JP2008110623A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗心地性能を維持しつつ、車両の操縦安定性を向上させること。
【解決手段】空気入りタイヤ１は、ホイール２のリム２ａに取り付けられている。また、タイヤ１が通常状態で、タイヤ１に対して車両横方向の力が加わったときに、リム２ａ側の部材とタイヤ１側の部材とが係合することで、タイヤ１とリム２ａとの車両横方向への相対的移動が規制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、タイヤパンク時にランフラット走行が可能な空気入りタイヤに関するものである。

従来、タイヤのトレッド部の内面において、ランフラット支持体の最大外径部よりも車両外側及び車両内側となる部位に突出部が夫々設けられた空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。当該空気入りタイヤにおいて、ランフラット支持体と突出部とが接触し、車両外側及び車両内側へ滑るのを防止することで、ランフラット走行時の操縦安定性が確保されている。

また、タイヤのトレッド部に固着されて、半径方向内方に延びる複数の補強部材によりタイヤの横剛性を高くしたタイヤとリムとの組立体が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−１６８５９６号公報 特開平１０−２３０７０５号公報

上記特許文献１に示す従来の空気入りタイヤにおいて、ランフラット走行時の操縦安定性は、上述の如く、ランフラット支持体と突出部の接触により確保されているが、ランフラット走行時以外の通常走行時の操縦安定性が考慮されているとは言えない。

また、上記特許文献２に示すタイヤとリムの組立体において、上記補強部材により、通常のタイヤより縦剛性が高くなり、車両の乗心地性能が低下する虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の乗心地性能を維持しつつ、車両の操縦安定性を向上させることを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
ホイールのリムに取り付けられる空気入りタイヤであって、
前記タイヤが通常状態で、該タイヤに対して車両横方向の力が加わったときに、前記リム側の部材と前記タイヤ側の部材とが係合することで、前記タイヤと前記リムとの車両横方向への相対的移動が規制される、ことを特徴とする空気入りタイヤである。

この一態様によれば、車両の乗心地性能を維持しつつ、車両の操縦安定性を向上させることができる。

この一態様において、前記タイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、を有すると共に、
前記リム側の部材は、断面が略矩形状に形成され、該リムの外周面に沿って形成された円環状の中子であり、
前記タイヤ側の部材は、該タイヤのトレッド部の内面上に、前記中子の両側面を挟むように、該タイヤの周方向に沿って設けられる一対の凸状部であってもよい。

この一態様において、前記一対の凸状部の剛性は、前記ドレッド部の内面の剛性よりも高くなるように構成されていてもよい。

本発明によれば、車両の乗心地性能を維持しつつ、車両の操縦安定性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら一実施例を挙げて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る空気入りタイヤ及びホイールの要部を示す要部断面図である。また、図２は、本発明の一実施例に係るホイールのリムに空気入りタイヤが取り付けられた状態を示す斜視図であり、当該取り付け部分の断面を示す部分断面図である。以下、本発明の一実施例について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施例に係る空気入りタイヤ１は、ホイール２のリム（以下、ホイールリムと称す）２ａに嵌合して、取り付けられている。また、ホイールリム２ａ及び空気入りタイヤ１は、ホイール回転軸Ｌを中心として円環状に形成されている。

空気入りタイヤ（以下、タイヤと称す）１は、トレッド部１ａと、トレッド部１ａの両端に接続される一対のサイドウォール部１ｂと、一対のサイドウォール部１ｂに夫々接続される一対のビード部１ｃと、を有している。

一対のビード部１ｃ間にはカーカス層が装架されている。また、トレッド部１ｂにおけるカーカス層の外周側には２層のベルト層が埋設されている。これらベルト層は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。さらに、ベルト層の外周側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層が埋設されている。

タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄには、一対の凸状部３が形成されている。各凸状部３は、その断面がサイドウォール部１ｂに対して略平行に延びるように形成されている。また、各凸状部３は、当該タイヤ１の周方向に沿って、連続的に形成されている。さらに、一対の凸状部３は、後述の断面が矩形状に形成された中子４の両側面を挟み込むように、トレッド部１ａの内面１ｄ上に形成されている。

