JP2007069630A - 支持体及び空気入りランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤとリムを組付けたランフラット走行性に優れる支持体を備えたランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】 タイヤ１４の内部に配設され、タイヤ１４と共にリム１２に組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体１６であって、支持体１６の径方向断面において、径方向外側に突出した２つの凸部３０Ａ１、Ａ２を含む湾曲した支持部２６と、凸部３０Ａ１、Ａ２の間の凹部３０Ｂ１に充填され、凸部３０Ａ１、Ａ２より径方向外側に突出する弾性変形可能な充填体５０を備えるランフラットタイヤ１０では、空気入りタイヤ１４の内圧が低下した場合、トレッド部２４を充填体５０及び凸部３０Ａ１、Ａ２が均等に支持するため、トレッド部２４の接地圧上昇が抑制され、トレッド部２４の耐久性が向上し、ランフラット走行耐久性が向上される。
【選択図】図１

Description

本発明は、パンクした時、その状態のまま相当の距離を走行し得るようにタイヤの内部に配設される環状の支持体と、当該支持体が内部に配設された空気入りランフラットタイヤに関する。

従来、特許文献１に開示されている、空気入りタイヤでランフラット走行が可能、すなわち、パンクして空気入りタイヤの内圧が０ｋｇ／ｃｍ²になっても、ある程度の距離を安心して走行が可能な空気入りタイヤ（以後、ランフラットタイヤと呼ぶ。）として、空気入りタイヤの空気室内におけるリムの部分に、金属、合成樹脂製の環状の中子（支持体）を取り付けた中子タイプが知られている。

この中子タイプでは、リムに組み込む回転中子タイプと、リムに取り付けられるタイヤ径方向断面においてランフラット走行時にタイヤのトレッド部を支持する２つの凸部を有する形状（２山形状）の中子タイプが知られている。回転中子タイプは、回転中子を固定するための特殊ホイールが必要とされる点で汎用性に問題がある。一方、２山形状の中子タイプは、従来のリムに取り付けられるため汎用性が高い。
特開平１０−２９７２２６号公報

ところで、従来のような２山形状の中子タイプは、ランラット走行時にタイヤのトレッド部裏面と２つの凸部とが当接して荷重を支持するため、トレッド部裏面と凸部との接触部分に荷重が集中し、接触部分の接地圧が上昇している。特に、高荷重の車両では、トレッド部裏面と凸部との接触部分に掛かる荷重が大きいため、トレッド部に故障が発生し易く、ランフラット走行時に十分な走行耐久性が得られない問題があった。
また、荷重支持部を凸部から平坦な形状にすれば、ランフラット走行時にトレッド部裏面と荷重支持部との接触部分が広範囲になるため、トレッド部裏面と荷重支持部との接触部分に掛かる荷重が均等化され、接触部分での接地圧上昇が抑制されてトレッド部に発生する故障が抑制される。しかし、轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、荷重支持部が平坦状だと路面の凸凹部分での衝撃によって変形し変形部を起因とした故障や、ランフラット走行時の走行振動が大きくなるといった問題があった。

ここで、空気入りタイヤと共にリムに組み付けることにより、ランフラット走行時にトレッド裏面と支持体との接触部分に掛かる荷重を均等化して、該接触部分の接地圧の上昇を抑制し、トレッド部の耐久性を確保すると共に、轍等のような凸凹路面を走行しても、支持体の耐久性が確保される、ランフラット走行耐性に優れる支持体と、該支持体を備えたランフラット走行耐性に優れた空気入りランフラットタイヤが期待されている。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、空気入りタイヤと共にリムに組付けることによってランフラット走行耐性に優れる支持体と、該支持体を備えたランフラット走行耐性に優れた空気入りランフラットタイヤを提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係る支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、前記支持体の径方向断面において、径方向外側に突出した２以上の凸部を含む支持部と、前記支持部の径方向内側端部と一体化された弾性体であり、リム組み時に当該リムに装着される脚部と、前記支持体の径方向断面において、前記支持部の凸部間の凹部に充填され、前記凸部より径方向外側に突出する弾性変形可能な充填体と、を備えることを特徴とする支持体。

次に、請求項１に記載の支持体の作用効果について説明する。支持体は従来の空気入りタイヤの内部（空気室内）に配設して、空気入りタイヤと共にリムに組み付けることができる。このようにして組み立てられたランフラットタイヤを自動車に装着して走行させると、空気入りタイヤの内圧低下時にタイヤ空気室内に配設された支持体がサイドゴム層に替わって荷重を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。

