JP2008189131A

JP2008189131A - ランフラットタイヤ及びランフラットタイヤとリムとの組立体

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Publication number: JP2008189131A
Application number: JP2007025527A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kono; 好秀河野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-05
Also published as: JP5087289B2

Abstract

【課題】構造が比較的に単純であり、従来のリムが使用可能でありながら、従来技術に比べて軽量なランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】ランフラットタイヤ１は、ビードコア２を埋設した一対のビード部３、ビード部３からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部４、及び両サイドウォール部４、４間にまたがって延びるトレッド部５を有する。両ビード部４、４間に、タイヤ１をリム７に装着した際にこれらタイヤ１とリム７との間に画定される空間をタイヤ径方向内側室８及び外側室９の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜６を配設する。内側室８と外側室９は、隔膜６に設けられた通気量を規制する手段１０を介して連通している。
【選択図】図１

Description

この発明は、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安全な停止が可能で、ある程度の距離の走行が可能であるランフラットタイヤ及びかかるランフラットタイヤとリムの組立体に関し、特にかかるタイヤ及び組立体の軽量化と汎用性の向上を図る。

ランフラットタイヤとしては、空気のう、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、これら従来のランフラットタイヤは、構造が複雑なため、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。また、空気のうに空気を充填するためのバルブや、中子を取り付けるための構造を具えた専用のリムを準備しなければならない場合もあった。

比較的単純な構造のランフラットタイヤとして、例えば特許文献１及び２には、両ビード部間に配設した膨張可能な環状の隔膜により、タイヤの内部空間を、リムに隣接する内側室とタイヤのトレッド部内面に隣接する外側室の２室に分画したタイヤが記載されている。かかるタイヤでは、内側室及び外側室に空気を充填した状態で通常の走行を行い、パンク等により外側室の空気が抜け、内圧が低下した場合には、隔膜がタイヤ内面に接触するまで内側室内の空気が膨張することで、ランフラット走行を可能としている。

特公昭３７−１７５４号公報米国特許第３，０１８，８１３号明細書

しかし、特許文献１に記載されたランフラットタイヤは、外側室に空気を充填するためのバルブをタイヤのサイドウォール部に設ける必要があり、これはタイヤの製造工程を複雑にする上、タイヤの重量が増加し、ユニフォミティ等のタイヤの性能を損なうという問題があった。また、特許文献２に記載されたランフラットタイヤは、隔膜の外径が大きいので走行中に突起を乗り越えた場合等にタイヤ内面と隔膜が接触し、その結果、隔膜が損傷を受ける可能性があった。

したがって、この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、構造が比較的に単純であり、従来のリムが使用可能でありながら、従来技術に比べて耐久性の高いランフラットタイヤを提供することにある。

前記の目的を達成するため、この発明に従うランフラットタイヤは、ビードコアを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を有するランフラットタイヤにおいて、タイヤをリムに装着した際にこれらタイヤとリムとの間に画定される空間をタイヤ径方向内側及び外側の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜を配設してなり、前記内側室と外側室は、前記隔膜に設けられた通気量を規制する手段を介して連通してなることを特徴とするものである。かかる構成を採用することにより、タイヤがパンクした場合にも、外側室内の空気が抜けるのみで、内側室内の空気が膨張して荷重支持を肩代わりするので、ランフラット走行が可能となる。また、従来のタイヤに隔膜を追加しただけの構成であるので、構造が比較的単純で、かつ軽量である。さらに、フィルタを介して内側室から外側室に空気を供給することができるので、従来のリムに装着することが可能である。加えて、隔膜がタイヤ内面に接触するおそれが少なく、損傷のおそれも少ない。

この隔膜は、タイヤをリムに装着した際に、これらタイヤとリムの間に画定される空間をタイヤ径方向内側と外側の２室に分画するように配設されるものであればよいが、両ビード部間に配設されることが好ましく、例えばその両幅端部がリム装着時にリムに押圧されるように配設される。

また、通気量規制手段としては、内側室と外側室の間を連通しつつ、通気量、すなわち内側室と外側室の間の空気の流通量を規制して、その差圧を調節できるものであれば特に限定されないが、内側室と外側室の連通を遮断することなく維持することが必要であり、軽量化の観点からはフィルタ手段又は小孔とすることが好ましい。

通気量規制手段としてフィルタ手段を用いる場合には、不織布を用いることが好ましく、この不織布としては目付が５〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲内にあることが特に好ましい。

通気量規制手段として小孔を用いる場合には、その直径が０．５〜５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

さらに、通気量規制手段は、タイヤをリムに装着し所定の内圧を充填した状態にて、内側室の内圧を外側室の内圧以上に調整することが好ましく、内側室の内圧を外側室の内圧の１００〜１１０％の範囲内に調整することがさらに好ましい。このように差圧を調節することで、隔膜がリムやタイヤ内面と接触して破損することを防止しつつ、内圧低下時には迅速に内側室内の空気が膨張することができる。

そして、この発明に従うランフラットタイヤとリムの組立体は、前記のいずれかのランフラットタイヤをリムに装着してなるものである。

この発明によれば、従来のランフラットタイヤに比較して、単純な構造で内圧低下時の荷重支持を行うので、軽量化を図ることができ、かつ、従来のリムへの装着が可能であることから汎用性が向上する。

