| 【発明の名称】 |
支持体および空気入りランフラットタイヤ |
| 【発明者】 |
【氏名】中澤 一真
【住所又は居所】東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会社ブリヂストン技術センター内
【氏名】井野 文隆
【住所又は居所】東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会社ブリヂストン技術センター内
【氏名】岩崎 眞一
【住所又は居所】東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会社ブリヂストン技術センター内
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| 【要約】 |
【課題】所定の強度を確保しつつ軽量化が達成された支持体および空気入りランフラットタイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】ランフラットタイヤは、タイヤの空気圧が低下した状態でのランフラット走行時にタイヤ内部に配設された支持部２６がトレッド部を支持して走行可能とするものである。支持部２６の径方向断面においてトレッド部を支持する凸部３０Ａが楕円形状とされているため凸部３０Ａに作用する荷重を分散させることが可能となり、支持部２６の板厚を増加させなくてもランフラット走行時に凸部３０Ａの変形を防止できる。すなわち、所定の強度を確保しつつ軽量化された支持体（支持部２６）を用いた空気入りランフラットタイヤを提供することができる。 |
【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、径方向外側に突出形成された当接部を備える支持部と、前記支持部の径方向内側端部と一体化された弾性体であり、リム組み時に当該リムに装着される脚部と、を備え、前記支持部の当接部が径方向断面において楕円形状とされていることを特徴とする支持体。
【請求項２】 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を備え、リムに装着されるタイヤと、前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤと共にリムに組み付けられる請求項１記載の支持体と、を備えることを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパンクした時、その状態のまま相当の距離を走行し得るようにタイヤの内部に配設される環状の支持体と、当該支持体が内部に配設され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０kg/cm2になっても、ある程度の距離を安心して走行が可能なタイヤ（以後、ランフラットタイヤと呼ぶ。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、金属、合成樹脂製の環状の中子（支持体）を取り付けた中子タイプが知られている。
【０００３】この中子タイプでは、リムに組み込む回転中子タイプと、リムに取り付けられるタイヤ径方向断面において１つまたは複数の凸部を有する形状（凸部形状）の中子タイプが知られている。回転中子タイプは回転中子を固定するための特殊ホイールが必要とされる点で汎用性に問題がある。一方、凸部形状の中子タイプは、従来のリムに取り付けられるため汎用性が高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車業界では、環境保護の観点や燃費の改善などを目的として車体の軽量化が図られている。中子タイプのランフラットタイヤは、従来のタイヤに対して中子分だけ重量が増加しているため、軽量化が強く望まれている。
【０００５】一方、汎用性の高い凸部形状の中子タイプのランフラットタイヤにおいては、加工の容易性から断面形状が１つの凸部のみからなる一山形状の中子の研究が進められている。しかし、従来の一山形状の中子はタイヤを支持する部分が径方向断面において幅方向（回転軸方向）に直線状に延在するフラット部とされていたため、幅方向中央部において特に強度が不足してランフラット走行時に中子が変形してしまうおそれがあった。
【０００６】このため、１つの凸部を有する中子タイプでは板厚を増加させて所定の強度を確保することが考えられるが、上記軽量化の目的に反してしまうという不都合があった。
【０００７】本発明は、上記事実を考慮し、板厚を薄くして軽量化すると共に、所定の耐性を有する空気入りランフラットタイヤを提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の支持体は、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、径方向外側に突出形成された当接部を備える支持部と、前記支持部の径方向内側端部と一体化された弾性体であり、リム組み時に当該リムに装着される脚部と、を備え、前記支持部の当接部が径方向断面において楕円形状とされていることを特徴とする。
【０００９】請求項１記載の支持体の作用について説明する。
【００１０】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ることができる。このようにして組み立てられたランフラットタイヤを自動車に装着して走行させると、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し、ランフラット走行が可能になる。
