JP4371635B2 - 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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【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、ランフラット走行時の耐久性を向上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、ランフラット走行においては、環状シェルが荷重により僅かに変形しながら弾性リングを押圧するため、これら環状シェルと弾性リングとの接合面には大きな負荷がかかることになる。そのため、ランフラット用中子は環状シェルと弾性リングとの接合部を起点として壊れ易く、ランフラットでの走行距離を十分に確保することができないという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ランフラット走行時の耐久性を向上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、前記環状シェルの脚部に前記弾性リングの接合部を覆うクランプ部を設け、該クランプ部が前記弾性リングを挟み込む一対の側壁を有し、これら側壁のうちシェル内側の側壁がシェル外側の側壁よりも広い被覆幅を有する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、前記環状シェルの脚部に前記弾性リングの接合部を覆うクランプ部を設け、該クランプ部が前記弾性リングを挟み込む一対の側壁を有し、これら側壁のうちシェル内側の側壁がシェル外側の側壁よりも広い被覆幅を有する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、環状シェルの脚部に弾性リングの接合部を覆うクランプ部を設けているので、環状シェルと弾性リングとの接合状態を安定化し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【0010】
本発明では、クランプ部が弾性リングを挟み込む一対の側壁を有し、これら側壁のうちシェル内側の側壁がシェル外側の側壁よりも広い被覆幅を有するものとすることにより、弾性リングの倒れ込みを防止し、環状シェルと弾性リングとの接合状態を更に安定化することができる。
【0011】
また、クランプ部の側壁の被覆幅は弾性リングの径方向高さの10%以上50%以下であることが好ましい。これにより、ランフラット走行時にクランプ部を損傷させることなく環状シェルと弾性リングとの接合状態を安定化することができる。
【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は本発明を説明するための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の脚部4b,4bには弾性リング5の接合部を覆うクランプ部6が設けられている。図2は、環状シェル4と弾性リング5との接合部を拡大して示すものである。図2に示すように、クランプ部6は、弾性リング5の端面を覆う上壁6aと、この上壁6aから延長して弾性リング5を挟み込む一対の側壁6b,6cを有している。
【0020】
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。ここで、環状シェル4の脚部4b,4bには弾性リング5の接合部を覆うクランプ部6を設けているので、環状シェル4と弾性リング5との接合状態を安定化し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【0021】
図3はクランプ部の変形例(実施例)を示すものである。クランプ部6は、環状シェル4と弾性リング5との接合状態の安定性を更に高めるために、図3に示すように、シェル内側の側壁6cの被覆幅Wcをシェル外側の側壁6bの被覆幅Wbよりも広くしてある。この場合、弾性リング5の倒れ込みを効果的に防止することができる。また、図4(参考例)に示すように、クランプ部6をY字型の断面形状にしても良い。
【0022】
クランプ部6の側壁6b,6cの被覆幅Wb,Wcは、弾性リング5の径方向高さHの10%以上50%以下であることが好ましい。被覆幅Wb,Wcが高さHの10%未満であると耐久性の改善効果が不十分になり、逆に50%を超えるとランフラット走行時にクランプ部6が損傷する恐れがある。
【0023】
上述したクランプ部6は環状シェル4と一体成形することも可能であるが、その一体成形が困難である場合は、別途製作したクランプ部6を環状シェル4に接合しても良い。クランプ部6と環状シェル4との接合方法は特に限定されるものではなく、例えば、両者を溶接したり、嵌め合わせたり、一体的に曲げ加工することが可能である。
【0024】
図6は弾性リングの変形例(参考例)を示すものである。図6において、弾性リング5は、リング径方向に2層構造を有し、弾性層5aが低モジュラスのゴムから構成され、弾性層5bが高モジュラスのゴムから構成されている。弾性リング5を弾性率が互いに異なる材料を用いて2層構造とした場合、弾性リング5の剛性に非線形性を与えて緩衝能力を高めることができる。つまり、タイヤ内圧が低い状態で突起を乗り越える際に、その突起がタイヤを介して環状シェル4に衝突したときの衝撃を低弾性率の弾性層5aにより吸収する一方で、ランフラット走行時には高弾性率の弾性層5bにより環状シェル4を安定的に支持することができる。ここで、クランプ部6は低弾性率の外層部5aをほぼ包み込むようになっている。このようにクランプ部6が低弾性率の外層部5aをほぼ包み込んでいるので、弾性リング5における剛性の非線形性を調整することができる。
【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、その脚部にクランプ部を介して硬質ゴムからなる弾性リングを接合し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)とした。
【0026】
また、比較のため、環状シェルの脚部にクランプ部を介することなく硬質ゴムからなる弾性リングを接合し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、ランフラット走行時の耐久性を評価し、その結果を表1に示した。
【0028】
〔ランフラット走行時の耐久性〕
試験すべきタイヤホイール組立体を排気量2.5リットルのFR車の前右輪に装着し、そのタイヤ内圧を0kPa(前右輪以外は200kPa)とし、時速90km/hで周回路を左廻りに走行し、走行不能になるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどランフラット走行時の耐久性が優れていることを意味する。
【0029】
【表1】
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ランフラット走行時の耐久性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ついて、環状シェルの脚部に弾性リングの接合部を覆うクランプ部を設けたから、ランフラット走行時の耐久性を従来よりも向上することができる。また、クランプ部が弾性リングを挟み込む一対の側壁を有し、これら側壁のうちシェル内側の側壁がシェル外側の側壁よりも広い被覆幅を有するものとしたから、弾性リングの倒れ込みを防止し、環状シェルと弾性リングとの接合状態を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を説明するための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】 図1における環状シェルと弾性リングとの接合部を拡大して示す断面図である。
【図3】 本発明におけるクランプ部の変形例(実施例)を示す断面図である。
【図4】 本発明におけるクランプ部の変形例(参考例)を示す断面図である。
【図5】 本発明における弾性リングの変形例(参考例)を示す断面図である。
【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 クランプ部
6a 上壁
6b,6c 側壁
Claims (8)
- 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、前記環状シェルの脚部に前記弾性リングの接合部を覆うクランプ部を設け、該クランプ部が前記弾性リングを挟み込む一対の側壁を有し、これら側壁のうちシェル内側の側壁がシェル外側の側壁よりも広い被覆幅を有するタイヤホイール組立体。
- 前記クランプ部を前記環状シェルとは別途製作し、該クランプ部を前記環状シェルに接合した請求項1に記載のタイヤホイール組立体。
- 前記クランプ部を前記環状シェルとは別途製作し、該クランプ部を前記環状シェルに溶接した請求項1に記載のタイヤホイール組立体。
- 前記クランプ部の側壁の被覆幅が弾性リングの径方向高さの10%以上50%以下である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤホイール組立体。
- 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、前記環状シェルの脚部に前記弾性リングの接合部を覆うクランプ部を設け、該クランプ部が前記弾性リングを挟み込む一対の側壁を有し、これら側壁のうちシェル内側の側壁がシェル外側の側壁よりも広い被覆幅を有するランフラット用支持体。
- 前記クランプ部を前記環状シェルとは別途製作し、該クランプ部を前記環状シェルに接合した請求項5に記載のランフラット用支持体。
- 前記クランプ部を前記環状シェルとは別途製作し、該クランプ部を前記環状シェルに溶接した請求項5に記載のランフラット用支持体。
- 前記クランプ部の側壁の被覆幅が弾性リングの径方向高さの10%以上50%以下である請求項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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