(57)【要約】【課題】振動吸収が良好で、質量も小さい、ランフラットホイールの提供。【解決手段】（１）ホイール１１のリム底に凹部を設け、エアバッグシステム２０を収納した。（２）エアバッグシステム２０をカバー２２で覆い、タイヤ内のリム部を平にした。（３）サイドリング１４を用いた横装填ホイールにした。  （４）タイヤ圧が抜けた時にエアバッグ２１が膨張する。（５）固形火薬を爆発エアバッグ２１の内部ガスのインフレータとした。（６）膨張したエアバッグ２１をタイヤビード３１及びサイドリング１４に押し付ける。（７）膨張したエアバッグ２１をタイヤトレッド３２の裏面に押し付ける。（８）膨張常温でのエアバッグ２１の内部ガス圧を２００〜６００ＫＰａ程度とする。（９）３時間以上ガス圧を維持できるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールにエアバッグシステムを設けたエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項２】
ホイールのリム底に凹部を設け、該凹部にエアバッグシステムを収納した請求項１記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項３】
前記エアバッグシステムをカバーで覆って該カバーとリムビードシート部がほぼストレートに延びる平底リムとした請求項１または請求項２記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項４】
着脱可能なサイドリングを用いて、タイヤ横装填式ホイールとした請求項１または請求項２記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項５】
タイヤ空気抜け時には前記エアバッグシステムのエアバッグを膨張させる請求項１または請求項２記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項６】
前記エアバッグシステムのインフレーターは固形火薬である請求項１または請求項２記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項７】
膨張時のエアバッグをタイヤビード部及びサイドリングに押し付ける請求項５記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項８】
膨張時のエアバッグをタイヤトレッド裏面に押し付ける請求項５記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項９】
膨張時の前記エアバッグの内部ガス圧はタイヤ使用時の空気圧と同等圧である請求項５記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【請求項１０】
膨張時に前記エアバッグが前記内部ガス圧を３時間以上維持する請求項５記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ空気抜け時（パンク時など）にも、なおタイヤ形状を空気充満時に近い形状に維持して所定距離の車両の走行を可能とするホイール（以下、「ランフラットホイール」という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ空気圧減少による車両横転事故への対応、路上故障時のドライバーの安全性確保などのために、昨今、ランフラットタイヤ（パンクしても一定距離走れるタイヤ）の開発が盛んである。
ランフラットタイヤとしては、現在、図３のサイドウォール補強式（特開２００２−１７８７２５号公報）と図４の中子式（特開２００２−１７８７２７号公報、特開平６−３４４７３２号公報）が開発されており、また、発明者らにより図５、図６のランフラット中子式ホイール（特開２００３−２６９５５号、出願中、公開前）も提案されている。
サイドウォール補強式は、図３に示すように、タイヤ１のサイドウォールを補強したものである（補強部を符号２で示す）。中子式は、図４に示すように、タイヤ内に中子３を挿入したものである。ランフラット中子式ホイールは、図５、図６に示すように、ホイールを一端のフランジが着脱可能なサイドリング４にしておき、サイドリング４を外した状態で中子３を入れたタイヤを横から装填しホイール５に締付けたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７８７２５号公報
【特許文献２】
特開平６−３４４７３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ランフラットシステムにはつぎの問題がある。
・  サイドウォール補強式ランフラットタイヤ
（ａ）サイドウォールによる振動吸収が阻害されるため、車の振動騒音が悪化する。
（ｂ）サイドウォール質量が大きくなるため、タイヤ質量が増える。
（ｃ）サイドウォールの構造が複雑で、タイヤのコストが高い。
（ｄ）サイドウォールの剛性が必要なため、高偏平率タイヤ（６５％以上）は作れない。
【０００５】
・  中子式ランフラットタイヤ
（ｅ）中子のタイヤへの着脱が困難である。結果として、従来のタイヤが使用できない場合が多い。
（ｆ）中子の部品点数が多く、コストが高く、質量も大きい。
