JP2002178726A - 安全タイヤ用リムホイール及び安全タイヤ・リム組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常走行に与える影響を抑え、内圧異常が生
じた場合にも安全走行を可能とする安全タイヤ・リム組
立体を提供すること。 【解決手段】 リムに、袋体２２、ボンベ２４及び電磁
弁２６からなる膨張手段２０を周方向に複数設けると共
に、通常のタイヤ１４を装着する。袋体２２は、１乃至
複数の袋体２２が膨張不良を生じた場合にも、膨張不良
を生じていない他の袋体２２でタイヤ気室内を実質上隙
間無く満たすことが可能な大きさに膨張可能とする。パ
ンク時には、電磁弁２６を開いてボンベ２４内の気体で
袋体２２を膨張させる。１乃至複数の袋体２２が膨張不
良を生じた場合でも、膨張不良を生じていない袋体２２
でタイヤ気室内を隙間無く満たせるので、タイヤ周方向
のどの部分が路面に接していても縦バネは変わらず、最
適なランフラット走行が可能である。タイヤ１４は通常
のタイヤを使用でき、気室内にコンパクトに設置できる
為、通常走行に与える影響が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤがパンクし
た時などの内圧低下時においても安全走行を可能とする
安全タイヤ用リムホイール及び安全タイヤ・リム組立体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤがパンクした時などの内圧異常低
下でも、安全走行を可能とする安全タイヤ（ランフラッ
トタイヤ）が種々提案されている。

【０００３】安全タイヤとしては、下記の（１）〜
（４）で説明する４つの方式が代表的なものである。 （１） 中子方式：タイヤ内に、中子と呼ばれるリング
状の荷重支持体を設け、内圧異常低下時によるタイヤの
変形に伴い、トレッド部のタイヤ内側に中子が当接して
荷重を支持する。 （２） 発泡ゴム充填方式：発泡ゴム（微小気泡体の集
まり）をタイヤ内（通常、空気が充填されている部分）
に充填し、タイヤ内圧（形状）を保持。

【０００４】釘等の進入に対し、内圧低下（形状変化）
を阻止する。 （３） 発泡ゴム＋チューブ内圧方式：タイヤ内に発泡
ゴムを充填したチューブを配置する。 （４） サイド補強方式：タイヤサイド部に、例えば断
面三日月状の補強ゴムを挿入する。内圧低下時には、補
強ゴムが荷重を支持する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の安全タイヤでは、下記のような問題がある。 （１）の中子方式では、ランフラット時にサイド変形が
集中するため、タイヤが破壊する虞がある。このため、
長距離走行ができない虞がある。また、中子自体で荷重
を支持するため中子に高い強度を必要とし、重量が大幅
に増加する。 （２）の発泡ゴム充填方式では、タイヤ内部に発泡ゴム
を充填しているため、通常使用時のタイヤ性能が変化す
る。また、タイヤ転動に伴い発泡ゴムに繰り返し歪みが
加わり、発泡ゴムが発熱する問題がある。 （３）の発泡ゴム＋チューブ内圧方式では、（２）の発
泡ゴム充填方式と同様の問題が生じる。 （４）のサイド補強方式では、通常使用時のタイヤ性能
が変化する。例えば、タイヤの縦バネ定数が高くなり、
乗り心地が悪化する。

【０００６】上記の方式以外で、例えば、特開平５−３
８９０７号公報に記載されているように、ガス発生剤の
入った補助チューブをタイヤに設け、パンク等内圧低下
時にガスを発生させて補助チューブを膨張させ、タイヤ
の実質内圧を保持するものがあるが、釘等がタイヤに刺
さったままの場合、膨張した補助チューブもパンクして
しまい、実質的に内圧を保持することができない。

【０００７】なお、特開平５−３８９０７号公報には、
補助チューブを複数設け、タイヤの減圧の程度に応じて
所定個数の補助チューブを膨張させることも可能である
と記載されているが、パンクした補助チューブの部分で
は荷重を十分に支持出来なくなり、走行時に異常振動を
生ずる虞がある。