ところで、ランフラット走行時には、凹部に充填された充填体が、支持部の凸部よりも先にトレッド部裏面に当接する。このとき充填体は荷重を受けてタイヤ径方向内側に弾性変形（圧縮変形）をする。充填体は、弾性変形しながら荷重を低減し、凸部がトレッド部裏面に当接すると、充填体と凸部とで荷重を支える。トレッド部裏面と、充填体及び凸部との接触部分が広範囲になるため、荷重が広範囲に均等化され、接地圧上昇が抑制される。その結果、トレッド部に発生する故障を抑制することができる。従って、ランフラット走行耐久性に優れる。

また、支持部の凸部を２以上としたことにより、轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、支持部が変形して衝撃を緩和することができる。その結果、支持体の耐久性が確保され、ランフラット走行耐久性が向上する。従って、この支持体は、ランフラット走行耐性に優れる。

本発明の請求項２に係る支持体は、請求項１に記載の支持体において、前記充填体は、密度２．０ｇ／ｃｍ³以下の物質からなることを特徴とする請求項１に記載の支持体。

次に、請求項２に記載の支持体の作用効果について説明する。充填体を圧縮変形に耐えられる密度２．０ｇ／ｃｍ³以下の物質にしたことにより、ランフラットタイヤの重量が低減される。

本発明の請求項３に係る支持体は、請求項１又は２に記載の支持体において、前記充填体は、ゴム又は、ウレタン又は、合成樹脂からなることを特徴とする。

次に、請求項３に記載の支持体の作用効果について説明する。充填体を支持部の凹部に充填して取り付ける場合、例えば、支持部と一体成型できるゴム、ウレタン又は合成樹脂等の物質を使用することで作業性が向上する。

本発明の請求項４に係る支持体は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の支持体において、前記充填体の最外径をＲ₁、前記支持部の最外径をＲ₂としたとき、Ｒ₂＋１ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋１０ｍｍを満たすことを特徴とする。

次に、請求項４に記載の支持体の作用効果について説明する。充填体は、ランフラット走行時に荷重が掛かると、径方向内側に圧縮変形をする。Ｒ₁＞Ｒ₂＋１０ｍｍであれば、ランフラット走行時に、充填体がトレッド部裏面に接触して圧縮変形しても、凸部がトレッド部裏面に接触できない虞がある。この場合には、充填体とトレッド部裏面との接触部分に荷重が集中して掛かるため、この接触部分の接地圧が上昇してしまう。Ｒ₂+１ｍｍ＞Ｒ₁であれば、ランフラット走行時に充填体と凸部とがトレッド部裏面に掛ける荷重が均等化に近づくが、効果が少ない。従って、Ｒ₁の範囲は、Ｒ₂＋１ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋１０ｍｍとすることが好ましい。

本発明の請求項５に係る支持体は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の支持体において、前記支持部の凸部は、２個であることを特徴とする。

次に、請求項５に記載の支持体の作用効果について説明する。凸部が２個であれば、凸部無し及び１個の支持体よりも、轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、支持部が変形して衝撃を緩和することができるので支持体の耐久性が確保され、ランフラット走行耐久性に優れ、また、製造し易い。

本発明の請求項６に係る支持体は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の支持体において、前記凹部の径方向の深さをＨとしたとき、３ｍｍ≦Ｈ≦２５ｍｍを満たすことを特徴とする。

次に、請求項６に記載の支持体の作用効果について説明する。３ｍｍ＞Ｈであれば、支持体の製造は容易になるが、轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、支持部が変形して衝撃を緩和することができない。Ｈ＞２５ｍｍであれば、轍等のような凸凹がある路面を走行しても支持部が変形して衝撃を緩和することができるが、製造が困難となる。従って、Ｈの範囲は、３ｍｍ≦Ｈ≦２５ｍｍとすることが好ましい。

本発明の請求項７に係る空気入りランフラットタイヤは、一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層とを備えた空気入りタイヤと、前記タイヤを組付けるリムと、前記空気入りタイヤの内側に配設され、前記空気入りタイヤと共に前記リムに組み付けられる請求項１乃至６の何れか１項に記載の支持体と、を備えることを特徴とする。

