(57)【要約】    【課題】  ランフラット走行時の緩衝機能を向上し、かつ乗り心地性を高めるとともに、操縦安定性の低下をも抑制しうるタイヤとリムの組立体を提供する。    【解決手段】  タイヤと、このタイヤをリム組みするリムとからなり、しかもこのリムとタイヤとが囲むタイヤ内腔内に内圧低下時にタイヤ荷重を支える環状の中子を配したタイヤとリムの組立体であって、前記中子は、リムに取付けられる弾性環状体と、この弾性環状体に外嵌する輪状体とからなり、前記弾性環状体は、前記リムを周回し、かつタイヤ周方向に一定ピッチでタイヤ半径方向に出入りを繰り返す波形をなしかつランフラット走行時の前記輪状体を介する衝撃を前記波形のタイヤ半径方向の弾性変形により緩和するバネ板を用いたリング状をなすことを特徴とする。【選択図】  図２
2005271727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤと、このタイヤをリム組みするリムとからなり、しかもこのリムとタイヤとが囲むタイヤ内腔内に内圧低下時にタイヤ荷重を支える環状の中子を配したタイヤとリムの組立体であって、
前記中子は、リムに取付けられる弾性環状体と、この弾性環状体に外嵌する輪状体とからなり、
前記弾性環状体は、前記リムを周回し、かつタイヤ周方向に一定ピッチでタイヤ半径方向に出入りを繰り返す波形をなしかつランフラット走行時の前記輪状体を介する衝撃を前記波形のタイヤ半径方向の弾性変形により緩和するバネ板を用いたリング状をなすことを特徴とするタイヤとリムの組立体。
【請求項２】
前記弾性環状体は、バネ板の厚さｔを２〜６ｍｍの範囲、波形のタイヤ周方向のピッチＰを５０〜１００ｍｍ、タイヤ半径方向の全高さＨａが２０〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のタイヤとリムの組立体。
【請求項３】
前記弾性環状体は、波形のタイヤ半径方向の全高さＨａと、タイヤ断面高さＨｂとの高さ比（Ｈａ／Ｈｂ）を、１０〜３５％の範囲としたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤとリムの組立体。
【請求項４】
前記弾性環状体は、リムウエル内に嵌り合い、前記リムに取付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤとリムの組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランフラット走行時に接地面から受ける衝撃エネルギーを緩和しうるタイヤとリムとの組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中のパンク等によりタイヤ内圧が低下したとき、一定距離のランフラット走行を可能とするため、タイヤ内腔に中子を装着したランフラットタイヤが知られている。又このようなランフラットタイヤにおいてもランフラット走行時において路面からの振動を吸収することは不可欠であり、中子として、ゴム、弾性プラスチックなどの緩衝材料を用いたもの、緩衝特性を高めるためニ種以上の緩衝材料を積層したものなども提案されている。  
【０００３】
しかし、これらの従来のランフラットタイヤは、やはり緩衝機能が劣り路面からの衝撃を直接車両に伝え、乃至はそのサスペンションを損傷するなど、ランフラット走行における耐久性が乏しく、又ランフラット走行時における操縦安定性、乗り心地性に劣るものであった。
【０００４】
従って、本出願人は、タイヤ内腔に、図６に示すように、リムを周回し半径方向の荷重を受けるコイルバネからなるランフラット部材を装着することにより、ランフラット走行時の路面からの衝撃を大きく緩和し操縦安定性、乗り心地性を高め、かつ車両破損への影響を低減することを提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１７２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら前記特許文献１のランフラット部材は、耐衝撃緩和性に優れるとはいえ、荷重負担の能力が不足する場合もあり、さらなる改善が望まれる。
【０００７】