【００１１】ところで、この支持体は、径方向断面において、タイヤのトレッド部を支持する部分（当接部）と、当接部の径方向内側端部を内部に含めた弾性体、例えばゴムからなる脚部とから形成されている。このように形成された支持体の脚部をリムに組み付けている。
【００１２】したがって、ランフラット走行時には支持体の当接部に荷重が作用する。ところで、ランフラット走行時に当接部に荷重が作用することによって当接部が座屈する等の変形を生ずるおそれが大きい。しかしながら、本発明に係る支持体（支持部）は、径方向断面において当接部を楕円形状に形成したため、ランフラット走行時に当接部に作用する荷重を分散させて支持することができる。すなわち、支持体の支持部は板厚を厚くしなくとも所定の強度を確保することができる。したがって、本発明は、軽量化を達成しつつ、良好なランフラット走行耐性を確保した空気入りランフラットタイヤに適用できる支持体を提供することができる。
【００１３】なお、本発明において楕円形状とは、楕円の長軸に沿って楕円の一部を切り取った形状（以下、楕円弧という場合がある）のことをいう。
【００１４】請求項２記載の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を備え、リムに装着されるタイヤと、前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤと共にリムに組み付けられる請求項１記載の支持体と、を備えることを特徴とする。
【００１５】請求項２記載のランフラットタイヤの作用について説明する。
【００１６】空気入りタイヤの内圧低下時には、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トレッド部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。
【００１７】ところで、ランフラット走行時には、トレッド部から当接部に荷重が作用するが、当接部を径方向断面において楕円形状に形成しているため、荷重を分散して支持することができる。すなわち、板厚を増加させることなく支持部が所定の強度を確保できる。したがって、軽量化を達成しつつ、良好なランフラット走行耐性を有する空気入りランフラットタイヤを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態に係る空気入りランフラットタイヤについて図１〜図３を参照して説明する。
【００１９】ここで、ランフラットタイヤ１０とは、図１に示すように、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。
【００２０】ここで、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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】空気入りタイヤ１４は、図１に示すように、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の上部に形成されたトレッド部２４とを備える。
【００２４】空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体１６は、図１に示す断面形状のものがリング状に形成されたものであり、支持部２６と、支持部２６の両端に加硫成形されたゴム製の脚部２８とを備える。
【００２５】脚部２８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、高さ（径方向高さ）が２０ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ〜３５ｍｍが好適である。
【００２６】一方、支持部２６は、１枚のプレートを成形することによって径方向断面を図２に示す形状としたものであり、径方向外側に突出され軸方向（Ｘ方向、以下、幅方向という）に延在する凸部３０Ａと、凸部３０Ａの幅方向（Ｘ方向）両端部で幅方向外側に延在するフランジ部３０Ｅ、３０Ｆとを備える。
【００２７】ここで、凸部３０Ａは、径方向断面において楕円の一部を長軸に平行な線分で切断した（楕円弧）形状であり、前記線分が幅方向と一致する形状とされている。
【００２８】また、支持部２６の径方向断面において、フランジ部３０Ｅ、３０Ｆに対する凸部３０Ａの径方向ピーク高さ（径方向最高高さ）Ｈは、凸部３０Ａの幅方向距離（幅）Ｌに対して、（１／８）×Ｌ≦Ｈ≦（２／５）×Ｌの関係を満たすように形成することが好ましい。これは、高さＨが（１／８）×Ｌを下回ると、Ｌを楕円孤とした効果（後述する荷重分散効果）が十分に発揮されないためであり、（２／５）×Ｌを上回ると必要以上に凸部３０Ａが大きくなって重量が過剰となるためである。すなわち、凸部３０Ａを上記範囲内の楕円形状とすることによって、空気入りタイヤ１４に対する支持体１６の軽量化を図りつつ、荷重分散効果を確保することができる。
【００２９】また、径方向断面において、凸部３０Ａの幅方向端部（径方向内側端部）における幅方向に対する傾斜角度αは、３０°以上８０°以下の範囲であることが好ましい。
