ランフラット用中子組立体

【課題】過大な衝撃荷重に対してタイヤのトレッド部の破壊を防止できるランフラット用中子組立体を提供する。
【解決手段】
ランフラット用中子組立体は、円弧形状をなす複数の中子１０を周方向に並べて互いに連結することにより、円環状をなしてホイールのリムに装着される。中子１０の各々は、タイヤのトレッド部と対向する剛性の高い中子本体１１と、この中子本体１１の内周側に配置され中子本体１１より剛性が低い金属製の変形予定部１２とを備えている。過大な衝撃荷重が付与された時に、変形予定部１２を塑性変形して衝撃荷重を吸収し、タイヤのトレッド部の破壊を防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ホイールに装着され、タイヤがパンクした時でも車両の走行を可能にするランフラット用中子組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランフラット用中子組立体は、車両ホイールのリム外周に円環状をなして装着される。通常の車両走行時にはタイヤのトレッド部と中子組立体は離れているが、タイヤがパンクした時には中子組立体がタイヤのトレッド部を支持し、車両走行を可能にしている。
【０００３】
特許文献１，２に記載されているように、通常の中子組立体は、円弧形状をなす複数の金属製中子を連結することにより構成されている。これら中子は、タイヤのトレッド部に当たって車両重量を支持するとともに路面からの振動や衝撃に耐えるため、十分な剛性を有している。
【０００４】
ところで、上記のようにタイヤがパンクした状態で走行している時に、タイヤに過大な衝撃荷重が付与されることがある。例えば、タイヤが等間隔に配置された道路鋲に乗り上げるようにして走行し、しかも車両のバネが共振を起こすような車速で走行した時に、道路鋲からタイヤに過大かつ局所的な衝撃荷重が付与される。特にこの衝撃荷重は、車両重量が大であるほど大となり、トラックのように積載重量も加わる場合にはより一層大となる。
【０００５】
さらに、タイヤのトレッド部が金属製の剛性の高い中子組立体と道路鋲に挟まれた状態で、上記のような過大かつ局所的な衝撃荷重を受けると、亀裂が生じる等して走行不能なほどに破損することも考えられる。
なお、上記の衝撃荷重によるタイヤのトレッド部の破損は、タイヤがパンクしていない状態であっても、タイヤの空気が大幅に低下して、タイヤのトレッド部と中子とが僅かな間隙を残した状態で走行している場合にも生じる可能性がある。
【０００６】
このような問題を解決すべく、特許文献３に記載される中子組立体では、各中子が金属製のピース本体の外周にゴム製の緩衝層を設けることにより構成されている。この緩衝層により、タイヤのトレッド部に加わる衝撃荷重を吸収しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２３１３０５号公報
【特許文献２】特開２００６−３４７３６９号公報
【特許文献３】特開２００２−５９７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献３の中子組立体では、上述したような道路鋲からの過大かつ局所的な衝撃荷重を受けた時に、ゴム製の緩衝層の局所的な弾性変形では衝撃エネルギーを十分に吸収できない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、円弧形状をなす複数の中子を周方向に並べて互いに連結することにより、円環状をなしてホイールのリムに装着されるランフラット用中子組立体において、上記中子の各々は、タイヤのトレッド部と対向する剛性の高い中子本体と、この中子本体の内周側に配置され該中子本体より剛性が低く形成された変形予定部とを備え、過大な衝撃荷重が付与された時に、上記変形予定部を塑性変形させることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、タイヤパンク状態またはタイヤの空気圧が大幅に低下した状態で車両走行中に、タイヤに過大かつ局所的な衝撃荷重が加わった時に、この衝撃荷重が中子本体を介して変形予定部に伝わり、この変形予定部が塑性変形して衝撃エネルギーを吸収する。その結果、タイヤトレッド部の亀裂等の破損を確実に回避でき、車両走行を継続することができる。
【００１１】
好ましくは、上記変形予定部のホイール径方向寸法が上記中子本体より小さい。
これによれば、中子組立体の外接円径を大きく減少させずに済み、車両走行を安定して継続できる。
【００１２】
好ましくは、上記変形予定部が中空をなし、ホイール軸方向に対向する一対の側壁を有している。
これによれば、変形予定部の一対の側壁の塑性変形により、衝撃エネルギーを吸収することができる、
【００１３】
好ましくは、上記変形予定部と上記中子本体が別体をなし、上記変形予定部は上記中子本体に対して着脱可能であり、かつホイール周方向、ホイール軸方向に相対移動不能である。
