JPH0220441B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ タイヤを保持する外周面１８を有するリム部
分２４と、 前記リム部分２４に装着されると共に締り嵌め
によつて装着された一対の転動阻止用フープ１６
と、該転動阻止用フープ１６の夫々の軸方向外方
に位置する角の部分３０を含みリムに接触する外
周面１９とを有する密閉型タイヤ１４と、 前記リム部分２４に固着され、前記密閉型タイ
ヤ１４の前記角の部分３０と外周面１９との間に
位置する一対のエラストマ部材２２とから成るこ
とを特徴とするリム組立体。

２ 請求の範囲第１項のリム組立体において、前
記エラストマ部材２２は前記リム部分２４と同心
で該リム部分２４に接着された環状ゴムであるリ
ム組立体。

３ 請求の範囲第１項のリム組立体において、前
記エラストマ部材２２は前記リム部分２４に加硫
接着されたゴムであるリム組立体。

４ 請求の範囲第１項のリム組立体において、前
記エラストマ部材２２は全周に埋め込まれた少な
くとも１個の補強部材５６を含むリム組立体。

技術分野 本発明は一般にタイヤ構造、特に、リムに対す
るタイヤのビードシート部分の動きを低減するた
めにタイヤ、リム界面を設定することで転動抵抗
を低減す装置に関する。

背景技術 走行中におけるタイヤの転動抵抗が車輌で克服
されねばならない抵抗力のかなりな部分を構成す
ることは、周知である。これは空気タイヤを有す
る車輌において特に当てはまる。タイヤの転動抵
抗による損失は車輌エンジンによる動力の15％に
も達する。

これ等の転動抵抗の損失は三つの主要原因によ
り発生する。これ等の損失を低減することが望ま
しい。転動抵抗の三つの原因の第１は空気力学的
抗力であり、一般にタイヤの全転動抵抗の５％以
下になり、従つて、比較的重要でない。第２はタ
イヤ対地面の摩擦損失であり、これは代表的にタ
イヤの全転動抵抗の10％乃至20％に達する。しか
しながら、タイヤ対地面の損失を低減することは
一般に不利である。これは、推進力がこれ等のタ
イヤ、道路の摩擦損失によつて生ずるものであ
り、従つて、これ等の損失が必要な安全性および
動きに関する利点を生じるためである。

第３の最も大きな空気タイヤの転動抵抗の原因
は、タイヤ自体の内部損失から生じる。運転モー
ドの際、タイヤは転動し、従つて、タイヤを包含
する弾性材料の各差動ユニツトの負荷が存在す
る。該負荷は周期的である。従つて、タイヤの隣
接部分は相互に対して定期的に移動し、該過程で
エネルギを消費する。該損失は「ヒステリシス損
失」と呼ばれる。

また、タイヤの変形を生じさせるこの周期的な
負荷は、タイヤを支持するリムに対しタイヤを移
動するように作用する。通常の弾性材料タイヤ
は、一般にタイヤのビードが軸方向の締め嵌めで
リムに保持されている。クローズドトーラスタイ
ヤにおいては、半径方向の締め嵌めで保持される
転動阻止用フープ（RRH）がこの機能を達成す
る。多くのタイヤでは、この締め嵌めはタイヤが
回転する際、ビードまたはRRHと、リムとの間
の相対的な円周方向、軸方向の動きを許容する。
この相対的な動きはヒステリシス損失に加え摩擦
損失を生じる。その時々において、タイヤのリム
接触部分の最大に負荷される部分のみがリムに対
して大きく移動することが考えられる。該局部的
な相対的運動はスクラビング（scrubbing）と呼
ばれる。

「スクラビング」は、エネルギを浪費するだけ
ではなく、この浪費されるエネルギの大部分が熱
として散逸される点で特に有害である。タイヤの
負荷および作用の持続時間が推奨される作用温度
を越えてはならない点で熱の蓄積が車輌の運転制
限を実際に賦加する。

ホイール内のこれ等の損失は、航空機、重装備
の産業車輌において特に厄介である。上述の相対
的な運動でエネルギが消費される比率は、タイヤ
の負荷による撓わみとホイールの回転速度との両
者における大きさに直接関連する。従つて、土工
作業用重車輌の様な大きな撓わみの下でのタイヤ
の熱の蓄積は非常に著しい。速度および荷重の設
定された限界によつても、該タイヤは過熱によつ
て屡合破壊ないし損傷される。

これと同様に、重量と着地速度とが益々大きく
なる航空機においても、航空機のタイヤ製造業者
は益々大きくなる熱の蓄積の問題に直面してい
る。多くの航空機タイヤの作用圧力は上昇し、タ
イヤがこわくなり、従つて転動抵抗を低減する。
これは、熱の蓄積を低減するのに役立つた。しか
しながら、高い圧力を使用することにより、或る
場合には、航空機で滑走路に加えられる負荷を増
大し、滑走路の劣化を促進する有害な結果も生じ
るようになつた。或る空港は、これ等の高圧タイ
ヤを有する特定の航空機が着陸するのを禁止し
た。

