JP4367915B2

JP4367915B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4367915B2
Application number: JP2003405992A
Authority: JP
Inventors: 章倉森
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: JP2005162093A

Description

本発明はランフラット用の空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、通常走行時およびランフラット時ともに良好な乗り心地が得られるようにしたランフラット用の空気入りタイヤに関する。

従来、車両走行中にタイヤがパンクした場合でも、数百ｋｍ程度の緊急走行を可能にするランフラット用のタイヤやタイヤ／リム組立体が多数提案されている。それらのうちの代表例として、サイドウォール部に硬質ゴムを挿入したサイド補強型の空気入りタイヤがある（特許文献１など）。しかし、このサイド補強型の空気入りタイヤは、硬質ゴムを挿入したサイド部剛性が高いために、通常走行時における乗り心地が悪いという問題があった。

また、リム組みされたタイヤ／ホイール組立体の内側に剛性中子をリムと同心状に挿入し、この剛性中子によりランフラット時のタイヤを支えるようにしたものがある（特許文献２など）。しかし、この剛性中子挿入型のタイヤ／リム組立体は、中子の剛性が大きいためランフラット時の乗り心地が悪いという問題があった。
特開平１１−２６３１０６号公報特開２００２−３３７５１８号公報

本発明の目的は、上記問題を解消し、通常走行時およびランフラット時ともに良好な乗り心地が得られるようにしたランフラット用空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部内壁に一部を接合してタイヤ内側空間に突出すると共に、タイヤ周方向に延長する弾性構造体を配置し、該弾性構造体の前記タイヤ内側空間に突出する部分がランフラット時に前記サイドウォール部の内壁面同士の間または前記サイドウォール部の内壁面とトレッド部の内壁面との間に挟持されるようにすると共に、前記サイドウォール部内壁のビード部側とトレッド部側とにそれぞれ規制突起を設け、これら規制突起により前記弾性構造体のタイヤ軸方向内側への移動及び変形を抑制するようにしたことを特徴とするものである。好ましくは、弾性構造体の子午線断面重心を標準負荷時にビードトウを通るタイヤ径方向直線よりもタイヤ軸方向外側に位置させるとよい。

本発明によれば、弾性構造体がサイドウォール部内壁に一部を接合してタイヤ内側空間に突出する構成になっているので、タイヤがパンクしていない通常走行時には、弾性構造体は車両荷重の支持に関与せず、サイドウォール部だけが支持するようになるので、一般のタイヤと同等の乗り心地を得ることができる。また、タイヤがパンクしたランフラット時には、弾性構造体がサイドウォール部の内壁面同士の間またはサイドウォール部内壁面とトレッド部内壁面との間に挟持された状態になって車両の荷重支持を行なうので、従来の剛性中子挿入型タイヤ／リム組立体のような堅い乗り心地を解消することができる。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤをリム組みした状態を例示する子午線断面図である。

図１において、空気入りタイヤ２は左右のビード部６，６を介してホイールのリム１にリム組みされ、左右のサイドウォール部３，３の内側にゴム又は弾性樹脂から成形された弾性構造体４，４がそれぞれ配置されている。弾性構造体４は、図示の例では、子午線断面形状が円形に形成され、かつタイヤ周方向に連続延長することにより、タイヤ軸と同心のリング状に形成されている。

このリング状の弾性構造体４は、タイヤが標準負荷状態において、実線で示すように、一部がサイドウォール部３の内壁に径方向長さａで接合されると共に、本体の大部分をタイヤ内側空間に突出させた状態になっている。また、タイヤがパンクしてランフラットになると、車両重量により鎖線で示すように押し潰され、弾性構造体４がサイドウォール部３の内壁面同士の間またはサイドウォール部３の内壁面とトレッド部５の内壁面との間に挟持された状態になる。

上記構成の空気入りタイヤ／リム組立体は、通常走行時はＪＡＴＭＡ規定の空気圧が充填された状態で実線で示す形態になって走行する。このときの車両荷重は実質的に空気入りタイヤ２のサイドウォール部３，３だけで支持されるので、弾性構造体４を有しない一般のタイヤと同等の乗り心地性にすることができる。

他方、タイヤがパンクしたランフラット時には空気圧が０になるため、空気入りタイヤ２は鎖線のように押し潰され、タイヤ内側空間に突出していた弾性構造体４がサイドウォール部３の内壁面同士間またはサイドウォール部３の内壁面とトレッド部５の内壁面との間に挟持された状態になって車両荷重を支持する。このときの乗り心地は、弾性構造体４が弾性材であるので、剛性中子挿入型タイヤ／リム組立体のような堅い状態にはならず、良好な乗り心地性にすることができる。

