(57)【要約】  走行時のタイヤ温度を低下させることによりタイヤの耐久性を向上させる。  空気入りタイヤ２が装着される金属材料からなるホイールリム１であって、該ホイールリム１の表面の少なくとも一部に、放射率が大きい皮膜５が形成されている。
2010140657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤが装着される金属製のホイールリムであって、該ホイールリムの表面の少なくとも一部に、放射率が大きい皮膜が形成されていることを特徴とするホイールリム。
【請求項２】
前記皮膜は、黒色の塗膜である請求項１記載のホイールリム。
【請求項３】
前記皮膜の放射率は、０．８以上である請求項１又は２記載のホイールリム。
【請求項４】
前記皮膜は、タイヤの装着時に外気と接触しない第１の表面に形成される請求項１乃至３のいずれかに記載のホイールリム。
【請求項５】
前記ホイールリムは、軸方向の両外側部に設けられかつ前記空気入りタイヤのビード部が装着される一対のリムシート部と、それらの間をのびる略円筒状の胴部とを有し、前記第１の表面が前記胴部の外周面である請求項４に記載のホイールリム。
【請求項６】
前記皮膜は、タイヤの装着時に外気と接触する第２の表面にも形成される請求項４又は５に記載のホイールリム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載されたホイールリムに空気入りタイヤを装着した車輪。
【請求項８】
前記空気入りタイヤがランフラットタイヤである請求項７記載の車輪。
【請求項９】
請求項７又は８に記載された車輪を含む車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行時のタイヤ温度を低下させることによりタイヤの耐久性を向上させ得るホイールリム、それを用いた車輪及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは走行により繰り返しの撓みが発生し、ゴム部分が発熱する。発熱により、ゴム部分は熱劣化し、最終的に破壊に至る。このような破壊は、走行時に変形量の大きいタイヤのサイド部やビード部から発生する。タイヤの破壊を抑制するために、従来、タイヤの変形量を小さくする試みがなされてきた。例えば、ビード部に配されているビードエーペックスに硬いゴムを採用する方法、ビードエーペックスを大型化する方法、コード材からなるビードフィラーでビード部を補強する方法、及び／又は、カーカスコードの剛性を高める方法などが提案されている。【０００３】
しかしながら、上述の方法は、いずれもタイヤ重量及びタイヤの縦ばね定数の増加を伴う。このため、従来の方法では、車両のばね下重量を増加させて操縦安定性を低下させる他、乗心地や燃費性能の悪化を招くという問題がある。【０００４】
発明者らは、走行中のタイヤの温度上昇を抑えるために、鋭意研究を重ねたところ、タイヤからホイールリムへの熱の放射に着目した。即ち、金属材料からなるホイールリムの表面の少なくとも一部に、放射率の大きい皮膜を形成すると、タイヤから放射された赤外線（熱エネルギー）が効率良く前記皮膜からホイールリムに移動して外気へ排出されることを見出し、本発明を完成させるに至った。関連する先行技術としては、次のものがある。
【特許文献１】特開２００９−７３２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、タイヤからの熱エネルギーを効率良くホイールリムに移動させてタイヤ温度を低下させることにより、タイヤの耐久性を向上させ得るホイールリム、それを用いた車輪及び車両を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のうち請求項１記載の発明は、空気入りタイヤが装着される金属製のホイールリムであって、該ホイールリムの表面の少なくとも一部に、放射率が大きい皮膜が形成されていることを特徴とする。【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記皮膜が、黒色の塗膜である請求項１記載のホイールリムである。【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記皮膜の放射率が、０．８以上である請求項１又は２記載のホイールリムである。【０００９】
また請求項４記載の発明は、前記皮膜が、タイヤの装着時に外気と接触しない第１の表面に形成される請求項１乃至３のいずれかに記載のホイールリムである。【００１０】
また請求項５記載の発明は、前記ホイールリムが、軸方向の両外側部に設けられかつ前記空気入りタイヤのビード部が装着される一対のリムシート部と、それらの間をのびる略円筒状の胴部とを有し、前記第１の表面が、前記胴部の外周面である請求項４に記載のホイールリムである。【００１１】
また請求項６記載の発明は、前記皮膜が、タイヤの装着時に外気と接触する第２の表面にも形成される請求項４又は５に記載のホイールリムである。【００１２】
