラント剤が気密保持層の内面と力パー層の面とに密着す ることでこれら双方の面から粘着抵抗を受けるので、 タイヤの内圧によるシーラ ント剤の外部への流出が防止される。 そのため、 タイヤの重量を軽減するために シーラント剤の塗布量を少なくしても、 十分な自封作用を得ることができる。 ま た、 シーラント剤の自封作用を得るためにその粘度を低くした場合でも、 シーラ ント剤の流動が気密保持層とカバー層とにより抑制されるので、 車両走行時にお けるシーラント剤の偏りによる車両の振動を防止できる。

さらに、 たとえば木ねじ等の表面に凹凸のある異物が刺さった状態で走行する 場合でも、 その流動が抑制されたシーラント剤により異物の揺動を抑えることが できるので、 異物で形成された孔の拡大を防止することができる。 すなわち、 シ 一ラント剤の粘度を低くして表面に凹凸のある異物への粘着力を高めるとともに、 異物の摇動を抑えて孔の拡大を防止することができる。

また、 たとえばシーラント層をゴム組成物の状態でタイヤの各部材と一緒に貼 り付けていく製造方法において、 生タイヤの加硫時にゴム組成物から発生したガ スが透過性を有するカバー層を通ってタイヤ内部に排出される。 そのため、 ゴム 組成物が変化したシーラント剤と力バー層との間にガスが溜まることがなく、 シ 一ラント剤とカバー層とを確実に密着させることができる。

また、 シーラント剤に混合する補強剤の量を調整するだけで、 シーラント剤の 粘度を自由にコントロールすることができる。

更に、 本発明では、 たとえば釘等の異物が一枚目のカバー層を刺傷させた場合 であってもその刺傷部がその内側のシーラント層により埋められるので、 エアー 漏れをより確実に防止することができる。

さらに、 車両走行時において分割されたシーラント剤ごとにその流動が抑えら れるので、 シーラント剤の偏りによる車両の振動をより確実に防止することがで さる。

Claims

請求の範囲

1 . シーラント剤により形成されるシーラント層が、 タイヤ内を気密に保持す る気密保持層の内面に密着されて設けられるチュープレスタイヤにおいて、 前記シーラント層の内面に密着し、 かつ透過性を有するシートで形成される力 パー層を設けることを特徴とするチュープレスタイヤ。

2 . 前記シーラント剤には、 その粘度を調整する補強剤が混合されることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載のチユーブレスタイヤ。

3 . シーラント剤により形成されるシーラント層と、 このシーラント層の内面 に密着するカバー層とで構成される複合層が、 タイヤ内を気密に保持する気密保 持層の内側に複数設けられるチュープレスタイヤであって、

前記複数の複合層のうち少なくとも最内層の複合層における力パー層が透過性 を有することを特徴とするチューブレスタイヤ。

4 . 前記シーラント剤はタイヤの幅方向または周方向のうち少なくとも一方向 において分割されていることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至請求の範囲第 3 項のうちのいずれか 1項に記載のチューブレスタイヤ。