JP2004130822A

JP2004130822A - タイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体

Info

Publication number: JP2004130822A
Application number: JP2002271769A
Authority: JP
Inventors: Akikazu Seko; 瀬古　明和; Koichi Iwasaki; 岩崎　孝一; Noboru Takada; 高田　　昇
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP3980456B2

Abstract

【課題】耐久性を向上することが可能なタイヤ／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】リム１に装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａに、外周側を支持面６にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェル４と二股状に開脚した脚部７をリム１上に支持する左右の弾性リング５とからなるランフラット用支持体３を配置したタイヤ／ホイール組立体であり、ランフラット用支持体３とリム１との間に形成された第１室部Ｘと、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２の内面２ａとの間に形成された第２室部Ｙとを、それぞれ独立して密閉可能にする。
【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、耐久性を改善するようにしたタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用する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、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、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支持体を装着し、その支持体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（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
上記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支持体によれば、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】
【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
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなランフラット用支持体を装着したタイヤ／ホイール組立体は、タイヤ内に空気を充填するためにランフラット用支持体とリムとの間に形成された空間部とランフラット用支持体と空気入りタイヤの内面との間に形成された空間部とは連通した構造になっている。そのため、タイヤがパンクしてランフラット走行になった際に、両空間部の内圧がゼロになった状態となる。その結果、接地時にランフラット用支持体の弾性リングの接地部分が大きく撓み、その撓みが繰り返し発生する。それにより、特に環状シェルと弾性リングとの接続部分で破壊が起こり易く、耐久性向上の妨げになっていた。
【０００６】
本発明の目的は、耐久性を向上することが可能なタイヤ／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、ホイールのリムに装着した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に開脚した脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとからなるランフラット用支持体を配置したタイヤ／ホイール組立体において、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成された第１室部と前記ランフラット用支持体と前記空気入りタイヤの内面との間に形成された第２室部とをそれぞれ独立して密閉可能にしたことを特徴とする。
【０００８】
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に開脚した脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとからなるランフラット用支持体に空気供給用の空気供給孔を設け、該ランフラット用支持体をリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置した際に、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成された第１室部の圧力が所定の空気圧に達した際に前記空気供給孔を閉止する弁を該空気供給孔に設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他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に開脚した脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとからなるランフラット用支持体に空気供給用の空気供給孔を設け、該空気供給孔を前記ランフラット用支持体を装着するリムに設けた専用のバルブに連通可能にしたことを特徴とする。
