JP4367908B2 - タイヤホイール組立体及びランフラット用支持体 - Google Patents

Description

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、空洞共鳴音を低減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。

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、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でランフラット走行を可能にしたものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。

このようなランフラット用支持体は、タイヤ内面との当接部を外周側に張り出しつつ該当接部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搭載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。

しかしながら、上記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すると、その環状シェルの表面で音が反射されることに起因して、通常走行時の空洞共鳴音が増大するという問題がある。
特表２００１−５１９２７９号公報 特開２００１−１６３０２０号公報 特開平１０−２９７２２６号公報

本発明の目的は、ランフラット走行を可能にすると共に、空洞共鳴音の低減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。

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、前記リムの周囲に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リング間に跨がる環状シェル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、前記環状シェルの少なくとも一方の側の表面に十点平均粗さＲｚが０．１〜５．０ｍｍとなる粗面部分を形成し、該粗面部分の面積を前記環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の３０％以上にすると共に、前記粗面部分を前記環状シェルの表面に粒子を固着して形成したことを特徴とするものである。

また、本発明のランフラット用支持体は、リムの周囲に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リング間に跨がる環状シェルとからなり、前記環状シェルの少なくとも一方の側の表面に十点平均粗さＲｚが０．１〜５．０ｍｍとなる粗面部分を形成し、該粗面部分の面積を前記環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の３０％以上にすると共に、前記粗面部分を前記環状シェルの表面に粒子を固着して形成したことを特徴とするものである。

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。

本発明によれば、環状シェルの少なくとも一方の側（内側又は外側）の表面に適度な粗さと適度な占有率を有する粗面部分を形成することにより、環状シェルの表面で音が乱反射するようになり、その結果、通常走行時の空洞共鳴音を低減することができる。

本発明において、粗面部分の十点平均粗さＲｚを０．１〜３．０ｍｍとし、粗面部分の面積を環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の８０％以上にすることが好ましい。この場合、空洞共鳴音の低減効果が更に高くなる。

粗面部分は、環状シェルの表面に粒子を固着して形成することが可能である。例えば、弾性体からなる中空粒子を環状シェルの表面に固着した場合、空洞共鳴音の低減効果が高くなると共に、ランフラット走行時におけるタイヤ内面の損傷を抑制することができる。粒子の直径は０．１〜３．０ｍｍであると良い。

なお、十点平均粗さＲｚはＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１）に準じるものであり、その基準長さは５０ｍｍとする。

以下、本発明の構成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。

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。

環状シェル４は、パンクしたタイヤの内面に当接する当接部４ａを外周側（径方向外側）に張り出すと共に、該当接部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の当接部４ａは、その周方向に直交する断面での外表面形状が外周側に凸曲面と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の当接部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、タイヤ内面に対する当接部４ａの接触箇所を２つ以上に分散させ、タイヤ内面に与える局部摩耗を低減するため、ランフラット走行の持続距離を延長することができる。

上記環状シェル４は、厚さ０．５〜５．０ｍｍの薄肉であり、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ために高剛性の材料から構成されている。その構成材料には、金属や樹脂などを使用することができる。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。一方、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。

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。

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。

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。

図２は上記ランフラット用支持体の要部を示すものである。図２に示すように、環状シェル４の外側の表面には粗面部分６が形成されている。粗面部分６の十点平均粗さＲｚは０．１〜５．０ｍｍであり、かつ粗面部分６の面積は環状シェル４の外側（粗面部分６が形成される側）の面積の３０％以上になっている。

このように環状シェル４の外側の表面に適度な粗さと適度な占有率を有する粗面部分６を形成することにより、環状シェル４の表面で音が乱反射するようになり、その結果、通常走行時の空洞共鳴音を低減することができる。ここで、粗面部分６の十点平均粗さＲｚが０．１ｍｍ未満であると空洞共鳴音の低減効果が不十分になり、逆に５．０ｍｍを超えるとランフラット走行時にタイヤ内面を損傷し易くなる。また、粗面部分６の面積が環状シェル４の粗面部分６が形成される側の面積の３０％未満であると空洞共鳴音の低減効果が不十分になる。特に、粗面部分６の十点平均粗さＲｚを０．１〜３．０ｍｍとし、かつ粗面部分６の面積を環状シェル４の粗面部分６が形成される側の面積の８０％以上にすることが望ましい。

