(57)【要約】【課題】柔軟な薄膜で形成された軽量のバルーンを用いて優れたランフラット走行性能を発揮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】チューブレスの空気入りタイヤ３をホイール１のリム２に嵌合してなるタイヤホイール組立体において、空気入りタイヤ３の空洞部４に、個々の内容積が１０〜１５００ｃｃであって柔軟な薄膜で形成された複数のバルーン５を挿入し、これらバルーン５の総体積を空洞部４の体積の４０％以上にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブレスの空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合してなるタイヤホイール組立体において、前記空気入りタイヤの空洞部に、個々の内容積が１０〜１５００ｃｃであって柔軟な薄膜で形成された複数のバルーンを挿入し、これらバルーンの総体積を前記空洞部の体積の４０％以上にしたタイヤホイール組立体。
【請求項２】
前記バルーン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】
前記バルーンの膜厚が０．００１〜０．５ｍｍ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】
前記バルーンを前記空洞部に沿って環状に連結した請求項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】
前記バルーンをリング部材に固定し、該リング部材を前記空洞部に配置した請求項１〜４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、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、柔軟な薄膜で形成された軽量のバルーンを用いて優れたランフラット走行性能を発揮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。このようなランフラット走行性能を有するタイヤホイール組立体として、空気入りタイヤの空洞部に発泡性材料からなる多数の球体を充填したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、上述のように空気入りタイヤの空洞部に発泡性材料からなる多数の球体を充填すると、タイヤホイール組立体の重量増加が顕著になるという問題があった。また、軽量化のために球体の発泡率を高くすると、荷重支持能力が低下し、ランフラット走行性能を発揮することが困難になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６５２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、柔軟な薄膜で形成された軽量のバルーンを用いて優れたランフラット走行性能を発揮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、チューブレスの空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合してなるタイヤホイール組立体において、前記空気入りタイヤの空洞部に、個々の内容積が１０〜１５００ｃｃであって柔軟な薄膜で形成された複数のバルーンを挿入し、これらバルーンの総体積を前記空洞部の体積の４０％以上にしたことを特徴とするものである。但し、ここで言うバルーンの総体積と空洞部の体積は、空気入りタイヤに空気圧を充填する前の無内圧状態での体積であり、空気入りタイヤを所定の空気圧までインフレートした状態ではバルーンが縮んだ状態になる。
【０００７】
このように柔軟な薄膜で形成されたバルーンは独立した気室を有するため、パンク時に空気入りタイヤが変形し、バルーンに閉じ込められた気体が圧縮されたとき、その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、バルーンは所定の内容積となるように薄膜から構成されるので軽量である。従って、これらバルーンを空気入りタイヤの空洞部に挿入することにより、重量増加を最小限に抑えながら優れたランフラット走行性能を発揮することが可能になる。
【０００８】
本発明において、バルーンはゴム又は合成樹脂から構成することが好ましい。また、バルーンの膜厚は０．００１〜０．５ｍｍ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優れたランフラット走行性能を発揮することが可能になる。
【０００９】
上記バルーンを空気入りタイヤの空洞部に挿入するに際し、そのリム組み作業性を向上するために、これらバルーンを空洞部に沿って環状に連結したり、或いは、バルーンをリング部材に固定し、該リング部材を空洞部に配置することが好ましい。