トレッド部１ａの内面１ｄ上には、例えば、円環状のゴム部材が接着剤、加硫接着等により強固に接着されることで、一対の凸状部３が形成されている。また、各凸状部３は、トレッド部１ａの内面１ｄよりも高い剛性を有する、例えば、低弾性率ゴム、硬質ゴム等の高剛性ゴムにより形成されている。

ここで、上記高剛性ゴムは、例えば、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、フッ素ゴム等からなり、ドレッド部１ａの内面１ｄよりも剛性が高くなるように組成されている。

ホイールリム２ａの外周面に２ｂは、当該外周面２ｂに沿って、円環状に形成された中子４が取り付けられている。この中子４は、その断面が略矩形状に形成されており、ホイールリム２ａとタイヤ１との間に形成される空間部１ｅ内に挿入されている。

タイヤ１が通常状態（タイヤ１の空間部１ｅ内の空気圧が適正範囲内の状態）において、この中子４は、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄから一定距離で離間している。一方、タイヤ１の空間部１ｅ内の空気圧が適正値以下となった低空気圧状態（例えば、タイヤ１のパンク状態）において、タイヤ１が、車両上下方向へ潰れ、当該タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄがホイールリム２ａの中子４により支持された所謂ランフラット状態となる（図３（ｃ））。

中子４は、ホイールリム２ａの外周面２ｂに沿って円環状に形成されたシェル部材４ａと、このシェル部材４ａに取り付けられる弾性部材４ｂと、を有している。

シェル部材４ａの支持面４ｃは、ホイール２の径方向外側に張り出す様に形成され、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと対向するように配置されている。また、この支持面４ｃの両側に沿って、一対の脚部４ｄが形成されている。このように形成されることで、タイヤ１が低空気圧状態となり潰れたときに、シェル部材４ａの支持面４ｃがタイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄを支持することができる。

また、シェル部材４ａの支持面４ｃは、その断面が略フラット状に形成されている。これにより、ランフラット走行時に、シェル部材４ａの支持面４ｃと、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄとを均一に接触させることができる。したがって、タイヤ１の内面１ｄに与える局部摩耗を低減し、ランフラット走行の持続距離を延長することができる。さらに、シェル部材４ａの支持面４ｃの断面において、その略中央に凹状部４ｅが形成されている。この凹状部４ｅは、タイヤ１の周方向に沿って形成され、シェル部材４ａの剛性を高めている。

なお、シェル部材４ａは、低空気圧状態のタイヤ１を介して、車両重量を支える必要があるため剛体材料から形成されている。この剛体材料には、例えば、金属、樹脂等を使用することができる。このうち金属としては、例えば、スチール、アルミニウム等を使用することができる。また、樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を使用することができる。

シェル部材４ａの脚部４ｄには、上述の弾性部材４ｂが夫々取り付けられている。また、弾性部材４ｂは、タイヤ１のビード部１ｃに沿うようにホイールリム２ａの外周面２ｂに取り付けられている。すなわち、中子４のシェル部材４ａは、弾性部材４ｂを介して、ホイールリム２ａに取り付けられている。

弾性部材４ｂは、走行路面から低空気圧状態のタイヤ１を介して、シェル部材４ａへ入力される衝撃及び振動を緩和する機能を有している。なお、弾性部材４ｂは、例えば、ゴム又は樹脂により形成されている。

タイヤ１の通常状態において、上述の如く、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、ホイールリム２ａに取り付けられた中子４のシェル部材４ａの支持面４ｃとが一定の距離で離間した状態となる。このとき、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄに形成された一対の凸状部３の先端部分（例えば、２ｃｍ程度）が、中子４のシェル部材４ａの脚部４ｄ（支持面４ｃ近傍）の両側面を挟み込むような位置となる。

