(57)【要約】【課題】高い耐久性を有する支持体を提供する。【解決手段】支持体１６のフランジ部２６Ｄに突起２９を形成し、その突起２９に貫通孔２７を形成することで、脚部２８を構成するゴムＧとの接着面積が大きくなって接着力が増し、また貫通孔２７を介してフランジ部２６Ｄの表面側と裏面側とにあるゴムＧが貫通孔２７内で連通して一体化するので、連通部分によって脚部２８はフランジ部２６Ｄを固定することができ、ゴムＧとフランジ部２６Ｄとの接着力を強固にすることができる。支持体１６に、径方向内側に向けて突出する突起２９を形成することで、突起２９の側面でゴムＧからの横力（軸方向に沿った力）を受けることができるので、貫通孔２７の内部のゴムＧと外部のゴムＧとの間で生ずる剪断力が減少し、ゴムＧに亀裂が発生し難くなり、支持体１６の耐久性が向上する。【選択図】図１
2008307990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤの内部に配設され、ランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、
前記支持部へ取り付けられ、前記空気入りタイヤと共にリムへ組み付けられて前記ランフラット走行時の荷重を前記リムへ支持させる弾性体の脚部と、
前記支持部の前記脚部への取付部に設けられる突起と、
前記支持部を貫通するように前記突起に設けられる貫通孔と、
を有することを特徴とする支持体。
【請求項２】
前記支持部は板材で形成され、
前記突起、および前記貫通孔は、バーリング加工によって形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の支持体。
【請求項３】
一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカス、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層、及び前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層を備えるタイヤと、
前記タイヤを装着するリムと、
前記タイヤの内側に配設され、前記リムに組み付けられる請求項１または請求項２に記載の支持体と、
を有することを特徴とする空気入りランフラットタイヤ。
【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の内部に配設される支持体および空気入りランフラットタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤでランフラット走行が可能、即ち、パンクしてタイヤ内圧が０ｋｇｆ／ｃｍ２になっても、ある程度の距離を安心して走行が可能なタイヤ（以後、「ランフラットタイヤ」と称す。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、中子（支持体）を取り付けた中子タイプのランフラットタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。中子（支持体）は、タイヤ径方向外側へ突出してランフラット走行時に荷重を受ける環状のシェル（支持部）と、このシェル（支持部）の軸方向両側へ取り付けられてリムに組み付けられる脚部と、を備えている。
【０００３】
かかるランフラットタイヤの支持体は、例えば、金属材料や樹脂材料を素材としてシェル（支持部）を形成した後に、このシェル（支持部）の両端部をそれぞれインサートコアとしてモールド内に装填し、ゴムにより一対の脚部を加硫成形すると同時に、この一対の脚部をシェル（支持部）の両端部にそれぞれ加硫接着することにより製造される。このとき、シェル（支持部）と脚部との接着強度を大きくするため、あらかじめシェル（支持部）の両端部には塩素ゴム系の加硫接着剤が塗布される。
【０００４】
ここで、接着強度をさらに大きくするためには、加硫接着されるシェル（支持部）の両端部を長くして接着面積を大きくすれば良いが、このようにすると重量が大きくなると共に、リム組み時の作業性も悪くなる。また、脚部の幅をそのまま維持し、加硫接着されるシェル（支持部）の両端部のみを長くすると、この両端部がランフラット走行時に脚部のゴムを破りタイヤ内面を傷つけることも考えられる。
【０００５】
そこで、シェル（支持部）と脚部との接着部分となるフランジ部に貫通孔を設けた支持体が提案されている（例えば、特許文献２および３参照）。貫通孔を設けることにより、接着面積が大きくなるとともに、フランジ部の表面側と裏面側とにあるゴムが貫通孔内を連通して一体化するので、脚部とフランジ部との接着性を向上させることができる。
【特許文献１】特開平１０−２９７２２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２３１７号公報
【特許文献３】特開２００４−０５８７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
