JPH06305310A

JPH06305310A - 安全車輪及びその中子

Info

Publication number: JPH06305310A
Application number: JP5099648A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Hanada; 亮治花田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-01
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: JP3428680B2

Abstract

(57)【要約】【目的】中子の接触圧分布を均一化し、タイヤ内面の
損傷を低減すると共に、パンク状態での乗心地性を向上
させるようにした安全車輪及びその中子を提供する。【構成】空気入りタイヤＴをホイールＷに装着した車
輪において、ホイールＷのリム部Ｒの外周面に沿う内側
リング６と、内側リング６より径方向外側に位置する外
側リング７とを、周方向に延びるリブ部材８及び幅方向
に延びる複数のウェブ部材９によって結合させ、かつ複
数のウェブ部材９を径方向に対して傾斜させて構成した
中子５をホイールＷに装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤのパンク時にも
一時的な最小限の走行を可能にする中子をホイールに装
着した安全車輪及びその中子に関し、更に詳しくは、中
子のタイヤ内面に対する接触圧分布を均一化し、タイヤ
内面の損傷を低減すると共に、パンク状態での走行時に
おける乗心地性を向上させるようにした安全車輪及びそ
の中子に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤをホイールに装着した車
輪において、走行時にタイヤがパンクすると急激に走行
不能になって危険であると共に、そのままの状態でガソ
リンスタンド等の修理場所まで移動することは難しい。
そこで、ホイールのリム外周面に中子を装着し、この中
子によってパンク状態のタイヤを内側から支持するよう
にした安全車輪が提案されている。

【０００３】しかしながら、リム外周面に中子を固定し
た安全車輪では、パンク状態のタイヤ周長と中子周長と
の差によりタイヤ内面と中子との接触部に滑りが発生す
るため、タイヤ内面に損傷を受けやすいという欠点があ
る。上述の中子としては、軽量化の観点から断面形状が
Ｔ字形又はＩ字形のものが提案されているが、これらＴ
字形やＩ字形の中子では、リム外周面に沿う内側リング
と、この内側リングより径方向外側に位置する外側リン
グとを、周方向に延びるリブ部材によって結合させてい
るため、路面から受ける荷重は主としてリブ部材の連結
位置にかかることになり、タイヤ内面と中子との接触圧
分布を均一化することができず、これがタイヤ内面の損
傷を助長する。

【０００４】また、内側リングと外側リングとの間に、
内側リングに対して略垂直となるように幅方向に延びる
複数のウェブ部材を周方向に略一定の間隔で配置するこ
とにより、中子の接触圧分布を均一化することが提案さ
れているが、この場合は、ウェブ部材の存在によって周
方向の剛性差が大きくなるため、パンク状態で走行する
ときにゴツゴツしたフィーリングを与え、乗心地性を低
下させてしまうという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、中子
の接触圧分布を均一化し、タイヤ内面の損傷を低減する
と共に、パンク状態での乗心地性を向上させるようにし
た安全車輪及びその中子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
の本発明の安全車輪は、空気入りタイヤをホイールに装
着した車輪において、前記ホイールのリム外周面に沿う
内側リングと、該内側リングより径方向外側に位置する
外側リングとを、周方向に延びるリブ部材及び幅方向に
延びる複数のウェブ部材によって結合させ、かつ前記複
数のウェブ部材を径方向に対して傾斜させて構成した中
子を前記ホイールに装着したことを特徴とするものであ
る。

【０００７】また、本発明の中子は、ホイールのリム外
周面に沿う内側リングと、該内側リングより径方向外側
に位置する外側リングとを、周方向に延びるリブ部材及
び幅方向に延びる複数のウェブ部材によって結合させ、
かつ前記複数のウェブ部材を径方向に対して傾斜させて
構成したことを特徴とするものである。このように中子
を構成する内側リングと外側リングとを周方向に延びる
リブ部材及び幅方向に延びる複数のウェブ部材によって
結合させたことにより、これらリブ部材とウェブ部材の
存在によって中子の接触圧分布を均一化し、タイヤ内面
の損傷を低減することができる。しかも、複数のウェブ
部材を径方向に対して傾斜させたことにより、周方向の
剛性差を小さくし、路面から受ける荷重を柔軟に吸収す
ることが可能になるので、パンク状態での乗心地性を向
上させることができる。

