JP2004082771A

JP2004082771A - タイヤ／ホイール組立体

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Publication number: JP2004082771A
Application number: JP2002243181A
Authority: JP
Inventors: Shinya Harikae; 張替　紳也; Hidekazu Iida; 飯田　英一
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: CN1328071C; JP4183031B2; US20050139304A1; WO2004018240A1; DE10392738T5; KR20050033560A; US7198085B2; CN1662395A

Abstract

【課題】タイヤビード部に対する脱落防止性を向上することによりランフラット耐久性を一層向上するようにしたタイヤ／ホイール組立体を提供する。
【解決手段】環状シェル４の脚端部に外側に屈曲する折曲げ部４ｆを形成し、該環状シェル４の周方向に直交する断面において折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ３　からリム上のハンプ１ｆの頂点Ｐ１　を通る線分Ｌ１　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α１　を±５°以内にし、環状シェルの半径方向内端から少なくとも断面高さＡの３５％の高さＢの領域４ｓを直線状に形成し、該直線状領域４ｓの内面に沿う延長線Ｌ２　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α２　を軸方向内側へ１５°〜３０°にすると共に、ハンプ１ｈの頂点Ｐ１　とタイヤビード部のトウ先端Ｐ２　との間を通過するようにしたタイヤ／ホイール組立体である。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ／ホイール組立体に関し、さらに詳しくは、タイヤビード部の脱落防止性の向上によりランフラット耐久性を一層向上したタイヤ／ホイール組立体に関する。
【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、特許文献１や特許文献２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（支持体）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】
しかしながら、上記構成からなるタイヤ／ホイール組立体（車輪）においては、タイヤがパンクしてランフラット走行する際に、タイヤビード部がリムから脱落して、以後のランフラット走行が不可能になる場合がある。そのため、ランフラット用中子（支持体）としては、ランフラット走行時に車体荷重を支える機能を有することが最重要な要求特性ではあるが、同時にタイヤビード部に対して優れた脱落防止機能を有することもランフラット耐久性を向上する上で重要な要求特性になっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９７２２６号公報（〔要約〕、図１）
【特許文献２】
特表２００１−５１９２７９号公報（〔要約〕、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤビード部に対する脱落防止性を向上することによりランフラット耐久性を一層向上するようにしたタイヤ／ホイール組立体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のタイヤ／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、前記環状シェルの脚端部に外側に屈曲する折曲げ部を形成し、該環状シェルの周方向に直交する断面において前記折曲げ部の軸方向外端Ｐ３　から前記リム上のハンプ頂点Ｐ１　を通る線分Ｌ１　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α１　を±５°以内にし、該環状シェルの半径方向内端から少なくとも断面高さＡの３５％の高さＢの領域を直線状に形成し、該直線状領域の内面に沿う延長線Ｌ２　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α２　を軸方向内側へ１５°〜３０°にすると共に、前記リム上のハンプ頂点Ｐ１　とタイヤビード部のトウ先端Ｐ２　との間を通過するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
このように環状シェルの端部に折曲げ部を形成し、その折曲げ部の軸方向外端Ｐ３　からリム上のハンプ頂点Ｐ１　に至る線分Ｌ１　の方向をタイヤ軸に略垂直（傾斜角度α１　を±５°以内）にしたので、ランフラット走行時の環状シェルからの荷重を的確に支持し、良好なランフラット走行を維持する。更に環状シェルの半径方向内端から少なくとも断面高さＡの３５％の高さＢの領域を直線状に形成し、この直線状領域の内面に沿う延長線Ｌ２　をタイヤ軸に垂直な方向に対して内側へ傾斜させ（傾斜角度α２　が軸方向内側へ１５°〜３０°）、リム上のハンプ頂点Ｐ１　とタイヤビード部のトウ先端Ｐ２　との間を通過させるようにしたため、ランフラット走行時に環状シェルに負荷する荷重の一部を弾性リングを介してタイヤビード部をリムフランジに押し付ける分力として作用させ、タイヤビード部をリムから脱落させないようにすることができる。