また請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載されたホイールリムに空気入りタイヤを装着した車輪である。【００１３】
また請求項８記載の発明は、前記空気入りタイヤがランフラットタイヤである請求項７記載の車輪である。【００１４】
また請求項９記載の発明は、請求項７又は８に記載された車輪を含む車両である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、空気入りタイヤが装着される金属製のホイールリムであって、該ホイールリムの表面の少なくとも一部に、熱吸収率の大きい皮膜が形成される。従って、タイヤから放射される熱エネルギーは、熱吸収率が大きい皮膜を介して効率良くホイールリムに移動し、外部に排出される。これにより、走行時のタイヤ温度の上昇が抑えられ、タイヤの耐久性が向上する。【００１６】
また、請求項２又は請求項３に係る発明のように、熱吸収率の大きい皮膜として、黒色の塗膜、又は放射率が０．８以上の皮膜を用いることにより、前記作用がより確実に発揮される。放射率が大きい皮膜は、熱吸収率も大きいためである。【００１７】
また、請求項４に係る発明のように、前記皮膜が、タイヤの装着時に外気と接触しない第１の表面に形成されることにより、タイヤからの熱エネルギーをホイールリム側に効率良く移動させることができ、タイヤ温度の上昇抑制を達成することができる。特に請求項５に係る発明のように、前記第１の表面が、リムシート部間をのびる胴部の外周面であるのが望ましい。前記胴部は、タイヤ内腔面（例えばインナーライナー）と向き合うため、該タイヤ内腔面から放射される熱エネルギーをより効率的に吸収することができる。【００１８】
また、請求項６に係る発明のように、前記皮膜は、タイヤの装着時に外気と接触する第２の表面にも形成することができる。この場合、前記第１の表面に形成される皮膜によって吸収したタイヤからの熱エネルギーを、第２の表面に形成される皮膜から外気に効率よく放出することができ、ホイールリムを介してタイヤ温度をより効率的に下げることができる。【００１９】
また、請求項７又は９に係る発明のように、以上のようなホイールリムは、空気入りタイヤを装着した車輪及び／又はかかる車輪を有する車両として好適に利用される。【００２０】
とりわけ、請求項８に係る発明のように、前記空気入りタイヤが発熱しやすいランフラットタイヤである場合、本発明の効果を顕著に享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態のタイヤ・ホイールリムを組み立てた車輪の断面図である。
【図２】図２は、そのホイールリムの斜視図である。
【図３】図３は、他の実施形態を示すホイールリムの斜視図である。
【図４】図４は、他の実施形態を示すホイールリムの斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ホイールリム
２  空気入りタイヤ
３  リム部
４  ディスク部
５  皮膜
Ｓａ  第１の表面
Ｓｂ  第２の表面
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１及び２に示されるように、本実施形態のホイールリム１は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）２が装着される略円筒状のリム部３と、該リム部３の内周面からタイヤ半径方向内方にのびるディスク部４とから構成される。【００２４】
前記空気入りタイヤ２は、トレッド部２ａと、その両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部２ｂと、各サイドウォール部２ｂの内方端にそれぞれ形成されたビード部２ｃとを有する。また、本実施形態の空気入りタイヤ２は、サイドウォール部２ｂのタイヤ内腔面ｉ側に断面略三日月状の補強ゴム２ｒが配されたランフラットタイヤが示されている。このようなランフラットタイヤは、内圧が低下した場合でも、前記補強ゴム２ｒによって荷重を支え、一定の速度で継続した距離を安全走行（ランフラット走行）することができる。ただし、空気入りタイヤ２は、非ランフラットタイヤであっても良いのは言うまでもない。【００２５】
前記ホイールリム１は、金属材料で作られる。該金属材料としては、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金又はスチール等の各種のものが好適に採用される。また、ホイールリム１は、鍛造、鋳造又は切削など種々の方法で製造され得る。このように本実施形態のホイールリム１は、材料及び製造法について、何ら限定されるものではない。【００２６】
