WO2004009381A1 - タイヤ／ホイール組立体 - Google Patents

Abstract

　トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤをリムに装着し、空気入りタイヤの空洞部に、外周側を頂線または頂面を有する凸曲面に形成した支持面にすると共に内周側を二股状の脚部に形成した環状シェルと、脚部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を配置したタイヤ／ホイール組立体である。凸曲面の頂線または頂面がホイール径方向に見て周方向溝と一致しないようにホイール回転中心軸方向にずれている。

Description

曰月糸田 » タイヤ/ホイール組立体 技 術 分 野

本発明は、 ランフラット用支持体やランフラット用中子を装着したタイヤ ホ ィール組立体に関し、 さらに詳しくは、 耐久性を改善するようにしたタイヤノホ ィール組立体に関する。

背 景 技 術

車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合でも、 数百 k m程度の緊急走 行を可能にするようにする技術が市場の要請から多数提案されている。

これら多数の提案のうち、 特開平 1 0— 2 9 7 2 2 6号公報ゃ特表 2 0 0 1 - 5 1 9 2 7 9号公報で提案された技術は、 リム組みされた空気入りタイヤの空洞 部内側のリム上に支持体を装着し、 その支持体によってパンクしたタイヤを支持 することによりランフラット走行を可能にしたものである。

上記ランフラッ ト用支持体は、 外周側を凸曲面に形成した支持面にし、 内周側 に両脚部を有する環状シヱルと、 その両脚部に取り付けた弾性リングとから構成 され、 その弾性リングを介してリム上に支持されるようになっている。 このラン フラット用支持体によれば、 既存のホイール/リムに何ら特別の改造を加えるこ となく、 そのまま使用できるため、 市場に混乱をもたらすことなく受入れ可能に できる利点を有している。

また、 リム組みされた空気入りタイヤの空洞部内側のリム上に、 T字や I字状 などに形成した金属や樹脂などの剛性材からなる環状のランフラッ ト用中子を装 着し、 その中子の外周側支持面によってパンクしたタイヤの内面を支持すること によりランフラット走^¹を可能にしたものもある。

しかしながら、 上述したランフラッ 卜用支持体やランフラッ卜用中子を装着し たタイヤ/ホイール糸且立体において、 トレッ ドパターンの異なる空気入りタイヤ を用いてタイヤが破壊するまでのランフラッ ト走行距離をそれぞれ調べてみると、 トレッ ドパターンによってその走行距離が大きく相違し、 特にトレッ ド面にタイ ャ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤを用いたタイャ /ホイ一ル 組立体におけるランフラッ卜走行時の距離が短くなる傾向にあり、 耐久性が低い という問題があった。

発 明 の 開 示

本発明の目的は、 トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気 入りタィャを使用したタィャ /ホイール組立体において、 耐久性を向上すること が可能なタイヤ/ホイール組立体を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ/ホイール組立体は、 卜レツド面にタイヤ 周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイャをホイールのリムに装着し、 該空気入りタイヤの空洞部に、 外周側を頂線または頂面を有する凸曲面に形成し た支持面にすると共に内周側を二股状の脚部に形成した環状シヱルと該脚部をリ ム上に支持する弾性リングとからなるランフラット用支持体を配置したタイヤ/ ホイール組立体において、前記凸曲面の頂線または頂面をホイール径方向に見て 前記周方向溝と一致しないようにホイール回転中心軸方向にずらしたことを特徴 とする。

また、本発明の他のタイヤ/ホイ一ル組立体は、 トレッド面にタイヤ周方向に 延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤをホイールのリムに装着し、 該空気入 りタイヤの空洞部に、 ランフラット走行時に前記空気入りタイヤの内面を支持す る環状の支持面を外周側に設けたランフラット用中子を配置したタイヤ/ホイ一 ル組立体において、前記環状の支持面の両エツジをホイール径方向に見て前記周 方向溝と一致しないようにホイール回転中心軸方向にずらしたことを特徴とする。 上述した本発明によれば、 ランフラット走行時にランフラット用支持体の支持 面の凸曲面の頂線または頂面、 あるいはランフラット用中子の支持面の両エッジ が、 卜レツド部の薄肉となる周方向溝の部分ではなく厚肉となる部分に当接した 状態で空気入りタイヤの内面を支持するので、 周方向溝における破壊の発生を抑 制して耐久性を向上することが可能になる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明のタイヤ/ホイール組立体の一実施形態を示す要部断面図であ る。 図 2は、本発明のタイヤ/ホイール組立体に使用されるランフラット用支持体 の他の例を示す要部拡大断面図である。

