(57)【要約】【課題】簡単な構成でリム組み性と耐リム外れ性とを両立可能な支持体を提供すること。【解決手段】支持体１２は、リム１６に装着された状態で軸方向に１〜１３％圧縮されて使用される。この圧縮により支持体１２に生じた軸方向外側へ向かう拡張力で脚部２８がタイヤビード部２５を軸方向外側（リムフランジ側）へ押圧し、ランフラット走行時の支持体のリム外れを防止する。支持体１２は、自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮した際のばね定数Ｋを０．１０〜０．５０ｋＮ／ｍｍに設定することで、リム組み性が良好であると共に、耐リム外れ性も確保でき、リム組み性と耐リム外れ性とを両立することができる。【選択図】図１
2008221945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内部に配置されランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部、及び前記支持部の軸方向両側に設けられタイヤビード部のタイヤ軸方向内側に配置されて前記タイヤビード部と共にリムへ組み付けられる環状の脚部を備えた環状の支持体であって、
タイヤの負荷能力をＷ（ｋｇ）としたときに、自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮した際のばね定数が、０．１３×Ｗ／１０００〜０．６５×Ｗ／１０００であり、前記リムには自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮されて装着される、ことを特徴とする支持体。
【請求項２】
自由状態から軸方向に２〜７％圧縮した際のばね定数が、０．１８×Ｗ／１０００〜０．４５×Ｗ／１０００である、ことを特徴とする請求項１に記載の支持体。
【請求項３】
前記脚部がエラストマーで形成され、
径方向内側端から径方向外側端までの径方向に計測した支持体高さをＳＨ、前記支持部の径方向内側端から前記脚部の径方向内側端までの径方向に計測した脚部高さをＨとしたときに、Ｈ／ＳＨ＝０.２〜０．６に設定されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の支持体。
【請求項４】
前記支持部の径方向内側端から前記脚部の径方向内側端までの径方向に計測した脚部高さをＨ、前記支持部の径方向内側端から前記脚部の径方向内側端までの軸方向に計測した前記脚部の平均幅をＷとしたときに、Ｈ／Ｗ＝１．７０〜２．２０に設定した、ことを特徴とする請求項３に記載の支持体。
【請求項５】
前記脚部の硬度を６５〜７５度に設定した、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤがパンクした場合、その状態のまま相当の距離を走行し得るように、タイヤ内部に配置する支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランフラット走行が可能、即ち、パンク等してタイヤ内圧が０ｋＰａになっても、ある程度の距離を安心して走行が可能なランフラットタイヤ・リム組立体（いわゆるランフラットタイヤ。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、金属や合成樹脂製の中子（支持体）を取り付けた中子タイプのものが知られている。この中子タイプでは、リムに組み込む回転中子タイプと、リムに取り付けられるタイヤ径方向断面においてランフラット走行時にタイヤのトレッド部を支持する金属板等で形成された１乃至２つの凸部を有する形状（２山形状）の中子タイプが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、回転中子タイプでは、回転中子を固定するための特殊ホイールが必要とされる点で汎用性に問題がある。
【０００３】
これに対し、後者の１乃至２つの凸部を有する中子タイプでは、支持体の両端部にゴムの脚部を備えており、この脚部をタイヤのタイヤビード部と共に従来のリムに取り付け可能であるため、汎用性が高い利点がある。
