JP2007253805A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッドを貫通する孔をシール液により塞ぐ構成を有する空気入りタイヤにおいて、トレッドに開いた孔をシール液により塞いだ後に、閉塞状態をより長く安定して保てるようにする。
【解決手段】トレッド２の内側に輪状の液室１１を配設したタイヤ１において、液室１１を構成する外ライナー９をトレッド２の内面から離間させる外側離型シート１２を設け、外側離型シート１２は液室１１内のシール液１３に可溶である。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッドの内側にシール液層を配した空気入りタイヤに関する。

従来、トレッドの内側にシール液層を配した空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この空気入りタイヤは、トレッド面を釘等の異物が貫通して孔が開いた場合に、シール液層からシール液が孔に流れ出て孔を塞ぎ、短時間のうちに空気漏れを防止できるようになっている。
特開平８−３２３８７５号公報

上記従来の空気入りタイヤでは、トレッド面の内側に離型剤を塗布したのちに加硫ゴム性のチューブを重ねて加熱成形していた。このため、加硫後にシール液を注入すると、シール液中に離型剤が浮遊する等の課題があった。
トレッドを貫通した孔をシール液で塞いだ場合、走行中等のトレッドの変形に伴って閉塞箇所に負荷が加わる。閉塞状態をより長期間にわたって安定して保持させるために、閉塞箇所に加わる負荷を軽減する手法が望まれていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、トレッドの内側にシール液を配して、トレッドを貫通する孔をシール液により塞ぐ構成を有する空気入りタイヤにおいて、トレッドに開いた孔をシール液により塞いだ後に、閉塞状態をより長く安定して保てるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、トレッドの内側に輪状のシール液層を配設したタイヤにおいて、前記シール液層を前記トレッドの内面から離間させる離型層を設け、前記離型層は前記シール液に可溶であること、を特徴とする。

この構成によれば、トレッドの内面とシール液層とが離型層を介しており、トレッドを貫通する孔が開いた場合には、シール液層からシール液が流出して孔を塞ぐとともに、孔の周囲において離型層がシール液に溶解する。これにより、シール液が孔に速やかに進入して孔が塞がれるとともに、閉塞した孔の周囲ではトレッドの内面とシール液層との相対移動が可能となり、閉塞状態が確実に、かつ、より長期にわたって保持される。このように、上記構成によれば、トレッドを貫通した孔を速やかに、かつ確実に塞ぐことが可能となり、閉塞状態を長期にわたって保持できる。

また、上記構成において、前記シール液層は、前記トレッドの内側に配設された二重のインナーライナーの間に形成される液室に、前記シール液を封入した構成を有し、前記離型層は、前記トレッドの内側の面と前記インナーライナーとの間に配設され、二重の前記インナーライナーを離間させるライナー間離型層を設けた構成としてもよい。
この場合、トレッド及びインナーライナーを貫通する孔が開いた場合に液室からシール液が流れ出て孔に進入して孔が塞がれる。また、閉塞した孔の周囲では離型層がシール液に溶解するので、トレッドの内面とシール液層との相対移動が可能となり、閉塞状態がより長期にわたって保持される。さらに、ライナー間離型層により、二重のインナーライナーが互いに離間されるので、インナーライナーの間に形成される液室にシール液を注入する作業が容易になり、空気入りタイヤの製造工程における作業効率の向上が期待できる。

また、上記構成において、前記シール液は水性の成分で構成されるものとしてもよい。
ここで、水性の成分で構成されるシール液とは、水を主たる成分とする液体であり、水の他に各種アルコール類、エーテル類、エステル類等の有機物（例えば、エチレングリコール）或いは無機物等の他の物質を含むものであってもよく、固体が混合されたものであってもよい。

また、上記構成において、前記離型層は、ポリビニルアルコールを含む材料で構成されたものとしてもよい。この場合、離型層が、トレッドの変形に追従可能な可撓性を有するので、トレッドとシール液層との密着状態を保つことができ、トレッドに孔が開いた場合に、例えば水性のシール液に容易に溶解することで、トレッドの内側とシール液層とを容易に相対移動可能とさせる。これにより、トレッドの内側とシール液層とが密着した状態を良好に保つことができ、トレッドに孔が開いた場合には、この孔を速やかに、かつ確実に塞ぐことができ、さらに、閉塞状態をより長期にわたって保持できる。

