JP4098579B2

JP4098579B2 - 支持体および空気入りランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP4098579B2
Application number: JP2002222604A
Authority: JP
Inventors: 隆治泉本; 成邦平田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004058917A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤがパンクした場合、その状態のまま相当の距離を走行し得るようにタイヤの内部に配設される支持体および空気入りランフラットタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤでランフラット走行が可能、即ち、パンクしてタイヤ内圧が０kg/cm²になっても、ある程度の距離を安心して走行が可能なタイヤ（以後、ランフラットタイヤと呼ぶ。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、中子（支持体）を取り付けた中子タイプのランフラットタイヤが知られている。
【０００３】
図３に示すように、中子（支持体）１０２の構成としては、主要構成部材としての支持部１０４は、例えば、鉄のような金属等であり、その付属部材としての脚部１０６は、リム１０８との接触部に組み付けられ、例えば、ゴムのような弾性体を備えている。支持部１０４に脚部１０６を取り付ける目的は、ランフラット走行時の走行安定と、リム組み及びリム解きの作業容易化とを図ることにある。ここで、従来の中子（支持体）１０２の脚部１０６には、耐久性及び耐熱性を図るために、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）系のゴムが適宜使用されている。
【０００４】
ところで、中子（支持体）１０２においては、重量車両に取り付けてランフラット走行をさせた場合に、リム１０８のビード落とし１１０に脚部１０６が落ち込まないようにするため、脚部１０６のゴムの剛性を低くすることができなかった。一方、脚部１０６のゴムの剛性を高くすると、リム組み時及びリム解き時の作業性が悪くなり、ゴムの剛性が高すぎると、リム組みできない場合もあった。
【０００５】
このため、従来の中子（支持体）１０２では、ゴムの硬度（Ｈｄ）としては６０前後のものが使用されていた。しかし、この硬度（Ｈｄ）の中子（支持体）１０２では、軽量化にも限界があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、脚部の軽量化を図りつつ、ランフラット走行時の耐重量性に優れるとともに、リム組み及びリム解きの作業を容易にできる支持体および空気入りランフラットタイヤを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載する本発明の支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、環状の高剛性支持部と、この支持部の軸方向両側へ取り付けられ、リムへ組み付けられる脚部と、を有し、この脚部は、高剛性弾性体と低剛性ゴムとが前記支持体の軸方向に積層されてランフラット走行時の車重支持方向の圧縮弾性率が高く、かつ曲げ弾性率が低くされることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載する本発明の支持体によれば、支持体は、空気入りタイヤの内部に配設されて空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる。このようにして組み立てられたランフラットタイヤが自動車に装着されると、空気入りタイヤの内圧低下時に支持体が荷重を支持し、ランフラット走行が可能になる。この際、支持体の支持部がタイヤのトレッド部を介して車体を支持する。
【０００９】
