6793046 タイヤ用支持中子の保持部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6793046

(24)【登録日】2020年11月11日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】タイヤ用支持中子の保持部材

(51)【国際特許分類】

   B60C 17/04 20060101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   B60C17/04 B

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-11526(P2017-11526)

(22)【出願日】2017年1月25日

(65)【公開番号】特開2018-118628(P2018-118628A)

(43)【公開日】2018年8月2日

【審査請求日】2019年12月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】安田 龍司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 謙介

【審査官】 増田 亮子

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０２６３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０７１３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０３３３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００５９１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ １７／０４

Ｂ６０Ｃ ２９／００

Ｂ６０Ｃ ２５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気入りタイヤが嵌合されるリムの外周面と前記空気入りタイヤの内圧低下時に該空気入りタイヤを内側から支持する円環状の中子との間に配設されるゴム製の保持部材であって、前記中子の基端部を受容する凹部を外周面に備えた環状体からなり、該環状体の前記凹部に対応する位置に該環状体を貫通する通気穴が形成され、前記環状体の内周面の幅方向中心位置からオフセットされた位置に該環状体の周方向に延びる周方向溝が形成され、前記環状体の内周面に該環状体の幅方向に延びて前記周方向溝と前記通気穴に連通する幅方向溝が形成されたことを特徴とするタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項2】

前記通気穴の形状が円形であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項3】

前記周方向溝の溝幅Ｗ１が３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項4】

前記周方向溝の溝深さＤ１が４ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項5】

前記通気孔の幅Ｗ２が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項6】

前記通気孔の幅Ｗ２が前記周方向溝の溝幅Ｗ１に対してＷ２／Ｗ１≦１．０の関係を満足することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項7】

前記幅方向溝の溝幅Ｗ３が３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【請求項8】

前記幅方向溝が前記環状体の幅方向中心位置に対して対称となる２箇所にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のタイヤ用支持中子の保持部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気入りタイヤが嵌合されるリムの外周面と空気入りタイヤの内圧低下時に該空気入りタイヤを内側から支持する円環状の中子との間に配設されるゴム製の保持部材に関し、更に詳しくは、リムに配設されるバルブの位置の自由度を高めることを可能にしたタイヤ用支持中子の保持部材に関する。

【背景技術】

【0002】

ＡＧＴ(Automated Guideway Transit)やモノレールに代表される新交通システムの車両では、車輪に空気入りタイヤが装着されている。このような新交通システムにおいて、空気入りタイヤがパンクして車両が走行不能になると、他の車両が軌道を走行することができず、ダイヤが大幅に乱れることになる。このような不都合を回避するために、空気入りタイヤが嵌合されるリムの外周面には空気入りタイヤの内圧低下時に該空気入りタイヤを内側から支持する円環状の中子が設置されており、空気入りタイヤがパンクした際にも中継地までの必要最小限の走行が可能になっている。

【0003】

従来、この種のタイヤ用支持中子を備えた車輪において、リムの外周面と中子との間に緩衝材としてゴム製の環状体からなるタイヤ用支持中子の保持部材を配設することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。このような保持部材をリムの外周面と中子との間に挿入することにより、通常走行時における異音の発生を防止すると共に、パンク走行時における振動の発生を低減することができる。

【0004】

ところが、リムの外周面にはエア充填用のバルブが連通しているため、リムの外周面と中子との間にゴム製の保持部材を配設した場合、その保持部材によりバルブが塞がれてエアの充填を行うことができなくなるという不都合がある。そのため、保持部材を構成する環状体にその環状体を貫通する通気経路を形成し、この通気経路を介してエア充填用のバルブと金属製の中子に形成された通気穴とを互いに連通させることが行われている。

