JP4774865B2 - タイヤ用ホイール及びホイール／タイヤ組立体 - Google Patents

Description

本発明はタイヤ用ホイール及びホイール／タイヤ組立体に関し、さらに詳しくは、緊急走行用の支持中子を内部に備えた空気入りタイヤのリム組み性を向上したタイヤ用ホイール及びホイール／タイヤ組立体に関する。

タイヤがパンクした時の緊急走行用として、リムの外周面に支持中子を設け、この支持中子の外周面でパンクしたタイヤを支持して一定距離を安全に走行できるようにした中子式の安全車輪がある。

この種の安全車輪では、あらかじめ支持中子をリムに装着してからタイヤをリム組みすることは物理的に不可能であるため、先ず片側のビード部をリムに組み付けた後、反対側のビード部の隙間から複数に分割された支持中子を挿入し、手を差し込みながらブラインドの状態で支持中子を連結する必要があった。したがって、リム組み作業が極めて困難であるばかりでなく、支持中子をリム上で滑動しないように固定することが極めて難しいという問題があった。

この対策として、周方向に分割された支持中子をタイヤ内部に格納した後の連結作業を容易に行なえるようにした提案が多数なされている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、何れの提案にあっても、支持中子の連結やリムとの固定を安定化するには限界があり、これらを充足させるためには新たな手段や作業の導入が必要になるという問題があった。

かかる問題を改善するため、本出願人は先に、リム及び支持中子を一体的に形成すると共に、これを周方向に複数のセクターに分割し、これらセクターをタイヤ内部で組み込むと共に環状のディスクに着脱可能に固定するようにした提案を行なった（特願２００５−１２５０６３号）。ところが、この提案では、各セクターの径方向の高さが大きくなるため、各セクターの分割数を多くしないとリム組みが円滑に行えないことから、リム組み作業性を向上させる観点からは、さらなる改善の余地を残していた。
特開２００４−２５６０６２号公報 特開２００４−２６２３９４号公報

本発明の目的は、上述する背景に基づく従来の問題点を解消するもので、緊急走行用の支持中子を内部に備えた空気入りタイヤのリム組み性を向上したタイヤ用ホイール及びホイール／タイヤ組立体を提供することにある。

本発明のタイヤ用ホイールは、リムの外周面に径方向外側に突出する支持中子を備えたタイヤ用ホイールにおいて、前記リム及び支持中子をそれぞれ別個に周方向に複数のセクターに分割し、前記支持中子のセクター間を着脱自在に連結すると共に、該支持中子の内周側に前記リムのセクターを組み込み、該リムのセクターを環状のディスクに着脱可能に固定するようにしたことを要旨とするものである。

また、本発明のホイール／タイヤ組立体は、上述するタイヤ用ホイールに空気入りタイヤを装着したことを要旨とするものである。

本発明によれば、リム及び支持中子をそれぞれ別個に周方向に複数のセクターに分割し、支持中子のセクター同士を着脱自在に連結すると共に、その内周側にリムのセクターを組み込み、環状のディスクに着脱可能に固定するようにしたので、従来のように一体物のリムの外周面に複数に分割された支持中子を挿入し、ブラインドの状態で支持中子を連結する必要がないので、リム組み時の作業性が遥かに優れると共に、分割された各セクターの径方向の高さをそれぞれ小さくできるため、リム及び支持中子の分割数を少なくしても、タイヤの内側からのリム及び支持中子の挿入作業を容易にして、リム組み性を向上させることができる。

以下、本発明の構成につき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によるタイヤ用ホイールに空気入りタイヤを装着した状態を示すホイール分割面における断面図で、図２は図１のタイヤ用ホイールの組み合わせ形態を示す側面図である。

図１及び図２において、タイヤ用ホイール１はリム２の外周面にリム２の径方向外側に突出する支持中子３を備えている。リム２及び支持中子３はそれぞれが別個に周方向に複数（図２では各々４）に分割されており、支持中子３の各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄがそれぞれ連結された後、セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの内周側にリム２のセクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが組み込まれ、各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがそれぞれ環状のディスク４を介して車軸（図示せず）に着脱可能に固定されるようになっている。なお、図中２ｑはリム２のディスク部を示している。

