(57)【要約】【課題】重量増加を抑えながら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を提供する。【解決手段】空気入りタイヤ２をホイールのリム１に嵌合すると共に、空気入りタイヤ２の空洞部に、支持面４ａを外周側に張り出しつつ該支持面４ａの両側に沿って脚部４ｂを持つ環状シェル４と、該環状シェル４の脚部４ｂをリム１上に支持する弾性リング５とからなるランフラット用支持体３を挿入したタイヤホイール組立体において、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２との間の空間７、及び、ランフラット用支持体３とリム１との間の空間６の少なくとも一方に、弾性薄膜によって形成された複数の中空バルーン８、或いは、独立気泡を有する少なくとも１つのスポンジ９を配置する。【選択図】　図１
2004090753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記ランフラット用支持体と前記空気入りタイヤとの間に形成される空間、及び、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成される空間の少なくとも一方に、弾性薄膜によって形成された複数の中空バルーンを配置したタイヤホイール組立体。
【請求項２】
前記中空バルーンの弾性薄膜がゴム又は合成樹脂からなる請求項１に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項３】
前記中空バルーンの肉厚が０．００５〜０．５ｍｍである請求項１又は請求項２に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項４】
前記中空バルーンの空間占有率が４０〜９５％である請求項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】
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ェルと、該環状シェルの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挿入したタイヤホイール組立体において、前記ランフラット用支持体と前記空気入りタイヤとの間に形成される空間、及び、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成される空間の少なくとも一方に、独立気泡を有する少なくとも１つのスポンジを配置したタイヤホイール組立体。
【請求項６】
前記スポンジの空間占有率が４０〜９５％である請求項５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、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、重量増加を抑えながら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、ある程度の緊急走行を可能にするための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１０−２９７２２６号公報や特表２００１−５１９２７９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である。
【０００３】
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、市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。
【０００４】
しかしながら、ランフラット走行時には中子に対して大きな荷重が負荷されるので、ランフラット走行時の耐久性を向上するには環状シェルの強度を十分に確保する必要があるが、この環状シェルの肉厚を大きくすると重量増加が顕著になるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、重量増加を抑えながら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を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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ェルと、該環状シェルの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挿入したタイヤホイール組立体において、前記ランフラット用支持体と前記空気入りタイヤとの間に形成される空間、及び、前記ランフラット用支持体と前記リムとの間に形成される空間の少なくとも一方に、弾性薄膜によって形成された複数の中空バルーン、或いは、独立気泡を有する少なくとも１つのスポンジを配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
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用支持体の環状シェルの支持面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。
【０００８】
本発明によれば、ランフラット用支持体と空気入りタイヤとの間に形成される空間、及び、ランフラット用支持体とリムとの間に形成される空間の少なくとも一方に、弾性薄膜によって形成された複数の中空バルーン、或いは、独立気泡を有する少なくとも１つのスポンジを配置するので、ランフラット走行時に上記空間が変形し、中空バルーンやスポンジに閉じ込められた気体が圧縮されたとき、これら中空バルーンやスポンジが気体の圧力を利用して荷重を支えるように機能する。しかも、中空バルーンやスポンジは嵩比重を小さくすることで軽量化が可能である。従って、重量増加を抑えながらランフラット走行時の耐久性を向上することができる。また、中空バルーンやスポンジによる荷重支持機能を付加する替わりに環状シェルの肉厚を低減すれば、タイヤホイール組立体の軽量化も可能である。
【０００９】
本発明において、中空バルーンの弾性薄膜はゴム又は合成樹脂から構成することが好ましい。また、中空バルーンの肉厚は０．００５〜０．５ｍｍであることが好ましい。これにより、重量増加を効果的に抑えながらランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００１０】
中空バルーン及びスポンジの空間占有率はそれぞれ４０〜９５％であることが好ましい。上記空間占有率を設定することにより、中空バルーンやスポンジに十分な荷重支持機能を持たせることができる。なお、空間占有率とは各空間の体積に対する各空間に内蔵された中空バルーン又はスポンジの総体積の比率であり、この空間占有率は無内圧状態での値である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
ランフラット用支持体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。
【００１４】
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。この凸曲面は少なくとも１つ存在すれば良いが、タイヤ軸方向に２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。
【００１５】
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から構成されている。その構成材料には、金属や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、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでも良い。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。
【００１６】
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、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から環状シェル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ェル４を安定的に支持するものである。
【００１７】