図 3は、 本発明の夕ィャ /ホイール組立体の他の実施形態を示す要部断面図で める。

図 4は、 本発明の夕ィャ /ホイール組立体の更に他の実施形態を示す要部断面 図である。

図 5は、 本発明の夕ィャ /ホイール組立体に使用される空気入りタイャの周方 向溝の他の例を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図 1は本発明の一実施形態からなるタイヤ/ホイール組立体の要部を示す断面 図であり、 1はホイール外周のリム、 2は空気入りタイヤ、 3はランフラット用 支持体である。

空気入りタイヤ 2は、 トレッド面 2 Aにタイャ周方向に沿ってストレート状に 延在する複数の周方向溝 2 Bが設けられ、 これら周方向溝 2 B間にリブ 2 Rが区 分形成されている。 リム 1、空気入りタイヤ 2、 ランフラット用支持体 3は、 図 示しないホイール回転中心軸を中心として共軸に環状に形成され、 リム 1に装着 した空気入りタイヤ 2の空洞部 2 Yにランフラット用支持体 3を配置した構成に なっている。

ランフラット用支持体 3は、 ノ、。ンクしたタイヤを介して車両重量を支えるため に金属、 樹脂などの剛性材から環状体に形成された環状シェル 4と、 この環状シ ヱル 4をリム 1に対して安定支持するためにゴム、 弾性樹脂などの弾性材から形 成された左右の弾性リング 5とから構成されている。

環状シヱル 4に使用される金属としては、 スチール、 アルミニウムなどを例示 することができる。 また、樹脂としては、 熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のい ずれでもよい。 熱可塑性樹脂としては、 ナイロン、 ポリエステルなどを挙げるこ とができ、 また熱硬化性樹脂としては、 エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂 などを挙げることができる。 樹脂は単独で使用してもよいが、補強繊維を配合し て繊維強化樹脂として使用してもよい。 弾性リング 5は、 環状シヱル 4を安定支持できればいずれのゴムや弾性樹脂か ら構成してもよく、 例えば、 ゴムとしては、 天然ゴム、 イソプレンゴム、 スチレ ン一ブタジエンゴム、 ブタジエンゴム、 ブチルゴムなど、 弾 '性樹脂としては、 発 泡ポリウレタンなどの発泡樹脂を挙げることができる。

環状シヱル 4は外径が空気入りタイヤ 2の内面 2 aとの間に一定距離を保つよ うに内面 2 aの径ょりも小さく形成されており、 タイャ周方向に直交する横断面 での形状が外径側に凸となる、 所定の曲率半径を'有する 2個の凸曲面 6 aをシェ ル幅方向にもつ環状の支持面 6を有している。 この支持面 6は空気入りタイヤ 2 が正常なときは空気入りタイヤ 2の内面 2 aから離間しているが、 パンクしたと き潰れたその内面 2 aを支持するようになっている。

環状シェル 4の内周側は両側壁がそれぞれ脚部 7として形成され、 その内周側 に弾性リング 5を取り付けている。 この弾性リング 5は、 左右のリムシート 1 s 上に嵌合当接することにより環状シヱル 4を支持し、 パンクしたタイヤから環状 シェル 4が受ける衝撃や振動を緩和するほか、 リムシート 1 sに対する滑り止め を行って環状シヱル 4を安定支持するようにしている。 弾性リング 5の内径は空 気入りタイヤ 2のビード部内径と略同一寸法に形成されている。

上記凸曲面 6 aの頂点を結んだ頂線 Xは周方向溝 2 B間に位置し、 ホイール径 方向に見て周方向溝 2 Bと一致しないようにホイール回転中心軸方向 （図の左右 方向） にずらした構成になっている。

上記ランフラット用支持体 3は、 リム組み時に、 空気入りタイヤ 2の内側に挿 入され、 弾性リング 5を空気入りタイヤ 2のビード部 2 Cと共にリム 1のリムシ —卜 1 sに同時に装着するようになっている。

本発明者らは、 トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入 りタイヤを用いたタイヤ/ホイール組立体において、 ランフラット走行時の空気 入りタイヤの破壊状態を観察すると、 いずれも周方向溝に沿って破壊が発生し、 ランフラッ ト走 を不能にしていた。

そこで、 周方向溝とランフラット用支持体の関係を調べてみると、 タイヤを支 持する凸曲面の頂線がホイール径方向に見た際にトレッ ド部で最も厚さが薄くな る周方向溝と重なり、 そのトレッド部の薄肉部分を中心にしてランフラッ ト用支 持体がタイヤを支持するためにタイヤ破壊が早まり、 ランフラット走行距離を短 くする原因になっていることがわかった。