この１乃至２つの凸部を有する中子タイプの支持体は、脚部がタイヤのタイヤビード部の内側に接し、かつリムのハンプ部に乗るように配置されるが、タイヤ内に組み付けられた時には、幅方向に縮められ、幅方向の拡張力によってタイヤ及びリムに固定されるようになっている。また、この拡張力によって、支持体がタイヤのビード部を幅方向外側に押え付け、ランフラット走行時のリム外れを防止するようになっている。
【０００４】
ところで、パンクなどによってタイヤの内圧が低下した状態で継続走行すると、タイヤのビード部がリムのビードシートから外れる、いわゆる「リム外れ」を発生する虞がある。ランフラット走行時にリム外れを防止するためには、支持体の拡張力を大きく設定する必要がある。
しかし、支持体の拡張力を大きくするとリム組み性が悪化するという問題があり、従来では、リム組み性と耐リム外れ性とを両立することが困難であった。
また、リム組み性を向上させる技術が種々提案されているが（特許文献２〜７）、特殊形状のタイヤやリムを必要とする、リム組み作業が煩雑になる、製造が複雑になりコスト増となる、支持体の耐久性が悪化する等の問題がある。
【特許文献１】特開平１０−２９７２２６号公報。
【特許文献２】特開２００４−５８７１８号公報。
【特許文献３】特開２００４−５８７１９号公報。
【特許文献４】特開２００４−５８７９５号公報。
【特許文献５】特開２００５−６７４４６号公報。
【特許文献６】特開２００４−５１０１３号公報。
【特許文献７】特開２００４−１６１２２０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、上記問題を解決すべく成されたもので、簡単な構成でリム組み性と耐リム外れ性とを両立可能な支持体を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、タイヤ内部に配置されランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部、及び前記支持部の軸方向両側に設けられタイヤビード部のタイヤ軸方向内側に配置されて前記タイヤビード部と共にリムへ組み付けられる環状の脚部を備えた環状の支持体であって、タイヤの負荷能力をＷ（ｋｇ）としたときに、自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮した際のばね定数が、０．１３×Ｗ／１０００〜０．６５×Ｗ／１０００であり、前記リムには自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮されて装着される、ことを特徴としている。
【０００７】
次に、請求項１に記載の支持体の作用を説明する。
請求項１に記載の支持体は、従来通り軸方向に圧縮してタイヤの内部に配置してリムに装着する。
リム組み時において、支持体はタイヤの内部に配置された後、通常のリム組みと同様の工程を経てタイヤと共にリムに装着される。即ち、支持体の脚部は、タイヤのビード部と共にリムの所定位置（ビードシート）に装着されるが、装着する際には、支持体は、ビード部と共に軸方向に圧縮変形させながらリムフランジ間に押し込まれる。
【０００８】
これにより、支持体は、リムに対して自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮された状態で装着される。そして、この圧縮により支持体に生じた軸方向外側へ向かう拡張力で脚部がタイヤビード部を軸方向外側（リムフランジ側）へ押圧し、ランフラット走行時の支持体のリム外れを防止する。
【０００９】
請求項１に記載の支持体では、自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮した際のばね定数を０．１３×Ｗ／１０００〜０．６５×Ｗ／１０００に設定したので、リム組み性が良好であると共に、耐リム外れ性も確保でき、リム組み性と耐リム外れ性とを両立することができる。
