(57)【要約】【課題】ランフラット走行時にタイヤに付与されたトー角の影響により損傷が生じることを効果的に防止する。【解決手段】ランフラットタイヤ１０では、空気入りタイヤ１４内に配設された支持体１６に軸心Ｓを中心とする周方向に対して傾いて螺旋状に延在する凸部３２が形成されている。この凸部３２の傾き角θＩはトー角の方向、大きさ等に応じて設定されている。これにより、ランフラット走行時に、ランフラットタイヤ１０にトーイン又はトーアウトのトー角が付与されていても、空気入りタイヤ１４の回転に伴い生じる横力を、凸部３２が発生させるスラスト荷重により打ち消すことができるので、ランフラット走行に伴って空気入りタイヤ１４が車軸方向に沿ってリム１２に対してスライドし、これにより空気入りタイヤ１４のタイヤサイド部２６等が損傷することを防止できる。【選択図】    図１
2004175258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤの内部に配設され前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、
前記支持体の径方向断面において、径方向外側に突出する凸部及び、幅方向に沿った両端部にそれぞれ径方向内側へ延出するサイド部が設けられた円筒状の支持部材と、
前記サイド部の径方向に沿った内側端部に固着された弾性体からなり、リム組み時に該リムに装着される脚部とを有し、
前記凸部を前記支持体の周方向に対し傾けて、該凸部を前記支持部材における外周面に螺旋状に延在させたことを特徴とする支持体。
【請求項２】
前記凸部の前記周方向に対する傾け量及び傾け方向を、前記リムが連結されるサスペンションにおけるトー角に応じて設定したことを特徴とする請求項１記載の支持体。
【請求項３】
一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層とがそれぞれ設けられ、リムに装着されるタイヤと、
前記タイヤの内部に配設され該タイヤと共にリムに組み付けられ支持体と、を有する空気入りランフラットタイヤであって、
前記支持体として、請求項１乃至２の何れか１項記載のものを用いることを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤパンク時に、パンク状態のまま相当の距離を走行し得るように空気入りタイヤの内部に配設される環状の支持体及び、この支持体を用いた空気入りランフラットタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤでランフラット走行が可能、即ち、パンクしてタイヤ内圧が略０気圧（ゲージ圧）になっても、ある程度の距離を安全に走行（ランフラット走行）が可能なタイヤ（以下、「ランフラットタイヤ」と言う。）としては、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、例えば、環状の支持体を取り付けた、所謂、中子タイプのものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６には、上記のような中子タイプのランフラットタイヤの一例が示されている。このランフラットタイヤ１００は、空気入りタイヤ１１２内に配設される環状の支持体１０２を備えており、この支持体１０２は、支持部材である環状のシェル１０４と、このシェル１０４の幅方向両端部にそれぞれ加硫接着されたゴム製の脚部１０６とを備えている。シェル１０４としては、リム１１８に取り付けられる空気入りタイヤ１１２の径方向（矢印Ｒ方向）に沿った断面において、それぞれ略半円状に形成された略２個の凸部１０８，１１０を有する、所謂、２山形状のものが用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２９７２２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示される支持体１０２は、通常、径方向断面において幅方向（矢印Ｗ方向）で左右対称に形成されており、これら２個の凸部１０８，１１０がシェル１０４の外周面において、その周方向と平行に延在している。しかしながら、自動車等の車両では、通常、車両特性等に応じてタイヤには、車両の進行方向に対して僅かに内側（トーイン側）又は外側（トーアウト側）に傾くようにトー角が付与された状態で車両（サスペンション）に組み付けられる。なお、近時、乗用車等の自動車では、殆ど場合、タイヤにトーイン側へのトー角が付与されている。
【０００６】
