JP4205381B2

JP4205381B2 - タイヤ／ホイール組立体

Info

Publication number: JP4205381B2
Application number: JP2002220690A
Authority: JP
Inventors: 一浩志村; 巧関口; 充内藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: KR20050030218A; JP2004058857A; CN1662399A; US20050217780A1; WO2004011283A1; DE10392779T5

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ／ホイール組立体に関し、さらに詳しくは、リム組み性を損なうことなくランフラット耐久性を向上したタイヤ／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、数百ｋｍ程度の緊急走行を可能にするようにする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内側のリム上に中子を装着し、その中子によってパンクしたタイヤを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（支持体）は、外周側を支持面にすると共に内周側を開脚した開脚構造の環状シェルを有し、その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／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にできる利点を有している。
【０００４】
上記タイヤ／ホイール組立体（車輪）が、タイヤがパンクしてもランフラット走行可能な距離は、そのランフラット用支持体の耐久性に依存し、そのランフラット用支持体の耐久性は外径が大きいほど延長することができる。しかし、ランフラット用支持体は内径は空気入りタイヤのビード部内径と同じであるが、外径がビード部内径よりも大きく形成されているので、リム組み前に予め空気入りタイヤの内側に強制的に挿入される。そのため、ランフラット用支持体の外径を単に大きくするだけでランフラット耐久性を増大しようとしても、リム組み性が悪化するため外径の増大には一定の制約がある。
【０００５】
すなわち、従来のランフラット用支持体では、その外径は断面高さＡの大きさにして空気入りタイヤの断面高さＳＨの４５％程度までが限度とされ、それ以上に外径を大きくすることはリム組み性の悪化のため採用されていない。したがって、ランフラット用支持体の外径の増大によるランフラット耐久性の向上策にも限界があるとされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、リム組み性を損なうことなくランフラット用支持体の外径を増大可能にし、ランフラット耐久性を一層向上するようにしたタイヤ／ホイール組立体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ／ホイール組立体は、空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端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の断面高さＡを前記空気入りタイヤの断面高さＳＨの５１〜６０％にし、かつ前記空気入りタイヤのビードコアの断面積を２５〜４０ｍｍ²にしたことを特徴とするものである。
【０００８】
空気入りタイヤとランフラット用支持体とをリム組みするときは、そのリム組み前に、予め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する操作が必要である。しかし、ランフラット用支持体の外径がタイヤのビード部内径よりも一定以上に大きくなると、空気入りタイヤの内側へ挿入することが出来なくなり、リム組みも不可能になる。
【０００９】
しかし、本発明では、ビードコアの断面積を２５〜４０ｍｍ²と小さくしてあるためビードコア剛性が低減し、ビード部の内径形状が変形しやすくしてある。したがって、ランフラット用支持体の断面高さＡをタイヤ断面高さＳＨの５１〜６０％にして外径を拡大しても、空気入りタイヤへの挿入を容易にし、また、ランフラット用支持体の外径の拡大によって、ランフラット用支持体のランフラット耐久性を一層向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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の空洞部に挿入される環状体として形成される。このランフラット用支持体は、外径が空気入りタイヤの空洞部内面との間に一定距離を保つように空洞部内径よりも小さく形成され、かつ内径は空気入りタイヤのビード部内径と略同一寸法に形成されている。そして、このランフラット用支持体は、空気入りタイヤの内側に挿入された状態で空気入りタイヤと共にホイールにリム組みされ、タイヤ／ホイール組立体に構成される。このタイヤ／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外周面に支持された状態になるので、ランフラット走行を可能にする。
【００１１】
上記ランフラット用支持体は、環状シェルと弾性リングとを主要部として構成されている。
【００１２】