このような知見に基づき、本発明では、 上述したように凸曲面 6 aの頂線 Xを ホイール径方向に見て周方向溝 2 Bと一致しないようにホイール回転中心軸方向 においてずらしたのである。 これにより、 ランフラット走行時に凸曲面 6 aの頂 線 Xがトレッド部 2 Dのリブ 2 Rの部分 （厚肉部分） に当接し、 ランフラット用 支持体 3がトレッド部 2 Dの厚肉部分を中心にして空気入りタイヤ 2の内面 2 a を支持することができるので、 周方向溝 2 Bでの破壊を抑制し、 耐久性を向上す ることができる。

凸曲面 6 aの頂線 Xの位置としては、 周方向溝 2 Bの開口端 2 B 1間のホイ一 ル回転軸方向長さ （リブ幅） Lの 1 / 4以上開口端 2 B 1からホイール回転中心 軸方向において離間させるようにするのが、 耐久性をより効果的に改善する上で 好ましい。 望ましくは、 開口端 2 B 1間の略中央 （リブ 2 Rの中央） に位置させ るのがよい。

頂線 Xの位置は、 パンクしてエアが抜けたランフラット走行状態になった際に、 周方向溝 2 Bがホイール回転中心軸方向における位置変ィ匕をほとんど起こさずに タィャが縮怪した状態になるため、 パンク前のエア充填状態にあるタィャの状態 で決められるが、 ランフラット走行状態になつたタイヤを基準にしてもよい。 ランフラット用支持体 3の支持面 6は、 上記のように頂線 Xを有する凸曲面 6 aに代えて、 図 2に示すように、 断面フラッ卜な環状の頂面 yを有する凸曲面 6 aを備えたものであってもよい。 その場合、 頂面 yを上記と同様に周方向溝 2 B と重ならないようにする。 好ましくは、頂面 yを上記のように周方向溝 2 Bから 離間させるのがよい。

ランフラット用支持体 3は、 環状シヱル 4の支持面 6が 2個の凸曲面 6 aを有 するものを例示したが、 この凸曲面の数は 2個に限定されるものでなく、 1個あ るいは 3個以上であってもよい。 その場合にも、 各凸曲面 6の頂線 Xまたは頂面 yを周方向溝 1 Bと重ならないようにすることで耐久性を向上することができる。 凸曲面 6 aは、 好ましくは 2個以上並ぶのがよい。 このように支持面 6を 2個 以上の凸曲面 6 aが並ぶように形成することにより、 支持面 6のタイヤ内面 2 a に対する接触箇所を 2以上に分散させ、 タイヤ内面 2 aに与える局部摩耗を低減 するため、 ランフラッ ト走行を可能にする持続距離を延長することができる。 図 3は本発明のタイヤ/ホイール組立体に他の実施形態を示し、 上述したラン フラッ ト用支持体 3に代えて、 ランフラッ ト用中子 1 3を使用したものである。 ランフラット用中子 1 3は、 円筒状のベース部 1 4と、 このベース部 1 4の外 周面 1 4 a上に突設した環状のリング部 1 5と、 このリング部 1 5の外周側に環 状に配設した支持部 1 6とからなる断面 I字状の環状体に構成され、 金属、 樹月旨 などの剛性材から一体的に形成されている。

ランフラット用中子 1 3に使用する金属としては、 スチール、 アルミニウムな どを例示することができる。 また、 合成樹脂としては、 熱可塑性樹脂および熱硬 ィ匕性樹脂のいずれでもよい。 熱可塑性樹脂としては、 ナイロン、 ポリエステルな どを挙げることができ、 また熱硬化性樹脂としては、 エポキシ樹脂、 不飽和ポリ エステル樹脂などを挙げることができる。 樹脂は単独で使用してもよいが、 補強 繊維を配合して繊維強化樹脂として使用してもよい。

支持部 1 6の外周面がランフラット走行時に空気入りタイヤ 2の内面 2 aを支 持する支持面 1 6 aになっている。 この環状の支持面 1 6 aは、 ランフラッ ト走 行時に支持する空気入りタイヤ 2の内面 1 aと略同一形状に形成されている。 支持面 1 6 aは、 その両エッジ eがホイール径方向に見て周方向溝 2 Bと一致 しないようにホイール回転中心軸方向にずらした構成になっている。 ランフラッ ト用中子 1 3は、 中子支持体 1 7を介してリム 1に固定するようにしている。 このようなランフラット用中子 1 3を使用したタイヤ/ホイ一ル組立体におい ても、 ランフラット走行時に支持面 1 6 aの両エッジ eがトレッ ド部 2 Dのリブ 2 Rの部分 （厚肉部分） に当接するようになるので、 周方向溝 2 Bでの破壊を抑 制し、 耐久性を向上することができるようになる。