これによれば、変形予定部が塑性変形した場合に、変形予定部のみを交換することができる。
【００１４】
好ましくは、上記中子本体のホイール周方向の両端から連結部が突出して設けられ、隣接する中子の連結部同士を連結する連結手段は、過大な衝撃荷重を受けた時に上記連結部同士の相対変位を許容し、ひいては中子同士の相対変位を許容する。
これによれば、中子同士の相対変位により、上記変形予定部の塑性変形を確実に行うことができる。
【００１５】
好ましくは、上記連結手段は、上記連結部にホイール軸方向に沿って形成された貫通穴と、少なくとも一つのワッシャと、このワッシャを貫通するととともに上記連結部の貫通穴を貫通するボルトと、このボルトに螺合するナットとを有し、
少なくとも一方の連結部の貫通穴が上記ボルトの径より大であり、上記ワッシャは、当該一方の連結部の貫通穴内周に係止されて当該ワッシャと当該一方の連結部の相対変位を禁じる係止部を有し、この係止部が衝撃荷重により変形または破壊された時に、隣接する中子の連結部同士の相対変位を許容する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、タイヤパンク状態またはタイヤの空気圧が大幅に低下した状態で車両走行中に、タイヤに過大かつ局所的な衝撃荷重が加わった時でも、タイヤの破壊を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるランフラット中子組立体を装着した車両用ホイールの正断面図である。
【図２】同ランフラット中子組立体の構成要素である中子の正面図である。
【図３】図２中III−III線に沿う中子の拡大断面図である。
【図４】図１中IV―IV線に沿う中子連結手段の拡大断面図である。
【図５】同連結手段で用いられるワッシャの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係わる中子の正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係わる中子の拡大断面図である。
【図８】図７の要部をさらに拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係わる中子の正面図である。
【図１０】図９中Ｘ-Ｘ線に沿う中子の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態に係わるランフラット用中子組立体について図１〜図４を参照しながら説明する。
図１には、横装填式と称される小型トラックの車両ホイールが示されている。この車両ホイールは、ホイール本体１と、このホイール本体１に対して軸方向に横移動させて装填されるタイヤ２とを備えている。
【００１９】
上記ホイール本体１のリム１ａにおいて、ホイール軸方向中央部は円環形状のランフラット用中子組立体４（以下、単に中子組立体と称す）の装着部として提供され、その外周には、ゴムまたは樹脂製の環状の緩衝パッド３を介して、中子組立体４が装着されている。
【００２０】
上記中子組立体４は、等しい周長を有する複数の中子、例えば３つの円弧形状の中子１０を互いに連結することにより構成されている。
上記中子１０は図２、図３に最も良く示されているように、円弧形状の中子本体１１と、この中子本体１１の内周側に配置された円弧形状の変形予定部１２とを備えている。
【００２１】
上記中子本体１１と変形予定部１２は、例えばアルミ合金（金属）を鋳造することにより別々に形成されており、ともに中空をなし矩形断面を有している。
【００２２】
図３に最も良く示すように、上記中子本体１１と変形予定部１２は、ホイール軸方向寸法（すなわち幅）Ｗが等しい。変形予定部１２のホイール径方向寸法（即ち高さ）Ｈ２は、中子本体１１の寸法Ｈ１より小さい。
【００２３】
上記中子本体１１は厚肉をなし剛性が高い。これに対して、変形予定部１２は上記中子本体１１よりも薄肉をなし、かつ中子本体１１より剛性が低い。そのため、後述する過大な衝撃荷重に対して、中子本体１１がその形状を維持するのに対して、変形予定部１２が塑性変形するようになっている。
【００２４】
上記変形予定部１２は、溶接により、中子本体１１に対して周方向、幅方向（ホイール軸方向）に相対的な位置ずれが生じないように取り付けられている。本実施形態では、図２に示すように、周方向に間隔をおいて複数個所溶接（図２において溶接箇所を符号１９で示す）することにより取り付けられており、この溶接を破壊にすることによって変形予定部１２は交換可能となっている。
【００２５】
図２に最も良く示すように、上記中子本体１１は、ホイール周方向の両端に第１、第２の連結部１３，１４を有している。これら連結部１３，１４のホイール軸方向位置は異なっており、第１連結部１３は図２において紙面より手前側に位置し、第２連結部１４は紙面から遠ざかる側に位置している。これら連結部１３、１４には、ホイール軸方向に沿って貫通穴１３ａ，１４ａが形成されている。
