JPS6125561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、緊急用の支持フープを備えた空気タ
イヤ及び車輪リム組立体に関する。

タイヤ製造メーカーにとつて、十分な「ランフ
ラツトタイヤ」、すなわち例えばパンク等によつ
て突然に空気が抜けたタイヤでもそのまま車輪リ
ム上に支持されて車が減速状態で修理個所まで自
走できるようなタイヤを作ることが長い間の目標
であつた。この分野において成功した例の１つ
は、空気タイヤ及び車輪リム組立体に支持フープ
を取付け、支持フープの半径方向内側表面で車輪
リムを緊密に包囲しかつ回転するように接触を保
ち、さらにその半径方向外側表面でタイヤのトレ
ツド部の半径方向内側表面のための支持部分を提
供し、これによつて急なパンク等による不意の空
気抜けに対して支持を保つようになつているタイ
プである。

しかしながら、この後者の構造には２つの欠点
がある。第１に、トレツド部とフープと車輪リム
との半径が異なるために、タイヤの空気が抜けて
トレツド部の半径方向内側表面がフープの半径方
向外側表面と接触するようになつた時には、トレ
ツド部とフープの外側表面との間かあるいは車輪
リムとフープの内側表面との間かのいずれかにお
いてスリツプが生じる必要があり、さもなくば両
方の部分でスリツプが生じることになるからであ
る。もちろんこの相対回転は、摩擦力によつて抵
抗されて好ましくない熱を発生する。この欠点を
取除くために種々の方法が提案されたが、それら
は前述の構造に対してさらに大きく広がつた障害
物を提供するものであつた。第２の欠点は、従来
の技術を表わす添付図面の第１図に示されてい
る。第１図において、タイヤのトレツド部３はＡ
の位置でフープ２と地面４との間にはさみ込まれ
ており、リム５はＢの位置でフープ上に対して下
向きに押圧されている。かくして、タイヤ１上の
全荷重はＡとＢとの間の比較的限定された領域で
支持されることになる。この集中荷重によつて接
触表面は急激に疲労するが、さらに重要なこと
は、リム５と地面４との間での唯一の追従はＡと
Ｂとの間のトレツド部を通じて行なわれ、さらに
トレツド部のゴムは地面の不規則性に対して十分
なクツシヨンを提供できないことである。

本発明によれば、タイヤがトレツド部と２つの
側壁とを有し、各側壁が車輪リムの各ビード座上
に設けられるタイヤビードを有している空気タイ
ヤ及び車輪リム組立体であつて、タイヤが収縮し
た時に作用する荷重を直径方向において支持する
に十分な強度および剛性を有する緊急用支持フー
プを備え、この支持フープは、タイヤが通常の注
入圧力にある時は支持フープをこの支持フープの
外側面がタイヤのトレツド部の内面と接触しない
ように維持するが、タイヤが収縮した時には、タ
イヤの変形に応じて、支持フープのタイヤ及び車
輪リムとの間の相対的な径方向および周方向の運
動を許容するようになされた位置決め手段によつ
て、タイヤと車輪リムとで形成される隔室内に配
置されており、更に、支持フープとタイヤと車輪
リムとの寸法は、トレツド部の内側表面の半径を
Ｒ、支持フープの半径方向外側表面の半径をｒ、
支持フープの半径方向内側表面の半径をｍ、車輪
リムの外側表面の半径をＭ、トレツド部の通常の
作用たわみをｄ、側壁をまつすぐにするのに必要
なタイヤの断面高さの増加量をｈ、タイヤの空気
が抜けた時に伝達される荷重に基づく支持フープ
の直径の弾性的縮小量をＥとしたときに、これら
の間に、 Ｒ−ｒ＞ｄ 及び ｍ−Ｍ＞Ｒ−ｒ＋ｈ＋Ｅ の関係式が成立するように構成された空気タイヤ
及び車輪リム組立体が提供される。