本発明は、タイヤ内腔内にバネ板を波付けした弾性環状体と、この弾性環状体に外嵌する輪状体とからなる中子を用いることを基本とし、ランフラット走行時の緩衝機能を向上し、かつ乗り心地性を高めるとともに、操縦安定性の低下をも抑制しうるタイヤとリムの組立体の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、タイヤと、このタイヤをリム組みするリムとからなり、しかもこのリムとタイヤとが囲むタイヤ内腔内に内圧低下時にタイヤ荷重を支える環状の中子を配したタイヤとリムの組立体であって、前記中子は、リムに取付けられる弾性環状体と、この弾性環状体に外嵌する輪状体とからなり、前記弾性環状体は、前記リムを周回し、かつタイヤ周方向に一定ピッチでタイヤ半径方向に出入りを繰り返す波形をなしかつランフラット走行時の前記輪状体を介する衝撃を前記波形のタイヤ半径方向の弾性変形により緩和するバネ板を用いたリング状をなすことを特徴とする。
【０００９】
又請求項２に係る発明は、前記弾性環状体が、バネ板の厚さｔを２〜６ｍｍの範囲、波形のタイヤ周方向のピッチＰを５０〜１００ｍｍ、タイヤ半径方向の全高さＨａが２０〜４０ｍｍであり、請求項３に係る発明は、前記弾性環状体が、波形のタイヤ半径方向の全高さＨａと、タイヤ断面高さＨｂとの高さ比（Ｈａ／Ｈｂ）を、１０〜３５％の範囲としたこと、請求項４に係る発明は、前記弾性環状体が、リムウエル内に嵌り合い、前記リムに取付けられることを夫々特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明は、前記弾性環状体がタイヤ周方向に一定ピッチのタイヤ半径方向に出入りする波形をなし、バネ板を用いた環状体リング状をなすため、ランフラット走行時における路面の凹凸を乗越し時など路面から受ける衝撃が、この弾性環状体に外嵌される輪状体を介して該弾性環状体に伝えられると、その波形がタイヤ半径方向の弾性変形することにより緩衝する。
【００１１】
その結果車両への衝撃伝達が抑止されて、サスペンションの破損など、車両損傷を防止でき、又ランフラット走行耐久性が向上して走行距離を伸ばすことができ、ランフラット走行時における操縦安定性、乗り心地性の大幅な低下を阻止する。又弾性環状体がバネ板を波状としたリング状をなすため、製作が容易であり、かつ重量増加をも抑制できる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、弾性環状体のバネ板の厚さｔを２〜６ｍｍ、その波形のタイヤ周方向のピッチＰを５０〜１００ｍｍ、タイヤ半径方向の高さＨａを２０〜４０ｍｍとすることにより、乗用車用ラジアルタイヤ用として好適に利用しうることとなり、又請求項３に係る発明のように、高さ比（Ｈａ／Ｈｂ）を、１０〜３５％とすることにより、タイヤにおける輪状体とのバランスを向上して、通常走行性能の低下を防ぎ、かつランフラット走行性能を高めることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明のように、弾性環状体がリムウエル内に嵌り合うことにより中子の取付けを容易とし固定を確実とし、ランフラット走行の衝撃を安定して緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を、図示に基づき説明する。図１に示すように、タイヤとリムの組立体１（以下単に組立体１ということがある）は、タイヤＴと、このタイヤＴをリム組みするリムＲとからなり、このリムＲとタイヤＴとが囲むタイヤ内腔２内に内圧低下時にタイヤ荷重を支える環状の中子３を配している。
【００１５】
前記タイヤＴは、本形態では、トレッド部１２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部１３，１３と、該サイドウォール部１３，１３の半径方向内方側に各々位置しビードコア１５を設けた一対のビード部１４，１４とを有するトロイドをなす。またタイヤＴには、前記ビード部１４，１４間にカーカス１６が架け渡されるとともに、このカーカス１６の外側かつトレッド部１２内方にはベルト層１７が周方向に巻装される。
【００１６】
前記カーカス１６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０゜程度の角度で配列したラジアル又はセミラジアル配列のカーカスプライを１層以上を配し、かつベルト層１７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば０〜３０度程度の角度で配列した、本実施例では２枚のベルトプライ１７Ａ、１７Ｂから形成されているなど、夫々周知の構成を具える一方、ビード部１４のトウ側には半径方向斜め下に中心側に傾いて突出する突部１４ａを形成している。
