JP5681216B2

JP5681216B2 - 空気入りタイヤ用リム

Info

Publication number: JP5681216B2
Application number: JP2012555768A
Authority: JP
Inventors: 壮人中山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: EP2671725A1; US9216614B2; EP2671725B1; CN103347708A; CN103347708B; EP2671725A4; US20130270892A1; WO2012105275A1; JPWO2012105275A1

Description

本発明は、タイヤを装着するリムに関し、特に、空気入りラジアルタイヤ用として好適に用い得るリムに関するものである。

従来、タイヤに組み付けて車両の車輪として用いられるホイールとしては、タイヤが装着されるリムと、該リムのリム幅方向一方側の端部に配設されて車軸ハブに取り付けられるディスクとを備えるホイールが知られている。

ここで、ホイールのリムとしては、例えば図３（ａ）に斜視図を示し、図３（ｂ）に幅方向断面図を示すような、略円筒形状のウェル部３１と、該ウェル部３１のリム幅方向両外側にそれぞれ配設され、ウェル部３１よりも大径の略円環形状を有するビードシート部３２と、各ビードシート部３２のリム幅方向外側にそれぞれ配設されたフランジ部３３とを有するリム３０が使用されている。

そして、上記従来のリムのフランジ部では、リム幅方向断面視で、フランジ部のリム幅方向外端部の表面の曲率半径Ｒ_０が、フランジ部のリム幅方向中央部の表面の曲率半径Ｒ_１よりも極端に小さくされている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、従来のリムではＲ_０は、Ｒ_１の例えば０．０５〜０．１倍とされている。

特開２００５−２８９１２３号公報

ここで、通常、ホイールのリムにタイヤを組み付けて走行した際にタイヤが縁石等に乗り上げると、タイヤのサイドウォール部が、リムのフランジ部のリム幅方向外端部の表面に当接するまで屈曲変形することがある。そのため、リム幅方向断面視でフランジ部のリム幅方向外端部の表面の曲率半径が非常に小さい上記従来のリムでは、図２（ｂ）にタイヤとリムとの組立体のリム幅方向断面を示すように、タイヤ４０が縁石Ｂ等に乗り上げた際のサイドウォール部４２の変形が、リム３０のフランジ部３３のリム幅方向外端部に当接する位置４２ａ’で局所的に大きくなり易い。従って、上記従来のリムを用いたタイヤとリムとの組立体では、タイヤのサイドウォール部の外表面に亀裂などの故障が発生し易かった。

そこで、本発明は、リムに組み付けられたタイヤが縁石等に乗り上げた場合であっても、組み付けられたタイヤのサイドウォール部の局所的な変形を抑制してサイドウォール部での故障の発生を抑制し得る空気入りタイヤ用リムを提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の空気入りタイヤ用リムは、リム幅方向に離間して設けられた一対のビードシート部と、各ビードシート部のリム幅方向外端からリム径方向外方に延在し、リム径方向外端側がリム幅方向外方に反曲するフランジ部とを備える空気入りタイヤ用リムであって、前記フランジ部のリム幅方向外端部の表面の曲率半径が、前記フランジ部のリム径方向最外側位置の表面の曲率半径の０．４倍以上１．０倍以下であり、前記フランジ部のリム径方向最外側位置の表面の曲率半径が０．５〜５．５ｍｍであることを特徴とする。このように、フランジ部のリム幅方向外端部の表面の曲率半径Ｒ₀を、リム径方向最外側位置の表面の曲率半径Ｒ₁の０．４倍以上（Ｒ₀／Ｒ₁≧０．４）とすれば、リムに組み付けられたタイヤが縁石等に乗り上げた場合であっても、組み付けられたタイヤのサイドウォール部の局所的な変形を抑制することができる。また、フランジ部のリム幅方向外端部の表面の曲率半径Ｒ₀を、リム径方向最外側位置の表面の曲率半径Ｒ₁の１．０倍以下（１．０≧Ｒ₀／Ｒ₁）とすれば、リムに組み付けられたタイヤが縁石等に乗り上げた場合であっても、フランジ部と縁石等との間の適当な隙間が確保でき、変形を抑制することができる。
なお、本発明において、「フランジ部のリム幅方向外端部」とは、フランジ部のリム幅方向最外側位置を指す。

