JP5395526B2 - ランフラットタイヤ組立体及びそれに用いられるサポートリング - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部の内面とサポートリングの外周面との摩擦を低減し、ランフラット耐久性能を向上しうるランフラットタイヤ組立体及びそれに用いられるサポートリングに関する。

パンク等によりタイヤの内圧が低下した場合でも、例えば８０km／h程度の速度で数十ないし数百キロメートルの距離を安全に走行（以下、このような走行を「ランフラット走行」ということがある。）しうるランフラットタイヤ組立体が種々提案されている（例えば下記特許文献１参照）。

このようなランフラットタイヤ組立体は、空気入りタイヤ、ホイールリム、及び該ホイールリムの胴部に装着されかつタイヤの内圧低下時にトレッド部の内面と当接してタイヤ荷重を支える環状のサポートリングを含んで構成される。また、サポートリングの外周面には、ランフラット走行時に、トレッド部の内面との摩擦を低減するための潤滑剤が予め塗布されている。

特開２００９−０１８６８６号公報

しかしながら、ランフラット走行時、サポートリングの外周面とトレッド部の内面との間には、大きな接触圧力が生じるため、潤滑剤が早期にサポートリングの幅方向の外側に押し出されて流出するという傾向がある。このため、トレッド部の内面とサポートリングの外周面との摩擦を長期に亘って低減することができず、ランフラット耐久性の向上が十分に発揮できないという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、摩擦低減用の潤滑剤が塗布されたサポートリングの外周面の幅中心線の両側に、タイヤ回転方向の先着側から後着側へ向かって、該サポートリングの幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる傾斜溝を周方向に隔設することを基本として、トレッド部の内面とサポートリングの外周面との摩擦を低減し、ランフラット耐久性能を向上しうるランフラットタイヤ組立体及びそれに用いられるサポートリングを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、空気入りタイヤと、該空気入りタイヤが装着されるホイールリムと、前記ホイールリムの胴部に装着されかつタイヤ内圧低下時に前記空気入りタイヤのトレッド部の内面と当接して荷重を支承する環状のサポートリングとからなるランフラットタイヤ組立体であって、前記サポートリングは、前記トレッド部の前記内面と当接する外周面に、摩擦低減用の潤滑剤が塗布されるとともに、前記サポートリングの前記外周面には、その幅中心線の両側に、タイヤ回転方向の先着側から後着側へ向かって、該サポートリングの幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる傾斜溝が周方向に隔設され、前記傾斜溝は、前記幅中心線の手前で他の溝と連通することなく終端することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記傾斜溝は、周方向にそれぞれ交互に配される請求項１に記載のランフラットタイヤ組立体である。

また、請求項３記載の発明は、前記傾斜溝は、前記サポートリングの幅中心線に対して対称に配される請求項１に記載のランフラットタイヤ組立体である。

また、請求項４記載の発明は、前記傾斜溝は、周方向に対して、３０〜７５度の角度でのびる請求項１ないし３のいずれかに記載のランフラットタイヤ組立体である。

また、請求項５記載の発明は、前記傾斜溝は、前記サポートリングの幅中心線に近づくにつれて、前記角度が漸減する請求項４に記載のランフラットタイヤ組立体である。

また、請求項６記載の発明は、前記傾斜溝は、その溝深さＦが３〜１０mm、かつ溝幅Ｇが５〜１５mmである請求項１ないし５のいずれかに記載のランフラットタイヤ組立体である。

また、請求項７記載の発明は、周方向で隣り合う傾斜溝の間隔Ｓは、１５mm以上であり、かつその溝幅Ｇの４倍以下である請求項６記載のランフラットタイヤ組立体である。

また、請求項８記載の発明は、ホイールリムの胴部に装着されかつタイヤ内圧低下時に空気入りタイヤのトレッド部の内面と当接して荷重を支承する外周面を有するサポートリングであって、前記外周面には、その幅中心線の両側に、タイヤ回転方向の先着側から後着側へ向かって、その幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる傾斜溝が周方向に隔設され、前記傾斜溝は、前記幅中心線の手前で他の溝と連通することなく終端することを特徴とするサポートリングである。