次に、請求項７に記載の空気入りランフラットタイヤの作用効果について説明する。空気入りタイヤの内圧低下時には、タイヤ空気室内に配設された支持体がサイドゴム層に替わってトレッド部を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。

ところで、ランフラット走行時には、凹部に充填された充填体が、支持部の凸部よりも先にトレッド部裏面に当接する。このとき充填体は荷重を受けてタイヤ径方向内側に弾性変形（圧縮変形）をする。充填体は、弾性変形しながら荷重を低減し、凸部がトレッド部裏面に当接すると、充填体と凸部とで荷重を支える。トレッド部裏面と、充填体及び凸部との接触部分が広範囲になるため、荷重が広範囲に均等化され、接地圧上昇が抑制される。その結果、トレッド部に発生する故障を抑制することができる。従って、ランフラット走行耐久性に優れる。

本発明の支持体は、空気入りタイヤと共にリムに組付けることによってランフラット走行耐性に優れる。
本発明の空気入りランフラットタイヤは、ランフラット走行耐性に優れる。

［第１実施形態］（構成）本発明の一実施形態に係る支持体を用いた空気入りランフラットタイヤについて図１を参照して説明する。ここで、ランフラットタイヤ１０とは、図１に示すように、リム１２に空気入りタイヤ１４と支持体１６を組み付けたものをいう。リム１２は、空気入りタイヤ１４のサイズに対応した標準リムである。

なお、標準リムとはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定のリムであり、標準空気圧とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、標準荷重とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。
日本以外では、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、"Approved Rim" 、"Recommended Rim"）のことである。

規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、"The Tire and Rim Association Inc. のYear Book "であり、欧州では"The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual"である。

空気入りタイヤ１４は、図１に示すように、一対のビード部１８と、両ビード部１８に跨がって延びるトロイド状のカーカス２０と、カーカス２０のクラウン部に位置する複数（本実施形態では２枚）のベルト層２２と、ベルト層２２の上部に形成されたトレッド部２４とを備える。

空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体１６は、図１に示す断面形状のものがリング状に形成されたものであり、支持部２６と、支持部２６の両端に加硫成形されたゴム製の脚部２８とを備える。脚部２８は、支持体１６をリム組み付け時に空気入りタイヤ１４の内側でリム１２に組み付けられるものである。

一方、支持部２６は、例えば１枚のＳＵＳ、高張力鋼、アルミニウム等の金属のプレートを成形することによって図２に示す断面形状としたものであり、タイヤ径方向外側に凸となる凸部３０Ａ１、３０Ａ２と、その間に形成されたタイヤ径方向内側に凸となる凹部３０Ｂ１さらには凸部３０Ａ１、３０Ａ２のタイヤ幅方向外側に荷重を支持するサイド部３０Ｄ、３０Ｅが形成されている。サイド部３０Ｄ、３０Ｅのタイヤ径方向内側の端部（リム側端部）にはタイヤ幅方向に延在するフランジ部３０Ｆ、３０Ｇが形成されている。

なお、凹部３０Ｂ１の深さＨは、３ｍｍ≦Ｈ≦２５ｍｍを満たすことが好ましい。ここで、凹部３０Ｂ１の深さＨは、支持部２６のタイヤ径方向外側の面において、タイヤ径方向最外側の頂点から凹部３０Ｂ１のタイヤ径方向最内側の頂点までのタイヤ径方向の距離を深さＨとしている。

また、凹部３０Ｂ１には、充填体５０が充填されている。充填体５０は、弾性変形ができる密度２．０ｇ／ｃｍ³以下の物質が好ましく、例えば、ゴム、ウレタン、合成樹脂等がある。本実施形態では、充填体５０にゴムを使用する。このゴムは、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）等のゴムが挙げられ、これらは、単独で用いても、複数ブレンドして用いても良い。また、これらのゴム材料は、充填剤を含有しており、ゴムの硬さは、充填剤の量により調整する。これらのゴム材料に配合することのできる充填剤としては、カーボンブラック、ＣａＣＯ₃、胡粉、シリカ等が挙げられる。なお、充填体５０と脚部２８とは、同種のゴム材料を使用している。

また、充填体５０の最外径をＲ₁、支持部の最外径をＲ₂としたとき、Ｒ₁の値は、Ｒ₂＋１ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋１０ｍｍを満たすことが好ましく、更に、Ｒ₂＋３ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋７ｍｍを満たすことがより好ましい。

