JP4367916B2

JP4367916B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4367916B2
Application number: JP2003405994A
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: JP2005162094A

Description

本発明はタイヤ／ホイール組立体に関し、さらに詳しくは、乗り心地性を良好にしながら軽量化を可能にしたランフラット用タイヤ／ホイール組立体に関する。

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／ホイール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、硬質ゴムが挿入されたサイド部の剛性が高いために、通常走行時の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中子をリムと同心状に挿入し、この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。この中子方式のタイヤ／ホイール組立体は、通常走行時の乗心地性は良好であるものの、車両重量を支えるために中子の剛性を大きくする必要があるため重量増加が避けられない問題がある。この重量増加に対する対策として、中子をシェル構造にして軽量化したものがある（特許文献２など）。しかし、シェル構造といえども、車両重量を支えるために必要な剛性は確保しなければならないので、軽量化には限界があった。
特開平１１−２６３１０６号公報特開平１０−２９７２２６号公報

本発明の目的は、通常走行時の良好な乗り心地性を維持しながら軽量化を可能にしたタイヤ／ホイール組立体を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ／ホイール組立体は、空気入りタイヤの左右のサイドウォール部の内側空間にそれぞれタイヤ周方向に沿って弾性構造体を挿入すると共に、両弾性構造体の間にタイヤ軸方向の移動及び／又は変形を規制する剛性シェルを介在するように配置し、該剛性シェルの両端部にそれぞれ前記弾性構造体の内側面のみを支持する保持部を形成して、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し、かつ、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及び／又はトレッド部内壁と接触する領域の子午線方向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、前記接触する領域に対応する前記サイドウォール部内壁及び／又はトレッド部内壁の標準負荷時における曲率半径の３０〜９０％に構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、通常走行時は弾性構造体は車両荷重の支持に関与せず、サイドウォール部が支持するようになっているので、一般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同士の間またはサイドウォール部内壁とトレッド部内壁との間に挟持されて車両重量を支持し、剛性シェルは弾性構造体の軸方向移動及び／又は変形を阻止するだけで車両重量の支持はしないため、極く薄肉の軽量なシェルにすればよいので、全体の軽量化を図ることができる。

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、その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がそれぞれ挿入されている。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。

左右の弾性構造体４，４は、それぞれ内側面が剛性シェル７の保持面７ａ，７ａに支持されることによりタイヤ軸方向へ移動及び／又は変形をしないように規制され、かつ剛性シェル７はゴム又は弾性樹脂製の弾性脚８，８によりリム１のリムシート（ハンプ部）上に支持されている。弾性脚８の支持箇所は、必ずしもリムシート上に限定されず、他のリム部に支持されるようにしてもよい。また、剛性シェル７及び弾性脚８は、弾性構造体４と同様にタイヤ周方向に連続するリング状であることが好ましいが、弾性構造体４のように車両荷重を支持しないので、タイヤ周方向には必ずしも連続していなくてもよい。

上記タイヤ／ホイール組立体は、タイヤが標準負荷状態のときは、図中に実線で示すように、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧が充填された状態で、弾性構造体４は剛性シェル７によりタイヤ軸方向に支持されながら一部をサイドウォール部３の内壁に接触させている。このときの車両重量は実質的に空気入りタイヤ２のサイドウォール部３，３だけで支持されるため、一般のタイヤと同等の乗り心地性にすることになる。

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。

タイヤがパンクして空気圧０のランフラットになると、車両荷重によりタイヤ２が鎖線で示すように押し潰され、弾性構造体４はサイドウォール部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り、弾性構造体４が車両重量を支持することになる。このときの剛性シェル７は実質的に車両重量の支持には関与せず、弾性構造体４のタイヤ軸方向への移動及び／又は変形を抑制するだけでよいため、その構成としては薄肉であっても差し支えない。したがって、その薄肉化によって大きな重量増加を抑制することができる。また、剛性シェル７は弾性構造体４のタイヤ軸方向への移動や変形を抑制するだけでよいので、剛性シェル７及び脚部８には６０容量％未満の範囲であれば適度に穴を形成してもよく、これにより一層の軽量化を図ることができる。

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ようになる。弾性構造体の内部構造は、図示の例のような中実であっても、或いは図２に示す実施形態のように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。

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、弾性構造体の子午線断面形状としては、少なくとも弾性構造体がランフラット時にサイドウォール部内壁及び／又はトレッド部内壁と接触する領域を単一または複数の円弧で形成するものとする。好ましくは円形又は楕円形にするとよい。かつ、その円弧の曲率半径の大きさｒは、上記接触する領域に対応するサイドウォール部内壁及び／又はトレッド部内壁の標準負荷時における曲率半径Ｒの３０〜９０％にする。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、弾性構造体がランフラット時に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Ａ，Ａ’間のうち、標準負荷時に離間する最大離間距離Ｌmax はタイヤ断面高さＨの５〜５０％、好ましくは１０〜３０％の範囲になるように設定することが好ましい。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。

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／又はトレッド部内壁面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面及び／又はトレッド部内壁面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。

本発明において、剛性シェルの構造は、薄肉の殻体を基本として構成され、弾性構造体のタイヤ軸方向の移動や変形を抑制する構成であればよい。剛性シェルの端部には、弾性構造体の内側面を受け止め接合する保持部を形成する。また内径側にリムに対する支持部材として弾性脚を接合するようにしたものが好ましい。この剛性シェルと弾性脚とは車両重量を支持するものではなく、弾性構造体のタイヤ軸方向の移動や変形を規制するだけの構造体であるので、必ずしもタイヤ周方向に連続したリング状である必要はない。

また、剛性シェルは金属又は樹脂から構成され、また弾性脚はゴム又は弾性樹脂から構成されることが好ましい。これら剛性シェル及び弾性脚は車両重量の支持には関与しないので、厚肉にする必要はない。また、６０容量％未満の範囲で穴を形成することにより、一層の軽量化を図るようにしてもよい。

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かよく、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整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。

本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体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タイヤ／ホイール組立体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。

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
７剛性シェル
７ａ保持部
８弾性脚

Claims

空気入りタイヤの左右のサイドウォール部の内側空間にそれぞれタイヤ周方向に沿って弾性構造体を挿入すると共に、両弾性構造体の間にタイヤ軸方向の移動及び／又は変形を規制する剛性シェルを介在するように配置し、該剛性シェルの両端部にそれぞれ前記弾性構造体の内側面のみを支持する保持部を形成して、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し、かつ、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及び／又はトレッド部内壁と接触する領域の子午線方向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、前記接触する領域に対応する前記サイドウォール部内壁及び／又はトレッド部内壁の標準負荷時における曲率半径の３０〜９０％に構成したタイヤ／ホイール組立体。
前記剛性シェルを弾性脚によりリムに支持するようにした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
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又は２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記弾性構造体が中空構造である請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
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４に記載のタイヤ／ホイール組立体。