【0005】

ここで、エア充填用のバルブは一般的にリムのセンター部に配置されるため、環状体に形成される通気経路はリムのセンター部に対応する位置に配置され、その通気経路がバルブの端部（バルブゴム）を内包するように構成されている。しかしながら、このような構造を有するタイヤ用支持中子の保持部材は、エア充填用のバルブがリムのセンター部に配置される場合には有効であるが、バルブがリムのセンター部から外れた位置に配置される場合には適用できず、これがバルブの位置を制約する要因になっている。

【0006】

その一方で、新交通システムにおいては、車両の高速化や高性能化を目的として大型ブレーキを採用することが検討されているが、エア充填用のバルブがリムのセンター部に配置された既存のリムでは、バルブとブレーキシステムとが互いに干渉する恐れがあり、バルブの位置をリムのセンター部からサイド側にずらすことが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭５４−６２０５号公報

【特許文献2】実公昭６４−３２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、リムに配設されるバルブの位置の自由度を高めることを可能にしたタイヤ用支持中子の保持部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を解決するための本発明のタイヤ用支持中子の保持部材は、空気入りタイヤが嵌合されるリムの外周面と前記空気入りタイヤの内圧低下時に該空気入りタイヤを内側から支持する円環状の中子との間に配設されるゴム製の保持部材であって、前記中子の基端部を受容する凹部を外周面に備えた環状体からなり、該環状体の前記凹部に対応する位置に該環状体を貫通する通気穴が形成され、前記環状体の内周面の幅方向中心位置からオフセットされた位置に該環状体の周方向に延びる周方向溝が形成され、前記環状体の内周面に該環状体の幅方向に延びて前記周方向溝と前記通気穴に連通する幅方向溝が形成されたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、中子の基端部を受容する凹部を外周面に備えた環状体からなるタイヤ用支持中子の保持部材において、環状体の凹部に対応する位置に該環状体を貫通する通気穴が形成され、環状体の内周面の幅方向中心位置からオフセットされた位置に該環状体の周方向に延びる周方向溝が形成され、環状体の内周面に該環状体の幅方向に延びて周方向溝と通気穴に連通する幅方向溝が形成された構造を採用することにより、リムの外周面に連通するバルブと中子に形成された通気穴との間に上述した周方向溝と幅方向溝と通気穴とからなる一連の通気経路を形成するにあたって、周方向溝の位置をバルブの位置に応じて変更することが可能となる。そのため、リムに配設されるバルブの位置の自由度を高めることができる。また、周方向溝と幅方向溝と通気穴とからなる通気経路は中子の内周側に配置されるので、環状体が中子から幅方向の圧縮力を長期間にわたって受けたとしても通気経路が潰れることはない。

【0011】

本発明において、通気穴の形状は円形であることが好ましい。通気穴の形状を円形とすることにより、通気穴の局部への応力集中を回避し、通気穴を起点とする故障を防止することができる。

【0012】

周方向溝の溝幅Ｗ１は３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、保持部材による中子の保持能力と保持部材の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。

【0013】

周方向溝の溝深さＤ１は４ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、保持部材による中子の保持能力と保持部材の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。

【0014】

通気孔の幅Ｗ２は３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。特に、通気孔の幅Ｗ２は周方向溝の溝幅Ｗ１に対してＷ２／Ｗ１≦１．０の関係を満足することが好ましい。これにより、保持部材による中子の保持能力と保持部材の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。

【0015】

幅方向溝の溝幅Ｗ３は３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、保持部材による中子の保持能力と保持部材の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。

【0016】

幅方向溝は環状体の幅方向中心位置に対して対称となる２箇所にそれぞれ配置されることが好ましい。これにより、保持部材により中子を安定的に保持する一方で、保持部材をリムに装着する際の方向性を無くして作業性を向上することができる。

【0017】

本発明のタイヤ用支持中子の保持部材は、ＡＧＴやモノレールに代表される新交通システムの車両に装着される車輪に対して適用することが好ましいが、これに限定されるものではなく、タイヤ用支持中子を備えた種々の車輪に対して適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態からなるタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪を示す子午線断面図である。