第２図乃至第７図を参照すると、第２図は、上
述の如き従来技術の欠点を克服した本発明による
組立体の断面を表わしている。わかりやすくする
ために位置決め手段は図示していない。タイヤ１
は収縮した状態で表わしている。第１図で述べた
ように、荷重は支持フープ２とタイヤトレツド部
３との間のＡの位置で伝達されるが、Ｂの位置で
は接触しておらず、Ｂの位置での隙間は接触を妨
げるのに十分である。その代りに、フープはＣの
位置でタイヤの頂部の内側に当接して上方に向け
て押圧しており、これによつてトレツドと被覆ブ
レーカとを支持している。第２図の頂部の矢印で
示すように、これによつてリムとビードとが側壁
の緊張力で支えられて下方に吊り下げられるよう
に側壁が支持されている。ここにおいて、側壁は
荷重により、通常の曲つた形状から真直な形状に
なり、これによつてタイヤの上方において断面高
さが増加する。本明細書においては、このタイヤ
の断面高さの増加量を記号ｈを用いて表すが、図
が複雑になることを避けるため図には明示してい
ない。また、荷重を支持することによつて、フー
プは弾性的に径方向において縮むが、この時のフ
ープの直径方向における縮小量Ｅも同様の理由か
ら図に明示しない。

スリツプが生じないように、フープの外面の速
度はトレツド部（ブレーカを含む）の内面の速度
に等しい。フープの内面は、そこにスリツプを生
じないためにリムとは接触していない。

側壁における緊張力は、リム５と支持フープ２
との間での追従をある程度許しながら側壁をまつ
すぐにしようとする傾向がある。かくして前述し
た従来技術の２つの欠点は、克服されたことにな
る。

これらの結果を得るためには、フープの寸法は
後述するような一定の限界内にあることが必要で
ある。第３図は本発明による組立体の一部を表わ
しており、この図は第２図のものを空気注入状態
で示している。第３図において、Ｒはトレツド部
３の内側表面の半径、ｒはフープ２の半径方向外
側表面の半径、ｍはフープ２の半径方向内側表面
の半径、Ｍはリム５の外側表面の半径、ｄはトレ
ツド部３の通常の作用たわみをそれぞれ表わして
いる。

これらのパラメータＲ，ｒ，ｍ，Ｍ，ｄおよび
前述のパラメータｈ（側壁をまつすぐにするのに
必要なタイヤの断面高さの増加量）、Ｅ（フープ
の直径方向の縮小量）の間には、次の関係式が成
立する。

(i) Ｒ−ｒ＞ｄ (ii) ｍ−Ｍ＞Ｒ−ｒ＋ｈ＋Ｅ 第１の式は、通常の空気注入状態の下ではフー
プはタイヤの内側と接触しないことを表現してい
る。第２の式は、空気が抜けた後にフープの半径
方向内側表面がリムと接触しないことを表現して
いる。

フープは、その外面がトレツドの幅全部にわた
つてトレツド内面のための良好なプラツトフオー
ムとなるように、各種の条件に対して様々な断面
形状をとることができる。フープの幅は、断面が
比較的平坦なトレツド部の概ね全部にすることが
でき、タイヤの内面が側壁に向つて下つて屈曲し
た部分は含まないようにできる。

フープは非常に多くの種類の材料から製造する
ことができる。タイヤの直径方向から組立体に作
用する荷重に十分耐えるだけの強度を有すると共
に、支持フープはタイヤのたわみ、例えば全荷重
の下でのフープ直径2rの縮小はタイヤの断面高さ
の５％に達するが、かかるタイヤのたわみを増大
せしめないほどに竪固でなければならず、またた
わみから回復するだけの弾力を有しており、これ
らの特性を約150℃に至るまで保持することが望
ましい。フープは、例えば鋼、固体プラスチツク
材料、あるいはガラス強化プラスチツク材料等で
作ることができる。

第２図では、タイヤおよびリムによつて形成さ
れる環状空所の内側にはフープ用の位置決め手段
が図示されていない。たとえ位置決め手段がなく
ても、組立体を適合させる車両が静止している時
には、フープの底部はタイヤの最下部においてト
レツドの内側表面上に静止し、一方フープの頂部
はタイヤ側壁の１つの内側表面に当接して静止す
る。車両が動いて組立体が回転すると、フープも
タイヤの内側との摩擦接触によつて回転する。フ
ープは、例えば車両が方向を変換した時のわき道
方向の力（遠心力）によつて、あるいはタイヤが
地面上の不規則な凹凸に乗りあげた時の上向きの
力によつて、ほとんどあらゆる方向に向つて移動
する。この際には、フープがタイヤをたたくため
に生じる不快な騒音やシヨツクあるいはタイヤの
内面の疲労やいくらかの熱発生などを引き起す。
これらの理由のために、タイヤが通常の注入圧力
にある間はフープをタイヤの内面に接触させずに
保つような位置決め手段が必要となるのである。
しかしながら、タイヤの空気が抜けた時には、か
かる位置決め手段は、フープがリムに対して相対
的に回転したりタイヤの最高部および最下部にお
いてタイヤトレツド部の内面と接触したりするの
を許容しなければならない。

