JP3980435B2

JP3980435B2 - 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: JP3980435B2
Application number: JP2002217534A
Authority: JP
Inventors: 明和瀬古; 拓三佐野; 孝一岩崎
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: US20040016489A1; US6843288B2; JP2004058749A; DE10333769A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランフラット走行を可能にするタイヤホイール組立体及びそれに用いるランフラット用支持体に関し、さらに詳しくは、ランフラット走行時の耐久性を向上するようにしたタイヤホイール組立体及び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、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、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中子は、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面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支持されるようになっている。このランフラット用中子によれば、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。
【０００４】
しかしながら、上記のような中子を備えたタイヤホイール組立体では、ランフラット走行時に環状シェルの脚部と弾性リングとの接着部に大きな応力が作用する。そのため、環状シェルの脚部と弾性リングとの接着力が不十分であると、ランフラット走行時に要求される耐久性を満足することができないという問題があった。その対策として、例えば、環状シェルの脚部における弾性リングとの接着面を粗くすることが考えられるが、そのような粗面加工では両者の接着力を十分に高めることはできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ランフラット走行時の耐久性を向上することを可能にした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ための本発明のタイヤホイール組立体は、空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、前記空気入りタイヤの空洞部に、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を挿入したタイヤホイール組立体において、前記環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を前記弾性リングに埋設したことを特徴とするものである。
【０００８】
一方、本発明のランフラット用支持体は、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなり、前記環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を前記弾性リングに埋設したことを特徴とするものである。
【００１０】
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の環状シェルの支持面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。
【００１１】
本発明によれば、環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を弾性リングに埋設することにより、環状シェルの脚部と弾性リングとの接着面積が増大するので、両者の接着性を高めてランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００１２】
本発明では、環状シェルの各脚部の内縁部分にはシェル周方向に沿って複数の貫通穴及び波状の凹凸を同時に加工しても良い。環状シェルの各脚部の内縁部分に形成される貫通穴の数は１６〜３６０個であり、各貫通穴の面積は０．７５〜２０ｍｍ²であることが好ましい。また、凹凸の振幅は０．５〜２．０ｍｍであり、そのピッチは１〜２０ｍｍであることが好ましい。これにより、環状シェルの強度を必要以上に低下させることなく、環状シェルの脚部と弾性リングとの接着性を改善することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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。
【００１４】
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の内壁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。
【００１５】
環状シェル４は、パンクしたタイヤを支えるための連続した支持面４ａを外周側（径方向外側）に張り出すと共に、該支持面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の支持面４ａは、その周方向に直交する断面での形状が外周側に凸曲面に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の支持面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、タイヤ内壁面に対する支持面４ａの接触箇所を２つ以上に分散させ、タイヤ内壁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。
【００１６】
上記環状シェル４は、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必要があるため剛体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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
このように構成されるタイヤホイール組立体では、走行中に空気入りタイヤ２がパンクすると、潰れた空気入りタイヤ２がランフラット用支持体３の環状シェル４の支持面４ａ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。
【００２０】
図２は上記ランフラット用支持体をより具体的に示すものである。図２に示すように、環状シェル４の脚部４ｂは内縁部分４ｃがシェル軸方向に屈曲するように曲げ加工され、その曲げ加工された内縁部分４ｃが弾性リング５に埋設されている。そのため、環状シェル４に負荷される荷重はシェル軸方向に延在する内縁部分４ｃを介して弾性リング５の全体に伝達される。このような屈曲構造は応力集中を回避する上で有効である。但し、内縁部分４ｃはシェル軸方向に屈曲することなくシェル径方向内側に向けて延長するものであっても良い。
【００２１】
図３は上記ランフラット用支持体を構成する環状シェル（参考例）を示すものである。図３に示すように、環状シェル４の各脚部４ｂの内縁部分４ｃには、シェル周方向に沿って複数の貫通穴４ｄが加工されている。貫通穴４ｄの形状は、特に限定されるものではなく、円形や楕円形等を選択することができる。また、貫通穴４ｄとして、形状や大きさが異なるものを組み合わせて配置することも可能である。これら貫通穴４ｄが形成された内縁部分４ｃを弾性リング５に埋設すると、貫通穴４ｄの内部にも弾性リング５の構成材料が充填され、環状シェル４の脚部４ｂと弾性リング５との接着面積が増加する。その結果、環状シェル４の脚部４ｂと弾性リング５との接着性が高くなり、ランフラット走行時の耐久性が向上する。また、貫通穴４ｄを設けた場合、軽量化効果も得られる。
【００２２】
ここで、環状シェル４の各脚部４ｂの内縁部分４ｃに形成される貫通穴４ｄの数は１６〜３６０個であることが好ましく、各貫通穴４ｄの面積は０．７５〜２０ｍｍ²であることが好ましい。勿論、貫通穴４ｄはシェル周方向に等間隔に配置することが望ましい。貫通穴４ｄの数が１６個未満であると接着性の改善効果が不十分になり、逆に３６０個を超えると穴加工が困難になる。また、各貫通穴４ｄの面積が０．７５ｍｍ²未満であると弾性リング５の構成材料が貫通穴４ｄに充填され難くなり、逆に２０ｍｍ²を超えると環状シェル４の強度が低下する。
【００２３】
図４は上記ランフラット用支持体を構成する環状シェル（実施例）を示すものである。図４に示すように、環状シェル４の各脚部４ｂの内縁部分４ｃには、シェル周方向に沿って波状の凹凸４ｅが加工されている。凹凸４ｅの形状は、特に限定されるものではなく、湾曲形状や屈曲形状等を選択することができる。これら凹凸４ｅが形成された内縁部分４ｃを弾性リング５に埋設すると、環状シェル４の脚部４ｂと弾性リング５との接着面積が増加する。その結果、環状シェル４の脚部４ｂと弾性リング５との接着性が高くなり、ランフラット走行時の耐久性が向上する。
【００２４】
ここで、環状シェル４の各脚部４ｂの内縁部分４ｃに形成される凹凸４ｅの振幅は０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、そのピッチは１〜２０ｍｍであることが好ましい。凹凸４ｅの振幅が０．５ｍｍ未満であると接着性の改善効果が不十分になり、逆に２．０ｍｍを超えると環状シェル４の強度が低下する。また、凹凸４ｅのピッチが１ｍｍ未満であると環状シェル４の強度が低下し、逆に２０ｍｍを超えると接着性の改善効果が不十分になる。
【００２５】
図４の実施形態は単独で実施しても良く、或いは図３及び図４の両者を組み合わせて実施しても良い。なお、図３に示す環状シェルはパンチング加工により簡単に得ることができ、図４に示す環状シェルはローレット加工により簡単に得ることができる。
【００２６】
【実施例】
タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６８９Ｖの空気入りタイヤと、リムサイズが１６×６ 1/2ＪＪのホイールとのタイヤホイール組立体において、厚さ１．０ｍｍのスチール板から環状シェルを加工し、図３に示すように、環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って複数の貫通穴を加工し、これら貫通穴が形成された内縁部分を硬質ゴムからなる弾性リングに埋設したランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を空気入りタイヤの空洞部に挿入してタイヤホイール組立体（参考例１）とした。
【００２７】
上記貫通穴の替わりに、図４に示すように、環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を硬質ゴムからなる弾性リングに埋設したランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を用いたこと以外は、実施例１と同一構造のタイヤホイール組立体（実施例１）を得た。
【００２８】
また、比較のため、環状シェルの各脚部の内縁部分に全く加工を施していないランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を用いたこと以外は、参考例１と同一構造のタイヤホイール組立体（従来例）を得た。
【００２９】
上記３種類のタイヤホイール組立体について、下記の測定方法により、ランフラット走行時の耐久性を評価し、その結果を表１に示した。
【００３０】
〔ランフラット走行時の耐久性〕
試験すべきタイヤホイール組立体を排気量２．５リットルのＦＲ車の前右輪に装着し、そのタイヤ内圧を０ｋＰａ（前右輪以外は２００ｋＰａ）とし、時速９０ｋｍ／ｈで周回路を左廻りに走行し、走行不能になるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどランフラット走行時の耐久性が優れていることを意味する。
【００３１】
【表１】

