JP2004050942A - タイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体 - Google Patents

Abstract

【課題】ランフラット走行時の衝撃緩衝性に優れたタイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ２の空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェル４と前記二股状の開脚端部をリム１上に支持する弾性リング５とからなるランフラット用支持体３を挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェル４のタイヤ幅方向断面での外周面の形状を、複数の凸部４ａ，４ｂが並んだ形状にすると共に、少なくとも２箇所の凸部４ａ，４ｂにおける外径寸法を異ならせ。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体に関し、さらに詳しくは、ランフラット走行時の衝撃緩衝性に優れたタイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合でも、数百ｋｍ程度の緊急走行を可能にするようにする技術が市場の要請から多数提案されている。これら多数の提案のうち、特開平１０−２９７２２６号公報や特表２００１−５１９２７９号公報で提案された技術は、リム組みされた空気入りタイヤの空洞部内側のリム上に中子を装着し、その中子によってパンクしたタイヤを支持することによりランフラット走行を可能にしたものである。
【０００３】
上記ランフラット用中子は、外周側を支持面にすると共に内周側を開脚した開脚構造の環状シェルを有し、その両脚部に弾性リングを取り付けた構成からなり、その弾性リングを介してリム上に支持されるようになっている。このランフラット用中子によれば、既存のホイール／リムに何ら特別の改造を加えることなく、そのまま使用できるため、市場に混乱をもたらすことなく受入れ可能にできる利点を有している。
【０００４】
しかし、上記タイヤ／ホイール組立体（車輪）は、他の公知のタイヤ／ホイール組立体が共通して抱えている乗心地性が悪いという問題を同様に抱えており、必ずしも満足すべきレベルに達しているとはいえなかった。すなわち、上記タイヤ／ホイール組立体は、ランフラット走行時に路面から受ける衝撃力の吸収を満足すべきレベルまで達成しているとは到底いえず、その解決策が強く求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ランフラット走行時の衝撃緩衝性に優れたタイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ／ホイール組立体は、空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェルの外周面のタイヤ幅方向断面形状をタイヤ幅方向に複数の凸部を並べた形状にすると共に、少なくとも２箇の凸部の外径寸法を異ならせたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のランフラット用支持体は、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端部をリム上に支持する弾性リングとからなり、前記環状シェルの外周面のタイヤ幅方向断面形状をタイヤ幅方向に複数の凸部を並べた形状にすると共に、少なくとも２箇の凸部の外径寸法を異ならせたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、上記のようにランフラット用支持体の主要部を構成する環状シェルのタイヤ幅方向断面での外周面の形状を、複数の凸部が並んだ形状にすると共に、少なくとも２箇所の凸部における外径寸法を異ならせたため、ランフラット走行時には環状シェル外周面に形成された複数の凸部が、外径寸法の大きいものから順にパンクタイヤを支えて衝撃力を緩和し、良好な乗心地性が得られるようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、ランフラット用支持体は空気入りタイヤの空洞部に挿入される環状体として形成される。このランフラット用支持体は、外径が空気入りタイヤの空洞部内面との間に一定距離を保つように空洞部内径よりも小さく形成され、かつ内径は空気入りタイヤのビード部内径と略同一寸法に形成されている。そして、このランフラット用支持体は、空気入りタイヤの内側に挿入された状態で空気入りタイヤと共にホイールにリム組みされ、タイヤ／ホイール組立体に構成される。このタイヤ／ホイール組立体が車両に装着されて走行中に空気入りタイヤがパンクすると、そのパンクして潰れたタイヤがランフラット用支持体の外周面に支持された状態になるので、ランフラット走行を可能にする。