一方で、タイヤ１のランフラット状態において、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、中子４のシェル部材４ａの支持面４ｃとは、略密着した状態となる。このとき、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、一対の凸状部３との間で形成される空間に、ホイールリム２ａの中子４が嵌合するような状態となる。この場合、中子４のシェル部材４ａの一対の脚部４ｄ（中子４の両側面）の略全域が、タイヤ１のトレッド部１ａの一対の凸状部３により挟み込まれた状態となる。

ところで、一般的に、タイヤの車両上下方向の縦剛性が高くなると、いわゆる車両のゴツゴツ感が増す為、車両の乗心地性能が低下する傾向にある。一方、タイヤの車両横方向の横剛性が高くなると、例えば、車両旋回時等のタイヤに車両横方向への力が加わったとき、タイヤの車両横方向への撓みを抑制できる。したがって、車両姿勢が安定する為、車両の操縦安定性が向上する傾向にある。

すなわち、タイヤの縦剛性を維持又は低下させつつ、タイヤの横剛性を高くするのが好ましい。そこで、本実施例に係る空気入りタイヤ１において、タイヤ１のドレッド部１ａの内面１ｄには、ホイールリム２ａの中子４の両側面を挟み込むようにして、一対の凸状部３が形成されている。

これにより、タイヤ１に対して車両横方向の力が加わったときに、ホイールリム２ａの中子４と、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄの凸状部３とが係合することで、タイヤ１とホイール２との車両横方向の相対的な移動が規制される。したがって、タイヤ１の横剛性を高くなり、タイヤ１の車両横方向の撓みを抑制することができる為、車両の操縦安定性が向上する。

一方で、タイヤ１に対して車両上下方向へ力が加わったときに、その力は通常のタイヤと同様に、タイヤ１の弾性変形により吸収される。したがって、上述の如く、横剛性が高くなりつつも、タイヤ１の縦剛性は通常タイヤの縦剛性と同一の状態で維持される。

すなわち、本実施例に係る空気入りタイヤ１によれば、タイヤ１の縦剛性を維持することで、車両の乗心地性能を維持しつつ、さらに、タイヤ１の横剛性を高くすることで、車両の操縦安定性を向上させることができる。

次に、本実施例に係る空気入りタイヤ１の作用について、詳細に説明する。

まず、例えば、車両が直進している状態で、かつタイヤ１が通常状態である場合において、路面の凹凸によりタイヤ１に入力される振動（主として、車両上下方向）は、タイヤ１の弾性変形により吸収され、低減される（図３（ａ））。

また、例えば、車両が右旋回状態で、かつタイヤ１が通常状態である場合において、ホイール２には車両右方向へ荷重Ｆ１が作用し、一方、タイヤ１には車両左方向の荷重Ｆ２が作用する（図３（ｂ））。この為、ホイールリム２ａの中子４は、タイヤ１のトレッド部１ａに対して、車両右方向へ相対的に移動しようとする。このとき、この中子４のシェル部材４ａの右側面が、タイヤ１のトレッド部１ａの高剛性ゴムからなる右側凸状部３に接触し、係合することで、上記相対的移動が規制される。

同様に、車両が左旋回状態で、かつタイヤ１が通常状態である場合において、ホイール２には車両左方向への荷重が作用し、一方、タイヤ１には車両右方向の荷重が作用する。この為、ホイールリム２ａの中子４は、タイヤ１のトレッド部１ａに対して、車両左方向へ相対的に移動しようとする。このとき、この中子４のシェル部材４ａの左側面が、タイヤ１のトレッド部１ａの高剛性ゴムからなる左側凸状部３に接触し、係合することで、上記相対的移動が規制される。

このように、タイヤ１が通常状態である場合に、タイヤ１に対して車両横方向（車両左右方向）の荷重が作用したときに、ホイールリム２ａの中子４とタイヤ１のドレッド部１ａの一対の凸状部３とが接触し、係合することで、タイヤ１とホイールリム２ａとの車両横方向への相対的な移動が規制される。これにより、タイヤ１の車両横方向の撓みを抑制でき、タイヤ１の横剛性を高くすることができる。