支持部（フランジ部）に貫通孔を設けることで、脚部と支持部との接着性はある程度向上したが、更なる接着性の向上が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、脚部とフランジ部との接着性を更に向上させた支持体および空気入りランフラットタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され、ランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、前記支持部へ取り付けられ、前記空気入りタイヤと共にリムへ組み付けられて前記ランフラット走行時の荷重を前記リムへ支持させる弾性体の脚部と、前記支持部の前記脚部への取付部に設けられる突起と、前記支持部を貫通するように前記突起に設けられる貫通孔と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の支持体の作用を説明する。
支持体は空気入りタイヤの内部（空気室）に配設して、脚部によりリムに組み付けることができる。従来、支持部と脚部との接着面積（表面積）を大きくして接着性を向上させる目的で、支持部と脚部との接着部分となる取付部に真円形や正方形の貫通孔を設けていた。
【００１０】
ランフラット走行時には、図３（Ａ）に示すように支持部２６が荷重を受けるため、図３（Ｂ）に示すように支持体１６には矢印Ａ方向の力が作用し、リムに組み付けられている脚部２８には矢印Ｂ方向の力が働く。
矢印Ｂ方向への力は、図４（Ａ）に示すように、貫通孔２７の内部の弾性体（ゴム）Ｇと貫通孔２７の外部の弾性体（ゴム）Ｇとの間で剪断力（図中の矢印）がかかるため、貫通孔２７の内部の弾性体（ゴム）Ｇと貫通孔２７の外部の弾性体（ゴム）Ｇとの間で亀裂を発生し、該亀裂の進展により脚部２８が支持部２６から剥離する場合があった。
【００１１】
また、リム組み作業時においても同様に剪断力が作用し、脚部と支持部とが剥離したり、脚部に亀裂が生じる場合があった。
さらに、支持体１６は、通常走行時においても、脚部２８がリム１２のビードシート部分からウエル部へ落ちないように、支持部２６の弾性力でもって、脚部２８をビード部の内側面へ常時押し付けているため、同様の剪断力（ランフラット走行対比では小さい）が常に作用している。
したがって、脚部と支持部との接合力をより向上し、支持体における耐久性の更なる向上が望まれていた。
【００１２】
請求項１に記載の支持体では、取付部に貫通孔の形成された突起が設けられていることから、脚部との接着面積（表面積）が大きくなって接着力が増し、また貫通孔を介して取付部の表面側と裏面側とにある弾性体が貫通孔内で連通し、連通部分によって脚部を取付部に固定されるので、脚部と取付部との接合力が向上する。
【００１３】
一方、図４（Ｂ）に示すように、支持部２６に突起２９が形成されていると、突起２９の外側面で弾性体（ゴムＧ）からの力を受けることができるので、前述した剪断力が減少して亀裂が発生し難くなり、支持体の耐久性が向上する。
【００１４】
このような支持体を用いて組み立てられたランフラットタイヤを自動車に装着して走行させると、空気入りタイヤの内圧低下時にタイヤ空気室内に配設された支持体の支持部がタイヤのトレッド部に接地し、タイヤのサイドゴム層に替わって荷重を支持し、これによってランフラット走行が可能となる。このとき、支持部と脚部とが高強度で安定的に接着され、且つ支持体が優れた耐久性を有しているので、ランフラット走行時に支持部と脚部とが剥離することを長距離に亘って防止でき、ランフラット走行距離を伸ばすことが可能となる。
【００１５】
また、請求項１に記載の支持体は、取付部の一部に表裏面を貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔に脚部を構成する弾性体の一部を充填することによって、接着剤を適用することなく取付部と脚部とを係合し、貫通孔内の弾性体の連通により取付部と脚部とを結合することもできる。このため、接着剤を用いないことによって安価に且つ容易に強固な取り付けが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の支持体は、請求項１に記載の支持体において、前記支持部は板材で形成され、前記突起、および前記貫通孔は、バーリング加工によって形成されている、ことを特徴としている。
【００１７】
次に、請求項２に記載の支持体の作用を説明する。
支持部を金属等の板材で形成し、その板材にバーリング加工を施すことで、突起、および貫通孔を効率的に安価に形成することが出来る。
【００１８】
請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤは、一対のビードコア間にわたってトロイド状に形成されたカーカス、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配置されてタイヤサイド部を構成するサイドゴム層、及び前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されてトレッド部を構成するトレッドゴム層を備えるタイヤと、前記タイヤを装着するリムと、前記タイヤの内側に配設され、前記リムに組み付けられる請求項１または請求項２に記載の支持体と、を有することを特徴とする。
【００１９】
次に、請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
空気入りタイヤの内圧低下時には、空気入りタイヤの内部に配設された支持体がサイドゴム層に代わってトレッド部を支持することによって、ランフラット走行が可能となる。支持部と脚部とが高強度で安定的に接着（或いは結合）され、且つ優れた耐久性を有する支持体を装着しているため、該ランフラット走行時には、支持部と脚部とが剥離することを長距離に亘って防止できランフラット走行距離を伸ばすことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の支持体および空気入りランフラットタイヤによれば、高い耐久性が得られ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】
