WO2004045874A1 - タイヤホイール組立体 - Google Patents

Abstract

　ランフラット走行時の耐久性を向上することを可能にしたタイヤホイール組立体である。空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、空気入りタイヤの空洞部に、支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シェルと、該環状シェルの脚部をリム上に支持する左右一対の弾性リングとからなるランフラット用支持体を挿入したタイヤホイール組立体において、リムに空気入りタイヤ及びランフラット用支持体を装着した状態で左右一対の弾性リングがタイヤ内面に当接する当接箇所の間隔をＷ１とし、ランフラット用支持体の未装着の単体での前記当接箇所の間隔をＷ２としたとき、（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１＝０．０１５～０．１００の関係を満足する。

Description

曰月糸田 β

タイヤホイール組立体

技 術 分 野

本発明は、 ランフラット走行を可能にするタイヤホイール組立体に関し、 さら に詳しくは、 ランフラット走行時の耐久性を向上するようにしたタイヤホイ一ル 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、 ある程度の緊急走行を 可能にするための技術が巿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、 リム組みされた空気入りタイヤの空洞部においてリム上に中子を装着し、 パンクしたタイヤを中子によつて支持することによりランフラット走行を可能に したものがある （例えば、 特開平 1 0— 2 9 7 2 2 6号公報およぴ特表 2 0 0 1 - 5 1 9 2 7 9号公報参照） 。

上記ランフラット用中子は、 支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に 沿って脚部を持つ開脚構造の環状シェルを有し、 これら両脚部に弾性リングを取 り付けた構成からなり、 その弾性リングを介してリム上に支持されるようになつ ている。 このランフラット用中子によれば、 既存のホイールやリムに何ら特別の 改造を加えることなく、 そのまま使用できるため、 巿場に混乱をもたらすことな く受入れ可能であるという利点を有している。

しかしながら、 上述したランフラット用中子を備えたタイヤホイール組立体で は、 環状シヱルを支える弾性リングがリム組み時にタイヤ内面に当接する位置に しっかりと着座しないと、 ランフラット走行時の耐久性が十分に得られないとい う問題がある。 特に、 リム組み作業は空気入りタイヤの空洞部に中子を挿入した 状態で行われるため、 その中子の弾性リングを確実に着座させることは困難であ り、 しかも着座状態を確認することすら難しいのが現状である。

発 明 の 開 示

本発明の目的は、 ランフラット走行時の耐久性を向上することを可能にしたタ ィャ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ための本発明のタイヤホイール組立体は、空気入りタイヤ をホイールのリムに嵌合すると共に、 前記空気入りタイヤの空洞部に、 支持面を 外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持つ環状シヱルと、該環状 シェルの脚部をリム上に支持する左右一対の弾性リングとからなるランフラット 用支持体を挿入したタイヤホイール組立体において、前記リムに前記空気入り夕 ィャ及び前記ランフラット用支持体を装着した状態で前記左右一対の弾性リング がタイヤ内面に当接する当接箇所の間隔を W 1とし、前記ランフラット用支持体 の未装着の単体での前記当接箇所の間隔を W 2としたとき、 （W 2— W 1 ) /W 1 = 0 . 0 1 5〜0 . 1 0 0の関係を満足するようにしたことを特徴とするもの である。

本発明において、 ランフラット用支持体は空気入りタイヤとの間に一定距離を 保つように外径が空気入りタイヤのトレッド部の内径よりも小さく形成され、 か つ内径が空気入りタイヤのビード部の内径と略同一寸法に形成される。 このラン フラット用支持体は、 空気入りタイヤの空洞部に挿入された状態で空気入りタイ ャと共にホイールのリムに組み付けられ、 タイヤホイール組立体を構成する。 夕 ィャホイ一ル組立体が車両に装着されて走行中に空気入りタイヤがパンクすると、 そのパンクして潰れたタィャがランフラット用支持体の環状シェルの支持面によ つて支持された状態になるので、 ランフラット走行が可能になる。