【００１７】
前記リムＲは、前記タイヤＴのビード部１４のビード底面１４Ａが着座する一対のリムシート部Ｒａ、Ｒａと、前記ビード部１４のタイヤ軸方向外面１４Ｂを支持しかつ上端に外向きの湾曲部を有するフランジＲｂ、Ｒｂとを含むタイヤ受部Ｒ１、Ｒ１を、継ぎリングＲ２により接続したリム本体を有する。継ぎリングＲ２はディスク（図示せず）を介して車軸に保持され、タイヤ用のホイールを形成する。又リムシート部Ｒａには、そのタイヤ軸方向内端部分に、前記突部１４ａが嵌入するハンプ溝Ｒｃを延設している。なお前記継ぎリングＲ２は、前記ハンプ溝Ｒｃの溝壁上端に連なり段差を有する両側の隔て部Ｒｄ間を、淺底溝状のリムウエルＲｅを、その溝壁Ｒｆにより接続することにより結合している。
【００１８】
又本形態では、図３に示すように、前記溝壁Ｒｆには、周方向に好ましくは１個所、多くとも３〜５個所程度、凹みからなる廻り止め部Ｒｇを形成するとともに、前記リムウエルＲｅの溝巾Ｗｒｆはリム巾の３／５〜１／４倍程度、かつ溝深さＤｒｆは０．５〜３．０ｍｍ程度としている。なおリム巾とは、正規リムＲの公称巾であり、正規リムとはタイヤが基づいている規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。
【００１９】
前記弾性環状体４は、図２〜４に示すように、一定ピッチＰでタイヤ半径方向に出入りし波形をなす波部４ａをタイヤ周方向に繰り返して設け、しかもバネ板６を用いたリング状をなす。又本形態では、前記バネ板６は、その厚さｔを２〜６ｍｍの範囲とする。２ｍｍ未満では、弾性環状体４の半径方向弾性率が不足しがちとなり、６ｍｍを超えると、弾性率が過大なため衝撃吸収能力が低下する。厚さｔは下限についてより好ましくは２．５ｍｍ以上、上限についてより好ましくは３．５ｍｍ以下が良い。
【００２０】
前記弾性環状体４の前記波部４ａの周方向のピッチＰは、５０〜１００ｍｍの範囲とする。５０ｍｍ未満では、タイヤ半径方向の剛性が過大となるため路面からの衝撃力に対応した弾性変形が不足し、１００ｍｍを超えると、弾性力が不足するため底着き感が発生して衝撃緩和性に劣る。下限についてより好ましくは６５ｍｍ以上が良い。上限についてより好ましくは８５ｍｍ以下が良い。
【００２１】
前記弾性環状体４の波形は、タイヤ半径方向の底点から天井点までの全高さＨａを２０〜４０ｍｍの範囲とする。２０ｍｍ未満では、弾性変形するストロークが短いため衝撃緩衝能力が不足し、逆に４０ｍｍを超えると、弾性環状体４の重量増加を招く。
【００２２】
また前記全高さＨａとタイヤ断面高さＨｂとの高さ比（Ｈａ／Ｈｂ）を１０〜３５％の範囲とする。１０％未満では、弾性環状体４の緩衝ストロークが不足し、緩衝緩和効果が十分でなく、逆に３５％を超えると、弾性環状体４の重量が過大となる。下限についてより好ましくは１５％以上が良い。上限についてより好ましくは３０％以下が良い。なお前記断面高さＨｂとは、ＪＩＳ４２０２に定義する「断面高さ」をいう。なお、厚さｔ、ピッチＰ、全高さＨａ、Ｈａ／Ｈｂの各値は、いわゆる乗用車用ラジアルタイヤであって、偏平率が０．５〜０．８程度のタイヤについて好ましい値を設定している。
【００２３】
又バネ板６は、その巾ｗ６を、前記リム巾の３／５〜１／４倍程度、即ち、前記リムウエルＲｅの溝巾に嵌入する程度とし、これによりタイヤ軸方向のズレを防止している。又図３に示すように、前記リムＲの前記凹みからなる廻り止め部Ｒｇに嵌着しうる突片からなる係止部６ｐを、波部６ａの波底６ａ１となる位置で突設している。この係止部６ｐを前記廻り止め部Ｒｇに嵌入することにより、前記弾性環状体４の周方向へのリムＲとの位置ずれを防いで廻り止めできる。又嵌合個所を１個所とすることにより、廻り止めしつつ、他の部分での弾性環状体４とリムＲとの間の、弾性環状体４の変形に伴う相対すべりを許容できる。本形態では、図２に示すように、波頭６ａ２となる位置を切り欠いた凹部からなる位置決め部６ｂを形成している。
【００２４】
前記バネ板６は、ＳＵＳ３０４ＷＰ−８，ＳＵＳ３０４ＷＰ−９，ＳＵＳ３１６ＷＰ−Ａのようなステンレスバネ鋼材、ＳＷＰ−Ａ，ＳＷＰ−Ｂのようなピアノ線鋼材、黄銅，リン青銅、ベリリウム銅材などの銅合金材、その他、バネ性に優れる各種のバネ材、好ましくはステンレスバネ鋼材、ピアノ線鋼材のような高強度バネ材を利用できる。このようなバネ板６に、型付け加工を行い、両端を溶着、リベット、かしめなどにより連結してリング状とする。又予め輪状体としてから波付けすることもできる。なお波部６ａは、同じ長さのピッチＰである場合の他、一定のサイクルで繰り返しとなる意味での一定ピッチのものをも含む。