ここで、ばね定数が０．１３×Ｗ／１０００未満では、リム装着時にビード部を軸方向外側へ押圧する力が不足し、必要な耐リム外れ性が得られなくなる。
【００１０】
なお、支持体は、リムに装着された状態では軸方向に１〜１３％圧縮されているが、リム組み作業時には、支持体を１３％以上圧縮することになる。支持体のばね定数が０．６５Ｗ／１０００を超えると、ばね定数が高いために、リム組み作業時に支持体を１３％以上圧縮するために大きな力を必要とし、リム組み性が悪化する。
また、支持体は、上述した様にばね定数を設定すれば良く、特殊形状とする必要がないため、構造が簡単で済む。
ここで、タイヤの負荷能力Ｗ（ｋｇ）とは、ＪＡＴＭＡで規定されている適用サイズにおける単輪の最大負荷能力のことである。なお、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
また、負荷能力とばね定数は比例し、タイヤの負荷能力が大きくなれば、支持体のばね定数もそれに応じて大きくする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の支持体において、自由状態から軸方向に２〜７％圧縮した際のばね定数が、０．１８×Ｗ／１０００〜０．４５×Ｗ／１０００である、ことを特徴としている。
【００１２】
次に、請求項２に記載の支持体の作用を説明する。
自由状態から軸方向に２〜７％圧縮した際のばね定数を０．１８×Ｗ／１０００〜０．４５×Ｗ／１０００とすることで、リム組み性と耐リム外れ性とを高い次元で両立することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の支持体において、前記脚部がエラストマーで形成され、径方向内側端から径方向外側端までの径方向に計測した支持体高さをＳＨ、前記支持部の径方向内側端から前記脚部の径方向内側端までの径方向に計測した脚部高さをＨとしたときに、Ｈ／ＳＨ＝０.２〜０．６に設定されている、ことを特徴としている。
【００１４】
次に、請求項３に記載の支持体の作用を説明する。
ランフラット走行時、支持体には支持部と脚部に荷重が作用するが、ランフラット走行時の支持体の変形を考慮すると、脚部の剛性よりも支持体の剛性を高くする方が良い。
【００１５】
脚部をエラストマーで形成することで、支持体を圧縮した際に、支持部よりも脚部の変形を大きくでき、リム組み性が向上する。
そして、支持体高さＳＨと脚部高さＨとの比Ｈ／ＳＨを０.２〜０．６に設定することで、リム組み性と耐リム外れ性とを高い次元で両立できる。
【００１６】
Ｈ／ＳＨが０.２未満では、脚部高さＨが低くなり過ぎ、この結果、脚部の軸方向の剛性が高くなり過ぎてリム組み性が低下する。
一方、Ｈ／ＳＨが０.６を超えると、脚部高さＨが高くなり過ぎ、この結果、脚部の軸方向の剛性が低くなり過ぎてリム外れし易くなる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の支持体において、前記支持部の径方向内側端から前記脚部の径方向内側端までの径方向に計測した脚部高さをＨ、前記支持部の径方向内側端から前記脚部の径方向内側端までの軸方向に計測した前記脚部の平均幅をＷとしたときに、Ｈ／Ｗ＝１．７０〜２．２０に設定した、ことを特徴としている。
【００１８】
次に、請求項４に記載の支持体の作用を説明する。
脚部高さＨと脚部の平均幅Ｗとの比Ｈ／Ｗを１．７０〜２．２０に設定することで、リム組み性と耐リム外れ性とを高い次元で両立できる。
【００１９】
Ｈ／Ｗが１．７０未満では、幅に対して高さが低くなり過ぎ、この結果、脚部の軸方向の剛性が高くなり過ぎてリム組み性が低下する。
一方、Ｈ／Ｗが２．２０を超えると、幅に対して高さが高くなり過ぎ、この結果、脚部の軸方向の剛性が低くなり過ぎてリム外れし易くなる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の支持体において、前記脚部の硬度を６５〜７５度に設定した、ことを特徴としている。
【００２１】