（作用）次に、本実施形態に掛かる支持体を用いた空気入りランフラットタイヤについて作用を説明する。ランフラットタイヤ１０では、空気入りタイヤ１４の内圧が低下した場合、空気入りタイヤ１４のトレッド部２４を支持体１６が支持して走行可能とする。この際、凹部３０Ｂ１に充填された充填体５０が、支持部２６の凸部３０Ａ１、３０Ａ２より先にトレッド部２４の裏面に当接する。このとき充填体５０は荷重を受けてタイヤ径方向内側に弾性変形（圧縮変形）をする。充填体５０は、弾性変形しながら荷重を低減し、凸部３０Ａ１、３０Ａ２がトレッド部２４の裏面に当接すると、充填体５０と凸部３０Ａ１、３０Ａ２とで荷重を支える。このとき、トレッド部２４の裏面と、充填体５０及び凸部３０Ａ１、３０Ａ２の接触部分が広範囲になるため、荷重が広範囲に均等化され、接地圧上昇が抑制される。その結果、トレッド部２４に発生する故障を抑制することができる。従って、ランフラット走行耐久性に優れる。

また、支持部２６の凸部を２以上としたことにより、轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、支持部２６が変形して衝撃を緩和することができる。その結果、支持体１６の耐久性が確保され、ランフラット走行耐久性が向上する。従って、この支持体１６は、ランフラット走行耐性に優れる。

また、路面からの衝撃は、トレッド部２４、支持体１６、リム１２を介して車体に伝達されるが、支持体１６のリム１２と当接する部分にはゴム製の脚部２８が設けられているため、路面からの衝撃が緩衝されてランフラット走行時の乗り心地が向上する。

また、本実施形態の支持体１６の支持部２６は、凹部３０Ｂ１に充填体５０が充填されているため、タイヤ幅方向に十分な弾性を有している。また、ビード部１８の内側に配設された支持体１６の脚部２８が凸部３０Ａ１、３０Ａ２、凹部３０Ｂ１の弾性によってビード部１８をリムフランジ１２Ａ側（タイヤ幅方向外側）に常時押圧している。これらから、ランフラット走行時でもビード部１８のリム外れを回避することができる。

また、充填体５０を圧縮変形に耐えられる密度２．０ｇ／ｃｍ³以下のゴムにしたことにより、ランフラットタイヤ１０の重量が低減される。

更に、充填体５０を上記材料としたので、支持体１６の凹部３０Ｂ１に接着剤を塗布してから充填体５０を充填して、その後、加硫接着すれば、支持体１６と充填体５０を一体成型できるため、作業性が向上する。

また、充填体５０を上記材料としたので、ランフラット走行時に荷重が掛かると、タイヤ径方向内側に圧縮変形をする。ここで、Ｒ₁＞Ｒ₂＋１０ｍｍであれば、ランフラット走行時に、充填体５０がトレッド部２４の裏面に接触して圧縮変形しても、凸部３０Ａ１、３０Ａ２がトレッド部２４の裏面に接触できない虞がある。この場合には、充填体５０とトレッド部２４の裏面との接触部分に荷重が集中して掛かるため、この接触部分の接地圧が上昇してしまう。Ｒ₂+１ｍｍ＞Ｒ₁であれば、ランフラット走行時に充填体５０と凸部３０Ａ１、３０Ａ２とがトレッド部２４の裏面に掛ける荷重が均等化に近づくが、効果が少ない。従って、Ｒ₁の範囲は、Ｒ₂＋１ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋１０ｍｍとすることが好ましく、更に、Ｒ₂＋３ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋７ｍｍであればより好ましい。

また、凸部が２個であれば、凸部無し及び１個の支持体１６よりも轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、支持部２６が変形して衝撃を緩和することができるので支持体１６の耐久性が確保され、ランフラット走行耐久性に優れ、また、製造がし易い。

また、３ｍｍ＞Ｈであれば、支持体１６の製造は容易になるが、轍等のような凸凹がある路面を走行する場合に、支持部２６が変形して衝撃を緩和することができない。Ｈ＞２５ｍｍであれば、轍等のような凸凹がある路面を走行しても支持部２６が変形して衝撃を緩和することができるが、製造が困難となる。従って、Ｈの範囲は、３ｍｍ≦Ｈ≦２５ｍｍとすることが好ましい。