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（ＩＲ）、スチレン−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（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、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。
【００１８】
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の環状シェル４の支持面４ａ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。
【００１９】
上記タイヤホイール組立体において、ランフラット用支持体３とリム１との間には空間６が存在し、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２との間には空間７が存在する。そして、ランフラット用支持体３とリム１との間の空間６には、弾性薄膜によって球状に形成された複数の中空バルーン８が内蔵されている。空間６に内蔵された中空バルーン８は、軽量でありながら、ランフラット用支持体３が変形したときに荷重支持を分担する。そのため、大幅な重量増加を伴うことなくランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００２０】
図２は本発明の他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る。本実施形態において、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２との間の空間７には、弾性薄膜によって球状に形成された複数の中空バルーン８が内蔵されている。空間７に内蔵された中空バルーン８は、軽量でありながら、空気入りタイヤ２が変形したときに荷重支持を分担する。そのため、大幅な重量増加を伴うことなくランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００２１】
中空バルーン８の構成材料は特に限定されるものではないが、ゴム又は樹脂を用いると良い。ゴムとしては、天然ゴム、スチレン−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）、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。合成樹脂としては、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【００２２】
また、中空バルーン８の肉厚は０．００５〜０．５ｍｍであると良い。中空バルーン８の肉厚が０．００５ｍｍ未満であると耐久性の向上効果が不十分になり、逆に０．５ｍｍを超えると重量増加に繋がる恐れがある。
【００２３】
中空バルーン８の空間占有率は４０〜９５％であることが好ましい。この空間占有率が４０％未満であると中空バルーン８に十分な荷重支持機能を持たせることが困難になり、逆に９５％を超えるとリム組み作業が困難になる。
【００２４】
図３は本発明の更に他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る。本実施形態において、ランフラット用支持体３とリム１との間の空間６には、独立気泡を有する複数のスポンジ９が内蔵されている。空間６に内蔵されたスポンジ９は、軽量でありながら、ランフラット用支持体３が変形したときに荷重支持を分担する。そのため、大幅な重量増加を伴うことなくランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００２５】
図４は本発明の更に他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る。本実施形態において、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２との間の空間７には、独立気泡を有する複数のスポンジ９が内蔵されている。空間７に内蔵されたスポンジ９は、軽量でありながら、空気入りタイヤ２が変形したときに荷重支持を分担する。そのため、大幅な重量増加を伴うことなくランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００２６】
スポンジ９の空間占有率は４０〜９５％であることが好ましい。この空間占有率が４０％未満であるとスポンジ９に十分な荷重支持機能を持たせることが困難になり、逆に９５％を超えるとリム組み作業が困難になる。なお、上記空間占有率を満足するように一体化された１つのスポンジを空間６，７に配置することも可能である。
【００２７】
上述した実施形態では、ランフラット用支持体３とリム１との間の空間６、及び、ランフラット用支持体３と空気入りタイヤ２との間の空間７のいずれか一方に、中空バルーン８及びスポンジ９のいずれか一方を配置した場合について説明したが、本発明では空間６，７の両方に中空バルーン８やスポンジ９を配置することも可能である。
【００２８】
【実施例】
タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６　８９Ｖの空気入りタイヤと、リムサイズが１６×６　１／２ＪＪのホイールとのタイヤホイール組立体において、厚さ１．０ｍｍのスチール板から環状シェルを加工し、その脚部に弾性リングを接合したランフラット用支持体を製作し、図１に示すように、ランフラット用支持体とリムとの間の空間に多数の中空バルーンを配置しつつタイヤホイール組立体（実施例１）とした。同様に、図２に示すように、ランフラット用支持体と空気入りタイヤとの間の空間に多数の中空バルーンを配置しつつタイヤホイール組立体（実施例２）とした。これら実施例１，２において、中空バルーンの総重量はそれぞれ６０ｇ，１４０ｇであった。
【００２９】
また、比較のため、中空バルーンを内蔵しないこと以外は、実施例１，２と同一構造のタイヤホイール組立体（従来例）を得た。
【００３０】
上記３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。
【００３１】
〔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２．５リットルのＦＲ車の前右輪に装着し、そのタイヤ内圧を０ｋＰａ（前右輪以外は２００ｋＰａ）とし、時速９０ｋｍ／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。
【００３２】
【表１】
2004090753.tif 000003
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僅かな重量増加を伴うだけでランフラット走行時の耐久性を従来例に比べて向上することができた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、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、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、ランフラット用支持体と空気入りタイヤとの間に形成される空間、及び、ランフラット用支持体とリムとの間に形成される空間の少なくとも一方に、弾性薄膜によって形成された複数の中空バルーン、或いは、独立気泡を有する少なくとも１つのスポンジを配置したから、重量増加を抑えながらランフラット走行時の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】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】本発明の他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３】本発明の更に他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４】本発明の更に他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。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム
２　空気入りタイヤ
３　ランフラット用支持体
４　環状シェル
４ａ　支持面
４ｂ　脚部
５　弾性リング
６　支持体とリムとの間の空間
７　支持体と空気入りタイヤとの間の空間
８　中空バルーン
９　スポンジ
【図１】
2004090753.tif 000004
【図２】
2004090753.tif 000005
【図３】
2004090753.tif 000006
【図４】
2004090753.tif 000007