JP2005067302A - タイヤ／ホイール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤのバットレス部の破壊原因を解消し、ランフラット耐久性を向上したタイヤ／ホイール組立体を提供する。
【解決手段】 空気入りタイヤ２の空洞部にリム１と同軸にランフラット用支持体３を挿入したタイヤ／ホイール組立体である。空気入りタイヤ２の子午線断面形状のショルダー部７ｓをスクウェア形状にし、標準リムに標準空気圧で装着した無負荷時でのタイヤ接地幅Ｗｃをタイヤ最大幅Ｗｍに対して０．８５以上にし、かつショルダー部７ｓのエッジ部の面取り曲率半径ｒを０〜１５ｍｍにしたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明はタイヤ／ホイール組立体に関し、さらに詳しくは、ランフラット耐久性を向上したタイヤ／ホイール組立体に関する。

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など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。このランフラット用支持体（中子）は、リムと同軸に構成された環状体をそのリム上に同心状に装着して使用するため、既存のホイール／リムの構成に実質的に何ら改造を加えることなく、そのまま使用できるため、市場に大きな混乱をもたらすことなく受入れ可能になる利点を有している。

上記構成のタイヤ／ホイール組立体（車輪）はタイヤがパンクすると、内圧の低下したタイヤの内面がランフラット用支持体の外周面に支持されながらランフラット走行する。このようにタイヤがある程度の距離をランフラット走行した後に車両が走行不能に陥る原因について詳細に調べてみると、ランフラット用支持体よりもタイヤの方が早く破壊する場合がほとんどである。さらにタイヤが破壊に至る形態について調べてみると、空気内圧の支持を失ったタイヤがランフラット用支持体に接触する状態になるとサイドウォール部に撓みが生じ、このサイドウォール部の撓みが更に大きくなるとバットレス部が接地するようになる。バットレス部は構造上からトレッド部に比べて弱いため、このバットレス部に最初の破れを発生し、このバットレス部の破れが起点になってタイヤ全体が破壊に至ることが知見された。
特開平１０−２９７２２６号公報

本発明の目的は、タイヤのバットレス部の破壊原因を解消することにより、一層のランフラット耐久性を向上したタイヤ／ホイール組立体を提供することにある。

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リムと同軸に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、前記空気入りタイヤの子午線断面形状のショルダー部をスクウェア形状にし、標準リムに標準空気圧で装着した無負荷時でのタイヤ接地幅をタイヤ最大幅に対して０．８５以上にし、かつ前記ショルダー部のエッジ部の面取り曲率半径ｒを０〜１５ｍｍにしたことを特徴とするものである。

さらに好ましくは、バットレス部の形状を内側に湾曲する凹曲面にし、該凹曲面とサイドウォール部の凸曲面とが接合する変曲点Ｐに引いた接線が接地面に対してなす角度αを４０°〜１２０°にすると共に、前記変曲点Ｐの接地面からの高さｈを５ｍｍ以上にしたことを特徴とするものである。

このようにランフラット用支持体と共にリム組みする空気入りタイヤの子午線断面形状について、そのショルダー部をスクウェアにすると共に、トレッド部が接地するときのタイヤ接地幅を出来るだけタイヤ最大幅に近づけた形状にし（タイヤ接地幅／タイヤ最大幅≧０．８５）、さらにショルダー部のエッジ部の面取り曲率半径ｒを小さくした（ｒ＝０〜１５ｍｍ）ので、ランフラット走行時にサイドウォール部が大きく撓むようになった場合でもバットレス部の接地を防止し、このバットレス部を起点にして発生していたタイヤの破壊を起こし難くするため、タイヤ／ホイール組立体のランフラット耐久性を一層向上することができる。

本発明において空気入りタイヤは、種類は特に限定されるものではなく、ラジアルタイヤであっても、バイアスタイヤであってもよい。また、乗用車用タイヤ、軽トラック用タイヤ、重荷重用タイヤなどのいずれであってもよい。しかし、好ましくは乗用車用タイヤであって、かつラジアルタイヤに適用する場合に効果が大きい。

ランフラット用支持体は、既存のリムを実質的に改造することなく装着可能であり、かつランフラット走行時に空気入りタイヤの内面を支持する機能を有するものであれば特に構造は限定されないが、好ましくは、環状シェルと弾性リングとを主要部として構成されたものがよい。

すなわち、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する。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たものがよい。環状シェル外周側の凸部の数は１個であっても、２個以上の複数であってもよい。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。

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する。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。

以下、図を参照して本発明を具体的に説明する。

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。

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。

図示の例では、空気入りタイヤ２は乗用車用として設計されたラジアルタイヤで、子午線断面図においてトレッド部７のショルダー部７ｓがスクウェアに形成されている。さらに、ショルダー部７ｓから延長するバットレス部８が内側に湾曲した凹曲面に形成され、この凹曲面のバットレス部８が、外側に湾曲するように凸曲面に形成されたサイドウォール部９に接合している。