【００２５】
前記弾性環状体４に外嵌する輪状体５は、本形態では、図１、２に示すように、前記弾性環状体４に装着される内のリング体５Ａと、その外周面の支持壁部５Ｂと、その外周面の外のリング体５Ｃとを一体に形成してなる。前記内のリング体５Ａは、本形態では、前記弾性環状体４とほぼ同幅（弾性環状体４の巾ｗ６の０．８〜１．２倍程度）の平板巻回体であり、その両側縁に半径方向外への跳ね上げ片５Ａ１を形成して、弾性環状体４に外嵌するべくタイヤ軸方向に相対横移動する際に案内する。又該内のリング体５Ａの内周面には、図１，図２に示す凸条からなる係合部５Ａ２を周方向に形成している。この係合部５Ａ２は、図１，２に示すごとく、弾性環状体４の前記位置決め部６ｂに嵌着しうる形状を有し、位置決め部６ｂに嵌まり合うことにより、該輪状体５は、タイヤ軸方向への横ずれを防止できる。
【００２６】
さらに前記支持壁部５Ｂは、本形態では、周方向に向かって、タイヤ軸方向にＶ字の出入りを繰り返して周回し、かつ前記外のリング体５Ｃは、前記内のリング体５Ａと同幅なリングであって、支持壁部５Ｂ、外のリング体５Ｃは、前記内のリング体５Ａと一体となって、ランフラット走行時において、前記外のリング体５Ｃの外周面がトレッド部１２の内面に当接して、この輪状体５に負荷される。このため、該輪状体５は、路面からの荷重を支えてある程度の緩衝をなしうる程度の適度な柔軟性と過大な変形に際してその変形を前記弾性環状体４に伝達する剛性とを必要とする。
【００２７】
そのため、輪状体５に用いられる材料としては、ゴム、合成樹脂を用いうるが、軽量化の観点からはナイロン、 ポリエステル、ポリアセタール、その他の高強度工業用合成樹脂が好ましく採用できる。又可撓性をうるためには、各種ゴムを用いることができ、デュロメータＪＩＳＡ硬度が５５〜８５程度のものを用いうる。スチール、無機、有機繊維コードを含む各種繊維、短繊維、金属、有機、無機粉末との複合材を用いることもできる。なお、「デュロメータＡ硬さ」とは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づくデュロメータータイプＡによるゴム硬さを意味する。
【００２８】
このような中子３は、まずリムＲの前記リムウエルＲｅに、前記弾性環状体４を拡張しつつリムフランジＲｂを越えて、その溝底に着座させ、リムウエルＲｅの溝壁Ｒｆにより、タイヤ軸方向への位置ずれを防ぐ。かつ前記リムＲの前記廻り止め部Ｒｇに係止部６ｐを嵌入することにより、前記弾性環状体４の周方向へのリムＲとの位置ずれを防いで廻り止めできる。なお前記のように、嵌合個所を１個所程度の少数とすることにより、弾性環状体４とリムＲとを廻り止めしつつ、他の部分での弾性環状体４とリムＲとの間の、弾性環状体４の変形に伴う相対すべりを許容できる。
【００２９】
又前記輪状体５を内部に収納したタイヤＴを、一方のリムフランジＲｂを越えて前記輪状体５とともに、タイヤ受部Ｒ１、Ｒ１間落とし込む。片側のサイドウォール部１３をタイヤ軸方向に押し、又ビード部１４と前記弾性環状体４との間で生じうる隙間を利用して、内部の輪状体５を、その跳ね上げ片５Ａ１を用いて、前記弾性環状体４の外周に入口部分のみでも人手により嵌合させることもできる。又タイヤを押す距離を予め制御して、前記輪状体５の前記係合部５Ａ２を、図１，２に示すごとく、弾性環状体４の前記位置決め部６ｂに嵌着することにより、輪状体５の、タイヤの回転に伴う、かつランフラット走行におけるタイヤ軸方向への位置ずれを防止しうる。なお、輪状体５は、弾性環状体４の外周に弾圧的に外嵌され、固定される。その後、内圧を充填し、タイヤＴをリムＲの正位置に装着する。
【００３０】