【００２６】
上記中子本体１１の貫通穴１３ａ、１４ａの中心間の角度は１２０°をなしている。
上記変形予定部１２の周長は中子本体１１より短く、中子本体１１から連結部１３，１４を除いた部分の周長とほぼ等しい。
【００２７】
次に、図１、図４を参照しながら、隣接する中子１０の連結部１３，１４を連結する連結手段２０について説明する。この連結手段２０は、連結部１３，１４の貫通穴１３ａ，１４ａと、これら貫通穴１３ａ，１４ａを挿通するボルト２１と，このボルト２１に螺合されるナット２２と、一対のワッシャ２３とを有している。
【００２８】
上記連結部１３，１４の貫通穴１３ａ，１４ａの内径はボルト２１の外径より大きく、ボルト２１は、貫通穴１３ａ，１４ａに環状の隙間を介して挿通している。
【００２９】
上記ワッシャ２３は、上記ボルト２１のヘッド部と一方の連結部（例えば第１連結部１３）との間および上記ナット２２と他方の連結部（例えば第２連結部１４）との間に介在されている。
【００３０】
上記ワッシャ２３は摩擦係数の小さい樹脂で形成したり、金属の表面に低い摩擦材をコーティングしてなり、その中央部に貫通穴２３ｘを形成してなる円盤形状のベース部２３ａと、このベース部２３ａの一方の面に設けられた環状の鍔部２３ｂ（係止部）とを有している。この鍔部２３ｂは、貫通穴２３ｘと同軸をなしてベース部２３ａと直交する方向に突出している。
【００３１】
上記ワッシャ２３の貫通穴２３ｘは、ボルト２１と略同径をなしている。
上記ワッシャ２３の鍔部２３ｂの外径は、上記取付部１３，１４の貫通穴１３ａ，１４ａと等しく、その内径は、上記貫通穴２３ｘおよびボルト２１の径より大きい。
【００３２】
上記一対のワッシャ２３のベース部２３ａが上記連結部１３，１４の外面に当接し、ワッシャ２３の鍔部２３ｂが連結部１３，１４の貫通穴１３ａ，１４ａに嵌った状態で、ワッシャ２３の貫通穴２３ｘおよび連結部１３，１４の貫通穴１３ａ，１４ａを貫通するボルト２１とナット２２とで締め付けることにより、連結部１３，１４が連結され、ひいては隣接する中子１０が連結される。
【００３３】
上記構成をなす車両ホイールにおいて、タイヤ２に十分な空気圧が充填されている状態で走行している時には、タイヤ２のトレッド部２ａは円筒面をなす中子組立体４の外周に当たらず、通常の安定した走行が行える。
【００３４】
タイヤ２がパンクした時には、タイヤ２のトレッド部２ａが中子組立体４に支持された状態で、車両走行を継続することができる。この走行時に中子組立体４には車両重量および積載重量に起因した荷重が加わるが、上記中子本体１１は勿論のこと、変形予定部１２もこの荷重に十分耐えることができ、その形状を維持できる。また、路面からの衝撃があっても所定レベル未満であれば、変形予定部１２はその形状を維持することができ、通常のランフラット中子を用いた場合と同様に、安定した車両走行を継続することができる。
【００３５】
また、タイヤ２のトレッド部２ａが中子組立体４に支持された状態で車両走行している時に、連結手段２０にも荷重が加わるが、ワッシャ２３の鍔部２３ｂはこの荷重に耐えることができ、そのため、隣接する中子１０の連結部１３，１４は相対変位せず、連結部１３、１４の貫通穴１３ａ，１４は同軸をなす正常連結状態を維持できる。その結果、中子組立体４の外周はホイール軸と同軸をなす真円に維持され、タイヤ２のトレッド部２ａが中子組立体４に安定して支持される。
【００３６】
前述したように、タイヤ２が等間隔に配置された道路鋲に乗り上げながら、車両のバネが共振を起こすような車速で走行した際は、道路鋲からタイヤ２に過大かつ局所的な衝撃荷重が付与されることがある。このような場合には、剛性の高い中子本体１１から衝撃荷重を伝達された薄肉の変形予定部１２が塑性変形する。具体的には一対の側壁で主たる塑性変形が生じる。この変形予定部１２の塑性変形により、上記衝撃エネルギーが吸収されるため、タイヤ２のトレッド部２ａへの衝撃が緩和され、その破壊を防止される。
【００３７】
上記衝撃荷重により上記変形予定部１２が塑性変形すると同時にまたは相前後して、少なくとも１つの連結手段２０において、ワッシャ２３の鍔部２３ｂが変形または破壊される。その結果、連結部１３，１４の相対変位が生じ、ひいては隣接する中子本体１１同士の相対変位が生じる。これにより、上記変形予定部１２の塑性変形が支障なく行われる。
【００３８】
上記変形予定部１２の塑性変形が生じても、中子本体１１は剛性が高くその形状を維持できる。そのため、略円弧をなす外周面でタイヤ２のトレッド部２ｂを支持することができ、トレッド部２ｂを傷つけることなく走行を継続することができる。
上記変形予定部１２の塑性変形による衝撃エネルギーの吸収効果は、タイヤパンク時のみならず、タイヤ空気圧が大幅に低下した状態で車両走行している時の過大かつ局所的な衝撃荷重に対しても同様に発揮される。
【００３９】
