JP2004106643A

JP2004106643A - タイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体

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Publication number: JP2004106643A
Application number: JP2002270186A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Saito; 齋藤　宏匡
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP3983145B2

Abstract

【課題】軽量化しながら優れた耐久性を保持するようにしたタイヤ／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の支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板７に形成した。また、環状シェル４の支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板７に形成したランフラット用支持体３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、軽量化しながら優れた耐久性を有するタイヤ／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、そのまま使用することができるため、市場に混乱をもたらすことなく受入れ可能にできるという利点を有している。
【０００４】
このランフラット用中子は、パンクしたタイヤに代わって車両の重量を支えるようにするため、それに見合った剛性や耐久性を備えている必要がある。しかし、剛性や耐久性を満足させるようにすると重量が非常に大きくなり、その重量増加によって走行性能が低下するという問題が避けられなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９７２２６号公報
【特許文献２】
特表２００１−５１９２７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軽量化しながら優れた耐久性を保持するようにしたタイヤ／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、前記環状シェルの支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板に形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
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からなり、該環状シェルの支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板に形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
このようにランフラット用支持体の主要部である環状シェルの支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板に形成したため、それによってシェル剛性を増大することができる。したがって、シェルを薄肉化して軽量化しても、環状シェルの剛性を従来レベルに維持することが可能になり、ランフラット用支持体の耐久性を維持することができる。
【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るので、ランフラット走行が可能になる。
【００１１】
上記ランフラット用支持体は、環状シェルを主要部として構成されている。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）は左右の側面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。その凸曲面は単一だけでもよいが、２以上が並ぶようにしてもよい。２以上の凸曲面が並ぶように支持面を形成すると、支持面のタイヤ内壁面に対する接触箇所が２以上に分散するため、タイヤ内壁面に与える局部摩耗が低減し、ランフラット耐久性を向上することができる。
【００１２】
環状シェルの二股状両側面の端部には弾性リングを取り付け、この弾性リングを介してランフラット用支持体をリムに支持するようにすることが好ましい。弾性リングを使用する場合、その弾性リングはゴム又は弾性樹脂から構成するとよく、それによって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する。
【００１３】
本発明において、上記環状シェルは支持面及び／又は側面が波板により形成されている。波板で形成されていることにより環状シェルの剛性が増大するため、従来の環状シェルと同等の剛性を保持するために必要な肉厚を薄くすることができ、その結果、環状シェルを軽量化することができる。
【００１４】
環状シェルを波板にする部分は、支持面及び側面の全体であってもよく、或いは特定の一部だけでもよい。特に、環状シェルの側面はランフラット用支持体の荷重支持能力を支配する重要な部分であるため、この側面を優先的に波板で形成するとよい。より具体的には、側面の内径側端部から環状シェルの断面高さの５０％以上の長さに相当する領域を波形にするのがよい。
【００１５】
このような荷重支持能力を増大する波板の形状としては、波長を５〜２０ｍｍ、波高を１〜１０ｍｍにすることが好ましい。波長が２０ｍｍよりも大きかったり、波高が１０ｍｍより大きかったりすると、剛性の増大効果は低下する。また、波長が５ｍｍより小さかったり、波高が１ｍｍよりも小さい場合にも同様である。シェルの肉厚としては、シェル材料の種類にもよるが、０．５〜３．０ｍｍにするのがよい。
【００１６】
また、波板の波列方向は、荷重支持能力の増大だけでみた場合は、環状シェルの周方向に対し直交方向にするのがよい。しかし、衝撃緩衝能力などのクッション性まで満たすようにする場合は、シェル周方向に直交する方向に対して斜めに傾斜させるとよい。すなわち、波板の波列の方向を斜めに傾斜させると、半径方向の荷重支持能力と衝撃緩衝能力とをバランスさせ、ランフラット走行時の乗り心地性を向上することができる。
【００１７】
上記のように半径方向の荷重支持能力と衝撃緩衝能力とをバランスさせる観点から、波板の波列方向を傾斜させる場合は、環状シェルの周方向に直交する方向に対する傾斜角度θとして、２０度〜５０度にするとよい。傾斜角度θが２０度よりも小さくなると衝撃緩衝能力が低下し、また、５０度よりも大きくなると、こんどは荷重支持能力が低下する。
【００１８】
波板の波列方向を傾斜させる場合、その波列の全長を同一の傾斜角度θにする必要は必ずしもなく、途中で屈曲させて変化させるようにしてもよい。このような傾斜角度θの変化は、２０度〜５０度の範囲内で行うのがよい。しかし、波列の全長（ペリフェリー長さ）の４０％以内の範囲であって、かつ５０度超７０度以下の傾斜角度の範囲であれば、上記荷重支持能力と衝撃緩衝能力とのバランス効果を崩すことはない。
【００１９】
波板は、同一寸法の波長だけで形成してもよいが、好ましくは寸法の異なる少なくとも２種以上の波長の組合せから形成するようにするとよい。このように２種以上の長さの異なる波長を組合せると、ランフラット走行時の振動騒音を分散させ、居住性を向上することができる。異なる波長の配列の仕方としては、定法の周波数分散などの手法を用いることができる。このような異種波長を混在させる組合せは、とりわけ、ランフラット走行時にタイヤ内面と接触する環状シェルの支持面に施すと効果が大きい。
【００２０】
環状シェルは剛体材料で構成されている。その構成材料としては、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。
【００２１】
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。
【００２２】
図１は本発明のタイヤ／ホイール組立体（車輪）の要部を例示する子午線断面図である。
【００２３】
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。
【００２４】
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は外周側を支持面とし、空気入りタイヤ２が正常なときは離間しているが、パンクしたときは潰れたタイヤを支持するようになっている。また、環状シェル４の内周側は両側面が脚部６，６として二股状に開脚し、その内周側端部に弾性リング５，５を取り付けている。
【００２５】
上記環状シェル４は、図２に示すように、外周の支持面と両側の側面との全体が波板７で形成されている。勿論、必ずしも全体が波板７である必要はなく、例えば荷重支持に重要な側面だけが波板７であってもよい。その波板７は多数の波列７ａが平行に並ぶように形成され、かつその波列７ａの延長方向を環状シェル４の周方向と直交するようにしている。このように環状シェル４が波板７で構成さることによりシェルの剛性が増大し、従来と同レベルの耐久性を維持する範囲であれば、薄肉化（軽量化）することができる。
【００２６】
波列７ａは、図３に示すように横断面形状が半円形の円弧からなり、この波列７ａが、互いに逆向きに交互に連結して波板７を形成している。この波板７の波長λとしては５〜２０ｍｍ、波高ｈとしては１〜１０ｍｍが好ましく適用される。また、厚みとしては、０．５〜３．０ｍｍが好ましく適用される。
【００２７】
波列７ａの断面形状は、図３の半円に限定されるものではなく、例えば、図４（Ａ）のような台形であったり、図４（Ｂ）のような三角形であったりしてもよい。
【００２８】
波列７ａの延長方向（配列方向）は、上記のようにシェルの周方向に直交するものには限定されない。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、環状シェルの波板の波列の方向を変化させた場合の実施形態を示し、展開図にして示したものである。図中のＣは、環状シェルの幅方向中心線を表わす。
【００２９】
図５（Ａ）の環状シェル４は、波板７の波列７ａの方向全体が、シェル周方向に直交する方向に対して傾斜角度θで傾斜している。このように波列７ａが傾斜することにより衝撃緩衝能力が付加し、荷重支持能力と適度にバランスした状態になる。
【００３０】
図５（Ｂ）の環状シェル４は、幅方向中央部の支持面だけで波列７ａの方向を傾斜させ、両サイドの側面ではシェル周方向に直交させている。この環状シェル４によると、中央支持面の衝撃緩衝能力を図５（Ａ）の場合と同等に維持しながら、両側面の荷重支持能力を図５（Ａ）の場合よりも増大させることができる。
【００３１】
図５（Ｃ）の環状シェル４は、図５（Ｂ）の環状シェル４において両側面の内周側域の波列７ａを傾斜させたものである。このように側面の一部の波列７ａが傾斜しているため、図５（Ｂ）の環状シェル４よりも衝撃緩衝能力を向上させることができる。
【００３２】
図５（Ｄ）の環状シェル４は、図５（Ｂ）の環状シェル４と同様に、幅方向中央の支持面だけの波列７ａが傾斜している。しかし、その傾斜は幅方向中心線Ｃに対して線対称のＶ字状に形成されている点が異なっている。しかし、荷重支持能力と衝撃緩衝能力とがバランスする効果については、図５（Ｂ）の環状シェル４の場合と同様である。
【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環状シェルの支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板に形成したため、それによってシェル剛性を増大することができ、その結果、シェルを薄肉化して軽量化しても、環状シェルの剛性を従来レベルに維持することができ、ランフラット用支持体の耐久性を維持することが可能になる。
【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／ホイール組立体におけるランフラット用支持体の周方向の一定長さだけ取り出して示す斜視図である。
【図３】本発明の環状シェルを形成する波板を示す横断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の環状シェルを形成する波板の他の例を示す横断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ本発明の環状シェルを平面状に展延したときの要部を示す展開図である。
【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
５　弾性リング
６　脚部（側面）
７　波板
７ａ　波列