他方、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、また環状シェル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。

本発明のタイヤ／ホイール組立体は、空気入りタイヤのショルダー部が上述のようにスクウェアに形成されている上に、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ規定の標準リムにＪＡＴＭＡ規定の標準空気圧で装着した無負荷時において、図２に示すように、タイヤ接地幅Ｗｃがタイヤ最大幅Ｗｍに対して０．８５以上であるようにしている。さらに、ショルダー部７ｓのエッジ部を面取り曲率半径ｒが０〜１５ｍｍになるようにしている。

空気入りタイヤを上記構成にしたことにより、図３に示すように、ランフラット走行時に空気入りタイヤのサイドウォール部９が大きく撓んだ状態になったときにも、バットレス部８が路面Ｓに接地しないようにすることができる。したがって、バットレス部８が最初に破れを発生し、それを起点にタイヤが破壊するのを防止することができる。タイヤの接地幅Ｗｃとタイヤ最大幅Ｗｍとの比Ｗｃ／Ｗｍが０．８５未満であっては、上記のようにバットレス部８を路面Ｓに接地させないように抑制する効果を発揮させ難くなり、またショルダー部７ａのエッジ部の面取り曲率半径ｒを１５ｍｍよりも大きくした場合においても同様である。

本発明において、さらに好ましくは、図２に示すようにバットレス部８を内側に湾曲した凹曲面に形成し、このバットレス部８の凹曲面とサイドウォール部の凸曲面とが接合する変曲点Ｐに接線Ｌｃを引いたとき、その接線Ｌｃが路面Ｓに対してなす角度αを４０°〜１２０°の範囲にし、かつ変曲点Ｐの接地面Ｓからの高さｈを５ｍｍ以上になるようにするとよく、上記効果をさらに一層顕著にすることができる。さらに好ましくは、角度αを５０°〜７５°にし、高さｈを２０〜５０ｍｍにするとよい。

空気入りタイヤとランフラット支持体とをリムに同軸に組み付けたタイヤ／ホイール組立体では、ランフラット用支持体の外径が空気入りタイヤのトレッド部の内径よりも小さすぎると、タイヤ支持機能が低下することによってバットレス部の接地状態を過酷にする傾向がある。そのため本発明は、空気入りタイヤのトレッド部内面の径Ｄｔとランフラット用支持体の外径Ｄｓとの比（Ｄｔ／Ｄｓ）が１．１５以上のタイヤ／ホイール組立体に適用する場合に本発明の効果を一層顕著にすることができる。ただし、比（Ｄｔ／Ｄｓ）が１．３を超えたタイヤ／ホイール組立体は、ランフラット用支持体の外径が小さ過ぎるため、実用的なランフラット性能が得られなくなる。

上述したように本発明のタイヤ／ホイール組立体によれば、空気入りタイヤの子午線断面におけるショルダー部の形状をスクウェアにし、トレッド部が接地するときのタイヤ接地幅を出来るだけタイヤ最大幅に近づけると共に、ショルダー部のエッジ部の面取り曲率半径ｒを小さくしたので、ランフラット走行時にサイドウォール部が大きく撓んでもバットレス部の接地を防止し、このバットレス部の破れを起点にするタイヤの破壊を起こし難くするため、タイヤ／ホイール組立体のランフラット耐久性を向上することができる。

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断面図である。 本発明のタイヤ／ホイール組立体に使用される空気入りタイヤのトレッドショルダー部を示す説明図である。 本発明のタイヤ／ホイール組立体がランフラット走行する時の状態を断面で示す説明図である。

符号の説明

１ 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
７ トレッド
７ｓ ショルダー
８ バットレス
９ サイドウォール部

Claims (4)

1. 空気入りタイヤの空洞部にリムと同軸に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、前記空気入りタイヤの子午線断面形状のショルダー部をスクウェア形状にし、標準リムに標準空気圧で装着した無負荷時でのタイヤ接地幅Ｗｃをタイヤ最大幅Ｗｍに対して０．８５以上にし、かつ前記ショルダー部のエッジ部の面取り曲率半径ｒを０〜１５ｍｍにしたタイヤ／ホイール組立体。
2. 前記ショルダー部から延長するバットレス部の形状を内側に凹曲面にし、該凹曲面とサイドウォール部の凸曲面とが接合する変曲点Ｐに引いた接線が接地面に対してなす角度αを４０°〜１２０°にし、かつ前記変曲点Ｐの接地面からの高さｈを５ｍｍ以上にした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
3. 前記角度αを５０°〜７５°にし、かつ前記高さｈを２０〜５０ｍｍにした請求項２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
4. 前記空気入りタイヤのトレッド部内面の径Ｄｔと前記ランフラット用支持体の外径Ｄｓとの比（Ｄｔ／Ｄｓ）を１．１５〜１．３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。
   

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