JP2012171592A

JP2012171592A - タイヤ組立体

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Publication number: JP2012171592A
Application number: JP2011038520A
Authority: JP
Inventors: Susumu Mizuno; 進水野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-09-10

Abstract

【課題】パンク状態においても、安定した操舵を行うことができるタイヤ組立体を提供する。
【解決手段】タイヤ組立体１は、ホイール３と当該ホイール３に取り付けられたタイヤ５とを備え、ホイール３とタイヤ５との間に形成される内腔部７に気体が充填されたタイヤ組立体であって、タイヤ５の内腔部７側の面には、接地面９の裏側においてタイヤ５の径方向の内側に向けて突出すると共にタイヤ５の周方向全体に延在する支持中子部１３が設けられており、ホイール３の内腔部７側の面には、支持中子部１３に対面して位置し支持中子部１３の先端面１３ａの断面形状に対応する断面形状をなす中子部受け面３ａが、支持中子部１３とは非接触の状態で周方向全体に延在して形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールと当該ホイールに取り付けられたタイヤとを備えるタイヤ組立体に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のタイヤ組立体が知られている。このタイヤ組立体では、タイヤ内腔部を向くトレッド内側に、タイヤ半径方向内方へ突出しかつタイヤ周方向にのびる支持体が設けられる。この支持体は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填して正規荷重を負荷させた正規負荷状態においてリムと接触せず、しかも正規負荷状態から内圧を零としたパンク状態ではリムと接触して荷重を支持する。

特開２００６−６９４９１号公報

上記のタイヤ組立体では、パンク状態において、支持体の先端がリムの内腔部側の面に押し当てられ、リムから作用する荷重を支持体で支持することで、パンク状態においても、ある程度走行を維持することができる。しかしながら、このタイヤ組立体では、支持体の先端が、リムの内腔部側の面上を回転軸方向（進行方向に対して左右方向）に滑って移動する場合があり、リムとタイヤとの回転軸方向への動きを十分に抑制することができない。そして、パンク状態から車両の操舵がなされた場合には、ホイールをタイヤに対して回転軸方向（車両の左右方向）に動かそうとする力が特に大きく作用するので、支持体の先端がリムの内腔部側の面上を回転軸方向に滑りやすく、その結果、パンク状態における車両の操舵を安定して行うことはできない。

そこで、本発明は、パンク状態においても、安定した操舵を可能にするタイヤ組立体を提供することを目的とする。

本発明のタイヤ組立体は、ホイールと当該ホイールに取り付けられたタイヤとを備え、ホイールとタイヤとの間に形成される内腔部に気体が充填されたタイヤ組立体であって、タイヤの内腔部側の面には、接地面の裏側においてタイヤの径方向の内側に向けて突出すると共にタイヤの周方向全体に延在する支持中子部が設けられており、ホイールの内腔部側の面には、支持中子部に対面して位置し支持中子部の先端面の断面形状に対応する断面形状をなす中子部受け面が、支持中子部とは非接触の状態で周方向全体に延在して形成されていることを特徴とする。

このタイヤ組立体によれば、パンク状態で内腔部内の気体の圧力で荷重を支えられなくなった場合には、径方向に突出する支持中子部の先端が中子部受け面に当接し、ホイールからの荷重が支持中子部によって支えられた状態となる。よって、パンク状態においても、ホイールを地面から浮かせることができ、ある程度走行を継続することができる。ここで、中子部受け面の断面形状が支持中子部の先端面の断面形状に対応しているので、支持中子部の先端と中子部受け面とが嵌り合い、互いの回転軸方向へのずれも抑制することができる。従って、タイヤとホイールとの回転軸方向へのずれが抑制され、パンク状態においても、安定した操舵が可能になる。

また、中子部受け面には、支持中子部の先端面との摩擦力を向上させる表面加工が施されていることとしてもよい。この構成によれば、パンク時において、支持中子部の先端面と中子部受け面との間の滑りが抑制され、タイヤとホイールとの回転軸方向へのずれを抑制する効果が更に高くなる。

