CN1662396A - 轮胎/车轮组装体 - Google Patents

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Abstract

一种在充气轮胎的空洞部内，插入有由将外周侧作为支撑面同时将内周侧叉开成两股状的环状壳体、和将前述两股状的叉开端部支撑在轮辋上的弹性环构成的泄气行驶用支撑体的轮胎/车轮组装体。前述环状壳体在与前述弹性环相连结的端部上形成弯曲部，同时将前述弹性环的与周方向正交的剖面的形状形成为两侧面鼓出的酒桶形；在该弹性环的剖面上，将相对于以从前述轮辋上的隆起的顶点P1连接至前述弯曲部的轴方向内端P3的方式延伸的接线L1鼓出的最大厚度A设为3～6mm，将相对于以从通过胎圈填充芯的质心且与轮胎轴平行的线L3和轮胎胎圈部内面的交点P2连接至前述弯曲部的轴方向外端P4的方式延伸的接线L2鼓出的最大厚度设为1～5mm。

Description

轮胎/车轮组装体
技术领域
本发明涉及轮胎/车轮组装体，进而详细地说，涉及通过轮胎胎圈(轮胎卷边)部的防脱落(脱离)性的提高，进一步提高泄气行驶(漏气行驶)耐久性的轮胎/车轮组装体。
背景技术
因市场的要求，提出了多种即便在车辆的行驶中充气轮胎发生被扎泄气的情况下，也可实现数百km左右的紧急行驶的技术方案。在这样的多种提案，特开平10-297226号公报和特表2001-519279号公报所提出的技术，是在轮辋式安装的充气轮胎的空洞部内侧的轮辋上安装芯体，通过由该芯体支撑被扎的轮胎可实现泄气行驶技术。
上述泄气行驶用芯体(支撑体)，由具有在将外周侧作为支撑面的同时将内周侧叉开的叉开结构(叉腿结构)的环状壳体，且在其两脚部上安装有弹性环的结构构成，并经由该弹性环而被支撑在轮辋上。由于根据该泄气行驶用芯体，不用给现有的轮胎/车轮组装体添加任何特别的改造就能够直接使用，因此具有能够不给市场带来混乱地被接受的优点。
但是，在具备上述结构的轮胎/车轮组装体(车轮)中，有时在轮胎被扎而泄气行驶之际，轮胎胎圈部从轮辋脱落，从而不能实现以后的泄气行驶的情况。因此，作为泄气行驶用芯体(支撑体)，虽然具有在泄气行驶时能支撑车身载荷(载重)的功能是最重要的要求特性，但同时相对于轮胎胎圈部，具有良好的防止脱落功能，在提高泄气行驶耐久性上，也变为重要的要求特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过提高对于轮胎胎圈部的防脱落性而进一步提高泄气行驶耐久性的轮胎/车轮组装体。
为了达成上述目的，本发明的轮胎/车轮组装体，是在充气轮胎的空洞部内，插入有由将外周侧作为支撑面同时将内周侧叉开成两股状的环状壳体、和将前述两股状的叉开端部支撑在轮辋上的弹性环构成的泄气行驶用支撑体的轮胎/车轮组装体；其中前述环状壳体在与前述弹性环相连结的端部形成弯曲部，同时将前述弹性环的与周方向正交的剖面的形状形成为两侧面鼓出的酒桶形，在该弹性环的剖面中，将相对于以从前述轮辋上的隆起的顶点P1连接到前述弯曲部的轴方向内端P3的方式延伸的接线L1鼓出的最大厚度A设为3～6mm，将相对于以从通过胎圈填充芯的质心且与轮胎轴平行的线L3和轮胎胎圈部内面的交点P2连接到前述弯曲部的轴方向外端P4的方式延伸的接线L2鼓出的最大厚度B设为1～5mm。
由于这样将泄气行驶用支撑体的弹性环形成为酒桶形剖面，同时将被接线L1和L2所夹持的剖面区域作为载荷传递部，使其半径方向内端部至少与从轮辋上的隆起顶点到轮胎胎圈部内面的与胎圈填充芯的质心相对应的交点P2为止的区域相触接，因此可经由向斜方倾斜的轮胎胎圈部内面，将载荷的一部分作为向轮辋凸缘侧的分力来负荷，并在与轮辋凸缘之间稳固地夹持轮胎胎圈部。并且，由于向轮辋凸缘侧的分力通过胎圈填充芯的质心，因此可进一步增大对轮胎胎圈部的夹持压力，并进一步提高对胎圈部的防止脱落效果。
附图说明
