JP3952177B2

JP3952177B2 - タイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体

Info

Publication number: JP3952177B2
Application number: JP2002243738A
Authority: JP
Inventors: 伸一森; 正原島
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: JP2004082795A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体に関し、さらに詳しくは、耐久性を改善するようにしたタイヤ／ホイール組立体及びそれに使用するランフラット用支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合でも、緊急走行を可能にするようにする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、特開平１０−２９７２２６号公報や特表２００１−５１９２７９号公報で提案された技術は、リム組みされた空気入りタイヤの空洞部内側のリム上に支持体を装着し、その支持体によってパンクしたタイヤを支持することによりランフラット走行を可能にしたものである。
【０００３】
上記ランフラット用支持体は、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した脚部に形成した環状シェルを有し、その両脚部の内径側端部を弾性リングに埋設した状態で弾性リングに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支持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／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にできる利点を有している。
【０００４】
しかしながら、タイヤがパンクして内圧がゼロの状態で走行するランフラット走行になった際に、弾性リングが大きく撓み、その撓みが繰り返し発生する。それにより、環状シェルと弾性リングとの取付部分で破壊が起こり易く、耐久性向上の妨げになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐久性を向上することが可能なタイヤ／ホイール組立体及びランフラット用支持体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ／ホイール組立体は、ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した脚部に形成した環状シェルと該脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとから構成し、前記脚部の内径側端部を前記弾性リングに埋設したランフラット用支持体を配置したタイヤ／ホイール組立体において、少なくとも前記脚部を埋設した前記弾性リングの脚部埋設領域に短繊維を配設したことを特徴とする。
【０００７】
本発明のランフラット用支持体は、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した脚部に形成した環状シェルと該脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとから構成し、前記脚部の内径側端部を前記弾性リングに埋設したランフラット用支持体において、少なくとも前記脚部を埋設した前記弾性リングの脚部埋設領域に短繊維を配設したことを特徴とする。
【０００８】
上述した本発明によれば、弾性リングの脚部埋設領域に環状シェルの脚部を従来より強固にかつ脚部との剛性変化を滑らかして取り付けることができるため、ランフラット走行時における脚部と弾性リングの取付部分での破壊を抑制し、耐久性を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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の空洞部に挿入される環状体として形成される。このランフラット用支持体は、外径が空気入りタイヤの空洞部内面との間に一定距離を保つように空洞部内径よりも小さく形成され、かつ内径は空気入りタイヤのビード部内径と略同一寸法に形成されている。そして、このランフラット用支持体は、空気入りタイヤの内側に挿入された状態で空気入りタイヤと共にホイールにリム組みされ、タイヤ／ホイール組立体に構成される。このタイヤ／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の外周面に支持された状態になるので、ランフラット走行を可能にする。
【００１０】
上記ランフラット用支持体は、環状シェルと弾性リングとを主要部として構成されている。
【００１１】