【図2】本発明の実施形態からなるタイヤ用支持中子の保持部材を展開した状態を示す上面図である。

【図3】本発明の実施形態からなるタイヤ用支持中子の保持部材を展開した状態を示す底面図である。

【図4】本発明の実施形態からなるタイヤ用支持中子の保持部材を示す断面図である。

【図5】従来のタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪を示す子午線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の構成について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からなるタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪を示し、図２〜図４はそのタイヤ用支持中子の保持部材を示すものである。

【0020】

図１に示すように、この車輪は、円環状をなすリム１と、リム１に取り付けられたバルブ２と、リム１に嵌合された空気入りタイヤ３と、空気入りタイヤ３の内圧低下時に該空気入りタイヤ３を内側から支持する円環状の中子４と、リム１の外周面と中子４との間に配設されたゴム製の保持部材５とを備えている。バルブ２はリム１のセンター部から外れた位置に配置されており、バルブ２の端部（バルブゴム）がリム１の外周面から僅かに突き出している。中子４は、リム１のセンター部で中子４の周方向に延長するウエブ４１と、ウエブ４１の内周側に連設された内側フランジ４２と、ウエブ４１の外周側に連設された外側フランジ４３と、ウエブ４１と内側フランジ４２と外側フランジ４３とで囲まれた領域において中子４の幅方向に延在する複数枚の補強板４４とから構成されている。これら補強板４４は中子４の周方向に沿って間欠的に配置されている。また、中子４のウエブ４１の近傍には内側フランジ４２を貫通する通気穴４５が形成されている。

【0021】

図２〜図４に示すように、保持部材５は、内周面５０Ａ及び外周面５０Ｂを有する環状体５０から構成されている。環状体５０はリム１の外周面上に配置された状態で空気入りタイヤ３の両側のビード部に当接し、これらビード部の位置をリム１に対して固定するようになっている。環状体５０の外周面５０Ｂには、中子４の基端部（内側フランジ４２）を受容する凹部５１が環状体５０の周方向に沿って形成されている。環状体５０の凹部５１に対応する位置には、環状体５０をその厚さ方向に貫通する複数の通気穴５２が形成されている。各通気穴５２は環状体５０の幅方向中心位置Ｃに配置されている。一方、環状体５０の内周面５０Ａには、環状体５０の周方向に延びる２本の周方向溝５３，５３が形成されている。これら周方向溝５３は環状体５０の幅方向中心位置Ｃからオフセットされた位置に配置され、かつ環状体５０の幅方向中心位置Ｃに対して対称となるように配置されている。そして、周方向溝５３のいずれか一方はリム１のセンター部から外れた位置に配置されたバルブ２の端部を内包するようになっている。また、環状体５０の内周面５０Ａには、環状体５０の幅方向に延びて周方向溝５３と通気穴５２に連通する複数本の幅方向溝５４が形成されている。

【0022】

上述したタイヤ用支持中子の保持部材５を備えた車輪では、中子４の基端部を受容する凹部５１を外周面５０Ｂに備えた環状体５０からなる保持部材５において、環状体５０の凹部５１に対応する位置に該環状体５０を貫通する通気穴５２が形成され、環状体５０の内周面５０Ａの幅方向中心位置Ｃからオフセットされた位置に該環状体５０の周方向に延びる周方向溝５３が形成され、環状体５０の内周面５０Ａに該環状体５０の幅方向に延びて周方向溝５３と通気穴５２に連通する幅方向溝５４が形成された構造を採用することにより、リム１の外周面に連通するバルブ２と中子４に形成された通気穴４５との間に周方向溝５３と幅方向溝５４と通気穴５２とからなる一連の通気経路を形成するにあたって、周方向溝５３の位置をバルブ２の位置に応じて変更することが可能となる。そのため、リム１に配設されるバルブ２の位置の自由度を高めることができる。また、周方向溝５３と幅方向溝５４と通気穴５２とからなる通気経路は中子４の内周側に配置されるので、環状体５０が中子４から幅方向の圧縮力を長期間にわたって受けたとしても通気経路が潰れることはない。