本発明によれば、 リム組み状態の弾性リングの当接箇所の間隔 W 1に対して、 リム組み前の弾性リングの当接箇所の間隔 W 2を所定の比率で大きく設定したの で、 環状シヱルを支える弾性リングがリム組み時にタイヤ内面に当接する位置に しっかりと着座するようになる。 これにより、 ランフラット走行時の耐久性を向 上することができる。

本発明では、 弾性リングの J I S— A硬さが 5 0〜6 5であることが好ましい。 また、環状シヱルは降伏強さ 4 0 0 M P a以上の金属から構成することが好まし い。 これにより、 リム組み前の弾性リングの当接箇所の間隔 W 2を大きく設定し た場合であつても、 リム組み時に環状シェルが塑性変形するのを防止することが できる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態からなるタイヤホイール組立体の要部を示す子午線 断面図である。

図 2は、本発明のランフラット用支持体の未装着の単体を示す子午線断面図で あ 。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図 1は本発明の実施形態からなるタイヤホイール組立体 （車輪） の要部を示す 子午線断面図であり、 1はホイールのリム、 2は空気入りタイヤ、 3はランフラ ット用支持体である。 これらリム 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軸を中心として環状に形成されている。

ランフラット用支持体 3は、環状シエル 4と弾性リング 5とを主要部として構 成されている。 このランフラット用支持体 3は、 通常走行時には空気入りタイヤ 2の内壁面から離間しているが、 パンク時には潰れた空気入りタイヤ 2を内側か ら支持するものである。

環状シヱル 4は、 パンクしたタイヤを支えるための連続した支持面 4 aを外周 側 （径方向外側） に張り出すと共に、 該支持面 4 aの両側に沿って脚部 4 b , 4 bを備えた開脚構造になっている。 環状シヱル 4の支持面 4 aは、 その周方向に 直交する断面での形状が外周側に凸曲面になるように形成されている。 この凸曲 面は少なくとも 1つ存在すれば良いが、 タイヤ軸方向に 1つ以上が並ぶようにす ることが好ましい。 このように環状シェル 4の支持面 4 aを 2つ以上の凸曲面が 並ぶように形成することにより、 タイヤ内壁面に対する支持面 4 aの接触箇所を 2つ以上に分散させ、 タイヤ内壁面に与える局部摩耗を低減するため、 ランフラ ット走行の持続距離を延長することができる。

上記環状シヱル 4は、 パンクした空気入りタイヤ 2を介して車両重量を支える 必要があるため剛体材料から構成されている。 その構成材料としては、 スチール やアルミニウムなどの金属を使用することが好ましい。 特に、 降伏強さ （耐力） が 4 0 0 M P a以上、 より好ましくは 5 0 0 M P a以上の金属から環状シェル 4 を構成した場合、 リム組み時に環状シヱル 4が塑性変形し難くなる。 降伏強さの 上限は特に限定されるものではないが、 経済的理由から、 その上限は 1 5 0 0 M P aとする。 例えば、 環状シヱル 4をパネ鋼から成形する場合、熱間絞り加工が 最適である。

上記環状シエル 4の構成材料としては、樹脂などを用いることも可能である。 この樹脂としては、 熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでも良い。 熱可塑性 樹月旨としては、 ナイロン、 ポリエステル、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポリ スチレン、 ポリフヱユレンサルフアイド、 A B S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良いが、 補強繊維を配合して繊維強化樹脂 として使用しても良い。

弾性リング 5は、 環状シヱル 4の脚部 4 b , 4 bにそれぞれ取り付けられ、 左 右のリムシート上に当接しつつ環状シェル 4を支持するようになっている。 この 弾性リング 5は、 パンクした空気入りタイヤ 2から環状シエル 4が受ける衝撃や 振動を緩和するほか、 リムシートに対する滑りを防止して環状シヱル 4を安定的 に支持するものである。

