JP5636771B2 - タイヤ／ホイール組立体及びホイール、並びに圧力調整器 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの内部に充填された気体の圧力低下を抑制する技術に関する。

近年は、自動車から発生する二酸化炭素の量を軽減するため、炭化水素を燃料とする内燃機関の燃料消費率が改善されてきている。また電動機と内燃機関とを併用する、いわゆるハイブリッド自動車や、動力発生源に電動機のみを用いる、いわゆる電気自動車も普及が進んでいる。このような背景から、自動車の運転手が給油する間隔は延びる傾向にある。一般に、個人ユーザーは、ガソリンスタンドで空気入りタイヤに空気を充填するが、上述した背景から、ガソリンスタンドを訪れる間隔が延び、その結果、空気を充填する間隔も延びる傾向がある。特許文献１には、中子を利用してタイヤ内部の気体圧力（空気圧）をできるだけ長期にわたって維持することのできるランフラットタイヤが開示されている。

特開２００３−１９１７２８号公報

特許文献１に開示されている技術は、空気入りタイヤ内部の気体圧力を調整するため、圧力制御弁として、ばねを利用した減圧弁を用いる。このような減圧弁は、可動部を有するため、長期信頼性が不十分となり、長期にわたっては、空気入りタイヤ内部の圧力を調整できなくなるおそれがある。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、長期間にわたって空気入りタイヤの内部に充填された気体の圧力低下を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決するための手段は、タイヤと、前記タイヤが取り付けられ、かつ内部に気体が充填される気体保持空間を有するホイールと、前記タイヤと前記ホイールとで囲まれるタイヤ内空間と、前記気体保持空間との間に、気体透過材料を有して配置される圧力調整器と、前記ホイールに設けられて、前記ホイールの外部から前記気体保持空間への気体の移動を許容する弁装置と、を含むことを特徴とするタイヤ／ホイール組立体である。

上述した手段において、前記気体透過材料は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含む高分子材料であることが好ましい。

上述した手段において、前記気体保持空間に充填された気体の圧力は、前記タイヤ内空間に充填された気体の圧力の２倍以上であることが好ましい。

上述した手段において、前記気体保持空間の体積は、前記タイヤ内空間の体積の１／３０以上１／４以下であることが好ましい。

上述した手段において、前記タイヤ内空間に充填された気体の一ヶ月間における圧力低下率をＲｔ、前記気体保持空間に充填された気体の一ヶ月間における圧力低下率をＲｗとしたとき、パラメータＫが０．６以上１．３以下であることが好ましい。
Ｋ＝（Ｒｗ／Ｒt）／｛（Ｐｔ−Ｐｏ）×Ｖｔ／（（Ｐｗ−Ｐｔ）×Ｖｗ）｝
Ｐｔは前記タイヤ内空間に充填された気体の初期圧力、Ｐｏは前記タイヤが使用される外界の気圧、Ｐｗは前記気体保持空間に充填された気体の初期圧力、Ｖｔは前記タイヤ内空間の体積、Ｖｗは前記気体保持空間の体積

上述した手段において、前記ホイールは、前記タイヤ内空間に充填された気体の圧力の大きさが所定の閾値を超えた場合に、前記タイヤ内空間の気体を前記タイヤ内空間の外部へ放出させるリリーフ弁を有することが好ましい。

上述した課題を解決するための手段は、タイヤが取り付けられるリム部と、気体が充填される気体保持空間と、前記リム部の前記タイヤが取り付けられる側と、前記気体保持空間との間に、気体透過材料を有して配置される圧力調整器と、前記ホイールの外部から前記気体保持空間への気体の移動を許容する弁装置と、を含むことを特徴とするホイールである。

上述した手段において、前記気体透過材料は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含むことが好ましい。

上述した手段において、前記気体保持空間の体積は、前記リム部に前記タイヤが取り付けられた場合において前記タイヤと前記リム部とで囲まれるタイヤ内空間の体積の１／３０以上１／４以下であることが好ましい。

上述した手段において、前記タイヤ内空間に充填された気体の圧力の大きさが所定の閾値を超えた場合に、前記タイヤ内空間の気体を前記タイヤ内空間の外部へ放出させるリリーフ弁を有することが好ましい。

