JP2004050943A - 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】環状シェルの耐久性を向上したタイヤ／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、環状シェル４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４ａ，４ｂを並べた形状にすると共に、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を複数種類に異ならせたものである。
【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耐久性に優れたタイヤ／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、ランフラット走行時には主として環状シェルで荷重を支持しながら走行するため、環状シェルから疲労が始まり、長距離走行や複数回使い廻したりすると、やがて破損する。環状シェルが破損すると、それ以上のランフラット走行が不可能になるので、上記タイヤ／ホイール組立体の寿命は環状シェルの耐久性に左右されることになる。したがって、ランフラット走行距離を長くするためには、環状シェルの耐久性を出来るだけ高くすることが重要な要素になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、環状シェルの耐久性を向上し、ランフラット走行距離の一層の延長を可能にするタイヤ／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、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を複数種類に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、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を少なくとも２種類に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、上記のように環状シェルの外周面のタイヤ幅方向断面形状を複数の凸部を並べた形状にし、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を複数種類に異ならせたことにより、曲率半径が他より小さい凸部又は肉厚が他より大きい凸部の剛性を他の凸部よりも大きくしたため、これをタイヤ幅方向の負荷の最も大きい箇所に対応するように配置することにより環状シェルの耐久性を向上し、ランフラット走行距離を延長することができる。
【０００９】
特に、タイヤトレッドの幅方向に分布する荷重は、一般にホイールアライメントがポジティブキャンバーの場合が多いことから、車両装着時の車体外側に多く集中している。したがって、環状シェルの外周面を形成している複数の凸部のうち、車両装着時に車体外側に位置する凸部の曲率半径を残りの凸部のいずれよりも小さくするとか、或いは、車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部のいずれの肉厚よりも大きくすることにより、この部分の剛性を大きくすることによって環状シェルの耐久性を向上することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
しかも、複数の凸部は、その凸部のタイヤ幅方向における配置位置に応じて、凸部の曲面を形成する曲率半径及び／又は肉厚が異ならせてある。すなわち、曲率半径を他の凸部よりも小さくした凸部又は肉厚を他よの凸部よりも大きくした凸部は、その半径方向の荷重に対する剛性が他の凸部よりも大きいので、これをタイヤ幅方向の最も負荷が大きい箇所に配置することで環状シェルの耐久性を向上することができ、それによりランフラット走行距離が延長可能になる。
【００１４】
一般にホイールアライメントはポジティブキャンバーに設定されることが多いため、タイヤトレッドの幅方向に分布する荷重は、車両装着時の車体外側に大きくなる場合が多い。したがって、タイヤ幅方向に並ぶ複数の凸部のうち、特に車両装着時に車体外側に位置する凸部の曲率半径を、残りの凸部のいずれよりも小さくするとか、或いは、車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部のいずれの肉厚よりも大きくすることにより、荷重の集中する箇所での半径方向荷重に対する剛性を高くすることができ、環状シェルの耐久性を一層向上することができる。したがって、ランフラット走行可能な距離を一層延長することができる。
【００１５】
上記のように車両装着時に車体外側に位置する凸部の曲率半径の大きさとしては、残りの凸部のいずれよりも小さくしてあれば特に限定されるものではないが、好ましくは残りの凸部の曲率半径の０．６〜０．９倍の範囲にするのがよい。
車体外側に位置する凸部の曲率半径が残りの凸部の曲率半径の０．６倍より小さいと、タイヤ内面を破損しやすくすることがあり、また０．９倍より大きくては、上記のような剛性増大の効果を期待することはできない。
【００１６】
また、車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部のいずれよりも大きくする場合は、その肉厚の大きさとしては、残りの凸部の肉厚の１．１〜３．０倍にすることが好ましい。１．１倍より小さくては上記のような剛性増大の効果は期待できない。また、３．０倍よりも大きいと、重量増加になるので好ましくない。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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からなる凸部４ａ，４ｂをタイヤ幅方向に並べるように形成され、車両装着時の車体外側（図の左側）に凸部４ａを配置し、車体内側（図の右側）に凸部４ｂを配置している。また、二つの凸部４ａ，４ｂの曲率半径Ｒａ　，Ｒｂ　は互いに異なり、凸部４ａの曲率半径Ｒａ　の方が凸部４ｂの曲率半径Ｒｂ　よりも小さくなっている。
【００２３】
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。
【００２４】