（ｇ）中子式固有の欠点として、パンクしていない通常走行時に悪路での底つき（タイヤトレッド裏面が中子天井面につく）が避けられない。
（ｈ）中子とタイヤ裏面の周速が異なるため、パンク走行時に摺動による摩擦熱が発生し、タイヤ、中子が溶損・破壊する。
（ｉ）その防止に潤滑が必要である。
（ｊ）中子挿入性の観点からタイヤ偏平率を大きくできない。結果として、乗り心地に難点がある。
【０００６】
・  ランフラット中子式ホイール
（ｋ）部品点数が多く、コストが高く、質量も大きくなる。
（ｌ）パンクしていない通常走行時に悪路での底つきがある。
（ｍ）中子とタイヤ裏面の周速が異なるため、パンク走行時に摺動による摩擦熱が発生し、タイヤ、中子の溶損・破壊の対策が必要である。
（ｎ）その防止に潤滑が必要である。
【０００７】
・  ランフラット性能の要件
問題点ではないが、ランフラットホイールであるための条件として、下記の条件を満たすことが臨まれる。
（ｏ）パンクした状態で、通常の運転操作（急制動、急操舵を含む）に対して、車両の走行性能が維持できること。
（ｐ）パンクした状態で、必要車速（通常、８０ｋｍ／ｈ）で必要距離（通常、８０ｋｍ以上、望ましくは１６０ｋｍ以上）を走行可能なこと。
【０００８】
本発明の目的は、上記（ａ）〜（ｅ）、（ｇ）、（ｌ）の問題点をほぼ解決できるランフラットホイールを提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、上記（ａ）〜（ｎ）の問題点をほぼ解決でき、上記（ｏ）、（ｐ）の要件をほぼ満足できるランフラットホイールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、つぎの通りである。
（１）  ホイールにエアバッグシステムを設けたエアバッグ式ランフラットホイール。
（２）  ホイールのリム底に凹部を設け、該凹部にエアバッグシステムを収納した（１）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（３）  前記エアバッグシステムをカバーで覆って該カバーとリムビードシート部がほぼストレートに延びる平底リムとした（１）または（２）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（４）  着脱可能なサイドリングを用いて、タイヤ横装填式ホイールとした（１）または（２）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（５）  タイヤ空気抜け時には前記エアバッグシステムのエアバッグを膨張させる（１）または（２）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（６）  前記エアバッグシステムのインフレーターは固形火薬である（１）または（２）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（７）  膨張時のエアバッグをタイヤビード部及びサイドリングに押し付ける  （５）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（８）  膨張時のエアバッグをタイヤトレッド裏面に押し付ける（５）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（９）  膨張時の前記エアバッグの内部ガス圧はタイヤ使用時の空気圧と同等圧である（５）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
（１０）  膨張時に前記エアバッグが前記内部ガス圧を３時間以上維持する（５）記載のエアバッグ式ランフラットホイール。
【００１０】
上記（１）、（２）、（３）、（４）により、従来タイヤが装着できるため、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｊ）の問題が解消する。
また、パンクしていない時のタイヤ内部には何も無くなるため、中子システムに固有な底つきの問題（ｇ）、（ｌ）は解消する。
上記（５）、（６）、（８）により、膨張時のエアバッグ（従来の中子に相当）はタイヤ裏面に密着するため、タイヤトレッド部との周速差はなく、（ｈ）、（ｉ）、（ｍ）、（ｎ）の問題は解消する。
上記（５）、（６）、（７）、（８）、（９）により、パンク時にもタイヤは空気充満時とほぼ同じ形状に保たれ、（ｏ）の条件を満足する。
上記（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）により、パンク時に３時間以上の走行が可能になり、結果、（ｐ）の条件を満足する。
上記（６）により、固体をガス化して必要容積を得るシステムのため、固体でパンク時のタイヤを支持する従来の中子式、サイドウォール補強式より、軽量であり、（ｂ）、（ｆ）、（ｋ）の問題が解消する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のエアバッグ式ランフラットホイールを、図１、図２を参照して説明する。
本発明のエアバッグ式ランフラットホイール１０は、図１、図２に示すように、ホイール１１にエアバッグシステム２０を設けたものである。
