JPH0732827A - 安全車輪及びその中子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【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、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】 空気入りタイヤをホイールに装着した車輪に
おいて、ホイールのリム部の外周面に沿う内側リング６
と、内側リングより径方向外側に位置する外側リング７
とを、周方向に延びるリブ部材８及び幅方向に延びる複
数のウェブ部材９によって結合させ、かつ前記ウェブ部
材を径方向に対して互いに異なる方向に傾斜するウェブ
を交差させて構成した中子５を、前記ホイールに装着し
た安全車輪。

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、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、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。

【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、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、周方向に延びるリブ部材及び幅方向に
延びる複数のウェブ部材によって結合させ、かつ前記ウ
ェブ部材を径方向に対して互いに異なる方向に傾斜する
ウェブを交差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、周方向に延びるリブ部材及
び幅方向に延びる複数のウェブ部材によって結合させ、
かつ前記ウェブ部材を径方向に対して互いに異なる方向
に傾斜するウェブを交差させたウェブ部材から構成した
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
側リングとを周方向に延びるリブ部材及び幅方向に延び
る複数のウェブ部材によって結合させたことにより、こ
れらリブ部材とウェ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
きる。しかも、複数のウェブ部材を径方向に対して傾斜
させたことにより、周方向の剛性差を小さくし、路面か
ら受ける荷重を柔軟に吸収することが可能になるので、
パンク状態での乗心地性を向上させることができる。し
かも各ウェブ部材は、径方向に互いに異なる方向に傾斜
させたウェブを交差させた構造にしたので、一方向だけ
に傾斜させたウェブから構成するものに比べて、荷重耐
久性を大幅に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、周方
向に延びるリブ部材８及び幅方向に延びる複数のウェブ
部材９によって結合されている。複数のウェブ部材９
は、周方向に略一定の間隔をおいて配置されており、か
つウェブ９ａ，９ｂが径方向に対して互いに反対方向に
一定の角度で傾斜して、Ｘ字形状に交差し、かつ周方向
に略一定の間隔をおいて配置されている。これらウェブ
部材９の配置位置は、リブ部材８の左右両側で周方向に
互いにずれ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とを周方向に延びるリブ部材８及び幅
方向に延びる複数のＸ字形状のウェブ部材９によって結
合させたことにより、これらリブ部材８とウェブ部材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、幅方向に延
びるウェブ部材９は、中子５の横方向の剛性を高めるの
で、中子５が幅方向に倒れてタイヤのサイドウォール部
表面を損傷してしまうことを防止できる。

【００１４】しかも、上述の複数のウェブ部材９は径方
向に対して傾斜しているので、中子５の周方向の剛性差
を小さくし、路面から受ける荷重を柔軟に吸収すること
が可能になる。従って、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。また各ウェブ部材９
は、径方向に対して互いに異なる方向に傾斜するウェブ
部材９ａ，９ｂが交差して形成されているため、同一方
向に傾斜するウェブだけで構成されたものに比べて荷重
耐久性を一層向上することができる。

【００１５】本発明において、ウェブ部材９の径方向に
対する傾斜角度αは、いずれの傾斜方向も３０°〜７５
°にすることが好ましい。この傾斜角度αが３０°未満
であると、傾斜による乗心地性の向上効果が不十分にな
る。一方、傾斜角度αが７５°を超えると、それに伴っ
て１本のウェブ部材９の長さが長くなり、全体としてウ
ェブ部材９のボリュームが増えすぎて重量増加を招くこ
とになる。このような重量増加を避けるためにはウェブ
部材９の周方向の配置間隔を大幅に広げる必要がある
が、この場合、中子５の接触圧分布を均一化することが
できなくなると共に、径方向の剛性が低下し、しかもウ
ェブ部材９と外側リング７との接合部付近に応力が集中
するため耐久性が低下する。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【実施例】図１、図２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１、２及び本
発明車輪１〜７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り、比較車輪１は、リブ部材が、外
側リングと内側リングを結ぶＩ字形状をなすと共に、ウ
ェブ部材の径方向に対する傾斜角度（以下、ウェブ角度
と称する）αを０°としたものである。また、比較車輪
２は、比較車輪１のウェブ部材の傾斜角度αを一方向だ
けに３５°にしたものである。なお、中子の断面最大幅
は５０ｍｍ、リムベースラインからの断面高さは６０ｍ
ｍ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（ＭＢＯＣ
Ａ）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。

【００２３】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の条件にて直径１７
０７ｍｍ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１を１
００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。

【００２４】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１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。

【００２５】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１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。

【００２６】 この表１から明らかなように、本発明車輪１〜７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、しかもウェブ角度を０°とした比
較車輪１よりも大きな荷重耐久性を備えながら乗心地性
が向上していた。また、比較車輪２に対しては、乗心地
性はやや低下するものの荷重耐久性が一層向上してい
た。

【００２７】また、比較車輪１，２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１〜６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。

【００２８】

【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、周方向に延びるリブ部
材及び幅方向に延びる複数のウェブ部材によって結合さ
せ、かつ前記複数のウェブ部材を径方向に対して互いに
反対方向に傾斜して交差させたウェブから構成した中子
をホイールに装着したので、これらリブ部材とウェブ部
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、しかも径方向に対し
て傾斜させたウェブ部材によって周方向の剛性差を小さ
くし、路面から受ける荷重を柔軟に吸収することが可能
になるので、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。

【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 ウェブ部材 ９ａ，９ｂ ウェブ Ｗ ホイール Ｒ リム部 Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、周方向に延びるリブ部材及び幅方向に延びる複
   数のウェブ部材によって結合させ、かつ前記ウェブ部材
   を、径方向に対して互いに異なる方向に傾斜するウェブ
   を交差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。
2. 【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、周方向に延びるリブ部材及び幅方向に延びる複数
   のウェブ部材によって結合させ、かつ前記ウェブ部材を
   径方向に対して、互いに異なる方向に傾斜するウェブを
   交差させて構成した中子。