JP4079710B2 - タイヤホイール組立体及びランフラット用支持体 - Google Patents

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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、突起乗り越し時などに受ける衝撃を緩和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、上記のような中子は、ランフラット走行では有効に機能するものの、例えば、内圧が低い状態のタイヤが大きな突起を乗り越える際にタイヤを介して中子が突起に衝突すると、大きな衝撃が生じるという問題があった。このような衝撃は搭乗者に不快感を与えるだけでなく、中子の耐久性にも悪影響を与えるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、突起乗り越し時などに受ける衝撃を緩和する機能を備え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、前記環状シェルの支持面が外周側に凸となる少なくとも1つの凸曲面を含み、その凸曲面の頂部に潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からなるライニング層を設けたことを特徴とするものである。
【0007】
また、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、前記環状シェルの支持面が外周側に凸となる少なくとも1つの凸曲面を含み、その凸曲面の頂部に潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からなるライニング層を設けたことを特徴とするものである。
【0008】
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。
【0009】
本発明によれば、環状シェルの支持面が外周側に凸となる少なくとも1つの凸曲面を含み、その凸曲面の頂部にゴム又は樹脂からなるライニング層を設けているので、例えば、内圧が低い状態のタイヤが大きな突起を乗り越える際にタイヤを介してランフラット用支持体が突起に衝突した場合に、ライニング層により衝撃を緩和することができる。その結果、搭乗者への不快感を低減し、またランフラット用支持体の耐久性を向上することができる。
【0010】
本発明において、ライニング層は単一の材料から構成しても良く、或いは、複数種類の材料から構成しても良い。いずれの場合も、ライニング層の総厚さは1.0〜2.0mmであることが好ましい。これにより、実質的な重量増加を伴うことなく衝撃緩和能力を発揮することができる。
【0011】
ライニング層としては、潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からなるライニング層を設けることが必要である。即ち、ランフラット走行時において、タイヤ内壁面とライニング層とが互いに擦れ合うが、ライニング層に含ませた潤滑剤により摩擦抵抗を低減し、空気入りタイヤ及びランフラット用支持体の耐久性を向上することができる。
【0012】
【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。
【0013】
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】
上記タイヤホイール組立体において、環状シェル4の支持面4aにおける凸曲面の頂部にはゴム又は樹脂からなるライニング層6が積層されている。樹脂としては、前述したような熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。ゴムとしては、前述したような各種ゴムを使用することができる。特に、潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からライニング層6を構成した場合、ランフラット走行時において、タイヤ内壁面とライニング層6との摩擦抵抗を低減し、空気入りタイヤ及びランフラット用支持体の耐久性を向上することができる。
【0020】
このように構成されるタイヤホイール組立体では、例えば、空気入りタイヤ2が内圧の低い状態で大きな突起を乗り越える際にランフラット用支持体3が突起に衝突した場合に、ライニング層6により衝撃を緩和することができる。一方、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。
【0021】
ライニング層6は、単一の材料から構成しても良く、或いは、弾性率などが異なる複数種類の材料から構成しても良い。それにより、必要な緩衝性能を設定することができる。ライニング層6を複数種類の材料から構成する場合、その構造は特に限定されるものでなく、例えば、材料が互いに異なる部位をシェル径方向に層状に積層したり、シェル表面に沿って並べたりしても良い。材料が互いに異なる部位をシェル径方向に層状に積層する場合、外周側に硬い層を配置し、内周側に軟らかい層を配置することが好ましい。いずれの場合も、ライニング層6の総厚さは1.0〜2.0mmであると良い。ライニング層6の総厚さが1.0mm未満であると衝撃緩和能力が不十分になり、逆に2.0mmを超えると重量増加が顕著になる。
【0022】
図1において、環状シェル4はタイヤ軸方向に分割された一対のシェル部材から構成され、これらシェル部材を側縁部に沿って互いに接合したものである。また、各シェル部材の支持面4aは外周側への凸曲面を持ち、これら凸曲面の頂部にそれぞれライニング層6が設けられている。しかしながら、環状シェル4及びライニング層6の構造は、上記実施形態に限定されるものではなく、他の形態であっても良い。
【0023】
図2は本発明の他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る。図2において、環状シェル4は一体的に成形されたものであり、ライニング層6は複数の凸曲面の頂部に跨がるようになっている。
【0024】
図3は本発明の更に他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る。図3において、環状シェル4はタイヤ軸方向に分割された3つのシェル部材から構成され、これらシェル部材を側縁部に沿って互いに接合したものである。特に、中央に位置するシェル部材の凸曲面が最も高くなっている。そして、ライニング層6は最も高い凸曲面の頂部だけに設けられている。
【0025】
【実施例】
タイヤサイズが205/55R16 89V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、その脚部に硬質ゴムからなる弾性リングを接合し、また環状シェルの支持面における凸曲面に厚さ2mmのライニング層を設け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(実施例)とした。但し、ライニング層は潤滑油を含浸した発泡ゴムから構成した。
【0026】
また、比較のため、ゴムライニング層を持た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、実施例と同一構造のタイヤホイール組立体(従来例)を得た。
【0027】
上記2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、突起乗り越し時の衝撃緩和能力を評価し、その結果を表1に示した。
【0028】
〔突起乗り越し時の衝撃緩和能力〕
ドラムの外周面に高さ50mmの突起を設けたドラム試験機を用い、試験すべきタイヤホイール組立体を上記ドラム試験機に装着し、内圧100kPa、速度50km/hの条件で突起を乗り越える際の衝撃力を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、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衝撃緩和能力が優れていることを意味する。
【0029】
【表1】
Figure 0004079710
この表1に示すように、実施例のタイヤホイール組立体は突起乗り越し時の衝撃緩和能力が従来よりも優れていた。
【0030】
【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、環状シェルの支持面が外周側に凸となる少なくとも1つの凸曲面を含み、その凸曲面の頂部に潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からなるライニング層を設けたから、突起乗り越し時などに受ける衝撃を緩和することができる。その結果、搭乗者への不快感を低減し、またランフラット用支持体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】本発明の他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3】本発明の更に他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。
【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
5 弾性リング
6 ライニング層

Claims (6)

  1. 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、前記環状シェルの支持面が外周側に凸となる少なくとも1つの凸曲面を含み、その凸曲面の頂部に潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からなるライニング層を設けたタイヤホイール組立体。
  2. 前記ライニング層を複数種類の材料から構成した請求項1に記載のタイヤホイール組立体。
  3. 前記ライニング層の総厚さが1.0〜2.0mmである請求項1又は請求項2に記載のタイヤホイール組立体。
  4. 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、前記環状シェルの支持面が外周側に凸となる少なくとも1つの凸曲面を含み、その凸曲面の頂部に潤滑剤を含浸した発泡ゴム又は発泡樹脂からなるライニング層を設けたランフラット用支持体。
  5. 前記ライニング層を複数種類の材料から構成した請求項に記載のランフラット用支持体。
  6. 前記ライニング層の総厚さが1.0〜2.0mmである請求項又は請求項に記載のランフラット用支持体。
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