なお、タイヤ１のサイドウォール部１ｂの剛性は、通常の空気入りタイヤの剛性と略同一であることから、タイヤ１の縦剛性は、通常タイヤの縦剛性と略同一に維持される。したがって、タイヤ１の横剛性を維持しつつ、タイヤ１の縦剛性のみを高くすることができる。この為、車両の乗心地性能を維持しつつ、車両の操縦安定性を向上させることができる。

また、車両が直進状態で、かつタイヤ１がランフラット状態である場合において、タイヤ１が車両上下方向へ潰れ、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、中子４のシェル部材４ａの支持面４ｃとは、略密着した状態となる（図３（ｃ））。これにより、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄがホイールリム２ａの中子４により支持され、ランフラット走行が可能となる。

このランフラット走行時において、例えば、車両が右方向へ旋回すると、ホイール２に対しては車両右方向への荷重が作用し、タイヤ１に対しては車両左方向への荷重が作用する。この為、ホイールリム２ａの中子４は、タイヤ１のトレッド部１ａに対して、車両右方向へ相対的に移動しようとする。このとき、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、中子４のシェル部材４ａの支持面４ｃとの密着状態に加えて、この中子４のシェル部材４ａの右側面が、タイヤ１のトレッド部１ａの高剛性ゴムよりなる右側凸状部３に係合することで、上記相対的移動がより確実に規制される。

同様に、ランフラット走行時において、車両が左方向へ旋回すると、ホイール２に対しては車両左方向への荷重が作用し、タイヤ１に対しては車両右方向への荷重が作用する。この為、ホイールリム２ａの中子４は、タイヤ１のトレッド部１ａに対して、車両左方向へ相対的に移動しようとする。このとき、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、中子４のシェル部材４ａの支持面４ｃとの密着状態に加えて、この中子４のシェル部材４ａの左側面が、タイヤ１のトレッド部１ａの高剛性ゴムよりなる左側凸状部３に係合することで、上記相対的移動がより確実に規制される。

このように、タイヤ１がランフラット状態である場合においても、通常状態である場合と同様に、タイヤ１に対して車両横方向の荷重が作用したときに、ホイールリム２ａの中子４とタイヤ１のドレッド部１ａの一対の凸状部３とが係合することで、タイヤ１とホイールリム２ａとの車両横方向への相対的な移動が規制される。したがって、タイヤ１の横剛性をより高くすることができ、ランフラット走行時の車両の操縦安定性をより向上させることができる。

なお、図４は、本実施例に係るタイヤ１、通常タイヤ及び従来技術に係るタイヤ（特開平１０−２３０７０５号公報）における縦剛性と横剛性との関係を比較した図である。図４において、縦軸は縦剛性を示し、横軸は横剛性を示している。

図４に示すように、各タイヤにおいて、横剛性が高くなるほど縦剛性も高くなるが、本実施例に係るタイヤ１の横剛性に対する縦剛性の増加率は、通常タイヤ及び従来技術に係るタイヤの増加率よりもより低く抑えることができる。これは、通常タイヤの横剛性を高くするように構成された従来技術のタイヤにおいて、横剛性を増加させると、その増加量に伴って縦剛性も増加する為である。一方、本実施例に係るタイヤ１は、上述の如く、縦剛性を現状の状態に維持しつつ、横剛性を高くすることができる為、上記増加率を低く抑えることができる。

以上、本実施例に係る空気入りタイヤ１において、タイヤ１のドレッド部１ａの内面１ｄには、ホイールリム２ａの中子４の両側面を挟み込むようにして、一対の凸状部３が形成されている。これにより、タイヤ１が通常状態又はランフラット状態で、かつタイヤ１に対して車両横方向の力が加わったときに、ホイールリム２ａの中子４と、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄの凸状部３とが係合することで、タイヤ１とホイール２との車両横方向の相対的な移動が規制される。したがって、タイヤ１の横剛性を高くなる為、車両の操縦安定性を向上させることができる。