本発明のランフラットタイヤ組立体は、空気入りタイヤと、該空気入りタイヤが装着されるホイールリムと、該ホイールリムの胴部に装着されかつランフラット走行時に空気入りタイヤのトレッド部の内面と当接して荷重を支承する環状のサポートリングとからなる。従って、パンク等によりタイヤの内圧が低下した場合でも、一定の距離をランフラット走行することができる。

また、サポートリングの外周面には、その幅中心線の両側に、タイヤ回転方向の先着側から後着側へ向かって、該サポートリングの幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる傾斜溝が周方向に隔設される。このような傾斜溝は、トレッド部の内面との接触によって幅方向外側へ押し出された潤滑剤を捕捉しうるとともに、その中に蓄えられた潤滑剤を、トレッド内面との接触圧力によって、サポートリングの幅方向の外側から内側へ移動させる。そして、潤滑剤を、サポートリングの外周面の幅方向中央部へはみ出させる。このようなサイクルが繰り返されることにより、潤滑剤がサポートリングの外部へ流出することを抑制できる。従って、トレッド部の内面とサポートリングの外周面との摩擦を好ましく低減でき、ランフラット耐久性能を向上しうる。

本発明のランフラットタイヤ組立体の一形態を示す部分断面図である。 サポートリングの側面図である。 図１のサポートリングを拡大して示す断面図である。 内のリング体及び装着冶具を拡大して示す断面図である。 サポートリングを拡大して示す部分斜視図である。 傾斜溝が施されていないサポートリングの外周面がトレッド部の内面と接触した状態を示す断面図である。 サポートリングの外周面がトレッド部の内面と接触したときの潤滑剤の移動を示す展開図である。 参考例の傾斜溝を示す展開図である。 （ａ）、（ｂ）はさらに他の実施形態の傾斜溝を示す展開図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は断面略半円状、断面略Ｖ字状、断面略Ｕ字状、断面略台形状の傾斜溝をそれぞれ示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は比較例のサポートリングの外周面を示す展開図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態のランフラットタイヤ組立体１は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）２と、該タイヤ２が装着されるホイールリム３と、前記ホイールリム３に装着される環状のサポートリング４とから構成される。

前記タイヤ２は、路面と接地するトレッド部２ａと、その両端部からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部２ｂと、該各サイドウォール部２ｂの半径方向の内方端に形成されかつ非伸張性のビードコア２ｄが埋設されたビード部２ｃとを有する。また、タイヤ２には、トロイド状のカーカス２ｅと、その半径方向外側かつトレッド部２ａの内部に配置されたベルト層２ｆとが設けられる。

前記ホイールリム３は、例えば、タイヤ半径方向外側の外周面３ｏを同一径とした胴部３Ａと、該胴部３Ａのタイヤ軸方向の一方側に一体形成されかつタイヤ半径方向外側に突出するフランジ部３Ｂと、該胴部３Ａのタイヤ軸方向の他方側でタイヤ半径方向外側に突出し、かつ胴部３Ａに着脱自在に取付くサイドリング部３Ｃとを含んで構成される。

前記胴部３Ａには、例えば、タイヤ半径方向に貫通する空気バルブ（図示省略）取り付け用のバルブ孔６が、タイヤ周方向に１箇所設けられる。また、サイドリング部３Ｃは、そのタイヤ軸方向外側から嵌め込まれる環状のロックリング７により、胴部３Ａに抜け止め固定される。なお、タイヤ２及びサポートリング４を胴部３Ａに装着するときには、このサイドリング部３Ｃをホイールリム３から取り外される。また、サイドリング部３Ｃ及びタイヤ２の隙間には、例えば、気密性及び水密性に優れたシール材８が配される。