上述した課題を解決するための手段は、タイヤとホイールとで囲まれるタイヤ内空間と、前記ホイール内に設けられて気体が充填される気体保持空間との間に配置される気体透過材料と、
前記気体透過材料を保持し、かつ前記ホイールに支持させるための支持体と、
を含むことを特徴とする圧力調整器である。

上述した手段において、前記気体透過材料は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含むことが好ましい。

上述した手段において、前記支持体は、前記気体透過材料よりも前記タイヤ内空間側に配置される多孔質材料の保護部材を支持することが好ましい。

本発明は、長期間にわたって空気入りタイヤの内部に充填された気体の圧力低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体及びホイール並びに圧力調節装置を示す子午断面図である。 図２は、本実施形態に係る圧力調整器を示す断面図である。 図３は、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体に、リリーフ弁を設けた例を示す拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体及びホイール並びに圧力調節装置を示す子午断面図である。タイヤ／ホイール組立体１は、タイヤ２と、ホイール３と、圧力調整器１０と、弁装置９とを含む。タイヤ２は、いわゆる空気入りタイヤであるが、内部に充填される気体は空気に限定されるものではない。タイヤ２の内面には、インナーライナーとして、気体透過率が低い樹脂、あるいは樹脂とゴムとの複合材料が貼り付けられている。使用にあたって、タイヤ２は、それぞれのビード部２Ｂ、２Ｂが、ホイール３のリム部４に嵌合する。そして、タイヤ２とホイール３（より具体的にはホイール３のリム部４）とで囲まれるタイヤ内空間２ＩＳに気体（空気や窒素）が充填される。

ホイール３は、タイヤ２が取り付けられる。ホイール３は、リム部４と、スポーク６と、ハブ７とを有する。リム部４は、円筒形状の構造体である。リム部４は、中心軸（Ｚｒ軸）と平行な方向（幅方向）における両側に、タイヤ２が有するそれぞれのビード部２Ｂ、２Ｂと嵌合するタイヤ嵌合部５Ｂ、５Ｂを有する。ハブ７は、ホイール３の中心部に配置されるとともに、車両の車軸に取り付けられる。ハブ７とリム部４とは、複数のスポーク６によって連結される。本実施形態において、ホイール３はリム部４とハブ７とを複数のスポーク６で連結する構造であるが、ホイール３はこのような構造に限定されるものではない。例えば、複数のスポーク６に代えて、リム部４の内周部に一枚の円板を取り付けるとともに、前記円板を車軸に取り付ける構造としてもよい。この構造は、スポーク６及びハブ７の機能を、前記円板が実現する。

本実施形態において、ホイール３は、気体が充填される気体保持空間８を内部に有する。本実施形態において、ホイール３は、スポーク６の内部に気体保持空間８を有する。すなわち、スポーク６は中空である。中空のスポーク６は、例えば、ホイール３を鋳造する際に、スポークとなる部分に中子を設けることで製造することができる。ホイール３が上述した円板を有する場合、前記円板が気体保持空間８を有する。

タイヤ／ホイール組立体１は、圧力調整器１０を有する。本実施形態において、圧力調整器１０は、ホイール３の、スポーク６とリム部４との接続部に配置される。圧力調整器１０は、タイヤ内空間２ＩＳと、気体保持空間８との間に、気体透過材料を有して配置される。圧力調整器１０の構造は後述する。タイヤ／ホイール組立体１は、弁装置９を有する。弁装置９は、ホイール３に設けられる。弁装置９は、逆止弁であって、ホイール３の外部から気体保持空間８への気体の移動を許容する。弁装置９を介して、気体保持空間８及びタイヤ内空間２ＩＳへ気体が供給される。

タイヤ／ホイール組立体１は、気体保持空間８にタイヤ内空間２ＩＳよりも高い圧力で気体が充填される。タイヤ内空間２ＩＳ内の気体がタイヤ２の外部に漏れて、タイヤ内空間２ＩＳ内に存在する気体の圧力が低下した場合、圧力調整器１０は、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ適切な量の気体を移動させる。圧力調整器１０によって、タイヤ／ホイール組立体１は、タイヤ内空間２ＩＳ内の圧力を適正な大きさに保つことができる。次に、圧力調整器１０についてより詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る圧力調整器を示す断面図である。圧力調整器１０は、ホイール３（より具体的には、ホイール３のスポーク６）が有する気体通路３Ｃに設けられる。気体通路３Ｃは、タイヤ内空間２ＩＳと、気体保持空間８とを連通する通路である。圧力調整器１０は、気体透過材料１４を有する。気体透過材料１４は、タイヤ内空間２ＩＳと、気体保持空間８との間に配置されるものであり、本実施形態では、圧力調整器１０によって保持される。このような構造により、気体透過材料１４は、圧力調整器１０を介してホイール３の気体通路３Ｃ内に支持される。