【０００８】以下、本発明の構成について添付の図面を
参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施例からな
る安全車輪の子午線方向断面を示し、図２は中子の側面
を示し、図３は中子の外周面を示すものである。図にお
いて、Ｗはホイール、Ｔは空気入りタイヤである。ホイ
ールＷはディスク部Ｄとリム部Ｒとから構成されてい
る。一方、空気入りタイヤＴは、左右一対のビード部
１，１間にカーカス層２が装架され、トレッド部３にお
けるカーカス層２の外周側に２層のベルト層４，４が挿
入されている。この空気入りタイヤＴの左右一対のビー
ド部１，１は、それぞれリム部Ｒの左右両側のリム端に
装着されている。

【０００９】空気入りタイヤＴの内側において、リム部
Ｒの外周面の略中央位置には、リムフランジよりも径方
向外側に突出するリング状の中子５が装着されている。
リム部Ｒの外周面に沿う内側リング６と、この内側リン
グ６より径方向外側に位置する外側リング７とは、周方
向に延びるリブ部材８及び幅方向に延びる複数のウェブ
部材９によって結合されている。複数のウェブ部材９
は、周方向に略一定の間隔をおいて配置されており、か
つ径方向に対して同一方向に傾斜している。これらウェ
ブ部材９の配置位置は、リブ部材８の左右両側で互いに
ずれるようになっている。また、上述の中子５は周方向
に均等な４個の中子分割体５ａ〜５ｄに分割されてお
り、これらを連結部材１０によって互いに連結すること
によりリング状に構成されている。

【００１０】中子５の構成材料としては、ポリウレタ
ン、天然ゴム、ポリブタジエン、熱可塑性樹脂（ナイロ
ン４，６、ナイロン６，６、ポリアミド、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリアミドイミド等）、或いはそれらを
マトリックスとしてナイロン繊維、ポリエステル繊維、
レーヨン繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維グラス
ファイバー等の単繊維を混入したものを使用することが
できる。

【００１１】上述のように空気入りタイヤＴとホイール
Ｗとからなる車輪において、ホイールＷのリムＲの外周
面に中子５を装着したことにより、この中子５によって
パンク状態のタイヤを内側から支持することができるの
で、タイヤ内圧が実質的に０ｋｇ／ｃｍ²になっても、
そのままの状態で修理ができる安全な場所まで移動する
ことが可能となる。

【００１２】本発明では、中子５を構成する内側リング
６と外側リング７とを周方向に延びるリブ部材８及び幅
方向に延びる複数のウェブ部材９によって結合させたこ
とにより、これらリブ部材８とウェブ部材９の存在によ
って中子５の接触面全域にわたって荷重が均一に分散
し、その接触圧分布が均一化するので、タイヤ内面の損
傷を低減することができる。また、幅方向に延びるウェ
ブ部材９は、中子５の横方向の剛性を高めるので、中子
５が幅方向に倒れてタイヤのサイドウォール部表面を損
傷してしまうことを防止できる。

【００１３】しかも、上述の複数のウェブ部材９は径方
向に対して傾斜しているので、中子５の周方向の剛性差
を小さくし、路面から受ける荷重を柔軟に吸収すること
が可能になる。従って、パンク状態での走行時におい
て、ゴツゴツしたフィーリングを与えることはなく、乗
心地性を向上させることができる。本発明において、ウ
ェブ部材９の径方向に対する傾斜角度αは、３０°〜７
５°にすることが好ましい。この傾斜角度αが３０°未
満であると、傾斜による乗心地性の向上効果が不十分に
なる。一方、傾斜角度αが７５°を超えると、それに伴
って１本のウェブ部材９の長さが長くなり、全体として
ウェブ部材９のボリュームが増えすぎて重量増加を招く
ことになる。このような重量増加を避けるためにはウェ
ブ部材９の周方向の配置間隔を大幅に広げる必要がある
が、この場合、中子５の接触圧分布を均一化することが
できなくなると共に、径方向の剛性が低下し、しかもウ
ェブ部材９と外側リング７との接合部付近に応力が集中
するため耐久性が低下する。