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、前記環状シェルの支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板に形成したタイヤ／ホイール組立体。
前記環状シェルの側面の内径側端部から前記環状シェルの断面高さの５０％以上の長さの領域を前記波板に形成した請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記波板の波長が５〜２０ｍｍ、波高が１〜１０ｍｍである請求項１又は２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記波板の波列の方向を前記環状シェルの周方向に直交する方向に対して傾斜させた請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記波板の波長が長さの異なる少なくとも２種以上の組合せからなる請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記環状シェルの側面の内径側端部に弾性リングを装着し、該弾性リングを介して前記ランフラット用支持体をリムに支持するようにした請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
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からなり、該環状シェルの支持面及び／又は側面の少なくとも一部を波板に形成したランフラット用支持体。
前記環状シェルの側面の内径側端部から前記環状シェルの断面高さの５０％以上の長さの領域を前記波板に形成した請求項７に記載のランフラット用支持体。
前記波板の波長が５〜２０ｍｍ、波高が１〜１０ｍｍである請求項７又は８に記載のランフラット用支持体。
前記波板の波列の方向を前記環状シェルの周方向に直交する方向に対して傾斜させた請求項７〜９のいずれかに記載のランフラット用支持体。
前記波板の波長が長さの異なる少なくとも２種以上の組合せからなる請求項７〜１０のいずれかに記載のランフラット用支持体。
前記環状シェルの側面の内径側端部に弾性リングを装着した請求項７〜１１のいずれかに記載のランフラット用支持体。