JPH06344733A

JPH06344733A - 安全車輪及びその中子

Info

Publication number: JPH06344733A
Application number: JP5138239A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Hanada; 亮治花田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-20
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: JP3428682B2

Abstract

(57)【要約】【目的】中子の接触圧分布を均一化し、タイヤ内面の
損傷を低減すると共に、中子の耐久性とパンク状態での
乗心地性を向上させるようにした安全車輪及びその中子
を提供する。【構成】空気入りタイヤＴをホイールＷに装着した車
輪において、ホイールＷのリム部Ｒの外周面に沿う内側
リング６と、内側リング６より径方向外側に位置する外
側リング７とを、その幅方向両端部で周方向に延びる左
右一対のリブ部材８，８と、これら左右一対のリブ部材
８，８間で周方向に延び、かつ径方向に対して傾斜した
斜めリブ部材９とによって結合させて構成した中子５を
ホイールＷに装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤのパンク時にも
一時的な最小限の走行を可能にする中子をホイールに装
着した安全車輪及びその中子に関し、更に詳しくは、中
子のタイヤ内面に対する接触圧分布を均一化し、タイヤ
内面の損傷を低減すると共に、中子の耐久性とパンク状
態での走行時における乗心地性を向上させるようにした
安全車輪及びその中子に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤをホイールに装着した車
輪において、走行時にタイヤがパンクすると急激に走行
不能になって危険であると共に、そのままの状態でガソ
リンスタンド等の修理場所まで移動することは難しい。
そこで、ホイールのリム外周面に中子を装着し、この中
子によってパンク状態のタイヤを内側から支持するよう
にした安全車輪が提案されている。

【０００３】しかしながら、リム外周面に中子を固定し
た安全車輪では、パンク状態のタイヤ周長と中子周長と
の差によりタイヤ内面と中子との接触部に滑りが発生す
るため、タイヤ内面に損傷を受けやすいという欠点があ
る。上述の中子としては、軽量化の観点から断面形状が
Ｔ字形又はＩ字形のものが提案されているが、これらＴ
字形やＩ字形の中子では、リム外周面に沿う内側リング
と、この内側リングより径方向外側に位置する外側リン
グとを、その幅方向中央部で周方向に延びるリブ部材に
よって結合させているため、路面から受ける荷重は主と
してリブ部材の連結位置である中央部だけにかかること
になり、タイヤ内面と中子との接触圧分布を均一化する
ことができず、これがタイヤ内面の損傷を助長する。し
かも、このような中子は、横方向（幅方向）の剛性が低
いので、荷重に対する耐久性も不十分である。

【０００４】また、内側リングと外側リングとの間に、
内側リングに対して略垂直となるように幅方向に延びる
複数のウェブ部材を周方向に略一定の間隔で配置するこ
とにより、中子の接触圧分布を均一化することが提案さ
れているが、この場合は、ウェブ部材の存在によって周
方向の剛性差が大きくなるため、パンク状態で走行する
ときにゴツゴツしたフィーリングを与え、乗心地性を低
下させてしまうという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、中子
の接触圧分布を均一化し、タイヤ内面の損傷を低減する
と共に、中子の耐久性とパンク状態での乗心地性を向上
させるようにした安全車輪及びその中子を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の安全車輪は、空気入りタイヤをホイールに装
着した車輪において、前記ホイールのリム外周面に沿う
内側リングと、該内側リングより径方向外側に位置する
外側リングとを、その幅方向両端部で周方向に延びる左
右一対のリブ部材と、該左右一対のリブ部材間で周方向
に延び、かつ径方向に対して傾斜した斜めリブ部材とに
よって結合させて構成した中子を前記ホイールに装着し
たことを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明の中子は、ホイールのリム外
周面に沿う内側リングと、該内側リングより径方向外側
に位置する外側リングとを、その幅方向両端部で周方向
に延びる左右一対のリブ部材と、該左右一対のリブ部材
間で周方向に延び、かつ径方向に対して傾斜した斜めリ
ブ部材とによって結合させて構成したことを特徴とする
ものである。

【０００８】このように中子を構成する内側リングと外
側リングとを幅方向両端部において周方向に延びる左右
一対のリブ部材によって結合させたことにより、中子の
接触圧分布を均一化し、タイヤ内面の損傷を低減するこ
とができる。また、左右一対のリブ部材間に径方向に対
して傾斜した斜めリブ部材を配置し、この斜めリブ部材
によってトラス状の梁構造を形成するので、荷重による
中子の過大な変形を防止することが可能となり、その耐
久性を向上させることができる。しかも、これらリブ部
材及び斜めリブ部材を設けた場合、中子に周方向の剛性
差が生じないので、パンク状態での乗心地性を向上させ
ることができる。

