JPH09510937A - 自動車用ランフラット装置及び該装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車、特に自家用車に使用するランフラット装置であって、硬質プラスチック材で形成され、ホイールのリム（１２）上で固定されている環状部分（１４）と、前記環状部分（１４）の外周面を覆っているエラストマーストリップ（２６）とを備えているランフラット装置において、エラストマーストリップがエラストマーストリップに埋められて、エラストマーストリップと実質的に同じ長さ及び幅を有する実質的に非伸縮性の部材（２８）を少なくとも１つ備えていることを特徴とするランフラット装置。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用ランフラット装置及び該装置の製造方法 本発明は、自動車、特に自家用車に装着するランフラット装置及びその製造方 法に関する。 今日、自動車の多くは、チューブレスタイヤを装着しており、該タイヤはラン フラット装置を装着でき、これにより、パンクしたタイヤ又は空気の抜けたタイ ヤであっても、距離にして少なくとも約１００キロメートルは通常の安全な運転 状態で（例えば、時速８０ km から時速１００ km 程度の範囲で）走行すること ができるようになる。しかし残念ながら、この種の装置で知られているものは、 かなりの重量があり、しかも非常に高価であるため、今のところ軍事用の車輌や 州知事、首相、大臣等のVIPの移動のための防弾車輌にしか使用されていない。 本発明の目的は、この種の装置でありながらも、軽くてしかも低価格であり、 そのため、大量生産型の自動車、特に自家用車に装着して使用できるような装置 を提供することである。 この目的を達成するため、本発明は自動車の各ホイールに使用するランフラッ ト装置であって、硬質プラスチ ック材で形成され、１つ若しくは複数の部品からなり且つホイールのリム上に固 定される環状部分と、前記環状部分の外周面を覆っているエラストマーストリッ プとを備えているランフラット装置において、該装置がさらに、前記エラストマ ーストリップに埋められており、エラストマーストリップと実質的に同じ長さ及 び幅を有する実質的に非伸縮性の部材を少なくとも１つ備えていることを特徴と するランフラット装置を提供する。 非伸縮性部材は、自動車産業又は家電産業用の動力伝達ベルトに使用されるよ うな金属製の組み紐、テープ、又はシート、編織物製の組み紐、テープ、又はよ り糸状の組み紐又は層とすることができる。 非伸縮性部材の目的は、エラストマーストリップの圧縮強度を大幅に向上し、 装置若しくは装置が取り付けられているホイールの軸線に関して径方向の圧力が エラストマーストリップにかかった場合に、エラストマーストリップが周方向に 伸びることを避け若しくはその量をかなり減少させることにある。 結果として、硬質プラスチックでできた環状部分に慣用手段を用いてエラスト マーストリップをオーバーモールドする代わりに、エラストマーストリップに硬 質プラスチックでできた部分をオーバーモールドすることが可 能となる。 従って、本発明はランフラット装置を製造する方法であって、前記非伸縮性部 材を備えたストリップを型内に配置し、プラスチック製の環状部分をエラストマ ーストリップにオーバーモールドする工程を備えていることを特徴とする製造方 法も提供する。 エラストマーストリップは、非伸縮性部材上にエラストマーを押し出すことに より、形成するのが好ましい。 このようにして製造されたランフラット装置は、従来の装置よりも良質でしか も信頼できるものとなる。それ故に、部材の厚さを薄くすることができ、従来の 装置よりも軽量で且つ安価なものにすることができる。更に、本装置は分解でき ない標準タイプのリムに装着することができる。このような利点があるため、本 装置は、大量生産型の車輌、特に自家用車に装着することができる。 添付の図面と共に例として記載した以下の詳細な説明を読めば、本発明をより 理解することができ、本発明の他の特徴、詳細、及び利点がより明らかとなるで あろう。ここで、 図１は本発明にかかるランフラット装置を装着したホイールの概略的な斜視図 である。 図２、図３及び図４は本発明にかかる装置の様々な実 施形態を部分的に示す断面図である。 図５は本装置の製造方法を概略的に示した図である。 