環状シェルは、外周側（外径側）にパンクしたタイヤを支えるため連続した支持面を形成し、内周側（内径側）は左右の側壁を脚部として二股状に開脚した形状にしている。外周側の支持面は、その周方向に直交する横断面での形状が外径側に凸曲面になるように形成される。環状シェル外周側の凸部の数は１個でも、２個以上の複数のいずれであってもよい。しかし、凸部の数を複数にした場合には、ランフラット走行時に支持する荷重を複数の凸部に分散させることができるので、全体として環状シェルの耐久性を向上することができる。
【００１３】
弾性リングは、環状シェルの内径側に二股状になった両脚部の端部にそれぞれ取り付けられ、左右のリムシート上に当接することにより環状シェルを支持している。この弾性リングはゴム又は弾性樹脂から構成され、パンクしたタイヤから環状シェル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止めを行って環状シェルを安定支持するようにしている。
【００１４】
本発明のランフラット用支持体は、パンクしたタイヤを介して車両重量を支えなければならないため、環状シェルは剛体材料から構成されている。その構成材料には、金属、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、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれでもよい。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よいが、補強繊維を配合して繊維強化樹脂として使用してもよい。
【００１５】
以下、図を参照して本発明を具体的に説明する。
【００１６】
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）の要部を示すタイヤ幅方向断面図（子午線断面図）である。
【００１７】
１はホイール外周のリム、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の回転軸を中心として共軸に環状に形成されている。
【００１８】
ランフラット用支持体３は、金属、樹脂などの剛性材から形成された環状シェル４と硬質ゴム、弾性樹脂などの弾性材から形成された弾性リング５とから構成されている。環状シェル４は外周側に二つの凸曲面からなる凸部４ａ，４ａをタイヤ幅方向に並べるように形成されている。この環状シェル４の内周側の両側壁は、それぞれ脚部６，６として二股状に開脚し、その端部に弾性リング５，５が取り付けられている。
【００１９】
上記のように構成されたランフラット用支持体３は、空気入りタイヤ２の内側に挿入された状態で、弾性リング５，５をビード部２ｂ，２ｂと共にリム１のリムシート１ｓ，１ｓに同時装着されている。各ビード部２ｂにはビードコア７がタイヤ周方向に沿って環状に埋設され、このビードコア７の埋設によりビード部２ｂに剛性を与えられている。そのビードコア７はスチールワイヤを複数回にわたり環状に巻回することにより構成されている。
【００２０】
上記構成において、ランフラット用支持体３の断面高さＡ（内周から最大外周までの半径方向高さ）は、空気入りタイヤ２の断面高さＳＨ（ビード部内周からトレッド外周までの半径方向高さ）の５１〜６０％、好ましくは５１〜５５％の大きさに形成されている。ランフラット用支持体の断面高さＡが、タイヤ断面高さＳＨの５１％以上であることにより、従来のランフラット用支持体では高々タイヤ断面高さＳＨの４５％程度でしかなかった場合に比べ外径が増大している。したがって、ランフラット用支持体３のランフラット耐久性が一層向上している。しかし、ランフラット用支持体の断面高さＡがタイヤ断面高さＳＨの６０％を超えると、後述するように、たとえビードコア７の断面積を小さくすることによりビードコア剛性を低減しても、ランフラット用支持体をタイヤ内側へ挿入することは不可能になる。
【００２１】
ランフラット用支持体３の断面高さＡがタイヤ断面高さＳＨの５１〜６０％であると、ランフラット用支持体３の外径の増大により、そのままではランフラット用支持体３を空気入りタイヤ２の内側へ挿入することはできない。そのため本発明のタイヤ／ホイール組立体では、空気入りタイヤ２のビードコア７の断面積を２５〜４０ｍｍ²の範囲に小さくすることにより、ビードコア７の剛性を低下させている。すなわち、ビード部２ｂの内径形状が変形しやすくなっているため、ランフラット用支持体３の外径が大きくなっていても空気入りタイヤ２の内側へ挿入することが可能になっている。
【００２２】
ビードコア７の断面積が４０ｍｍ²よりも大きいと、上記のように外径の大きくなったランフラット用支持体３を空気入りタイヤ２の内側へ挿入することが不可能になり、また２５ｍｍ²よりも小さいと、タイヤのリムに対する支持が不安定になる。なお、本発明に使用される空気入りタイヤ２は、ビードコア７の断面積を２５〜４０ｍｍ²の範囲に小さくしてあるが、ビード部２ｂの内側にランフラット用支持体３の脚部６と弾性リング５が押さえているので、支持を不安定にすることはない。
【００２３】
本発明において、上記のようにビードコア７の断面積を一定量小さくする他に、図２に示すように、ビードコア７の断面形状をタイヤ軸方向の幅ｗを半径方向の高さｈよりも大きい偏平形状にすると、ランフラット用支持体３の空気入りタイヤ２の内側への挿入を更に容易にすることができる。すなわち、たとえビードコアの断面積が同一であっても、半径方向への撓みを一層しやすくするためである。
【００２４】
図３は、ランフラット用支持体を空気入りタイヤの内側へ挿入する操作について説明する図である。
【００２５】
図３に示すように、まず空気入りタイヤ２を水平状態に載置し、そのビード部２ｂの内径部２ｉに、ランフラット用支持体３を径方向を直立状態にして最大直径Ｄｒの位置まで押し込む。このように空気入りタイヤ２のビード部２ｂの内径よりも大きい外径Ｄｒを持つランフラット用支持体３を押し込むことにより、そのビード部２ｂの内径部２ｉが楕円状に変形する。
