(57)【要約】【課題】タイヤビード部に対する脱落防止性を向上することによりランフラット耐久性を一層向上するようにしたタイヤ／ホイール組立体を提供する。【解決手段】環状シェル４が弾性リング５と連結する端部に折曲げ部４ｆを形成すると共に、弾性リング５の周方向に直交する断面の形状を両側面が膨出する樽型に形成し、該弾性リング５の断面において、リム上のハンプ１ｈの頂点Ｐ１　から折曲げ部４ｆの軸方向内端Ｐ３　に接するように延長する接線Ｌ１　に対して膨出する最大厚みＡを３〜６ｍｍ、ビードコア７の図心Ｇを通りタイヤ軸に平行な線分Ｌ３　とタイヤビード部内面との交点Ｐ２　から折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ４　に接するように延長する接線Ｌ２　に対して膨出する最大厚みＢを１〜５ｍｍにしたタイヤ／ホイール組立体である。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端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挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェルが前記弾性リングと連結する端部に折曲げ部を形成すると共に、前記弾性リングの周方向に直交する断面の形状を両側面が膨出する樽型に形成し、該弾性リングの断面において、前記リム上のハンプの頂点Ｐ１　から前記折曲げ部の軸方向内端Ｐ３　に接するように延長する接線Ｌ１　に対して膨出する最大厚みＡを３〜６ｍｍ、ビードコアの図心を通りタイヤ軸に平行な線分Ｌ３　とタイヤビード部内面との交点Ｐ２　から前記折曲げ部の軸方向外端Ｐ４　に接するように延長する接線Ｌ２　に対して膨出する最大厚みＢを１〜５ｍｍにしたタイヤ／ホイール組立体。
【請求項２】
前記弾性リングが軸方向内側へ傾斜している請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項３】
前記接線Ｌ１　がタイヤ軸に垂直な方向に対してなす傾斜角度αを１０〜２０°にした請求項１または２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項４】
前記弾性リングの軸方向外側の側面に、その径方向外側寄りの部分に周方向に延長する凹部を形成した請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項５】
前記凹部の最大深さを前記線分Ｌ２　に対して内側へ２ｍｍ以内、外側へ１ｍｍ以内にした請求項４に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項６】
前記環状シェルの折曲げ部の径方向最内面から前記凹部の最大深さ中心までの半径方向距離Ｈ２　を、前記環状シェルの折曲げ部の径方向最内面から前記ハンプの中央点Ｐ１　までの半径方向距離Ｈ１　の１０〜３５％にした請求項４または５に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項７】
前記折曲げ部の軸方向外端Ｐ４　を囲む弾性リングの厚みが５ｍｍ以上である請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
【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／ホイール組立体に関し、さらに詳しくは、タイヤビード部の脱落防止性の向上によりランフラット耐久性を一層向上したタイヤ／ホイール組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ｋｍ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、特許文献１や特許文献２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中子を装着し、その中子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。
【０００３】
上記ランフラット用中子（支持体）は、外周側を支持面にすると共に内周側を開脚した開脚構造の環状シェルを有し、その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っている。このランフラット用中子によれば、既存のホイール／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。
【０００４】