図 4は、 本発明のタイヤ/ホイール組立体の更に他の実施形態を示し、 上述し た図 3のタイヤ/ホイール組立体において、 ランフラット走行時に空気入りタイ ャ 1の内面 2 aを支持する支持部 1 6を、 ベース部 1 4の外周面の両側 2箇所に それぞれリング部 1 5を介して設けたものである。 ベース部 1 4の内周側にゴム や弾性樹脂などの弾性材から構成した左右の弾性リング 2 0が突設され、 この弾 性リング 2 0を中子支持体としてリム 1に嵌合固定するようになっている。 この ような支持部 1 6を複数有するランフラッ ト用中子 1 3であっても、 支持面 1 6 aの各エッジ _eを上記のようにずらすことで、 同様の効果を得ることができる。 上述したランフラット用中子 1 3は、 中子支持体 1 7や弾性リング 2 0により リム 1に固定するものに限定されず、 リム 1に直接固定するものであってもよく、 またリム 1に取り付けたスライ ド台座上に設置されるものであってもよく、 外周 側に空気入りタイヤ 2の内面 2 aを支持する環状の支持面 1 6 aを有し、 その両 側にエッジ _eを備えたランフラット用中子であればよい。

周方向溝 2 B間に位置するランフラット用中子 1 3の支持面 1 6 aの各エッジ eの位置としては、 上記と同様に、 周方向溝 2 Bの開口端 2 B 1間のホイール回 転軸方向長さ Lの 1 / 4以上開口端 2 B 1からホイール回転中心軸方向において 離間させるようにするのが、 耐久性をより効果的に改善する上で好ましい。 望ま しくは、 開口端 2 B 1間の略中央に位置させるのがよい。

また、 図 4に示す最外側の両周方向溝 2 Bよりタイヤ外側に位置する支持面 1 6 aのエッジ eの位置は、 最外側の周方向溝 2 Bのタイヤ外側の開口端 2 B 1 と トレツ ド面 2 Aの接地端 Qとの間のホイール回転軸方向長さ Mの 1 / 4以上開口 端 2 B 1からタイヤ外側に離間させるのがよい。 望ましくは、 最外側の周方向溝 2 Bのタイヤ外側の開口端 2 B 1と卜レツ ド面 2 Aの接地端 Qとの間の略中央に 位置させるのがよい。

なお、 ここで言う接地端 Qとは、 タイヤ/ホイール組立体に空気圧を 2 0 0 k P a充填し、 J A T M A ( J A T MA Y E A R B O O K 2 0 0 1 ) に記載 される最大負荷能力の 8 0 %の荷重を加えた状態におけるトレツ ド面 2 Aの接地 耑である。

各エッジ eの位置も、 上記と同様に、 ノ、。ンクしてエアが抜けたランフラット走 行状態になった際に、 周方向溝 2 Bがホイール回転中心軸方向における位置変化 をほとんど起こさずに夕ィャが縮径した状態になるため、 パンク前のエア充填状 態にあるタイヤの状態で決められるが、 ランフラッ ト走行状態になったタイヤを 基準にしてもよい。

上述した実施形態では、 周方向溝 2 Bがストレート状の例を示したが、 図 5に 示すように、 周方向溝 2 Bがジグザグ状の溝であってもよい。 その場合も、 支持 面 6 aの頂線 Xや頂面 yの位置及び支持面 1 6 aの各ェッジ eの位置を上記のよ うにホイール回転軸方向長さ L， Mの 1 / 4以上開口端 2 B 1から離間させるの がよい。 このように周方向 2 Bがジグザグ状の場合には、 ジグザグ状に延在する 左右の開口端 2 B 1のジグザグ幅中心位置 Aを開口端 2 B 1の位置とする。 また、上記実施形態では、 トレッド面 2 Aに周方向溝 2 Bにより区分されたリ ブ 2 Rを設けた空気入りタイヤ 2を例示したが、 周方向溝と横溝によりブロック を区画形成したブロックパターンを有する空気入りタイヤであっても、 上述した ランフラット用支持体 3やランフラット用中子 1 3を用いることにより同様の効 果を得ることができる。

実施例 1

タイヤサイズを 2 0 5 / 5 5 R 1 6、 リムサイズを 1 6 x 6 1/2 J Jで共通に し、 ランフラット用支持体の凸曲面の頂線を周方向溝間の略中央に位置させた図 1に示す構成の本発明のタイヤ/ホイール組立体 （実施例 A ) と、 本発明のタイ ャ /ホイール組立体において、 凸曲面の頂線を周方向溝に一致させた比較タイヤ /ホイール組立体 （比較例 A) をそれぞれ作製した。