エアバッグ２１を膨張させない状態でホイール１１外周のタイヤ３０内に設けておき、タイヤ空気圧減少時（たとえば、パンク時）にエアバッグ２１を膨張させて、タイヤ３０に内側から圧力をかけ、タイヤ３０にほぼ空気充満時の形状を維持させ、所定距離の走行を可能とさせる。
ホイール１１は、スチール製、アルミ製の何れでもよいが、図１、図２の例では、アルミ製のタイヤ横装填式ホイールの場合を示して有る。また、図１、図２の例ではホイールのうちリム部だけを示してあるが、リム部の内周にはディスク部（図示略）が一体に接続している。
【００１２】
図１、図２の例では、ホイール１１のリム底に凹部１２を設け、この凹部１２に膨張前のエアバッグシステム２０を収納する。
エアバッグシステム２０を金属またはプラスチック（たとえば、強化プラスチック）などのカバー２２で覆って、カバー２２とリムビードシート部１３がほぼストレートに延びる平底リムとなるようにする。
【００１３】
図１、図２の例では、ホイール１１は、着脱可能なサイドリング１４を用いた、タイヤ横装填式ホイールとしてある。すなわち、ホイール１１の軸方向端部  （一端でもよいし、あるいは両端でもよい）をその他のリム部分（リム本体部１５）から別体に構成しておき、リム本体部１５に着脱可能に装着する。この係合構造は、サイドリング１４に半径方向突起１６を形成し、リム本体部１５に半径方向突起１７を形成し、サイドリングの半径方向突起１６とリム本体部の半径方向突起１７とに周方向に非連続な切欠き１８、１９を設けておき、切欠き１８、１９を利用してサイドリングの半径方向突起１６とリム本体部の半径方向突起１７を互いに通過させ、通過後サイドリング１４をリム本体部１５に対して相対的に回転させてサイドリングの半径方向突起１６とリム本体部の半径方向突起１７とをホイール軸方向に係合させた構造からなる。
【００１４】
図示例のタイヤ横装填ホイールは、サイドリング１４が装着される側のリムビードシート部が軸方向外側にいくにつれて径大となっているが（Ａタイプ）、これに限るものではなく、サイドリング１４が装着される側のリムビードシート部が軸方向外側にいくにつれて一定径かまたは径小となっていてもよい（Ｂタイプ）。Ａタイプはタイヤビード部とリムビードシート部との接触部でシールが得られるが（ただし、Ｏリング等の別のシールと併用してもよい）、Ｂタイプではタイヤビード部とリム間にＯリング等の別のシールが必要である。
【００１５】
タイヤ横装填式ホイールでは、サイドリング１４をリム本体部１５から外した状態でタイヤ３０を横方向からホイール１１に装着する。横装填式のため、ホイール１１がドロップ部をもたなくてもタイヤ３０の装填が可能である。
ホイール１１が凹部１２をもっており、その凹部１２に、折り畳んだ（膨張していない状態の）エアバッグシステム２０を収納し、エアバッグシステム２０をカバー２２で覆ったので、タイヤ３０をホイール軸方向に横から装填する時にタイヤ３０がエアバッグ２１と干渉することはない。
【００１６】
通常走行時には、エアバッグ２１は膨張していないので、悪路走行時にタイヤ３０が変形してもタイヤ３０がエアバッグシステム２０に底付きすることはなく、従来のタイヤの中子への底付きのような乗り心地の悪化はない。
また、ホイールをタイヤ横装填式とした場合、サイドウォール補強式や、従来の中子式におけるような特殊構造のタイヤを用いる必要がなく、通常のタイヤ３０を使用することができるため、タイヤのコスト増がない。また、エアバッグ３０は従来の中子に比べて軽量である。また、タイヤ偏平率に対する制限もなくなる。
【００１７】
タイヤの空気抜け（パンク）時には、エアバッグシステム２０のインフレーターにより、エアバッグ２１を膨張させる。
エアバッグシステムのインフレーターは、たとえば、固形火薬２３でその爆発ガスをエアバッグ２１の内部ガスとする。
【００１８】
このエアバッグの火薬の爆発方式は、ステアリングハンドルに設けられた衝突時のドライバー保護のためのエアバッグの火薬爆発手段等の公知の方式をとってもよい。
その場合に、空気圧センサー等でタイヤの空気抜け時（パンク）を検知し、その信号を電気的または機械的に火薬爆発手段に送って火薬を爆発させてもよい。あるいは、タイヤ空気抜け時の場合は、衝突時の場合のエアバッグの膨張のような瞬時の膨張を要求されないので、空気抜けによっていったんタイヤを変形させ、この変形するタイヤで機械的に火薬爆発手段を押し火薬の爆発を起こすようにしてもよい。
【００１９】
図２はエアバッグ２１が膨張した状態を示す。図２に示すように、膨張時のエアバッグ２１は平らなカバー２２を介して、タイヤビード部３１をリムのビードシート部及びサイドリング１４側に押し付ける。これによって、タイヤからの押し付け力が小さい場合に生じる、操舵時にタイヤビード部がサイドリングから離れて内側に倒れ込む事や、ブレーキを掛けたときにタイヤビード部が滑ってしまう事を防止できるので走行安定性を確保できる。
尚、平らなカバー２２は、図２ではカバー２２の中心線側が広がる構造とし、リム凹部とビートシート部との境を蝶番とする観音開きとしている。しかし、これ以外でも、例えばカバー２２が全体が広がる構造としてタイヤトレッド部３２の裏面に押しつけられるようにしても良い。
また、図２に示すように、膨張時のエアバッグ２１はタイヤトレッド部３２の裏面にも押し付けられる。これによって、パンク時にも、タイヤ３０は空気充満時とほぼ同じ断面形状に保たれる。エアバッグ２１は、チューブ具備タイヤのチューブに準じた役割を果たす。