本発明において、弾性構造体は、ゴム又はポリウレタン等の弾性樹脂などの弾性材料で構成される。硬度は特に限定されないが、車両重量を支持するためＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳＫ６２５３）で６５〜８０程度にすることが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度が６５未満では車両重量を支持するための強度が不足し、また８０を超えるとランフラット時の乗り心地性を低下する。弾性構造体の内部構造は中実であっても、中空であってもよい。また、必要により、形状安定のために内部に補強用のビード（芯材）を挿入するようにしてもよい。

この弾性構造体は、好ましくは図示の例のように、サイドウォール部内側の左右両側に配置することが望ましいが、必要により左右両側のうちのいずれか一方だけに配置するようにしても一応の効果を奏することができる。

また、空気入りタイヤ内に弾性構造体が配置される位置は、タイヤが標準負荷時の場合は、弾性構造体の子午線断面の重心がビード部６のビードトウｔをタイヤ径方向に通る直線（タイヤ径方向直線）よりもタイヤ軸方向外側に位置する必要がある。子午線断面の重心が上記ビードトウを通るタイヤ径方向の直線よりもタイヤ軸方向内側であると、ランフラット時に弾性構造体をサイドウォール部のトレッド部側内壁とビード部側内壁との間に挟持できなくなることがあり、ランフラット支持能力が不安定になる。

なお、本発明において「標準負荷時」とは、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧を充填した状態で、ＪＡＴＭＡ規定の最大負荷能力の６５％の荷重を負荷したときをいうものとする。

本発明において、弾性構造体はサイドウォール部内壁に一部を接合してタイヤ内側空間に突出した構成にする。このようにタイヤ内側空間に突出する弾性構造体は、サイドウォール部内壁に接合する箇所から径方向の両側域で、それぞれ接合箇所との境界から１５ｍｍまではサイドウォール部内壁と接触しても差し支えないが、少なくとも１５ｍｍを超える領域についてはサイドウォール部内壁から離間した状態にすることが好ましい。このように少なくとも１５ｍｍを超える領域を離間状態にすることにより、通常走行時の乗り心地性を良好に保持することができる。

弾性構造体の形状としては、タイヤ軸と同軸でタイヤ周方向に連続したリング状であることが好ましい。また、子午線断面形状としては、サイドウォール部３の内壁に接合する部分の少なくとも両側域が単一または複数の円弧で形成されていることが好ましく、より好ましくは円形または楕円形であるのがよい。

上記接合部分の両側域を形成する円弧は、その曲率半径ｒの大きさが、サイドウォール部３の内壁のうち弾性構造体４が接合する箇所の両側域が標準負荷時において形成する曲率半径Ｒの３０〜９０％の範囲、好ましくは５０〜８０％の範囲にするのがよい。曲率半径ｒが曲率半径Ｒの３０％よりも小さいと、ランフラット支持能力が不足し、また９０％よりも大きいと通常走行における乗り心地が低下し、またタイヤ耐久性も低下する。

また、弾性構造体のタイヤ内側空間への突出部分が、ランフラット時にサイドウォール部内壁面又はトレッド部内壁面に接触し合う表面同士Ａ，Ａ’のうち、標準負荷時に離間する最大の離間距離Ｌmax はタイヤ断面高さＨの５〜５０％の範囲、好ましくは１０〜３０％の範囲になるように設定するのがよい。この最大離間距離Ｌmax がタイヤ断面高さＨの５％未満であると、通常走行時の乗り心地が悪化し、またタイヤ耐久性も悪化しる。また、５０％よりも大きいとランフラット支持能力が低下する。

弾性構造体の一部をサイドウォール部の内壁に接合する手段としては、タイヤ加硫後に接着剤で接着してもよく、或いは、未加硫タイヤのときに貼り付け、ブラダーを使用しない気体加硫方式により加硫して接合させるものであってもよい。或いは、タイヤ内面に他のゴム部材等を設ける場合には、そのゴム部材に嵌合させて接合するものであってもよく、特に限定されるものではない。

このように弾性構造体の一部をサイドウォール部の内壁に接合するときの子午線断面における径方向の接合長さａ（サイドウォール部内壁面に沿う長さ）は、５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下にすることが好ましい。接合長さａが５ｍｍよりも短いと、ランフラット時の耐久性が不十分となる。上限は５０ｍｍ程度とすることで、ランフラット支持能力を阻害しないようにすることができる。

また、ランフラット時において弾性構造体が少なくともサイドウォール部内壁及び／またはトレッド部内壁に挟持される部分には、弾性構造体とサイドウォール部内壁及び／またはトレッド部内壁との少なくとも一方、好ましくは弾性構造体の表面にシリコーン樹脂等の摩擦係数を低減する潤滑性樹脂を塗布するとよい。このような潤滑性樹脂の塗布により、ランフラット能力を向上し、かつ耐久性を向上することができる。

図２は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、弾性構造体４を中空構造にしてある点、及びサイドウォール部３の内壁に対する弾性構造体４の接合位置をややビード部６側に変位させている点で図１の実施形態とは異なるが、その他はほぼ同様の構成になっている。