【０００９】以下、本発明の構成について添付の図面を
参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施例からな
る安全車輪の子午線方向断面を示し、図２は中子の側面
を示し、図３は中子の外周面を示すものである。図にお
いて、Ｗはホイール、Ｔは空気入りタイヤである。ホイ
ールＷはディスク部Ｄとリム部Ｒとから構成されてい
る。一方、空気入りタイヤＴは、左右一対のビード部
１，１間にカーカス層２が装架され、トレッド部３にお
けるカーカス層２の外周側に２層のベルト層４，４が挿
入されている。この空気入りタイヤＴの左右一対のビー
ド部１，１は、それぞれリム部Ｒの左右両側のリム端に
装着されている。

【００１０】空気入りタイヤＴの内側において、リム部
Ｒの外周面の略中央位置には、リムフランジよりも径方
向外側に突出するリング状の中子５が装着されている。
リム部Ｒの外周面に沿う内側リング６と、この内側リン
グ６より径方向外側に位置する外側リング７とは、その
幅方向両端部で周方向に延びる左右一対のリブ部材８，
８と、該左右一対のリブ部８，８材間で周方向に延び、
かつ径方向に対して傾斜した斜めリブ部材９とによって
結合されている。この斜めリブ部材９は、内側リング６
及び外側リング７の互いに逆方向の端部を結合するよう
になっている。また、上述の中子５は周方向に均等な４
個の中子分割体５ａ〜５ｄに分割されており、これらを
連結部材１０によって互いに連結することによりリング
状に構成されている。

【００１１】中子５の構成材料としては、ポリウレタ
ン、天然ゴム、ポリブタジエン、熱可塑性樹脂（ナイロ
ン４，６、ナイロン６，６、ポリアミド、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリアミドイミド等）、或いはそれらを
マトリックスとしてナイロン繊維、ポリエステル繊維、
レーヨン繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維グラス
ファイバー等の単繊維を混入したものを使用することが
できる。

【００１２】上述のように空気入りタイヤＴとホイール
Ｗとからなる車輪において、ホイールＷのリムＲの外周
面に中子５を装着したことにより、この中子５によって
パンク状態のタイヤを内側から支持することができるの
で、タイヤ内圧が実質的に０ｋｇ／ｃｍ²になっても、
そのままの状態で修理ができる安全な場所まで移動する
ことが可能となる。

【００１３】本発明では、中子５を構成する内側リング
６と外側リング７とを、その幅方向両端部において周方
向に延びるリブ部材８，８と、これらリブ部材８，８間
で周方向に延び、かつ径方向に対して傾斜した斜めリブ
部材９によって結合させたことにより、これらリブ部材
８，８と斜めリブ部材９の存在によって中子５の接触面
全域にわたって荷重が均一に分散し、その接触圧分布が
均一化するので、タイヤ内面の損傷を低減することがで
きる。また、斜めリブ部材９は、中子５の横方向の剛性
を高めるので、荷重を受けたときに中子５が幅方向に変
形してリブ部材８，８が応力集中により損傷してしまう
ことを防止できる。

【００１４】しかも、周方向に延びるリブ部材８，８及
び斜めリブ部材９は、中子に周方向の剛性差が生じさせ
ないので、パンク状態での走行時において、ゴツゴツし
たフィーリングを与えることはなく、乗心地性を向上さ
せることができる。本発明において、斜めリブ部材９の
外側リング７との結合位置が車両装着時に車両外側とな
るように中子５をリム外周面に装着することが好まし
い。つまり、タイヤパンク時には車両が傾くので、中子
５は斜め方向に荷重を受けることになる。このため、斜
めリブ部材９の外側リング７との結合位置を車両外側に
配置した場合、その逆方向の装着に比べて、中子５にお
けるリブ部材８，８と斜めリブ部材９の分担する荷重が
均一化されるので、中子５の変形が抑制され、パンク状
態での走行時における耐久性をより効果的に向上させる
ことができる。

【００１５】上述の中子５は、４個の中子分割体５ａ〜
５ｄを連結部材１０によって互いに連結することにより
リング状に構成しているため、汎用のホイールに対して
装着することが可能である。これら中子分割体５ａ〜５
ｄの互いに分割位置のうち少なくとも１箇所（図では中
子分割体５ａ，５ｄ間）には、空気入りタイヤＴをリム
組みするとき、両ビード部１のうち一方を通過させるた
めの切り欠き部１１を設けるようにし、その周方向に対
する分割角度βを１５°〜７５°にし、かつ中子間隔Ａ
を１０〜５０ｍｍにすることが好ましい。このような切
り欠き部１１を設けると、中子５を装着したホイールＷ
に対して空気入りタイヤＴをリム組する際に、一方のビ
ード部１を切り欠き部１１にあててタイヤＴを回転させ
ることにより、このビード部１を容易に他方側に通過さ
せることができるので、リム組み性を大幅に向上させる
ことができる。