ここで、図６、空気入りタイヤ１１２にトーイン側へトー角が付与されて車両に組み付けられランフラット走行した時の状態を示している。この図６では、矢印ＯＵＴが車両における車軸方向の外側（以下、「車両外側」という。）を、矢印ＩＮが車軸方向の内側（以下、「車両内側」という。）をそれぞれ示している。この図から明らかなように、空気入りタイヤ１１２にトーイン側にトー角が付与されている場合には、ランフラット走行に伴って空気入りタイヤ１１２におけるトレッド部１１４が車両内側へスライドし、車両内側のタイヤサイド部１１６が径方向に沿って屈曲し、車両外側のタイヤサイド部１１６が路面側へ引張られた状態になる。この現象は、トー角付与により空気入りタイヤ１１２に横力が作用した際に、トレッド部１１４の路面に対する摩擦抵抗が、シェル１０４に対する摩擦抵抗よりも大きいために生じる。このように車両内側のタイヤサイド部１１６が屈曲した状態でランフラット走行を続けると、このタイヤサイド部１１６が早期に破壊又は損傷し、ランフラット走行の継続が不可能になる場合があり、またランフラット走行後に空気入りタイヤ１１２が損傷により使用不能になるおそれもある。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、ランフラット走行時にタイヤに付与されたトー角の影響により損傷が生じることを効果的に防止できる支持体及び空気入りランフラットタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられ、ランフラット走行時に荷重を支持可能な環状の支持体であって、前記支持体の径方向断面において、径方向外側に突出する凸部及び、幅方向に沿った両端部にそれぞれ径方向内側へ延出するサイド部が設けられた円筒状の支持部材と、前記サイド部の径方向に沿った内側端部に固着された弾性体からなり、リム組み時に該リムに装着される脚部とを有し、前記凸部を前記支持体の周方向に対し傾けて、該凸部を前記支持部材における外周面に螺旋状に延在させたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る支持体は、従来の空気入りタイヤの内部（空気室内）に配設して、空気入りタイヤと共にリムに組み付けられることより、ランフラットタイヤとして機能して、空気入りタイヤの内圧低下時にタイヤ空気室内に配設された支持体がサイドゴム層に替わって荷重を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。
【００１０】
ランフラットタイヤが装着される自動車等の車両では、通常、タイヤ及びリムにトーイン側又はトーアウト側へのトー角が付与されてタイヤ及びリムが車両進行に対してトーイン側又はトーアウト側へ僅かに傾いた状態でサスペンションに組み付けられている。これにより、ランフラット走行時には、タイヤの回転に伴いタイヤには常に車軸方向に沿った横力が作用し、この横力がトーインの場合にはタイヤをリムに対して車両内側へ、トーアウトの場合にはタイヤをリムに対して車両外側へスライドさせるように作用するが、本発明に係る支持体では、支持部材における凸部が支持部材の外周面に螺旋状に延在することにより、ランフラット走行時には、支持部材が凸部の巻き方向に対応する車軸方向に沿った荷重（スラスト荷重）をタイヤに作用させるので、このスラスト荷重の大きさ及び方向を、タイヤに作用する横力を打ち消すように適宜設定すれば、ランフラット走行に伴ってタイヤが車軸方向に沿ってスライドし、これによりタイヤサイド部等が破壊又は損傷することを効果的に防止できる。
【００１１】
本発明に係る空気入りランフラットタイヤは、一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するゴム層と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層とがそれぞれ設けられ、リムに装着されるタイヤと、前記タイヤの内部に配設され該タイヤと共にリムに組み付けられ支持体と、を有する空気入りランフラットタイヤであって、前記支持体として、請求項１乃至３の何れか１項記載のものを用いることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る空気入りランフラットタイヤによれば、支持体として本発明に係る支持体を用いているので、ランフラット走行に伴ってタイヤが車軸方向に沿ってスライドし、これによりタイヤサイド部等が破壊又は損傷することを効果的に防止できる、という効果を得られるので、ランフラット走行時のタイヤの耐久性及び走行距離を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤ及びその支持体を図面に基づいて説明する。
【００１４】
ランフラットタイヤ１０とは、図１に示されるように、リム１２に空気入りタイヤ１４と支持体１６を組み付けたものをいう。リム１２は、空気入りタイヤ１４のサイズに対応した標準リムである。空気入りタイヤ１４は、一対のビード部１８と、両ビード部１８に跨がって延びるトロイド状のカーカス２０と、カーカス２０のクラウン部に位置する複数（本実施形態では２枚）のベルト層２２と、ベルト層２２の外周部に形成されたトレッド部２４と、カーカス２０のタイヤ軸方向外側をゴム層により覆って構成したタイヤサイド部２６とを備える。
【００１５】
