(57)【要約】【課題】リム組み性とランフラット走行時の耐久性との両立を可能にしたタイヤホイール組立体及びランフラット用支持体を提供する。【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、環状シェル４の脚部４ｂにシェル径方向に延在する側壁４ｃとシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁４ｄとを形成し、弾性リング５を脚部４ｂの側壁４ｃに接合する一方で底壁４ｄに対して非接合状態で当接させる。【選択図】　図１
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【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、前記環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、前記弾性リングを前記脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させたタイヤホイール組立体。
【請求項２】
前記環状シェルの脚部の底壁の末端部分をシェル径方向外側に折り返した請求項１に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項３】
前記環状シェルの脚部の側壁の前記弾性リングに対する接合部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工した請求項１又は請求項２に記載のタイヤホイール組立体。
【請求項４】
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り、前記環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、前記弾性リングを前記脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させたランフラット用支持体。
【請求項５】
前記環状シェルの脚部の底壁の末端部分をシェル径方向外側に折り返した請求項４に記載のランフラット用支持体。
【請求項６】
前記環状シェルの脚部の側壁の前記弾性リングに対する接合部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工した請求項４又は請求項５に記載のランフラット用支持体。
【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及びそれに用いるランフラット用支持体に関し、さらに詳しくは、リム組み性とランフラット走行時の耐久性とを両立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用支持体に関する。
【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、上記中子の弾性リングは、ランフラット走行時にシェル径方向の荷重支持能力が要求されると同時に、リム組み時にはシェル軸方向に変形自在であるか、或いは、その曲げ変形に対する抵抗が小さいことが要求される。上記特性を満足するために、弾性リングに対してシェル軸方向に延びるスリットを設けることが提案されているが、このようなスリットは弾性リングにおいてシェル径方向への微小な変形を生むため、ランフラット走行時の耐久性を低下させる要因になる。また、環状シェルを支持する弾性リングに応力集中を生じるとランフラット走行時の耐久性が低下し易いという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、リム組み性とランフラット走行時の耐久性との両立を可能にしたタイヤホイール組立体及びランフラット用支持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、前記環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、前記弾性リングを前記脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のランフラット用支持体は、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り、前記環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、前記弾性リングを前記脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させ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。
【０００９】
本発明によれば、環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、弾性リングを脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させているので、弾性リングは脚部側壁への接合部分では相対的に薄いが脚部底壁への当接部分では相対的に厚い構造となる。そのため、上記ランフラット用支持体を空気入りタイヤと共にリム組みする際に、弾性リングが薄い部分を屈曲点としてシェル軸方向に容易に変形するので、リム組み性を向上することができる。
【００１０】
一方、ランフラット走行時にシェル径方向に負荷される荷重は、環状シェルの脚部の底壁を介して弾性リングの厚い部分で支持されるので、ランフラット走行時の耐久性を十分に確保することができる。特に、環状シェルの脚部にはシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁を設けているので、ランフラット走行時の荷重がシェル軸方向に延在する底壁を介して弾性リングの全体に伝達される。そのため、弾性リングにおける応力集中を回避し、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００１１】
本発明では、環状シェルの脚部の底壁の末端部分をシェル径方向外側に折り返すことが好ましい。これにより、ランフラット走行時における弾性リングの安定性を高めることができる。また、環状シェルの脚部の側壁の弾性リングに対する接合部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸を加工することが好ましい。これにより、環状シェルの脚部と弾性リングとの接着面積が増大するので、両者の接着性を高めることができる。
【００１２】
【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。
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】