【００１０】
上記ランフラット用支持体は、環状シェルと弾性リングとを主要部として構成されている。
【００１１】
環状シェルは、外周側（外径側）にパンクしたタイヤを支えるため連続した支持面を形成し、内周側（内径側）は左右の側壁を脚部として二股状に開脚した形状にしている。外周側の支持面は、その周方向に直交する横断面での形状が外径側に凸曲面になるように形成される。その凸部のタイヤ幅方向（タイヤ軸方向）に並ぶ数は２以上の複数が並ぶようにしている。しかも、複数の凸部は、少なくとも２箇所の凸部の外径寸法が異なるように構成されている。このように少なくとも２箇所における凸部の外径寸法を異ならせたため、ランフラット走行時には環状シェル外周面に形成された複数の凸部が、外径寸法の大きなものから順に徐々にパンクタイヤを支えるため衝撃力を緩和する。
【００１２】
複数の凸部のうち、最大外径Ｄｍａｘ　を有する凸部については、その半径方向に対する剛性（圧縮剛性）が残りの凸部のそれよりも小さくなるように設定するとよい。この剛性の設定により上記衝撃緩衝効果を一層大きくすることができる。
また、一般にタイヤのトレッドに対する負荷の分布は、車両装着時の車両外側に多く掛かることから、最大外径Ｄｍａｘ　を有する凸部のタイヤ幅方向における位置としては、凸部が２つの場合には車両外側寄りにするとよく、それによりランフラット走行時のタイヤ耐久性を向上することができる。また凸部の数が３つ以上の場合は、中央部に配置するとよく、同じくランフラット走行時のタイヤ耐久性を向上することができる。
【００１３】
上記のようにタイヤ幅方向に配列した複数の凸部のうち、最大外径Ｄｍａｘ　をもつ凸部と最小外径Ｄｍｉｎ　をもつ凸部との間の半径差α（最大最小差）としては、５〜４０ｍｍの範囲にすることが好ましい。半径差αが５ｍｍよりも小さいと、上記衝撃緩衝効果は低減する。また、４０ｍｍを越えると、環状シェルの耐久性が低下する。特に好ましくは、シェルが金属材料からなる場合は５〜２０ｍｍ、樹脂材料からなる場合は２０〜４０ｍｍにするとよい。
【００１４】
また、最大外径Ｄｍａｘ　をもつ凸部については、必要によりタイヤ回転軸からの半径寸法を、周方向の各位置で変化するようにすることができる。このようにタイヤ回転軸からの半径寸法が周方向の各位置で変化することにより、ランフラット走行時に異常振動を生ずるので、運転者はタイヤのパンクを早期に知ることができる。しかし、半径寸法を周方向に不均一にすることにより生ずる振動を嫌う場合は、最大外径Ｄｍａｘ　をもつ凸部に対して内面等に歪計を取り付け、その歪計からランフラット走行時に異常信号を得るようにすることで解決できる。
【００１５】
弾性リングは、環状シェルの内径側に二股状になった両脚部の端部にそれぞれ取り付けられ、左右のリムシート上に当接することにより環状シェルを支持している。この弾性リングはゴム又は弾性樹脂から構成され、パンクしたタイヤから環状シェルが受ける衝撃や振動を緩和するほか、リムシートに対する滑り止めを行って環状シェルを安定支持するようにしている。
【００１６】
ランフラット用支持体は、パンクしたタイヤを介して車両重量を支えるようにしなければならないため、環状シェルは剛体材料から構成されている。その構成材料には、金属、樹脂などが使用される。このうち金属としては、スチール、アルミニウムなどを例示することができる。また、樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれでもよい。熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳなどを挙げることができ、また熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを挙げることができる。樹脂は単独で使用してもよいが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用してもよい。
【００１７】
以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体（車輪）の要部を示すタイヤ幅方向断面図（子午線断面図）である。