图1是展示本发明的实施形态的轮胎/车轮组装体的主要部分的子午线剖面图。
图2是放大展示图1的轮胎/车轮组装体的轮胎胎圈部的部位的局部放大剖面图。
图3是放大表示本发明的另一的实施形态的弹性环的部位的局部放大剖面图。
具体实施方式
在本发明中，泄气行驶用支撑体是作为被插入到充气轮胎的空洞部的环状体而形成的。该泄气行驶用支撑体，外径以与充气轮胎的空洞部内面之间保持一定距离的方式形成为比空洞部内径小，并且内径被形成为与充气轮胎的胎圈部内径大体相同的尺寸。并且，该泄气行驶用支撑体，以被插入充气轮胎的内侧的状态与充气轮胎一起被轮辋组装到车轮上，构成轮胎/车轮组装体。当将该轮胎/车轮组装体安装在车辆上而在行驶中充气轮胎被扎时，由于该被扎后瘪下来的轮胎处于被泄气行驶用支撑体的外周面支撑的状态，因此可实现泄气行驶。
上述泄气行驶用支撑体将环状壳体和弹性环作为主要部分而构成。
环状壳体，为了支撑被扎后的轮胎在外周侧(外径侧)上形成连续的支撑面，内周侧(内径侧)将左右的侧壁作为腿部而成为叉开两股状的形状。外周侧的支撑面，以在与其周方向正交的横断面上的形状向外径侧成凸曲面的方式形成。环状壳体外周侧的凸部的个数既可以是1个也可以是2个或其以上的多个。但是，由于在将凸部的个数设为多个的情况下，可以使泄气行驶时支撑的载荷分散在多个凸部上，因此作为整体，可提高环状壳体的耐久性。
由于本发明的泄气行驶用支撑体，必须经由被扎后的轮胎支撑车辆重量，因此环状壳体由刚性材料构成。在其构成材料中，可使用金属、树脂等。其中作为金属，可列举钢、铝等。另外，作为树脂，可以是热塑性树脂以及热硬化性树脂的任何一种。作为热塑性树脂，可列举尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、ABS等，另外作为热硬化性树脂，可列举环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。树脂可以单独使用，也可以配合加强纤维作为纤维强化树脂来使用。
弹性环，被分别安装在环状壳体的内径侧的成两股状的两腿部的端部上，通过触接在左右的轮辋座(轮辋缘片(リムシ一ト))上而支撑来自于环状壳体的载荷，但在本发明中，为了进一步提高防止轮胎胎圈部从轮辋上脱落的作用，形成为后述的特别的结构。弹性环由橡胶或弹性树脂构成，除了缓和环状壳体从被扎后的轮胎承受的冲击和振动之外，还进行相对于轮辋座的防滑，从而稳定支撑环状壳体。
在本发明中，上述环状壳体在与弹性环连结的部分(端部)上具有凸缘状的弯曲部。通过具有这样的弯曲部，可增大与弹性环的接合面积，并得到较大的连结强度。进而，通过该弯曲部，可将被后述的两条接线L1、L2夹着的载荷传递的剖面区域确保在一定的大小，可将来自于环状壳体的载荷以稳定状态传递给轮辋以及轮胎胎圈部。
另一方面，弹性环，在与周方向正交的剖面上的形状被形成为向两侧面鼓出那样的酒桶形(鼓形)。并且，在该酒桶形的鼓出剖面形状中，其一侧的鼓出部，相对于以从轮辋座的隆起的顶点P1连接至环状壳体端部的弯曲部的轴方向内端P3的方式延长的接线L1，以最大厚度A为3～6mm、优选为4～5mm的方式鼓出。另外，将穿过胎圈填充芯的质心且与轮胎轴平行的线L3和轮胎胎圈部内面的交点作为P2，相反一侧的鼓出部，相对于以从该交点P2连接至环状壳体端部的弯曲部的轴方向外端P4的方式延长的接线L2，以最大厚度B为1～5mm、优选为1.5～3.5mm的方式鼓出。
上述鼓出部只要是形成为酒桶形的，无论是台形还是圆滑的曲线的山形都可以。最好是至少成为最大厚度的部位是直径方向的中央。再者，在此所谓的隆起的顶点P1，当隆起是具有同一高度的宽度的顶部时，就用该顶部的宽方向的中央点作为隆起的顶点P1。