【００１０】
上述した本発明によれば、タイヤがパンクしてランフラット走行になった際に、第２室部の内圧はゼロになるが、第１室部の内圧は充填した空気圧を維持することができるため、接地時に弾性リングに生じる大きな繰り返し変形を抑制することができる。その結果、環状シェルと弾性リングとの接続部における破壊の発生を抑制することができるので、耐久性の向上が可能になる。
【００１１】
また、ランフラット走行時に環状シェルを内圧により保持するため、弾性リングを薄肉化してもランフラット用支持体の剛性を確保することができるので、ランフラット用支持体の軽量化が可能になる。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。その凸曲面のタイヤ軸方向に並ぶ数は単一だけでもよいが、好ましくは２以上が並ぶようにするのがよい。このように支持面を２以上の凸曲面が並ぶように形成することにより、支持面のタイヤ内面（空洞部内面）に対する接触箇所を２以上に分散させ、タイヤ内面に与える局部摩耗を低減するため、ランフラット走行を可能にする持続距離を延長することができる。
【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】
弾性リングは、環状シェルを安定支持できればいずれのゴムや弾性樹脂から構成してもよく、例えば、ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムなど、弾性樹脂としては、発泡ポリウレタンなどの発泡樹脂を挙げることができる。
【００１８】
本発明のタイヤ／ホイール組立体に使用されるランフラット用支持体は、上述した構成を前提とする。
【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は本発明の一実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体（車輪）の要部を示す子午線断面図であり、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、リム１に装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａにランフラット用支持体３を配置した構成になっている。
【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、ゴム、弾性樹脂などの弾性材から形成された左右の弾性リング５，５とから構成されている。
【００２２】
環状シェル４は外周側に曲率半径を有する２個の凸曲面６ａ，６ａをシェル幅方向においてもつ支持面６を形成し、その支持面６は空気入りタイヤ２が正常なときは空気入りタイヤ２の内面２ａから離間しているが、パンクしたとき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の内周側は両側壁がそれぞれ脚部７，７として二股状に開脚し、その内周側に弾性リング５，５を取り付けている。
【００２３】
弾性リング５，５は、リム１のリムシート１ｓ，１ｓに嵌合圧着し、ランフラット用支持体３とリム１との間に形成された第１室部Ｘと、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２の内面２ａとの間に形成された第２室部Ｙとをそれぞれ独立して密閉可能にしている。
【００２４】
環状シェル４には、第１室部Ｘ内に供給された空気を第２室部Ｙに供給するための空気供給孔８が少なくとも１つ形成され、この空気供給孔８に第１室部Ｘ内の圧力が所定の空気圧に達した際に空気供給孔８を閉止する弁９が設けられている。リム１には第１室部Ｘに空気を供給するバルブ１０が設けられている。
【００２５】
弁９は、図２に示すように、一端を閉止した筒状体９ａの内側の空間部９ｂ内に断面Ｈ状のピストン９ｃが筒状体９ａの軸線Ｏ方向に沿って摺動自在に配設されている。筒状体９ａには、空間部９ｂに連通する貫通孔９ｄ，９ｅが形成され、一方の貫通孔９ｄは第１室部Ｘに連通している。他方の貫通孔９ｅは、第２室部Ｙに連通しており、バルブ１０から第１室部Ｘに供給された空気が貫通孔９ｄ、空間部９ｂ、貫通孔９ｅを通って第２室部Ｙに供給できるようになっている。
【００２６】
ピストン９ｃと筒状体９ａの一端部９ｆとの間にはバネからなる弾性部材９ｇが介設され、常時ピストン９ｃを筒状体９ａの他端側に附勢し、図２（ａ）に示すように、第１室部Ｘに供給された空気を貫通孔９ｄ、空間部９ｂ、貫通孔９ｅを介して第２室部Ｙに供給できるようにしている。
【００２７】
筒状体９ａの他端側内周面には、常時バネ９ｉにより出方向に附勢されたストッパー９ｈが出没自在に埋設されている。第２室部Ｙの空気圧が次第に高くなるにつれて、ピストン９ｃが一端側に移動し、第２室部Ｙの空気圧が所定の圧力になると、図２（ｂ）に示すように、ピストン９ｃが第２室部Ｙに連通する貫通孔９ｅを閉止する。それと同時にストッパー９ｈが突出して、ピストン９ｃを貫通孔９ｅが閉止した状態にロックし、第１室部Ｘと第２室部Ｙとをそれぞれ独立した密閉状態にする。
【００２８】
弁９は、当然のことながら、上述したものに限定されず、同様の機能を有するものであれば他の態様であってもよい。好ましくは、弁の閉じる圧力を任意に設定できるようにするため、バネ・ネジ機構などによる圧力調整機構を備えたものがよい。弁９を閉じる圧力としては、所望の使用空気圧の１．０〜１．５倍となる範囲で調整するのがよい。