次に、請求項５に記載の支持体の作用を説明する。
エラストマーの脚部の硬度（ＪＩＳ−Ａ）を６５〜７５度に設定することで、リム組み性と耐リム外れ性とを高い次元で両立できる。
【００２２】
脚部の硬度が６５度未満では、脚部の軸方向の剛性が低くなり過ぎてリム外れし易くなる。
一方、脚部の硬度が７５度を超えると、脚部の軸方向の剛性が高くなり過ぎてリム組み性が低下する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明の支持体によれば、リム組み性と耐リム外れ性とを両立することができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係るランフラットタイヤ・リム組立体１０を図面に基づき説明する。ここで、図１に示すランフラットタイヤ・リム組立体１０は乗用車用であり、乗用車用の空気入りタイヤ１４と、この空気入りタイヤ１４に対応した支持体１２を、この空気入りタイヤ１４に対応したＪＡＴＭＡ規格等のリム１６に組み付けたものである。
なお、図１に示すリム１６において、符号１６Ａはフランジ、符号１６Ｂはビードシート、符号１６Ｃはハンプ部、符号１６Ｄはドロップ部である。
【００２５】
実施形態における空気入りタイヤ１４は、一対のビードコア１８と、両ビードコア１８に跨がって延びるトロイド状のカーカス２０と、カーカス２０のクラウン部に位置する複数（本実施形態では２枚）のベルト層２２を備え、カーカス２０の外側にはゴム層が配置されている。カーカス２０の外側に配置されるゴム層は、周知のように、トレッド部２３、サイド部２４、タイヤビード部２５等、各々の部位に最適なゴムが選択され使用されている。
【００２６】
（支持体）
環状に形成されている支持体１２には、環状の支持部２６が備えられている。本実施形態の支持部２６は、プレートを円筒状に加工することで形成されている。
プレートの材料として、例えば、アルミニューム合金、マグネシューム合金、鋼、ステンレススチール等の金属、合成樹脂、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＰ、金属と合成樹脂の複合材等を上げることができるが、ランフラット走行に適していればプレートの材料はこれらのものに限定されない。
【００２７】
この支持部２６には、軸方向中央部に互いに離れた複数個（本実施の形態では２個）の拡径部２６Ａ、２６Ｂが形成され、その間に径方向内側に凸となる凹部２６Ｃが形成されている。この拡径部２６Ａから見て拡径部２６Ｂと反対側の側面及び、拡径部２６Ｂから見て拡径部２６Ａと反対側の側面は、半径方向内側へ延長されたサイド部２６Ｄ及び２６Ｅとなっている。さらに、このサイド部２６Ｄ、２６Ｅの径方向内側の部分には、軸方向に延在するフランジ部２６Ｆ、２６Ｇがそれぞれ形成されている。
【００２８】
支持部２６の軸方向両側には、弾性体としてのエラストマー（本実施形態ではゴム）で形成された脚部２８が備えられている。
一方の脚部２８の内部にはフランジ部２６Ｆが、他方の脚部２８の内部にはフランジ部２６Ｇが埋設されており、フランジ部２６Ｆ及びフランジ部２６Ｇは、それぞれの内周面、及び外周面がエラストマー部分に接着されている。
なお、本実施形態の脚部２８はゴム製であり、フランジ部Ｆ及びフランジ部２６Ｇに加硫接着されている。
【００２９】
支持体１２は、軸方向に弾性変形可能であって、自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮した際のばね定数Ｋが、      ０．１０〜０．５０ｋＮ／ｍｍに設定される必要がある。なお、支持体１２は、軸方向に２〜７％圧縮した際のばね定数Ｋを０．１５〜０．３５ｋＮ／ｍｍに設定することが好ましい。
【００３０】
支持体１２の軸方向のばね定数Ｋは、支持部２６の軸方向のばね定数ｋ１と脚部２８の軸方向のばね定数ｋ２を直列としたときのばね定数となる（１／Ｋ＝（１／ｋ１）＋（１／ｋ２）＋（１／ｋ２））。
【００３１】