しかしながら、上記構成からなるタイヤ／ホイール組立体（車輪）においては、タイヤがパンクしてランフラット走行する際に、タイヤビード部がリムから脱落して、以後のランフラット走行が不可能になる場合がある。そのため、ランフラット用中子（支持体）としては、ランフラット走行時に車体荷重を支える機能を有することが最重要な要求特性ではあるが、同時にタイヤビード部に対して優れた脱落防止機能を有することもランフラット耐久性を向上する上で重要な要求特性になっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９７２２６号公報（〔要約〕、図１）
【特許文献２】
特表２００１−５１９２７９号公報（〔要約〕、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤビード部に対する脱落防止性を向上することによりランフラット耐久性を一層向上するようにしたタイヤ／ホイール組立体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ／ホイール組立体は、空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端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挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェルが前記弾性リングと連結する端部に折曲げ部を形成すると共に、前記弾性リングの周方向に直交する断面の形状を両側面が膨出する樽型に形成し、該弾性リングの断面において、前記リム上のハンプの頂点Ｐ１　から前記折曲げ部の軸方向内端Ｐ３　に接するように延長する接線Ｌ１　に対して膨出する最大厚みＡを３〜６ｍｍ、ビードコアの図心を通りタイヤ軸に平行な線分Ｌ３　とタイヤビード部内面との交点Ｐ２　から前記折曲げ部の軸方向外端Ｐ４　に接するように延長する接線Ｌ２　に対して膨出する最大厚みＢを１〜５ｍｍにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
このようにランフラット用支持体の弾性リングを樽型断面に形成すると共に、接線Ｌ１　とＬ２　に挟まれる断面領域を荷重伝達部とし、その半径方向内端部を少なくともリム上のハンプ頂点からタイヤビード部内面のビードコアの図心に対応する交点Ｐ２　までの領域に当接させているので、斜めに傾斜するタイヤビード部内面を介して荷重の一部をリムフランジ側へ分力として負荷し、タイヤビード部をリムフランジとの間に強く挟持する。しかも、リムフランジ側への分力はビードコアの図心を通るためタイヤビード部に対する挟圧力が一層増大し、ビード部に対する脱落防止効果を一層向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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の空洞部に挿入される環状体として形成される。このランフラット用支持体は、外径が空気入りタイヤの空洞部内面との間に一定距離を保つように空洞部内径よりも小さく形成され、かつ内径は空気入りタイヤのビード部内径と略同一寸法に形成されている。そして、このランフラット用支持体は、空気入りタイヤの内側に挿入された状態で空気入りタイヤと共にホイールにリム組みされ、タイヤ／ホイール組立体に構成される。このタイヤ／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用支持体の外周面に支持された状態になるので、ランフラット走行を可能にする。
【００１０】
上記ランフラット用支持体は、環状シェルと弾性リングとを主要部として構成されている。
【００１１】
環状シェルは、外周側（外径側）にパンクしたタイヤを支えるため連続した支持面を形成し、内周側（内径側）は左右の側壁を脚部として二股状に開脚した形状になっている。外周側の支持面は、その周方向に直交する横断面での形状が外径側に凸曲面になるように形成される。環状シェル外周側の凸部の数は１個でも、２個以上の複数のいずれであってもよい。しかし、凸部の数を複数にした場合には、ランフラット走行時に支持する荷重を複数の凸部に分散させることができるので、全体として環状シェルの耐久性を向上することができる。
【００１２】
本発明のランフラット用支持体は、パンクしたタイヤを介して車両重量を支えなければならないため、環状シェルは剛体材料から構成されている。その構成材料には、金属、樹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、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、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。
【００１３】