両試験タイヤ ホイール組立体を以下に示す測定方法により、 耐久性の評価試 験を行ったところ、 表 1に示す結果を得た。

耐久性

各試験タイャ /ホイール組立体を空気圧 0 kPa の状態で排気量 2 . 5リットル の乗用車の前右輪に装着し、 時速 9 O kmでテストコースを走行した際に、走行不 能になった距離を測定し、 その結果を比較タイヤ/ホイール組立体を 1 0 0とす る指数値で評価した。 この値が大きい程、 耐久性が優れている。

なお、前右輪以外は、 上記と同じサイズのタイヤとリムを使用し、 その空気圧 は 2 0 O kPa にした。 P T/JP2003/009320

〔表 1〕

表 1から、本発明のタイヤ/ホイール組立体は、 耐久性を改善できることがわ かる。

実施例 I

タイヤサイズ、 リムサイズを実施例 1と同じにし、 ランフラット用中子の支持 面の各エツジを周方向溝間の略中央に位置させた図 3に示す構成の本発明のタイ ャ /ホイール組立体 （実施例 B ) と、本発明のタイヤ/ホイール組立体において、 支持面の各エツジを周方向溝に一致させた比較タイヤ/ホイール組立体 （比較例 B ) をそれぞれ作製した。

両試験タイヤ/ホイ一ル組立体を実施例 1に示す測定方法により、 耐久性の評 価試験を行ったところ、 表 2に示す結果を得た。

〔表 2〕

表 2から、本発明のタイヤ/ホイ一ル組立体は、 耐久性を改善できることがわ かる。

以上説明したように本発明は、 ランフラット用支持体の支持面の凸曲面の頂線 や頂面、 あるいはランフラット用中子の支持面の両エッジをホイール径方向に見 て周方向溝と一致しないようにホイール回転中心軸方向にずらしたので、 トレッ ド面に夕ィャ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤを使用したタイ ャ /ホイール組立体の耐久性を向上することができる。 産業上の利用可能性

上述した優れた効果を有する本発明は、 車両に装着され、 ランフラッ卜走行を 可能にしたタイヤ/ホイール組立体として、 極めて有効に利用することができる <

Claims

請 求 の 範 囲

1 . トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤを ホイールのリムに装着し、 該空気入りタイヤの空洞部に、 外周側を環状の頂線ま たは頂面を有する凸曲面に形成した支持面にすると共に内周側を二股状の脚部に 形成した環状シヱルと該脚部をリム上に支持する弾性リングとからなるランフラ ット用支持体を酉己置したタイヤ/ホイール組立体において、前記凸曲面の頂線ま たは頂面をホイ一ル径方向に見て前記周方向溝と一致しないようにホイール回転 中心軸方向にずらしたタイャ /ホイ一ル組立体。

2 . 前記空気入りタイヤは卜レツド面に複数の周方向溝を有し、前記凸曲面の 頂線または頂面を前記周方向溝間に位置させ、 該頂線または頂面を前記周方向溝 の開口端間のホイール回転軸方向長さ Lの 1 / 4以上前記開口端からホイール回 転中心軸方向において離間させた請求項 1に記載のタイヤ/ホイール組立体。

3 . 前記凸曲面の頂線または頂面を前記周方向溝間の略中央に位置させた請求 項 2に記載のタィャ /ホイール組立体。

4 . トレッド面にタイヤ周方向に延在する周方向溝を設けた空気入りタイヤを ホイールのリムに装着し、 該空気入りタイヤの空洞部に、 ランフラット走行時に 前記空気入りタイャの内面を支持する環状の支持面を外周側に設けたランフラッ 卜用中子を配置したタイヤ/ホイール組立体において、前記環状の支持面の両ェ ッジをホィール径方向に見て前記周方向溝と一致しないようにホイ一ル回転中心 軸方向にずらしたタイャ /ホイール組立体。

5 . 前記空気入りタイヤはトレツド面に複数の周方向溝を有し、該周方向溝間 に位置する前記支持面のェッジを前記周方向溝の開口端間のホイール回転軸方向 長さ Lの 1 / 4以上前記開口端からホイール回転中心軸方向において離間させた 請求項 4に記載の夕ィャ /ホイール組立体。

6 . 前記支持面のェッジを前記周方向溝間の略中央に位置させた請求項 5に記 載のタイャ /ホイール組立体。