図１、図２に示されるように、サポートリング４は、例えば、周方向に分割、本実施形態では３分割されたリング片４Ｐを互いに接続することにより環状に形成され、環状の装着冶具５を介してホイールリム３の胴部３Ａに装着される。

図３に拡大して示されるように、サポートリング４は、装着冶具５に嵌合される内のリング体４Ａ、ランフラット走行時にトレッド部２ａの内面２ｉ（図１に示す）と当接する外周面４ｏを有する外のリング体４Ｂ、及び内、外のリング体４Ａ、４Ｂを継ぐ支持体４Ｃを有して形成される。サポートリング４は、ランフラット走行時の荷重を支えることができる、例えば、鉄、ステンレス鋼又はアルミニウム合金などの金属材料や、硬質ゴム、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等の弾性体によって構成することができ、本実施形態では、アルミニウム合金が用いられている。

また、図４に拡大して示されるように、本実施形態の内のリング体４Ａには、装着冶具５に当接する内周面４ｉ、かつ幅中心線４Ｌ上に、周方向に連続する周溝４Ｆが設けられる。また、周溝４Ｆには、内のリング体４Ａを斜めに貫通し、かつタイヤ２の内腔２ｇ（図１に示す）に連通する少なくとも１つの貫通孔４Ｈが設けられる。

図１、図３に示されるように、前記外のリング体４Ｂは、例えば、幅Ｗ１が、トレッド部２ａのトレッド端２ｔ、２ｔ間のタイヤ軸方向の距離であるトレッド幅ＴＷの３０〜６０％に設定され、内のリング体４Ａよりも幅広に形成されるのが好ましい。これにより、外のリング体４Ｂは、大きな外周面を形成し、ランフラット走行時、トレッド部２ａの内面２ｉとの接触圧を低減しうる。また、外のリング体４Ｂは、装着冶具５を含んだタイヤ半径方向の高さＨ１が、例えば、ビードベースラインＢＬからのタイヤ断面高さＴＨの５０〜７０％に設定されるのが好ましい。これにより、ランフラット走行時のタイヤ２の縦たわみを抑制し、発熱を抑えることができる。なお、トレッド幅ＴＷ及びタイヤ断面高さＴＨは、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態において特定される値とする。そして、前記ホイールリム３は、正規リムである。

なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。

さらに「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。

また、前記外のリング体４Ｂの外周面４ｏは、タイヤ子午線断面において、タイヤ半径方向外側に凸となる滑らかな円弧面で形成されている。そして、この外周面４ｏには、ランフラット走行時において、トレッド部２ａの内面２ｉとの摩擦を低減するための潤滑剤９が塗布される。潤滑剤９としては、例えば、ゴムの体積膨張、すなわち膨潤を生じさせない耐ゴム膨潤性を有するものが好ましく、オイル、グリス又はペーストなど種々のものが採用でき、好ましくはグリセリン系、とりわけポリグリコールを基油としたグリスが好適である。また、潤滑剤９は、前記外周面４ｏ上に保持されるように、適度な粘性を有するものが望ましい。また、増ちょう剤として例えばシリカ等を含むものが好ましい。

図２、図３に示されるように、前記支持体４Ｃは、周方向にのびる主部４Ｃ１と、該主部４Ｃ１から両側方に突出されたリブ体４Ｃ２とを含んで形成される。主部４Ｃ１には、例えば、サポートリング４を軽量化するための孔部１１が隔設されるのが好ましい。

前記リブ体４Ｃ２は、リング片４Ｐの周方向の両端に設けられる主リブ体１２、１２と、該主リブ体１２、１２間に少なくとも１つ設けられる副リブ体１３とを含む。主リブ体１２には、貫通する取付孔１４が設けられ、隣り合うリング片４Ｐ、４Ｐを、ボルト等の締結手段４Ｅを用いて連結できる。また、副リブ体１３には、例えば、リング片４Ｐを軽量化するための切欠部１５が形成される。