弾性リングは、環状シェルの内径側の二股状になった両脚部の端部にそれぞれ取り付けられ、左右のリムシート上に当接することにより環状シェルからの荷重を支持するが、本発明においては、さらにタイヤビード部のリムからの脱落防止作用を向上するため、後述する特別の構造になっている。弾性リングは、ゴム又は弾性樹脂から構成され、パンクしたタイヤから環状シェルが受ける衝撃や振動を緩和するほか、リムシートに対して滑り止めを行って環状シェルを安定支持する。
【００１４】
本発明において、上記環状シェルは、弾性リングと連結する部分（端部）にフランジ状の折曲げ部を有する。このような折曲げ部を有することにより、弾性リングとの接合面積が増大し、大きな連結強度を得ることができる。さらに、この折曲げ部により、後述する二つの接線Ｌ１　、Ｌ２　に挟まれた荷重伝達の断面領域を一定の大きさに確保し、環状シェルからの荷重をリム及びタイヤビード部に安定した状態にして伝達する。
【００１５】
他方、弾性リングは、周方向に直交する断面での形状が、両側面を膨出するようにした樽型に形成されている。かつ、この樽型の膨出断面形状において、その片側の膨出部は、リムシートのハンプの頂点Ｐ１　から環状シェル端部の折曲げ部の軸方向内端Ｐ３　に接するように延長する接線をＬ１　対して、最大厚みＡが３〜６ｍｍ、好ましくは４〜５ｍｍになるように膨出している。また、反対側の膨出部は、ビードコアの図心を通りタイヤ軸に平行な線分Ｌ３　とタイヤビード部内面との交点をＰ２　とし、この交点Ｐ２　から環状シェル端部の折曲げ部の軸方向外端Ｐ４　に接するように延びる接線Ｌ２　に対して、最大厚みＢが１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３．５ｍｍになるように膨出している。
【００１６】
上記膨出部は樽型を形成するものであれば、台形であっても、或いは滑らかな曲線の山形であってもよい。少なくとも最大厚みになる箇所が径方向の中央部になるようにするのがよい。なお、ここでハンプの頂点Ｐ１　とは、ハンプが同一高さの幅をもつ頂部であるときは、その頂部の幅方向の中央点を以ってハンプの頂点Ｐ１　とする。
【００１７】
弾性リングの断面形状が上記のような樽型であることにより、ランフラット走行時に環状シェルに負荷する荷重を、弾性リングを介して少なくともリム上のハンプ頂点Ｐ１　により支持すると共に、タイヤビード部内面のビードコア図心に対応する交点Ｐ２　でも支持し、その斜めに傾斜したタイヤビード部内面によりリムフランジ側への分力を発生し、タイヤビード部をリムフランジとの間に強く挟持する。したがって、ランフラット走行時においてタイヤビード部がリムから脱落しないように防止することができる。このようなランフラット走行時におけるビード部の脱落防止効果は、膨出部の最大厚さＡやＢを上述した範囲の下限を満たすようにしていないと低減する。また、上限を超えるとランフラット用支持体の重量増加を招くことになる。
【００１８】
上述したランフラット用支持体により車両重量を安定支持する効果と、ビード部の脱落防止のためリムフランジ側への分力を安定に発生させる効果は、上記接線Ｌ１　のタイヤ軸に垂直な方向に対する傾斜角度αを１０°〜２０°の範囲にするとよく、さらに好ましくは１２°〜１７°の範囲にすることにより一層向上することができる。
【００１９】
本発明において更に好ましくは、樽型の断面形状をした弾性リングの軸方向外側の側面に、かつその径方向外側の領域の部分に、周方向に延長する凹部を設けるようにするとよい。この凹部を設けることにより、上述した車両重量を安定支持の安定支持やタイヤビード部のリムからの脱落防止効果を発揮しながら、ランフラット用支持体のリム組み性を向上することができる。
【００２０】
上記のように樽型の断面形状にした弾性リングは、軸方向の荷重に対する曲げ剛性が大きくなるため、そのままの状態の場合にはランフラット用支持体のリム組み性が低下する場合がある。ランフラット用支持体のリム組みは、空気入りタイヤの内側に挿入した状態で、空気入りタイヤだけ単独でリム組みするときと同様に内径側の弾性リングをリムのウェルに落とし込み、空気内圧を掛けながらリムシートに乗り上げさせて行うので、弾性リングの曲げ剛性が大きいと、その曲げ抵抗の増大によりリム組み操作性が低下することになる。
【００２１】
しかし、上記のように弾性リングの軸方向外側の側面に周方向に延長する凹部が設けてあれば、その凹部の箇所で弾性リングが屈曲しやすくなり、リム組み性を良好にするとができる。また、このような凹部が設けられていても、弾性リングが樽型断面形状であるので、凹部の深さや位置が適切であれば、ランフラット用支持体の荷重支持やビード部の脱落防止機能を損なうことはない。
【００２２】