脚部は、支持部に取り付けられるとともに、リムへ組み付けられる。本発明における支持体では、脚部には、高剛性弾性体と低剛性ゴムとが支持体の軸方向に積層されているため、ランフラット走行時における車重支持方向の圧縮弾性率が高い。このため、脚部の変形を抑えて安定したランフラット走行が可能になる。ここで、車重支持方向の圧縮弾性率が高いとは、低剛性ゴムのみからなる脚部との比較において高いことを意味する。また、支持体の軸方向に積層された高剛性弾性体と低剛性ゴムとの積層構造により、曲げ弾性率が低いので、リム組み及びリム解き時には、曲げ変形による作業がしやすい。ここで、曲げ弾性率が低いとは、高剛性ゴムのみからなる脚部との比較において低いことを意味する。このように、脚部を単層とせず、高剛性弾性体と低剛性ゴムとの前記積層構造とすることで、ランフラット走行時に車重を安定的に支持できるとともに、リム組み及びリム解きの作業を容易にでき、軽量化も図れる。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の支持体は、請求項１記載の構成において、前記高剛性弾性体が前記低剛性ゴムよりも軸方向内側に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載する本発明の支持体によれば、高剛性弾性体が低剛性ゴムよりも軸方向内側に配置されている。このように、二層構造の場合には、低剛性ゴムではなく、高剛性弾性体を軸方向内側に配置することで、リム組み作業及びリム解き作業がしやすくなるとともに、ランフラット走行時には安定走行が可能になる。
【００１２】
請求項３に記載する本発明の空気入りランフラットタイヤは、一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、リムに装着されるタイヤと、前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤとともにリムに組み付けられる請求項１又は請求項２に記載の支持体と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載する本発明の空気入りランフラットタイヤによれば、空気入りタイヤの内圧低下時には、空気入りタイヤの内部に配設された支持体がサイドゴム層に代わってトレッド部を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。
【００１４】
ところで、ランフラット走行時に、走行を安定させるには、脚部において車重支持方向に一定以上の圧縮弾性率が必要となる。ここで、脚部を単層体で形成した場合、リム組み及びリム解きとの関係で曲げ弾性率を低くすることが要求されるので、車重支持方向への圧縮弾性率を高めるにも限界がある。この点につき、本発明によれば、脚部は高剛性弾性体と低剛性ゴムとが積層されているので、車重支持方向に一定以上の圧縮弾性率を保ちながら曲げ弾性率を低くすることができる。また、従来に比べて軽量化を図ることも可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明における支持体および空気入りランフラットタイヤの第１の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、ランフラットタイヤ１０とは、図１に示すように、一般的なホイルリム１２に空気入りタイヤ１４と支持体１６とを組み付けたものをいう。
【００１６】
図２に示すように、環状とされている支持体１６には、環状の高剛性支持部２６が備えられ、支持部２６の軸方向両側には、弾性体としてのゴム製の脚部２８が備えられている。この脚部２８は、加硫成形された高剛性弾性体としての高剛性ゴム２８Ａと低剛性ゴム２８Ｂとが積層されて成形されており、図１に示すように、リム１２に組み付けられている。積層の構造としては、車両支持方向に沿った層を二層以上六層以下（本実施例では二層）とするのが好ましい。七層以上にすると、曲げ弾性率が高くなり、リム組みがしにくくなるためである。また、積層体は、車両支持方向の圧縮弾性率が、好ましくは硬度（Ｈｄ）が６０程度のゴムを使用した場合と同等値以上であるのが良い。
【００１７】
ここで、二層構造の場合には、図１に示すように、スリット状の薄肉の高剛性ゴム２８Ａを内側（軸方向内側）に配置させると、ランフラット走行時の車重支持方向の圧縮弾性率を保ちつつ、曲げ弾性率を低くすることができるので、耐重量性を保ちながらリム組みもしやすい。また、高剛性ゴム２８Ａと低剛性ゴム２８Ｂとの硬度（Ｈｄ）差が小さいものを積層した場合には、耐重量性及びリム組み性の双方に優れたものを得ることは難しい。この高剛性ゴム２８Ａと低剛性ゴム２８Ｂとの硬度（Ｈｄ）差は、好ましくは、２０〜６０程度とするのが良い。
【００１８】
脚部２８に使用するゴム材料としては、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられ、これらは、単独で用いても、複数ブレンドして用いても良い。
【００１９】