本実施形態において、前記リム部３は、軸方向の両外側部に設けられかつタイヤ２のビード部２ｃが着座する一対のリムシート部３ａ、３ａと、該リムシート部３ａの軸方向外側に連設されかつ半径方向外側にのびるとともにビード部２ｃの外側面を支持するフランジ部３ｂと、前記リムシート部３ａ、３ａ間を軸方向にのびる略円筒状の胴部３ｃとを含み、実質的に同一の断面形状で円周方向に連続してのびるリング状で形成される。なお、本実施形態のホイールリム１では、胴部３ｃの両端部は、ビード部２ｃの位置ズレを防止する隆起物であるハンプ部３ｄとして加工されている。【００２７】
前記ディスク部４は、本実施形態では車軸に固着されるハブ部４ａと、該ハブ部４ａから半径方向外側に略放射状でのびかつ半径方向の外端がリム部３の内周面側に固着された５本のスポーク部４ｂ部とを含んで構成される。ただし、ディスク部４の形状は、種々変形することができるのは言うまでもない。なお、図１に示されるホイールリム１は、その右側が車両の外側に現れる面として描かれている。【００２８】
また、ホイールリム１には、図１及び図２において色を違えて表示されるように、その表面の少なくとも一部に、放射率の大きい皮膜５が形成されている。このような皮膜は、タイヤから放射される熱エネルギーを効率良くホイールリム１側に移動させる。これにより、走行時のタイヤ温度の上昇が抑えられ、タイヤの耐久性が向上する。【００２９】
周知のように、前記放射率（赤外線放射率）は、ある温度の物質の表面から放射されるある波長の赤外線のエネルギー量と、同温度の完全黒体から放射されるエネルギー量との比率で表される。全ての物体は、赤外線、即ち熱を放射しており、その量は材料及び表面性状によって異なる。また、熱放射と熱吸収とは関係があり、これらは同じ割合で起こる。即ち、放射率＝吸収率であり、熱放射しやすい物体は、それと同じ程度に熱を吸収しやすい。【００３０】
発明者らは、タイヤ温度の上昇を防ぐために、走行中、タイヤよりも低温に維持され易いホイールリムの放射率に着目した。即ち、ホイールリム１の放射率（＝吸収率）を高めることにより、走行中、タイヤ２から放射される赤外線を効率良くホイールリム側に移動させる熱移動を連続して行わせると、タイヤ温度の上昇が効果的に抑制されることを見出した。【００３１】
発明者らの実験によれば、タイヤ内腔面ｉ（インナーライナー側）は黒色のゴムであるため、もともと放射率は大きい。表面粗さにもよるが、その放射率は、一般的に０．９〜０．９５程度である。一方、従来のホイールリムでは、通常、銀色等の金属色で表面も綺麗に研磨仕上げされている。このようなホイールリム１の放射率は、大凡０．０２〜０．０５程度と非常に小さい。従って、タイヤサイズによっても異なるものの、標準的な乗用車タイヤでは、タイヤ温度が１００℃の場合でも、ホイールリムへの熱移動は１０Ｗ／ｍ２以下であり、熱放射による熱移動は実質的になされていなかった。【００３２】
これに対して、本発明のように、ホイールリム１に放射率の大きい皮膜５を形成することにより、走行中、高温のタイヤ２から低温のホイールリム１側への赤外線による熱移動が効率良く行われ、タイヤ温度の上昇が抑制される。【００３３】
上述の皮膜５としては、各種のものが採用でき、最も代表的なものは黒色の皮膜、とりわけ黒色の塗料をホイールリム１の表面に塗布して硬化させた黒色の塗膜が好適である。このような皮膜は、軽量かつ安価に形成することができる。【００３４】
前記塗料としては、例えばシリコーン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、石油樹脂、ポリアミド樹脂又はニトロセルロースなどの樹脂を主成分とする樹脂系の黒色塗料の他、カーボンブラック系の黒色塗料などを用いることができる。【００３５】
また、皮膜５は、黒色以外の色合いを有し、かつ、硬化することによって放射率を高める放射塗料などを塗布することで形成することもできる。【００３６】
さらに、皮膜５は、塗膜に限定されるものではなく、ホイールリム１の表面に層状に形成される全ての態様を含む。例えば、皮膜５は、塗装以外にも、黒色クロムめっき等の表面処理加工によって形成されても良いし、放射率を高めるセラミック材料の焼き付け、又はセラミックシート材などの接着によっても形成できる。【００３７】
前記皮膜５の放射率は、ホイールリム１の皮膜形成前の表面のそれよりも大きいことは言うまでもないが、好ましくは０．８０以上、より好ましくは０．８５以上、さらに好ましくは０．９０以上、最も好ましくは０．９５以上のものが望ましい。このように、放射率の値を具体的に限定することにより、タイヤ２側からホイールリム１側へ１００ｗ／ｍ２以上の熱移動を行うことが可能になり、より確実にタイヤ温度の上昇を抑制することができる。なお、放射率は、放射率計（例えば、京都電子工業製：Ｄ＆Ｓ  ＡＥＲＤ）により測定することができる。【００３８】
前記皮膜５の厚さは、特に限定されるものではないが、タイヤ２のゴム部材からは、通常、３〜１５μｍ程度の波長の赤外線が放出される。従って、皮膜５の厚さは、かかる波長の赤外線を効率良く吸収するように定めるのが良い。また、皮膜５の厚さが大きくなると、ホイールリム１の質量が増加する。種々の実験によれば、樹脂系の黒色塗料で皮膜５を形成する場合、該皮膜５の厚さは１０〜３０μｍ程度の範囲にあるのが望ましい。【００３９】