粗面部分６は、粒子を配合した塗料などを用いて環状シェル４の表面に粒子を吹き付けることで形成しても良い。ランフラット走行時にタイヤ内面を損傷させないために、粗面部分６における凹凸の先端は尖っていない方が良い。例えば、先端の曲率半径は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

特に、樹脂等の弾性体からなる中空粒子を環状シェル４の表面に吹き付けるのが最も効果的である。この場合、空洞共鳴音の低減効果が高くなると共に、ランフラット走行時におけるタイヤ内面の損傷を抑制することができる。つまり、弾性体の中空粒子を固着した粗面部分６はタイヤ内面を傷付け難いのである。また、中空粒子を用いた場合、重量増加を抑制することができる。粒子の直径としては、０．１〜３．０ｍｍを選択すれば良い。なお、粗面部分６に起因するタイヤ内面の損傷を抑制する手段として、環状シェル４のタイヤ内面とは接触しない部分に粗面部分６を選択的に配置することも有効である。

上述した実施形態では粗面部分を環状シェルの外側の表面に形成した場合について説明したが、本発明では粗面部分を環状シェルの内側の表面に形成したり、或いは、粗面部分を環状シェルの内側及び外側の表面に形成することも可能である。つまり、環状シェルの内外にはそれぞれ空洞が存在するので、環状シェルの少なくとも一方の側の表面に粗面部分を形成すれば、空洞共鳴音の低減効果が得られるのである。

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、その外側の表面に粗面部分を形成し、環状シェルの脚部にそれぞれ弾性リングを取り付けて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１〜３）とした。これら実施例１〜３において、粗面部分の十点平均粗さＲｚと、環状シェルの外側の面積に対する粗面部分の面積に比率（占有率）を種々異ならせた。

また、比較のため、環状シェルに粗面部分を設け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、実施例１〜３と同一構造のタイヤホイール組立体（従来例）を得た。

上記４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、通常走行時の車内騒音を評価し、その結果を表１に示した。

車内騒音：
各タイヤホイール組立体を空気圧２２０ｋＰａとして排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、車室内運転席窓側耳の位置にマイクロフォンを設置し、粗い路面を速度５０ｋｍ／ｈで走行したときの車内騒音の音圧を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど車内騒音が小さいことを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜３のタイヤホイール組立体は通常走行時の車内騒音（空洞共鳴音）が小さいものであった。

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。 本発明のランフラット用支持体の要部を示す側面図である。

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 当接部
４ｂ 脚部
５ 弾性リング
６ 粗面部分

Claims (8)

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、前記リムの周囲に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リング間に跨がる環状シェル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、前記環状シェルの少なくとも一方の側の表面に十点平均粗さＲｚが０．１〜５．０ｍｍとなる粗面部分を形成し、該粗面部分の面積を前記環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の３０％以上にすると共に、前記粗面部分を前記環状シェルの表面に粒子を固着して形成したタイヤホイール組立体。
2. 前記環状シェルの少なくとも一方の側の表面に十点平均粗さＲｚが０．１〜３．０ｍｍとなる粗面部分を形成し、該粗面部分の面積を前記環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の８０％以上にした請求項１に記載のタイヤホイール組立体。
3. 前記粒子が弾性体からなる中空粒子である請求項１又は請求項２に記載のタイヤホイール組立体。
4. 前記粒子の直径が０．１〜３．０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤホイール組立体。
5. リムの周囲に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リング間に跨がる環状シェルとからなり、前記環状シェルの少なくとも一方の側の表面に十点平均粗さＲｚが０．１〜５．０ｍｍとなる粗面部分を形成し、該粗面部分の面積を前記環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の３０％以上にすると共に、前記粗面部分を前記環状シェルの表面に粒子を固着して形成したランフラット用支持体。
6. 前記環状シェルの少なくとも一方の側の表面に十点平均粗さＲｚが０．１〜３．０ｍｍとなる粗面部分を形成し、該粗面部分の面積を前記環状シェルの粗面部分が形成される側の面積の８０％以上にした請求項５に記載のランフラット用支持体。
7. 前記粒子が弾性体からなる中空粒子である請求項５又は請求項６に記載のランフラット用支持体。
8. 前記粒子の直径が０．１〜３．０ｍｍである請求項５〜７のいずれかに記載のランフラット用支持体。

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