【００１９】
１はホイール外周のリム、２は空気入りタイヤ、３はランフラット用支持体である。これらリム１、空気入りタイヤ２、ランフラット用支持体３は、図示しないホイールの回転軸を中心として共軸に環状に形成されている。
【００２０】
ランフラット用支持体３は、金属、樹脂などの剛性材から形成された環状シェル４と硬質ゴム、弾性樹脂などの弾性材から形成された弾性リング５とから構成されている。環状シェル４は外周側に二つの凸曲面をもった凸部４ａ，４ｂをタイヤ幅方向に並べるように形成されている。この凸部４ａ，４ｂにおける外径寸法は互いに異なっており、凸部４ａ側の外径寸法Ｄｍａｘ　が凸部４ｂ側の外径寸法Ｄｍｉｎ　よりも大きくなっている。また、両外径寸法における半径差α（最大最小差）は５〜４０ｍｍの範囲に設定されている。
【００２１】
環状シェル４の内周側の両側壁は、それぞれ脚部６，６として二股状に開脚し、その端部に弾性リング５，５が取り付けられている。このように環状シェル４と弾性リング５から形成されたランフラット用支持体３は、空気入りタイヤ２の内側に挿入され、弾性リング５，５をビード部２ｂ，２ｂと共にリム１のリムシート１ｓ，１ｓに同時装着されている。
【００２２】
上記構成のタイヤ／ホイール組立体（車輪）を車両に装着し、走行中に空気入りタイヤ２がパンクしたとすると、その潰れたタイヤが環状シェル４に支えられて走行する。すなわち、タイヤパンク時には、まず大きな外径の凸部４ａが支え、次いで小さい外径の凸部４ｂが支えてランフラット走行する。このように大きい外径（Ｄｍａｘ　）の凸部４ａから小さい外径（Ｄｍｉｎ　）の凸部４ｂへ段階的に変化して支えられるため衝撃力を緩和し、良好な乗心地性を得ることができる。このような衝撃緩衝効果を一層向上するには、最大外径Ｄｍａｘ　の凸部４ａが具備する半径方向への剛性（圧縮剛性）を、最小外径Ｄｍｉｎ　の凸部４ｂが有する剛性よりも小さくするように設定するとよい。
【００２３】
図１の実施形態では、図の左側が車両装着時の外側になり、右側が内側になる。一般にタイヤ走行時のタイヤトレッドに対する負荷は、車両装着時の外側の位置に多く掛かるので、図示のように、大きな外径Ｄｍａｘ　の凸部４ａの方を車両装着時の外側に配置し、小さい外径Ｄｍｉｎ　の凸部４ｂを反対の内側に配置すると、ランフラット走行時のタイヤ耐久性を向上することができる。勿論、大きな外径の凸部４ａの位置としては、図２の実施形態のように、凸部４ａ，４ｂの位置関係を互いに逆にしてもよい。
【００２４】
図３は、本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す。
【００２５】
この実施形態では、環状シェル４の外周面に３つの凸部４ａ，４ｂ，４ｃを形成している。すなわち、最大外径Ｄｍａｘ　の凸部４ａと、最小外径Ｄｍｉｎ　の凸部４ｂと、その中間の外径の凸部４ｃとが並び、最大外径Ｄｍａｘ　の凸部４ａは中央に位置し、最小外径Ｄｍｉｎ　の凸部４ｂは車両装着時の内側に位置している。また、最大外径Ｄｍａｘ　の凸部４ａと最小外径Ｄｍｉｎ　の凸部４ｂとの間の半径差（最大最小差）αは５〜４０ｍｍの範囲であり、上記と同じである。
【００２６】
このようにタイヤがパンクした時に、最初に荷重を支える最大外径Ｄｍａｘ　の凸部４ａを中央に配置したことにより、バランスよく衝撃力を緩衝する。また、この凸部４ａの半径方向への剛性（圧縮剛性）を、残り２つの凸部４ｂ，４ｃの剛性よりも小さくすると、その衝撃緩衝性を一層向上することができる。
【００２７】
図３の実施形態では、３つの凸部４ａ，４ｂ，４ｃがタイヤ幅方向にシームレス構造となって構成されている。しかし、図４の実施形態のように、この３つの凸部４ａ，４ｂ，４ｃを予め別々に加工し、これら凸部の縁部同士を接合するようにしたものであってもよい。このように各凸部４ａ，４ｂ，４ｃを個別に製作するとき、それぞれ数種類のサイズを用意しておくことにより、サイズが異なる環状シェルを低コストで製作可能にすることができる。複数の凸部の接合方法としては、シェル材料が金属の場合には溶接、接着剤などにより、また樹脂材料の場合には融着、接着剤などにより容易に接合することができる。
【００２８】
【実施例】
タイヤサイズとリムサイズが、それぞれ２０５／５５Ｒ１６，１６×６　１／２ＪＪであり、かつランフラット用支持体の環状シェルを、厚さ１．０ｍｍのスチール板から凸部４ａ，４ｂの外径をそれぞれＤｍａｘ　＝５１０ｍｍ，Ｄｍｉｎ　＝４９０ｍｍとし、半径差（最大最小差）をα＝１０ｍｍに構成して、図１の構造を有するタイヤ／ホイール組立体（車輪）を製作した（実施例）。