図６は図の一部を拡大した図であって、径方向の圧力分布及びプラスチック材 の注入によるエラストマーの変形を示した図である。 図１は、車輌のホイール１０を示しており、ホイール１０は標準型のリム１２ を有している。このリム１２は本発明にかかる装置を装着している。本発明にか かる装置は、基本的には、例示されているような２つの同一半円部分１６からな る硬質プラスチック製の環状部分１４を備えており、該環状部分の向かい合う端 部は環状部分１４をリム１２に固定及びクランプするための手段１８により相互 に連結されている。 図２の断面図においてより明確に示されているように、環状部分１４若しくは 環状部分１４の各部分１６は実質的にＩ形の断面であり、中央ウェッブ２４を介 して相互に連結された２つのクロスバー２０及び２２を備えている。２０で示さ れる方のクロスバー（ホイール１０の軸線に関して径方向内側のクロスバー）は 、リム１２の表面に密着する形状となっている。一方、２２で示されるクロスバ ー（ホイール１０の軸線に関して径方向外側のクロスバー）は、断面で見ると直 線であり、エラストマ ーで形成されるストリップ２６（図１には示していない）で覆われている。スト リップ２６には実質的に非伸縮性の部材２８が埋め込まれている。この部材２８ は、ストリップ２６の長さ及び幅と実質的に同じ長さ及び幅を有する。 さらに、部分１４若しくはその部分１６の２つの円筒形ストリップ２０、２２ はフィン又はリブ３０、３２を介して相互に接続されている。フィン又はリブ３ ０、３２は、装置又はホイールの軸線に関して径方向に中央ウェッブの両側で延 び、該中央ウェッブ２４に接合されている。フィン３０、３２は、装置又はホイ ールの軸線周りに均等に配置されており、その間隔は互いに一定の角度範囲（例 えば５°）とされている。フィンはスチフナーとして働き環状部分１４全体の剛 性を高めている。 環状部分はファイバー（例えばグラスファイバー）で補強された構造用の熱可 塑性プラスチックで形成されている。ファイバの含有量は比較的多く、本発明の １実施形態においては概ね３０％から４０％の範囲とされる。ファイバーには衝 撃に対する強度を改善するため長目のファイバー（長さ１０ mm から１５ mm の 範囲）を使用することが望ましい。 使用する熱可塑性プラスチックとしては６．６ポリア ミド、４．６ポリアミド、６ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ アリールアミド、ポリフタルアミドの他、ＰＢＴ、ＰＯＭ、ＰＰＳの略語で知ら れている物質又は、一般的に言って、機械特性がよく、高温に耐える半晶質の熱 可塑性プラスチックを挙げることができる。 環状部分１４の外周壁のストリップ２２は一般的には天然ゴム又はポリイソプ レンで形成される。 エラストマーに埋められている非伸縮性部材２８には、例えば鋼、アルミニウ ム等によって形成される金属製のシート、ストリップ、又はテープを用いる。金 属には、軽いものを使用することが望ましい。金属を使用しない場合には、前記 部材は編織物を用いた非伸縮性のストリップ、テープ、又はひもとしてもよい。 部材の厚さは約0.1mmから0.5mmの範囲とする。 図３に示されている実施形態では、非伸縮性部材２８は、自動車産業又は家電 産業用の動力伝達ベルトに使用されるものと同じタイプの層構造の紐又は組み紐 によって構成されている。 図４に示されている実施形態では、エラストマーでできたストリップ２６は図 ２及び図３に示されている実施形態よりも厚くなっており、エラストマーに埋ま ってい る複数の非伸縮性部材２８は相互に平行であり且つ部分１４の外側の円筒形スト リップ２２に対しても平行に延びている。前記非伸縮性部材２８は同程度の厚さ を有するエラストマーの層によって相互に分離されている。この層は連続した面 を持つシート若しくはテープとされるため、非伸縮性部材２８の両側のエラスト マー層間の相互作用が避けられる。 図２、図３及び図４においてより明確に示されているように、部分１４の外側 の円筒形ストリップ２２に最も近い非伸縮性部材２８は、エラストマー層によっ て円筒形ストリップ２２から分離されているが、このエラストマー層は部材２８ を、装置の外周壁から分離する層（図２及び図３の場合）、又は最も内側の部材 より径方向外側の別の非伸縮性部材２８から分離する層（図４の場合）よりも薄 くなっている。 