また、これらのゴム材料は、充填剤を含有しており、ゴムの硬度（Ｈｄ）は、充填剤の量により調整する。これらのゴム材料に配合することのできる充填剤としては、カーボンブラック、ＣａＣＯ₃、胡粉、シリカ等が挙げられる。
【００２０】
図２には、ランフラットタイヤに用いられる支持体１６の径方向半断面の斜視図が示されている。支持部２６は、円筒状の金属プレートから形成されている。この支持部２６には、軸方向中央部に互いに離れた複数個（本実施の形態では２個）の拡径部２６Ａ、２６Ｂが形成され、その間に径方向内側に凸となる凹部２６Ｃが形成されている。この拡径部２６Ａから見て拡径部２６Ｂと反対側の側面及び、拡径部２６Ｂから見て拡径部２６Ａと反対側の側面は、半径方向内側へ延長されたサイド部２６Ｄ及び２６Ｅとなっている。さらに、このサイド部２６Ｄ、２６Ｅの径方向内側の部分には、軸方向に延在するフランジ部２６Ｆ、２６Ｇがそれぞれ形成されている。
【００２１】
図１に示すように、支持体１６を組み付けるリム１２は、空気入りタイヤ１４のサイズに対応した標準リムである。この実施形態における空気入りタイヤ１４は、一対のビード部１８と、両ビード部１８に跨がって延びるトロイド状のカーカス２０と、カーカス２０のクラウン部に位置する複数（本実施形態では２枚）のベルト層２２と、ベルト層２２の上部に形成されたトレッド部２４とを備える。この実施形態で示したタイヤは、一般的なタイヤ形状であるが、本発明は各種のタイヤ形状に適用できる。
【００２２】
次に、上記実施形態の作用を説明する。
【００２３】
図１に示すように、支持体１６は、空気入りタイヤ１４の内部に配設されて空気入りタイヤ１４と共にリム１２に組み付けられる。このようにして組み立てられたランフラットタイヤ１０が自動車に装着されると、空気入りタイヤ１４の内圧低下時に支持体１６が荷重を支持し、ランフラット走行が可能になる。この際、支持体１６の支持部２６がタイヤのトレッド部２４を支持する。
【００２４】
脚部２８は、支持部２６に取り付けられるとともに、リム１２へ組み付けられる。本実施形態における支持体１６では、脚部２８には、高剛性ゴム２８Ａと低剛性ゴム２８Ｂとが積層されているため、ランフラット走行時における車重支持方向の圧縮弾性率が、低剛性ゴムのみの場合より高い。このため、脚部２８の変形を抑えて安定したランフラット走行が可能になる。また、高剛性ゴム２８Ａと低剛性ゴム２８Ｂとの積層構造のため、高剛性ゴムのみの場合より曲げ弾性率が低いので、リム組み及びリム解き時には、曲げ変形による作業がしやすい。このように、脚部２８を単層とせず、高剛性ゴム２８Ａと低剛性ゴム２８Ｂとの積層構造とすることで、ランフラット走行時に車重を安定的に支持できるとともに、リム組み及びリム解きの作業を容易にでき、従来に比べ軽量化も図れる。
【００２５】
ここで、高剛性ゴム２８Ａは、低剛性ゴム２８Ｂよりも軸方向内側に配置されている。このように、低剛性ゴム２８Ｂではなく、高剛性ゴム２８Ａを軸方向内側に配置することで、リム組み作業及びリム解き作業がしやすくなる。
（試験例）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す４つの実施例に係る脚部（以下、これらを試験例１、試験例２、試験例３、試験例４という）と３つの比較例に係る脚部（以下、単に比較例１、比較例２、比較例３という）との比較試験を行った。
【００２６】
試験例１は、硬度（Ｈｄ）９０の高剛性ゴムと硬度（Ｈｄ）４０の低剛性ゴムとの二層構造であり、高剛性ゴムを内側（軸方向内側）に配置している。高剛性ゴム、低剛性ゴムともにスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用しており、両者の厚みはともに１５ｍｍである。なお、脚部の成形は、プレス内で１５０℃にして２０分間加硫して行っており、以下の試験例２〜試験例４及び比較例１〜比較例３も同様である。
【００２７】
試験例２は、硬度（Ｈｄ）４０の低剛性ゴムを硬度（Ｈｄ）９０の高剛性ゴムで挟んだ三層構造である。高剛性ゴム、低剛性ゴムともにスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用しており、両者の厚みはともに１０ｍｍである。
【００２８】
試験例３は、硬度（Ｈｄ）４０の低剛性ゴムと硬度（Ｈｄ）９０の高剛性ゴムとを交互に設けた六層構造である。最も内側（軸方向内側）になる部分には、高剛性ゴムを配置している。高剛性ゴム、低剛性ゴムともにスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用しており、両者の厚みはともに５ｍｍである。