【０００８】また、特開平６−２７０６０４号公報に記
載されているように、チューブを複数の気室に分割し、
一つの気室がパンクしても他の気室に影響を及ぼさない
ように構成する方式もあるが、パンクした気室の部分で
は荷重を十分に支持出来なくなり、走行時に異常振動を
生ずる虞がある。さらに、円環状のチューブ内に隔壁を
設けて周方向に複数の気室を設けるのは、製造上困難を
伴い現実的でない。

【０００９】本発明は上記事実を考慮し、通常走行に与
える影響を抑え、内圧異常が生じた場合にも安全走行を
可能とする安全タイヤ用リムホイール及び安全タイヤ・
リム組立体を提供することが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の安全タ
イヤ用リムホイールは、リムホイールと、タイヤと前記
リムホイールとで形成されるタイヤ気室内で膨張可能な
複数個の袋体と、を備え、前記袋体は、１乃至複数の袋
体が膨張不良を生じた場合にも、膨張不良を生じていな
い他の袋体で前記タイヤ気室内を実質上隙間無く満たす
ことが可能な大きさに膨張可能であることを特徴として
いる。

【００１１】次に、請求項１に記載の安全タイヤ用リム
ホイールの作用を説明する。

【００１２】請求項１に記載の安全タイヤ用リムホイー
ルは、リム部分にタイヤを装着し、内圧を充填すること
により使用される。また、袋体は折り畳む等して容積を
小さくてタイヤ気室内に配置しておく。なお、袋体は、
リムに固定しておくことが好ましい。

【００１３】タイヤのパンク等により内圧が低下した場
合には、複数個の袋体を膨張させることで、膨張した複
数個の袋体でタイヤ気室内を実質上隙間無く満たすこと
ができ、ランフラット走行を可能とする。

【００１４】袋体への気体の供給は、例えば、気体を充
填したボンベ等の気体供給手段から供給することができ
る。気体供給手段は、タイヤ気室内に設けても良く、安
全タイヤ用リムホイールの外部に設けても良い。

【００１５】また、タイヤに釘等が刺さったままである
と、袋体に釘が刺さって膨張不良を生じる場合がある。

【００１６】しかし、１乃至複数の袋体が膨張不良を生
じた場合であっても、膨張不良を生じていない他の袋体
でタイヤ気室内が実質上隙間無く満たされるので、タイ
ヤ周方向のどの部分が路面に接していても縦バネは変わ
らず、最適なランフラット走行を可能とする。

【００１７】なお、通常の走行時では、袋体をタイヤに
接触せさずにタイヤ本来の性能を十分に発揮させること
ができる。

【００１８】また、袋体は軽量で済むため、この安全タ
イヤ用リムホイールにタイヤを装着すれば、中子方式の
安全タイヤ・リム組立体よりも軽量化を図ることができ
る。

【００１９】さらに、各袋体の膨張時の実質上の内圧を
通常のタイヤ内圧よりも高めに設定すれば、ある袋体が
膨張不良を生じた際のタイヤの実質上の内圧が、通常の
タイヤ内圧よりも極端に低下することは無く、タイヤサ
イド部の耐久性を低下させずに通常通りの走行が可能と
なる。

【００２０】また、タイヤ気室内に占める袋体（の素
材）自体の容積は極めて少なく、タイヤ気室内は殆ど気
体であるので、発泡ゴムのように発熱する虞れも無い。

【００２１】また、袋体の形状は特に厳密さを要求しな
いため、製造が容易である。

【００２２】さらに、本発明の安全タイヤ用リムホイー
ルは、従来の限定的使用しか実現できていない他の方法
のものとは異なり、どのようなタイヤサイズにも適用可
能であり、タイヤの種類も乗用車用に限らず、トラック
及びバス用タイヤ、建設車両用タイヤ等の各種タイヤに
適用可能である。

【００２３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の安全タイヤ用リムホイールにおいて、少なくとも一つ
の袋体が膨張すれば、前記タイヤ気室内が実質上隙間無
く満たされることを特徴としている。