由于弹性环的剖面形状是上述那样的酒桶形，所以对泄气行驶时作用在环状壳体上的载荷，经由弹性环而至少由轮辋上的隆起顶点P1来支撑，同时也由轮胎胎圈部内面的与胎圈填充芯质心相对应的交点P2来支撑，通过向斜方倾斜的轮胎胎圈部内面产生向轮辋凸缘侧的分力，从而将轮胎胎圈部牢固地夹持在其与轮辋凸缘之间。因而，可以防止在泄气行驶时轮胎胎圈部从轮辋上脱落。这样的防止泄气行驶时的胎圈部的脱落效果，如果不使鼓出部的最大厚度A和B满足上述的范围的下限，就会降低。另外，一旦超过上限，便会导致泄气行驶用支撑体的重量增加。
由上述的泄气行驶用支撑体稳定支撑车辆重量的效果，和为了防止胎圈部的脱落而使向轮辋凸缘侧的分力稳定地产生的效果，可通过优选将上述接线L1的相对于与轮胎轴垂直的方向的倾斜角度α设定在10°～20°的范围内，更优选设定在12°～17°的范围内，而进一步提高。
在本发明中，更优选为，在呈酒桶形的剖面形状的弹性环的轴方向外侧的侧面上，并且在其径向外侧的区域的一部分上，设置沿周方向延伸的凹部。通过设置该凹部，可一面发挥稳定支撑上述的车辆重量的稳定支撑效果和防止轮胎胎圈部的从轮辋上脱落的效果，一面提高泄气行驶用支撑体的轮辋组装性。
如上述的那样，呈酒桶形的剖面形状的弹性环，由于相对于轴方向的载荷的弯曲刚性增大，所以存在有在直接将这种结构加以应用的状态下泄气行驶用支撑体的轮辋组装性会低下的情况。由于泄气行驶用支撑体的轮辋组装，是以插入到充气轮胎的内侧的状态，与仅充气轮胎单独地轮辋组装时同样地将内径侧的弹性环嵌入轮辋的凹下部，一面添加空气内压一面搁浅在轮辋座上来进行的，因此当弹性环的弯曲刚性较大时，就会因其弯曲阻力的增大而使得轮辋组装操作性降低。
但是，如果如上述那样在弹性环的轴方向外侧的侧面上设置沿周方向延伸的凹部，则在该凹部的部位，弹性环就较容易弯曲，可使轮辋组装性变得良好。另外，虽然设置了这样的凹部，但由于弹性环是酒桶形剖面形状，因此只要凹部的深度和位置合适，就不会损害泄气行驶用支撑体的载荷支撑和胎圈部的防止脱落功能。
作为上述凹部的最大深度，最好以上述接线L2为基准，将距该接线L2的距离D设定为向内侧在2mm以内，向外侧在1mm以内。另外，凹部的最大深度的位置，为了减小弯曲阻力，最好设在比环状壳体端部的弯曲部的埋设位置更靠近半径方向内侧处。进而具体的说，最好是将从环状壳体的弯曲部的径向最内面到凹部的最大深度的中心为止的半径方向距离H2，设为从环状壳体的弯曲部的径向最内面到隆起顶点P1的半径方向距离H1的10～35％，更优选设为20～25％。
再者，在此所谓的最大深度的中心，在最大深度的位置只有1点的情况下，指的是该1点；另外在最大深度是以相同的深度连续存在的时候，指的是该相同深度的径向长度的中心。
另外，在环状壳体端部的弯曲部上，特别是在其自由端(轴方向外端P4)的周围的弹性环材料内有应力集中，容易产生剥离。为了防止这样的弹性环材料的剥离，优选为至少以弹性环材料为5mm或其以上的厚度包裹在轴方向外端P4上。
以下，参照附图具体地说明本发明。
图1是展示本发明的实施形态的轮胎/车轮组装体(车轮)的主要部分的轮胎宽方向剖面图(子午线剖面图)。
1是车轮外周的轮辋，2是充气轮胎，3是泄气行驶用支撑体。这些轮辋1、充气轮胎2、泄气行驶用支撑体3，以图未示的车轮的旋转轴为中心，共轴地形成为环状。
泄气行驶用支撑体3，包括由金属、树脂等刚性材料形成的环状壳体4、和由硬质橡胶、弹性树脂等弹性材料形成的弹性环5。环状壳体4被形成为在外周侧上沿着轮胎宽方向并列有两个由凸曲面构成的凸部4a、4a。该环状壳体4的内周侧的两侧壁，分别作为腿部6、6而叉开成两股状，并分别在端部上安装着弹性环5、5。
以上述方式构成的泄气行驶用支撑体3，以被插入到充气轮胎2的内侧的状态，将弹性环5、5与胎圈部2b、2b一起同时安装在轮辋1的轮辋座1s、1s上。在各胎圈部2b上，沿着轮胎周方向呈环状地埋设有胎圈填充芯7，通过该胎圈填充芯7的埋设，可赋予胎圈部2b以刚性。
在上述环状壳体4的两端部上，如图2所示，分别形成凸缘状的弯曲部4f、4f，以将该弯曲部4f埋设在环状的弹性环5的外周侧的方式连结成一体。该弹性环5，在与周方向正交的剖面(子午线剖面图)上的形状，作为整体被形成为酒桶形，在两侧部上具有鼓出部5a、5b。