【００２９】
試験例４は上記実施形態で説明した脚部と同様である。硬度（Ｈｄ）９０の高剛性ゴムと硬度（Ｈｄ）４０の低剛性ゴムとの二層構造であり、高剛性ゴムを内側（軸方向内側）に配置している。高剛性ゴム、低剛性ゴムともにスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用しており、高剛性の厚みは５ｍｍ、低剛性の厚みは２５ｍｍである。
【００３０】
一方、比較例１は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用した硬度（Ｈｄ）４０の低剛性ゴムで成形し、厚みが３０ｍｍの供試体を得た。また、比較例２は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用した硬度（Ｈｄ）９０の高剛性ゴムで成形し、厚みが３０ｍｍの供試体を得た。これらの硬度（Ｈｄ）は、通常使用されている脚部のゴムの硬度（Ｈｄ）６０と比較すると、比較例１では２０小さい値であり、比較例２では３０大きい値である。比較例３は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用した硬度（Ｈｄ）６０のゴムで成形し、厚みが３０ｍｍの供試体を得た。
【００３１】
このようにして成形された試験例１〜試験例４及び比較例１〜比較例３について、車重支持方向の圧縮弾性率と曲げ弾性率とを測定した。試験結果を表１に示す。なお、測定値は、支持体の片側における値を示している。
【００３２】
【表１】

試験結果として、表１に示すように、試験例１〜試験例４は、車重支持方向の圧縮弾性率において比較例１及び比較例３より高い値を示し、曲げ弾性率において比較例２及び比較例３より低い値を示した。
【００３３】
なお、上記の実施の形態では、断面視にて等しい２つの凸部を有する支持部に脚部が取り付けられているが、例えば、１つの凸部を有する支持部に脚部を取り付けても良く、支持部の形状はこれに限定されない。
【００３４】
また、上記の実施の形態では、脚部の形状が断面視にて矩形をしているが、例えば、略円形であっても良く、脚部の形状はこれに限定されない。
【００３５】
さらに、上記の実施の形態では、高剛性弾性体として高剛性ゴムを例にとって具体的に説明したが、例えば、樹脂を用いても良く、本発明の高剛性弾性体はこれに限定されない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の支持体および空気入りランフラットタイヤによれば、脚部の軽量化が図れ、ランフラット走行時の耐重量性に優れるとともに、リム組み及びリム解きの作業を容易にできるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、空気入りランフラットタイヤのリム装着時における車輪軸に沿って切断した端面図である（タイヤ回転軸Ｏに沿った端面のうち、上側部分のみを示す。）
【図２】本発明の実施形態に係る支持体を図１のタイヤ回転軸Ｏに沿って切断した斜視図である。
【図３】従来の技術に係る、空気入りランフラットタイヤのリム装着時における車輪軸に沿って切断した端面図である（タイヤ回転軸Ｏに沿った端面のうち、上側部分のみを示す。）
【符号の説明】
１０ランフラットタイヤ
１４空気入りタイヤ
１６支持体
２０カーカス
２６支持部
２８脚部
２８Ａ高剛性ゴム（高剛性弾性体）
２８Ｂ低剛性ゴム

Claims

空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、
環状の高剛性支持部と、
この支持部の軸方向両側へ取り付けられ、リムへ組み付けられる脚部と、
を有し、この脚部は、高剛性弾性体と低剛性ゴムとが前記支持体の軸方向に積層されてランフラット走行時の車重支持方向の圧縮弾性率が高く、かつ曲げ弾性率が低くされることを特徴とする支持体。
前記高剛性弾性体が前記低剛性ゴムよりも軸方向内側に配置したことを特徴とする請求項１記載の支持体。
一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層と、を備え、
リムに装着されるタイヤと、
前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤとともにリムに組み付けられる請求項１又は請求項２に記載の支持体と、
を有することを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。