図３に示されるように、前記装着冶具５は、タイヤ周方向に連続するリング状をなす。装着冶具５は、特に限定されないが、例えば、鉄、ステンレス鋼又はアルミニウム合金などの金属材料や、硬質ゴム、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等の弾性体によって構成することができ、本実施形態では、硬質ゴムが用いられている。

また、装着冶具５は、タイヤ半径方向外側の外周面５ｏに、タイヤ周方向に連続し、かつ内のリング体４Ａが嵌め込み可能な取付凹溝５Ａが設けられる。また、この取付凹溝５Ａのサポートリング４の幅方向の幅は、内のリング体４Ａの幅と略同一に設定される。これにより、内のリング体４Ａは、取付凹溝５Ａに、周方向に亘って嵌合される。

また、図１に示されるように、本実施形態の装着冶具５は、タイヤ２のビード部２ｃ、２ｃ間で装着される。これにより、各ビード部２ｃ、２ｃは、フランジ部３Ｂと装着冶具５との間、及びサイドリング部３Ｃと装着冶具５との間でタイヤ軸方向に把持され、ランフラット走行時における気密性や、リム外れを効果的に抑制でき、ランフラット耐久性を向上しうる。

また、図４に示されるように、装着冶具５には、タイヤ半径方向内側の内面５ｉ側に、ホイールリム３のバルブ孔６と連通し、かつタイヤ周方向に連続してのびる周溝５Ｆが設けられる。このような周溝５Ｆは、装着冶具５とホイールリム３とをタイヤ周方向で位置調節することなく、バルブ孔６と連通できる。

また、装着冶具５には、一端が周溝５Ｆに連通し、かつ他端が内のリング体４Ａの周溝４Ｆに連通する貫通孔５Ｈが、タイヤ周方向に少なくとも一つ設けられる。このような貫通孔５Ｈは、サポートリング４と装着冶具５とをタイヤ周方向で位置調節することなく、貫通孔４Ｈ及び貫通孔５Ｈと連通できる。従って、ホイールリム３、サポートリング４、及び装着冶具５を、タイヤ周方向で位置調整することなく、バルブ孔６から貫通孔５Ｈ、４Ｈを経て、タイヤ２の内腔２ｇ（図１に示す）までを容易に連通させることができる。

図５に示されるように、前記外のリング体４Ｂの外周面４ｏには、その幅中心線４Ｌの両側に、タイヤ回転方向Ｒの先着側から後着側へ向かって、該サポートリング４の幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる直線状の傾斜溝１０が、周方向に隔設（凹設）される。

図６に示されるように、傾斜溝１０が形成されていない従来のサポートリング４では、ランフラット走行時、トレッド部２ａの内面２ｉとの接触圧力によって、潤滑剤９が圧力の低いサポートリング４の幅方向の外側へと順次押し出される。このため、潤滑剤９は、早期に外周面４ｏから消失し易い。

これに対し、本実施形態のサポートリング４では、図７に示されるように、その外周面４ｏとトレッド部２ａの内面２ｉとが接触すると、例えば領域Ａの潤滑剤９は、サポートリング４の幅方向の外側へと押し出されるものの、傾斜溝１０で捕捉され、その中へ蓄えられる。その後、潤滑剤９は、トレッド部２ａの内面２ｉとの繰り返し接触圧力によって、サポートリング４の幅方向の外側から内側へと徐々に押し出される。そして、潤滑剤９は、傾斜溝１０のタイヤ回転方向Ｒの後着側の後端部１０ｒから、サポートリング４の外周面４ｏの領域Ｂへとはみ出す。これらの潤滑剤９の移動サイクルが、周方向へ繰り返される。