本発明は上述の様な問題の一つまたはそれ以上
を克服することに指向される。

発明の開示 本発明の一側面では、ホイールはリム組立体と
該リム組立体に装着される密閉型タイヤとを備え
ている。該リム組立体は該リム組立体と該密閉型
タイヤとの間の摩擦係数、締り嵌めを向上する装
置を備えている。

リムと、タイヤとを有するホイールを備える多
くの車輌では、該車輌で発生される動力のかなり
な部分がタイヤに固有の転動抵抗を克服するのに
消費される。特定の型式のタイヤでは、この転動
抵抗の一部はタイヤとリムとの間の相対的な動き
の結果である。本発明では、この相対的な動きの
程度を低減ないし排除する構成を得ることを目的
とし、この構成によりホイールが回転するときに
タイヤとリム組立体との間の相対的な動きを低減
ないし排除してホイールの転動抵抗を低減する、
という効果を奏する。さらに重要な効果は熱がタ
イヤに蓄積する割合を低下させることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるホイールの図
式的な断面図を示し、この実施例のホイールはツ
ーピースリムを有し、第２図は本発明の第２実施
例によるタイヤの側壁と肩とリム部分との図式的
な図を示し、この実施例に使用されるリムは１体
形の正円筒形リムであり、第３図は２部分リムを
使用する本発明の第２実施例の同様な図を示し、
第４図はツーピースリムを使用する本発明の４実
施例の同様な図を示し、第５図は１体形の正円筒
形リムに装着される本発明の第５実施例の図を示
し、第６図はツーピースリムに装着される本発明
の第６実施例の同様な図を示す。

発明を実施するための最良の形態 第１図を参照すると、本発明の特定の原理を具
現するホイールは符号１０で全体を示される。該
好適実施例では、ホイール１０はタイヤを保持す
る外周面１８を有するリム部分２４と、このリム
部分２４に装着されると共に締り嵌めによつて装
着された一対の転動阻止用フープ１６と該転動阻
止用フープ１６の夫々の軸方向外方に位置する角
の部分３０を含みリムに接触する外周面１９とを
有する密閉型タイヤ１４と、前記リム部分２４に
固着され、前記密閉型タイヤ１４の角の部分３０
と外周面１９との間に位置する一対のエラストマ
部材２２とから成ることを特徴とするものであ
る。

リム１２は3゜よりも大きく5゜と7゜との間の勾配
を有するツーピースリムであるのが好ましい。こ
の勾配の一つの目的は、リム組立体１２の中心か
ら離れた転動阻止用フープ１６の動きを制限する
ことである。転動阻止用フープ１６に直接に近接
する勾配の大きさは特に重要である。勾配を約5゜
と7゜との間の大きさに形成するのが好ましいのは
この個所、即ちリム組立体１２が各転動阻止用フ
ープ１６の最も内側の部分に直接に面する個所で
ある。

リムの外周面１８はタイヤ１４のタイヤの外周
面１９に接触する。また、タイヤ１４はベルト
（図示せず）と側壁部１７とを有してもよいトレ
ツド部１５を備えている。

特に、本発明はツーピースリムに使用すること
に制限されるものでもない。当該技術分野で周知
のワンピースリムも、本発明の原理を具現するタ
イヤ１４を装着可能である。該ワンピースリムは
第２、第５図に示すように正円筒の形状を取つて
もよい。この実施例では、分割バンド型リムの使
用が好ましい。

リム組立体１２は該リム組立体１２を円周方向
で２等分する平面から遠い対の円周方向リム端縁
部分２０を有している。エラストマ部材２２、即
ち第１図に示すようにゴムで形成されるのが好ま
しく、リムの各端縁部分２０に隣接する個所でリ
ム組立体１２に固着される。図示のように、エラ
ストマ部材２２は厚い部分２３を有し、その向き
は該厚い部分２３をリムの端縁部分２０に最も近
くに位置させる。リム組立体１２へのエラストマ
部材２２の固着は加硫またはエポキシ接着による
様な接着によるのが好ましい。エラストマ部材２
２は直接に転動阻止用フープ１６とリム１２との
中間の位置まで延びないのが好ましい。

第２図に示される異なる実施例では、エラスト
マ部材２２はほゞ一定の厚さを有している。リム
組立体１２の中心に最も近いエラストマ部材２２
の端部２５はエラストマ部材２２の一定の厚さ部
分とタイヤ１４に直接に接触する金属リム２４の
部分との間でタイヤ１４のリム組立体接触用周辺
１９を支持するように勾配を設けてもよい。この
実施例は、図示の様にフープ拘束部分２７を有す
る正円筒形ワンピースリムに使用されてもよく、
勾配付きツーピースリムに使用されてもよい。

第１図乃至第６図に示すように、各エラストマ
部材２２は転動阻止用フープ１６近傍からリムの
端縁部分２０に亙つてタイヤ外周面１９に接触す
るように延びるのが好ましい。これによりタイヤ
１４の角の部分３０とリム部分との間おおよび各
転動阻止用フープ１６の間の部分においてタイヤ
とリム組立体との間の接触面における摩擦抵抗を
増大する。