図３（ａ）は支持中子３を構成するセクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの形態の概要を示す斜視図で、図中３ｒは後述する位置ずれ防止手段としての凹部を示し、図３（ｂ）はリム２を構成するセクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの形態の概要を示す斜視図で、図中２ｐは後述するシーリング材６を挿入する凹溝を示し、２ｒは各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの凹部３ｒに嵌合する凸部を示している。

このように構成することにより、従来のように一体物のリムの外周面に複数に分割された支持中子を挿入し、ブラインドの状態で支持中子を連結する必要がないので、リム組み時の作業性が遥かに優れると共に、分割された支持中子３及びリム２の各セクターの径方向の高さをそれぞれ小さくできるため、リム２及び支持中子３の分割数を少なくしても、タイヤの内側からのリム２及び支持中子３の挿入作業を容易にして、リム組み性を向上させることができる。さらに、後述するように支持中子３とリム２との接触面に位置ずれ防止手段を形成しておくことにより、走行中において支持中子３がリム２上を滑動するなどの問題を解消することができる。

本発明において、支持中子３の内周面とリム２の外周面との間には、相対的な滑動を防止するための位置ずれ防止手段を形成しておくとよい。これにより、支持中子３が走行中にリム２上を滑動してタイヤのバランスを崩すことなく安全な走行を確保することができる。

上述する位置ずれ防止手段としては、図３（ａ）及び（ｂ）に例示するように、支持中子３の内周面とリム２の外周面とにそれぞれ凹部３ｒと凸部２ｒとを形成しておき、これら凸部２ｒと凹部３ｒとの嵌め合い機構により周方向への滑りを防止するようにするとよい。

また、上述する支持中子３を構成する各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、図４（ａ）に示すように、幅方向の両壁をリム２の外周面に向かって末広がりとなるように形成するとよい。これにより、タイヤがパンクした際の負荷荷重を確実に支えると共に、各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをタイヤ内部に挿入する際にビード部の間隔を押し広げてタイヤ内部への挿入を容易にすることができる。

なお、図１に示す実施形態では、支持中子３を外周面３ｓを幅方向に拡幅した断面Ｔ字状の形態に形成し、その両側をリム２の外周面に向かって広幅となる平板状の支持部３ｔ、３ｔにより強化している場合を示したが、これに代えて、支持中子３の断面形態を外周面３ｓからリム２の外周面に向かって末広がりとなる台形状に形成することも可能である。しかしながらが、軽量化の観点から、図４（ａ）に示すように、支持中子３の両側に平板状の支持部３ｔ、３ｔを形成して、支持中子３の幅方向の両壁をリム２の外周面に向かって末広がりとなるように形成するのがよい。なお、図４（ｂ）は支持中子３の両側に形成する支持部３ｔ、３ｔの他の実施形態を例示している。

図４（ａ）及び（ｂ）において、支持中子３の両壁における末広がり端部の間隔ｗとリム組みされたタイヤの左右のビードトー７、７間の間隔Ｗ（図１参照）との関係を、Ｗ／ｗ＝１．０〜１．１となるように設定するとよい。これにより、タイヤがパンクした場合にビード部がリム２のビードシート部から中央側にずれ込むことを効果的に防止することができる。

本発明において、リム２における隣接する各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの接触面には凹溝２ｐ（図３（ｂ）参照）を形成しておき、この凹溝２ｐにシーリング材６を充填させるようにするとよい。これにより空気入りタイヤに充填された空気圧が各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの接触面間から漏洩するのを防止することができる。

さらに好ましくは、上述するシーリング材６を、図１に示すように、少なくとも装着されるタイヤの左右のビードトー７、７間にわたり介在させるようにするとよい。これにより、充填空気圧の漏洩を一層効率的に防止することができる。

本発明において、リム２及び支持中子３におけるセクターの数はそれぞれ４〜１０、好ましくは４〜６にするとよい。セクターの分割数が３以下では、分割した各セクターの周方向の幅がタイヤビード部の内径よりも大きくなる場合が生じて、リム組み性を低下させることになる。また、分割数を１１以上にすると、リム組み時の作業効率を低下させることになる。なお、図２ではリム２及び支持中子３におけるセクターの分割数がそれぞれ４である場合を例示したが、リム２及び支持中子３におけるセクターの分割数は同一である必要はない。