【００２４】次に、請求項２に記載の安全タイヤ用リム
ホイールの作用を説明する。

【００２５】請求項２に記載の安全タイヤ用リムホイー
ルでは、一つの袋体が膨張すればタイヤ気室内が実質上
隙間無く満たされるので、残りの他の袋体全てが膨張不
良を生じた場合であっても、ランフラット走行が可能で
ある。

【００２６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の安全タイヤ用リムホイールにおいて、
前記複数の袋体は、リム周方向に沿って等間隔で設けら
れていることを特徴としている。

【００２７】次に、請求項３に記載の安全タイヤ用リム
ホイールの作用を説明する。

【００２８】袋体をリム周方向に等間隔で設けることに
より、回転バランスを良好に保つことができる。

【００２９】また、どの位置の袋体が膨張不良を起して
も、速やかに他の袋体で隙間を無くすことが可能とな
る。

【００３０】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項に記載の安全タイヤ用リムホイール
において、内圧を検出する内圧検知手段と、前記袋体に
気体を供給するボンベと、前記ボンベと前記袋体との間
に設けられる電気制御弁と、前記内圧検知手段の内圧検
知結果に基づいて前記電気制御弁を開き、前記ボンベか
ら前記袋体へ気体を供給させて前記袋体を膨張させる制
御手段と、を有することを特徴としている。

【００３１】次に、請求項４に記載の安全タイヤ用リム
ホイールの作用を説明する。

【００３２】通常時、ボンベには、空気、窒素ガス等の
気体を高圧で充填しておき、電気制御弁を閉じた状態と
しておく。

【００３３】例えば、タイヤのパンク等により内圧が異
常に低下した場合には、内圧検知手段の内圧検知結果に
基づき、制御手段は内圧の異常を検出できる。

【００３４】内圧の異常が検出されると、制御手段は電
気制御弁を開かせ、ボンベから袋体に気体を供給させて
袋体を膨張させる。

【００３５】なお、制御手段は、リムホイールに設けら
れていても良く、車両側に設けられていても良い。

【００３６】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項に記載の安全タイヤ用リムホイール
において、内圧を検出する内圧検知手段と、電気着火に
よりガスを発生するガス発生剤と、前記ガス発生剤を着
火させる電気着火装置と、前記内圧検知手段の内圧検知
結果に基づいて前記電気着火装置を作動させ、前記ガス
発生剤の着火により発生したガスで前記袋体を膨張させ
る着火制御手段と、を有することを特徴としている。

【００３７】次に、請求項５に記載の安全タイヤ用リム
ホイールの作用を説明する。

【００３８】例えば、タイヤのパンク等により内圧が異
常に低下した場合には、内圧検知手段の内圧検知結果に
基づき、着火制御手段は内圧の異常を検出できる。

【００３９】内圧の異常が検出されると、着火制御手段
は電気着火装置によりガス発生剤を着火させ、発生した
ガスにより袋体を膨張させる。

【００４０】なお、ガス発生剤は、袋体内に設けていて
も良く、タンク等に充填しておいてガス発生時にタンク
から袋体内にガスを供給させる構成としても良い。

【００４１】また、着火制御手段は、リムホイールに設
けられていても良く、車両側に設けられていても良い。

【００４２】請求項６に記載の安全タイヤ・リム組立体
は、タイヤと、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記
載の安全タイヤ用リムホイールとからなることを特徴と
している。

【００４３】請求項６に記載の安全タイヤ・リム組立体
の作用は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の
安全タイヤ用リムホイールで述べた作用と同一内容であ
る。

【００４４】

【発明の実施の形態】本発明の安全タイヤ・リム組立体
の一実施形態を図１乃至図５にしたがって、説明する。

【００４５】図１に示すように、この安全タイヤ・リム
組立体１０は、安全タイヤ用リムホイール１２にタイヤ
１４を装着したものである。なお、タイヤ１４は、いわ
ゆるランフラットタイヤではなく、通常構造のタイヤで
あるので、タイヤ１４の構造に関しての説明は省略す
る。