空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体１６は、図２に示されるように、全体として一定曲率で湾曲したリング状に形成されており、環状の支持部材であるシェル２８と、このシェル２８の両端部にそれぞれ加硫接着されたゴム製の脚部３０とを備える。脚部３０は、支持体１６をリム組み付け時に空気入りタイヤ１４の内側でリム１２に組み付けられるものであり、径方向に沿った高さが２０ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ〜３５ｍｍが好適である。
【００１６】
一方、シェル２８は、図１及び図２に示されるように、径方向（矢印Ｒ方向）に沿って所定の断面形状を有する薄肉プレート状に形成されており、シェル２８には、略半円状の断面を有し径方向外側へ凸状となる凸部３２と、幅方向（矢印Ｗ方向）に沿って凸部３２間に形成された径方向内側に凸状となる凹部３４とが連続的に形成され、更に、シェル２８には、幅方向両端部にそれぞれ凸部３２から内周側へ直線的に延出するようにサイド部３６，３８が形成されると共に、サイド部３６，３８の径方向内側の端部（リム側端部）に略タイヤ回転軸方向に延出するフランジ部４０，４２が形成されている。ここで、シェル２８は、アルミ合金、マグネシウム合金等の金属材料や、カーボン、ケプラー、ガラス繊維のいずれかあるいはその組み合わせで補強された熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂等により一体的に成形されている。
【００１７】
図２に示されるように、シェル２８における凸部３２は、任意の部位でシェル２８の軸心Ｓを中心とする周方向に対して所定の角度の傾きを有するように設けられており、これにより、凸部３２はシェル２８の外周面における幅方向一端部から他端部までの間で螺旋状に延在している。また凸部３２は、その長手方向に沿った両端部付近がそれぞれ凸部３２先端へ向って幅及び高さが徐々に減少するテーパ部３２Ａ，３２Ｂとして形成されているが、これらのテーパ部３２Ａ，３２Ｂ間の中間部分では、図１に示されるように幅及び軸心Ｓを基準とする高さがそれぞれ一定とされている。これにより、シェル２８における径方向断面では、凸部３２の中間部分における最も外周側の部位である各ピーク４４が径方向においてはそれぞれ同一位置に存在する。
【００１８】
なお、空気入りタイヤ１４及び支持体１６は標準リム１２に組み付けられている。この標準リムとはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ２００２年度版規定のリムであり、標準空気圧とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ２００２年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、標準荷重とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ２００２年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。
【００１９】
日本以外では、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Ａｐｐｒｏｖｅｄ  Ｒｉｍ”  、”Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｒｉｍ”）のことである。
【００２０】
規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”Ｔｈｅ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．  のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ  ”であり、欧州では”Ｔｈｅ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ  Ｍａｎｕａｌ”である。
【００２１】
次に、タイヤに付与されるトー角とシェル２８における凸部３２の巻き方向及び傾き角との関係について説明する。先ず、図５を参照してランフラットタイヤ１０にトーイン側のトー角θＴが付与されている場合について説明する。この場合、車両５０が前進方向（矢印ＦＦ方向）へ移動することにより、例えば、右前輪のランフラットタイヤ１０は、車両５０の車体側から見て反時計へ回転する。このとき、右前輪のランフラットタイヤ１０がランフラット走行をしていると、このランフラットタイヤ１０は、反時計方向への回転に伴って空気入りタイヤ１４には常に車軸方向に沿って車両内側へ向う横力ＦＩＮが路面からの反力として作用する。この横力ＦＩＮは空気入りタイヤ１４をリム１２に対して車両内側へスライドさせるように作用する。
【００２２】