図２は上記ランフラット用支持体の要部を示すものである。図２に示すように、環状シェル４の脚部４ｂは内周側がシェル軸方向に屈曲するように曲げ加工されている。これにより、環状シェル４の脚部４ｂにはシェル径方向に延在する側壁４ｃとシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁４ｄとが形成されている。一方、弾性リング５は外周側の薄肉部５ａと内周側の厚肉部５ｂとから構成されている。この弾性リング５は、薄肉部５ａが接着層６を介して脚部４ｂの側壁４ｃに接合されているものの、厚肉部５ｂが脚部４ｂの底壁４ｄに対して非接合状態で当接している。
【００２０】
このように環状シェル４の脚部４ｂにシェル径方向に延在する側壁４ｃとシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁４ｄとを形成し、弾性リング５の薄肉部５ａを脚部４ｂの側壁４ｃに接合する一方で、弾性リング５の厚肉部５ｂを脚部４ｂの底壁４ｄに対して非接合状態で当接させているので、ランフラット用支持体３を空気入りタイヤ２と共にリム組みする際に、図３に示すように、弾性リング５が薄肉部５ａを屈曲させてシェル軸方向に容易に変形する。そのため、上記ランフラット用支持体３を備えたタイヤホイール組立体はリム組み性が優れている。
【００２１】
一方、ランフラット走行時にシェル径方向に負荷される荷重は、図２の状態において、環状シェル４の脚部４ｂの底壁４ｄを介して弾性リング５の厚肉部５ｂで支持されるので、ランフラット走行時の耐久性を十分に確保することができる。特に、環状シェル４の脚部４ｂにはシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁４ｄを設けているので、ランフラット走行時の荷重がシェル軸方向に延在する底壁４ｄを介して弾性リング５の全体に伝達される。そのため、弾性リング５に応力集中を生じ難く、ランフラット走行時の耐久性を向上することができる。
【００２２】
図４は上記ランフラット用支持体の変形例を示すものである。この図４に示すように、環状シェル４の脚部４ｂと弾性リング５との接合にはボルト７とナット８を使用することができる。勿論、接着層６を設けずにボルト７とナット８だけで接合することも可能である。
【００２３】
図５は上記ランフラット用支持体の他の変形例を示すものである。この図５に示すように、環状シェル４の脚部４ｂの底壁４ｄの末端部分４ｄ１　をシェル径方向外側に折り返しても良い。この場合、ランフラット走行時における弾性リング５の安定性を高めることができる。その結果、ランフラット走行時の耐久性を更に改善することができる。
【００２４】
図６は上記ランフラット用支持体の更に他の変形例を示すものである。この図６に示すように、環状シェル４の脚部４ｂの側壁４ｃの弾性リング５に対する接合部分にシェル周方向に沿って波状の凹凸４ｃ１　を加工しても良い。この場合、環状シェル４の脚部４ｂと弾性リング５との接着面積が増大するので、両者の接着性を高めることができる。その結果、ランフラット走行時の耐久性を更に改善することができる。なお、凹凸４ｃ１　はローレット加工により簡単に成形することができる。
【００２５】
【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、図２に示すように、環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、弾性リングを脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させたランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を空気入りタイヤの空洞部に挿入してタイヤホイール組立体（実施例）とした。
【００２６】
また、比較のため、図７に示すように、環状シェルの脚部をスリット付きの弾性リングに埋設したランフラット用支持体を製作し、そのランフラット用支持体を用いたこと以外は、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。
【００２７】
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、その結果を表１に示した。
【００２８】
〔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。
【００２９】
【表１】
2004058795.tif 000003
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ランフラット走行時の耐久性が従来よりも優れていた。また、実施例のタイヤホイール組立体は、ランフラット用支持体を空気入りタイヤと共にリム組みする際に、弾性リングがシェル軸方向に容易に変形するので、従来例のタイヤホイール組立体と同様にリム組み性が良好であった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、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において、環状シェルの脚部にシェル径方向に延在する側壁とシェル軸方向に対して実質的に平行な底壁とを形成し、弾性リングを脚部の側壁に接合する一方で底壁に対して非接合状態で当接させたから、リム組み性とランフラット走行時の耐久性とを両立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】本発明のランフラット用支持体の環状シェルと弾性リングとの接合部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明のランフラット用支持体の弾性リングがリム組み時に変位した状態を示す断面図である。
【図４】本発明のランフラット用支持体の環状シェルと弾性リングとの接合部の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明のランフラット用支持体の環状シェルと弾性リングとの接合部の他の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明のランフラット用支持体の環状シェルと弾性リングとの接合部の更に他の変形例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】従来のランフラット用支持体の環状シェルと弾性リングとの接合部を示す断面図である。
【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
４ｃ　側壁
４ｃ１　凹凸
４ｄ　底壁
４ｄ１　端末部分
５　弾性リング
５ａ　薄肉部
５ｂ　厚肉部
【図１】
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【図２】
2004058795.tif 000005
【図３】
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【図４】
2004058795.tif 000007
【図５】
2004058795.tif 000008
【図６】
2004058795.tif 000009
【図７】
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