典型的には、円筒形のストリップ２０及び２２と、環状部分１４の中央ウェッ ブ２４とを形成するプラスチック材の厚さは数ミリ程度、例えば約５mm、エラス トマーのストリップ２６の厚さは例えば、図２及び図３の場合は約５mmとし、図 ４の場合は約２０mmとする。また、部分１４の外側の円筒形ストリップ２２とそ れに最も近い非伸縮性部材２８との間にあるエラストマーの厚さは、 約１mmとし、２つの部材２８間の厚さは約４mmから約６mmの範囲とする。 図２、図３及び図４から明らかなように、本発明にかかる装置の高さ又は径方 向の幅はエラストマーのストリップ２６の厚さに拘わらず実質的に一定となって いる。そして、その厚さは、タイヤの内側の公称上の高さ、すなわち、ホイール のリム１２とタイヤのクラウン部分の内側の面との間の径方向距離の少なくとも ５０パーセントとなっている。 本発明にかかる装置は以下のように製造するのが有利である。 まず、非伸縮性部材２８を覆うようにエラストマーを押し出した後加硫させる ことにより、非伸縮性部材２８を含むエラストマーストリップ２６を形成する。 できたストリップをカットし、射出成形型に入れる。その中へ、部分１４又は その一部１６を形成するプラスチック材が射出される。図５に示す実施形態では 、型は１８０度に亘って延びる半環状の形をしている。ここで図５は環状部分１ ４が同一形状の２つの半環状部分１６によって形成され、端と端が固定及びクラ ンプ手段によって相互に連結されている場合に相当する。 図５に示されている型は、実質的に１８０度に延びる エラストマーのストリップ２６、又はそれぞれが約９０度に延びる２つのストリ ップ２６を受け入れることができる。 ストリップ２６は、型の径方向外側の壁３４に接するように置かれる。型の径 方向内側の壁３６は２つのオリフィス３８を備えており、ここからプラスチック 材が注入される。このオリフィス３８は角度的には互いに約９０°離れており、 型の各端部からは約４５°の場所に設けられている。 必要であれば、ストリップ２６の内側の面、即ち部分１４の部分１６を形成す るプラスチック材と接することとなる面は、エラストマーとプラスチック材との 間の接着のために“CHEMOSIL”のような薬品でコーティングしておく。 プラスチック材はオリフィス３８から数百バールの高圧で注入され、この圧力 がエラストマーのストリップ２６上で接線方向若しくは円周方向の力となり、こ れによりエラストマーストリップ２６が移動しその長さが延びることとなる。 図６はプラスチック材の注入によってエラストマーストリップ２６上に作用す る径方向の圧力Ｐの様子を示している。４０は、エラストマーストリップ２６が 非伸縮 性部材を有していなければ生ずるであろう該ストリップの径方向内側の面の変形 を示している。注入オリフィス３８に面しているところでは、ストリップ２６上 に作用する径方向の圧力は最大となり、ストリップ２６が延び縮みするのであれ ばストリップの厚さは最小となると考えられる。一方、注入オリフィスの両側に ４５°の場所では、径方向の圧力は最小となり、ストリップ２６の厚さは公称厚 さよりも厚くなると考えられる（エラストマーは圧縮できる材質ではないため、 その厚さが変化し、結果として体積が減少するのではなく、エラストマーが移動 する）。そして、環状部分又はその一部１６の円筒形ストリップ２２の厚さがか なり変化し、部分１４が円形からずれることになる。 本発明は、エラストマーストリップ２６に非伸縮性部材２８を埋めることによ ってこの現象を克服している。つまり、この非伸縮性部材２８は、エラストマー ストリップ２６が円周方向及び軸線方向（図面の平面に垂直）に拡張しないよう にしている。エラストマーストリップ２６を非伸縮性若しくはほぼ非伸縮性にす ることによって、正確な寸法を維持しつつプラスチック材を高圧で注入して環状 部分１４の部分１６を型成形することが可能となる。 プラスチック材を注入し冷却した後、慣用手段を用いて製品を取り出す。 これをホイールに装着するのは非常に簡単である。それは、エラストマースト リップ２１に覆われた部分１４の２箇所の場所１６をホイール上に載せ、種々の 適宜の固定手段によってこの２つを相互に連結し、ホイールのリム上で固定する だけでよいからである。 その後、このようにしてできたホイール上に通常の方法でタイヤを装着する。 