【００２９】
これに対して、比較のために、ランフラット用支持体の凸部４ａ，４ｂの外径寸法を同一の５００ｍｍにしたこと以外は、実施例と同じ構成にしたタイヤ／ホイール組立体（車輪）を製作した（従来例）。
【００３０】
上記２組のタイヤ／ホイール組立体について、下記の測定方法により衝撃緩衝性を測定したところ、表１のような結果が得られた。
【００３１】
〔衝撃緩衝性〕
試験用タイヤ／ホイール組立体をタイヤ空気圧を０にして、排気量２５００ｃｃの乗用車の前輪左側に装着し、テストドライバーの運転により時速９０ｋｍ／ｈで周回路を走行するときの衝撃緩衝性をフィーリングにより５点法で評価した。評価は従来例のタイヤ／ホイール組立体から測定した点数を１００とする指数で表示した。指数値が大きいほど衝撃緩衝性が優れていることを意味する。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、ランフラット用支持体の主要部を構成する環状シェルのタイヤ幅方向断面での外周面の形状を、複数の凸部が並んだ形状にすると共に、少なくとも２箇所の凸部における外径を異ならせたため、ランフラット走行時には、環状シェル外周面に形成された複数の凸部が外径の大きいものから順に段階的にパンクタイヤを支えて衝撃力を緩和するため、良好な乗心地性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム
２　空気入りタイヤ
３　ランフラット用支持体
４　環状シェル
４ａ，４ｂ，４ｃ　凸部
５　弾性リング

Claims (12)

1. 空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェルの外周面のタイヤ幅方向断面形状をタイヤ幅方向に複数の凸部を並べた形状にすると共に、少なくとも２箇の凸部の外径寸法を異ならせたタイヤ／ホイール組立体。
2. 前記環状シェルのタイヤ幅方向断面での外周面の形状を２個の凸部を並べた形状にし、車両装着時に車体外側に位置する凸部の外径寸法を車体内側に位置する凸部のそれよりも大きくした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
3. 前記環状シェルのタイヤ幅方向断面での外周面の形状を３個以上の凸部を並べた形状にし、これらの中央部に位置する凸部の外径寸法を最大にした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
4. 前記複数の凸部における最大外径と最小外径との間の半径差αを５〜４０ｍｍにした請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
5. 前記複数の凸部のうち、最大外径を有する凸部の半径方向の剛性を最小にした請求項１〜４に記載のタイヤ／ホイール組立体。
6. 前記複数の凸部のうち、最大外径を有する凸部のタイヤ回転軸からの半径の大きさを周方向に変化させた請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
7. 外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端部をリム上に支持する弾性リングとからなり、前記環状シェルの外周面のタイヤ幅方向断面形状をタイヤ幅方向に複数の凸部を並べた形状にすると共に、少なくとも２箇の凸部の外径寸法を異ならせたランフラット用支持体。
8. 前記環状シェルのタイヤ幅方向断面での外周面の形状を２個の凸部を並べた形状にし、車両装着時に車体外側に位置する凸部の外径寸法を車体内側に位置する凸部のそれよりも大きくした請求項７に記載のランフラット用支持体。
9. 前記環状シェルのタイヤ幅方向断面での外周面の形状を３個以上の凸部を並べた形状にし、これらの中央部に位置する凸部の外径寸法を最大にした請求項７に記載のランフラット用支持体。
10. 前記複数の凸部における最大外径と最小外径との間の半径差αを５〜４０ｍｍにした請求項７〜９のいずれかに記載のランフラット用支持体。
11. 前記複数の凸部のうち、最大外径を有する凸部の半径方向の剛性を最小にした請求項７〜１０に記載のランフラット用支持体。
12. 前記複数の凸部のうち、最大外径を有する凸部のタイヤ回転軸からの半径の大きさを周方向に変化させた請求項７〜１１のいずれかに記載のランフラット用支持体。

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