【００４６】安全タイヤ用リムホイール１２は、通常の
リムホイール１６にタイヤ内圧を検出するための圧力セ
ンサ１８と、複数の膨張手段２０を設けたものである。

【００４７】なお、本実施形態のタイヤ１４はサイズが
１８５／７０Ｒ１４であり、リムホイール１６のリムサ
イズは１４×５¹/₂Ｊである。

【００４８】膨張手段２０は、袋体２２が、リム部に固
定されている。

【００４９】袋体２２の内部には、空気、窒素ガス等の
気体が充填されたボンベ２４が配置されている。ボンベ
２４には小型の電磁弁２６が取り付けられており、電磁
弁２６を開くことによりボンベ２４内の気体が袋体２２
内に噴出するようになっている。

【００５０】これらのボンベ２４及び電磁弁２６もリム
部に固定されている。

【００５１】電磁弁２６の配線２８は、袋体２２、リム
ホイール１６を貫通して外部に導かれ、自動車の車載コ
ンピュータ３０に接続されている。

【００５２】袋体２２及びリムホイール１６には、気体
が漏れないように配線２８の貫通する部分がシール剤等
でシールされている。

【００５３】配線２８の途中（リムホイール１６と車両
との間）には、配線２８が捩れないようにスリップリン
グ３２が設けられている。

【００５４】圧力センサ１８の配線３４もスリップリン
グ３２を介して自動車の車載コンピュータ（制御手段）
３０に接続されている。

【００５５】なお、電磁弁２６の作動用電源には、自動
車の電源（バッテリー）が使用される。

【００５６】ここで、複数（本実施形態では、８個）の
膨張手段２０は、図２に示すように、リムホイール１６
のリム部に周方向に等間隔で配置されている。

【００５７】通常時は、袋体２２は、図１に示すよう
に、内部の気体が抜かれ、小さく折り畳まれた状態であ
る。

【００５８】本実施形態では、一つの袋体２２が膨張し
た際の大きさ（容積）は、タイヤ気室内の容積よりも大
きく設定されているため、一つの袋体２２が膨張すれ
ば、タイヤ気室内は実質状隙間無く満たされるようにな
っている。

【００５９】また、タイヤ１４がパンクし、全ての袋体
２２が膨張した際の内圧は、装着するタイヤ１４の規定
内圧（例えば、ＪＡＴＭＡの空気圧−負荷能力対応表に
記載の最大負荷能力（太字）に対応する空気圧）よりも
高くなるように設定することが好ましく、本実施形態で
は、３５０ｋＰａ（ＪＡＴＭＡに規定の乗用車用ラジア
ルプライタイヤの最高空気圧）となるようにボンベ２４
に充填する気体の量が決められている。

【００６０】膨張した袋体２２はタイヤ内面に密着する
ため、袋体２２の膨張により発生した内圧はタイヤ１４
が担持し、袋体２２は気密性のみを担持する。

【００６１】したがって、袋体２２は、気体透過性があ
る程度低いものであれば材質は問わない。なお、本実施
形態の袋体２２は、ポリエチレンのシートで形成されて
いる。 （作用）次に、本実施形態の安全タイヤ・リム組立体１
０の作用を説明する。

【００６２】通常の走行時では、図１に示すように、袋
体２２はタイヤ１４に接触していないので、重量増（袋
体２２、ボンベ２４、電磁弁２６、圧力センサ１８等）
による影響以外タイヤ本来の性能が発揮できる。

【００６３】また、袋体２２は軽量で済み、ボンベ２４
及び電磁弁２６も小型のもので済むむため、中子方式の
安全タイヤよりも軽量である。

【００６４】車載コンピュータ３０は、圧力センサ１８
により常にタイヤ内圧を監視しており、図２（Ｂ）に示
すように、タイヤ１４に釘３６等が貫通してタイヤ内圧
が予め設定した値（例えば、５０ｋＰａ(なお、この値
は、タイヤの種類等、必要に応じて適宜変更され
る。）。車載コンピュータ３０に記憶してある。）以下
になると、各電磁弁２６を開かせる。