気体透過材料１４は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含む高分子材料で製造される。すなわち、気体透過材料１４は、ゴム単体又は樹脂単体又はゴムと樹脂との複合材料であることが好ましい。気体透過材料１４にゴムを用いる場合、気体の透過率が低いブチルゴムやイソブチルスチレンゴムを用いることが好ましい。また、異なる種類のゴムを混合して気体透過材料１４としてもよい。気体透過材料１４に樹脂を用いる場合、低気体透過率の樹脂、例えば、ポリアミド、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂）等を用いることが好ましい。また、ゴムの母材中に、低気体透過率の樹脂を複合させた複合材料を気体透過材料１４として用いてもよい。さらに、樹脂の母材中にゴム（例えば、ブチルゴム）を混入させてもよい。このような、ゴムと樹脂との複合材料を用いれば、母材に対するゴムや樹脂の分散比率や大きさ等を調整することによって、気体透過材料１４の気体透過率を比較的容易に調整できるので好ましい。

圧力調整器１０は、外筒１１と、外筒１１の内側に配置される内筒１２とで、気体透過材料１４を挟持する。外筒１１及び内筒１２は、いずれも円筒形状の構造体である。内筒１２は、気体が通過するための通路（気体通路）１２Ｃが、一方の端部から他方の端部に貫通している。内筒１２の外周部には雄ネジ１２Ｓが設けられており、外筒１１の内周部には、雄ネジ１２Ｓに対応する雌ネジ１１Ｓが設けられる。気体透過材料１４を外筒１１の内部に配置した上で、外筒１１に内筒１２をねじ込むことにより、外筒１１の内側端部と内筒１２の端面とは、気体透過材料１４に接触する。このような構造により、圧力調整器１０は、外筒１１と内筒１２とで、気体透過材料１４を挟持する。

本実施形態において、圧力調整器１０は、内筒１２と気体透過材料１４との間に、密封用ワッシャ１３を有している。密封用ワッシャ１３により、内筒１１と気体透過材料１４との間を通って、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ気体が過剰に移動することを回避することができる。このような構造により、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへの気体の移動量は適正に制御される。このため、圧力調整器１０は、密封用ワッシャ１３を有することが好ましい。

本実施形態において、圧力調整器１０は、外筒１１と気体透過材料１４との間に、保護部材１５を有する。本実施形態において、気体保持空間８の圧力は、タイヤ内空間２ＩＳの圧力よりも高い。例えば、気体保持空間８の圧力は、タイヤ内空間２ＩＳの圧力の３倍から１０倍になる。このため、気体保持空間８とタイヤ内空間２ＩＳとの圧力差により、気体透過材料１４が変形したり、圧力調整器１０から脱落したりするおそれがある。保護部材１５は、気体透過材料１４の変形を抑制するとともに、気体透過材料１４が圧力調整器１０から脱落することを回避するために設けられる。一方、保護部材１５は、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへの気体の通路に配置されるので、気体を透過させる能力も必要である。

このため、保護部材１５は、多孔質材料で製造される。また、保護部材１５は、気体透過材料１４の変形を抑制する等の機能が必要であるので、ある程度の強度が必要である。このため、保護部材１５は、多孔質で気体透過能力を有するセラミックスや、金属製の多孔板等を用いることが好ましい。保護部材１５により、圧力調整器１０は、気体透過材料１４の変形を抑制するとともに、気体透過材料１４が圧力調整器１０から脱落することを回避できるので、気体透過材料１４により、適切な量の気体を気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ移動させることができる。