一侧的鼓出部5a，以距离接线L1的最大厚度A为3～6mm、优选为4～5mm的方式鼓出，其中所述的接线L1，是以从轮辋座1s上的隆起1h的顶点P1(平坦的宽方向的中心点)连接至环状壳体4的弯曲部4f的轴方向内端P3的方式延伸的接线。另外，将穿过胎圈填充芯7的质心G的与轮胎轴平行的线L3与轮胎胎圈部2b内面交叉的交点作为P2，则相反一侧的鼓出部5b，以距离接线L2的最大厚度B为1～5mm、优选为1.5～3.5mm的方式鼓出，其中所述的接线L2是以从所述交点P2连接至环状壳体4的弯曲部4f的轴方向外端P4的方式延伸的接线。这些鼓出部5a、5b只要作为整体形成为酒桶形形状即可，既可以是台形也可以是圆滑的曲线的山形。
上述那样的酒桶形的横剖面形状的弹性环5，由于其径向内侧的端部，至少与轮辋座1s上的隆起1h的顶点P1、和轮胎胎圈部内面的交点P2触接，所以，在由轮辋座1s支撑来自于环状壳体4的载荷的同时，通过由轮胎胎圈部2b支撑载荷的一部分，产生向轮辋凸缘1f的分力，从而在与轮辋凸缘1f之间稳固地夹持轮胎胎圈部2b。由于该向轮辋凸缘侧的分力通过胎圈填充芯7的质心G，因此可进一步增大轮胎胎圈部2b的固定作用，发挥良好的防止轮胎胎圈部脱落的效果。这种防止胎圈部脱落的效果，可通过以下的优选方案进一步提高，即，优选为将上述接线L1的相对于与轮胎轴垂直的方向的倾斜角度α设定在10°～20°的范围内，更优选为设定在12°～17°的范围内。
在图示的弹性环5上，在轴方向外侧的侧面、且在径向外侧的区域上，设置沿周方向延伸的凹部8。由于通过该凹部8的形成，可将该凹部8作为弯曲部而使弹性环5变得容易弯曲，因此可使泄气行驶用支撑体3的轮辋组装性良好。
凹部8的最大深度，作为相对于上述接线L2的距离D，设定为向内侧在2mm以内，向外侧在1mm以内。另外，凹部8的最大深度的位置，作为距离环状壳体4的弯曲部4f的径向最内面的半径方向距离H2，设定为从环状壳体4的弯曲部4f的径向最内面到隆起顶点P1的半径方向距离H1的10～35％，优选设定为20～25％。再者，在此所谓的最大深度的位置，在如图2那样的最大深度在同一深度连续存在时，采用其半径方向长度的中心点；另外如图3的例子那样，在最大深度只是1个部位的时候，采用该1个部位。
另外，环状壳体4的弯曲部4f的轴方向外端P4，用弹性环5的橡胶材料以至少5mm或其以上的厚度将其周围覆盖。通过这样用弹性环5来覆盖，可降低因集中在弯曲部4f的轴方向外端P4上的应力所导致的剥离故障。
实施例
将轮胎尺寸和轮辋尺寸分别设为205/55R16、16×6 1/2JJ，另外将泄气行驶用支撑体的环状壳体用厚度1mm的钢板来成形，将弹性环用JIS-A硬度85的橡胶形成为图2所示的酒桶形剖面，并且将接线L1的倾斜角度α设为10°，将凹部的深度D设为0mm，将位置H2设为H1的20％，对于以上各点设为共通的同一条件，另外使酒桶形的鼓出部的最大厚度A以及B分别如表1那样有所不同，由此制作实施例1～10以及比较例1～5的轮胎/车轮组装体(车轮)。
对上述15种轮胎/车轮组装体，通过下述的测定方法来测定泄气行驶耐久性和胎圈部的从轮辋脱落的有无，并在表1中展示其结果。
从表1的结果可知，本发明的轮胎/车轮组装体，全都没有胎圈部的脱落，并显示出了良好的泄气行驶耐久性。但是，弹性环没有在至少一侧上形成鼓出部的比较例1～3，全都得到泄气行驶耐久性较低的结果。另外，比较例4和5，泄气行驶耐久性无可挑剔，但因重量太大，所以也不理想。
(泄气行驶耐久性)
将轮胎气压设为0而将试验用轮胎/车轮组装体安装在排气量2500cc的乘用车的前轮左侧，其他的轮胎设为200kPa，由试车司机驾驶以90km/h时速在环绕道路上行驶，来测定直到轮胎胎圈部从轮辋脱落而不能行驶为止的行驶距离，和轮胎胎圈部没有脱落的情况下直到轮胎或泄气行驶用支撑体破损为止的行驶距离。