【００６５】各電磁弁２６が開くと、各ボンベ２４の気
体が各袋体２２内に噴出し、図２（Ｃ）、図３及び図４
に示すように各袋体２２が瞬時に膨張する。

【００６６】各袋体２２が膨張することにより、タイヤ
気室内は各袋体２２により実質上隙間無く満たされ、ラ
ンフラット走行が可能となる。

【００６７】ここで、図２（Ｃ）及び図３に示すよう
に、タイヤ１４に刺さった釘３６が袋体２２を貫通する
と、釘３６の貫通した袋体２２の気体が外部に漏れ出る
場合がある。

【００６８】しかしながら、本実施形態では、図５に示
すように、釘３６の貫通していない他の袋体２２がさら
に膨張してタイヤ気室内を隙間無く満たすのでランフラ
ット走行が可能である（図５では、３つの袋体２２に釘
３６が貫通した状態を示している。釘３６の貫通した袋
体２２は、膨張した他の袋体２２に挟まれて圧縮されて
る。）。

【００６９】なお、気体が漏れた１乃至複数の袋体２２
が釘３６の周囲にまとわり付くので、他の袋体２２に釘
３６が付き刺さることを防止する。

【００７０】また、本実施形態では、全ての袋体２２が
膨張した際の内圧を３５０ｋＰａに設定し、装着するタ
イヤ１４の最大負荷能力に対応する空気圧よりも高く設
定しているので、一つの袋体２２が不良となっても内圧
が規定内圧よりも低下することは無く、タイヤ１４は不
必要に撓むこと無くランフラット走行が可能である。

【００７１】また、タイヤ気室内に占める袋体２２自体
の容積は極めて少なく、タイヤ気室内は殆ど気体である
ので、発泡ゴムのように発熱する虞れも無い。

【００７２】また、袋体２２の形状は特に厳密さを要求
しないため、製造が容易である。

【００７３】なお、上記実施形態では、電磁弁２６を開
くことにより、ボンベ２４に充填された気体を袋体２２
内へ噴出させる構成としたが、ボンベ２４及び電磁弁２
６に代えてガスを発生するインフレータを用いても良
い。

【００７４】インフレータは、金属製の中空部材の内部
に、車載コンピュータ（着火制御手段）３０に接続され
た電気着火装置、雷管、伝爆剤、ガス発生剤、及びフィ
ルタ(ともに図示せず）等を収容したものであり、車載
コンピュータ３０が電気着火装置を作動させると、電気
着火装置が雷管を発火させ、伝爆剤を介してガス発生剤
が燃焼されて多量のガスを発生させる。

【００７５】発生したガスはフィルタによって冷却及び
破片等の除去がなされた後に、袋体２２内に噴出し、袋
体２２を膨張させる。

【００７６】なお、このインフレータは、自動車のステ
アリングホイールに設けたエアバッグに使用されている
ものと同様の構成である。

【００７７】また、内圧が低下したことを検知する手段
としては、例えば、特開平９−１７５１２４号公報に記
載のタイヤ空気圧警報装置を利用することもできる。こ
の場合、伝達手段に繋がる信号線を車載コンピュータ３
０に接続すれば良い。 （その他の実施形態）上記実施形態では、袋体２２、ボ
ンベ２４及び電磁弁２６からなる膨張手段２０が８個設
けられていたが、膨張手段２０の数は複数あれば良く、
８個以外でも良い。

【００７８】また、図６に示すように、１つのボンベ２
４及び電磁弁２６に対して、配管４０、分岐４２及び逆
止弁４４を介して複数の袋体２２を接続する構成として
も良い。なお、ある袋体２２が破損しても、逆止弁４４
の作用により他の袋体２２に影響を及ぼすことは無い。

