JP2007302136A - ランフラット用支持体及びその組み付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械的な接合部品の廃止により走行時の信頼性を向上すると共に、軽量化及び質量分布の均一化を図ることを可能にしたランフラット用支持体及びその組み付け方法を提供する。
【解決手段】 ホイールのリム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とを備え、弾性リング５と環状シェル４とを一体的に接合したランフラット用支持体３において、環状シェル４及び弾性リング５の周上の少なくとも１箇所に不連続な箇所を設け、環状シェル４の突き合わせ端部４１ａ，４１ｂ同士が溶接により接合される連結構造を形成すると共に、環状シェル４と弾性リング５との接合を環状シェル４の突き合わせ位置の周辺部で部分的に解除する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ランフラット走行を可能にするランフラット用支持体及び該ランフラット用支持体を空気入りタイヤに組み付ける方法に関し、さらに詳しくは、機械的な接合部品の廃止により走行時の信頼性を向上すると共に、軽量化及び質量分布の均一化を図ることを可能にしたランフラット用支持体及びその組み付け方法に関する。

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含むタイヤホイール組立体を構成する場合、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。ところが、ランフラット用支持体の外径は空気入りタイヤのビード部の内径よりも大きいため、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する作業が極めて困難である。特に、空気入りタイヤの偏平率が大きいほど、ランフラット用支持体の組み付け作業が難しくなる。

これに対して、ランフラット用支持体の周上の少なくとも１箇所に不連続な箇所を設け、ランフラット用支持体を分解又は縮径した状態で空気入りタイヤの空洞部内に挿入した後、その環状シェルの不連続な箇所をボルト等の機械的な接合部品を用いて連結することが提案されている（例えば、特許文献２〜４参照）。

しかしながら、環状シェルの不連続な箇所を機械的な接合部品を用いて連結した場合、ランフラット用支持体の質量が増加し、更には周方向の質量分布が不均一になるという問題がある。また、取り外しが可能な機械的な接合部品は走行時の振動等に起因して緩むことがあるので、走行時の信頼性が低いという問題もある。
特開平１０−２９７２２６号公報 特開２００３−４８４１０号公報 特開２００４−５８８６６号公報 特開２００４−１８１９８７号公報

本発明の目的は、機械的な接合部品の廃止により走行時の信頼性を向上すると共に、軽量化及び質量分布の均一化を図ることを可能にしたランフラット用支持体及びその組み付け方法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ランフラット用支持体は、ホイールの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を備え、前記弾性リングと前記環状シェルとを一体的に接合したランフラット用支持体において、前記環状シェル及び前記弾性リングの周上の少なくとも１箇所に不連続な箇所を設け、前記環状シェルの突き合わせ端部同士が溶接により接合される連結構造を形成すると共に、前記環状シェルと前記弾性リングとの接合が前記環状シェルの突き合わせ位置の周辺部で部分的に解除したことを特徴とするものである。

また、本発明のランフラット用支持体の組み付け方法は、上述のランフラット用支持体を空気入りタイヤの空洞部内に挿入し、前記環状シェルの突き合わせ端部同士を溶接により接合するに際し、前記弾性リングを前記環状シェルの突き合わせ位置から退避させた状態で、前記弾性リングで覆われた部分の溶接作業を行う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、ランフラット用支持体の空気入りタイヤへの組み付け前の状態において、環状シェル及び弾性リングの周上の少なくとも１箇所に不連続な箇所が存在し、環状シェルの突き合わせ端部同士が溶接により接合される連結構造を形成すると共に、環状シェルと前記弾性リングとの接合が環状シェルの突き合わせ位置の周辺部で部分的に解かれているので、ランフラット用支持体を空気入りタイヤの空洞部内に挿入し、環状シェルの突き合わせ端部同士を溶接により接合するに際し、弾性リングを環状シェルの突き合わせ位置から退避させた状態で、弾性リングで覆われた部分の溶接作業を行うことができる。従って、環状シェルを全幅にわたって溶接することが可能になるので、環状シェルの突き合わせ端部同士を溶接に基づいて強固に接合することができる。これにより、機械的な接合部品が不要になるので、走行時の信頼性を向上すると共に、軽量化や質量分布の均一化を図ることが可能になる。