環状シェルは、外周側（外径側）にパンクしたタイヤを支えるため連続した支持面を形成し、内周側（内径側）は左右の側壁を脚部として二股状に開脚した形状にしている。外周側の支持面は、その周方向に直交する横断面での形状が外径側に凸曲面になるように形成される。その凸曲面のタイヤ軸方向に並ぶ数は単一だけでもよいが、好ましくは２以上が並ぶようにするのがよい。このように支持面を２以上の凸曲面が並ぶように形成することにより、支持面のタイヤ内面（空洞部内面）に対する接触箇所を２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、ランフラット走行を可能にする持続距離を延長することができる。
【００１２】
弾性リングは、環状シェルの内径側に二股状になった両脚部の端部にそれぞれ取り付けられ、左右のリムシート上に当接することにより環状シェルを支持している。この弾性リングはゴム又は弾性樹脂から構成され、パンクしたタイヤから環状シェル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止めを行って環状シェルを安定支持するようにしている。
【００１３】
ランフラット用支持体は、パンクしたタイヤを介して車両重量を支えるようにしなければならないため、環状シェルは剛体材料から構成されている。その構成材料には、金属、樹脂などが使用される。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。また、樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれでもよい。熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリエステル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よいが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用してもよい。
【００１４】
弾性リングは、環状シェルを安定支持できればいずれのゴムや弾性樹脂から構成してもよく、例えば、ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムなどを挙げることができる。
【００１５】
本発明のタイヤ／ホイール組立体に使用されるランフラット用支持体は、上述した構成を前提とする。
【００１６】
以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一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はホイール外周のリム、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の回転軸を中心として共軸に環状に形成され、リム１に装着した空気入りタイヤ２の空洞部２Ａにランフラット用支持体３を配置した構成になっている。
【００１８】
ランフラット用支持体３は、金属、樹脂などの剛性材から形成された環状シェル４と、ゴム、弾性樹脂などの弾性材から形成された左右の弾性リング５とから構成されている。
【００１９】
環状シェル４は外周側に曲率半径を有する２個の凸曲面６ａをシェル幅方向においてもつ支持面６を形成し、その支持面６は空気入りタイヤ２が正常なときは空気入りタイヤ２の内面２ａから離間しているが、パンクしたとき潰れたタイヤを支持するようになっている。また、環状シェル４の内周側は両側壁がそれぞれ脚部７として二股状に開脚し、その内径側に弾性リング５を取り付けている。
【００２０】
図２に示すように、脚部７の内径側端部７ａは断面Ｌ字状に屈曲し、弾性リング５の外径側に埋設してある。脚部７を埋設した弾性リング５の脚部埋設領域５Ａには短繊維ｆが配設され、脚部埋設領域５Ａの剛性をその周囲より高くしている。
【００２１】
短繊維ｆは、弾性リング５の外径側から内径側にかけて脚部埋設領域５Ａを超えて配設するようにしてもよく、その場合、図３に示すように、短繊維ｆの含有量を内径側より外径側で多くするのがよい。あるいは、内径側には短繊維ｆを配設せずに、外径側だけに設けてもよい。
【００２２】
短繊維ｆを弾性リング５の外径側から内径側にかけて配設する場合、図４に示すように、短繊維ｆの含有量を内径側が少なくなるように徐々に変化させるのが剛性を滑らかに変化させることができるので好ましい。
【００２３】
上記のような弾性リング５は、短繊維ｆの配合量が異なる複数の弾性材料からなるリング体５Ｎを積層して構成することにより容易に得ることができる。弾性リング５の加熱成形時に隣接するリング体５Ｎを加熱融着すればよい。
【００２４】
上述した短繊維ｆとしては、無機繊維と有機繊維のいずれも使用可能であり、無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維など、有機繊維としては、ナイロン繊維やアラミド繊維などを好ましく例示することができる。望ましくは、少なくとも２種類のポリマーが横断面で海島構造をなす短繊維をフィブリル化した短繊維がよく、これにより脚部埋設領域５Ａに埋設した脚部７をより強固に取り付けることができる。
【００２５】