また、タイヤ１が通常状態において、タイヤ１の横剛性は、通常タイヤの横剛性と比較して、高くしているにもかかわらず、タイヤ１の縦剛性は通常タイヤの縦剛性と略同一に維持されている。したがって、車両の乗心地性能を維持することができる。すなわち、車両の乗心地性能を維持しつつ、車両の操縦安定性を向上させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上記一実施例において、タイヤ１の縦剛性を通常タイヤの縦剛性と同一に維持しつつ、横剛性を高くしているが、タイヤの縦剛性を適度に低くしつつ、上述の如く、横剛性を高くしてもよい。

例えば、タイヤのサイドウォール部の縦剛性を低くすることで、タイヤの縦剛性を低くしてもよい。この縦剛性の低下に伴って、タイヤの横剛性が低下することから、タイヤのトレッド部の内面に形成される一対の凸状部の剛性をより高くして、上記剛性の低下を相殺してもよい。これにより、車両の乗心地性能をより向上させつつ、車両の操縦安定性を向上させることができる。

上記一実施例において、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄの凸状部３は高剛性のゴムから形成されているが、高剛性の金属から形成されていてもよく、ゴム及び金属を組み合わせて形成されていてもよい。すなわち、凸状部の剛性がドレッド部の内面の剛性よりも高くなるように構成されていれば、任意の材料が適用可能である。また、凸状部を補強部材により補強することで、剛性を高くしてもよい。

上記一実施例において、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄと、凸状部３とは別体で形成され、相互に接着されているが、これら部材１ｄ、３が一体で形成されていてもよい。この場合、凸状部は補強繊維を貼り付けて、剛性を高くしてもよい。

上記一実施例において、中子４は、その断面が略矩形状に形成されているが、形状はこれに限られず、タイヤ１のトレッド部１ａの内面１ｄの凸状部３により、タイヤ１とホイール２との車両横方向の相対的な移動が規制されれば、任意の形状が適用可能である。

本発明は、例えば、タイヤパンク時にランフラット走行が可能な空気入りタイヤに利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係る空気入りタイヤ及びホイールの要部を示す要部断面図である。 本発明の一実施例に係るホイールリムに空気入りタイヤが取り付けられた状態を示す斜視図であり、当該取り付け部分の断面を示す部分断面図である。 （ａ）車両が直進している状態で、かつタイヤが通常状態である場合におけるタイヤ及びホイールの状態の一例を示す図である。（ｂ）車両が右旋回状態で、かつタイヤが通常状態である場合におけるタイヤ及びホイールの状態の一例を示す図である。（ｃ）車両が直進状態で、かつタイヤがランフラット状態である場合におけるタイヤ及びホイールの状態の一例を示す図である。 本実施例に係るタイヤ、通常タイヤ及び従来技術に係るタイヤにおける縦剛性と横剛性との関係を比較した図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
１ａ トレッド部
１ｂ サイドウォール部
１ｃ ビード部
１ｄ 内面
２ ホイール
２ａ ホイールリム
３ 凸状部
４ 中子

Claims (3)

1. ホイールのリムに取り付けられる空気入りタイヤであって、
   前記タイヤが通常状態で、該タイヤに対して車両横方向の力が加わったときに、前記リム側の部材と前記タイヤ側の部材とが係合することで、前記タイヤと前記リムとの車両横方向への相対的移動が規制される、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 請求項１記載の空気入りタイヤであって、
   前記タイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、を有すると共に、
   前記リム側の部材は、断面が略矩形状に形成され、該リムの外周面に沿って形成された円環状の中子であり、
   前記タイヤ側の部材は、該タイヤのトレッド部の内面上に、前記中子の両側面を挟むように、該タイヤの周方向に沿って設けられる一対の凸状部である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 請求項２記載の空気入りタイヤであって、
   前記一対の凸状部の剛性は、前記ドレッド部の内面の剛性よりも高くなるように構成されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。

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