【００７９】図６に示す構成では、ボンベ２４及び電磁
弁２６の数が減るので、更に軽量化することができる。

【００８０】また、通常走行時、タイヤ気室内で袋体２
２が移動しないように、膨張時に破断するバンド等で折
り畳んだ袋体２２をリム部に固定しても良い。

【００８１】また、タイヤ１４にパンク等の異常が生
じ、袋体２２が膨張したことをドライバーに知らせる警
報装置（車載コンピュータ３０に接続する。）を自動車
に設けても良い。 （試験例）本実施形態の安全タイヤ・リム組立体１０を
用いて、釘踏みによるパンク再現試験を行った。

【００８２】試験の結果、釘３６に最も近い３つの袋体
２２が破損したが、実質的に内圧は３５０ｋＰａから１
８０ｋＰａとなった。

【００８３】釘踏み以外にタイヤ１４に破損箇所は無
く、９０ｋｍ／ｈで２００ｋｍを問題なく完走できた。

【００８４】また、袋体２２も、損傷したもの以外は特
に傷もなく、再利用可能なレベルであった。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の安全タイヤ
用リムホイール及び安全タイヤ・リム組立体は、通常走
行に与える影響を抑え、内圧異常が生じた場合にも安全
走行を可能とする、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の安全タイヤ・リム組立体の全体構成図
である。

【図２】（Ａ）はパンク前のタイヤの状態を示す安全タ
イヤ・リム組立体の概略図であり、（Ｂ）は釘の刺さっ
た時の安全タイヤ・リム組立体の概略図であり、（Ｃ）
はランフラット走行時の安全タイヤ・リム組立体の概略
図である。

【図３】釘の刺さった時の安全タイヤ・リム組立体の要
部の断面図である。

【図４】袋体の膨張した際の安全タイヤ・リム組立体の
断面図である。

【図５】釘の刺さった時の安全タイヤ・リム組立体の要
部の断面図である。

【図６】他の実施形態に係る安全タイヤ・リム組立体の
要部の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 安全タイヤ・リム組立体 １２ 安全タイヤ用リムホイール １４ タイヤ １６ リムホイール １８ 圧力センサ（内圧検知手段） ２２ 袋体 ２４ ボンベ ２６ 電磁弁（電気制御弁） ３０ 車載コンピュータ（制御手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リムホイールと、 タイヤと前記リムホイールとで形成されるタイヤ気室内
   で膨張可能な複数個の袋体と、 を備え、 前記袋体は、１乃至複数の袋体が膨張不良を生じた場合
   にも、膨張不良を生じていない他の袋体で前記タイヤ気
   室内を実質上隙間無く満たすことが可能な大きさに膨張
   可能であることを特徴とする安全タイヤ用リムホイー
   ル。
2. 【請求項２】 少なくとも一つの袋体が膨張すれば、前
   記タイヤ気室内が実質上隙間無く満たされることを特徴
   とする請求項１に記載の安全タイヤ用リムホイール。
3. 【請求項３】 前記複数の袋体は、リム周方向に沿って
   等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の安全タイヤ用リムホイール。
4. 【請求項４】 内圧を検出する内圧検知手段と、 前記袋体に気体を供給するボンベと、 前記ボンベと前記袋体との間に設けられる電気制御弁
   と、 前記内圧検知手段の内圧検知結果に基づいて前記電気制
   御弁を開き、前記ボンベから前記袋体へ気体を供給させ
   て前記袋体を膨張させる制御手段と、 を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れ
   か１項に記載の安全タイヤ用リムホイール。
5. 【請求項５】 内圧を検出する内圧検知手段と、 電気着火によりガスを発生するガス発生剤と、 前記ガス発生剤を着火させる電気着火装置と、 前記内圧検知手段の内圧検知結果に基づいて前記電気着
   火装置を作動させ、前記ガス発生剤より発生したガスで
   前記袋体を膨張させる着火制御手段と、 を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れ
   か１項に記載の安全タイヤ用リムホイール。
6. 【請求項６】 タイヤと、請求項１乃至請求項５の何れ
   か１項に記載の安全タイヤ用リムホイールとからなる安
   全タイヤ・リム組立体。