WO2005100051A1

WO2005100051A1 - タイヤホイール組立体及びランフラット中子

Info

Publication number: WO2005100051A1
Application number: PCT/JP2005/007127
Authority: WO
Inventors: Atsushi Tanno
Original assignee: The Yokohama Rubber Co., Ltd.
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2005-10-27
Also published as: EP1741570B1; EP1741570A4; JP4415738B2; US7677286B2; CN1942330A; CN100484780C; JP2005297836A; DE602005022576D1; EP1741570A1; US20070199636A1

Abstract

　空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部にランフラット中子を挿入した場合に生じる空洞共鳴音を低減することを可能にしたタイヤホイール組立体及びランフラット中子を提供する。本発明のタイヤホイール組立体は、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部に、空気入りタイヤのビード部に沿ってリム上に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リングに跨がってタイヤ周方向に延在する環状シェルとからなるランフラット中子を挿入したタイヤホイール組立体において、環状シェルに吸音材を設置したものである。

Description

明細書

タイヤホイール組立体及びランフラット中子

技術分野

[0001] 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及びそれに用いるランフラット中子に関し、さらに詳しくは、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部にランフラット中子を挿入した場合に生じる空洞共鳴音を低減するようにしたタイヤホイール組立体及びランフラット中子に関する。

背景技術

[0002] 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力多数提案されている。その中で、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部に中子を挿入し、パンクしたタイヤを中子によっ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、特許文献 1及び特許文献 2参照)。

[0003] 上記ランフラット中子は、空気入りタイヤのビード部に沿ってリム上に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リングに跨がってタイヤ周方向に延在する環状シェルと力構成されている。このランフラット中子は、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ぐ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であると、う利点を有して、る。

[0004] し力しながら、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部に環状シエルを含むランフラット中子を挿入した場合、空洞共鳴音が増大する傾向がある。そのため、上記ランフラット中子に起因する空洞共鳴を抑制し、その利点を最大限に活かすことが望まれている。

特許文献 1 :日本国特開平 10— 297226号公報

特許文献 2 :日本国特表 2001— 519279号公報

発明の開示

[0005] 本発明の目的は、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部にランフラット中子を挿入した場合に生じる空洞共鳴音を低減することを可能にしたタイヤホィール組立体及びランフラット中子を提供することにある。

[0006] 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、空気入りタイヤとホィールのリムとの間に形成される空洞部に、前記空気入りタイヤのビード部に沿って前記リム上に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リングに跨がってタイヤ周方向に延在する環状シェルとからなるランフラット中子を挿入したタイヤホイール組立体にお、て、前記環状シェルに吸音材を設置したことを特徴とするものである。

[0007] また、上記目的を達成するための本発明のランフラット中子は、空気入りタイヤとホィールのリムとの間に形成される空洞部に挿入されるランフラット中子において、前記空気入りタイヤのビード部に沿って前記リム上に配置される一対の弾性リングと、これら弹性リングに跨がってタイヤ周方向に延在する環状シェルとからなり、前記環状シエルに吸音材を設置したことを特徴とするものである。

[0008] 本発明において、ランフラット中子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。このランフラット中子は、空気入りタイヤ内に収容された状態で空気入りタイヤ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。タイヤホイー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イヤがランフラット中子の環状シェル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。

[0009] 本発明によれば、ランフラット中子の環状シェルに吸音材を設置することにより、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部にランフラット中子を挿入した際の空洞共鳴音を低減することができる。

[0010] 吸音材としては、引き裂き強度 (JIS K6301)が 4. 5NZcm以上であると共に 200Hz における吸音率 OIS A1405)が 5%以上である多孔質材を用いることが好ましい。これにより、吸音材に緩衝機能を付与し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。このような吸音材としては、例えば、発泡ポリウレタンフォームを用いることができる。

[0011] 環状シェルに吸音材を設置するにあたって、吸音材が装着されたバンドを環状シェルに卷回して締め付けることが好ましい。これにより、複雑な形状を有する環状シェルに対して吸音材を直接貼着する場合に比べて加工コストが安価になる。し力も、吸音材を備えたバンドはサイズが異なる環状シェルに対して汎用性を有している。