弾性リング 5の構成材料としては、 ゴム又は樹脂を使用することができ、特に ゴムが好ましい。 ゴムとしては、天然ゴム （NR) 、 イソプレンゴム （ I R) 、 スチレン一ブタジエンゴム （SBR) 、 ブタジエンゴム （BR) 、水素ィ匕 NBR、 水素化 SBR、 エチレンプロピレンゴム （EPDM、 EPM) 、 プチルゴム ( I I R) 、 アクリルゴム （ACM) 、 クロロプレンゴム （CR) 、 シリコーンゴム、 フッ素ゴムなどを挙げることができる。 勿論、 これらゴムには、充填剤、加硫剤、 力！]硫促進剤、軟化剤、 老化防止剤などの添加剤を適宜配合することができる。 そ して、 ゴム組成物の配合に基づいて所望の弾性率を得ることができる。

このように構成されるタイヤホイール組立体では、 走行中に空気入りタイヤ 2 がパンクすると、潰れた空気入りタイヤ 2がランフラット用支持体 3の環状シヱ ル 4の支持面 4 aによって支持された状態になるので、 ランフラット走行が可能 になる。

ここで、 リム 1に空気入りタイヤ 2及びランフラット用支持体 3を装着した状 態で左右一対の弾性リング 5, 5がタイヤ内面に当接する当接箇所 5 a， 5 aの 間隔を W1とする。 一方、 図 2に示すように、 ランフラット用支持体 3をリム 1 に装着する前の単体において、 左右一対の弾性リング 5， 5の当接箇所 5 a, 5 aの間隔を W2とする。 このとき、 （W2— Wl ) /W1 = 0. 0 1 5〜0. 1 0 0の関係を満足するようになっている。 更に、 W2—W1 = 3〜1 5 mmであ ると良い。

このようにリム組み状態の弾性リング 5， 5の当接箇所 5 a, 5 aの間隔 W 1 に対して、 リム組み前の弾性リング 5， 5の当接箇所 5 a, 5 aの間隔 W 2を所 定の比率で大きく設定することにより、 リム組み時に弾性リング 5， 5が自らの 復元力に基づいてタイヤ内面に当接する位置にしっかりと着座するようになり、 ランフラット走行時の耐久性が向上する。 但し、 （W2—W1 ) /W1く 0. 0 1 5であると嵌合性が不十分になり、 （W2—W1 ) /W1 >0. 1 0 0である と嵌合状態において弾性リング 5が座屈し、 ランフラット走行性能が低下する恐 れがある。

なお、 弾性リング 5， 5の当接箇所 5 a, 5 aの間隔 W 1 , W2を上記のよう に設定するに際して、 その具体的な構造は特に限定されるものではない。 例えば、 弾性リング 5をシェル軸方向外側に傾斜させたり、 湾曲させることで、 その一部 をシェル軸方向外側へ突出させるようにしても良い。 また、 環状シェル 4の端部 4 bをシェル軸方向外側に傾斜させることで、 弾性リング 5をシヱル軸方向外側 へ突出させるようにしても良い。

上記タイヤホイール組立体において、弾性リング 5の室温（2 5°C) での J I S— A硬さは 5 0〜6 5であると良い。 つまり、 リム組み前の弾性リング 5， 5 の当接箇所 5 a， 5 aの相互間隔 W 2を大きく設定した場合、弾性リング 5が硬 過ぎると、空気入りタイヤ 2をリム 1に押し込む際に弾性リング 5がシヱル軸方 向内側に圧縮変形し、 それに伴って環状シヱル 4が塑性変形する恐れがある。 し かしながら、 弾性リング 5の J I S— A硬さを上記範囲に設定することにより、 リム組み時に環状シェル 4が塑性変形するのを防止することができる。 また、 弾 性リング 5が軟らか過ぎるとランフラヅト走行が不安定になる。