従って、本実施形態のランフラットタイヤ組立体１は、潤滑剤９を長期に亘ってサポートリングの外周面４ｏ上に存在させ、サポートリング４の幅方向の外側へ該潤滑剤９が流出することを抑制できる。これにより、トレッド部２ａの内面２ｉとサポートリング４の外周面４ｏとの摩擦を好ましく低減でき、ランフラット耐久性能を向上しうる。

本実施形態では、傾斜溝１０が、サポートリング４の幅中心線４Ｌに対して対称に配されている。このような傾斜溝１０は、図７において、左右ほぼ同時に、サポートリング４の幅方向の内側へ、潤滑剤９を押し出すことができる。また、傾斜溝１０の後端部１０ｒ、１０ｒは、それぞれ幅中心線４Ｌの手前で終端している。

両側の傾斜溝１０は、周方向に交互に配されてもよい。このような傾斜溝１０は、左右交互に潤滑剤９を押し出すことができる

なお、図３に示されるように、傾斜溝１０の溝深さＦや溝幅Ｇについては、適宜定めることができるが、傾斜溝１０の溝深さＦが小さすぎると、潤滑剤９を該傾斜溝１０内に十分に蓄えることができないおそれがある。逆に、溝深さＦが大きすぎると、傾斜溝１０内での潤滑剤９の移動が低下するおそれがある。このような観点により、傾斜溝１０の溝深さＦは、好ましくは３mm以上、さらに好ましくは４mm以上が望ましく、好ましくは１０mm以下、さらに好ましくは７mm以下が望ましい。

また、同様の観点により、傾斜溝１０の溝幅Ｇは、好ましくは５mm以上、さらに好ましくは７mm以上が望ましく、好ましくは１５mm以下、さらに好ましくは１２mm以下が望ましい。

また、周方向に隣り合う傾斜溝１０の間隔Ｓは、特に限定されるものではないが、該間隔Ｓが小さすぎると、サポートリング４の外周面４ｏとトレッド部２ａの内面２ｉの傾斜溝１０との出隅部１０ｂ（図５に示す）で接地圧が高くなりすぎて、該内面２ｉを損傷させるおそれがある。逆に、間隔Ｓが大きすぎると、潤滑剤９をサポートリング４の内側へ、十分に押し出すことができないおそれがある。このような観点により、傾斜溝１０の前記間隔Ｓは、１５mm以上、好ましくは２０mm以上、さらに好ましくは２５mm以上が望ましく、溝幅Ｇの４倍以下、好ましくは３．５倍以下、さらに好ましくは３．２倍以下が望ましい。

また、傾斜溝１０の周方向に対する角度α１は、特に限定されるものではないが、角度α１が小さすぎると、傾斜溝１０内での潤滑剤９の移動が低下するおそれがある。逆に、角度αが大きすぎると、傾斜溝１０内での潤滑剤９の移動により生じるエネルギーの損失が大きくなるおそれがある。このような観点より、前記角度α１は、３０度以上、好ましくは４０度以上、さらに好ましくは４５度以上が望ましく、７５度以下、好ましくは７０度以下、さらに好ましくは６５度以下が望ましい。

図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、前記傾斜溝１０は、曲線溝であっても良く、例えば、前記サポートリング４の幅中心線４Ｌに近づくにつれて、角度α１が漸減するのが好ましい。これにより、傾斜溝１０内に蓄えられた潤滑剤９が、サポートリング４の幅方向の外側から内側へ押し出される際に生じるエネルギー損失が抑制され、より円滑に押し出すことができる。

また、本実施形態の傾斜溝１０は、図１０（ａ）に示される断面略半円状に形成されているが、これに限定されることはない。例えば、図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示されるように、例えば、断面略Ｖ字状、断面略Ｕ字状、又は断面略台形状等、サポートリング４の外周面４ｏに塗布される潤滑剤の量や種類、トレッド部２ａの内面２ｉの接触圧力の大きさ等によって、種々変形できる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造をなし、かつ表１に示す傾斜溝を有するランフラット組立体を以下の条件で試作するとともに、各供試タイヤの性能を比較した。
タイヤサイズ：３１５／８０Ｒ２０
リムサイズ：２０×８．５Ｖ
テストの方法は次の通りである。