より具体的な構成として、弾性リングの突き合わせ位置と環状シェルの突き合わせ位置とを互いに一致させ、弾性リングの両方の突き合わせ端部をそれぞれ環状シェルに対して非接合状態とした構造を採用することができる。この場合、弾性リングの両方の突き合わせ端部をそれぞれ支持体の回転軸方向へ変形自在に構成することが好ましい。

また、弾性リングの突き合わせ位置と環状シェルの突き合わせ位置とを互いにずらし、環状シェルの突き合わせ位置を覆う弾性リングの一方の突き合わせ端部を環状シェルに対して非接合状態とし、弾性リングの他方の突き合わせ端部を環状シェルに対して接合状態とした構造を採用することができる。この場合、弾性リングの一方の突き合わせ端部を支持体の回転軸方向へ変形自在に構成することが好ましい。特に、弾性リングの一方の突き合わせ端部が該弾性リングの他方の突き合わせ端部に対して支持体の回転軸方向外側から重なり合うようなテーパー形状又は階段形状を弾性リングの突き合わせ端部の界面に付与した場合、非接合状態である弾性リングの一方の突き合わせ端部を支持体の回転軸方向外側へ容易に変形させることができ、しかもランフラット走行時における弾性リングの安定性を高めることができる。

環状シェルの一方の突き合わせ端部における弾性リングで覆われる部位には環状シェルの他方の突き合わせ端部と重なる接合補助部材を設けることが好ましい。このような接合補助部材を設けた場合、環状シェルの溶接作業が容易になる。接合補助部材における環状シェルの他方の突き合わせ端部と重なる部位には貫通孔を設けることが好ましい。この場合、環状シェルの他方の突き合わせ端部と接合補助部材とを貫通孔の内縁部に沿って溶接することにより、溶接部の拡散を防止し、周囲に与える熱の影響を最小限に抑えることができる。また、環状シェルの他方の突き合わせ端部における接合補助部材の貫通孔に対応する部位には該貫通孔に挿入される突起を設けることが好ましい。接合補助部材の貫通孔に突起を挿入することにより、溶接時の位置決めが容易になる。

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ランフラット用支持体を含む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。これらホイールのリム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。

図２は本発明の実施形態からなるランフラット用支持体の組み付け前の状態を示すものである。図２に示すように、環状シェル４及び弾性リング５の周上の少なくとも１箇所には不連続な箇所Ｄが存在し、環状シェル４の突き合わせ端部同士が溶接により接合される連結構造を形成すると共に、環状シェル４と弾性リング５との接合が環状シェル４の突き合わせ位置の周辺部で部分的に解かれている。なお、環状シェル４と弾性リング５との接合を解く方法としては、例えば、環状シェル４と弾性リング５とを一体的に加硫する際に、非接合とする部分に離型紙を選択的に挟み込んだり、或いは、非接合とする部分から接着剤を排除する等の方法が挙げられる。

図３は本発明におけるランフラット用支持体の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図３において、弾性リング５の突き合わせ位置と環状シェル４の突き合わせ位置とを互いに一致させ、弾性リング５の両方の突き合わせ端部５１ａ，５１ｂをそれぞれ環状シェル４に対して非接合状態としている。弾性リング５の突き合わせ端部５１ａ，５１ｂはそれぞれランフラット用支持体３の回転軸方向へ変形自在に構成されている。

図３に示す連結構造の場合、環状シェル４と弾性リング５との接合が環状シェル４の突き合わせ位置の周辺部で部分的に解かれているので、ランフラット用支持体３を空気入りタイヤ２の空洞部内に挿入し、環状シェル４の突き合わせ端部４１ａ，４１ｂ同士を溶接により接合するに際し、弾性リング５の突き合わせ端部５１ａ，５１ｂをランフラット用支持体３の回転軸方向外側へ変形させ、弾性リング５を環状シェル４の突き合わせ位置から退避させた状態で、弾性リング５で覆われた部分の溶接作業を行うことができる。これにより、環状シェル４の全幅にわたって溶接部Ｗ（斜線部）を形成することができる。

その結果、機械的な接合部品が不要になるので、走行時の信頼性を向上すると共に、軽量化や質量分布の均一化を図ることが可能になる。なお、弾性リング５で覆われた部分の溶接が行われていないと、環状シェル４の強度が不足し、ランフラット耐久性が低下することになる。