さらに、上記構成において、前記離型層及び前記ライナー間離型層は、共通の材料により構成されたものとしてもよい。この場合、１種類の材料で離型層とライナー間離型層との両方を形成でき、コストの低減を図れる。

本発明によれば、トレッドを貫通する孔が開いた場合に、シール液層のシール液により孔が塞がれるとともに、孔の周囲において離型層がシール液に溶解する。これにより、速やかに孔が塞がれ、閉塞状態が確実に、かつ、より長期にわたって保持される。

また、離型層がトレッドの内側とインナーライナーと共に十分な可撓性を有することでトレッドの変形に追従して、トレッドの内側とインナーライナーとが密着した状態を保つとともに、トレッドに孔が開いた場合には、この孔を速やかに、かつより確実に塞ぐことができ、離型層が溶解することでトレッドの内側とインナーライナーとが相対移動可能となり、閉塞状態をより長期にわたって保持できる。さらに、二重のインナーライナーの間の液室にシール液を注入する作業が容易になり、製造工程における作業効率の向上が期待できる。

さらに、離型層及びライナー間離型層を共通の材料によって構成することで、１種類の材料で離型層とライナー間離型層との両方を形成でき、コストの低減を図れる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施の形態に係るタイヤの構成を示す一部破断斜視図である。また、図２はタイヤの構成を示す断面図である。

これら図１及び図２には、タイヤ１をホイール１６に装着した状態を示す。この装着状態では、タイヤ１のビード５がフランジ１８の内側に嵌め込まれ、ホイール１６のリム１７と、タイヤ１のサイドウォール４及びトレッド２とによって囲まれる空気室７が形成される。空気室７には、ホイール１６に設けられたバルブ（図示略）から、大気圧を超える所定圧力で空気が充填され、この空気の圧力によりビード５がフランジ１８に密着して、空気室７の気密状態が保たれる。

タイヤ１の内側には、二重構造のインナーライナー８及び外ライナー９が全周にわたって配設される。インナーライナー８は、トレッド２からショルダー３及びサイドウォール４を経てビード５に至るタイヤ１の内側の面全体に配設され、リム１７とともに空気室７の外壁を構成する。
また、外ライナー９は、インナーライナー８とタイヤ１の内側の面との間に配設される。外ライナー９は、サイドウォール４に接する位置でインナーライナー８に接合され、この接合部よりトレッド２側（図２中、上側）においては、二重構造となったインナーライナー８と外ライナー９との間に、袋状の液室１１が形成される。この液室１１は、トレッド２の内側において輪状となり、後述するシール液１３が封入されてシール液層を構成する。

液室１１、すなわちインナーライナー８と外ライナー９の間には、液室離型シート１０が敷設される。液室離型シート１０は滑性及び可撓性を有するシートであって、例えば、インナーライナー８と外ライナー９とを接合する前にインナーライナー８と外ライナー９との間に挟み込まれる。液室離型シート１０は、上記接合部を除く箇所でインナーライナー８と外ライナー９との密着を防ぎ、液室１１を確実に形成するために敷設される。
そして、インナーライナー８と外ライナー９とにより形成された液室１１には、例えば注入口（図示略）が設けられ、この注入口から注射器等を用いて、シール液１３が充填される。シール液１３の注入後、液室離型シート１０はシール液１３中に溶解する。従って、液室１１の内容物は、液室離型シート１０とシール液１３との混合物となる。

外ライナー９とタイヤ１の内側の面との間には、外側離型シート１２が敷設される。外側離型シート１２は、液室離型シート１０と同様に滑性及び可撓性を有するシートである。この外側離型シート１２が介在する状態であっても、トレッド２と外ライナー９との間の密着状態が維持される。