図５は連結手段２０で使用するワッシャ２３の変形例を示す。このワッシャ２３の鍔部２３ｂの基端部（ベース部２３ａ側）は、その外周が切り欠かれていて薄肉部２３ｙとなっており、上記変形予定部１２の塑性変形時に、破断し易くなっている。
【００４０】
上述した第１実施形態において、中子１０の変形予定部１２の一対の側壁に複数の穴を周方向に間隔をおいて形成することにより、塑性変形し易くしてもよい。この場合、変形予定部１２の厚さを中子本体１１と同程度にしてもよいし、第１実施形態と同様に中子本体１１より薄くしてもよい。
【００４１】
次に、本発明の他の実施形態について図６〜図１０を参照しながら説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４２】
図６は、第２実施形態に係わる中子１０を示す。この中子１０の変形予定部１２の一対の側壁の原断面形状が折れ曲がって形成されており、塑性変形し易くなっている。なお、図示の例では一対の側壁が内側に折れ曲がっているが、一対の側壁が外側に折れ曲がっていてもよいし、一方の側壁が内側に折れ曲がり他方の側壁が外側に折れ曲がっていてもよい。
【００４３】
図７、図８に示す第３実施形態では、変形予定部１２が中子本体１１に対して溶接されず、第１実施形態より中子本体１０に対する着脱性を高めており、変形予定部１２が塑性変形した時に、容易に交換できるようになっている。
【００４４】
図７に示すように、変形予定部１２は、一対の側壁からホイール径方向、外方向に突出した平板形状の鍔部１２ｃを有しており、この鍔部１２ｃが中子本体１１の両側面に当たることにより、幅方向（ホイール軸方向）の位置ずれが防止される。
【００４５】
図８に示すように、上記鍔部１２ｃには周方向に間隔をおいて複数の穴１２ｘが形成されており、この穴１２ｘが中子本体１１の両側面に周方向に間隔をおいて形成された円錐形状の凸部１１ｘに嵌ることにより、変形予定部１２の周方向の位置ずれも防止される。
また、上記穴１２ｘと凸部１１ｘの係合により、変形予定部１２は中子本体１１と一体をなしてホイール１に装着することができる。
【００４６】
図９〜図１０は、本発明の第４実施形態に係わる中子１０を示す。この中子１０では、中子本体１１と変形予定部１２が別部材からなり連結されていない。中子本体１１の内周と変形予定部の外周が当接されているだけである。
上記変形予定部１２は、一対の側壁からホイール径方向、外方向に突出した凸部１２ｄを有しており、この凸部１２ｄが中子本体１１の両側面に当たることにより、幅方向（ホイール軸方向）の位置ずれが防止される。
また、変形予定部１２は、その周方向両端にもホイール径方向、外方向に突出した凸部１２ｅを有しており、この凸部１２ｅが中子本体１１の周方向両端面において連結部１３，１４が形成されていない箇所に当たるにより、周方向の位置ずれが防止される。
【００４７】
本発明は、上記実施例に制約されず、種々の態様を採用することができる。中子本体１１と変形予定部１２の剛性を違えるための手段は、第１実施形態の肉厚の相違、第２、第３実施形態の形状の相違の他、材料の相違であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
連結手段２０のワッシャ２３は鍔部２３ｂを持たなくてもよい。この場合、ボルト２１とナット２２の締め付け力で取付部１３，１４を基準連結状態に維持し、衝撃荷重が付与された時には、ボルト２１と取付部１３，１４の貫通穴１３ａ，１４ａとの間隙の分だけ、取付部１３，１４の相対変位を許容する。
中子本体と変形予定部は一体鋳造してもよい。この場合、第１実施形態を例にとれば、中子本体の底壁（内周側の壁）と変形予定部の天井壁（外周側の壁）は１つの壁で兼用される。
中子の数は、上記実施例のような３のみならず、２つまたは４〜６であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、タイヤパンク時に車両を走行可能とするランフラットホイールに適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ホイール
２タイヤ
２ａトレッド部
４ランフラット用中子組立体
１０中子
１１中子本体
１２変形予定部
１３，１４連結部
１３ａ，１４ａ貫通穴
２０連結手段
２１ボルト
２２ナット
２３ワッシャ
２３ｂ鍔部（係止部）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧形状をなす複数の中子を周方向に並べて互いに連結することにより、円環状をなしてホイールのリムに装着されるランフラット用中子組立体において、
上記中子の各々は、タイヤのトレッド部と対向する剛性の高い中子本体と、この中子本体の内周側に配置され該中子本体より剛性が低く形成された変形予定部とを備え、過大な衝撃荷重が付与された時に、上記変形予定部を塑性変形させることを特徴とするランフラット用中子組立体。

【図１】