上記のように構成されたランフラット用支持体３は、リム組み時に、空気入りタイヤ２の内側に挿入され、弾性リング５を空気入りタイヤ２のビード部２ｂと共にリム１のリムシート１ｓに同時に嵌合装着するようになっている。
【００２６】
上述した本発明によれば、少なくとも脚部７を埋設した弾性リング５の脚部埋設領域５Ａに短繊維を配設したので、脚部７を弾性リング５に従来より強固にかつ脚部７との剛性変化を小さくして取り付けることができる。そのため、ランフラット走行の弾性リング５の大きな繰り返し変形に起因する弾性リング５の取付部分での破壊を抑制し、耐久性を向上することができる。
【００２７】
図５は、本発明のタイヤ／ホイール組立体に使用されるランフラット用支持体３の他の例を示し、上述したランフラット用支持３において、弾性リング５を、脚部７の内径側端部７ａを埋設したリング本体５Ｘと、リング本体５Ｘのタイヤ幅方向外側に設けたリング副体５Ｙとから構成したものである。
【００２８】
リング本体５Ｘは、短繊維ｆを均一的に配合した弾性材料から構成されている。リング副体５Ｙは、短繊維ｆは配合されずに弾性材料のみから構成してある。
【００２９】
リム組み時に、弾性リング５の内径側をタイヤ幅方向内側に変形させながらリムフランジ１ａを乗り越えさせることでランフラット用支持体３をタイヤと共にリム組みする。このように弾性リング５の主要部を構成するリング本体５Ｘを短繊維ｆを均一的に配合した弾性材料から構成した場合、弾性リング５が変形し難くなってリムフランジ１ａを乗り越え難くなるが、上記リング副体５Ｙを外側に設けることで、曲げの中立軸Ｍから離れた弾性リング５の外側での剛性が低下するので弾性リング５を変形し易くすることができ、リム組み作業性を大きく阻害するのを回避しながら耐久性を向上することができる。
【００３０】
リング副体５Ｙは、図５に示すように、弾性リング５の外径端から内径端まで同一の厚みで延在させてもよいが、好ましくは、図６に示すように、内径側の厚みを厚くなるようにするのがリム組み性の点からよい。望ましくは、図示するように、次第に厚くなるようにするのが剛性変化を滑らかにできるのでよい。
【００３１】
リング副体５Ｙは、図５，６に示すように弾性リング５の外径端から内径端まで延在させなくてもよく、図７に示すように、弾性リング５の変形に大きく影響する、弾性リング５の径方向高さｈの１／２の位置から内径端までの内径領域５Ｓにのみ配置してもよい。その場合、径方向高さｈの少なくとも１／３の長さにわたって延在させるようにし、少なくとも内径領域５Ｓに径方向高さｈの１／３以上延在するように配置すればよい。
【００３２】
リング副体５Ｙには、好ましくはゴムを使用するのがよく、その場合にはＪＩＳ硬度（ＪＩＳＡ硬度）が６５以下のゴムを使用するのがよい。下限値としては、リング本体５Ｘに配合された短繊維の効果を損なわない観点から５０以上にするのがよい。
【００３３】
リング副体５Ｙの厚みｔ１としては、弾性リング５の厚みｔ（ホイールの回転軸方向の厚さ）の１０〜４０％の範囲にするのがよい。厚みｔ１が弾性リング５の厚みｔの１０％未満ではリム組み性改善効果が小さい。逆に４０％を超えると、ＪＩＳ硬度６５以下のゴムを使用した際に弾性リンク５の剛性が大きく低下するので好ましくない。なお、ここで言う厚みとは、ホイールの回転軸方向に平行に測定した厚さである。
【００３４】
上記リング本体５Ｘは、短繊維ｆを均一的に配合した弾性材料から構成したが、短繊維ｆの含有量を内径側より外径側で多くした構成や、外径側から内径側に向けて短繊維ｆの含有量を次第に減少させるようにした構成にしてもよい。
【００３５】
上記実施形態では、環状シェル４の支持面６が２個の凸曲面６ａ，６ａを有する場合を例示したが、この凸曲面の数は２個に限定されるものでなく、１個あるいは３個以上であってもよい。
【００３６】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、リムサイズを１６×６ 1/2ＪＪで共通にし、ゴムからなる弾性リングの脚部埋設領域にナイロン繊維からなる短繊維を配設した図２に示すランフラット用支持体を用いた図１に示す構成の本発明のタイヤ／ホイール組立体（実施例）と、本発明のタイヤ／ホイール組立体において、弾性リングの脚部埋設領域に短繊維を配設していない従来のタイヤ／ホイール組立体（従来例）をそれぞれ作製した。
【００３７】
これら各試験タイヤ／ホイール組立体を以下に示す測定方法により、耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
耐久性
各試験タイヤ／ホイール組立体を空気圧０kPa の状態で排気量２．５リットルの前輪駆動車の前右輪に装着し、時速９０kmでテストコースを走行した際に、走行不能になった距離を測定し、その結果を従来のタイヤ／ホイール組立体を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、耐久性が優れている。
【００３８】
なお、前右輪以外には、上記と同じサイズのタイヤとリムを使用し、その空気圧は２００kPa にした。
【００３９】
【表１】