[0012] 吸音材には潤滑剤を染み込ませることが好ましい。これにより、ランフラット走行時に吸音材力も潤滑剤が染み出て、ランフラット中子と吸音材との摩擦又は吸音材とタイャとの摩擦を低減し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。

[0013] ランフラット中子においては、環状シェルに設置された吸音材をフィルムで覆って該吸音材の体積を減少させた状態にし、ランフラット中子を空気入りタイヤ内に収容した後でフィルムを取り去ることが好ましい。即ち、タイヤホイール組立体にランフラット中子を組み付けるには、ランフラット中子をタイヤ内にいったん収容してからリム組みを行う必要があるので、環状シェルの外周側に大きな吸音材が存在して、るとランフラット中子をタイヤ内に挿入することが困難になる。これに対して、タイヤ内への挿入前にフィルムによって吸音材の体積を減少させた状態にしておけば、吸音材を大きくした場合であっても、ランフラット中子の組み付け作業を阻害することがない。

[0014] 吸音材の幅はランフラット中子の幅の 30%以上かつ空洞部の最大幅以下であること力子ましく、また吸音材のタイヤ径方向の厚さは lOmn！〜 100mmであることが好ましい。これにより、ランフラット中子の組み付け作業を阻害することなぐ空洞共鳴音の低減効果を確保することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 2]図 1のタイヤホイール組立体のランフラット走行状態を示す子午線断面図である

[図 3]本発明の他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 4]本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 5]本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 6]本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 7]本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 8]本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 9]本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

[図 10]吸音材が装着されたバンドを示す側面図である。

[図 11]本発明の更に他の実施形態力もなるタイヤホイール組立体 (ホイール不図示）を示し、 (a)〜 (b)はランフラット中子を組み付ける際の各工程を示す子午線断面図ある。

[図 12]本発明の更に他の実施形態力もなるタイヤホイール組立体 (ホイール不図示）を示し、 (a)〜 (c)はランフラット中子を組み付ける際の各工程を示す子午線断面図ある。

[図 13]本発明の更に他の実施形態力もなるタイヤホイール組立体 (ホイール不図示）を示し、 (a)〜 (c)はランフラット中子を組み付ける際の各工程を示す子午線断面図ある。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

[0017] 図 1は本発明の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示し、図 2はそのランフラット走行状態を示すものである。図 1において、 1はホイールのリム、 2は空気入りタイャ、 3はランフラット中子である。これらリム 1、空気入りタイヤ 2、ランフラット中子 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。つまり、ランフラット中子 3は、空気入りタイヤ 2とホイールのリム 1との間に形成される空洞部に挿入されている。

[0018] ランフラット中子 3は、環状シェル 4と弾性リング 5とを主要部として構成されている。

このランフラット中子 3は、通常走行時には空気入りタイヤ 2の内壁面力も離間している力パンク時には潰れた空気入りタイヤ 2を内側力支持するものである。 [0019] 環状シェル 4は、パンクしたタイヤを支えるための連続した支持面 4aを外周側 (径方向外側）に張り出すと共に、該支持面 4aの両側に沿って脚部 4b, 4bを備えた開脚構造になっている。環状シェル 4の支持面 4a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。この凸曲面はタイヤ軸方向に少なくとも 2つ存在し、その相互間に凹部 4cが形成されている。このように環状シェル 4の支持面 4a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 4a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。

[0020] 上記環状シェル 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カゝら構成されている。その構成材料には、金属ゃ榭脂などが使用される。このうち金属としては、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、榭脂としては、熱可塑性榭脂及び熱硬化性榭脂のいずれでも良い。熱可塑性榭脂としては、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、ポリフエ二レンサルファイド、 ABSなどを挙げることができ、また熱硬化性榭脂としては、エポキシ榭脂、不飽和ポリエステル榭脂などを挙げることができる。榭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榭脂として使用しても良い。

[0021] 弾性リング 5は、環状シェル 4の脚部 4b, 4bにそれぞれ取り付けられ、空気入りタイャ 2のビード部に沿うようにリム 1上でビードシート部からハンプ部までの領域に当接しながら環状シェル 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から環状シェル 4が受ける衝撃や振動を緩和するほか、リム 1に対する滑りを防止して環状シェル 4を安定的に支持するものである。