タイヤ内空間２ＩＳに存在する気体の圧力が低下した場合、気体保持空間８内の気体は、圧力調整器１０の気体入口１０ｉから気体通路１２Ｃを通り、気体透過材料１４及び保護部材１５を通過した後、気体出口１０ｅからタイヤ内空間２ＩＳに移動する。気体保持空間８及び圧力調整器１０により、タイヤ／ホイール組立体１は、長期にわたって気体を補充しなくても、タイヤ内空間２ＩＳに存在する気体の圧力低下を抑制できる。また、圧力調整器１０は、気体透過材料１４を気体保持空間８とタイヤ内空間２ＩＳとの間に保持するのみなので、圧力を調整するにあたって動作する部品は存在しない。このため、圧力調整器１０は、長期にわたって確実に動作するので、信頼性が極めて高い。その結果、圧力調整器１０は、長期間にわたってタイヤ／ホイール組立体１のタイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の圧力低下を抑制することができる。

また、タイヤ２の転がり抵抗を低減するためには、タイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の圧力を所定の水準以上に維持する必要がある。本実施形態は、気体保持空間８とタイヤ内空間２ＩＳとの間に、圧力調整にあたって可動部を有さない圧力調整器１０を設けるので、長期間にわたって前記圧力を所定の水準以上に維持することに有効である。その結果、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体１は、長期間にわたって低い転がり抵抗を維持して、燃費の低下を抑制できる。

気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへの気体の移動量は、気体透過材料１４の気体透過率、気体透過材料１４の厚みＴ、気体保持空間８側における気体透過材料１４の開口面積（有効面積）Ｓによって調整することができる。圧力調整器１０の寸法及び精度、並びに質量等を考慮すると、気体透過材料１４の厚みＴは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが好ましい。また、気体透過材料１４の有効面積Ｓは、１ｍｍ^２以上１００ｍｍ^２以下とすることが好ましい。

パラメータＫは、式（１）で表される。Ｒｔはタイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の一ヶ月間における圧力低下率（タイヤ圧力低下率）、Ｒｗは気体保持空間８に充填された気体の一ヶ月間における圧力低下率（ホイール圧力低下率）、Ｐｔはタイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の初期圧力（タイヤ初期圧力）、Ｐｗは気体保持空間８に充填された気体の初期圧力（ホイール初期圧力）、Ｖｔはタイヤ内空間２ＩＳの体積、Ｖｗは気体保持空間８の体積である。初期圧力は、タイヤ内空間２ＩＳ及び気体保持空間８に気体を充填した時点における圧力である。圧力低下率の起算点は、タイヤ内空間２ＩＳ及び気体保持空間８に気体を充填した時点であり、前記起算点におけるタイヤ内空間２ＩＳ内の圧力及び気体保持空間８内の圧力が、それぞれタイヤ初期圧力Ｐｔ及びホイール初期圧力Ｐｗに相当する。タイヤ圧力低下率Ｒｔは、Ｒｔ＝ΔＰｔ／（Ｐｔ−Ｐｏ）によって算出される。ΔＰtは、タイヤ２に気体を充填した後、一ヶ月間放置することにともなう、通常リムにおけるタイヤ内空間２ＩＳ内の圧力の減少量である。Ｐｏは、タイヤ２が使用される外界の気圧である。ホイール圧力低下率Ｒｗは、Ｒｗ＝ΔＰｗ／（Ｐｗ−Ｐｔ）によって算出される。ΔＰｗは、タイヤに気体を充填した後、一ヶ月間放置することにともなう、気体保持空間８内の圧力の減少量である。Ｒｗは、タイヤ／ホイール組立体１からタイヤ２を取り外した大気中で気体保持空間８内にＰｗ−Ｐｔ＋Ｐｏの圧力を与え、一ヶ月経過した後において、気体保持空間８内における気体の圧力減少を測定することで得られる。
Ｋ＝（Ｒｗ／Ｒt）／｛（Ｐｔ−Ｐｏ）×Ｖｔ／（（Ｐｗ−Ｐｔ）×Ｖｗ）｝・・（１）

体積Ｖｔ、Ｖｗは一定であるため、パラメータＫは、タイヤ圧力低下率Ｒｔ、ホイール圧力低下率Ｒｗ、タイヤ初期圧力Ｐｔ、ホイール初期圧力Ｐｗが決まれば一定の値に定まる。タイヤ圧力低下率Ｒｔは、タイヤ２の仕様から求めることができる。また、タイヤ初期圧力Ｐｔ及びホイール初期圧力Ｐｗは、タイヤ／ホイール組立体１の仕様から決定される。本実施形態においては、パラメータＫが０．６以上１．３以下になるように、ホイール圧力低下率Ｒｗを定めることが好ましい。式（１）をホイール圧力低下率Ｒｗについて解くと、式（２）に示すようになる。
Ｒｗ＝Ｋ×Ｒt×｛（Ｐｔ−Ｐｏ）×Ｖｔ／（（Ｐｗ−Ｐｔ）×Ｖｗ）｝・・（２）