【００２０】
エアバッグ２１はタイヤトレッド裏面に密着していて、タイヤと相対回転しないので、従来の中子におけるような、中子とタイヤとの相対回転とそれによる熱発生および中子、タイヤの溶損、破損は生じない。従来のように、中子とタイヤとに相対回転がある場合は、その溶損を防止するために、タイヤパンク時に破損して潤滑剤が流出するような、特別な潤滑剤供給装置が必要となり、コストアップとなるが、中子とタイヤとの相対回転とそれによる熱発生がない本発明では、特別な潤滑剤供給装置は不要である。
【００２１】
エアバッグ２１膨張時（高温）のエアバッグ２１の内部ガス圧は、爆発の条件にも依るが最大６００ＫＰａ程度とする。そして、エアバッグ２１が膨張後、常温に戻ったときのエアバッグ２１の内部ガス圧は通常走行時のタイヤ使用時の空気圧と同等圧（たとえば、２００ＫＰａ）程度とする。これは、火薬の種類や量などを選定することにより、容易に達成できる。これはパンク走行時のタイヤ走行条件を、通常走行時とほぼ同じにして、タイヤに無理な条件をかけることなく、所定距離（たとえば、８０ｋｍ）走行することを可能にするためである。即ち、横装填式ホイールにおいてはビードシート部をサイドリングに充分に押しつけ慣らすために、まず６００ＫＰａ程度の圧を掛けて、その後圧を抜いて２００ＫＰａ程度にしているのと同じ操作である。
また、膨張したエアバッグ２１は内部ガス圧を保持して、国際基準である８０ｋｍ以上走行できる要件を満たす必要がある。このためには３時間以上（信号待ち等が頻繁な場合でも、充分８０ｋｍは到達可能。また、８０ｋｍ／ｈの車速ならば３時間で２４０ｋｍ走行となり、２４０ｋｍ走行できればどんな国においても最寄りのサービスステーション、ガソリンスタンドに到達可能）維持するようにする。また、パンクはタイヤのサイドウォールの破裂に加えて、トレッド部の釘踏みなどが原因となるので、エアバッグ２１はパンク原因物が刺さったままの場合にもこれによって穴が開くことのない柔軟な複合フィルム構造であることが必要である。このため、エアバッグ２１は布製よりもこれにゴムや樹脂を被覆させた複合材料製が望ましい。なお、小穴明きに対してはパンク充填材をバルブより充填させることも有効である。ただし、布製でも３時間以上のガス圧維持がテスト等により確認されれば、布製でもよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４の何れかによれば、従来タイヤが装着できるため、（ａ）振動騒音悪化、（ｂ）タイヤ質量増加、（ｃ）タイヤのコストアップ、（ｄ）高偏平率タイヤを製作できない、（ｅ）従来タイヤを使用できない、（ｊ）タイヤ偏平率に制限がある、の問題を解消できる。
また、パンクしていない時のタイヤ内部には中子が無いため、中子システムに固有な（ｇ）、（ｌ）タイヤの中子への底つきによる乗り心地の悪化の問題を解消できる。
請求項５、６、８の何れかによれば、膨張時のエアバッグはタイヤ裏面に密着するため、タイヤトレッド部との周速差はなく、（ｈ）周速差による熱の発生とタイヤの溶損、（ｉ）、（ｍ）、（ｎ）タイヤ溶損防止のために潤滑が必要となる、等の問題を解消できる。
請求項５、６、７、８、９の何れかによれば、パンク時にもタイヤは空気充満時とほぼ同じ形状に保たれ、（ｏ）車両の走行性能の確保という条件を満足できる。
請求項５、６、７、８、９、１０の何れかによれば、（ｐ）パンク時に３時間以上の走行が可能という条件が満足される。
請求項６によれば、固体をガス化して必要容積を得るシステムのため、固体でパンク時のタイヤを支持する従来の中子式、サイドウォール補強式より、軽量であり、（ｂ）タイヤの質量が増える、（ｆ）中子式で、部品点数が多く、質量が増える、（ｋ）ランフラット中子式ホイール式で、部品点数が多く、質量が増える、等の問題を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアバッグ式ランフラットホイールの、エアバッグ膨張前の、断面図である。
【図２】本発明のエアバッグ式ランフラットホイールの、エアバッグ膨張後の、断面図である。
【図３】従来のサイドウォール補強式のタイヤ、ホイール構造の断面図である。
【図４】従来の中子式のタイヤ、ホイール構造の断面図である。
【図５】本出願人による先願のランフラット中子式ホイールのタイヤ、中子構造の断面図である。
【図６】図５のランフラット中子式ホイールのタイヤ、中子構造の、図５と直交する方向の断面図である。
【符号の説明】
１０  エアバッグ式ランフラットホイール
１１  ホイール
１２  リム底の凹部
１３  リムビードシート部
１４  サイドリング
１５  リム本体部
１６  サイドリングの半径方向突起
１７  リム本体部の半径方向突起
１８  半径方向突起１６の切欠き
１９  半径方向突起１７の切欠き
２０  エアバッグシステム
２１  エアバッグ
２２  カバー
２３  固形火薬
３０  タイヤ
３１  タイヤビード部
３２  タイヤトレッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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