[0022] 弾性リング 5の構成材料としては、ゴム又は榭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（IR)、スチレン一ブタジエンゴム（SBR)、ブタジエンゴム（BR)、水素化 NBR、水素化 SBR、エチレンプロピレンゴム（EPDM、 EPM)、ブチルゴム（IIR)、アクリルゴム（ACM)、クロロプレンゴム（C R)、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、加硫促進剤、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。 [0023] 上記タイヤホイール組立体において、ランフラット中子 3を構成する環状シェル 4の外周側には吸音材 6が全周にわたって設置されている。吸音体 6は環状シェル 4の外周面に貼り付けられても良ぐ或いは、その弾性力に基づいて環状シェル 4の外周面に嵌合していても良い。

[0024] このように構成されるタイヤホイール組立体では、図 2に示すように、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がランフラット中子 3の環状シェル 4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。し力も、ランフラット中子 3の環状シェル 4には吸音材 6が設置されているので、環状シェル 4を含むランフラット中子 3を設置した場合であっても、通常走行時における空洞共鳴音を低減することができる。

[0025] 吸音材 6の構成材料としては、引き裂き強度 (JIS K6301)が 4. 5NZcm以上、好ましくは 4. 5NZcm〜30NZcmであると共に、 200Hzにおける吸音率 (JIS A1405)が 5%以上、好ましくは 10%〜90%である多孔質材を用いることが好ましい。これにより、吸音材 6に吸音機能のみならず緩衝機能を付与し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。吸音材 6の引き裂き強度が 4. 5NZcm未満であるとランフラット走行時の耐久性の向上効果が不十分になる。また、 200Hzにおける吸音率が 5% 未満であると上記周波数での吸音効果が不十分になる。吸音材 6としては、密度が 5 〜70kgZm³である発泡ポリウレタンフォーム等を挙げることができる。

[0026] 吸音材 6の幅 Wはランフラット中子の幅 Wcの 30%以上かつ空洞部の最大幅 Wmax 以下であることが好ましい。この幅 Wがランフラット中子の幅 Wcの 30%未満であると空洞共鳴音の低減効果が不十分になる。また、吸音材 6のタイヤ径方向の厚さ Tは 1 Omm〜 100mmであることが好ましい。この厚さ Tが 10mm未満であると空洞共鳴音の低減効果が不十分になり、逆に 100mmを超えるとランフラット中子の組み付け作業を阻害することになる。

[0027] 図 3は本発明の他の実施形態力なるタイヤホイール組立体のランフラット走行状態を示すものである。図 3に示すように、本実施形態では、吸音材 6に潤滑剤を染み込ませた潤滑層 7を設けている。これにより、ランフラット走行時に吸音材 6から潤滑剤が染み出て、ランフラット中子 3と吸音材 6との摩擦又は吸音材 6とタイヤ 2との摩擦を低減し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。潤滑剤の保持形態として、吸音材 6の内部に潤滑剤を染み込ませた潤滑層 7を設ける以外に、吸音材 6の全体に潤滑剤を染み込ませても良ヽ。

[0028] 図 4〜図 8はそれぞれ本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示すものである。図 4〜図 8に示すように、吸音材 6の形状は適宜選択することができる。図 4の実施形態において、吸音材 6の内周面の形状は環状シェル 4の外周面の形状と一致している。図 5の実施形態において、吸音材 6の断面形状は円形であり、それによつて吸音材 6が環状シェル 4の凹部 4cに嵌まり込んでいる。図 6の実施形態において、吸音材 6はシート状である。図 7及び図 8の実施形態では環状シェル 4の外周側のみならず内周側にも吸音材 6が設置されている。