タイヤの内側の面が本発明にかかる装置上をスライドし易くするために、エラ ストマーストリップ２６の外周壁、又は対応するタイヤ上の面を潤滑剤の層でコ ーティングするのが望ましい。潤滑剤には、融点が高く粘性が大きいゲル、例え ば現在Total社から販売されているポリプロピレングリコールタイプのものやこ れに類似するものを使用することができる。これにより、本発明の装置とタイヤ の内側の面との間に長さ及び円周の差から生じる摩擦が大きくなるのを避けるこ とができ、タイヤが比較的早くつぶれることを避けることができる。 本発明にかかる装置を使用すると、パンクしたタイヤ若しくは空気の抜けたタ イヤであっても１００km以上の長距離を高速で走行することができる。各ホイー ルに装 着する装置は約３kg の重さで、しかも低価格である。このため、大量生産型の 車輌、特に自家用車に使用することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車の各ホイールに使用するランフラット装置であって、 硬質プラスチック材で形成され、１つ若しくは複数の部品（１６）からなり且 つホイールのリム（１２）上に固定される環状部分（１４）と、 前記環状部分（１４）の外周面を覆っているエラストマーストリップ（２６） とを備えているランフラット装置において、 該装置はさらに、前記エラストマーストリップに埋められており、エラストマ ーストリップと実質的に同じ長さ及び幅を有する実質的に非伸縮性の部材（２８ ）を少なくとも１つ備えていることを特徴とするランフラット装置。 ２．前記非伸縮性部材（２８）は金属製の組み紐、テープ、又はシート、編織物 製の組み紐、テープ、又はより糸状の組み紐又はマットであることを特徴とする 請求項１記載の装置。 ３．前記エラストマーストリップ（２６）は、前記非伸縮性部材（２８）を複数 備えており、該非伸縮性部材が 相互に平行であり且つエラストマー層によって互いに分離されていることを特徴 とする請求項１又は２記載の装置。 ４．平行な非伸縮性部材（２８）２つを分離しているエラストマー層の厚さは４ mm から６mm の範囲であることを特徴とする請求項３記載の装置。 ５．前記環状部分（１４）は、中央ウェッブ（２４）及びフィン（３０、３２） によって連結された２つの平行なストリップ又はバー（２０、２２）により実質 的にＩ形の断面を形成しており、前記フィン（３０、３２）は前記ウェッブの両 側において前記環状部分（１４）の軸線に関して径方向に延びるようにして前記 中央ウェッブ（２４）に連結されていることを特徴とする請求項１から４のいず れかに記載の装置。 ６．前記環状部分（１４）は、６ポリアミド、６．６ポリアミド、４．６ポリア ミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリールアミド、ポリフタルアミド 、ＰＢＴ、ＰＯＭ、ＰＰＳ又はその他の機械特性がよく、高温に耐える半晶質の 熱可塑性プラスチックを、ファイバー で補強した構造用熱可塑性プラスチックで形成されていることを特徴とする請求 項１から５のいずれかに記載の装置。 ７．前記エラストマーは、ポリイソプレン又は天然ゴムであり、接着フィルムに よって前記環状部分（１４）の外側の周面に固定されていることを特徴とする請 求項１から６記載の装置。 ８．前記環状部分（１４）は２つの半環状又は半円筒形の部分（１６）からなり 、ホイールのリムの上で固定するための手段によって、前記半環状部分（１６） の端部が相互に連結されていることを特徴とする請求項１から７記載の装置。 ９．エラストマーストリップ（２６）の外周面上若しくは対応するタイヤの内周 面上に設けられた潤滑剤の層を備えていることを特徴とする請求項１から８のい ずれかに記載の装置。 １０．請求項１から９に記載されているランフラット装置を製造する方法であっ て、前記非伸縮性部材（２８） を備えたストリップを型内に配置し、プラスチック製の環状部分（１４）又はそ の構成部分（１６）をエラストマーストリップ（２６）にオーバーモールドする 工程を備えていることを特徴とする製造方法。 １１．型にプラスチック材を注入する前に、前記接着フィルムをエラストマース トリップ（２６）の内周面に配置することを特徴とする請求項１０記載の方法。 １２．前記エラストマーストリップ（２６）は、非伸縮性部材（２８）上にエラ ストマーを押し出し、その後加硫させることにより、形成されていることを特徴 とする請求項１０又は１１記載の方法。