C実施例 3

タイヤサイズが 2 0 5 / 5 5 R 1 6 8 9 Vの空気入りタイヤと、 リムサイズ が 1 6 X 6 1/2 J Jのホイールとのタイヤホイール組立体において、 厚さ 1. 0 mmのスチール板から環状シヱルを加工し、 その環状シェルの脚部に硬質ゴムか らなる弾性リングを取り付けたランフラット用支持体を製作し、 そのランフラッ ト用支持体を空気入りタイヤの空洞部に挿入することにより、実施例 1〜 2、 従 来例及び比較例の夕ィャホイール組立体を得た。

これら実施例 1〜 2、 従来例及び比較例において、 リム組み状態でランフラッ ト用支持体の左右一対の弾性リングがタィャ内面に当接する当接箇所の間隔を W 1とし、 ランフラット用支持体の未装着の単体での当接箇所の間隔を W 2とし、 (W 2 -W l ) /W 1の値を種々異ならせた。

上記 4種類のタイヤホイール組立体について、下記の測定方法により、 ランフ ラット走行時の耐久性を評価し、 その結果を表 1に示した。

〔ランフラッ卜走行時の耐久性〕

試験すべきタイヤホイール組立体を排気量 2 . 5リットルの F R車の前右輪に 装着し、 そのタイヤ内圧を O k P a (前右輪以外は 2 0 O k P a ) とし、 B寺速 9 0 k m/ hで周回路を左廻りに走行し、 走行不能になるまでの走行距離を測定し た。 評価結果は、従来例を 1 0 0とする指数にて示した。 この指数値が大きいほ どランフラット走行時の耐久性が優れていることを意味する。

表 1

この表 1に示すように、実施例 1 ~ 2のタイヤホイール組立体はランフラット 走行時の耐久性が従来例に比べて向上していた。 一方、 比較例のタイヤホイール 組立体では耐久性の改善効果が得られなかった。

産業上の利用可能性

本発明によれば、 空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、空気入 りタイヤの空洞部に環状シェルと左右一対の弾性リングとからなるランフラット 用支持体を挿入したタイヤホイール組立体において、 リムに空気入りタイヤ及び ランフラット用支持体を装着した状態で左右一対の弾性リングがタイヤ内面に当 接する当接箇所の間隔を W1とし、 ランフラット用支持体の未装着の単体での前 記当接箇所の間隔を W 2としたとき、 （W2— Wl ) /W1 = 0. 0 1 5〜0. 1 00の関係を満足するようにしたから、 リム組み時に弾性リングがタイヤ内面 に当接する位置にしっかりと着座するようになり、 ランフラット走行時の耐久性 を向上することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、 添付クレームに よって規定される本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいて、 これに対し て種々の変更、 代用及び置換を行うことができると理解されるべきである。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合すると共に、前記空気入りタイ ャの空洞部に、 支持面を外周側に張り出しつつ該支持面の両側に沿って脚部を持 つ環状シヱルと、該環状シヱルの脚部をリム上に支持する左右一対の弾性リング とからなるランフラット用支持体を揷入したタイヤホイール組立体において、前 記リムに前記空気入りタイャ及び前記ランフラット用支持体を装着した状態で前 記左右一対の弾性リングがタイヤ内面に当接する当接箇所の間隔を W1とし、前 記ランフラット用支持体の未装着の単体での前記当接箇所の間隔を W 2としたと き、 （W2—W1 ) /W1 = 0. 0 1 5〜0. 1 00の関係を満足するようにし たタイヤホイール組立体。

2. 前記弾性リングの J I S—A硬さが 50〜 6 5である請求項 1に記載の タイヤホイール組立体。

3. 前記環状シェルを降伏強さ 400 MP a以上の金属から構成した請求の 範囲第 1項に記載のタイヤホイール組立体。

4. 前記環状シェルを降伏強さ 400 MP a以上の金属から構成した請求の 範囲第 1項に記載のタイヤホイ一ル組立体。