上記ランフラット用支持体３を構成する環状シェル４は、半径方向の荷重に対する剛性の大きさが凸部４ａと４ｂとで異なり、曲率半径Ｒａ　が小さい凸部４ａの方が、曲率半径Ｒｂ　の大きい凸部４ｂよりも大きい特性を有する。また、このタイヤ／ホイール組立体を車両に装着したとき、凸部４ａが車体外側になり、凸部４ｂが車体内側に位置する。一般に通常の車両の場合、タイヤトレッドの幅方向に分布する荷重は、車両装着時の車体外側に大きい分布になるので、上記タイヤ／ホイール組立体がランフット走行時に路面から受ける荷重は、最も剛性の高い凸部４ａの部分が多くを支持することになる。すなわち、最も剛性の大きい凸部４ａの部分で、荷重分布の大きい部分を支持するため、環状シェル４の耐久性は向上し、それだけランフラット走行可能な距離を延長することができる。
【００２５】
図２は、本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体を示す。
【００２６】
この図２の実施形態は、図１の実施形態において曲率半径Ｒａ　を小さくした凸部４ａを、曲率半径の大きさは車体内側の凸部４ｂと同じＲｂ　であるが、肉厚を大きくした凸部４ｃに置き換えた構成にしたものである。この凸部４ｃについては、図示の例では、車体外側の側壁（脚部６）も肉厚を厚くしているが、このように厚くするのは凸部４ｃ及びその側壁（脚部６）のいずれか一方だけであってもよい。
【００２７】
上記のように大きい肉厚に構成された凸部４ｃは、剛性が車体内側の凸部４ｂよりも大きいので、図２の実施形態と同様に環状シェル４の耐久性が向上し、ランフラット走行可能な距離を延長することができる。このときの凸部４ｃの肉厚としては、凸部４ｂの肉厚の１．１〜３．０倍の範囲に設定される。
【００２８】
図３は、本発明の他の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体を示す。
【００２９】
この実施形態では、環状シェル４の凸部４ａと４ｂのタイヤ幅方向に対する配置関係が、図１の実施形態の場合とは逆の関係になっている。このタイヤ／ホイール組立体は、スポーツ仕様車のようにホイールアライメントをネガティブキャンバーに設定した場合のように、タイヤに対する荷重分布が車両装着時にタイヤ内側の箇所に高くなる車両に対して有効である。
【００３０】
【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を曲率半径を２５．０ｍｍ、凸部４ｂの曲率半径を３５．０ｍｍにするように成形することにより、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）。
【００３１】
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の曲率半径を、それぞれ同一の３０．０ｍｍにした以外は、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）。
【００３２】
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ランフラット走行可能距離を測定したところ、表１の結果が得られた。
【００３３】
〔ランフラット走可能行距離〕
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、テストドライバーにより時速９０ｋｍ／ｈで周回路を環状シェルが破損するまで走行したときの走行距離を測定した。評価は従来例のタイヤ／ホイール組立体で測定したランフラット走行距離を１００とする指数で表示した。指数値が大きいほどランフラット走可能行距離が長いことを意味する。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、環状シェルの外周面のタイヤ幅方向断面形状を複数の凸部を並べた形状にし、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を複数種類に異ならせたことにより、曲率半径が他より小さい凸部又は肉厚が他より大きい凸部の剛性を他の凸部よりも大きくしたため、これをタイヤ幅方向の負荷の最も大きい箇所に対応するように配置することにより環状シェルの耐久性を向上し、ランフラット走行距離を延長することができる。
【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。
【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 (8)

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、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を複数種類に異ならせたタイヤ／ホイール組立体。
2. 前記複数の凸部のうち、車両装着時に車体外側に位置する凸部の曲率半径を残りの凸部のいずれよりも小さくした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
3. 前記複数の凸部のうち、車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部のいずれの肉厚よりも大きくした請求項１又は２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
4. 前記車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部の肉厚の１．１〜３．０倍にした請求項３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
5. 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、これら凸部の曲率半径及び／又は肉厚を少なくとも２種類に異ならせたランフラット用支持体。
6. 前記複数の凸部のうち、車両装着時に車体外側に位置する凸部の曲率半径を残りの凸部のいずれよりも小さくした請求項５に記載のランフラット用支持体。
7. 前記複数の凸部のうち、車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部のいずれの肉厚よりも大きくした請求項５又は６に記載のランフラット用支持体。
8. 前記車両装着時に車体外側に位置する凸部の頂部及び／又は車体外側の側壁の肉厚を、残りの凸部の肉厚の１．１〜３．０倍にした請求項７に記載のランフラット用支持体。

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