ホイール圧力低下率Ｒｗは、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへの気体の移動量によって決定される。したがって、パラメータＫが０．６以上１．３以下になるように、気体透過材料１４の気体透過率と、厚みＴと、有効面積Ｓとの少なくとも一つを調整する。例えば、パラメータＫを前記範囲のある値に決定し、タイヤ圧力低下率Ｒｔ、タイヤ初期圧力Ｐｔ、ホイール初期圧力Ｐｗの値を式（２）に与えれば、ホイール圧力低下率Ｒｗを求めることができる。そして、得られたホイール圧力低下率Ｒｗとなるように、気体透過材料１４の気体透過率と、厚みＴと、有効面積Ｓとの少なくとも一つを調整する。パラメータＫが前記範囲であれば、タイヤ内空間２ＩＳへ気体を十分に補充できるとともに、タイヤ内空間２ＩＳ内に充填された気体の圧力が過度に上昇することを抑制できる。その結果、タイヤ２の特性変化を長期にわたって抑制できるので好ましい。

気体保持空間８の体積Ｖｗは、タイヤ内空間２ＩＳの体積Ｖｔの１／３０以上１／４以下であることが好ましい。この範囲であれば、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ十分に気体を補充できる。このため、タイヤ／ホイール組立体１が走行している間又は保管されている間に、タイヤ内空間２ＩＳに充填された気体が外部に漏れても、これを十分に補うことができる。その結果、タイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の圧力を、長期にわたって所定の大きさに維持できる。また、上記範囲であれば、気体保持空間８を過度に大きくする必要はないので、限られたスペースのホイール３に気体保持空間８を設ける際には好ましい。

気体保持空間８に充填された気体の圧力Ｐｗは、Ｐｔの２倍以上であることが好ましい。Ｐｗが小さすぎると、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ気体を十分に供給できないが、Ｐｗを２×Ｐｔ以上とすることにより、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ、確実に気体を供給できる。

図３は、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体に、リリーフ弁を設けた例を示す拡大図である。図１に示すタイヤ／ホイール組立体１が有するホイール３は、図３に示すように、リリーフ弁２０を有していてもよい。リリーフ弁２０は、タイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の圧力の大きさが所定の閾値を超えた場合に、タイヤ内空間２ＩＳの気体をタイヤ内空間２ＩＳの外部へ放出させるものである。タイヤ内空間２ＩＳの圧力が過度に上昇した場合、タイヤ内空間２ＩＳの気体はリリーフ弁２０を通って外部へ放出されるので、タイヤ内空間２ＩＳの圧力を適正に保つことができる。

図３に示すように、リリーフ弁２０は、リム部４が有する連通孔４Ｈに取り付けられる。連通孔４Ｈは、タイヤ内空間２ＩＳと外部とを連通する孔である。リリーフ弁２０は、筒状の筐体２１と、ストッパ２２と、球状弁体２３と、コイルスプリング２４とを有する。筐体２１の開口部２１ｈは、タイヤ内空間２ＩＳに開口している。開口部２１ｈの反対側には、ストッパ２２が取り付けられる。ストッパ２２は気体通過孔２２ｈを有している。筐体２１の内部２１Ｃには、球状弁体２３及びコイルスプリング２４が配置される。コイルスプリング２４は、線間に隙間を有しており、圧縮及び引っ張りの両方に対抗する力を発生する。

開口部２１ｈは円形形状であり、球状弁体２３の直径よりも開口部２１ｈの直径の方が小さい。球状弁体２３とストッパ２２との間にコイルスプリング２４が配置される。コイルスプリング２４は、ストッパ２２が筐体に取り付けられると、筐体２１の内部２１Ｃでは圧縮される。このため、コイルスプリング２４は、球状弁体２３を開口部２１ｈへ押し付ける。タイヤ内空間２ＩＳに充填された気体の圧力が上昇すると、前記気体が球状弁体２３を開口部２１ｈから離す力が大きくなる。前記気体の圧力がさらに上昇し、球状弁体２３を開口部２１ｈから離す力が、球状弁体２３をコイルスプリング２４が開口部２１ｈに押し付ける力よりも大きくなると、球状弁体２３が開口部２１ｈから離れる（リリーフ弁開）。すると、球状弁体２３と開口部２１ｈとの隙間から、タイヤ内空間２ＩＳに充填された気体が放出される。その結果、タイヤ内空間２ＩＳの圧力が低下する。そして、コイルスプリング２４が球状弁体２３を開口部２１ｈへ押し付ける力が大きくなると、開口部２１ｈは球状弁体２３によって閉じられる（リリーフ弁閉）。リリーフ弁２０が開弁する圧力は、コイルスプリング２４のばね定数によって設定できる。