＜潤滑剤の残量＞
各供試タイヤをバルブコアを取り去った上記リムにリム組みし、デフレート状態でドラム試験機上を速度３０ｋｍ／ｈ、縦荷重４４．１３ｋＮの条件にて、距離５０ｋｍ走行させた。走行後、サポートリングを取り出し、潤滑剤が塗布されていないサポートリングとの重量差（潤滑剤の残量）を測定し、比較例１を１００とする指数により評価した。数値が大きいほど潤滑剤の残量が多いことを示す。

＜ランフラット耐久性＞
各供試タイヤをバルブコアを取り去った上記リムにリム組みし、デフレート状態でドラム試験機上を速度３０ｋｍ／ｈ、縦荷重４４．１３ｋＮの条件にて走行させた。タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、比較例１を１００とする指数により評価した。数値が大きいほどランフラット耐久性能に優れている。
テスト結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のランフラットタイヤ組立体は、潤滑剤の流出を抑制することができるとともに、トレッド部の内面とサポートリングの外周面との摩擦を低減し、ランフラット耐久性能を向上しうることが確認できた。

１ ランフラットタイヤ組立体
２ 空気入りタイヤ
３ ホイールリム
４ サポートリング
９ 潤滑剤
１０ 傾斜溝

Claims (8)

1. 空気入りタイヤと、該空気入りタイヤが装着されるホイールリムと、該ホイールリムの胴部に装着されかつタイヤ内圧低下時に前記空気入りタイヤのトレッド部の内面と当接して荷重を支承する環状のサポートリングとからなるランフラットタイヤ組立体であって、
   前記サポートリングは、前記トレッド部の前記内面と当接する外周面に、摩擦低減用の潤滑剤が塗布されるとともに、
   前記サポートリングの前記外周面には、その幅中心線の両側に、タイヤ回転方向の先着側から後着側へ向かって、該サポートリングの幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる傾斜溝が周方向に隔設され、
   前記傾斜溝は、前記幅中心線の手前で他の溝と連通することなく終端することを特徴とするランフラットタイヤ組立体。
   
2. 前記傾斜溝は、周方向にそれぞれ交互に配される請求項１に記載のランフラットタイヤ組立体。
3. 前記傾斜溝は、前記サポートリングの幅中心線に対して対称に配される請求項１に記載のランフラットタイヤ組立体。
4. 前記傾斜溝は、周方向に対して、３０〜７５度の角度でのびる請求項１ないし３のいずれかに記載のランフラットタイヤ組立体。
5. 前記傾斜溝は、前記サポートリングの幅中心線に近づくにつれて、前記角度が漸減する請求項４に記載のランフラットタイヤ組立体。
6. 前記傾斜溝は、その溝深さＦが３〜１０mm、かつ溝幅Ｇが５〜１５mmである請求項１ないし５のいずれかに記載のランフラットタイヤ組立体。
7. 周方向で隣り合う前記傾斜溝の間隔Ｓは、１５mm以上であり、かつその溝幅Ｇの４倍以下である請求項６記載のランフラットタイヤ組立体。
8. ホイールリムの胴部に装着されかつタイヤ内圧低下時に空気入りタイヤのトレッド部の内面と当接して荷重を支承する外周面を有するサポートリングであって、
   前記外周面には、その幅中心線の両側に、タイヤ回転方向の先着側から後着側へ向かって、その幅方向の外側から内側へ傾斜してのびる傾斜溝が周方向に隔設され、
   前記傾斜溝は、前記幅中心線の手前で他の溝と連通することなく終端することを特徴とするサポートリング。
   

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