また、具体的な形状として、支持中子部の先端面は、径方向の内側に向けて凸状をなす断面形状を呈し、中子部受け面は、径方向の内側に向けて凹状をなす断面形状を呈することとしてもよい。この構成により、支持中子部の先端の凸形状が中子部受け面の凹形状に嵌り込み、支持中子部の先端と中子部受け面との間における回転軸方向へのずれが抑制される。

また、他の具体的な形状として、支持中子部の先端面は、径方向の外側に向けて凹状をなす断面形状を呈し、中子部受け面は、径方向の外側に向けて凸状をなす断面形状を呈することとしてもよい。この構成により、中子部受け面の凸形状が支持中子部の先端面の凹形状に嵌り込み、支持中子部の先端と中子部受け面との間における回転軸方向へのずれが抑制される。

本発明のタイヤ組立体によれば、パンク状態においても、安定した操舵が可能になる。

本発明の第１実施形態に係るタイヤ組立体の周方向に直交する断面を示す断面図である。図１のタイヤ組立体のパンク状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係るタイヤ組立体の周方向に直交する断面を示す断面図である。図３のタイヤ組立体のパンク状態を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るタイヤ組立体の周方向に直交する断面を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るタイヤ組立体の好適な実施形態について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すタイヤ組立体１は、自動車等の車両に装着されて用いられるものであり、金属製のホイール３と当該ホイール３に取り付けられたタイヤ５とを備えている。タイヤ５のビード部がホイール３のフランジ部の内側に挿入され、ホイール３とタイヤ５との間には空気が充填される内腔部７が形成されている。内腔部７には、このタイヤ組立体１が装着される車両の指定空気圧に対応する空気が充填されている。なお、ホイール３のリム部以外の構造は公知のホイールと同様であるので、ホイール３についてはリム部以外の部分の図示を省略している。また、以下の説明で、単に「径方向」、「周方向」、「回転軸方向」というときは、それぞれ、タイヤ５の径方向、周方向、回転軸方向を意味する。

タイヤ５の主たる構造部分は、トレッドゴム、オーバーレイヤー、ベルト、カーカス、インナーライナー、ビードワイヤー、チェーファー、及びスタビライザー等で構成された公知のタイヤと同様のものであるので、詳細な説明は省略する。

タイヤ５の内腔部７側の面には、接地面９の裏側の中央の位置に、内側に向けて周方向に突出する支持中子部１３が設けられている。支持中子部１３は、山形の断面形状をなし、一様の断面形状でタイヤ５の周方向全体に延在している。支持中子部１３の先端面１３ａは、径方向の内側に向けて凸状に湾曲した弧をなす断面形状を呈している。なお、支持中子部１３はインナーライナーの内側に設けられてもよく、インナーライナーが支持中子部１３の内側に形成されてもよい。

支持中子部１３は、例えば硬質ゴムを材料とし、タイヤ５の内腔部７側の面に接着などにより固定される。また、支持中子部１３は、複数の硬質ゴム部材を接着などで組み合わせることで設けられている。更に、支持中子部１３は、その中央にウレタンが充填されてなる断面円形のウレタン層１３ｂを有している。このように、支持中子部１３をなす硬質ゴムの一部をウレタンに置換することにより、軽量化が図られている。なお、支持中子部１３は、複数の部材を組み合わせた構造に限らず、一体として形成されてもよい。また、支持中子部１３は、インナーライナーと一体に形成されてもよい。ウレタン層１３ｂは省略してもよく、また、ウレタン層１３ｂに相当する部分を中空部（空気層）としてもよい。

ホイール３の内腔部７側の面には、支持中子部１３に対面する位置で支持中子部１３とは非接触の状態で、中子部受け面３ａが形成されている。中子部受け面３ａは、一様の断面形状で周方向全体に延在している。中子部受け面３ａの断面形状は、支持中子部１３の先端面１３ａに対応した形状であり、径方向の内側に向けて凹状に湾曲した弧をなしている。具体的には、中子部受け面３ａの断面に現れる弧が、支持中子部１３の先端面１３ａの断面に現れる弧と同一の形状をなす。また、中子部受け面３ａには、支持中子部１３の先端面１３ａとの摩擦力を向上させる表面加工が施されている。例えば、具体的な表面加工の例として、中子部受け面３ａにゴム材料の吹き付け加工が施されてもよく、中子部受け面３ａ上にゴム膜又はゴム板を接着してもよく、中子部受け面３ａに粗面化処理が施されてもよい。