[0029] 図 9は本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示し、図 10は吸音材が装着されたバンドを示すものである。本実施形態では、帯状の吸音材 6が装着されたバンド 8 (図 10参照）を用いている。そして、図 9に示すように、帯状の吸音材 6が装着されたバンド 8を環状シェル 4に卷回して締め付けることで、環状シェル 4の外周側に吸音材 6が設置されている。このバンド 8は環状シェル 4の凹部 4cよりも幅狭になっているので、バンド 8を環状シェル 4の周囲で締め付けるだけで、環状シェル 4の外周側に吸音材 6をしつ力りと固定することができる。これにより、複雑な形状を有する環状シェル 4に対して吸音材 6を直接貼着する場合に比べて加工コストが安価になる。また、吸音材 6を備えたバンド 8はサイズが異なる環状シェルに対して汎用 '性を有している。

[0030] 図 11は本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示し、（a)〜（ b)はランフラット中子を組み付ける際の各工程を示すものある。図 11 (a)に示すように、ランフラット中子 3は、環状シェル 4の外周側に吸音材 6を備えている力空気入りタイヤ 2内に収容される前の単体状態において、吸音材 6はフィルム 9で覆われて体積が減少した状態になっている。そのため、吸音材 6を大きくした場合であっても、ランフラット中子 3を空気入りタイヤ 2内に挿入する際の組み付け作業が阻害されることはない。そして、図 11 (b)に示すように、ランフラット中子 3を空気入りタイヤ 2内に収容した後でフィルム 9を取り去ることにより、吸音材 6を元の大きさに膨張させることができる。

[0031] 図 12は本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示し、（a)〜（ c)はランフラット中子を組み付ける際の各工程を示すものある。図 12 (a)に示すように、ランフラット中子 3は、環状シェル 4の外周側に吸音材 6を備えている力空気入りタイヤ 2内に収容される前の単体状態において、吸音材 6は切断可能なフィルム 9で覆われて体積が減少した状態になっている。このフィルム 9はランフラット中子 3の全体を覆うトロイダル形状をなし、その内周側及び外周側の切り口 9a, 9bの位置にそれぞれ周方向に点在する多数の切り込みを有して、る。

[0032] 本実施形態では、吸音材 6を大きくしても、ランフラット中子 3を空気入りタイヤ 2内に挿入する際の組み付け作業が阻害されることはない。一方、図 12 (b)に示すように、ランフラット中子 3を空気入りタイヤ 2内に収容した後で、フィルム 9を引っ張って切り口 9a, 9bにおいてフィルム 9を切断する。そして、図 12 (c)に示すように、フィルム 9を取り去ることにより、吸音材 6を元の大きさに膨張させることができる。

[0033] 図 13は本発明の更に他の実施形態カゝらなるタイヤホイール組立体を示し、（a)〜（ c)はランフラット中子を組み付ける際の各工程を示すものある。本実施形態は、吸音材の断面形状が円形である点を除けば、図 12の実施形態と実質的に同じ構成を有するものである。

[0034] 上述した各実施形態によれば、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部にランフラット中子を挿入した場合であっても空洞共鳴音を低減することが可能になり、弾性リングと環状シェルとからなるランフラット中子の利点を最大限に活かすことが可能になる。

[0035] 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、添付の請求の範囲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、置換を行うことができると理解されるべきである。

実施例

[0036] タイヤサイズ 215Z55R16の空気入りタイヤと、リムサイズ 16 X 7JJのホイールとを含み、空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部に一対の弾性リングと環状シェルとからなるランフラット中子を挿入したタイヤホイール組立体において、ランフラット中子の環状シェルに吸音材を設置したタイヤホイール組立体 (実施例 1〜2 )を用意した。また、比較のために、ランフラット中子の環状シェルに吸音材を設置して、な、タイヤホイール組立体 (従来例）を用意した。

[0037] 実施例 1では、吸音材として、引き裂き強度 (JIS K6301)が 4. 5NZcmで 200Hzにおける吸音率 (JIS A1405)が 18%である発泡ポリウレタンフォームを用いた。実施例 2 では、吸音材として、引き裂き強度 OIS K6301)が 5. 5NZcmで 200Hzにおける吸音率 (JIS A1405)が 12%である発泡ポリウレタンフォームを用いた。発泡ポリウレタンフォームは、ずれも断面寸法を 100mm X 20mmとし、環状シェルの全周にわたつて設置した。