【００２９】
上記のように構成されたランフラット用支持体３は、リム組み時に、空気入りタイヤ２の内側に挿入され、弾性リング５，５を空気入りタイヤ２のビード部２ｂ，２ｂと共にリム１のリムシート１ｓ，１ｓに同時に嵌合装着するようになっている。
【００３０】
上述した本発明によれば、ランフラット用支持体３とリム１との間に形成された第１室部Ｘとランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２の内面２ａとの間に形成された第２室部Ｙとをそれぞれ独立して密閉可能にしたので、タイヤがパンクしてランフラット走行になった際に、第２室部Ｙの内圧はゼロになるが、第１室部Ｘの内圧は充填した空気圧を維持する。そのため、接地時にランフラット用支持体３の弾性リング５の接地部分の撓みを抑制することができ、従来のように大きな撓みが繰り返し発生することがない。従って、環状シェル４と弾性リング５，５との接続部分における破壊の発生を抑制し、耐久性を向上することができる。また、弾性リング５を薄肉化してもランフラット用支持体３の剛性を確保することが可能になるため、ランフラット用支持体３を軽量化することができる。
【００３１】
図３は、本発明のタイヤ／ホイール組立体の他の例を示す。この実施形態では、上述した弁９に代えて、ランフラット用支持体３を装着するリム１に専用のバルブ１１を設け、このバルブ１１と環状シェル４の凸曲面６ａ，６ａ間に設けた空気供給孔８とを配管１２により接続可能にしたものであり、密閉構造にした第１室部Ｘと第２室部Ｙに各バルブ１０，１１を介してそれぞれ空気を供給できるようにしている。このような構成のタイヤ／ホイール組立体であっても、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
本発明において、第１室部Ｘの空気圧は、第２室部Ｙの空気圧より高くするのがよい。好ましくは、第２室部の空気圧の１．１〜１．５倍にするのがよく、これにより、ランフラット走行時に環状シェル４に加わる荷重を分散させ、耐久性を一層向上することができる。
【００３３】
また、第１室部Ｘの空気圧を第２室部Ｙの空気圧より高くして使用する場合には、上述したランフラット用支持体３は、図４に示すように、第１室部Ｘ内の空気を第２室部Ｙに透過可能な空気透過部１３を有するように構成してもよい。
【００３４】
図４では、環状シェル４の脚部７に形成された貫通孔１４に空気透過部１３が設けられている。空気透過部１３は、金網状の支持体１３ａの両側にタイヤから漏れ出る空気と略同量の空気が透過可能なゴム層１３ｂをそれぞれ１層配置した透過部１３Ｘを有し、この透過部１３Ｘがリング体１３Ｙを介して貫通孔１４周囲の脚部７に貫通孔１４を密閉するようにして嵌着してある。
【００３５】
第２室部Ｙ内の空気は、極めて微量であるがタイヤを透過して外部に漏出し続けるため、第２室部Ｙ内の空気圧はタイヤの使用と共に次第に低下する。従って、このようにタイヤから漏れ出る空気と略同量の空気が透過できる空気透過部１３を設けることにより、通常の走行時において第２室部Ｙ内の空気圧を常に使用圧に維持することができる。
【００３６】
ゴム層１３ｂに使用するゴムとしては、空気が透過可能であれば、いずれのゴムを使用してもよく、例えば、気体透過係数が大きく、厚さを調整し易いものとして、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコンゴムなど、また圧縮永久歪の小さいものとして、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などを挙げることができる。使用するゴムの気体透過係数に応じてゴム層１３ｂの厚さや透過部分の面積を適宜決定することにより、透過部１３Ｘにおける漏れ量をタイヤから漏れ出る空気と略同量に調整する。
【００３７】
空気透過部１３は、図４では環状シェル４に設けたが、それに代えて弾性リング５に設けるようにしてもよい。また、空気透過部１３は、ランフラット用支持体３の少なくとも１か所に設ければよく、更に透過部１３Ｘは、空気が透過可能であれば、上述した構成に限定されない。
【００３８】
上記実施形態では、環状シェル４の支持面６が２個の凸曲面６ａ，６ａを有する場合を例示したが、この凸曲面の数は２個に限定されるものでなく、１個あるいは３個以上であってもよい。
【００３９】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、リムサイズを１６×６　１／２ＪＪで共通にし、第１室部と第２室部をそれぞれ密閉構造にし、環状シェルの空気供給孔に弁を設けた図１に示す構成の本発明のタイヤ／ホイール組立体（実施例）と、第１室部と第２室部を連通構造にした従来のタイヤ／ホイール組立体（従来例）をそれぞれ作製した。
【００４０】
これら各試験タイヤ／ホイール組立体を以下に示す測定方法により、耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
耐久性
各試験タイヤ／ホイール組立体を第２室部の空気圧０ｋＰａ　の状態で排気量２．５リットルの前輪駆動車の前右輪に装着し、時速９０ｋｍでテストコースを走行した際に、走行不能になった距離を測定し、その結果を従来のタイヤ／ホイール組立体を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、耐久性が優れている。
【００４１】
なお、前右輪以外には、上記と同じサイズのタイヤとリムを使用し、その空気圧は２００ｋＰａ　にした。また、本発明のタイヤ／ホイール組立体の第１室部の空気圧は、２５０ｋＰａ　である。
【００４２】
【表１】