【0023】

上記タイヤ用支持中子の保持部材５において、通気穴５２の形状は円形であると良い。通気穴５２の形状を円形とした場合、通気穴５２の局部への応力集中を回避し、通気穴５２を起点とする故障を防止することができる。勿論、通気穴５２の形状を例えば四角形のような多角形とすることも可能である。

【0024】

上記タイヤ用支持中子の保持部材５において、周方向溝５３の溝幅Ｗ１は３ｍｍ以上４０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であると良い。これにより、保持部材５による中子４の保持能力と保持部材５の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。周方向溝５３の溝幅Ｗ１が小さ過ぎると通気経路を確保することが難しくなり、逆に大き過ぎると中子４の保持能力や保持部材５の耐久性が低下する。なお、周方向溝５３の溝幅Ｗ１はバルブゴムの直径よりも大きいことが必要である。

【0025】

上記タイヤ用支持中子の保持部材５において、周方向溝５３の溝深さＤ１は４ｍｍ以上１５ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以上１０ｍｍ以下であると良い。これにより、保持部材５による中子４の保持能力と保持部材５の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。周方向溝５３の溝深さＤ１が小さ過ぎると通気経路を確保することが難しくなり、逆に大き過ぎると中子４の保持能力や保持部材５の耐久性が低下する。なお、周方向溝５３の溝深さＤ１はバルブゴムの高さよりも大きいことが必要である。

【0026】

上記タイヤ用支持中子の保持部材５において、通気孔５２の幅Ｗ２は３ｍｍ以上２０ｍｍ以下、より好ましくは８ｍｍ以上１５ｍｍ以下であると良い。特に、通気孔５２の幅Ｗ２は周方向溝５３の溝幅Ｗ１に対してＷ２／Ｗ１≦１．０の関係を満足すると良い。これにより、保持部材５による中子４の保持能力と保持部材５の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。通気孔５２の幅Ｗ２が小さ過ぎると通気経路を確保することが難しくなり、逆に大き過ぎると中子４の保持能力や保持部材５の耐久性が低下する。

【0027】

上記タイヤ用支持中子の保持部材５において、幅方向溝５４の溝幅Ｗ３は３ｍｍ以上４０ｍｍ以下であると良い。これにより、保持部材５による中子４の保持能力と保持部材５の耐久性を損なうことなく通気経路を確保することができる。幅方向溝５４の溝幅Ｗ３が小さ過ぎると通気経路を確保することが難しくなり、逆に大き過ぎると中子４の保持能力や保持部材５の耐久性が低下する。

【0028】

更に、上記タイヤ用支持中子の保持部材５において、幅方向溝５４は環状体５０の幅方向中心位置Ｃに対して対称となる２箇所にそれぞれ配置されることが望ましい。この場合、環状体５０の剛性が左右均等になるため保持部材５により中子４を安定的に保持することができる、しかも、リム１のセンター部から外れた位置に配置されたバルブ２に対して２本の周方向溝５３のうちのいずれか一方が連通するように保持部材５をリム１に装着すれば良いため、保持部材５をリム１に装着する際の方向性を無くして作業性を向上することができる。

【0029】

以下、本発明との対比のために、従来のタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪について説明する。図５は従来のタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪を示すものである。図５に示すように、従来の車輪では、バルブ２はリム１のセンター部に配置されている。これに対して、保持部材５を構成する環状体５０のセンター部には該環状体５０を貫通する通気経路５２Ｘが環状体５０の周方向に沿って形成されている。