（評価例）
本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体１を製造し、転がり抵抗、燃費、偏摩耗について評価した。比較対象として、従来例１、２を同様に評価した。結果を表１に示す。従来例１は、上述した圧力調整器１０及び気体保持空間８を有さないタイヤ／ホイール組立体である。タイヤ／ホイール組立体は、２１５／５０Ｒ１７のタイヤを１７×７Ｊのホイールに装着したものである。評価例１〜５は、上述した圧力調整器１０及び気体保持空間８を有している。比較例は、上述した圧力調整器１０及び気体保持空間８を有しているが、Ｖｗ／Ｖｔの値が異なる。従来例２は、特許文献１に記載されたものである。

評価開始時におけるタイヤ圧力（本実施形態の評価例１〜５においてはタイヤ初期圧力Ｐｔに相当）を２３０ｋＰａ、Ｐｏを大気圧（９８ｋＰａ）として、排気量２０００ｃｃの車両に装着し、規定の走行条件で走行し、初期（評価開始時）、六ヶ月後、一年後における転がり抵抗、初期の１０−１５燃費、一年後の偏摩耗を測定した。一年後の偏摩耗は、一年間、気体の再充填をしないで評価した。一年後の偏摩耗は、タイヤのショルダー部における摩耗量とセンター部における摩耗量との差を測定し、従来例１を１００として評価した。転がり抵抗は、従来例１の初期の転がり抵抗を１００とした相対値で評価した。初期の１０−１５燃費は、従来例１の値を１００とした相対値で評価した。転がり抵抗、１０−１５燃費、偏摩耗は、いずれも指数の値が大きいほど優れている。ホイール質量は、従来例１を１００とした相対評価であり、指数の値が大きいほどホイールの質量は大きい。表１中のタイヤ圧力低下率Ｒｔは、表１中のＫ値に基づいて製作された圧力調整装置１０用いたときのものである。タイヤ圧力低下率Ｒｔｒは、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体１を所定の期間走行又は放置した後の圧力変化率を表すもので、Ｒｔｒ＝ΔＰｔｒ／（Ｐｔ−Ｐｏ）によって算出される。ΔＰtｒは、本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体１を所定の期間走行又は放置した後の圧力変化を表し実測値である。従来例２は、通常リムにタイヤを装着した場合における一ヶ月経過後のタイヤ圧力低下率Ｒｔであり、ΔＰt／（Ｐt−Ｐｏ)＝６％になる。

本実施形態に係るタイヤ／ホイール組立体１は、従来例１、２と比較すると、初期から一年経過後における転がり抵抗及び一年後の偏摩耗は、いずれの評価例でも優れている（小さい）ことが分かる。比較例は、一年後の転がり抵抗が従来例２と同等であるが、これは、Ｖｗ／Ｖｔが小さいため、長期間が経過すると、タイヤ内空間２ＩＳへの気体の補充が不十分になる傾向があるからである。このように、本実施形態は、気体保持空間８からタイヤ内空間２ＩＳへ気体を補充できるので、タイヤの内部に充填される気体の圧力低下を抑制できる。このため、本実施形態は、従来例と比較して、転がり抵抗の上昇（指数は低くなる）及び偏摩耗を抑制できる。その結果、本実施形態は、タイヤへの気体の補充を長期間しない場合であっても、燃費の悪化やタイヤの偏摩耗を従来よりも抑制できる。また、本実施形態は、従来のホイールに気体保持空間８を設け、かつ圧力調整器１０を追加するのみなので、タイヤ／ホイール組立体１の質量は、従来と比較してほとんど増加しない。このため、本実施形態に係る評価例１から５は、ばね下質量の増加を最小限に抑えることができるので、表１に示すように、初期の１０−１５燃費は従来例と同じ値である。また、本実施形態は、タイヤ／ホイール組立体１の質量がほとんど増加しないため、乗り心地や加速性能等は従来例と同等である。