以下において、本発明に基づくチユーブレスの
空気タイヤ及び車輪リム組立体を例示した添付図
面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明す
る。第１図は従来例、第２図乃至第７図は本発明
に係る組立体のいくつかの実施例を表わしてい
る。

第２図乃至第６ｂ図において、本発明による組
立体はチユーブレスの空気タイヤ１を備え、タイ
ヤ１はトレツド部３とこのトレツド部から伸びる
１対の側壁６とを有し、各側壁６はタイヤビード
（図示せず）の中で終端している。タイヤ１は車
輪リム５上に取付けられ、タイヤビードはそれぞ
れリムのビード座上に取付けられている。タイヤ
は、１つのビードから他のビードへとタイヤを貫
通して伸びる半径方向配置の強化コードを含んだ
通常のカーカスを有している。リム５とタイヤ１
とによつて形成される環状空所の内部には、堅固
な円形の緊急用支持フープ２が配置され、支持フ
ープ２の半径方向断面形状は第４図に示す通りで
あつて、フープの外面はタイヤのトレツド部３の
内面のプロフイルに概ね類似のプロフイルを有し
ていることが理解されよう。フープの外面のプロ
フイルは、タイヤと地面との間の接触部分の広さ
にわたつてタイヤ接地圧が概ね一定となるように
選ばれることが望ましい。

第３図において、支持フープ２の半径方向外側
表面の半径は、たとえタイヤ１が距離ｄだけ半径
方向内側に向つてたわんだ時でも、タイヤ１のト
レツド部３の半径方向内側表面の半径よりも小さ
い。それゆえに、フープ２は、タイヤ１が通常の
注入圧力と荷重の下で用いられる時には、トレツ
ド部３と接触するようにはならない。フープ２の
半径方向内側表面の半径は車輪リム５の最大直径
よりは大きく、フープ２は、タイヤ１の空気が抜
けた状態で後述するようにして走行している時
は、車輪リムと接触するようにはならない。

自動車に取付けた状態でのタイヤ及び車輪リム
組立体においては、位置決め手段（第２図乃至第
６ｂ図には図示せず）によつてフープはタイヤに
相対的に保持され、位置決め手段は、タイヤが静
止又は走行中で通常の注入圧力にある時はフープ
がタイヤ１のトレツド部３の内面と接触しないよ
うに維持する働きをする。組立体が回転するとき
に発生する遠心力の下での不均衡を避けるため
に、フープ２は、タイヤ１の突然の空気抜けが発
生してフープ２がその初期の目的を達するように
なるまでは、リム５と概ね同心円になるようにリ
ム５とタイヤ１とに対して相対的に取付けられる
ことが望ましい。

フープ２はその挿入を容易にするために、以下
に例示としてあげる方法のいずれでも採用するこ
とができる。

第５図の例では、フープ２は多数の屈曲部７を
有し、各屈曲部７はその端部に内側に伸びるフラ
ンジ８を有している。屈曲部７は、各突出フラン
ジ８内の孔を通じて挿入されるナツト９とボルト
１０とによつて一緒に保持される。内側に伸びる
フランジがリムに接触するのを避けるために、各
フランジの内側先端の半径は支持フープ内面の半
径ｍに等しくなければならない。また、フープ部
分は円周方向にオーバーラツプするフランジで形
成し、フープの軸線に平行に伸びるボルトを用い
て一緒にボルト止めすることができる。

第６ａ図、第６ｂ図に示すように、フープ２は
多数のオーバーラツプするリーフ部分を有するら
せんばね又はスプリツトリングの形状にすること
ができ、先導端１１はタイヤ１の一方から挿入
し、第６ａ図に示すようにしてねじ込むことがで
きる。それからばねの各リーフ片は、必要に応じ
て、一緒に直接ボルト止めするかあるいはチヤン
ネル部材１２に対してボルト止めすることができ
る。