図４は本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図４において、弾性リング５の突き合わせ位置と環状シェル４の突き合わせ位置とを互いにずらし、環状シェル４の突き合わせ位置を覆う弾性リング５の一方の突き合わせ端部５１ａを環状シェル４に対して非接合状態とし、弾性リング５の他方の突き合わせ端部５１ｂを環状シェル４に対して接合状態としている。弾性リング５の突き合わせ端部５１ａはランフラット用支持体３の回転軸方向へ変形自在に構成されている。

図４に示す連結構造の場合、環状シェル４と弾性リング５との接合が環状シェル４の突き合わせ位置の周辺部で部分的に解かれているので、ランフラット用支持体３を空気入りタイヤ２の空洞部内に挿入し、環状シェル４の突き合わせ端部４１ａ，４１ｂ同士を溶接により接合するに際し、弾性リング５の突き合わせ端部５１ａをランフラット用支持体３の回転軸方向外側へ変形させ、弾性リング５を環状シェル４の突き合わせ位置から退避させた状態で、弾性リング５で覆われた部分の溶接作業を行うことができる。これにより、環状シェル４の全幅にわたって溶接部Ｗ（斜線部）を形成することができる。

図５は本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図５の連結構造は、弾性リング５の一方の突き合わせ端部５１ａが該弾性リング５の他方の突き合わせ端部５１ｂに対してランフラット用支持体３の回転軸方向外側から重なり合うようなテーパー形状を弾性リング５の突き合わせ端部５１ａ，５１ｂの界面に付与した点で図４の連結構造とは異なっている。

図６は本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図６の連結構造は、弾性リング５の一方の突き合わせ端部５１ａが該弾性リング５の他方の突き合わせ端部５１ｂに対してランフラット用支持体３の回転軸方向外側から重なり合うような階段形状を弾性リング５の突き合わせ端部５１ａ，５１ｂの界面に付与した点で図４の連結構造とは異なっている。

これら図５及び図６に示す連結構造の場合、溶接時に、非接合状態にある弾性リング５の突き合わせ端部５１ａをランフラット用支持体３の回転軸方向外側へ容易に変形させることができる。しかも、リム組みされた空気入りタイヤ２のビード部がランフラット用支持体３の回転軸方向内側へ移動しようとする力に対して弾性リング５の突き合わせ端部５１ｂが対抗する力を発揮するため、ランフラット走行時における弾性リングの安定性を高めることができる。

図７は本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図７の連結構造は、環状シェル４の一方の突き合わせ端部４１ａにおける弾性リング５で覆われる部位に環状シェル４の他方の突き合わせ端部４１ｂと重なる板状の接合補助部材６を設けた点で図４の連結構造とは異なっている。この接合補助部材６は予め環状シェル４の突き合わせ端部４１ａの内周面に接合されている。溶接時には、環状シェル４の突き合わせ端部４１ｂと接合補助部材６とが溶接される。つまり、弾性リング５で覆われる部分においては、接合補助部材６の周囲に溶接部Ｗ１（斜線部）が形成される。

図７に示す連結構造の場合、溶接時に接合補助部材６を環状シェル４の突き合わせ端部４１ｂに重ね合わせることで環状シェル４の突き合わせ端部４１ａ，４１ｂ同士がずれ難くなるため環状シェル４の溶接作業が容易になる。

図８は本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図８の連結構造は、接合補助部材６における環状シェル４の他方の突き合わせ端部４１ｂと重なる部位に貫通孔６ａを設けた点で図７の連結構造とは異なっている。図９は図８のＸ−Ｘ矢視断面図であるが、図９に示すように、環状シェル４の突き合わせ端部４１ｂと接合補助部材６とが貫通孔６ａの内縁部に沿って溶接される。つまり、弾性リング５で覆われる部分においては、接合補助部材６の貫通孔６ａの内縁部に沿って溶接部Ｗ２（斜線部）が形成される。

図８及び図９に示す連結構造の場合、限定された範囲だけに溶接部Ｗ２が形成されるので、周囲に与える熱の影響を最小限に抑えることができる。なお、溶接部が必要以上に拡散し、環状シェル４や弾性リング５の物性に悪影響を与えると、ランフラット耐久性が低下する恐れがある。

図１０は本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示すものである。図１０の連結構造は、環状シェル４の他方の突き合わせ端部４１ｂにおける接合補助部材６の貫通孔６ａに対応する部位に該貫通孔６ａに挿入される突起７を設けた点で図８の連結構造とは異なっている。図１１は図１０のＹ−Ｙ矢視断面図であるが、図１０に示すように、環状シェル４の突き合わせ端部４１ｂの突起７と接合補助部材６とが貫通孔６ａの内縁部に沿って溶接される。つまり、弾性リング５で覆われる部分においては、接合補助部材６の貫通孔６ａの内縁部に沿って溶接部Ｗ３（斜線部）が形成される。