ここで、本発明の空気入りタイヤ用リムは、リムの幅方向中央の厚さが、リムの幅方向外端の厚さよりも厚いことが好ましい。リムの幅方向中央の厚さＴ_Ｃを、リムの幅方向外端の厚さＴ_Ｓよりも厚く（Ｔ_Ｃ＞Ｔ_Ｓ）すれば、リムに組み付けられたタイヤが縁石等に乗り上げた場合であっても、組み付けられたタイヤのサイドウォール部がリムのフランジ部に当接した際にリム自体が変形して、タイヤのサイドウォール部がリムのフランジ部のリム幅方向外端部に貫入するのを抑制することができるからである。
なお、本発明において、「リムの厚さ」とは、リムの表面に直交する方向に測定した厚さを指す。

そして、本発明の空気入りタイヤ用リムは、リムの厚さが、リムの幅方向中央から幅方向外端に向けて漸減することが好ましい。リムの厚さを、リムの幅方向中央から幅方向外端に向けて漸減させれば、リムに組み付けられたタイヤが縁石等に乗り上げた場合であっても、組み付けられたタイヤのサイドウォール部がリムのフランジ部に当接した際にリム自体が変形して、タイヤのサイドウォール部がリムのフランジ部のリム幅方向外端部に貫入するのを抑制することができるからである。

本発明の空気入りタイヤ用リムによれば、組み付けられたタイヤのサイドウォール部の局所的な変形を抑制してサイドウォール部での故障の発生を抑制することができる。

本発明に従う代表的な空気入りタイヤ用リムの幅方向断面形状を示す図である。リムに組み付けられたタイヤが縁石に乗り上げた状態を示す断面図であり、（ａ）は、図１に示す空気入りタイヤ用リムを用いた場合を示し、（ｂ）は、図３に示す従来の空気入りタイヤ用リムを用いた場合を示す。（ａ）は、従来の空気入りタイヤ用リムの斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示す空気入りタイヤ用リムの幅方向断面形状を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に従う空気入りタイヤ用リムの一例について、リム幅方向の断面形状を示す断面図である。

この一例の空気入りタイヤ用リム１０は、略円筒形状で、図１にリム幅方向の断面の形状を示すように、ウェル部１１と、ウェル部１１のリム幅方向両外側に連結部１４を介して設けられたビードシート部１２と、各ビードシート部１２のリム幅方向外側に設けられたフランジ部１３とを備えている。

ここで、ウェル部１１は、リム１０へのタイヤの組み付けおよびリム１０からのタイヤの取り外しを容易にするためにリム１０の底部に設けられた凹部であり、ビードシート部１２よりもリム径方向内方に位置している。

ビードシート部１２は、リム１０にタイヤを組み付けた際に、タイヤのビード部（具体的には、ビードトウとビードヒールとの間に位置するビードベース）と接触してタイヤ径方向（即ち、リム径方向）の荷重を支持する部分である。そして、ビードシート部１２のリム幅方向内端は、リム幅方向内側がリム径方向内方に傾斜して延びる連結部１４を介してウェル部１１のリム幅方向外端に接続している。即ち、リム１０の一対のビードシート部１２，１２は、一対の連結部１４，１４およびビードシート部１１を挟んで互いに離間して設けられている。

フランジ部１３は、リム１０にタイヤを組み付けた際に、タイヤのビード部を側面から支え、リム１０に保持する部分である。そして、フランジ部１３は、ビードシート部１２のリム幅方向外端からリム径方向外方に延在しており、フランジ部１３のリム径方向外端側１３ａ（以下「反曲部」と称することがある。）は、リム幅方向外方に向かって反曲している。

そして、この一例の空気入りタイヤ用リム１０では、リム幅方向断面視において、フランジ部１３のリム幅方向外端部の表面の曲率半径Ｒ₀（即ち、フランジ部１３の表面が描く曲線のリム幅方向最外側位置における曲率半径Ｒ₀）と、フランジ部１３のリム径方向最外側位置の表面の曲率半径Ｒ₁（即ち、フランジ部１３の表面が描く曲線のリム径方向最外側位置における曲率半径Ｒ₁）とが下記の関係式（１）を満たしている。
０．４≦Ｒ₀／Ｒ₁≦１．０・・・（１）