一方、図２に示されるように、シェル２８における凸部３２には、シェル２８における車体側の側端を基端２８Ａとすると、この基端２８Ａからシェル２８の先端２８Ｂへ向って反時計方向（左ねじ方向）へ旋回するような傾きが付与されている。これにより、ランフラット走行時に凸部３２の各ピーク４４付近がそれぞれ路面からの荷重を支持しつつ反時計方向へ回転すると、凸部３２の各ピーク４４付近が空気入りタイヤ１４のトレッド部２４に対して車両外側へ向う荷重（スラスト荷重）ＬＯＵＴを作用させる。この結果、スラスト荷重ＬＯＵＴの大きさを、横力ＦＩＮと釣り合うような大きさに設定すれば、図３に示されるように、ランフラット走行に伴って空気入りタイヤ１４が車軸方向に沿ってリム１２に対してスライドすることが防止されて略一定の位置に保たれる。
【００２３】
ここで、図２に示される凸部３２の傾き角θＩの設定値は、基本的には、トー角θＴとの正の相関を有する値になるが、ランフラット走行時における空気入りタイヤ１４の路面との接地抵抗、凸部３２とトレッド部２４との摩擦抵抗、車速等の影響を受けて最適値が変動する。このことから、傾き角θＩは、例えば、トー角θＴ、ランフラット走行時における空気入りタイヤ１４の路面との接地抵抗、凸部３２とトレッド部２４との摩擦抵抗、車速等をパラメータとして、コンピュータを用いたシミュレーションにより適宜設定され、概ね、１°〜１０°の範囲内から、組み合される空気入りタイヤ１４の種類等に応じて選択される。
【００２４】
また図５に示される場合とは逆に、ランフラットタイヤ１０にトーアウト側のトー角θＴが付与されている場合は、車両５０が前進方向へ移動することにより、ランフラットタイヤ１０の空気入りタイヤ１４には、ランフラット走行時に常に車軸方向に沿って車両外側へ向う横力が路面からの反力として作用する。このことから、シェル２８における凸部３２には、シェル２８の基端２８Ａから先端２８Ｂへ向って時計方向（右ねじ方向）へ旋回するような傾きが付与される。これにより、ランフラット走行時には、凸部３２の各ピーク４４付近が空気入りタイヤ１４のトレッド部２４に対して車両内側へ向う荷重（スラスト荷重）を作用させる。この結果、このスラスト荷重の大きさを、空気入りタイヤ１４の横力と釣り合うような大きさに設定すれば、トーインの場合と同様に、ランフラット走行に伴って空気入りタイヤ１４が車軸方向に沿ってリム１２に対してスライドすることが防止されて略一定の位置に保たれる。
【００２５】
また図３に示されるように、シェル２８には、その径方向断面において凸部３２が３個のピーク４４を形成すると共に、各ピーク４４の幅方向（軸心方向）に沿ったピッチＰＴが互いに等しくなっている。これにより、ランフラット走行時には、路面からの荷重が３個のピーク４４から分散してシェル２８に作用すると共に、シェル２８に生じる幅方向に沿った応力の分布が均等化されるので、応力集中等によりシェル２８が短時間で変形することを効果的に防止できる。
【００２６】
但し、凸部３２が形成する各ピーク４４の径方向に沿った位置（高さ）は、車両に組み付けられた状態で、ランフラットタイヤ１０に付与されるキャンバー角の大きさに応じ、径方向に沿って徐々に変化させるようにしても良い。これにより、ランフラット走行時に各ピーク４４に入力する荷重の大きさをより均一化することが可能になる。
【００２７】
以上説明した本実施形態に係る支持体１６が適用されたランフラットタイヤ１０によれば、空気入りタイヤ１４及びリム１２にトーイン側又はトーアウト側へのトー角が付与されていても、ランフラット走行時に空気入りタイヤ１４の回転に伴い生じる横力を、シェル２８における凸部３２が発生させるスラスト荷重により打ち消すことができるので、ランフラット走行に伴って空気入りタイヤ１４が車軸方向に沿ってリム１２に対してスライドし、これにより空気入りタイヤ１４のタイヤサイド部２６等が破壊又は損傷することを効果的に防止できる。この結果、ランフラット走行時の空気入りタイヤ１４の耐久性及び走行距離を大幅に向上できる。
【００２８】
（シェルの変形例）
次に、図４を参照して本発明の実施形態に係る支持体におけるシェルの変形例について説明する。なお、このシェル６０では、図１〜図３に示されるシェル２８と共通の部分に同一符合を付して説明を省略する。
【００２９】
図４に示されるシェル６０には、図２に示されるシェル２８と同様に、軸心Ｓを中心とする周方向に対して傾きを有すると凸部６２が形成されており、この凸部６２もシェル６０の外周面における幅方向一端部から他端部までの間で螺旋状に延在している。凸部６２は、図２に示されるシェル２８の凸部３２と同様に、その長手方向に沿った両端部付近がそれぞれ凸部６２先端へ向って幅及び高さが徐々に減少するテーパ部６２Ａ，６２Ｂとして形成されており、これらのテーパ部６２Ａ，６２Ｂの中間部分では、幅及び軸心Ｓを基準とする高さがそれぞれ一定とされている。これにより、シェル６０における径方向断面では、凸部６２の中間部分における最も外周側の部位である各ピーク６８が径方向においてはそれぞれ同一位置に存在する。
【００３０】