表１から、本発明のタイヤ／ホイール組立体は、耐久性を改善できることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
上述したように本発明は、ランフラット用支持体とリムとの間に形成された第１室部とランフラット用支持体と空気入りタイヤの内面との間に形成された第２室部とをそれぞれ独立して密閉可能にしたので、ランフラット走行時における耐久性を向上することができる。
【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の弁の一例を示し、（ａ）は開状態を示す断面説明図、（ｂ）は閉状態を示す断面説明図である。
【図３】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４】本発明の他の実施形態からなるランフラット用支持体の要部断面図である。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム　　　　　　２　空気入りタイヤ
２Ａ　空洞部　　　　　　　　　　２ａ　内面
３　ランフラット用支持体　　　　４　環状シェル
５　弾性リング　　　　　　　　　６　支持面
７　脚部　　　　　　　　　　　　８　空気供給孔
９　弁　　　　　　　　　　　　　１０，１１　バルブ
１３　空気透過部　　　　　　　　Ｘ　第１室部
Ｙ　第２室部

Claims

ホイールのリムに装着した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に開脚した脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとからなるランフラット用支持体を配置したタイヤ／ホイール組立体において、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成された第１室部と前記ランフラット用支持体と前記空気入りタイヤの内面との間に形成された第２室部とをそれぞれ独立して密閉可能にしたタイヤ／ホイール組立体。
前記リムに前記第１室部に空気を供給するバルブを設け、前記ランフラット用支持体に前記第１室部の空気を前記第２室部に供給する空気供給孔を少なくとも１つ形成し、該空気供給孔に第１室部内の圧力が所定の空気圧に達した際に前記空気供給孔を閉止する弁を設けた請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記空気供給孔を前記環状シェルに設けた請求項２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記リムに前記第１室部に空気を供給するバルブと前記第２室部に空気を供給するバルブをそれぞれ設けた請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記第１室部の空気圧が前記第２室部の空気圧より高い請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記第１室部の空気圧が前記第２室部の空気圧より１．１〜１．５倍高い請求項５に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記ランフラット用支持体に前記第１室部と前記第２室部との間で空気が透過可能な空気透過部を設けた請求項５または６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と前記二股状に開脚した脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとからなるランフラット用支持体に空気供給孔を設け、該ランフラット用支持体をリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に配置した際に、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成された第１室部の圧力が所定の空気圧に達した際に前記空気供給孔を閉止する弁を該空気供給孔に設けたランフラット用支持体。
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と前記二股状に開脚した脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとからなるランフラット用支持体に空気供給孔を設け、該空気供給孔を前記ランフラット用支持体を装着するリムに設けた専用のバルブに接続可能にしたランフラット用支持体。
前記ランフラット用支持体に空気透過部を設けた請求項８または９に記載のランフラット用支持体。