ここで、従来の空気入りタイヤ用リムでは、図３（ａ）に斜視図を示し、図３（ｂ）にリム幅方向の断面形状を示すように、リム３０のフランジ部３３のリム幅方向外端部の表面の曲率半径Ｒ₀が、フランジ部３３のリム径方向最外側位置の表面の曲率半径Ｒ₁と比較して非常に小さい（例えば、０．０５≧Ｒ₀／Ｒ₁）。そのため、図２（ｂ）にタイヤとリムとの組立体のリム幅方向断面を示すように、従来の空気入りタイヤ用リム３０を用いたホイールにタイヤ４０を組み付けて走行した際にタイヤ４０が縁石Ｂ等に乗り上げると、タイヤ４０のサイドウォール部４２の屈曲変形が、フランジ部３３のリム幅方向外端部に当接する位置４２ａ’で局所的に大きくなり易い。即ち、従来の空気入りタイヤ用リム３０では、リム３０に組み付けたタイヤ４０が縁石Ｂへ乗り上げた際に、タイヤ４０のサイドウォール部４２の一部がリム３０のフランジ部３３の反曲部３３ａ、特にフランジ部３３のリム幅方向外端部に貫入して大きく屈曲変形する。従って、従来の空気入りタイヤ用リム３０を用いた場合には、タイヤ４０のサイドウォール部４２の外表面に亀裂などの故障が発生し易かった。

しかし、この一例の空気入りタイヤ用リム１０では、曲率半径Ｒ₀，Ｒ₁が上記関係式（１）を満たしており、フランジ部１３のリム幅方向外端部の表面の曲率半径Ｒ₀が比較的大きい。そのため、図２（ａ）にタイヤとリムとの組立体のリム幅方向断面を示すように、この一例の空気入りタイヤ用リム１０を用いたホイールにタイヤ４０を組み付けて走行した場合、タイヤ４０が縁石Ｂ等に乗り上げても、タイヤ４０のサイドウォール部４２が局所的に大きく屈曲変形し難い。即ち、空気入りタイヤ用リム１０では、フランジ部１３の表面形状がリム径方向最外側位置からリム幅方向外端部に亘って緩やかな曲線を描いているので、サイドウォール部４２がフランジ部１３の反曲部１３ａ、特にフランジ部１３のリム幅方向外端部に貫入しても、フランジ部１３のリム幅方向外端部に当接する位置４２ａでサイドウォール部４２が局所的に変形し難い。

従って、この空気入りタイヤ用リム１０では、組み付けられたタイヤ４０のサイドウォール部４２の局所的な変形を抑制することができる。即ち、空気入りタイヤ用リム１０によれば、従来の空気入りタイヤ用リム３０を用いた場合には位置４２ａ’で局所的に大きくなっていた変形を分散させて、サイドウォール部４２での故障の発生を抑制することができる。

なお、図２（ａ），（ｂ）に示す空気入りタイヤ４０は、特に限定されることなく、トレッド部４３から一対のサイドウォール部４２を介して一対のビード部４１にわたってトロイド状に延びる１プライからなるカーカス（図示せず）と、カーカスのクラウン部外周側に配設された少なくとも１層のベルト層（図示せず）とを備える通常の空気入りタイヤである。