【００１４】上述の中子５は、４個の中子分割体５ａ〜
５ｄを連結部材１０によって互いに連結することにより
リング状に構成しているため、汎用のホイールに対して
装着することが可能である。これら中子分割体５ａ〜５
ｄの互いに分割位置のうち少なくとも１箇所（図では中
子分割体５ａ，５ｄ間）には、空気入りタイヤＴをリム
組みするとき、両ビード部１のうち一方を通過させるた
めの切り欠き部１１を設けるようにし、その周方向に対
する分割角度βを１５°〜７５°にし、かつ中子間隔Ａ
を１０〜５０ｍｍにすることが好ましい。このような切
り欠き部１１を設けると、中子５を装着したホイールＷ
に対して空気入りタイヤＴをリム組する際に、一方のビ
ード部１を切り欠き部１１にあててタイヤＴを回転させ
ることにより、このビード部１を容易に他方側に通過さ
せることができるので、リム組み性を大幅に向上させる
ことができる。

【００１５】分割角度βが１５°未満であると、中子分
割体の端部が鋭角となり、モールドからの離型が困難に
なるため生産性が低下し、逆に７５°を超えると、切り
欠き部１１にビード部１を通過させることが困難にな
る。また、中子間隔Ａが１０ｍｍ未満であると、切り欠
き部１１にビード部１を通過させることが困難になり、
逆に５０ｍｍを超えると、切り欠き部１１付近における
剛性が部分的に低下し、中子５の耐久性が低下する。

【００１６】隣接する中子分割体が実質的に接触してい
る場合、周方向の剛性変化を考慮する必要はないが、離
間している場合には、その剛性変化に起因する乗心地性
や耐久性の低下を解消する必要がある。従って、上述の
ような切り欠き部１１を設けた場合は、その部分におけ
る中子分割体の端部を他の部分よりも５〜３０％厚く形
成するようにし、周方向剛性の不均一性を緩和すること
が好ましい。この場合、端部のゲージアップ率が５％未
満であると、部分的な剛性不足を補強することができ
ず、逆に３０％を超えると、過剰の補強となって周方向
剛性が不均一になる。中子分割体において厚く形成する
部材としては、外側リング７やリブ部材８のように主と
して径方向の荷重を支持する主要部材を選択することが
好ましく、その厚肉範囲は中子分割体の端部から１０ｍ
ｍ以上にすることが好ましい。

【００１７】中子５はリムＲの外周面に対して、隙間な
く嵌合固定するようにしたり、若干の隙間を設けて回転
可能に保持したり、或いは接着剤により接着するように
してもよい。但し、中子５をリムＲの外周面に対して嵌
合固定した場合、パンク状態のタイヤ周長と中子周長と
の差によりタイヤ内面と中子５との接触部に滑りが発生
するため、タイヤ内面に損傷を受けやすい。また、中子
５を単に回転可能に保持した場合、タイヤ内面と中子５
との摩擦によるタイヤ内面の損傷は解消されるものの、
通常走行時に振動によって中子５が騒音を発生するおそ
れがある。

【００１８】そのため、中子５はリムＲの外周面に対し
て若干の隙間を設けて接着剤により接着するようにする
ことが好ましい。このように中子５をリムＲの外周面に
接着層１２を介して接着した場合、通常走行時に騒音が
発生することはなく、しかもパンク状態での走行時には
接着層１２が破壊されて中子５が回転可能の状態になる
ので、タイヤ内面の損傷を防止することができる。

【００１９】中子５とリムＲとを接着するための接着剤
としては、ウレタン系プライマー、アクリル系接着剤、
エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤（更に詳しく
は、フェノール・ノボラック系接着剤、ニトリル・フェ
ノール系接着剤、フェノール・ホルマル系接着剤）等が
好適である。また、中子５の外側リング７のタイヤ内面
に接触する部分には、潤滑剤入りのマイクロカプセルシ
ート１３を貼り付けることが好ましい。このようなマイ
クロカプセルシート１３を設けることにより、タイヤ内
面と中子５とが接触したときにマイクロカプセルが潰れ
て潤滑剤が中子表面に漏れ出るようになるので、タイヤ
内面と中子５との間の摩擦係数が大幅に低下し、タイヤ
内面の損傷をより一層効果的に防止することができる。

【００２０】

【実施例】図１に示す車輪構造において、タイヤサイズ
を１８５／７０Ｒ１３とし、リムサイズを１４×５Ｊと
し、リム外周面に装着する中子だけを下記表１のように
種々異ならせた従来車輪、比較車輪及び本発明車輪１〜
７をそれぞれ製作した。従来車輪は中子を装着しないも
のであり、比較車輪はウェブ部材の径方向に対する傾斜
角度（以下、ウェブ角度と称する）αを０°としたもの
である。なお、中子の断面最大幅は５０ｍｍ、リムベー
スラインからの断面高さは６０ｍｍとした。中子の構成
材料としては、プレポリマーとしてポリテトラメチレン
エーテルグリコール（ＰＴＭＧ）及びトリレンジイソシ
アネート（ＴＤＩ）を用い、硬化剤としてメチレンビス
オルソクロロアニリン（ＭＢＯＣＡ）を用いたポリウレ
タンを使用した。また、中子をリム外周面に接着するた
めの接着剤としては、ウレタン系プライマーを使用し
た。