[0038] 上記 3種類のタイヤホイール組立体について、下記の方法により、ランフラット走行時の耐久性を評価し、通常走行時の空洞共鳴の音圧ピークレベルを測定し、その結果を表 1に示した。

[0039] 〔ランフラット走行時の耐久性〕

試験すべきタイヤホイール組立体を排気量 2000ccの FR車の駆動輪に装着し、そのタイヤ内圧を OkPaとし、時速 90kmZhで走行し、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 100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。

[0040] 〔通常走行時の空洞共鳴の音圧ピークレベル〕

試験すべきタイヤホイール組立体を排気量 2000ccの FR車の 4輪に装着し、そのタィャ内圧を 210kPaとし、時速 60kmZhで走行したときの空洞共鳴音の周波数における平均音圧レベルを測定した。評価結果は、従来例を基準とし、この基準値に対する差 (dB)で示した。この差がマイナスである場合、基準値よりも空洞共鳴音が小さいことを意味する。

[0041] [表 1] 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いずれも通常走行時の空洞共鳴音が低減されていた。特に、吸音材として引き裂き強度が 5. 5NZcmで 200Hzにおける吸音率が 25%である発泡ポリウレタンフォーム用いた実施例 2では、ランフラット走行時の耐久性が従来よりも向上していた。

Claims

請求の範囲

[1] 空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部に、前記空気入りタイヤのビード部に沿って前記リム上に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リングに跨がってタイヤ周方向に延在する環状シェルとからなるランフラット中子を挿入したタィャホイール組立体にぉヽて、前記環状シェルに吸音材を設置したタイヤホイール組立体。

[2] 前記吸音材として、引き裂き強度が 4. 5NZcm以上であると共に 200Hzにおける吸音率が 5%以上である多孔質材を用いた請求項 1に記載のタイヤホイール組立体

[3] 前記環状シェルに前記吸音材を設置するために、前記吸音材が装着されたバンドを前記環状シェルに卷回して締め付けた請求項 1又は請求項 2に記載のタイヤホイール組立体。

[4] 前記吸音材に潤滑剤を染み込ませた請求項 1〜3の！、ずれかに記載のタイヤホイール組立体。

[5] 前記環状シェルに設置された吸音材をフィルムで覆って該吸音材の体積を減少させた状態にし、前記ランフラット中子を前記空気入りタイヤ内に収容した後で前記フィルムを取り去るようにした請求項 1〜4の、ずれか〖こ記載のタイヤホイール組立体。

[6] 前記吸音材の幅が前記ランフラット中子の幅の 30%以上かつ前記空洞部の最大幅以下であり、前記吸音材のタイヤ径方向の厚さが lOmn！〜 100mmである請求項 1〜5の!、ずれかに記載のタイヤホイール組立体。

[7] 空気入りタイヤとホイールのリムとの間に形成される空洞部に挿入されるランフラット中子において、前記空気入りタイヤのビード部に沿って前記リム上に配置される一対の弾性リングと、これら弾性リングに跨がってタイヤ周方向に延在する環状シェルとからなり、前記環状シェルに吸音材を設置したランフラット中子。

[8] 前記吸音材として、引き裂き強度が 4. 5NZcm以上であると共に 200Hzにおける吸音率が 5%以上である多孔質材を用いた請求項 7に記載のランフラット中子。

[9] 前記環状シェルに前記吸音材を設置するために、前記吸音材が装着されたバンドを前記環状シェルに卷回して締め付けた請求項 7又は請求項 8に記載のランフラット中子。

[10] 前記吸音材に潤滑剤を染み込ませた請求項 7〜9の、ずれかに記載のランフラット中子。

[11] 前記環状シェルに設置された吸音材をフィルムで覆って該吸音材の体積を減少させた状態にした請求項 7〜： LOのいずれかに記載のランフラット中子。

[12] 前記吸音材の幅がランフラット中子の幅の 30%以上かつ前記空洞部の最大幅以下であり、前記吸音材のタイヤ径方向の厚さが 10mm〜 100mmである請求項 7〜 1 1のいずれかに記載のランフラット中子。