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ランフラットタイヤ（以下「タイヤ」という。）をリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面を、内圧を適用する前後の状態で示しており、図２は、図１に示すタイヤにおいて内圧が低下しランフラット走行になった状態をそれぞれ示している。

図示の実施例のタイヤ１は、ビードコア２を埋設した一対のビード部３と、このビード部３からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部４と、両サイドウォール部４、４の間にまたがって延びるトレッド部５を有する。なお、図示は省略したが、このタイヤは、慣例に従い、カーカス、ベルト層等の他のタイヤ構成部材も有する。

また、タイヤの内部には、膨張可能な環状の隔膜６がタイヤの全周にわたって配設されている。この隔膜６は、タイヤ１をリム７に装着した際に、タイヤ１とリム７との間に画定される空間を、タイヤ径方向内側に位置しリム７に隣接する内側室８と、タイヤ径方向外側に位置しタイヤ１の内面に隣接する外側室９との２室に分画している。さらに隔膜６には、内側室８と外側室９の間の通気量を規制する手段であるフィルタ手段１０が設けられており、内側室８と外側室９はこのフィルタ手段１０を介して連通している。かかる隔膜６は、例えばゴム、ゴムと不織布との複合体、ＴＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマー）等の樹脂等の空気不透過性かつ伸張性の材料で構成することができ、特に外側室９の内圧が低下した際の隔膜６の伸張（破断伸び）を考慮するとＴＰＯを用いることが好ましい。また、隔膜6は、その厚さが１〜３ｍｍの範囲内にあることが好ましい。その理由は、厚さが１ｍｍ未満の場合には、隔膜６がタイヤ内面と接触した際に異物と干渉し、隔膜が損傷するおそれがあるからであり、３ｍｍを超える場合には、タイヤの質量が増加する結果、燃費性等のタイヤ性能を損なうおそれがあるからである。

リム７に設けられた空気充填用バルブ１１を介して内側室８に空気を供給すると、供給された空気の一部がフィルタ手段１０を介して外側室９に供給される。そして、内側室８の内圧が所定の値に到達した時点で空気の供給を停止するとフィルタ手段１０により差圧が調整される。内圧が正常な状態では、隔膜６はトレッド部５の内面及びリム７とは図１に示す非接触な状態に維持されるため、擦れ等により損傷することがない。

パンク等によりタイヤに破損が生じ、外側室９の空気が流出して内圧が低下した場合には、内側室８内の空気が膨張し隔膜６がタイヤ内面に接触し、図２に示すような状態となる。これにより、タイヤに加わる荷重は、内側室８内の空気が肩代わり支持するので、少なくとも車両が完全に停止するまでの間、安全にランフラット走行を行うことができる。なお、隔膜６にフィルタ手段や後述する小穴等の通気量を規制する手段を設けているが、外側室９の内圧が急激に低下した場合にも、通気量が規制されていることから、内側室８の内圧が低下するには時間がかかるので、差圧の変化により隔膜６は拡張するのである。

このように、この発明によれば、外側室９に空気を充填するための充填バルブを必要としないので、従来のリムが使用可能であり、また、一般的な構造の空気入りタイヤに比較的構造が単純で軽量な隔膜６を追加しただけでランフラットタイヤを構成することができるので、金属性の中子をタイヤ内に配置したり、タイヤの内部空間にシーラント剤を充填したりしていた従来のランフラットタイヤに比べて大幅な軽量化が図れる。

フィルタ手段１０としては、隔膜６を構成する材料に孔を開け、この孔を不織布で覆うことによってフィルタ手段１０を構成している。このようにフィルタ手段として不織布を用いると、バルブを用いた場合に比べて、一層の軽量化が図れる上、フィルタ手段を設けた部分と設けていない部分の質量の差が少なく、タイヤのユニフォミティを損なうこともない。また、不織布は繊維を３次元構造に重ねあわせ結合した多孔質のシートであるため、内側室と外側室の間の円滑な空気の流通を妨げることはないが、圧力損失に起因した差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができる。そして、この差圧は、不織布の目付を適宜に選択することによって調節することができる。

この発明に適用可能な不織布は、圧力損失に起因した差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができるものであれば特に限定されず、例えば天然繊維、合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等を、スパンボンド、サーマルボンド、ケミカルボンド、ニードルパンチ、ステッチボンド等により結合させたものを用いることができる。特に好適な不織布は、ＰＥＴ繊維をゴム系ボンドにより結合させたものである。

なお、図にはタイヤの略赤道面上にフィルタ手段１０を設けた例を示したが、その配設位置はこれに限定されず、例えばサイドウォール部４に対向するように配設することもできる。また、フィルタ手段の大きさや個数は、タイヤサイズ、使用時の内圧、不織布の強度等に応じて適宜に増減することができる。