このような組立体１において、走行時のパンクなどにより、タイヤ内腔圧が減圧、乃至０となるときには、前記中子３の輪状体５の外周面がトレッド部１２の内面を受けて走行させる。さらに走行時において、トレッド部１２が路面の凸部を乗り越した場合などには、このトレッド部１２の内面が前記輪状体５に衝撃的に半径方向内方への押し込み力を作用させる。この輪状体５を介して前記弾性環状体４も半径方向に衝撃力を受け、その部分の波部６ａの高さＨａを、隣合う波部Ｈａ・・・とともに減じ、反対側の波部６ａは背高となるように変化し、即ち、弾性環状体４は、その内部にエネルギーを蓄え、その衝撃力を吸収、緩和してリムＲに伝達する。その結果、突起乗り越し時の底突き感を減じて、かつサスペンションなどの車体損傷を防ぎ、操縦安定性を維持できる。ランフラット走行時、路面の凹凸を乗り越える場合など路面から衝撃力Ｆを受けて、弾性環状体４を形成するバネ板６の波形がタイヤ軸方向に弾性変形する。これにより衝撃エネルギーが吸収されて前記路面から衝撃力Ｆが緩和し、その結果、ランフラット走行の衝撃による車両への影響を軽減し、ランフラット走行距離を伸ばすことができるとともに、高速ランフラット走行を可能をする。しかも前記衝撃緩和により操縦安定性を維持し、通常走行と同等の乗り心地性を得ることができる。さらに、通常の路面を走行するときのランフラット走行でのタイヤ上下動は、前記輪状体５に吸収させるようにすることもできる。
【００３１】
なお、本発明において、前記リム組み作業を容易とするため、前記弾性環状体４は、波形を具えた帯状のバネ板６をリムＲのリムウエルＲｅに巻き付けて連結することにより形成することも、さらには、リング状の弾性環状体４を複数個に分割し、リムウエルＲｅの周囲で連結することにより環状とすることもでき、さらに前記したリムウエルＲｅ、溝壁Ｒｆ、廻り止め部Ｒｇ、係止部６ｐ、係合部５Ａ２、位置決め部６ｂの位置決め構造に代えて、相対移動を防止しうる種々なものを利用できる。又リムに、例えば各波部に合う凹部を、ゴム、合成樹脂を用いて、又はリムに直接形成し、ズレ可能であるが、復帰して位置決め可能とする構成を採用するなどのことも可能である。
【実施例】
【００３２】
表１に示すように、各種寸法、各種材質の弾性環状体４と輪状体５とを具える中子３を用いたタイヤとリムの組立体の実施例を作成した。又図６に示す弾性環状体４を用いず輪状体５のみを具える中子３を有するものを従来例品として、ランフラット走行時の耐久性能、操縦安定性能および乗り心地性能を評価した。各テスト方法は、次の通りである。
【００３３】
＜耐久性能＞
内圧を０ｋＰａとしたタイヤ組立体を、直径１．７ｍの鉄製ドラムウエで速度８０ｋｍ／ｈ、荷重６．８６ｋＮで連続走行させ、中子３破壊により走行不能になるまでの走行時間を測定した。結果は、従来例を基準値１００とした指数で表示し、数値が大きいほど良好である。
【００３４】
＜操縦安定性能・乗り心地性能＞
排気量２０００cm3 の国産ＦＦ乗用車の４輪にテストする組立体を装着し、その右前輪の組立体の内圧を０ｋＰａとした。当該テスト車両を用いてドライバー１名乗車の下、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等を走行し、操縦安定性能とゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関する乗り心地性能とについて各々１０点法による官能評価を行った。結果は、１０名のドライバーの平均値として示される、数値が大きいほど良好である。
【００３５】
＜衝撃吸収エネルギー＞
テストする組立体から空気を抜いた状態で荷重をＯＮから３９２０Ｎに変化させたときの変位量の積分値を測定した。結果は、従来例を基準値１００とした指数で表示し、数値が大きいほど良好である。
【００３６】
【表１】
2005271727.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態を例示する子午線断面図である。
【図２】その斜視図である。
【図３】その要部分解斜視図である。
【図４】そのタイヤ赤道面断面図である。
【図５】ランフラット走行状態を示すタイヤ赤道面断面図である。
【図６】従来例を例示する子午線断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      タイヤとリムとの組立体
２      タイヤ内腔
３      中子
４      弾性環状体
５      輪状体
６      バネ板
Ｒ      リム
Ｔ      タイヤ
【図１】
2005271727.tif 000004
【図２】
2005271727.tif 000005
【図３】
2005271727.tif 000006
【図４】
2005271727.tif 000007
【図５】
2005271727.tif 000008
【図６】
2005271727.tif 000009