【００１６】分割角度βが１５°未満であると、中子分
割体の端部が鋭角となり、モールドからの離型が困難に
なるため生産性が低下し、逆に７５°を超えると、切り
欠き部１１にビード部１を通過させることが困難にな
る。また、中子間隔Ａが１０ｍｍ未満であると、切り欠
き部１１にビード部１を通過させることが困難になり、
逆に５０ｍｍを超えると、切り欠き部１１付近における
剛性が部分的に低下し、中子５の耐久性が低下する。

【００１７】隣接する中子分割体が実質的に接触してい
る場合、周方向の剛性変化を考慮する必要はないが、離
間している場合には、その剛性変化に起因する乗心地性
や耐久性の低下を解消する必要がある。従って、上述の
ような切り欠き部１１を設けた場合は、その部分におけ
る中子分割体の端部を他の部分よりも５〜３０％厚く形
成するようにし、周方向剛性の不均一性を緩和すること
が好ましい。この場合、端部のゲージアップ率が５％未
満であると、部分的な剛性不足を補強することができ
ず、逆に３０％を超えると、過剰の補強となって周方向
剛性が不均一になる。中子分割体において厚く形成する
部材としては、外側リング７やリブ部材８のように主と
して径方向の荷重を支持する主要部材を選択することが
好ましく、その厚肉範囲は中子分割体の端部から１０ｍ
ｍ以上にすることが好ましい。

【００１８】中子５はリムＲの外周面に対して、隙間な
く嵌合固定するようにしたり、若干の隙間を設けて回転
可能に保持したり、或いは接着剤により接着するように
してもよい。但し、中子５をリムＲの外周面に対して嵌
合固定した場合、パンク状態のタイヤ周長と中子周長と
の差によりタイヤ内面と中子５との接触部に滑りが発生
するため、タイヤ内面に損傷を受けやすい。また、中子
５を単に回転可能に保持した場合、タイヤ内面と中子５
との摩擦によるタイヤ内面の損傷は解消されるものの、
通常走行時に振動によって中子５が騒音を発生するおそ
れがある。

【００１９】そのため、中子５はリムＲの外周面に対し
て若干の隙間を設けて接着剤により接着するようにする
ことが好ましい。このように中子５をリムＲの外周面に
接着層１２を介して接着した場合、通常走行時に騒音が
発生することはなく、しかもパンク状態での走行時には
接着層１２が破壊されて中子５が回転可能の状態になる
ので、タイヤ内面の損傷を防止することができる。

【００２０】中子５とリムＲとを接着するための接着剤
としては、ウレタン系プライマー、アクリル系接着剤、
エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤（更に詳しく
は、フェノール・ノボラック系接着剤、ニトリル・フェ
ノール系接着剤、フェノール・ホルマル系接着剤）等が
好適である。また、中子５の外側リング７のタイヤ内面
に接触する部分には、潤滑剤入りのマイクロカプセルシ
ート１３を貼り付けることが好ましい。このようなマイ
クロカプセルシート１３を設けることにより、タイヤ内
面と中子５とが接触したときにマイクロカプセルが潰れ
て潤滑剤が中子表面に漏れ出るようになるので、タイヤ
内面と中子５との間の摩擦係数が大幅に低下し、タイヤ
内面の損傷をより一層効果的に防止することができる。

【００２１】

【実施例】図１に示す車輪構造において、タイヤサイズ
を１８５／７０Ｒ１３とし、リムサイズを１４×５Ｊと
し、リム外周面に装着する中子だけを下記表１のように
種々異ならせた従来車輪、比較車輪及び本発明車輪１〜
５をそれぞれ製作した。従来車輪は中子を装着しないも
のである。比較車輪は中子断面形状をＴ字形としたもの
で、更に詳しくは、図４に示すようにリム外周面に沿う
内側リングと、この内側リングより径方向外側に位置す
る外側リングとを、その幅方向中央部で周方向に延びる
リブ部材によって結合させた中子を、リム外周面に回転
可能に装着したものである。また、本発明車輪１〜３，
５は、図５のように斜めリブ部材の外側リングとの結合
位置が車両外側となるように中子を接着材を介してリム
外周面に装着したものであり、本発明車輪４は、図６の
ように中子の装着方向を本発明車輪１〜３，５とは反対
にしたものである。なお、上記各中子の断面最大幅は５
０ｍｍ、リムベースラインからの断面高さは６０ｍｍと
した。中子の構成材料としては、プレポリマーとしてポ
リテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）及び
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を用い、硬化剤と
してメチレンビスオルソクロロアニリン（ＭＢＯＣＡ）
を用いたポリウレタンを使用した。また、中子をリム外
周面に接着するための接着剤としては、ウレタン系プラ
イマーを使用した。