この表１に示すように、実施例１のタイヤホイール組立体はランフラット走行時の耐久性が従来例よりも優れていた。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体において、環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を弾性リングに埋設したから、環状シェルの脚部と弾性リングとの接着性を高めてランフラット走行時の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示す子午線断面図である。
【図２】本発明のランフラット用支持体をより具体的に示す断面図である。
【図３】本発明のランフラット用支持体を構成する環状シェル（参考例）を示す斜視図である。
【図４】本発明のランフラット用支持体を構成する環状シェル（実施例）を示す斜視図である。
【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
４ａ支持面
４ｂ脚部
４ｃ内縁部分
４ｄ貫通穴
４ｅ凹凸
５弾性リング

Claims

空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、前記空気入りタイヤの空洞部に、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を挿入したタイヤホイール組立体において、前記環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を前記弾性リングに埋設したタイヤホイール組立体。
前記凹凸の振幅が０．５〜２．０ｍｍであり、そのピッチが１〜２０ｍｍである請求項１に記載のタイヤホイール組立体。
空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、前記空気入りタイヤの空洞部に、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を挿入したタイヤホイール組立体において、前記環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って複数の貫通穴及び波状の凹凸を加工し、これら貫通穴及び凹凸が形成された内縁部分を前記弾性リングに埋設したタイヤホイール組立体。
前記環状シェルの各脚部の内縁部分に形成される前記貫通穴の数が１６〜３６０個であり、各貫通穴の面積が０．７５〜２０ｍｍ²であると共に、前記凹凸の振幅が０．５〜２．０ｍｍであり、そのピッチが１〜２０ｍｍである請求項３に記載のタイヤホイール組立体。
支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなり、前記環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工し、これら凹凸が形成された内縁部分を前記弾性リングに埋設したランフラット用支持体。
前記凹凸の振幅が０．５〜２．０ｍｍであり、そのピッチが１〜２０ｍｍである請求項５に記載のランフラット用支持体。
支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する弾性リングとからなり、前記環状シェルの各脚部の内縁部分にシェル周方向に沿って複数の貫通穴及び波状の凹凸を加工し、これら貫通穴及び凹凸が形成された内縁部分を前記弾性リングに埋設したランフラット用支持体。
前記環状シェルの各脚部の内縁部分に形成される前記貫通穴の数が１６〜３６０個であり、各貫通穴の面積が０．７５〜２０ｍｍ²であると共に、前記凹凸の振幅が０．５〜２．０ｍｍであり、そのピッチが１〜２０ｍｍである請求項７に記載のランフラット用支持体。