【００１０】
【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。
【００１１】
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）の要部を示し、（ａ）は子午線断面図、（ｂ）は赤道線断面図である。図１において、ホイール１のリム２には空気入りタイヤ３が嵌合されている。空気入りタイヤ３の空洞部４には、柔軟な薄膜で形成された複数のバルーン５が挿入されている。これらバルーン５はリム組み時に空洞部４に詰め込まれるのである。
【００１２】
上記バルーン５は、パンク時に空気入りタイヤ３が変形し、バルーン５に閉じ込められた気体が圧縮されたとき、その気体の圧力を利用して荷重を支えるように機能する。これらバルーン５は、軽量でありながら優れたランフラット走行性能を発揮する。例えば、空洞部４に挿入されるバルーン５の総重量を１００〜２００ｇ程度に設定すれば、ランフラットタイヤの課題である重量増加を解消することができる。また、軽量かつ低剛性のバルーン５はタイヤ本来の剛性に影響を与えないので、ランフラットタイヤの運動性能を通常のタイヤ並に維持することを可能にする。
【００１３】
各バルーン５は独立した気室を有し、内容積が１０〜１５００ｃｃ、好ましくは１００〜５００ｃｃである。このバルーン５の内容積が小さ過ぎると必要なランフラット走行性能を得るにあたって重量増加が顕著になり、逆に大き過ぎると接地部で潰されたバルーン５において気体が非接地部に移動し、荷重支持能力を発揮することが困難になる。例えば、タイヤ周方向に延在する環状のチューブを用いた場合、接地部で潰されたチューブ内の気体が非接地部に移動するため、荷重支持能力が殆ど得られない。
【００１４】
バルーン５の総体積は空洞部４の体積の４０％以上、好ましくは６０〜９０％にする。このバルーン５の総体積が小さ過ぎるとランフラット走行性能を十分に得ることができなくなる。上記バルーン５の総体積と空洞部４の体積は、空気入りタイヤ３に空気圧を充填する前の無内圧状態での体積である。図２に示すように、空気入りタイヤ３に所定の空気圧を充填すると、バルーン５は縮んで内圧がタイヤ空気圧と等しくなる。例えば、バルーン５の初期内圧を大気圧と等しくした場合、タイヤ空気圧を２００ｋＰａに設定すると、バルーン５の体積は約１／３になる。
【００１５】
パンク時にタイヤ空気圧が低下すると、破壊されていないバルーン５が膨張して空気入りタイヤ３を支える。即ち、バルーン５は伸縮自在又は変形自在であるので、タイヤ空気圧やバルーン同士の圧力関係に基づいて形状が自由に変化し、その内圧を均等化する。そのため、パンクの程度に応じた荷重支持能力を発揮することができる。また、釘踏み等により破壊されたバルーンの薄膜はパンク穴をシールする役割も果たす。多少大きいパンク穴であっても、複数枚の薄膜が寄り集まって、これをシールすることが可能である。
【００１６】
空洞部４にバルーン５を挿入することにより、ロードノイズの低減効果も得られる。即ち、バルーン５は空洞部４内の音圧変化を抑制するので、２００〜３００Ｈｚ付近のロードノイズ（空洞共鳴音）を低減することができる。
【００１７】
バルーン５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。
【００１８】
特に、バルーン５には大きな変形を許容することが望まれるので、５０〜５００％の破断伸びを有する材料を用いると良い。また、バルーン同士の接触やバルーンとタイヤとの接触によるバルーン５の摩滅を防止するために、摩擦係数が小さい材料を選択したり、摩擦係数を低減するための表面処理を施しても良い。
【００１９】
バルーン５の膜厚は０．００１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．００５〜０．０５ｍｍであると良い。この膜厚が小さ過ぎると荷重支持能力が不十分になり、逆に大き過ぎると軽量性を損なうことになる。上記膜厚は必ずしも全てバルーンについて一定にする必要はなく、例えば、大きな貫通穴が開き易いサイドウォール部に配置されるバルーンの膜厚だけを選択的に厚くしても良い。
【００２０】
バルーン５の内圧は大気圧より高く設定しても良い。予めバルーン５に１０〜１５０ｋＰａ程度の圧力を封じ込める場合、リム組み前にバルーン５が過度に膨張することでリム組み作業に支障を来さないように、材料の弾性率や膜厚を調整すると良い。
【００２１】
バルーン５は、図３に示すような中空構造を有するものであるが、その内部には軽量性を損なわない程度で任意の充填剤を封入することが可能である。例えば、ランフラット走行時のシール性を向上するために、図４に示すように、バルーン５の内部にシーラント６を封入しても良い。その他、ランフラット走行時の発熱により気体を発生するような物質をバルーン５の内部に封入しても良い。
【００２２】