评价是以将用比较例1的轮胎/车轮组装体测定的行驶距离作为100的指数来表示的。指数越大就意味着泄气行驶耐久性越好。
                               表1
最大厚度A 最大厚度B 泄气行驶耐久性(指数) 胎圈脱落
比较例1     0     0     100     有
比较例2     5     0     95     无
比较例3     0     3     100     有
实施例1     2     3     101     无
实施例2     3     3     103     无
实施例3     4     3     105     无
实施例4     5     3     111     无
实施例5     6     3     113     无
比较例4     8     3     115     无
实施例6     4     1     102     无
实施例7     4     1.5     103     无
实施例8     4     3.5     106     无
实施例9     4     4     107     无
实施例10     4     5     109     无
比较例5     4     8     113     无
根据上述本发明，由于在将泄气行驶用支撑体的弹性环形成为酒桶形剖面的同时，将被接线L1和L2所夹持的剖面区域作为载荷传递部，使其半径方向内端部至少与从轮辋上的隆起顶点到轮胎胎圈部内面的与胎圈填充芯的质心相对应的交点P2为止的区域相触接，因此可经由向斜方倾斜的轮胎胎圈部内面，将载荷的一部分作为向轮辋凸缘侧的分力来负荷，将轮胎胎圈部牢固地夹持在与轮辋凸缘之间。并且，由于向轮辋凸缘侧的分力通过胎圈填充芯的质心，因此可进一步增大对轮胎胎圈部的夹持压力，并进一步提高对胎圈部的防止脱落效果。

Claims (7)

1.一种轮胎/车轮组装体，它是在充气轮胎的空洞部内，插入有由将外周侧作为支撑面同时将内周侧叉开成两股状的环状壳体、和将前述两股状的叉开端部支撑在轮辋上的弹性环构成的泄气行驶用支撑体的轮胎/车轮组装体；其中前述环状壳体在与前述弹性环相连结的端部形成弯曲部，同时将前述弹性环的与周方向正交的剖面的形状形成为两侧面鼓出的酒桶形，在该弹性环的剖面中，将相对于以从前述轮辋上的隆起的顶点P1连接至前述弯曲部的轴方向内端P3的方式延伸的接线L1鼓出的最大厚度A设为3～6mm，将相对于以从通过胎圈填充芯的质心且与轮胎轴平行的线L3和轮胎胎圈部内面的交点P2连接至前述弯曲部的轴方向外端P4的方式延伸的接线L2鼓出的最大厚度B设为1～5mm。
2.如权利要求1所述的轮胎/车轮组装体，其中前述弹性环向轴方向内侧倾斜。
3.如权利要求1或2所述的轮胎/车轮组装体，其中将前述接线L1相对于与轮胎轴垂直的方向所成的倾斜角度α设定为10°～20°。
4.如权利要求1～3中的任何一项所述的轮胎/车轮组装体，其中在前述弹性环的轴方向外侧的侧面上，在靠近其径向外侧的部分上，形成有沿周方向延伸的凹部。
5.如权利要求4所述的轮胎/车轮组装体，其中将前述凹部的最大深度相对于前述线L2设定为向内侧在2mm以内，向外侧在1mm以内。
6.如权利要求4或5所述的轮胎/车轮组装体，其中将从前述环状壳体的弯曲部的径向最内面到前述凹部的最大深度中心为止的半径方向距离H2，设为从前述环状壳体的弯曲部的径向最内面到前述隆起的中央点P1为止的半径方向距离H1的10～35％。
7.如权利要求1～6中的任何一项所述的轮胎/车轮组装体，其中包围前述弯曲部的轴方向外端P4的弹性环的厚度为5mm或其以上。
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