液室離型シート１０及び外側離型シート１２は、いずれもポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂製のシートで構成される。その主たる成分はポリビニルアルコールであり、混合物としてメタノール等のアルコール、及び酢酸メチル等の各種化合物を含んでいてもよい。液室離型シート１０及び外側離型シート１２を構成するＰＶＡ樹脂製のシートは、水溶性となるよう重合度及びけん化度が調整されたものであり、水、及び水を主たる成分とする液体に可溶である。また、液室離型シート１０及び外側離型シート１２を構成するＰＶＡ樹脂製のシートの厚みは、例えば２０μｍ程度である。
これら液室離型シート１０及び外側離型シート１２に代えて、液状のＰＶＡ樹脂を塗布することでＰＶＡ樹脂の層を形成すれば、同様の効果を得ることが可能であるが、敷設作業時の作業性等を考慮すると、予めシート状にされたものを用いることが望ましい。
また、液室離型シート１０及び外側離型シート１２として、同一のＰＶＡ樹脂製シートを用いれば、材料の共通化によるコストの低減を図ることができる。

また、シール液１３は、水性、すなわち水を主たる成分とする液体であり、水のみからなるものであってもよいし、水に加え、副成分または添加物として、各種アルコール類、エーテル類、エステル類等の有機物（例えば、エチレングリコール）及び無機物を含むものであってもよく、後述する繊維片１４や粒状体１５のような固体が混合されたものであってもよい。

上記のようにシール液１３を液室１１に充填すると、液室１１に予め敷設されたＰＶＡ樹脂製の液室離型シート１０は、水性のシール液１３に溶解する。従って、シール液１３の充填後、液室１１内のシール液１３は液室離型シート１０が溶解した溶液となっているが、シール液１３の流動性が保持されていれば、問題なく後述する作用が果たされる。

また、シール液１３には、後述するように、繊維片１４（図４）及び粒状体１５（図４）が混合されている。繊維片１４は、天然繊維または合成繊維からなり、その長さはシール液１３の流動性を妨げない程度の長さ、またはそれ以下である。粒状体１５は、合成樹脂または無機材料を粒状または粉末状に成形したものであり、そのサイズはシール液１３内で浮遊し、かつシール液１３の流動性を妨げない程度のサイズに抑えられる。
繊維片１４及び粒状体１５は、液室１１に充填されたシール液１３中を浮遊しており、後述するようにトレッド２及び外ライナー９に孔が開いた場合には、シール液１３とともに液室１１から孔に流れ出て、トレッド２及び外ライナー９の孔を塞ぐシール効果を実現する。

以上のように構成されるタイヤ１のトレッド２を貫通する孔が開いた場合の作用について、説明する。
図３は、タイヤ１に開いた孔が塞がれた状態を示す図である。図３Ａは釘が刺さったままの状態を示し、図３Ｂは釘が脱落した状態を示す。また、図３Ｃは孔が閉塞された後の状態を示す。

図３Ａに示すように、タイヤ１のトレッド２に釘２０が刺さり、トレッド２から空気室７まで貫通した場合、外ライナー９には孔２１ａが形成され、トレッド２には孔２１ｂが形成され、さらにインナーライナー８にも孔２１ｃが生じる。
この場合、図中矢印で示す空気室７の空気圧によって、液室１１内のシール液１３が外ライナー９の孔２１ａからトレッド２の孔２１ｂへ向けて押し出され、孔２１ａ、２１ｂと釘２０との間の隙間を埋める。シール液１３によって埋められた孔２１ａは、外ライナー９の弾性によって孔２１ａを狭める方向の力を受けるので、孔２１ａが埋まった状態が保たれる。これにより、孔２１ａ、２１ｂから空気室７内の空気の漏れが阻止され、空気室７内の空気圧の低下が防止される。
また、図中矢印で示す空気圧によって液室１１がトレッド２側へ押圧されているため、インナーライナー８に孔２１ｃが生じても、液室１１内のシール液１３が空気室７側へ漏れ出ることはない。

図３Ｂに示すように、トレッド２に刺さった釘２０が脱落した場合、液室１１から孔２１ａ内にシール液１３が流れ出て、シール液１３によって孔２１ａが塞がれる。
この孔２１ａを閉塞させたシール液１３は、走行時におけるトレッド２の変形等による外ライナー９との摩擦により、孔２１ｂから外に落ち、再び孔２１ａが開口する可能性がある。このような場合には、図３Ｃに示すように、空気室７の空気圧によって再び液室１１からシール液１３が押し出され、孔２１ａを塞ぐので、孔２１ａは閉塞した状態に保たれる。