［その他の実施形態］第１実施形態では、支持体１６の支持部２６は、タイヤ径方向断面において凸部３０Ａ１、３０Ａ２からなる２山形状の構成としたが、その他の実施形態においては、凸部の数は、２以上であれば何個でもよく、例えば、図２に示すような、凸部が、凸部３０Ａ１〜３０Ａ７まであり、凹部が、凹部３０Ｂ１〜３０Ｂ６、となる構成であっても良い。

また、支持部２６を軽量化のために、カーボン、芳香族ポリアミド、ガラス繊維のいずれか１つあるいはその組み合わせで補強された熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等から形成される構成であっても良いものとする。

［試験例］本発明の効果を確かめるために、第１実施形態に係る空気入りランフラットタイヤ（以下、単に実施例と呼ぶ）、比較例に係る空気入りランフラットタイヤ（以下、単に比較例と呼ぶ）、従来例に係る空気入りランフラットタイヤ（以下、単に従来例と呼ぶ）を準備し、比較試験を行った。

なお、従来例の支持体は、ロールフォーミング法によって平板（支持部）を図４のような断面形状に成形したものであり、比較例の支持体も同様に、平板を図３のような断面形状に成形したものである。実施例は、図４の形状の平板の表面（径方向外側の面）を粗面化し、次に、化成処理を行い、接着剤を塗布後、ゴムを加硫接着することで図１に示すような実施例の支持体を製造した。

また、支持体の支持部に使用している平板は、厚さ１．４ｍｍの高張力鋼とし、タイヤサイズは、何れのタイヤも２７５／５０Ｒ１９とし、リムは、タイヤサイズに対応する標準リム８．０×１９を使用した。
また、試験用車両として４輪駆動の大型ＳＵＶを使用した。

次に、試験用車両に実施例、比較例、従来例の空気入りランフラットタイヤを装着して荷物をフル積載状態とし、左後輪をパンク（空気圧ゼロ）させて９０ｋｍ／ｈでランフラット走行した試験結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例は、比較例及び従来例よりも、ランフラット走行耐性に優れていることが明らかである。この結果は、凸凹路面走行時に実施例の支持体は、路面の凸凹部分で掛かる衝撃を緩衝して支持体の耐久性を確保し、また、充填体と支持部とでトレッド部裏面に掛かる荷重を広範囲に均等化して、接地圧上昇を抑制してトレッド部の耐久性を確保していることから導き出される。

本発明の第１実施形態に係る支持体及び空気入りランフラットタイヤのリム装着時の断面図である。 本発明のその他の実施形態に係る支持体の断面図である。 本発明の比較例に係る支持体及び空気入りランフラットタイヤのリム装着時の断面図である。 本発明の従来例に係る支持体及び空気入りランフラットタイヤのリム装着時の断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りランフラットタイヤ
１２ リム
１４ 空気入りタイヤ
１６ 支持体
２４ トレッド部
２６ 支持部
２８ 脚部
５０ 充填体

Claims (7)

1. 空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、
   前記支持体の径方向断面において、径方向外側に突出した２以上の凸部を含む支持部と、
   前記支持部の径方向内側端部と一体化された弾性体であり、リム組み時に当該リムに装着される脚部と、
   前記支持体の径方向断面において、前記支持部の凸部間の凹部に充填され、前記凸部より径方向外側に突出する弾性変形可能な充填体と、
   を備えることを特徴とする支持体。
2. 前記充填体は、密度２．０ｇ／ｃｍ³以下の物質からなることを特徴とする請求項１に記載の支持体。
3. 前記充填体は、ゴム又は、ウレタン又は、合成樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の支持体。
4. 前記充填体の最外径をＲ₁、前記支持部の最外径をＲ₂としたとき、Ｒ₂+１ｍｍ≦Ｒ₁≦Ｒ₂＋１０ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の支持体。
5. 前記支持部の凸部は、２個であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の支持体。
6. 前記凹部の径方向の深さをＨとしたとき、３ｍｍ≦Ｈ≦２５ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の支持体。
7. 一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層とを備えた空気入りタイヤと、
   前記空気入りタイヤを組付けるリムと、
   前記空気入りタイヤの内側に配設され、前記空気入りタイヤと共に前記リムに組み付けられる請求項１乃至６の何れか１項に記載の支持体と、
   を備えることを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。

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