以上のようなタイヤ組立体１が、パンク状態になった場合を考える。パンク状態においては、内腔部７の空気が外部に漏洩することにより、内腔部７内の空気圧で車両の荷重を支えられなくなる。そうすると、図２に示すように、タイヤ組立体１の下側（接地している側）においては、ホイール３が下降し、支持中子部１３の先端面１３ａが中子部受け面３ａに接触する。そして、ホイール３から作用する荷重が支持中子部１３によって支えられた状態となる。

よって、パンク状態においても、ホイール３を地面から浮かせることができ、車両の走行をある程度継続することができる。更に、中子部受け面３ａの断面形状が支持中子部１３の先端面１３ａの断面形状と同一の弧をなすので、支持中子部１３の先端が中子部受け面３ａに嵌り込み、互いの回転軸方向へのずれが抑制される。従って、タイヤ５とホイール３との回転軸方向へのずれが抑制され、パンク状態においても、安定した走行を継続することができる。

特に、パンク状態から車両の操舵がなされた場合には、ホイール３をタイヤ５に対して回転軸方向（車両の左右方向）に動かそうとする力が大きく作用する。これに対し、タイヤ組立体１の上記構成によれば、タイヤ５に対するホイール３の回転軸方向の動きが抑制され、その結果、パンク状態においても安定した車両の操舵を行うことができる。

更には、中子部受け面３ａに、支持中子部１３の先端面１３ａとの摩擦力を向上させる表面加工が施されている。従って、パンク時において、先端面１３ａと中子部受け面３ａとの回転軸方向への滑りが更に抑制され、タイヤ５とホイール３との回転軸方向へのずれを抑制する効果が高くなる。その結果、パンク状態における車両の操舵を更に安定させることができる。

また、周方向に突出する支持中子部を、ホイール３側ではなくタイヤ５側に設ける構成としているので、同様の支持中子部をホイール３側に設ける構成に比べ、ホイール３にタイヤ５を取り付ける際に支持中子部が障害になりにくく作業性が良い。

また、タイヤ組立体１全体を回転軸方向の視線で見た場合、支持中子部１３は全体として円環形状をなす。そしてパンク時には、円環形状の支持中子部１３全体が上方に持ち上げられ、タイヤ組立体１の上部では接地面９がホイール３から離れようとするので、タイヤ５の上部がホイール３から離脱し易くなる傾向にある。そこで、パンク時には、タイヤ５の上部がホイール３から離脱し難くするために、支持中子部１３が適度に変形して楕円環形状になることが好ましく、そのため、支持中子部１３の剛性を適切に調整することが好ましい。これに対し、タイヤ組立体１によれば、前述のウレタン層１３ｂ、或いは当該ウレタン層１３ｂに代えて設けられる空気層の存在により、支持中子部１３の剛性を容易に調整することができる。

以上説明したとおり、タイヤ組立体１は、パンク状態においても安定した車両の走行・操舵を可能にするランフラットタイヤとして機能する。この種のランフラットタイヤによれば、パンク発生後にも、タイヤの基本性能の一つである荷重支持機能を一定の走行距離（例えば、１００ｋｍ程度）だけ維持し、一定速度（例えば、８０〜１００ｋｍ／ｈ程度）での走行を維持することができる。

そして、例えばタイヤ交換に不便な場所（例えば、高速道路上など）でパンクが発生した場合にも、当該不便な場所におけるタイヤ交換作業を省略することができる。また、パンク発生後において、サービスエリア、タイヤ販売店、ガソリンスタンド等を発見するまで走行できる性能を備えれば、車両におけるスペアタイヤの積載も省略することができる。なお、このタイヤ組立体１を用いる場合には、ドライバーがパンク発生に気付きやすくするために、パンク検出装置等を併用することが好ましい。