図１０及び図１１に示す連結構造の場合、限定された範囲だけに溶接部Ｗ３が形成されるので、周囲に与える熱の影響を最小限に抑えることができる。しかも、接合補助部材６の貫通孔６ａに突起７を挿入することにより、溶接時の位置決めが容易になる。

上述した各連結構造において、環状シェル４を溶接した後、弾性リング５の環状シェル４との非接合部分については必要に応じて環状シェル４に対して接着することが好ましいが、その非接合部分が十分に短い場合はそのまま放置しても良い。また、上述した各連結構造はランフラット用支持体の周上の少なくとも１箇所に配置することが必要であるが、２箇所以上に配置することも可能である。

本発明の実施形態からなるランフラット用支持体を含む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る。 本発明の実施形態からなるランフラット用支持体の組み付け前の状態を示す斜視図である。 本発明におけるランフラット用支持体の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 図８のＸ−Ｘ矢視断面図である。 本発明におけるランフラット用支持体の他の連結構造を回転軸側から見た状態を示す平面図である。 図１０のＹ−Ｙ矢視断面図である。

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
４１ａ，４１ｂ 突き合わせ端部
５ 弾性リング
５１ａ，５１ｂ 突き合わせ端部
６ 接合補助部材
６ａ 貫通孔
７ 突起
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 溶接部

Claims (10)

1. ホイールの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を備え、前記弾性リングと前記環状シェルとを一体的に接合したランフラット用支持体において、前記環状シェル及び前記弾性リングの周上の少なくとも１箇所に不連続な箇所を設け、前記環状シェルの突き合わせ端部同士が溶接により接合される連結構造を形成すると共に、前記環状シェルと前記弾性リングとの接合を前記環状シェルの突き合わせ位置の周辺部で部分的に解除したことを特徴とするランフラット用支持体。
2. 前記弾性リングの突き合わせ位置と前記環状シェルの突き合わせ位置とを互いに一致させ、前記弾性リングの両方の突き合わせ端部をそれぞれ前記環状シェルに対して非接合状態としたことを特徴とする請求項１に記載のランフラット用支持体。
3. 前記弾性リングの両方の突き合わせ端部をそれぞれ支持体の回転軸方向へ変形自在に構成したことを特徴とする請求項２に記載のランフラット用支持体。
4. 前記弾性リングの突き合わせ位置と前記環状シェルの突き合わせ位置とを互いにずらし、前記環状シェルの突き合わせ位置を覆う前記弾性リングの一方の突き合わせ端部を前記環状シェルに対して非接合状態とし、前記弾性リングの他方の突き合わせ端部を前記環状シェルに対して接合状態としたことを特徴とする請求項１に記載のランフラット用支持体。
5. 前記弾性リングの一方の突き合わせ端部を支持体の回転軸方向へ変形自在に構成したことを特徴とする請求項４に記載のランフラット用支持体。
6. 前記弾性リングの一方の突き合わせ端部が該弾性リングの他方の突き合わせ端部に対して支持体の回転軸方向外側から重なり合うようなテーパー形状又は階段形状を前記弾性リングの突き合わせ端部の界面に付与したことを特徴とする請求項５に記載のランフラット用支持体。
7. 前記環状シェルの一方の突き合わせ端部における前記弾性リングで覆われる部位に該環状シェルの他方の突き合わせ端部と重なる接合補助部材を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいすれかに記載のランフラット用支持体。
8. 前記接合補助部材における前記環状シェルの他方の突き合わせ端部と重なる部位に貫通孔を設けたことを特徴とする請求項７に記載のランフラット用支持体。
9. 前記環状シェルの他方の突き合わせ端部における前記接合補助部材の貫通孔に対応する部位に該貫通孔に挿入される突起を設けたことを特徴とする請求項８に記載のランフラット用支持体。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のランフラット用支持体を空気入りタイヤの空洞部内に挿入し、前記環状シェルの突き合わせ端部同士を溶接により接合するに際し、前記弾性リングを前記環状シェルの突き合わせ位置から退避させた状態で、前記弾性リングで覆われた部分の溶接作業を行うことを特徴とするランフラット用支持体の組み付け方法。
    

Images