上記凹部の最大深さとしては、上述した接線Ｌ２　を基準にして、その接線Ｌ２　からの距離Ｄを内側へ２ｍｍ以内、外側へ１ｍｍ以内にするとよい。また、凹部の最大深さの位置は、曲げ抵抗を小さくするため環状シェル端部の折曲げ部の埋設位置よりも半径方向内側にするのがよい。さらに具体的には、環状シェルの折曲げ部の径方向最内面から凹部の最大深さの中心まての半径方向距離Ｈ２　を、環状シェルの折曲げ部の径方向最内面からハンプ頂点Ｐ１　まての半径方向距離Ｈ１　の１０〜３５％、好ましくは２０〜２５％にするとよい。
【００２３】
なお、ここで最大深さの中心とは、最大深さの位置が１点だけの場合は、その１点を意味し、また最大深さが同じ深さで連続しているときは、その同じ深さの径方向長さの中心を意味する。
【００２４】
また、環状シェル端部の折曲げ部には、特にその自由端（軸方向外端Ｐ４　）の周囲の弾性リング材料内に応力が集中し、剥離を生じやすくなる。このような弾性リング材料の剥離防止のため、軸方向外端Ｐ４　には少なくとも弾性リング材料が５ｍｍ以上の厚みを以って囲むようにすることが好ましい。
【００２５】
以下、図を参照して本発明を具体的に説明する。
【００２６】
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）の要部を示すタイヤ幅方向断面図（子午線断面図）である。
【００２７】
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。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の回転軸を中心として共軸に環状に形成されている。
【００２８】
ランフラット用支持体３は、金属、樹脂などの剛性材から形成された環状シェル４と硬質ゴム、弾性樹脂などの弾性材から形成された弾性リング５とから構成されている。環状シェル４は外周側に二つの凸曲面からなる凸部４ａ，４ａをタイヤ幅方向に並べるように形成されている。この環状シェル４の内周側の両側壁は、それぞれ脚部６，６として二股状に開脚し、それぞれ端部に弾性リング５，５が取り付けられている。
【００２９】
上記のように構成されたランフラット用支持体３は、空気入りタイヤ２の内側に挿入された状態で、弾性リング５，５をビード部２ｂ，２ｂと共にリム１のリムシート１ｓ，１ｓに同時装着されている。各ビード部２ｂにはビードコア７がタイヤ周方向に沿って環状に埋設され、このビードコア７の埋設によりビード部２ｂに剛性を与えられている。
【００３０】
上記環状シェル４の両端部には、図２に示すように、それぞれフランジ状の折曲げ部４ｆ，４ｆが形成され、その折曲げ部４ｆを環状の弾性リング５の外周側に埋設するように一体に連結している。その弾性リング５は、周方向に直交する断面（子午線断面図）での形状が全体として樽型に形成され、両側部に膨出部５ａ，５ｂを有している。
【００３１】
片側の膨出部５ａは、リムシート１ｓ上のハンプ１ｈの頂点Ｐ１　（平坦な幅方向の中心点）から環状シェル４の折曲げ部４ｆの軸方向内端Ｐ３　に接するように延長する接線Ｌ１　から最大厚みＡが３〜６ｍｍ、好ましくは４〜５ｍｍになるように膨出している。また、反対側の膨出部５ｂは、ビードコア７の図心Ｇを通りタイヤ軸に平行な線分Ｌ３　がタイヤビード部２ｂの内面に交差する交点をＰ２　とし、この交点Ｐ２　から環状シェル４の折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ４　に接するように延長する接線Ｌ２　から最大厚みＢが１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３．５ｍｍになるように膨出している。これら膨出部５ａ，５ｂは、全体として樽型形状を形成するものであれば、台形であっても、或いは滑らかな曲線をなす山形であってもよい。
【００３２】
上記のような樽型の横断面形状の弾性リング５は、その径方向内側の端部が、少なくともリムシート１ｓ上のハンプ１ｈの頂点Ｐ１　とタイヤビード部内面の交点Ｐ２　とに当接することにより、環状シェル４からの荷重をリムシート１ｓに支持すると共に、荷重の一部をタイヤビード部２ｂで支持することによりリムフランジ１ｆに向かう分力を発生し、タイヤビード部２ｂをリムフランジ１ｆとの間に強く挟持する。このリムフランジ側への分力は、ビードコア７の図心Ｇを通るため、タイヤビード部２ｂの固定作用を一層増大し、優れたタイヤビード部脱落防止効果を発揮する。このビード部脱落防止効果は、上記接線Ｌ１　のタイヤ軸に垂直な方向に対する傾斜角度αを１０°〜２０°、好ましくは１２°〜１７°にすることにより一層向上する。
【００３３】
図示の弾性リング５には、軸方向外側の側面のかつ径方向外側の領域に、周方向に延長する凹部８が設けられている。この凹部８の形成により、この凹部８を屈曲部として弾性リング５が曲がりやすくなるため、ランフラット用支持体３のリム組み性を良好にする。