【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なっている。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。環状シェル外周側の凸部の数は１個でも、２個以上の複数のいずれであってもよい。しかし、凸部の数を複数にした場合には、ランフラット走行時に支持する荷重を複数の凸部に分散させることができるので、全体として環状シェルの耐久性を向上することができる。
【００１２】
本発明の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。
【００１３】
弾性リングは、環状シェルの内径側の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からの荷重を支持するが、本発明においては、さらにタイヤビード部のリムからの脱落防止作用を向上するため、後述する特別の構造になっている。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、リムシートに対して滑り止めを行って環状シェルを安定支持する。
【００１４】
本発明において、上記環状シェルは、弾性リングと連結する脚部の端部にフランジ状の折曲げ部を有する。このような折曲げ部を有することにより、弾性リングとの接合面積が増大し、大きな連結強度を得ることができる。さらに、この折曲げ部により、ランフラット走行時に環状シェルからの荷重をリム及びタイヤビード部に安定した状態で伝達する。
【００１５】
また、環状シェルは、周方向に直交する断面にしたとき、上記折曲げ部の軸方向外端Ｐ３　から弾性リングを経由してリムシートのハンプ頂点Ｐ１　を通るようにした線分Ｌ１　が、タイヤ軸に垂直な方向に対して±５°以内、好ましくは±２°以内の略垂直な傾斜角度α１　を有するようにしてある。このように傾斜角度α１　が略垂直に設定されることにより、ランフラット走行時に環状シェルに負荷される荷重がリム（ホイール）に的確に支持されるため、良好なランフラット走行を維持することができる。
【００１６】
また、環状シェルは、周方向に直交する断面において、半径方向内端から少なくとも断面高さＡの３５％の高さＢの領域を直線状に形成しており、この直線状領域の内面に沿う延長線Ｌ２　がタイヤ軸に垂直な方向に対して、軸方向内側へ１５°〜３０°、好ましくは２０°〜２５°の傾斜角度α２　を有する状態で、リムシート上のハンプ頂点Ｐ１　とタイヤビード部のトウ先端Ｐ２　との間を通過するように設定されている。このような設定により、ランフラット走行時に環状シェルに負荷される荷重は、弾性リングを介して軸方向外側向きの分力を発生するため、その弾性リングがタイヤビード部をリムフランジ側へ強く押し付けるように作用し、タイヤビード部のリムからの脱落を防止する。
【００１７】
このようなタイヤビード部の脱落防止効果を得るため、環状シェルの脚部に形成する直線状領域Ｂは、環状シェルの断面高さＡの少なくとも３５％が必要である。直線状領域Ｂは特に限定されないが、あまり長すぎると環状シェル頂部の曲率を滑らかに形成できなくなるので、好ましくは環状シェル断面高さＡの５０％を上限とするとよい。直線状領域の内面に沿う延長線Ｌ２　の傾斜角度α２　は、これが１５°よりも小さいと、弾性リングによるリムフランジ側への分力が小さくなり、タイヤビード部の脱落防止効果が得られなくなる。また、３０°よりも大きくなると、垂直荷重に対して弾性リングが座屈しやすくなる。
【００１８】
以下、図を参照して本発明を具体的に説明する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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，４ａをタイヤ幅方向に並べるように形成されている。この環状シェル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、それぞれ端部に弾性リング５，５が取り付けられている。
【００２２】
上記のように構成されたランフラット用支持体３は、空気入りタイヤ２の内側に挿入された状態で、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。各ビード部２ｂにはビードコア７がタイヤ周方向に沿って環状に埋設され、このビードコア７の埋設によりビード部２ｂに剛性を与えられている。
【００２３】
上記環状シェル４の両端部には、図２に示すように、それぞれフランジ状の折曲げ部４ｆ，４ｆが形成され、その折曲げ部４ｆが環状の弾性リング５の外周側に埋設するように一体に連結されている。この環状シェル４の周方向に直交する断面において、折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ３　からリムシート１ｓ上のハンプ１ｈの頂点Ｐ１　を通る線分Ｌ１　を引くとき、この線分Ｌ１　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α１　が±５°以内（好ましくは±２°以内）になるように設定されている。なお、上記のハンプ１ｈが一定高さの平面頂部を有するように形成されている場合は、その平面頂部の幅寸法の中心をもって頂点Ｐ１　にする。
【００２４】
このように折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ３　からハンプ頂点Ｐ１　に至る線分Ｌ１　の方向を、タイヤ軸に略垂直（傾斜角度α１　を±５°以内）にすることにより、ランフラット走行時に環状シェルからの荷重を的確に支持するため良好なランフラット走行を可能にする。