【００３０】これは、傾斜角度αが３０°未満であると、凸部３０Ａが所定の高さＨを確保することが困難になるためであり、８０°を越えると、ランフラット走行時に幅（横）方向荷重の作用に対して凸部３０Ａが弱くなるためである。
【００３１】なお、支持部２６の材料に特に制限はないが、軽量化のためにＳＵＳ、高張力鋼、アルミニウム、あるいは、カーボン、ケプラー、ガラス繊維のいずれか１つあるいはその組み合わせで補強された熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂等から形成するのが好ましい。
【００３２】また、本実施形態では、径方向断面において径方向外側に突出し、幅方向に延在する部分を凸部３０Ａ（矢印Ｌの領域）、凸部３０Ａの径方向内側端部から幅方向外側に直線状に延びる部分をフランジ部３０Ｅ、３０Ｆとする。
【００３３】このランフラットタイヤ１０の作用について説明する。
【００３４】ランフラットタイヤ１０では、空気入りタイヤ１４の内圧が低下した場合、空気入りタイヤ１４のトレッド部２４を支持体１６の凸部３０Ａが支持して走行可能とする。また、この際、路面からの衝撃がトレッド部２４、支持体１６、リム１２を介して車体に伝達されるが、支持体１６のリム１２と当接する部分にはゴム製の脚部２８が設けられているため、路面からの衝撃が緩衝されてランフラット走行時の乗り心地が向上すると共に、路面からの衝撃によって支持体１６（支持部２６）のサイド部３０Ｃ、３０Ｄが変形してしまうことを回避できる。
【００３５】また、ランフラット走行時に支持体１６に作用する荷重はトレッド部２４が実際に当接する凸部３０Ａに対して作用するが、凸部３０Ａの径方向断面形状を楕円形状としたため、凸部３０Ａに作用する荷重が分散されることになり、ランフラット走行時における凸部３０Ａの変形を防止できる。
【００３６】また、凸部３０Ａの径方向断面形状を楕円形状とするだけで所定の強度を確保できるため、ランフラット走行時の凸部３０Ａの変形を防止するために支持体１６（支持部２６）の板厚を増加させてランフラットタイヤ１０の重量を増加させることを回避できる。
（試験例）上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係るランフラットタイヤ（以下、単に実施例という）と比較例に係るランフラットタイヤの比較試験（以下、単に比較例という）を行った。
【００３７】実施例は実施形態で説明したランフラットタイヤと同様の構成であり、比較例は図３に示す断面形状を有する支持部を備えるランフラットタイヤであり、それぞれ２０５／７０Ｒ１５サイズの空気入りタイヤに支持体を挿入したものを、上記タイヤサイズに対応する標準リム（６Ｊ）に組み付けたものである。実施例、比較例の各寸法（図２、図３参照）は以下の通りである。なお、比較列は、図３に示すように、幅方向に直線状に延在する凸部３０Ａに対して、凸部３０Ａの幅方向両端部から連続して径方向内側に延在するサイド部３０Ｃ、３０Ｄが形成されているものである。
【００３８】実施例、比較例の共通寸法は、凸部３０Ａの幅方向長さＬ…１１０ｍｍフランジ部３０Ｅ（３０Ｆ）に対する凸部３０Ａの径方向高さＨ…２６ｍｍである。
【００３９】また、実施列の寸法は、径方向断面における凸部３０Ａの幅方向端部における傾斜角度α…６０°である。
【００４０】また、支持体１６の支持部２６は、高張力鋼で形成され、板厚が１．０ｍｍである。
【００４１】このように形成された実施例と比較例に係るランフラットタイヤを乗用車に装着して１つの車輪のみ空気圧ゼロとしてランフラット走行（１輪）した試験結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】このように、実施例は３００ｋｍ連続走行しても支持体１６の支持部２６（凸部３０Ａ）に座屈も破壊も生じなかったが、比較例は３００ｋｍ以下の走行で支持体１６の凸部３０Ａが座屈し、一部が破壊した。このように凸部３０Ａを楕円形状とすることによってランフラット走行耐性が向上することが確認された。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に係る支持体の支持部（当接部）を径方向断面において楕円形状としたため、支持体の板厚を増加せずに所定の強度を確保することができ、かつ軽量化を達成することができる。
【００４５】請求項２に係る空気入りランフラットタイヤでは、軽量化を達成しつつ、ランフラット走行時の支持体の変形を防止して長距離走行を可能とした。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２７８
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
【住所又は居所】東京都中央区京橋１丁目１０番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年５月３０日（２００２．５．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０４９
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１３１３（Ｐ２００３−３４１３１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１５７８２３（Ｐ２００２−１５７８２３） |
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