図４は、シール液１３によって孔２１ａ、２１ｂを塞ぐ態様を詳細に示す図である。
上述したように、シール液１３には多数の繊維片１４及び粒状体１５が浮遊している。これら繊維片１４及び粒状体１５は、液室１１からシール液１３が流出する際にシール液１３とともに流れ出て、孔２１ａに達する。ここで、繊維片１４が孔２１ａの壁面に引っ掛かる等して孔２１ａ内に蓄積され、その後に孔２１ａに流入した繊維片１４が重ねて蓄積されることで、孔２１ａの大部分が繊維片１４によって埋められる。また、孔２１ａからシール液１３とともに外へ出た繊維片１４が、孔２１ｂの大部分を埋める。加えて、孔２１ａ、２１ｂを埋めた繊維片１４と繊維片１４の隙間には粒状体１５が入り込み、この隙間を埋めるので、孔２１ａ、２１ｂは、繊維片１４と粒状体１５とによって完全に閉塞される。

これは図３Ａ及び図３Ｂに示した場合においても同様であり、シール液１３が孔２１ａに流入することで、シール液１３内を浮遊する繊維片１４及び粒状体１５が孔２１ａに詰まって、孔２１ａ、２１ｂを閉塞する。そして、図３Ｃに示すように孔２１ａに詰まった繊維片１４及び粒状体１５が外へ脱落しても、再び繊維片１４及び粒状体１５がシール液１３とともに孔２１ａに流入して、孔２１ａ、２１ｂを閉塞する。

さらに、上述したように、本実施の形態のタイヤ１においては、トレッド２と外ライナー９との間に外側離型シート１２が敷設され、トレッド２と外ライナー９とが密着した状態を維持している。
ところが、釘２０により孔が開いて、液室１１から孔２１へシール液１３が流出した場合、図４中に符号Ａで示すように、シール液１３によって、孔２１ａの周囲で外側離型シート１２が溶解する。これにより、孔２１ａ、２１ｂにシール液１３が速やかに流入するので、孔２１ａ、２１ｂを速やかに塞ぐことができる。さらに、孔２１ａの周囲においては、外側離型シート１２の溶解に伴ってトレッド２と外ライナー９との間隔がわずかに拡がり、トレッド２と外ライナー９との相対移動が可能となる。このため、トレッド２の変形に対しても、外ライナー９が移動することで、孔２１ａ内に詰まった繊維片１４及び粒状体１５がトレッド２の孔２１ｂ側へ引き出されて脱落することがなく、孔２１ａが閉塞した状態が保持され、孔２１ａ、２１ｂの閉塞状態をより長期にわたって安定して保持できる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、インナーライナー８にシール液１３を注入するための注入口及び弁を設けてもよく、その他の細部構成等についても本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。

タイヤの一部破断斜視図である。 タイヤの断面図である。 タイヤを貫通する孔を塞いだ状態を示す断面図である。 閉塞された孔の状態を示す断面図である。

符号の説明

１ タイヤ
２ トレッド
３ ショルダー
４ サイドウォール
５ ビード
７ 空気室
８ インナーライナー
９ 外ライナー
１０ 液室離型シート
１１ 液室
１２ 外側離型シート
１３ シール液
１４ 繊維片
１５ 粒状体
１６ ホイール
１７ リム
１８ フランジ
１９ スポーク
２０ 釘
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 孔

Claims (5)

1. トレッドの内側に輪状のシール液層を配設したタイヤにおいて、前記シール液層を前記トレッドの内面から離間させる離型層を設け、前記離型層は前記シール液に可溶であること、
   を特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記シール液層は、前記トレッドの内側に配設された二重のインナーライナーの間に形成される液室に、前記シール液を封入した構成を有し、
   前記離型層は、前記トレッドの内側の面と前記インナーライナーとの間に配設され、
   二重の前記インナーライナーを離間させるライナー間離型層を設けたこと、
   を特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記シール液は水性の成分で構成されることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記離型層は、ポリビニルアルコールを含む材料で構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記離型層及び前記ライナー間離型層は、共通の材料により構成されたことを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤ。
   
   

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