【0030】

このように従来の車輪では、リム１のセンター部に配置されたバルブ２に対応するために、保持部材５を構成する環状体５０のセンター部に、リム１の外周面に連通するバルブ２と中子４に形成された通気穴４５とを直接的に連通させる通気経路５２Ｘを形成しているので、バルブ２の位置がリム１のセンター部に制限されることになる。これに対して、本発明では上述のような不都合を解消することが可能である。

【実施例】

【0031】

円環状をなすリムと、リムに取り付けられたバルブと、リムに嵌合された空気入りタイヤ（タイヤサイズ：３１５／７０Ｒ２０）と、空気入りタイヤの内圧低下時に該空気入りタイヤを内側から支持する円環状の中子と、リムの外周面と中子との間に配設されたゴム製の保持部材を備えた車輪において、保持部材の構成を種々異ならせた比較例及び実施例１〜１２の車輪を製作した。

【0032】

比較例においては、リムのセンター部にバルブを配置する一方で、保持部材を構成する環状体の外周面に中子の基端部を受容する凹部を形成し、環状体の幅方向中心位置に該環状体を貫通する通気穴を形成し、環状体の内周面に該環状体の周方向に延びて通気穴に連通する周方向溝を形成した。

【0033】

実施例１〜１２においては、リムのセンター部から外れた位置にバルブを配置する一方で、保持部材を構成する環状体の外周面に中子の基端部を受容する凹部を形成し、環状体の幅方向中心位置に通気穴を形成し、環状体の内周面の幅方向中心位置からオフセットされた位置に該環状体の周方向に延びる周方向溝を形成し、環状体の内周面に該環状体の幅方向に延びて周方向溝と通気穴に連通する幅方向溝を形成した。通気穴の形状、周方向溝の溝幅Ｗ１、周方向溝の溝深さＤ１、通気穴の幅Ｗ２（円形の場合は直径）、周方向溝の溝幅Ｗ１に対する通気穴の幅Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１、幅方向溝の溝幅Ｗ３は表１及び表２のように設定した。

【0034】

上述した比較例及び実施例１〜１２の車輪について、バルブ位置の自由度を判定すると共に、下記の評価方法により、通気性、中子保持性及び通気穴周辺の損傷の有無を評価した。その結果を表１及び表２に併せて示す。

【0035】

通気性：
リムのバルブを介して空気を０ｋＰａの状態から９００ｋＰａに到達するまで充填し、その充填に要した時間を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、比較例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど通気性が良好であることを意味する。

【0036】

中子保持性：
上記車輪を室内ドラム試験機に装着し、バルブを解放した状態で、荷重４０００ｋｇｆ、速度１５ｋｍ／ｈの条件で６０分間走行した後、保持部材の厚さ方向の潰れ量を測定し、その最大値を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、比較例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど中子保持性が良好であることを意味する。

【0037】

通気穴周辺の損傷の有無：
中子保持性の試験後に通気穴の周辺の状態を目視により確認し、通気穴の局部への応力集中に起因して通気穴の周辺に損傷が生じた場合を「有」で示し、通気穴の周辺に損傷が生じていない場合を「無」で示した。

【0038】

【表1】

【0039】

【表2】

【0040】

表１及び表２に示すように、実施例１〜１２のタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪では、保持部材に周方向溝と幅方向溝と通気穴とからなる一連の通気経路を形成しているため、リムのセンター部から外れた位置にバルブを配置した場合でも通気経路を確保することができ、バルブ位置の自由度が高いという利点がある。しかも、実施例１〜１２のタイヤ用支持中子の保持部材を備えた車輪では、保持部材による中子の保持能力を実質的に損なうことなく通気経路を十分に確保することができた。

【符号の説明】

【0041】

１ リム
２ バルブ
３ 空気入りタイヤ
４ 中子
５ 保持部材
５０ 環状体
５０Ａ 内周面
５０Ｂ 外周面
５１ 凹部
５２ 通気穴
５３ 周方向溝
５４ 幅方向溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】