このように弾性構造体４を中空構造にした場合は、その弾性構造体４にタイヤ用とは独立した専用のバルブを取り付け、その中に空気入りタイヤに対する充填空気圧よりも高い空気圧を充填することにより、一層の軽量化と共に弾性構造体の弾性化によりランフラット時の乗り心地性を向上することができる。

弾性構造体４の中空構造については、中空部がタイヤ周方向全体に連続するものであってもよいが、図３に例示するように、タイヤ周方向に所定の間隔で隔壁４ａが設けられ、複数の独立気室１４が連なるようにしたものであってもよい。中空部を複数の独立気室１４で区分された構造にすることにより空気が移動しないようにするので、弾性構造体４の接地荷重による変形を抑制し、重量を増加させることなく中実の弾性構造体並みの荷重支持能力にすることができる。また、隔壁のない中空構造に比べて、より低い内圧で荷重支持を行なうことが可能になる。

複数の独立気室１４の連接構造としては、図３に例示した隔壁４ａにより竹の節状にするもののほか、ソーセージのように絞りにより区分するものであってもよい。独立気室１４のタイヤ周方向の長さは、好ましくはタイヤの接地長以下にするのがよく、これにより弾性構造体４の変形抑止効果を高めることができる。また、独立気室の内圧は、各独立気室１４に一方向弁を取り付け、中空構造体の弾性復元力によりタイヤ内空部の充填圧を自動的に取り込む自動調圧機構にしたものでも、或いは製造時に予めタイヤ充填圧と異なる空気圧に調整するようにしたものであってもよい。

図４は、本発明の更に他の実施形態を示す。この実施形態では、弾性構造体４のサイドウォール部３の内壁に対する接合位置をややビード部６側に変位させている。本発明においては、サイドウォール部３のビード部６側内壁とトレッド部５の内壁とにそれぞれゴム又は弾性樹脂の規制突起７，７を設ける。このように規制突起７を設けたことにより、ランフラット時に弾性構造体４がタイヤ軸方向内側に移動したり、変形したりするのを抑制するため、安定したランフラット走行を可能にする。

上記のように規制突起７を設けた場合には、弾性構造体４のサイドウォール部３に対する接合方法を、規制突起７に対する嵌合構造によって行なうようすることもできる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤをリム組みした状態を示す子午線断面図である。本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤをリム組みした状態を示す子午線断面図である。図２の中空構造における他の実施形態を要部のみを破断にして示す斜視図である。本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤをリム組みした状態を示す子午線断面図である。

符号の説明

１リム
２空気入りタイヤ
３サイドウォール
４弾性構造体
５トレッド部
６ビード部

Claims

サイドウォール部内壁に一部を接合してタイヤ内側空間に突出すると共に、タイヤ周方向に延長する弾性構造体を配置し、該弾性構造体の前記タイヤ内側空間に突出する部分がランフラット時に前記サイドウォール部の内壁面同士の間または前記サイドウォール部の内壁面とトレッド部の内壁面との間に挟持されるようにすると共に、前記サイドウォール部内壁のビード部側とトレッド部側とにそれぞれ規制突起を設け、これら規制突起により前記弾性構造体のタイヤ軸方向内側への移動及び変形を抑制するようにした空気入りタイヤ。
前記弾性構造体の子午線断面重心を標準負荷時にビードトウを通るタイヤ径方向直線よりもタイヤ軸方向外側に位置させた請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記弾性構造体が前記サイドウォール部内壁に接合する箇所における径方向長さが５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記弾性構造体が前記サイドウォール部内壁と接合する箇所の径方向両側域で、該接合する箇所との境界からそれぞれ少なくとも１５ｍｍを超える領域を該サイドウォール部の内壁から離間するようにした請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
前記弾性構造体がランフラット時に前記サイドウォール部内壁又はトレッド部内壁と接触し合う表面同士間のうち、標準負荷時に離間する最大離間距離Ｌmax をタイヤ断面高さＨの５〜５０％にした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記弾性構造体が前記サイドウォール部内壁に接合する箇所の少なくとも両側域の子午線断面形状を単一または複数の円弧で形成し、該円弧の曲率半径の大きさを、前記サイドウォール部内壁が標準負荷時において前記接合箇所の両側域で形成する曲率半径の３０〜９０％にした請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記弾性構造体が中空構造である請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記中空構造を複数の独立気室がタイヤ周方向に連続するように構成した請求項７に記載の空気入りタイヤ。
前記ランフラット時に前記弾性構造体が前記サイドウォール部内壁面及び／又はトレッド部内壁面に挟持される部分の、前記弾性構造体と前記サイドウォール部内壁面及び／又はトレッド部内壁面との少なくとも一方に潤滑性樹脂を塗布した請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記弾性構造体の前記サイドウォール部内壁に対する接合を前記規制突起との嵌合構造により行なった請求項１〜９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。