【００２６】
次いで、ランフラット用支持体３が図のように嵌まり込んだ状態から、そのランフラット用支持体３を楕円の長軸方向を軸にして回転させ水平に倒すと、ランフラット用支持体３の回転軸がタイヤ回転軸と共軸状態になって空気入りタイヤ２の内側に同心状に挿入された状態になる。以後は、タイヤマウンターにより通常のタイヤをリム組みする時と同様の操作によりリム組みすることで、タイヤ／ホイール組立体を組み立てることができる。
【００２７】
上記の操作から、空気入りタイヤ２のビード部２ｂの内径部２ｉを楕円状に変形させる許容度を大きくするほど、空気入りタイヤ２に組み入れ可能にするランフラット用支持体３の最大直径Ｄｒを大きくすることができる。本発明は、上述したように空気入りタイヤ２のビード部２ｂの内径部２ｉを楕円状に変形する許容度を、リム組み性とタイヤ支持性との関係からビードコア断面積を２５〜４０ｍｍ²にし、ランフラット用支持体の最大直径Ｄｒを、断面高さＡ（内周から最大外周までの半径方向高さ）として空気入りタイヤの断面高さＳＨ（ビード部内周からトレッド外周までの半径方向高さ）の５１〜６０％にしたのである。
【００２８】
本発明において、タイヤ／ホイール組立体に使用する空気入りタイヤ及びリムのサイズは特に限定されない。しかし、好ましくは、空気入りタイヤについては、ＪＡＴＭＡに規定された規格サイズ中のタイヤ幅の呼びが１７５〜２８５（ｍｍ）であるもの、さらに好ましくは１８５〜２８５（ｍｍ）であるものを使用するのがよい。また、偏平率は５０〜６５％、さらに好ましくは５５〜６０％であるものを使用するとよい。また、リムについては、規格サイズ中のリム径の呼びが１５〜１８（インチ）のものを使用するとよく、さらに好ましくは１６〜１７（インチ）であるものを使用するのがよい。
【００２９】
【実施例】
タイヤサイズとリムサイズを、それぞれ２０５／５５Ｒ１６，１６×６ 1/2ＪＪで共通にし、ランフラット用支持体の断面高さＡのタイヤ断面高さＳＨに対する比率とビードコアの断面積とを、それぞれ表１のように異ならせた７種類のタイヤ／ホイール組立体（従来例、比較例１〜３、実施例１〜３）を製作した。
【００３０】
これら７種類のタイヤ／ホイール組立体について、空気入りタイヤへのランフラット用支持体の挿入操作のしやすさ（挿入操作性）、および下記測定法によるランフラット用支持体のランフラット耐久性を測定し、その結果を表１に記載した。
【００３１】
〔ランフラット耐久性〕
試験用タイヤ／ホイール組立体をタイヤ空気圧を０にして、排気量２５００ｃｃの乗用車の前輪左側に装着し、他のタイヤは２００ｋＰａにして、テストドライバーにより時速９０ｋｍ／ｈで周回路をランフラット用支持体が破損するまで走行したときの走行距離を測定した。評価は従来例のタイヤ／ホイール組立体で測定した走行距離を１００とする指数で表示した。指数が大きいほどランフラット耐久性が優れていることを意味する。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、ランフラット用支持体の断面高さＡを空気入りタイヤの断面高さＳＨの５１〜６０％にすると共に、空気入りタイヤのビードコアの断面積を２５〜４０ｍｍ²にしたので、ビードコアの剛性を低減させることにより外径の拡大したランフラット用支持体の空気入りタイヤへの挿入操作をしやすくし、また、リム組み性を損なうことなく、ランフラット用支持体の外径の拡大によりランフラット耐久性を一層向上することができる。
【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】図１のタイヤ／ホイール組立体に使用されているタイヤのビード部を示す断面図である。
【図３】ランフラット用支持体を空気入りタイヤに組み込むときの説明図である。
【符号の説明】
１（ホイールの）リム
２空気入りタイヤ
２ｂビード部
２ｉ内径部
３ランフラット用支持体
４環状シェル
５弾性リング
７ビードコア

Claims

空気入りタイヤの空洞部に、外周側を支持面にすると共に内周側を二股状に開脚した環状シェルと前記二股状の開脚端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の断面高さＡを前記空気入りタイヤの断面高さＳＨの５１〜６０％にし、かつ前記空気入りタイヤのビードコアの断面積を２５〜４０ｍｍ²にしたタイヤ／ホイール組立体。
前記ランフラット用支持体の断面高さＡを前記空気入りタイヤの断面高さＳＨの５１〜５５％にした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記ビードコアの断面積を３０〜３５ｍｍ²にした請求項１又は２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記ビードコアの断面形状を、タイヤ軸方向の幅をタイヤ半径方向の高さよりも大きい偏平状にした請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記空気入りタイヤのタイヤ幅の呼びが１７５〜２８５（ｍｍ）である請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記空気入りタイヤの偏平率が５０〜６５％である請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。
前記ホイールのリム径の呼びが１５〜１８（インチ）である請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ／ホイール組立体。