以上のように、本実施形態のホイールリム１では、タイヤ２から放射される赤外線が、熱吸収率が大きい皮膜５を介して効率良くホイールリム１に移動した後、その熱がホイールリム１から外気に排出される。これにより、走行時のタイヤ温度の上昇が抑えられ、ひいてはタイヤの耐久性が向上する。特に、ランフラットタイヤでは、タイヤ温度の上昇を抑制することにより、ランフラット走行距離が顕著に増大するという利点が得られる。従って、本実施形態のホイールリム１は、ランフラットタイヤと組み合わせた車輪とし、またこの車輪を有する車両として構成されるのが特に望ましい。【００４０】
次に、タイヤ２から放射される赤外線を吸収するためには、前記皮膜５を、タイヤ装着時に外気と接触しなくなるホイールリム１の第１の表面Ｓａに少なくとも形成することが必要である。特に、第１の表面Ｓａのみに皮膜５を形成した場合には、皮膜５がホイールリム１の意匠性を損なうものであっても、タイヤ２を組み付けることによってこれを目隠しすることができるという利点が生まれる。【００４１】
図１の実施形態では、前記第１の表面Ｓａとして、ホイールリム１の胴部３ｃの外周面が適用されており、他の部分には皮膜が形成されていない。また前記皮膜５は、周方向に連続して形成されるとともに、胴部３ｃの外周面の表面積の少なくとも５０％以上、より好ましくは８０％以上に亘って形成されている。これにより、胴部３ｃに形成された皮膜５とタイヤ２の内腔面ｉとが周方向に連続して向き合い、より効果的にタイヤ側の熱エネルギーを吸収することができる。そして、皮膜５から吸収された熱エネルギーは、ホイールリム１の前記胴部３ｃの内周面や、ディスク部４の内側面外側面などから外部に放出される。【００４２】
なお、タイヤ２のビード部２ｃが着座するリムシート部３ａの放射率を大きくする必要はない。もし、リムシート部３ａに皮膜５が形成される場合、ビード部２ｃとホイールリム１との接触による熱伝導に悪影響を及ぼす恐れが生じる。従って、本実施形態では、外気と接触しない面のうち、ビード部２ｃと接触するリムシート部３ａやフランジ部３ｂの内側面には、皮膜５が形成されておらず、ホイールリム１の金属材料を表面にそのまま露出させている。【００４３】
また、前記皮膜５は、図３及び図４に示されるように、タイヤ装着時に外気と接触するホイールリム１の第２の表面Ｓｂにも形成することができる。この場合、ホイールリム１に移動させた熱を、ホイールリム１からの熱放射によって外部により効果的に放出できる。即ち、走行中、ホイールリム１は空気との熱伝達により冷却されるが、それに加えて、熱放射によりホイールリム１の冷却を期待することができる。【００４４】
前記第２の表面Ｓｂとしては、例えば図３に示されるように、胴部３ｃの内周面であっても良いし、又図４に示されるように、胴部３ｃの内周面、及びディスク部４の内側面、外側面を含む外気と接触する全表面とすることもできる。しかし外気と接触する面のうち、直射日光が当たる領域に皮膜５を形成した場合、この皮膜５が太陽光の熱エネルギを吸収してしまい、逆にホイールリム１の温度を上昇させてしまう恐れが生じる。従って、第２の表面Ｓｂとしては、外気と接触する面のうちで直射日光が当たらない面、具体的には、前記胴部３ｃの内周面、及びディスク４ｂの内側面が好適に採用しうる。【００４５】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、種々の態様に変形して実施することができる。
【実施例】
【００４６】
本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づいてホイールリム（サイズ１８×８−Ｊ）が試作された。実施例品には、タスコジャパン社製の黒色塗料（ＴＨＩ−１Ｂ）を用いて黒色塗膜が形成された。【００４７】
そして、各ホイールリムにサイズ２４５／４０ＺＲ１８のランフラットタイヤを装着し、国産乗用車の全輪に取り付けるとともに、全輪のうちの１車輪は、バルブコアを取り除いて内圧を零とした。そして前記乗用車を、テストコース（天候：晴れ、気温：２２℃）にて速度６０kmで走行させ、タイヤが破壊するまでの耐久テストを行った。評価は、実施例１の走行距離を１００とする指数であり、数値が大きいほど耐久性が向上していることを示す。テストの結果などを表１に示す。【００４８】
【表１】
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【００４９】
テストの結果、実施例のホイールリムでは、走行距離が大幅に向上していることが確認できた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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