なお、脚部２８の軸方向のばね定数ｋ２は、０．１３×Ｗ／１０００〜０．６５×Ｗ／１０００（乗用車用タイヤの場合、０．１０〜０．５０ｋＮ／ｍｍ）に設定することが好ましく、０．１８×Ｗ／１０００〜０．４５×Ｗ／１０００（乗用車用タイヤの場合、０．１５〜０．３５ｋＮ／ｍｍ）に設定することが更に好ましい（Ｗ：タイヤの負荷能力（ｋｇ））。
【００３２】
支持体１２のばね定数Ｋは、図２に示すように、支持体１２を互いに平行に配置された２枚の平板３０の間に軸方向を直角に向けて配置し、平板３０を互いに接近させて支持体１２を軸方向に圧縮させ、支持体１２を圧縮するに必要な力と、圧縮量（Ｘ−ｘ）から求める。
【００３３】
なお、支持部２６のばね定数ｋ１は、上記と同様にして支持部２６単体を圧縮するに必要な力と、圧縮量から求めることができる。また、脚部２８のばね定数ｋ２は、支持部２６を固定し、脚部２８のみが変形するように平板３０を移動させ、脚部２８を変形させるに必要な力と、平板３０の移動量から求めることができる。
【００３４】
図３に示すように、支持体１２は、径方向内側端から径方向外側端までの径方向に計測した支持体１２の支持体高さＳＨ、支持部２６の径方向内側端から脚部２８の径方向内側端までの径方向に計測した脚部２８の脚部高さＨとの比Ｈ／ＳＨを、０.２〜０．６の範囲内に設定することが好ましい。
【００３５】
脚部２８は、脚部高さＨと、支持部２６の径方向内側端から脚部２８の径方向内側端までの軸方向に計測した脚部２８の平均幅Ｗとの比Ｈ／Ｗを、１．７０〜２．２０の範囲内に設定することが好ましい。
また、脚部２８は、ゴム硬度を６５〜７５度（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内に設定することが好ましい。
【００３６】
（作用）
先ず、ランフラットタイヤ・リム組立体１０の組み立て手順を簡単に説明する。
最初に、空気入りタイヤ１４の内周面（トレッド部の裏側）に、支持体１２と接触した際の摩耗を抑えるための潤滑剤を塗布する。
【００３７】
次に、支持体１２を空気入りタイヤ１４の内部に配置し、セミアッシー状態とする。
なお、このセミアッシー状態とされた空気入りタイヤ１４、及び支持体１２を、リム組み機等を用いて以下の様にしてリム１６に組み付け、図１に示すようなランフラットタイヤ・リム組立体１０を得る。
【００３８】
リム組みでは、先ず、ドロップ部１６Ｄを上側にしてリム１６を水平に配置し、次に、セミアッシー状態の空気入りタイヤ１４及び支持体１２を斜めにし、下側のタイヤビード部２５及び脚部２８が上側のリムフランジを乗り越えるように下側のタイヤビード部２５及び脚部２８を周方向に順次下方に押し込む。
【００３９】
次に、上側のタイヤビード部２５及び脚部２８が上側のフランジ１６Ａを乗り越えるように上側のタイヤビード部２５及び脚部２８を周方向に順次下方に押し込む。なお、これらの工程は、従来のリム組みと同様である。
このランフラットタイヤ・リム組立体１０は、その後、空気を充填して自動車に装着される。
【００４０】
ランフラットタイヤ・リム組立体１０がパンク等して内圧が低下した時には、支持体１２の支持部２６にトレッド部２３の裏側が接触して荷重を支持し、ランフラット走行を可能とする。
本実施形態の支持体１２は、リム１６に装着された状態で軸方向に１〜１３％圧縮され、この圧縮により支持体１２に生じた軸方向外側へ向かう拡張力で脚部２８がタイヤビード部２５を軸方向外側（リムフランジ側）へ押圧し、ランフラット走行時の支持体のリム外れを防止する。
【００４１】
本実施形態の支持体１２は、自由状態から軸方向に１〜１３％圧縮した際のばね定数Ｋを０．１０〜０．５０ｋＮ／ｍｍに設定したので、リム組み性が良好であると共に、耐リム外れ性も確保でき、リム組み性と耐リム外れ性とを両立することができる。
図４に示すように、ばね定数の低い比較品の支持体と、発明品の支持体とを比較すると、リム組み最大圧縮量となった場合に、発明品は比較品よりも圧縮する際の力がｆだけ少なくて済むので、リム組み性が良いことになる。
【００４２】
支持体１２は、リム１６に装着された状態では軸方向に１〜１３％圧縮されているが、リム組み作業時には、支持体１２は１３％以上圧縮される。
