JP2005067446A - タイヤホイール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランフラット用支持体の着座を不安定にすることなくリム組み作業性を向上し、更には通常走行時の振動特性を改善して騒音の低減を可能に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をホイールのリム１に嵌合すると共に、空気入りタイヤ２の空洞部に、リム１に嵌合する一対の弾性リング５，５と、これら弾性リング５，５間に跨がる環状シェル４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、一対の弾性リング５，５の内径を互いに異ならせ、ホイール裏側Ｗｉでリム１に嵌合する弾性リング５の内径Ｄｉをホイール表側Ｗｏでリム１に嵌合する弾性リング５の内径Ｄｏよりも小さくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ランフラット走行を可能にするタイヤホイール組立体に関し、さらに詳しくは、ランフラット用支持体の着座を不安定にすることなくリム組み作業性を向上するように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、ある程度の緊急走行を可能にするための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、空気入りタイヤの空洞部においてリム上に中子を装着し、パンクしたタイヤを中子によって支持することでランフラット走行を可能にしたものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。

このようなランフラット用支持体は、タイヤ内面との当接部を外周側に張り出しつつ該当接部の両側に沿って脚部を持つ開脚構造の環状シェルを有し、これら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搭載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、既存のホイールや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であるという利点を有している。

上記ランフラット用支持体をタイヤホイール組立体に組み付ける場合、先ず、空気入りタイヤの空洞部にランフラット用支持体を挿入し、このランフラット用支持体を内包した状態で空気入りタイヤのリム組みを行う必要がある。それ故、リム組み作業を容易にするために、ランフラット用支持体の弾性リングがリムフランジを乗り越え易いこと、即ち、弾性リングの内径を可及的に大きくすることが望まれている。しかしながら、弾性リングの内径を一律に大きくすると、ランフラット用支持体の着座が不安定になるという問題がある。
特表２００１−５１９２７９号公報 特開２００１−１６３０２０号公報 特開平１０−２９７２２６号公報

本発明の目的は、ランフラット用支持体の着座を不安定にすることなくリム組み作業性を向上し、更には通常走行時の振動特性を改善して騒音の低減を可能に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ための本発明のタイヤホイール組立体は、空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、前記空気入りタイヤの空洞部に、前記リムに嵌合する一対の弾性リングと、これら弾性リング間に跨がる環状シェル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、前記一対の弾性リングの内径を互いに異ならせ、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径よりも小さくしたことを特徴とするものである。

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との間に一定距離を保つように外径が空気入りタイヤのトレッド部の内径よりも小さく形成され、かつ内径が空気入りタイヤのビード部の内径と略同一寸法に形成される。この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た状態で空気入りタイヤと共にホイールのリムに組み付けられ、タイヤホイール組立体を構成する。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によって支持された状態になるので、ランフラット走行が可能になる。

本発明では、リム組み作業性とロードノイズによる騒音を考慮して、一対の弾性リングの内径を互いに異ならせている。つまり、リム組み時には、ホイール表側に配置される弾性リング及びタイヤビード部がホイール表側のリムフランジを乗り越えることが困難であるので、ホイール表側の弾性リングの内径を相対的に大きくする。これにより、リム組み作業性を改善することができる。一方、ホイール裏側に配置される弾性リング及びタイヤビード部がホイール表側のリムフランジを乗り越えるのは容易であり、また振動はホイール裏側で発生し易いので、ホイール裏側の弾性リングの内径を相対的に小さくする。これにより、４００〜５００Ｈｚの周波数帯域のロードノイズを低減する効果が得られる。しかも、ホイール表側の弾性リングの内径を相対的に大きくするものの、ホイール裏側の弾性リングの内径を相対的に小さくするので、ランフラット用支持体の着座を不安定にすることはない。

本発明において、リム組み作業性と振動特性を両立させるために、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径よりも０．２ｍｍ以上小さくすることが好ましい。より具体的には、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール裏側のハンプの外径に対して−１．５〜±０ｍｍの範囲に設定し、ホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール表側のハンプの外径に対して−０．２〜＋０．７ｍｍの範囲に設定することが好ましい。

特に、振動特性を改善するために、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングに周方向に連続する補強コアを埋設することが好ましい。また、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径端部分の軸方向外側には周方向に連続する突起を設けることが好ましい。この場合、振動特性の改善効果に加えて、ランフラット用支持体の着座安定性を向上することができる。上記突起の高さは０．４〜１．５ｍｍ、その幅は５〜１５ｍｍであると良い。更に、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径端部分をハンプと同形状に窪ませた場合、上記と同様に振動低減効果が得られる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

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）の要部を示す子午線断面図であり、１はホイールのリム、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回転軸を中心として環状に形成されている。

ランフラット用支持体３は、環状シェル４と弾性リング５とを主要部として構成されている。このランフラット用支持体３は、通常走行時には空気入りタイヤ２の内面から離間しているが、パンク時には潰れた空気入りタイヤ２を内側から支持するものである。