以下、本発明のタイヤ用ホイール１の組み立て工程を説明する。
本発明のタイヤ用ホイール１では、リム２及び支持中子３をそれぞれ周方向に複数（図２では各々４）のセクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及び３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに分割し、支持中子３の各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの内周側にリム２の各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを組み込むようにしている。

したがって、タイヤ用ホイール１の組み立て作業は、先ず最初に、分割された４個の支持中子３の各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを、図５の（ａ）から（ｈ）に示すように、一つずつ（図では３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの順で）タイヤ軸側からタイヤビード底面側に向かって移動させた後、タイヤＴのトレッド内面側に移動して、各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを図５の（ｈ）のようにタイヤＴの内部に挿入する。その後、各セクターを、図５の（ｈ）の矢印方向に移動して、各セクターに設けられた図６（ａ）に例示するような連結具８によって着脱自在に連結する。この場合において、各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの連結は、各セクターを一つずつタイヤＴのトレッド内面側に移動した段階で、隣接するセクターと連結するようにしてもよい。図６（ｂ）は、図６（ａ）の連結部における下面図を示している。

次いで、分割された４個のリム２の各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを、支持中子３の内面側に向かって、図７の（ａ）から（ｈ）に示すように、一つずつ（図では２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの順で）組み込む。この場合において、最初に組み込むセクター２ａは、その外周面に形成された凸部２ｒが支持中子３のセクター（図ではセクター３ａ）の内面側に形成された凹部３ｒと嵌合するように位置決めしながら、セクター３ａの内面側に組み込むようにする。そして、凸部２ｒと凹部３ｒとの嵌合が確認された時点で、ディスク部２ｇを介してボルト等によってディスク４（図示省略）に着脱可能に固定する。次いで、セクター２ａ又はセクター２ｂの接触面に形成された凹溝２ｐにシーリング材６を介在させた後、セクター２ａと同様にして、セクター２ｂを支持中子３のセクター（図ではセクター３ｂ）の内面側に組み込む。この作業を繰り返し行なうことにより一連のホイールの組み立て作業が完了し、ホイール／タイヤ組立体が完成する。なお、図７ではタイヤＴの図示を省略している。

本発明のタイヤ用ホイール１では、上述するように、４個の分割されたリム２の各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを支持中子３の内面側に順次組み込むようにしているため、セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの組み込み作業を可能にするために、少なくとも１つのセクター（図ではセクター２ｄ）における周方向両側の分割面をタイヤ用ホイール１の半径方向に互いに平行な面に形成している。すなわち、セクター２ｄの分割面を、タイヤ用ホイール１の回転中心からセクター２ｄの中心を通って外側に延びる直線と平行な面となるように形成している。したがって、これに対応させて、隣接するセクター２ａ及び２ｃの分割面もセクター２ｄの分割面と同等の面に形成している。

上述するセクター２ｄにおける周方向両側の分割面は、セクター２ｄの両側の分割面が、タイヤ用ホイール１の半径方向外側に向かって互いに近づくように形成することができる。すなわち、セクター２ｄの両側の分割面を、各分割面の延長線がセクター２ｄの外側で交差するような分割面に形成することができる。したがって、この場合においても、隣接するセクター２ａ及び２ｃの分割面をセクター２ｄの分割面と同等の傾斜面に形成しておく必要がある。なお、図示を省略しているが、リム２の各セクター２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのいずれか一つにはバルブ孔が形成され、そのバルブ孔にバルブ９（図１参照）が挿入されている。

本発明において、支持中子３における隣接する各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの間には、各セクターの組み立て作業を容易にするために、図２に示すように、隙間１０を形成することができる。そして、この隙間１０を挟むセクターの外周面を結ぶ仮想円に沿った隙間１０の間隔ｘと隙間１０を挟むセクターの外周面の弧長Ｘとの関係を、ｘ／Ｘ＝０〜０．４０になるように設定するとよい。なお、ｘ／Ｘ＝０とする場合は、隣接する各セクター３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ間に隙間１０を形成しない場合を示している。上述するｘ／Ｘの値が０．４０超になるとタイヤがパンクした際の負荷荷重を支持中子３が支えきれなくなる場合がある。また、上述するｘ／Ｘの値を０．１以上にすることによりタイヤがパンクした際の振動を大きくして運転者に対して注意を喚起することができる。