【００２２】上述の車輪について、下記の試験方法によ
り荷重耐久性、乗心地性及びリム組み性を評価した。荷重耐久性：試験車輪をタイヤ内圧０ｋｇ／ｃｍ²、荷
重４５０ｋｇ、速度８１ｋｍ／ｈｒ、キャンバー角５°
の条件にて直径１７０７ｍｍのドラム上で走行させ、走
行不能となるまでの走行距離を測定した。その評価結果
は、比較車輪を１００とする指数により示した。この指
数値が大きいほど荷重耐久性が優れている。また、試験
後にタイヤ内面の状態を観察した。その観察結果は、ラ
イナー表面の擦れのみで殆ど損傷がないものを◎で示
し、ライナーゴムにしわを生じたものを○で示し、ライ
ナーゴムにクラックが点在していたものを△で示し、カ
ーカス層がバーストしたものを×で示した。

【００２３】乗心地性：国産小型四輪車の右前輪に試験
車輪をタイヤ内圧０ｋｇ／ｃｍ²として装着し、その他
の車輪をタイヤ内圧２．０ｋｇ／ｃｍ²として装着し、
この状態から速度５０ｋｍ／ｈｒで凹凸路面を走行し、
テストドライバーによるフィーリングテストを行った。
その評価結果は比較車輪を１００とする指数により示し
た。この指数値が大きいほど乗心地性が優れている。

【００２４】リム組み性：各試験車輪について、中子を
装着したホイールに対し、タイヤを組付けるのに要した
時間を測定した。その評価結果は、所要時間の逆数を求
め、比較車輪を１００とする指数により示した。この指
数値が大きいほどリム組み性が優れている。

【００２５】この表１から明らかなように、本発明車輪１〜５は、中
子を装着していない従来車輪とは異なってパンク状態で
も走行が可能であり、しかも中子断面形状をＴ字形とし
た比較車輪よりも優れた荷重耐久性を備えながら乗心地
性が向上していた。

【００２６】また、比較車輪はタイヤのビード部が中子
を乗り越えることができないため、リム組み後にタイヤ
とリムとの隙間から手を入れて中子を組み立てるように
したのに対し、本発明車輪１〜４はホイールに中子を装
着した状態から中子の切り欠き部にビード部を通すよう
にしたので、リム組み性が極めて優れていた。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
ム外周面に沿う内側リングと、該内側リングより径方向
外側に位置する外側リングとを、その幅方向両端部で周
方向に延びる左右一対のリブ部材と、該左右一対のリブ
部材間で周方向に延び、かつ径方向に対して傾斜した斜
めリブ部材とによって結合させて構成した中子をホイー
ルに装着したので、これらリブ部材及び斜めリブ部材の
存在によって中子の接触圧分布を均一化し、タイヤ内面
の損傷を低減することができ、また斜めリブ部材によっ
てトラス状の梁構造を形成するので、荷重による中子の
過大な変形を防止することが可能となり、その耐久性を
向上させることができる。しかも、周方向に延びるリブ
部材及び斜めリブ部材は、中子に周方向の剛性差を生じ
させないので、パンク状態での乗心地性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなる安全車輪を示す断面図
である。

【図２】本発明の実施例からなる中子を示す側面図であ
る。

【図３】図２の中子を矢印Ｂから見た外周面要部を示す
平面図である。

【図４】比較車輪に使用した断面Ｔ字形の中子を示す断
面図である。

【図５】本発明車輪１〜３，５に使用した中子を示す断
面図である。

【図６】本発明車輪４に使用した中子を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

５中子６内側リング７外側リング８リブ部材９斜めリブ部材ＷホイールＲリム部Ｔ空気入りタイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気入りタイヤをホイールに装着した車
輪において、前記ホイールのリム外周面に沿う内側リン
グと、該内側リングより径方向外側に位置する外側リン
グとを、その幅方向両端部で周方向に延びる左右一対の
リブ部材と、該左右一対のリブ部材間で周方向に延び、
かつ径方向に対して傾斜した斜めリブ部材とによって結
合させて構成した中子を前記ホイールに装着した安全車
輪。
【請求項２】ホイールのリム外周面に沿う内側リング
と、該内側リングより径方向外側に位置する外側リング
とを、その幅方向両端部で周方向に延びる左右一対のリ
ブ部材と、該左右一対のリブ部材間で周方向に延び、か
つ径方向に対して傾斜した斜めリブ部材とによって結合
させて構成した中子。