【００２１】上述の車輪について、下記の試験方法によ
り荷重耐久性、乗心地性及びリム組み性を評価した。荷重耐久性：試験車輪をタイヤ内圧０ｋｇ／ｃｍ²、荷
重４５０ｋｇ、速度８１ｋｍ／ｈｒの条件にて直径１７
０７ｍｍのドラム上で走行させ、走行不能となるまでの
走行距離を測定した。その評価結果は、比較車輪を１０
０とする指数により示した。この指数値が大きいほど荷
重耐久性が優れている。また、試験後にタイヤ内面の状
態を観察した。その観察結果は、ライナー表面の擦れの
みで殆ど損傷がないものを◎で示し、ライナーゴムにし
わを生じたものを○で示し、ライナーゴムにクラックが
点在していたものを△で示し、カーカス層がバーストし
たものを×で示した。

【００２２】乗心地性：国産小型四輪車の右前輪に試験
車輪をタイヤ内圧０ｋｇ／ｃｍ²として装着し、その他
の車輪をタイヤ内圧２．０ｋｇ／ｃｍ²として装着し、
この状態から速度５０ｋｍ／ｈｒで凹凸路面を走行し、
テストドライバーによるフィーリングテストを行った。
その評価結果は比較車輪を１００とする指数により示し
た。この指数値が大きいほど乗心地性が優れている。

【００２３】リム組み性：各試験車輪について、中子を
装着したホイールに対し、タイヤを組付けるのに要した
時間を測定した。その評価結果は、所要時間の逆数を求
め、比較車輪を１００とする指数により示した。この指
数値が大きいほどリム組み性が優れている。

【００２４】

【表１】この表１から明らかなように、本発明車輪１〜７は、中
子を装着していない従来車輪とは異なってパンク状態で
も走行が可能であり、しかもウェブ角度を０°とした比
較車輪に対して同等以上の荷重耐久性を備えながら乗心
地性が向上していた。

【００２５】また、比較車輪はタイヤのビード部が中子
を乗り越えることができないため、リム組み後にタイヤ
とリムとの隙間から手を入れて中子を組み立てるように
したのに対し、本発明車輪１〜６はホイールに中子を装
着した状態から中子の切り欠き部にビード部を通すよう
にしたので、リム組み性が極めて優れていた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
ム外周面に沿う内側リングと、該内側リングより径方向
外側に位置する外側リングとを、周方向に延びるリブ部
材及び幅方向に延びる複数のウェブ部材によって結合さ
せ、かつ前記複数のウェブ部材を径方向に対して傾斜さ
せて構成した中子をホイールに装着したので、これらリ
ブ部材とウェブ部材の存在によって中子の接触圧分布を
均一化し、タイヤ内面の損傷を低減することができ、し
かも径方向に対して傾斜させたウェブ部材によって周方
向の剛性差を小さくし、路面から受ける荷重を柔軟に吸
収することが可能になるので、パンク状態での乗心地性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなる安全車輪を示す断面図
である。

【図２】本発明の実施例からなる中子を示す側面図であ
る。

【図３】図２の中子を矢印Ｂから見た外周面要部を示す
平面図である。

【符号の説明】５中子６内側リング７外側リング８リブ部材９ウェブ部材ＷホイールＲリム部Ｔ空気入りタイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気入りタイヤをホイールに装着した車
輪において、前記ホイールのリム外周面に沿う内側リン
グと、該内側リングより径方向外側に位置する外側リン
グとを、周方向に延びるリブ部材及び幅方向に延びる複
数のウェブ部材によって結合させ、かつ前記複数のウェ
ブ部材を径方向に対して傾斜させて構成した中子を前記
ホイールに装着した安全車輪。
【請求項２】ホイールのリム外周面に沿う内側リング
と、該内側リングより径方向外側に位置する外側リング
とを、周方向に延びるリブ部材及び幅方向に延びる複数
のウェブ部材によって結合させ、かつ前記複数のウェブ
部材を径方向に対して傾斜させて構成した中子。