【００３４】
凹部８の最大深さは、上記接線Ｌ２　に対する距離Ｄとして内側へ２ｍｍ以内、外側へ１ｍｍ以内に設定される。また、凹部８の最大深さの位置は、環状シェル４の折曲げ部４ｆの径方向最内面からの半径方向距離Ｈ２　として、環状シェル４の折曲げ部４ｆの径方向最内面からハンプ頂点Ｐ１　までの半径方向距離Ｈ１　の１０〜３５％、好ましくは２０〜２５％に設定されている。なお、ここで凹部の最大深さの位置は、図２のように最大深さが同一深さで連続しているときは、その半径方向長さの中心点を採用し、また図３の例のように、最大深さが１箇所だけのときは、その１箇所を採用するものとする。
【００３５】
また、環状シェル４の折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ４　は、その周囲を弾性リング５のゴム材料により少なくとも５ｍｍ以上の厚みで覆われている。このように弾性リング５で被覆されていることにより折曲げ部４ｆの軸方向外端Ｐ４　に集中する応力による剥離故障を低減する。
【００３６】
【実施例】
タイヤサイズとリムサイズを、それぞれ２０５／５５Ｒ１６，１６×６　１／２ＪＪにし、またランフラット用支持体の環状シェルを厚さ１ｍｍの鋼板から成形し、弾性リングをＪＩＳ−Ａ硬度８５のゴムで図２に示す樽型断面にし、かつ接線Ｌ１　の傾斜角度αを１０°、凹部の深さＤを０ｍｍ、位置Ｈ２　をＨ１　の２０％にする点を共通の同一条件とし、樽型の膨出部の最大厚みＡ及びＢをそれぞれ表１のように異ならせた実施例１〜１０及び比較例１〜５のタイヤ／ホイール組立体（車輪）を製作した。
【００３７】
上記１５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耐久性とビード部のリムからの脱落の有無を測定し、その結果を表１に示した。
【００３８】
表１の結果から、本発明によるタイヤ／ホイール組立体は、いずれもビード部の脱落がなく、良好なランフラット耐久性を示している。しかし、弾性リングが少なくとも片側に膨出部を形成していない比較例１〜３は、いずれもランフラット耐久性が低い結果になっている。また、比較例４と５は、ランフラット耐久性は申し分ないが、重量が大き過ぎるため好ましくない。
【００３９】
〔ランフラット耐久性〕
試験用タイヤ／ホイール組立体をタイヤ空気圧を０にして、排気量２５００ｃｃの乗用車の前輪左側に装着し、他のタイヤは２００ｋＰａにして、テストドライバーにより時速９０ｋｍ／ｈで周回路を走行し、タイヤビード部がリムから脱落して走行不能になるまでの走行距離を、またタイヤビード部の脱落がなかったものはタイヤ又はランフラット用支持体が破損するまでの走行距離を測定した。
【００４０】
評価は比較例１のタイヤ／ホイール組立体で測定した走行距離を１００とする指数で表示した。指数が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを意味する。
【００４１】
【表１】
2004082770.tif 000003
【００４２】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、ランフラット用支持体の弾性リングを樽型断面に形成すると共に、接線Ｌ１　とＬ２　に挟まれる断面領域を荷重伝達部とし、その半径方向内端部を少なくともリム上のハンプ頂点からタイヤビード部内面のビードコアの図心に対応する交点Ｐ２　までの領域に当接させているので、斜めに傾斜するタイヤビード部内面を介して荷重の一部をリムフランジ側へ分力として負荷し、タイヤビード部をリムフランジとの間に強く挟持することができる。しかも、リムフランジ側への分力はビードコアの図心を通るためタイヤビード部に対する挟圧力が一層増大し、ビード部に対する脱落防止効果を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】図１のタイヤ／ホイール組立体のタイヤビード部の箇所を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなる弾性リングの箇所を拡大して示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム
１ｈ　ハンプ
１ｆ　リムフランジ
２　空気入りタイヤ
２ｂ　ビード部
３　ランフラット用支持体
４　環状シェル
４ｆ　折曲げ部
５　弾性リング
５ａ，５ｂ　膨出部
７　ビードコア
８　凹部
Ｌ１　，Ｌ２　　　接線
Ａ，Ｂ　最大厚み
Ｐ１　（ハンプの）頂点
Ｐ２　　交点
Ｐ３　　軸方向内端
Ｐ４　　軸方向外端
【図１】
2004082770.tif 000004
【図２】
2004082770.tif 000005
【図３】
2004082770.tif 000006