【００２５】
また、環状シェル４は、周方向に直交する断面において、半径方向内端から少なくとも環状シェル４の断面高さＡの３５％の高さＢの領域４ｓを直線状に形成している。そして、この直線状の領域４ｓの内面に沿ってリム１側へ延長する延長線Ｌ２　が、タイヤ軸に垂直な方向に対してなす傾斜角度α２　を、軸方向内側へ１５°〜３０°（好ましくは２０°〜２５°）とし、かつ実線と鎖線とで示すように、リムシート１ｓ上のハンプ１ｈの頂点Ｐ１　とタイヤビード部２ｂのトウ先端Ｐ２　との間の領域を通過するように設定されている。
【００２６】
このような設定により、ランフラット走行時に環状シェルに負荷される荷重の一部を、弾性リング５を介して軸方向外側向きの分力として発生するため、その分力により弾性リング５がタイヤビード部２ｂをリムフランジ１ｆ側へ強く押し付け、タイヤビード部２ｂのリム１からの脱落を防止するようにする。
【００２７】
【実施例】
タイヤサイズとリムサイズを、それぞれ２０５／５５Ｒ１６，１６×６　１／２ＪＪにし、またランフラット用支持体の環状シェルを厚さ１ｍｍの鋼板から成形し、その直線状領域を環状シェルの断面高さの３５％にし、弾性リングをＪＩＳ−Ａ硬度８５のゴムで図２に示す断面形状に形成する点を共通の同一条件とし、傾斜角度α１　，　α２　及び延長線Ｌ２　が通過する位置をそれぞれ表１のように異ならせた実施例１〜１１及び比較例１〜３のタイヤ／ホイール組立体（車輪）を製作した。
【００２８】
上記１４種類のタイヤ／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耐久性とビード部のリムからの脱落の有無を測定し、その結果を表１に示した。
【００２９】
表１の結果から、本発明によるタイヤ／ホイール組立体は、いずれもビード部の脱落がなく、良好なランフラット耐久性を示しているが、比較例１〜３は、ビード部の脱落を発生している。
【００３０】
〔ランフラット耐久性〕
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、他のタイヤは２００ｋＰａにして、テストドライバーにより時速９０ｋｍ／ｈで周回路を走行し、タイヤビード部がリムから脱落して走行不能になるまでの走行距離を、またタイヤビード部の脱落がなかったものはタイヤ又はランフラット用支持体が破損するまでの走行距離を測定した。
【００３１】
評価は比較例１のタイヤ／ホイール組立体で測定した走行距離を１００とする指数で表示した。指数が大きいほどランフラット耐久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、環状シェルの端部に折曲げ部を形成し、その折曲げ部の軸方向外端Ｐ３　からリム上のハンプ頂点Ｐ１　に至る線分Ｌ１　の方向をタイヤ軸に略垂直にしたので、ランフラット走行時の環状シェルからの荷重を的確に支持し、良好なランフラット走行を維持することができ、更に環状シェルの半径方向内端から少なくとも断面高さＡの３５％の高さＢの領域を直線状に形成し、この直線状領域の内面に沿う延長線Ｌ２　をタイヤ軸に垂直な方向に対して内側へ傾斜させ、リム上のハンプ頂点Ｐ１　とタイヤビード部のトウ先端Ｐ２　との間を通過させるようにしたため、ランフラット走行時に環状シェルに負荷する荷重の一部を弾性リングを介してタイヤビード部をリムフランジに押し付け、タイヤビード部をリムから脱落させないようにすることができる。
【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】図１のタイヤ／ホイール組立体のタイヤビード部の箇所を拡大して示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム
１ｈ　ハンプ
１ｆ　リムフランジ
２　空気入りタイヤ
２ｂ　ビード部
３　ランフラット用支持体
４　環状シェル
４ｆ　折曲げ部
４ｓ　直線状領域
５　弾性リング
Ｌ１　　線分
Ｌ２　　　延長線
α１　，α２　　傾斜角度
Ｐ１　（ハンプの）頂点
Ｐ２　　トウ先端
Ｐ３　（折曲げ部の）軸方向外端

Claims

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、前記環状シェルの脚端部に外側に屈曲する折曲げ部を形成し、該環状シェルの周方向に直交する断面において前記折曲げ部の軸方向外端Ｐ３　から前記リム上のハンプ頂点Ｐ１　を通る線分Ｌ１　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α１　を±５°以内にし、該環状シェルの半径方向内端から少なくとも断面高さＡの３５％の高さＢの領域を直線状に形成し、該直線状領域の内面に沿う延長線Ｌ２　がタイヤ軸に垂直な方向となす傾斜角度α２　を軸方向内側へ１５°〜３０°にすると共に、前記リム上のハンプ頂点Ｐ１　とタイヤビード部のトウ先端Ｐ２　との間を通過するようにしたタイヤ／ホイール組立体。
前記傾斜角度α１　を±２°以内にした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記傾斜角度α２　を軸方向内側へ２０°〜２５°にした請求項１または２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記延長線Ｌ２　が前記リム上のハンプ頂点Ｐ１　を通過するようにした請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。