ここで、図４に示される凸部６２が図２に示される凸部３２と異なる点は、凸部３２が径方向断面において３個のピーク４４を形成しているのに対し、凸部６２が径方向断面において６個のピーク４４を形成している点である。
【００３１】
図４に示されるシェル６０は、その両端部にそれぞれゴム製の脚部３０が加硫接着されることにより、図２に示されるシェル２８と同様に、ランフラットタイヤの支持体とされ、空気入りタイヤ１４と共にリム１２に組み付けられる。このシェル６０によれば、シェル２８と比較して、ランフラット走行時に、凸部６２と空気入りタイヤ１４のトレッド部２４との接触面積を大幅（約２倍）に増加できるので、凸部６２により生じるスラスト荷重をトレッド部２４に効率的に伝達できるようになる。
【００３２】
この結果、シェル６０における凸部６２は、その傾き角がシェル２８における凸部３２の傾き角θＩよりも小さくても、空気入りタイヤ１４に生じる横力と釣り合うスラスト荷重を空気入りタイヤ１４に伝達できる。またシェル２８と比較して、シェル６０は、ランフラット走行時に多数のピーク６８からの荷重が分散して入力するので、応力がより均等に分布するようになり、耐久性の点でも有利になる。
【００３３】
【実施例】
次に、本発明の支持体の実施例を従来構造の支持体（比較例）と比較して説明する。
【００３４】
比較例に係る支持体は、そのシェル１０４として図６に示される２個の凸部１０８，１１０が周方向と平行に延在するものを用いた。一方、実施例に係る支持体は、そのシェルとして図７に示されるシェル８０を用いた。このシェル８０は、凸部３２の巻数が径方向断面において外径が略等しいピーク４４が２個存在するように設定されており、凸部３２が周方向に対して所定の傾き角θＩで傾いている。これらの支持体をそれぞれ同一サイズ（１９５／６５  Ｒ１５）の空気入りタイヤ１４と共にリムに組み付けてランフラットタイヤを構成し、ランフラット走行を行った結果を下記（表１）に示す。
【００３５】
なお、この走行試験では、ランフラットタイヤに約２．５°のトーイン側のトー角を付与した。このとき、空気入りタイヤに損傷を発生させることなく、所定の速度及び走行パターンにて走行し、比較例に係る支持体を用いた場合の走行距離を１００（指数）としたときの、実施例に係る支持体を用いた場合の走行距離（指数）を測定すると共に、タイヤの損傷状況を測定した。
【００３６】
【表１】
2004175258.tif 000003
【００３７】
上記（表１）から明らかなように、実施例に係る支持体によれば、比較例に係る支持体と比較して、空気入りタイヤのタイヤサイド部に損傷を発生させることなく、長い距離のランフラット走行が行える。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る支持体及びランフラットタイヤによれば、ランフラット走行時に、タイヤに付与されたトー角の影響により損傷が生じることを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る支持体が適用されたランフラットタイヤの構成を示す径方向に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る支持体の一例の構成を示す径方向に沿った斜視図である。
【図３】図１に示されるランフラットタイヤによるランフラット走行時の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る支持体の変形例の構成を示す側面図である。
【図５】車両に組み付けられたランフラットタイヤに付与されるトー角を説明するための車両の模式的ば平面図である。
【図６】従来の支持体が適用されたランフラットタイヤの構成を示す径方向に沿った断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る支持体におけるシェルの一例であり、実施例における走行試験に用いられたものを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０      ランフラットタイヤ
１２      リム
１４      空気入りタイヤ
１６      支持体
１８      ビード部
２０      カーカス
２４      トレッド部
２６      タイヤサイド部
２８      シェル（支持部材）
３０      脚部
３２      凸部
４４      ピーク（外周端）
５０      車両
６０      シェル
６２      凸部（外周端）
６８      ピーク（凸部）
８０      シェル
【図１】
2004175258.tif 000004
【図２】
2004175258.tif 000005
【図３】
2004175258.tif 000006
【図４】
2004175258.tif 000007
【図５】
2004175258.tif 000008
【図６】
2004175258.tif 000009
【図７】
2004175258.tif 000010