環状シェル４は、パンクしたタイヤの内面に当接する当接部４ａを外周側（径方向外側）に張り出すと共に、該当接部４ａの両側に沿って脚部４ｂ，４ｂを備えた開脚構造になっている。環状シェル４の当接部４ａは、その周方向に直交する断面での外表面形状が外周側に凸曲面となるように形成されている。この凸曲面は少なくとも１つ存在すれば良いが、タイヤ軸方向に２つ以上が並ぶようにすることが好ましい。このように環状シェル４の当接部４ａを２つ以上の凸曲面が並ぶように形成することにより、タイヤ内面に対する当接部４ａの接触箇所を２つ以上に分散させ、タイヤ内面に与える局部摩耗を低減するため、ランフラット走行の持続距離を延長することができる。

上記環状シェル４は、厚さ０．５〜５．０ｍｍの薄肉であり、パンクした空気入りタイヤ２を介して車両重量を支えるために高剛性の材料から構成されている。その構成材料には、金属や樹脂などを使用することができる。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。一方、樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでも良い。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良いが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用しても良い。

弾性リング５は、環状シェル４の脚部４ｂ，４ｂにそれぞれ取り付けられ、左右のリムシート上に当接しつつ環状シェル４を支持するようになっている。この弾性リング５は、パンクした空気入りタイヤ２から環状シェル４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を防止して環状シェル４を安定的に支持するものである。

弾性リング５の構成材料としては、ゴム又は樹脂を使用することができ、特にゴムが好ましい。ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。勿論、これらゴムには、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、老化防止剤などの添加剤を適宜配合することができる。そして、ゴム組成物の配合に基づいて所望の弾性率を得ることができる。

このように構成されるタイヤホイール組立体では、走行中に空気入りタイヤ２がパンクすると、潰れた空気入りタイヤ２がランフラット用支持体３によって支持された状態になるので、ランフラット走行が可能になる。

上記タイヤホイール組立体において、一対の弾性リング５，５は内径が互いに異なっており、ホイール裏側Ｗｉ（車両内側）でリム１に嵌合する弾性リング５の内径がホイール表側Ｗｏ（車両外側）でリム１に嵌合する弾性リング５の内径よりも小さくなっている。即ち、図２に示すように、ランフラット支持体３をリム１に装着する前の単体において、ホイール裏側Ｗｉの弾性リング５の内径Ｄｉがホイール表側Ｗｏの弾性リング５の内径Ｄｏよりも小さくなっている。

リム組み時においては、ホイール裏側Ｗｉに配置される弾性リング５をタイヤビード部と共にホイール表側Ｗｏからリム１に組み付け、次いで、ホイール表側Ｗｏに配置される弾性リング５をタイヤビード部と共にホイール表側Ｗｏからリム１に組み付ける。このとき、ホイール表側Ｗｏに配置される弾性リング５がタイヤビード部と共にホイール表側Ｗｏのリムフランジを乗り越えることが困難であるが、上述のようにホイール表側Ｗｏの弾性リング５の内径Ｄｏを相対的に大きくすることにより、リム組み作業性を改善することができる。

一方、ホイール裏側Ｗｉに配置される弾性リング５がタイヤビード部と共にホイール表側Ｗｏのリムフランジを乗り越えるのは容易であり、また振動はホイール裏側Ｗｉで発生し易い。そこで、ホイール裏側Ｗｉの弾性リング５の内径Ｄｉを相対的に小さくすることにより、４００〜５００Ｈｚの周波数帯域のロードノイズを低減することができる。しかも、ホイール表側Ｗｏの弾性リング５の内径Ｄｏを相対的に大きくするものの、ホイール裏側Ｗｉの弾性リング５の内径Ｄｉを相対的に小さくするので、ランフラット用支持体３の着座を不安定にすることはない。

上記タイヤホイール組立体において、ホイール裏側Ｗｉの弾性リング５の内径Ｄｉはホイール表側Ｗｏの弾性リング５の内径Ｄｏよりも０．２ｍｍ以上小さくすると良い。内径Ｄｉと内径Ｄｏとの差が０．２ｍｍ未満であると上記作用効果が不十分になる。

図１において、リム１にはリムシートに隣接する位置にハンプ１ａが設けられているが、内径Ｄｉ，Ｄｏはハンプ１ａの外径に対して適切な寸法にすると良い。つまり、ホイール裏側Ｗｉの弾性リング５の内径Ｄｉはホイール裏側Ｗｉのハンプ１ａの外径ｄｉに対して−１．５〜±０ｍｍの範囲に設定し、ホイール表側Ｗｏの弾性リング５の内径Ｄｏはホイール表側Ｗｏのハンプ１ａの外径ｄｏに対して−０．２〜＋０．７ｍｍの範囲に設定すると良い。ホイール裏側Ｗｉの弾性リング５の内径Ｄｉが上記範囲を下回るとリム組み作業性が低下し、逆に上記範囲を上回るとロードノイズの低減効果が不十分になる。一方、ホイール表側Ｗｏの弾性リング５の内径Ｄｏが上記範囲を下回るとリム組み作業性が低下し、逆に上記範囲を上回るとランフラット支持体３の着座安定性が低下する。