上述するように本発明のタイヤ用ホイール及びホイール／タイヤ組立体は、リム及び支持中子をそれぞれ別個に周方向に複数のセクターに分割し、支持中子のセクター同士を着脱自在に連結すると共に、その内周側にリムのセクターを組み込むようにすることによりリム組み性を向上させるもので、特に、従来のように一体物のリムの外周面に複数に分割された支持中子を挿入してブラインドの状態で支持中子を連結する必要がないことから、緊急走行用の支持中子を内部に備えた空気入りタイヤにおけるリム組み作業性を向上させる施策として、幅広く利用することができる。

本発明の実施形態によるタイヤ用ホイールに空気入りタイヤを装着した状態を示すホイール分割面における断面図である。 図１のタイヤ用ホイールの組み合わせ形態を示す側面図である。 （ａ）及びは（ｂ）はそれぞれ図１のタイヤ用ホイールにおける支持中子及びリムを構成するセクターの形態を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態による支持中子の形態を示す断面図である。 （ａ）〜（ｈ）は本発明の実施形態による支持中子の組み合わせ工程を説明するための断面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態による支持中子を構成するセクターの連結部分の形態を例示する側面図及び下面図である。 （ａ）〜（ｈ）は本発明の実施形態によるリムの組み合わせ工程を説明するための断面図である。

符号の説明

１ タイヤ用ホイール
２ リム
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ セクター
２ｐ 凹溝
２ｑ ディスク部
２ｒ 凸部
３ 支持中子
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ セクター
３ｒ 凹部
３ｓ 外周面
３ｔ 支持部
４ ディスク
６ シーリング材
７ ビードトー
８ 連結具
９ バルブ
１０ 間隔

Claims (11)

1. リムの外周面に径方向外側に突出する支持中子を備えたタイヤ用ホイールにおいて、
   前記リム及び支持中子をそれぞれ別個に周方向に複数のセクターに分割し、前記支持中子のセクター間を着脱自在に連結すると共に、該支持中子の内周側に前記リムのセクターを組み込み、該リムのセクターを環状のディスクに着脱可能に固定するようにしたタイヤ用ホイール。
2. 前記支持中子の内周面と前記リムの外周面との間に、相対的な滑動を防止するための位置ずれ防止手段を形成した請求項１に記載のタイヤ用ホイール。
3. 前記位置ずれ防止手段が凸部と凹部との嵌め合い機構である請求項２に記載のタイヤ用ホイール。
4. 前記支持中子の幅方向の両壁を前記リムの外周面に向かって末広がりに形成した請求項１、２又は３に記載のタイヤ用ホイール。
5. 前記支持中子の両壁における末広がり端部の間隔ｗとリム組みされたタイヤの左右ビードトー間の間隔Ｗとの関係を、Ｗ／ｗ＝１．０〜１．１に設定した請求項４に記載のタイヤ用ホイール。
6. 前記リムにおける隣接するセクターの接触面間にシーリング材を介在させた請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ用ホイール。
7. 前記シーリング材を少なくともリム組みされたタイヤの左右ビードトー間にわたるように配置した請求項６に記載のタイヤ用ホイール。
8. 前記リム及び支持中子におけるセクターの数をそれぞれ４〜１０にした請求項１〜７のいずれかに記載のタイヤ用ホイール。
9. 前記リムのセクターのうち少なくとも１つのセクターにおける周方向両側の分割面を、ホイールの半径方向に互いに平行に形成するか、又はホイールの半径方向外側に向かって互いに近づくように形成した請求項１〜８のいずれかに記載のタイヤ用ホイール。
10. 前記支持中子における隣接するセクター間に隙間を形成し、該隙間を挟むセクターの外周面を結ぶ仮想円に沿った前記隙間の間隔ｘと前記セクター１個の外周面の弧長Ｘとの関係を、ｘ／Ｘ＝０〜０．４０に設定した請求項１〜９のいずれかに記載のタイヤ用ホイール。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載されたタイヤ用ホイールに空気入りタイヤを装着したホイール／タイヤ組立体。
    

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