第７図には、フープ２を所要の位置に保持する
ための位置決め手段の一例が示されている。位置
決め手段は、フープ２とリム（図示せず）との間
の位置決めウエブ１３から成つている。しかしな
がらこれは単なる一例にすぎない。この位置決め
ウエブは、フープ２をリムと同心円位置に保持す
るだけ強固でかつ通常の使用中に引き起される比
較的小さな振動力に耐えるだけ堅固であるけれど
も、タイヤの空気が抜けた時に組立体に作用する
車両の荷重の例えば５％くらいの小さな部分以上
を支持することがないように、比較的弱く作られ
ることを意図している。ウエブ１３は、例えばタ
イヤが荷重を受けて突然空気が抜けた時には粉砕
されてしまうようなこわれやすいフオーム状プラ
スチツクで作ることができる。

この代りに、位置決め手段は、エラストマー材
料製でリムの外側半径に等しい内側半径と支持フ
ープの内側半径に等しい外側半径とを有する位置
決めフープとすることができ、この位置決めフー
プは、組立体が通常の注入圧力状態で走行してい
る間は概ねリムと同心円になるように支持フープ
をその位置に保持するだけ強固でかつ堅牢であつ
て、しかもタイヤの空気が抜けた時にはタイヤの
最上部と最下部との位置でタイヤトレツドと接触
するように動けるだけの変形能力を十分に有して
いることが望まれる。すでに述べたように、支持
フープはタイヤの内面との接触に基づいてリムの
まわりで回転しなければならず、一方組立体はタ
イヤの空気が抜けた状態で運転されている。かく
して位置決めフープがリムと相対的に自由に回転
しなければならないか、さもなくば支持フープが
位置決めフープと相対的に自由に回転しなければ
ならないか、あるいはこの両方が必要とされるこ
とになる。それゆえに、リムと位置決めフープと
の間の接触面か、位置決めフープと支持フープと
の間の接触面か、あるいはこれら１対の面の間
に、液状又はポリテトラフルオロエチレンのよう
な低摩擦材料の固体コーテイグによる潤滑を行な
うことが望ましい。

位置決めフープは、均質の固体エラストマー材
料、フオーム状エラストマー材料あるいは少なく
とも１つの隔室を設けたエラストマー材料等で作
ることができる。エラストマー内に１つ又は多数
のこわれやすいプラスチツク材料の支持ウエブを
設けて、タイヤの空気が抜けたときにこれらのウ
エブが粉砕されるようにすることもできる。

さらに別の例として、位置決め手段は、タイヤ
が十分にたわんで支持フープをトレツドの内側と
接触せしめて回転を始めた時に、座屈と破砕とを
生じてこわれるような多数のスポークで作ること
もできる。