ツーピースリムを有する上述の実施例では、リ
ム組立体１２はエラストマ部材２２を固着した金
属リム２４を備えている。金属リム２４は各転動
阻止用フープ１６に隣接する位置で、リム組立体
１２の半径方向軸心に対し約3゜乃至9゜の範囲、好
ましくは約5゜乃至7゜の範囲の角度で延びる。リム
２４はこの一定の角度でリム端縁部分２０まで連
続して延びる。

第３図に示される第３実施例では、金属リム２
４は楔よりもむしろ環状バンドであるエラストマ
部材２２と共に、転動阻止用フープ１６とリム端
縁部分２０との間で10゜乃至80゜の間の角度で延び
てもよい。転動阻止用フープ１６に直ぐ隣接する
リム２４の部分は約4゜乃至9゜の範囲内にあるのが
好ましい。第４図に詳細に示す第４実施例は第３
実施例と同様であるが、楔形エラストマ部材２２
を有している。

第５図に示す本発明の第５実施例では、金属リ
ム２４は環状弾性部材２２の外側面２６に接触す
るように延びる。該外側面２６はリム組立体１２
の中心から最も遠いエラストマ部材の部分であ
る。また、第５図に示すように金属リム２４は外
側面２６に接触する様に半径方向外方へ延びた
後、反転して内方へ延びるリツプ２８を有しても
よい。該リツプ２８はタイヤ１４の側壁１７に平
滑な面を呈示し、側壁がリツプ２８に接触するよ
うに押圧される際の側壁１７の損傷の可能性を低
減する。該リツプ２８はエラストマ部材２２の潜
在的な押出しを軽減するためにも役立つ。第５実
施例ではワンピースリムを有して示されるが、こ
れと異なり、勾配付きツーピースリムを有しても
よい。

第６図に示される第６実施例では、リムのリツ
プ２８はエラストマ部材の外側面２６のまわりだ
けでなくタイヤ１４の肩部分３０のまわりにも延
びる。この実施例では、金属リム２４が平滑なリ
ツプ２８を形成するように下方へ反転することが
特に好ましい。

特定の用途では、エラストマ部材２２に円周方
向へ延びる補強部材５６を設けることが有利であ
る。これ等の補強部材５６はエラストマ部材２２
の全周に埋め込まれこれを補強して一層耐久性の
あるものにするワイヤないしストランドの形状を
取るのが好ましい。更に、補強部材５６はエラス
トマ部材２２と金属リム２４との間に締り嵌めを
設定しエラストマ部材２２を金属リム２４に接着
する必要性を排除するように寸法を定めてもよ
い。これ等の補強部材５６は第５図の実施例に示
す。

こゝで明白なように、種々な輪郭の弾性部材２
２と、種々な形状の金属リム２４との多くの組合
わせを、エラストマ部材２２とタイヤ１４との機
能的な界面を得るために利用してもよい。該界面
は断面において直線または一連の交差線と共に曲
線で限定されてもよい。

本発明では、二つの転動阻止用フープ１６の間
に任意の付加的な弾性部材を設けることは不可欠
ではない。有害なスクラビングは角の部分３０に
隣接して生じると思われるので、拘束するのが最
も望ましいのはこの領域である。

第７図に示すように、本発明はビードレスタイ
ヤと同様にビード３１を有する通常のタイヤに対
する適用性を備えている。この実施例では、弾性
部材２２は、好ましくは通常のタイヤ３２と該タ
イヤを支持する金属リム２４との間の総ての接触
を排除するように設けるのが好ましい。この実施
例では、弾性部材２２がビード３１との間の位置
へ金属リム２４に沿い軸方向内方へ延びるのが好
ましい。

産業上の利用可能性 従来の解放型タイヤを使用するホイールのよう
にタイヤを締り嵌めのみでリムに保持することは
好ましくない。本発明の構成によればホイールの
密閉型タイヤ１４とリム組立体１２との間の摩擦
係数を増加させる。即ち、一対のエラストマ部材
２２を使用することによりタイヤの角の部分３０
における内方への負荷を増大させタイヤ内方に向
かつて締り嵌め効果を増大させる。然して、タイ
ヤ１４の角の部分３０とリム組立体との間におけ
るゴム対ゴムの接触により摩擦係数を増大し従つ
て転動阻止用フープ１６の間のタイヤ外周面の中
間部分を動かないようにし、タイヤとリムとの間
の相対的な動きを低減ないし排除してホイールの
転動抵抗を低減する。

又、エラストマ部材２２の外周面２６までリム
部分２４を延することによりエラストマ部材２２
の塑性変形と押出しを防止する。これは厚い、あ
るいは楔形のエラストマ部材２２に特に重要であ
る。さらに、密閉型タイヤ１４の角の部分３０に
接触するようにリツプ２８を延長することも有利
である。これはタイヤの角の部分３０の領域に対
して補強効果を与えリム組立体に対する動きをさ
らに拘束する。

なお、エラストマ部材２２は密閉型タイヤ１４
とリム組立体１２との間に小砂が侵入する可能性
を低減する。