以上のように、本発明に係るタイヤ／ホイール組立体は、空気入りタイヤの内部に充填される気体の圧力低下を抑制することに有用である。

１ タイヤ／ホイール組立体
２ タイヤ
２Ｂ ビード部
２ＩＳ タイヤ内空間
３ ホイール
３Ｃ 気体通路
４ リム部
４Ｈ 連通孔
５Ｂ タイヤ嵌合部
６ スポーク
７ ハブ
８ 気体保持空間
９ 弁装置
１０ 圧力調整器
１０ 圧力調整器
１０ｅ 気体出口
１０ｉ 気体入口
１４ 気体透過材料
１５ 保護部材
２０ リリーフ弁
２２ ストッパ
２３ 球状弁体
２４ コイルスプリング

Claims (13)

1. タイヤと、
   前記タイヤが取り付けられ、かつ内部に気体が充填される気体保持空間を有するホイールと、
   前記タイヤと前記ホイールとで囲まれるタイヤ内空間と、前記気体保持空間との間に、気体透過材料を有して配置される圧力調整器と、
   前記ホイールに設けられて、前記ホイールの外部から前記気体保持空間への気体の移動を許容する弁装置と、
   を含むことを特徴とするタイヤ／ホイール組立体。
2. 前記気体透過材料は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含む高分子材料である請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
3. 前記気体保持空間に充填された気体の圧力は、前記タイヤ内空間に充填された気体の圧力の２倍以上である請求項１又は２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
4. 前記気体保持空間の体積は、前記タイヤ内空間の体積の１／３０以上１／４以下である請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤ／ホイール組立体。
5. 前記タイヤ内空間に充填された気体の一ヶ月間における圧力低下率をＲｔ、前記気体保持空間に充填された気体の一ヶ月間における圧力低下率をＲｗとしたとき、パラメータＫが０．６以上１．３以下である請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤ／ホイール組立体。
   Ｋ＝（Ｒｗ／Ｒt）／｛（Ｐｔ−Ｐｏ）×Ｖｔ／（（Ｐｗ−Ｐｔ）×Ｖｗ）｝
   Ｐｔは前記タイヤ内空間に充填された気体の初期圧力、Ｐｏは前記タイヤが使用される外界の気圧、Ｐｗは前記気体保持空間に充填された気体の初期圧力、Ｖｔは前記タイヤ内空間の体積、Ｖｗは前記気体保持空間の体積。
6. 前記ホイールは、前記タイヤ内空間に充填された気体の圧力の大きさが所定の閾値を超えた場合に、前記タイヤ内空間の気体を前記タイヤ内空間の外部へ放出させるリリーフ弁を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のタイヤ／ホイール組立体。
7. タイヤが取り付けられるリム部と、
   気体が充填される気体保持空間と、
   前記リム部の前記タイヤが取り付けられる側と、前記気体保持空間との間に、気体透過材料を有して配置される圧力調整器と、
   前記ホイールの外部から前記気体保持空間への気体の移動を許容する弁装置と、
   を含むことを特徴とするホイール。
8. 前記気体透過材料は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含む請求項７に記載のホイール。
9. 前記気体保持空間の体積は、前記リム部に前記タイヤが取り付けられた場合において前記タイヤと前記リム部とで囲まれるタイヤ内空間の体積の１／３０以上１／４以下である請求項８に記載のホイール。
10. 前記タイヤ内空間に充填された気体の圧力の大きさが所定の閾値を超えた場合に、前記タイヤ内空間の気体を前記タイヤ内空間の外部へ放出させるリリーフ弁を有する請求項９に記載のホイール。
11. タイヤとホイールとで囲まれるタイヤ内空間と、前記ホイール内に設けられて気体が充填される気体保持空間との間に配置される気体透過材料と、
    前記気体透過材料を保持し、かつ前記ホイールに支持させるための支持体と、
    を含むことを特徴とする圧力調整器。
12. 前記気体透過材料は、ゴムと樹脂との少なくとも一つを含む請求項１１に記載の圧力調整器。
13. 前記支持体は、前記気体透過材料よりも前記タイヤ内空間側に配置される多孔質材料の保護部材を支持する請求項１１又は１２に記載の圧力調整器。

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