表１から、本発明のタイヤ／ホイール組立体は、耐久性を改善できることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
上述したように本発明は、少なくとも弾性リングの脚部埋設領域に短繊維を配設したので、ランフラット走行時における環状シェルと弾性リングとの取付部分での破壊を抑制し、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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、理解を容易にするため環状シェルの厚さを実際よりも厚めにして示す子午線断面図である。
【図２】図１のランフラット用支持体の環状シェルと弾性リングの要部を拡大して示す断面図である。
【図３】ランフラット用支持体の他の例の環状シェルと弾性リングの要部を拡大して示す断面図である。
【図４】ランフラット用支持体の更に他の例の環状シェルと弾性リングの要部を拡大して示す断面図である。
【図５】ランフラット用支持体の更に他の例の環状シェルと弾性リングの要部を拡大して示す断面図である。
【図６】ランフラット用支持体の更に他の例の環状シェルと弾性リングの要部を拡大して示す断面図である。
【図７】ランフラット用支持体の更に他の例の環状シェルと弾性リングの要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム２空気入りタイヤ
２Ａ空洞部２ａ内面
３ランフラット用支持体４環状シェル
５弾性リング５Ａ脚部埋設領域
５Ｎリング体５Ｓ内径領域
５Ｘリング本体５Ｙリング副体
６支持面７脚部
７ａ内径側端部ｆ短繊維
ｈ径方向高さｔ弾性リングの厚み
ｔ１リング副体の厚み

Claims

ホイールのリムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した脚部に形成した環状シェルと該脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとから構成し、前記脚部の内径側端部を前記弾性リングに埋設したランフラット用支持体を配置したタイヤ／ホイール組立体において、少なくとも前記脚部を埋設した前記弾性リングの脚部埋設領域に短繊維を配設したタイヤ／ホイール組立体。
前記脚部の内径側端部を前記弾性リングの外径側に埋設し、前記短繊維を前記弾性リングに外径側から内径側にかけて配設し、該短繊維の含有量を内径側より外径側で多くした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記弾性リングを短繊維の配合量が異なる複数の弾性材料からなるリング体を積層して構成した請求項２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記弾性リングを、前記脚部の内径側端部を埋設したリング本体と、該リング本体のタイヤ幅方向外側に設けたリング副体とから構成し、前記リング本体を前記短繊維を含有する弾性材料から構成し、前記リング副体を弾性材料のみから構成すると共に、少なくとも前記弾性リングの径方向高さｈの１／２の位置から内径端までの内径領域に、該径方向高さｈの１／３以上延在するように配置した請求項１，２または３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記リング副体がＪＩＳ硬度６５以下のゴムからなる請求項４に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記リング副体の厚みが前記弾性リングの厚みの１０〜４０％の範囲にある請求項４または５に記載のタイヤ／ホイール組立体。
外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した脚部に形成した環状シェルと該脚部をリム上に支持する左右の弾性リングとから構成し、前記脚部の内径側端部を前記弾性リングに埋設したランフラット用支持体において、少なくとも前記脚部を埋設した前記弾性リングの脚部埋設領域に短繊維を配設したランフラット用支持体。
前記脚部の内径側端部を前記弾性リングの外径側に埋設し、前記短繊維を前記弾性リングに外径側から内径側にかけて配設し、該短繊維の含有量を内径側より外径側で多くした請求項７に記載のランフラット用支持体。
前記弾性リングを短繊維の配合量が異なる複数の弾性材料からなるリング体を積層して構成した請求項８に記載のランフラット用支持体。
前記弾性リングを、前記脚部の内径側端部を埋設したリング本体と、該リング本体のタイヤ幅方向外側に設けたリング副体とから構成し、前記リング本体を前記短繊維を含有する弾性材料から構成し、前記リング副体を弾性材料のみから構成すると共に、少なくとも前記弾性リングの径方向高さｈの１／２の位置から内径端までの内径領域に、該径方向高さｈの１／３以上延在するように配置した請求項７，８または９に記載のランフラット用支持体。
前記リング副体がＪＩＳ硬度６５以下のゴムからなる請求項１０に記載のランフラット用支持体。
前記リング副体の厚みが前記弾性リングの厚みの１０〜４０％の範囲にある請求項１０または１１に記載のタイヤ／ホイール組立体。