支持体１２のばね定数が０．５０ｋＮ／ｍｍを超えると、ばね定数が高いために、リム組み作業時に支持体１２を１３％以上圧縮するために大きな力を必要とし、リム組み性が悪化する。
【００４３】
また、支持体１２のばね定数が０．１０ｋＮ／ｍｍ未満では、リム１６に装着された時にタイヤビード部２５を軸方向外側へ押圧する力が不足し、必要な耐リム外れ性が得られなくなる。
【００４４】
［その他の実施形態］
ランフラット走行に対して、支持部２６の剛性は周方向に均一であることが好ましいが、周方向の剛性が略均一であれば軽量化等の為に支持部２６に孔を形成しても良い。
【００４５】
脚部２８は、周上の一部に孔を形成しても良いが、周方向の剛性が均一である方が耐久性、及びコスト的に有利である。
【００４６】
支持体１２の軸方向のばね定数は、支持部２６の軸方向のばね定数と、２つの脚部２８の軸方向のばね定数とを合わせたものであり、ばね定数を調整するには、支持部２６の剛性を調整しても良く、脚部２８の剛性を調整しても良く、支持部２６と脚部２８の両方の剛性を調整しても良い。
【００４７】
支持部２６の軸方向のばね定数を調整する方法としては、素材の厚みを調整する、材質を変更する、断面形状を変更する等、種々の方法があり、例えば、支持部２６のばね定数を低下させるために、素材の厚みを薄くしても良い。
【００４８】
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来の支持体、及び本発明の適用された実施例の支持体を用意し、リム組み／リム解き作業性、及びランフラット走行時のリム外れの２点について比較を行った。
【００４９】
使用タイヤのサイズ：２３５／５５Ｒ１８
使用リム：７．５Ｊ１８
・リム組み／リム解き作業性：１０人の作業者にリム組み作業、及びリム解き作業を実施させ、作業にかかる時間を測定すると共に、作業者のコメントを集計した。評価は、作業時間とコメントの総合評価とし、○、△、×の３段階評価とした。○、△、×の内容は以下の通りである。
○：支持体が変形し易く、作業性が良好。作業時間は短い。
×：支持体が硬く、タイヤビードをリムドロップに落とすのが非常に困難。作業時間は長い。一部の作業者は作業不可能。
△：支持体はやや硬いが、作業可能。作業時間は○と×の中間。
【００５０】
・ランフラット走行時のリム外れ：内圧を零としたタイヤを車両（国産のＳＵＶ：前輪駆動車）の右前輪に装着し、半径２５ｍの円を左旋回しながら徐々に速度を上げて行き、脚部がドロップへ落ち込んだときの横加速度を測定した。
【００５１】
評価は、○、△、×の３段階評価とした。○、△、×の内容は以下の通りである。
×：０.５Ｇ未満で脚部がリムドロップに落下。
△：０.５Ｇ以上０.７Ｇ未満でリム外れ無し。
○：車両の限界横Ｇ（０．７Ｇ程度）までリム外れ無し。
【００５２】
【表１】
2008221945.tif 000003
【表２】
2008221945.tif 000004
試験の結果から、本発明の適用された実施例の支持体を用いることで、リム組み作業性、リム解き作業性、及びリム外れ性を両立できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の支持体を用いた実施形態に係るランフラットタイヤ・リム組立体の断面図である。
【図２】支持体のばね定数を測る際の様子を示した説明図である。
【図３】（Ａ）はランフラットタイヤ・リム組立体の断面図であり、（Ｂ）は支持体の断面図である。
【図４】比較品と発明品とのリム組み時の力の比較を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    ランフラットタイヤ・リム組立体
１２    支持体
２６    支持部
２８    脚部
【図１】
2008221945.tif 000005
【図２】
2008221945.tif 000006
【図３】
2008221945.tif 000007
【図４】
2008221945.tif 000008