本発明の組立体の車輪リムは、切欠部のないス
プリツトリムとすることができ、この場合はタイ
ヤの空気が抜けた状態で組立体が運転されている
時にビードが切欠部内に落ち込むのを防ぐ必要が
ないことになる。もつとも、これはリムやタイヤ
や支持フープの形状にも依存するのであつて、ト
レツド部に当接して上方に押圧しこれにより側壁
をまつすぐにしようとするフープの作用は、たと
えコーナリングの時であつてもビードの移動を防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の支持フープ付組立体の空気が抜
けた時の縦断面図、第２図は本発明による組立体
の空気が抜けた時の縦断面図、第３図は第２図の
組立体に空気を注入した際の部分拡大断面図、第
４図はタイヤと支持フープとの横断面図、第５図
はフープの連結手段を示す部分断面図、第６ａ図
はフープがらせんばねの形状をしていて組立体に
取付けられる前の自由状態を示す斜視図、第６ｂ
図はらせんばねを組立体内に取付けた状態の横断
面図、第７図は環状支持ウエブから成る位置決め
手段を取付けた組立体の横断面図である。 １……タイヤ、２……支持フープ、３……トレ
ツド部、５……リム、６……側壁、１３……ウエ
ブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タイヤがトレツド部と２つの側壁とを有し、
   各側壁が車輪リムの各ビード座上に設けられるタ
   イヤビードを有している空気タイヤ及び車輪リム
   組立体であつて、タイヤが収縮した時に作用する
   荷重を直径方向において支持するに十分な強度お
   よび剛性を有する緊急用支持フープを備え、この
   支持フープは、タイヤが通常の注入圧力にある時
   は支持フープをこの支持フープの外側面がタイヤ
   のトレツド部の内面と接触しないように維持する
   が、タイヤが収縮した時には、タイヤの変形に応
   じて、支持フープのタイヤ及び車輪リムとの間の
   相対的な径方向および周方向の運動を許容するよ
   うになされた位置決め手段によつて、タイヤと車
   輪リムとで形成される隔室内に配置されており、
   更に、支持フープとタイヤと車輪リムとの寸法
   は、トレツド部の内側表面の半径をＲ、支持フー
   プの半径方向外側表面の半径をｒ、支持フープの
   半径方向内側表面の半径をｍ、車輪リムの外側表
   面の半径をＭ、トレツド部の通常の作用たわみを
   ｄ、側壁をまつすぐにするのに必要なタイヤの断
   面高さの増加量をｈ、タイヤが収縮した時に作用
   する荷重に基づく支持フープの直径の弾性的縮小
   量をＥとしたときに、これらの間に、 Ｒ−ｒ＞ｄ 及び ｍ−Ｍ＞Ｒ−ｒ＋ｈ＋Ｅ の関係式が成立するように構成されることを特徴
   とする空気タイヤ及び車輪リム組立体。 ２ 前記支持フープが前記トレツド部の半径方向
   内側表面の横断プロフイルと概ね類似の半径方向
   外側横断プロフイルを有している特許請求の範囲
   第１項記載の組立体。 ３ タイヤが通常圧力に充てんされかつ組立体が
   通常荷重の下で運転されている時に、支持フープ
   が概ねリムと同心円配置になつている特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の組立体。 ４ 前記支持フープが複数の曲線状部分から構成
   されている特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれかに記載の組立体。 ５ 前記屈曲部分が互にボルト止めできるように
   なつている特許請求の範囲第４項記載の組立体。 ６ 前記支持フープが多数のオーバーラツプする
   リーフ部分を含むらせんばねの形状になされてい
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の組立体。 ７ 前記リーフ部分が一緒にボルト止めできるよ
   うになされている特許請求の範囲第６項記載の組
   立体。 ８ 前記リーフ部分がチヤンネル部材にボルト止
   めできるようになされている特許請求の範囲第６
   項記載の組立体。 ９ 前記支持フープが鋼で作られている特許請求
   の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の組立
   体。 １０ 前記支持フープがプラスチツク材料で作ら
   れている特許請求の範囲第１項乃至第８項のいず
   れかに記載の組立体。 １１ 前記位置決め手段が環状支持ウエブから成
   る特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに
   記載の組立体。 １２ 前記ウエブは、タイヤの空気が抜けてフー
   プが組立体に加わる荷重を受けたときに粉砕可能
   に作られたこわれやすいフオーム状プラスチツク
   から成る特許請求の範囲第１１項記載の組立体。 １３ 前記位置決め手段はエラストマー材料製の
   位置決めフープから成り、この位置決めフープは
   リムの外側半径に等しい内側半径と支持フープの
   内側半径に等しい外側半径とを有している特許請
   求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載の
   組立体。 １４ 前記位置決めフープは均質の固体エラスト
   マー材料から成る特許請求の範囲第１３項記載の
   組立体。 １５ 前記位置決めフープはフオーム状エラスト
   マー材料から成る特許請求の範囲第１３項記載の
   組立体。 １６ 前記位置決めフープは、少なくとも１つの
   注入隔室を有するエラストマー材料から成る特許
   請求の範囲第１３項記載の組立体。 １７ リムの半径方向外側表面と位置決めフープ
   の半径方向内側表面とが潤滑されている特許請求
   の範囲第１３項乃至第１６項のいずれかに記載の
   組立体。 １８ 位置決めフープの半径方向外側表面と支持
   フープの半径方向内側表面とが潤滑されている特
   許請求の範囲第１３項乃至第１７項のいずれかに
   記載の組立体。 １９ 前記位置決め手段が、タイヤの空気が抜け
   た時に座屈して破砕することが可能な多数のスポ
   ークから成る特許請求の範囲第１項乃至第１０項
   のいずれかに記載の組立体。