（第２実施形態）
図３に示すタイヤ組立体２０１は、ホイール２０３と当該ホイール２０３に取り付けられたタイヤ２０５とを備えている。

タイヤ２０５は、前述のタイヤ５における支持中子部１３に代えて、支持中子部２１３を備えている。支持中子部２１３の先端面２１３ａは、径方向の外側に向けて凹状に湾曲した弧をなす断面形状を呈している。タイヤ２０５のその他の構成は、タイヤ５と同一又は同等であるので、重複する説明を省略する。

ホイール２０３の内腔部７側の面には、前述のホイール３の中子部受け面３ａに代えて、中子部受け面２０３ａが形成されている。中子部受け面２０３ａの断面形状は、支持中子部２１３の先端面２１３ａに対応した形状であり、径方向の外側に向けて凸状に湾曲した弧をなしている。具体的には、中子部受け面２０３ａの断面に現れる弧が、支持中子部２１３の先端面１３ａの断面に現れる弧と同一の形状をなす。また、中子部受け面２０３ａには、支持中子部１３の先端面２１３ａとの摩擦力を向上させる表面加工が施されている。ホイール２０３のその他の構成は、ホイール３と同一又は同等であるので、重複する説明を省略する。

以上のようなタイヤ組立体２０１がパンク状態になった場合、図４に示すように、中子部受け面２０３ａが支持中子部２１３の先端面２１３ａに嵌り込み、互いの回転軸方向へのずれが抑制される。従って、タイヤ組立体２０１も、前述のタイヤ組立体１と同様の作用効果を奏する。なお、タイヤ組立体２０１では中子部受け面２０３ａが外側に向けて凸状をなす構造であるので、中子部受け面３ａが内側に向けて凹状をなす構造のタイヤ組立体１に比較し、パンク時に車両の重量を支えるための耐荷重性能が高いと考えられる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、支持中子部の先端面の形状及び中子部受け面の形状は、第１及び第２実施形態のものに限られず、支持中子部の先端面の断面形状と中子部受け面との断面形状とが対応して、両者が嵌り合う関係にあればよい。上記関係を満たす限り、例えば、図５に例示する支持中子部３１３の先端面３１３ａ及び中子部受け面３０３ａのように、支持中子部と中子部受け面を種々の形状に変形することが可能である。また、上述の実施形態では、本発明を自動車のタイヤ組立体に適用しているが、本発明は、例えば、二輪車（オートバイ、自転車）に使用されるタイヤ組立体にも適用することができる。また、上述した各実施形態のタイヤ組立体（図１〜図５）が備える構成要素は、適宜組み合わせて採用することが可能である。

１，２０１…タイヤ組立体、３…ホイール、３ａ，２０３ａ，３０３ａ…中子部受け面、５…タイヤ、７…内腔部、９…接地面、１３，２１３，３１３…支持中子部、１３ａ，２１３ａ，３１３ａ…支持中子部の先端面。

Claims

ホイールと当該ホイールに取り付けられたタイヤとを備え、前記ホイールと前記タイヤとの間に形成される内腔部に気体が充填されたタイヤ組立体であって、
前記タイヤの前記内腔部側の面には、接地面の裏側において前記タイヤの径方向の内側に向けて突出すると共に前記タイヤの周方向全体に延在する支持中子部が設けられており、
前記ホイールの前記内腔部側の面には、前記支持中子部に対面して位置し前記支持中子部の先端面の断面形状に対応する断面形状をなす中子部受け面が、前記支持中子部とは非接触の状態で前記周方向全体に延在して形成されていることを特徴とするタイヤ組立体。
前記中子部受け面には、前記支持中子部の先端面との摩擦力を向上させる表面加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ組立体。
前記支持中子部の前記先端面は、前記径方向の内側に向けて凸状をなす断面形状を呈し、
前記中子部受け面は、前記径方向の内側に向けて凹状をなす断面形状を呈することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ組立体。
前記支持中子部の前記先端面は、前記径方向の外側に向けて凹状をなす断面形状を呈し、
前記中子部受け面は、前記径方向の外側に向けて凸状をなす断面形状を呈することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ組立体。