図１に示すように、少なくともホイール裏側Ｗｉの弾性リング５には、周方向に連続する補強コア６を埋設すると良い。この補強コア６は、金属や樹脂などの弾性リング５より剛性が高い材料から構成されている。金属としては、スチールやアルミニウムなどを使用することができる。一方、樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでも良い。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良いが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用しても良い。

上記補強コア６は、スチールコードなどの金属コードやナイロンコードなどの有機繊維コードからなる補強コードを巻回した構成にしても良い。このように補強コードを巻回する場合、１本の補強コードを巻回しても良く、或いは、複数本の補強コードを束ねて巻回しても良い。

上記タイヤホイール組立体では、少なくともホイール裏側Ｗｉの弾性リング５について、図３に示すように、その内径端部分５ａの軸方向外側に周方向に連続する突起５ｂを設けるようにしても良い。このような突起５ｂは、リム１を押さえつけて振動の発生を抑制すると共に、ランフラット支持体３の着座安定性を向上する。突起５ｂのタイヤ径方向の高さＨは０．４〜１．５ｍｍ、そのタイヤ軸方向の幅Ｗは５〜１５ｍｍとすれば良い。

また、上記タイヤホイール組立体では、少なくともホイール裏側Ｗｉの弾性リング５について、図４に示すように、その内径端部分５ａをハンプ１ａと同形状に窪ませるようにしても良い。この場合、弾性リング５とリム１との接触面積が大きくなるので、リム１の振動をより効果的に低減することができる。

タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６ ８９Ｖの空気入りタイヤと、リムサイズが１６×６ 1/2ＪＪのホイールとのタイヤホイール組立体において、厚さ１．０ｍｍのスチール板から環状シェルを加工し、その環状シェルの両脚部に互い内径が異なる弾性リングを取り付けてランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を空気入りタイヤの空洞部に挿入してタイヤホイール組立体（実施例）とした。この実施例において、リムにおける一対のハンプの外径を同一にし、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をハンプ外径より１．０ｍｍ小さくし、ホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径をハンプ外径より０．５ｍｍ大きくした。

また、比較のため、一対の弾性リングの内径をハンプ外径と同一にしたランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を用いたこと以外は、実施例と同一構造のタイヤホイール組立体（従来例）を得た。

上記２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、リム組み作業性及び通常走行時の車内騒音を評価し、その結果を表１に示した。

リム組み作業性：
各タイヤホイール組立体のリム組み作業に要した時間を測定した。なお、リム組み作業においては、空気入りタイヤの空洞部に挿入されたランフラット用支持体が変形しないように十分に注意した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどリム組み作業性が優れていることを意味する。

車内騒音：
各タイヤホイール組立体を空気圧２２０ｋＰａとして排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、車室内運転席窓側耳の位置にマイクロフォンを設置し、粗い路面を速度５０ｋｍ／ｈで走行したときの車内騒音の音圧を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど車内騒音が小さいことを意味する。

この表１に示すように、実施例のタイヤホイール組立体はリム組み作業性に優れ、しかも通常走行時の車内騒音が小さいものであった。

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。 本発明のランフラット用支持体の未装着の単体を示す子午線断面図である。 本発明のランフラット用支持体の弾性リングの変形例を示す断面図である。 本発明のランフラット用支持体の弾性リングの他の変形例を示す断面図である。

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 当接部
４ｂ 脚部
５ 弾性リング
５ａ 内径端部分
５ｂ 突起
６ 補強コア

Claims (7)

1. 空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、前記空気入りタイヤの空洞部に、前記リムに嵌合する一対の弾性リングと、これら弾性リング間に跨がる環状シェル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、前記一対の弾性リングの内径を互いに異ならせ、ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径よりも小さくしたタイヤホイール組立体。
2. ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径よりも０．２ｍｍ以上小さくした請求項１に記載のタイヤホイール組立体。
3. ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール裏側のハンプの外径に対して−１．５〜±０ｍｍの範囲に設定し、ホイール表側でリムに嵌合する弾性リングの内径をホイール表側のハンプの外径に対して−０．２〜＋０．７ｍｍの範囲に設定した請求項１又は請求項２に記載のタイヤホイール組立体。
4. ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングに周方向に連続する補強コアを埋設した請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤホイール組立体。
5. ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径端部分の軸方向外側に周方向に連続する突起を設けた請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤホイール組立体。
6. 前記突起の高さが０．４〜１．５ｍｍ、その幅が５〜１５ｍｍである請求項５に記載のタイヤホイール組立体。
7. ホイール裏側でリムに嵌合する弾性リングの内径端部分をハンプと同形状に窪ませた請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤホイール組立体。
   

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