目付の高い不織布を用いると、これを通過できる空気の流量が制限されるため、空気充填バルブ１１を介して空気を供給した際に、一時的に内側室８と外側室９との間の差圧が大きくなり、隔膜６が降伏点を越えて変形する場合がある。これを防ぐ観点からは、不織布の目付を１０００ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。一方、目付の低い不織布は強度も低いため、隔膜６の全体としての強度を確保する観点から、不織布の目付を５ｇ／ｍ^２以上とすることが好ましい。

図３は、この発明に従う他のタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面を、内圧を適用する前後の状態で示している。なお、図１に示す実施例のタイヤと同一の部分には、同一の符号を用いてその説明を省略する。

この実施例では、通気量規制手段として小孔１２を隔膜６に設けている。これによって、フィルタ手段を用いた場合と同様に、外側室９に空気を充填するための充填バルブを必要としないので、従来のリムが使用可能であり、また、一般的な構造の空気入りタイヤに比較的構造が単純で軽量な隔膜６を追加しただけでランフラットタイヤを構成することができるので、金属性の中子をタイヤ内に配置したり、タイヤの内部空間にシーラント剤を充填したりしていた従来のランフラットタイヤに比べて大幅な軽量化が図れる。また、バルブを用いた場合に比べて、一層の軽量化が図れる上、小孔を設けた部分と設けていない部分の質量の差が少なく、タイヤのユニフォミティを損なうこともない。さらに、内側室と外側室の間の円滑な空気の流通を妨げることはないが、圧力損失に起因した差圧を内側室と外側室の間に生じさせることができる。そして、この差圧は、小孔の直径を適宜に選択することによって調節することができる。小孔の直径としては０．５〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。これは、直径が０．５ｍｍ未満の場合には、内圧充填時に内側室の圧力が上がりすぎて隔膜が拡張してしまうおそれがあるからであり、５ｍｍを超える場合には、パンク等により外側室の内圧が低下した際に、外側室内の空気とともに内側室の空気もタイヤ外に流出してしまい、ランフラット機能を確保できないおそれがあるからである。

急激に内圧が低下した際にも安全に走行を続けるためには、タイヤが迅速にランフラット走行状態に移行できることが好ましく、したがって隔膜６が内圧低下時に直ちに拡張することが好ましい。この観点からは、内側室８の内圧が外側室９の内圧と同じかそれ以上であることが好ましい。これにより、内圧低下の開始と同時に内側室８内の空気が膨張するからである。しかし、通常走行状態で隔膜６に大きな張力が加わっていると、長期間使用した場合に、隔膜６がクリープ変形してタイヤ内面に接触し破損するおそれがある。これを防止する観点からは、内側室８の内圧を外側室９の内圧の１０％以下とすることが好ましい。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、隔膜６の外周面にシーラントを塗布することもでき、これによれば、パンクの原因となった釘等がタイヤに刺さったままの状態で隔膜６が拡張してもこれが損傷するのを防止することができる。さらに、タイヤの内側室８及び外側室９の少なくとも一方に内圧センサを設けておき、内圧が低下した際に運転者に異常の発生を伝えることもできる。

以上の説明から明らかなように、この発明によって、従来のランフラットタイヤに比較して単純な構造で内圧低下時の荷重支持を行うことにより、軽量で、かつ、従来のリムへの装着が可能であるという汎用性の高いランフラットタイヤを提供することが可能となった。

この発明に従う代表的なランフラットタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面図であり、内圧を適用する前後の状態を示す。図１に示すランフラットタイヤの、内圧が低下したランフラット走行状態におけるタイヤ幅方向断面図である。この発明に従う他のランフラットタイヤをリムに装着して構成したタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向における断面図であり、内圧を適用する前後の状態を示す。

符号の説明

１タイヤ
２ビードコア
３ビード部
４サイドウォール部
５トレッド部
６隔膜
７リム
８内側室
９外側室
１０フィルタ手段
１１空気充填用バルブ
１２小孔

Claims

ビードコアを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を有するランフラットタイヤにおいて、
タイヤをリムに装着した際にこれらタイヤとリムとの間に画定される空間をタイヤ径方向内側及び外側の２室に分画する、膨張可能な環状の隔膜を配設してなり、
前記内側室と外側室は、前記隔膜に設けられた通気量を規制する手段を介して連通してなることを特徴とするランフラットタイヤ。
前記隔膜は前記両ビード部間に配設される、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
前記通気量規制手段はフィルタ手段である、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
前記フィルタ手段は不織布を含む、請求項３に記載のランフラットタイヤ。
前記不織布は目付が５〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲内にある、請求項４に記載のランフラットタイヤ。
前記通気量規制手段は小孔である、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。
前記小孔は、直径が０．５〜５ｍｍの範囲内にある、請求項６に記載のランフラットタイヤ。
前記通気量規制手段は、タイヤをリムに装着し所定の内圧を充填した状態にて、前記内側室の内圧を前記外側室の内圧以上に調整する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
前記通気量規制手段は、タイヤをリムに装着し所定の内圧を充填した状態にて、前記内側室の内圧を前記外側室の内圧の１００〜１１０％の範囲内に調整する、請求項８に記載のランフラットタイヤ。
請求項１〜９のいずれか一項に記載のランフラットタイヤとリムの組立体。