JP4411904B2

JP4411904B2 - タイヤ／ホイール組立体

Info

Publication number: JP4411904B2
Application number: JP2003297300A
Authority: JP
Inventors: 充内藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2023-08-21
Also published as: WO2005018961A1; US20080295938A1; DE112004001521T5; JP2005067301A

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、ランフラット耐久性を向上したタイヤ／ホイール組立体に関する。

車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合でも、数百ｋｍ程度の緊急走行を可能にする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、特許文献１など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内側のリム上に中子を装着し、その中子によりパンクしたタイヤを支持することでランフラット走行を可能にしたものである。このランフラット用支持体（中子）は、リムと同軸に構成された環状体をそのリム上に同心状に装着して使用するため、既存のホイール／リムの構成に実質的に何ら改造を加えることなく、そのまま使用することができるため、市場に大きな混乱をもたらすことなく受入れ可能にすることができる。

上記タイヤ／ホイール組立体（車輪）はタイヤがパンクすると、内圧の低下したタイヤの内面がランフラット用支持体の外周面に支持されながらランフラット走行する。しかし、このときタイヤ内面とランフラット用支持体との接触面は摩擦と局部的圧力により発熱するため、ランフラット走行距離が進むに従って次第に損傷し、やがて満足なランフラット走行が不能になる。

このような問題の解決策として、特許文献２には、ランフラット用支持体のシェルの内側に潤滑剤充填タンクを設けるようにしたものが提案されている。しかし、この提案では、タンクに相当量の液体潤滑剤を充填する必要があるため重量増加は避けられず、必ずしもランフラット耐久性に大いに寄与するものとはいえなかった。しかも、シェルの内側にタンクを直接取り付けるため、ランフラット走行時にタンクが脱落しない頑丈で複雑な取付け構造にすることが必要になり、この点からも重量増加やコストアップを招くことになる。また、液体潤滑剤は走行中にタンク内で流動してバランスを崩す要因になるため操縦安定性の悪化要因にもなりかねない。
特開平１０−２９７２２６号公報特開２００１−１６３０２０号公報

本発明の目的は、簡単な構造でランフラット耐久性を一層向上するようにしたタイヤ／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、空気入りタイヤの空洞部にリムと同軸に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、前記空気入りタイヤの内周面に少なくとも前記ランフラット用支持体の頂部に対向するように開口すると共に、タイヤ周方向に断続的又は連続的に形成される潤滑剤の保持溝を設け、該保持溝の溝底とカーカス層との間に繊維補強層又は補強ゴム層を介挿入したことを特徴とするものである。

このように空気入りタイヤの内周面に、少なくともランフラット用支持体の頂部に対向するように開口すると共に、タイヤ周方向に断続的又は連続的に形成される潤滑剤の保持溝を設けたので、従来のタンクを設けた場合に比べて重量増加を伴うことなく、また取り付け構造の複雑化を招くことなく、保持溝の潤滑剤によりタイヤ／ホイール組立体のランフラット耐久性を向上することができる。また、潤滑剤は空気入りタイヤ内周面でランフラット用支持体の頂部に対向する位置に保持されているので、タイヤ回転時の遠心力によってランフラット用支持体頂部に対向する位置以外に移動することがなく、確実に潤滑を行なうことができる。

本発明において空気入りタイヤは、特に種類は限定されるものではなく、ラジアルタイヤであっても、バイアスタイヤであってもよい。また、乗用車用タイヤ、軽トラック用タイヤ、重荷重用タイヤなどのいずれであってもよい。しかしながら、好ましくは乗用車用タイヤであって、かつラジアルタイヤに適用するのがよい。

ランフラット用支持体は、既存のリムを実質的に改造することなく装着可能であり、かつランフラット走行時に空気入りタイヤの内面を支持する機能を有するものであれば特に構造は限定されないが、好ましくは、環状シェルと弾性リングとを主要部として構成されたものがよい。

すなわち、環状シェルは、外周側（外径側）にパンクしたタイヤを支える連続した支持面を形成し、内周側（内径側）は左右の側壁を脚部として二股状に開脚した形状にする。外周側の支持面は、その周方向に直交する横断面での形状が外径側に凸曲面になるように形成されたものがよい。環状シェル外周側の凸部の数は１個であっても、２個以上の複数であってもよい。しかし、凸部の数を複数にした場合には、ランフラット走行時に支持する荷重を複数の凸部に分散させるので、全体として環状シェルの耐久性を向上することができる。

弾性リングは、環状シェルの内径側に二股状になった両脚部の端部にそれぞれ取り付けられ、左右のリムシート上に当接することにより環状シェルを支持する。この弾性リングはゴム又は弾性樹脂から構成され、パンクしたタイヤから環状シェル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止めを行って環状シェルを安定支持する。

以下、図を参照して本発明を具体的に説明する。

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）の要部を示すタイヤ幅方向断面図（子午線断面図）である。

１はホイール外周のリム、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の回転軸を中心として共軸に環状に形成されている。

ランフラット用支持体３は、金属、樹脂などの剛性材から形成された環状シェル４と硬質ゴム、弾性樹脂などの弾性材から形成された弾性リング５とから構成されている。環状シェル４は外周側に二つの凸曲面からなる頂部４ａ，４ｂをタイヤ幅方向に並べるように形成され、また環状シェル４の内周側の両側壁は、それぞれ脚部６，６として二股状に開脚し、その端部に弾性リング５，５が取り付けられている。