バルーン５の形状は特に限定されるものではなく、球状のほか、円柱状等にすることができる。例えば、タイヤ子午線断面形状に近似する偏平形状とした場合、リム組み作業が容易になる。また、多くのタイヤサイズに適用可能となるように、サイズが異なる種々の形状を組み合わせて用いても良い。更に、タイヤ空洞断面積が周方向に変化すると空洞共鳴音が低減されることが公知であるが、そのような作用をバルーン５の形状に基づいて得るようにしても良い。或いは、タイヤ空洞断面積が周方向に変化するように、バルーン５の封じ込め圧力を個々に変化させても良い。
【００２３】
空洞部４に収容されるバルーン５の数は特に限定されるものはなく、１０〜５００個の範囲で任意に選択すれば良い。このバルーン数が少な過ぎると１つのバルーンが破壊されたときに残ったバルーンで荷重を支持することが困難になる。一方、バルーン数が多過ぎると軽量性を損なうことになる。好ましいバルーン数は１５〜６０個である。
【００２４】
バルーン５は単に空洞部４内に挿入するだけでも良いが、接着剤等でタイヤ内面に固定しても良い。タイヤ内面に固定する場合、その位置はトレッド部、サイドウォール部、ビード部のいずれでも良いが、リム組み作業性を考慮すると、トレッド部が最も好ましい。
【００２５】
また、複数のバルーン５を予め空洞部４に合わせて環状に連結したものを用意しておけば、リム組み作業性を向上し、しかも走行中にバルーン５の相互位置が固定されるという利点もある。特に、図５に示すように、バルーン５をリング部材７に固定し、そのリング部材７を空洞部４に配置することが好ましい。ここで、８はリング部材７とバルーン５との接合部である。リング部材７は、図示のようにトレッド内面に当接するもの、或いは、リム外周面に当接するものとすることができる。リング部材７は接着剤や熱融着などによってトレッド内面やリム外周面に固定される。熱融着の場合、バルーン５及びリング部材７の少なくとも一方を熱可塑性樹脂から構成すると良い。それにより、バルーン５とリング部材７との組立が容易になる。
【００２６】
【実施例】
タイヤサイズが１８５／６５Ｒ１４  ８６Ｈの空気入りタイヤと、リムサイズが１６×６ＪＪのホイールとのタイヤホイール組立体において、空気入りタイヤの空洞部に、個々の内容積が４００ｃｃであって柔軟な薄膜で形成された複数のバルーンを挿入し、これらバルーンの総体積を空洞部の体積の６０％にした（実施例）。上記バルーンの総重量（追加重量）は２００ｇであった。
【００２７】
また、比較のため、空気入りタイヤの空洞部に、バルーンの替わりに発泡ゴムボールを挿入したこと以外は、実施例と同一構造のタイヤホイール組立体（従来例）を得た。上記発泡ゴムボールの総重量（追加重量）は２１００ｇであった。
【００２８】
上記２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た。
【００２９】
〔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２．０リットルのＦＦ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。
【００３０】
【表１】
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この表１に示すように、実施例のタイヤホイール組立体は空洞部への追加重量が２００ｇだけであるにも拘らず従来例と同等の耐久性を備えていた。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、チューブレスの空気入りタイヤをホイールのリムに嵌合してなるタイヤホイール組立体において、空気入りタイヤの空洞部に、個々の内容積が１０〜１５００ｃｃであって柔軟な薄膜で形成された複数のバルーンを挿入し、これらバルーンの総体積を空洞部の体積の４０％以上にしたから、重量増加を最小限に抑えながら優れたランフラット走行性能を発揮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し、（ａ）は子午線断面図、（ｂ）は赤道線断面図である。
【図２】図１のタイヤホイール組立体のインフレート状態を示し、（ａ）は子午線断面図、（ｂ）は赤道線断面図である。
【図３】本発明におけるバルーンの一例を示す一部切り欠き正面図である。
【図４】本発明におけるバルーンの変形例を示す一部切り欠き正面図である。
【図５】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し、（ａ）は子午線断面図、（ｂ）は赤道線断面図である。
【符号の説明】
１  ホイール
２  リム
３  空気入りタイヤ
４  空洞部
５  バルーン
６  シーラント
７  リング部材
８  接合部
【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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