ここで、縁石Ｂへ乗り上げた際における、タイヤ４０のサイドウォール部４２での故障発生を更に低減する観点からは、リム１０の幅方向中央ＣＬの厚さＴ_Ｃよりもリム１０の幅方向外端の厚さＴ_Ｓを薄くすることが好ましく、リム１０の幅方向中央ＣＬから幅方向外端に向けてリムの厚さを漸減させることが更に好ましい。このようにすれば、縁石Ｂへの乗り上げ時にタイヤ４０のサイドウォール部４２がリム１０のフランジ部１３の反曲部１３ａに当接しても、リム１０自体がリム径方向内方に変形して、サイドウォール部４２がリム１０のフランジ部１３のリム幅方向外端部に貫入するのを抑制することができるからである。
なお、曲率半径Ｒ_１は、通常、４．０〜６．０ｍｍである。そして、タイヤ４０のサイドウォール部４２での故障発生を抑制する観点からは、曲率半径Ｒ_０は、０．５〜５．５ｍｍとすることが好ましい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の空気入りタイヤ用リムは、上記一例に限定されることは無く、本発明の空気入りタイヤ用リムには、適宜変更を加えることができる。具体的には、本発明の空気入りタイヤ用リムには、タイヤの空気圧低下時にタイヤがリムから外れるのを防止するハンプを配設しても良い。また、本発明の空気入りタイヤ用リムは、ウェル部を有さない広幅平底リムであっても良い。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
表１に示す諸元で、図１に示すような構成を有する、サイズが７．０Ｊ×１７の空気入りタイヤ用リムのシミュレーション用ＦＥＭモデルを作成し、後述する方法で性能を評価した。結果を表１に示す。

（従来例１）
表１に示す諸元で、図３（ａ），（ｂ）に示すような構成を有する、サイズが７．０Ｊ×１７の空気入りタイヤ用リムのシミュレーション用ＦＥＭモデルを作成し、後述する方法で性能を評価した。結果を表１に示す。

（実施例２〜７、比較例１〜２）
フランジ部の曲率半径を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして、空気入りタイヤ用リムのシミュレーション用ＦＥＭモデルを作成した。そして、実施例１と同様の方法で性能を評価した。結果を表１に示す。

（実施例８）
リムの厚みをリムの幅方向中央から幅方向外端に向けて漸減させた以外は実施例５と同様にして空気入りタイヤ用リムのシミュレーション用ＦＥＭモデルを作成した。そして、実施例１と同様の方法で性能を評価した。結果を表１に示す。なお、リムの厚みは、リム幅方向１ｍｍあたり０．０４ｍｍの割合で漸減させた。

＜サイドウォール部故障＞
作製したリムに、サイズ２１５×４５Ｒ１７のタイヤを組み付けたシミュレーション用ＦＥＭモデルを作成し、空気圧２３０ｋＰａ、荷重１０ｋＮの条件下、高さ６０ｃｍの縁石に押付けるシミュレーションを実施した。そして、リムのフランジ部に当接するサイドウォール部のタイヤ径方向（リム径方向）の最大歪を算出し、従来例１を１００として指数評価した。表中、指数が小さいほどサイドウォール部の局所的変形が小さく、故障が発生し難いことを示す。

表１より、Ｒ_０／Ｒ_１を０．４０以上１．０以下とした実施例１〜８のリムでは、タイヤのサイドウォール部の故障発生を大幅に抑制し得ることが分かる。また、リムの厚みをリムの幅方向中央から幅方向外端に向けて漸減させた実施例８のリムでは、タイヤのサイドウォール部の故障発生を更に抑制し得ることが分かる。

１０空気入りタイヤ用リム
１１ウェル部
１２ビードシート部
１３フランジ部
１３ａ反曲部（リム径方向外端側）
１４連結部
３０リム
３１ウェル部
３２ビードシート部
３３フランジ部
３３ａ反曲部（リム径方向外端側）
４０空気入りタイヤ
４１ビード部
４２サイドウォール部
４３トレッド部

Claims

リム幅方向に離間して設けられた一対のビードシート部と、各ビードシート部のリム幅方向外端からリム径方向外方に延在し、リム径方向外端側がリム幅方向外方に反曲するフランジ部とを備える空気入りタイヤ用リムであって、
前記フランジ部のリム幅方向外端部の表面の曲率半径が、前記フランジ部のリム径方向最外側位置の表面の曲率半径の０．４倍以上１．０倍以下であり、
前記フランジ部のリム径方向最外側位置の表面の曲率半径が０．５〜５．５ｍｍであることを特徴とする、空気入りタイヤ用リム。
リムの幅方向中央の厚さが、リムの幅方向外端の厚さよりも厚いことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ用リム。
リムの厚さが、リムの幅方向中央から幅方向外端に向けて漸減することを特徴とする、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ用リム。