空気入りタイヤ２は、内側にラジアル構造のカーカス層７を有し、カーカス層７のトレッド部８における外周側にスチールコードなどからなるベルト層９を配置している。また、空気入りタイヤ２の内周面には左右一対の潤滑剤Ｌを保持した保持溝１０，１０が形成されている。この左右の保持溝１０，１０はそれぞれランフラット用支持体３の頂部４ａ，４ｂに対向するように配置されている。この保持溝１０は、図２に示すように、タイヤ周方向には断続的又は連続的に形成する。

保持溝１０内に保持する潤滑剤Ｌとしては、粘度が高くて流動性の低いものであれば特に限定されない。例えば、グリース、シリコーンオイルなどを主成分としたものを好ましく使用することができる。

上記構成のタイヤ／ホイール組立体（車輪）は、走行中に空気入りタイヤ２がパンクすると、内周面の保持溝１０の部分がランフラット用支持体３の頂部４ａ，４ｂに支持された状態になってランフラット走行する。したがって、空気入りタイヤ２とランフラット用支持体３との間が保持溝１０内の潤滑剤Ｌにより潤滑されて、相互間の摩耗が抑制されるため、ランフラット可能な走行距離を延長することができる。

また、タイヤ／ホイール組立体が回転すると遠心力が発生するため、潤滑剤Ｌは空気入りタイヤの内周面において外径の大きい幅方向の中央部に流動しようとする。しかし、本発明のタイヤ／ホイール組立体における潤滑剤Ｌは、限定された空間の保持溝１０内に保持されているので、その幅方向の中央部に移動しようとする流動が抑制される。したがって、タイヤ回転時においても、潤滑剤Ｌはランフラット用支持体３の頂部４ａ，４ｂに対応する部分に抑留されて、常に空気入りタイヤ２とランフラット用支持体３との間を潤滑するため、タイヤ／ホイール組立体のランフラット耐久性が一段と向上する。

本発明において、潤滑剤を保持するための保持溝は、少なくともランフラット用支持体の頂部に対向するように開口すると共に、タイヤ周方向に断続的又は連続的に設ければよい。保持溝の溝深さｄは、０．５〜２ｍｍの範囲にすることが好ましい。溝深さｄが０．５ｍｍよりも浅いと、潤滑剤を遠心力に対して保持溝内に保持することが難しくなる。また、溝深さｄが２ｍｍよりも深くなると、保持溝に応力が集中することで空気入りタイヤの耐久性を損なうようになる。

図３に示すように、保持溝１０に相当する領域のカーカス層７とインナーライナー１１との間に繊維補強層１２又は硬質ゴムなどの補強ゴム層を挿入する。繊維補強層１２の補強コードは補強機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、有機繊維コードやスチールコードなどを使用することができる。繊維補強層１２の補強コードは、その配列方向がタイヤ周方向に対して４５°〜９０°にするとよい。このようなコード角度にすることにより、保持溝１０を補強するだけでなく、溝底に繊維コードによる凹凸が形成されるため、潤滑剤Ｌの流動抑制を行なうようにすることができる。

保持溝の溝幅としては、ランフラット用支持体頂部の幅方向中心Ｃに対向する位置Ｃ’から、片側当たりの幅ｗ，ｗ’をそれぞれ５〜１０ｍｍの範囲にするとよい（図１参照）。片側当たりの幅幅ｗ，ｗ’が５ｍｍよりも小さいと、潤滑不足を招くことがある。また、１０ｍｍよりも大きいと、遠心力に対して潤滑剤を抑留することが難しくなる。

遠心力による潤滑剤の流動を抑制する効果的な手段として、図４に例示するように、保持溝１０の中に多数の線状及び／又は点状の凸部１０ａを設けるようにするとよい。このように保持溝１０の中に凸部１０ａを多数設けることにより、潤滑剤Ｌの流動を抑制することができるので、一層良好な潤滑作用を行なうことができる。

保持溝の加工法は特に限定されないが、例えば、加硫用ブラダーの外周に凸部を設け、このブラダーを加硫時に未加硫タイヤの内周面に押圧するとか、或いはバフなどで後加工するなどすればよい。また、ベルト層外周面のセンター部に、ベルトカバー用のストリップ材を１０〜２０ｍｍの幅にタイヤ周方向に巻き付けることにより、その巻き付け部の両側に相当するタイヤ内周面に窪みを形成するようにするものであってもよい。

本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。図１のタイヤ／ホイール組立体に組み込まれた空気入りタイヤの内面を示す部分斜視図である。本発明のタイヤ／ホイール組立体に組み込まれた空気入りタイヤの保持溝の近傍を例示する子午線断面図である。本発明のタイヤ／ホイール組立体に組み込まれた空気入りタイヤの保持溝の近傍の他の例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ランフラット支持体
４環状シェル
４ａ，４ｂ頂部
５弾性リング
７カーカス層
８トレッド部
９ベルト層
１０保持溝
１１インナーライナー
１２繊維補強層
Ｌ潤滑剤

Claims

空気入りタイヤの空洞部にリムと同軸に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、前記空気入りタイヤの内周面に少なくとも前記ランフラット用支持体の頂部に対向するように開口すると共に、タイヤ周方向に断続的又は連続的に形成される潤滑剤の保持溝を設け、該保持溝の溝底とカーカス層との間に繊維補強層又は補強ゴム層を介挿入したタイヤ／ホイール組立体。
前記保持溝の深さが０．５〜２ｍｍである請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記保持溝の幅を前記ランフラット用支持体の頂部の幅方向中心に対向する位置から片側当たり５〜１０ｍｍの範囲にした請求項１又は２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記保持溝の中に多数の線状及び／又は点状の凸部を設けた請求項１、２又は３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記繊維補強層の補強コードをタイヤ周方向に対し４５°〜９０°の角度にした請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。