【００２１】
［第１の実施形態］
本発明における支持体および空気入りランフラットタイヤの第１の実施形態を図面に基づき説明する。ここで、図１に示すように、ランフラットタイヤ１０は、一般的なリム１２に空気入りタイヤ１４と支持体１６とが組み付けられている。
【００２２】
支持体１６を組み付けるリム１２は、空気入りタイヤ１４のサイズに対応した標準リムである。この実施形態における空気入りタイヤ１４は、一対のビード部１８と、両ビード部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と、ベルト層２２の上部に形成されたトレッド部２４と、カーカス２０のタイヤ軸方向外側をゴム層により覆って構成したタイヤサイド部２５と、を備える。この実施形態で示したタイヤは、一般的なタイヤ形状であるが、本発明は各種のタイヤ形状に適用できる。なお、図中「Ｏ」は、タイヤの回転軸心を、「ＣＬ」はタイヤ幅方向の中央で回転軸心Ｏに垂直であるタイヤ赤道面を示している。
【００２３】
空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体１６は、全体としてリング状に形成されており、環状の支持部２６と、この支持部２６の両端部にそれぞれ接着された弾性体としてのゴムＧからなる脚部２８とを備えている。脚部２８は、リング状とされている。
【００２４】
この脚部２８は、図５に示すように、支持体１６のリム組み付け時に空気入りタイヤ１４の内側でリム１２の外周に弾性を利用して組み付けられる。脚部２８に使用するゴムＧとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられ、これらは、単独で用いても、複数ブレンドして用いても良い。また、これらのゴム材料は、充填剤を含有しており、ゴムの硬度（Ｈｄ）は、充填剤の量により調整する。これらのゴム材料に配合することのできる充填剤としては、カーボンブラック、ＣａＣＯ３、胡粉、シリカ等が挙げられる。
【００２５】
脚部２８には、環状の支持部２６が接着されている。本実施形態の支持部２６は、円筒状の高剛性の金属プレートから形成されている。ここで、支持部２６の素材となる金属材料としては、例えば、高張力鋼、アルミ合金等を用いることができる。支持部２６が高張力鋼を素材とする場合には、所定寸法に加工された高張力鋼からなる薄肉状の円筒材を用意し、この円筒材にヘラ絞り加工等を施すことにより支持部２６は成形される。また、支持部２６がアルミ合金を素材とする場合には、アルミ合金を押出加工により支持部２６に対応する断面形状を有する薄肉プレート状の中間部品に成形した後、この中間部品をベンディング加工等により環状にすることで、支持部２６は成形される。
【００２６】
この支持部２６は、径方向外側に凸となる接触部としての凸部２６Ａと、その間に形成された径方向内側に凸となる凹部２６Ｂ、さらには凸部２６Ａの軸方向外側（凹部２６Ｂと反対側）に荷重を支持するサイド部２６Ｃが一体的に形成されている。サイド部２６Ｃの軸方向外側には、回転軸心Ｏに沿って延びるフランジ部２６Ｄが形成されている。
【００２７】
フランジ部２６Ｄには、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、径方向内側へ凸となる突起２９が周方向に複数形成されており、その突起２９には、フランジ部２６Ｄの表裏面方向（回転軸心Ｏに対して直交する方向）に貫通する貫通孔２７が形成されている。
【００２８】
貫通孔２７の形成された突起２９は、本実施形態ではバーリング加工によって形成しているが、他の方法で形成してもよく、パイプ等を取り付けても良い。
【００２９】
支持体１６は、この支持部２６の両端部をそれぞれインサートコアとしてモールド内へ装填し、ゴムＧにより一対の脚部２８を加硫成形すると同時に、この一対の脚部２８を支持部２６の両端部にそれぞれ加硫接着することにより製造される。このとき、貫通孔２７の形成された突起２９を有するフランジ部２６Ｄを含む支持部２６の両端部には、塩素ゴム系の加硫接着剤が塗布される。このため、支持部２６と脚部２８との接着強度は十分に大きくなる。
【００３０】
（作用）
次に、上記第１の実施形態の作用を説明する。
図１に示すように、支持体１６は空気入りタイヤ１４の内部（空気室）に配設して、脚部２８によりリム１２に組み付けられる。このような支持体１６を用いて組み立てられたランフラットタイヤ１０を自動車に装着して走行させると、空気入りタイヤ１４の内圧低下時にタイヤ空気室内に配設された支持体１６の支持部２６がタイヤのトレッド部２４に接触し、タイヤサイド部２５に替わって荷重を支持し、これによってランフラット走行が可能となる。
【００３１】
支持体１６は、図２に示すように、フランジ部２６Ｄに突起２９が形成され、しかもその突起２９に貫通孔２７が形成されていることから、脚部２８を構成するゴムＧとの接着面積（表面積）が大きくなって接着力が増し、また貫通孔２７を介してフランジ部２６Ｄの表面側と裏面側とにある脚部２８を構成するゴムＧが貫通孔２７内で連通して一体化するので連通部分によって脚部２８はフランジ部２６Ｄを固定することができ、ゴムＧとフランジ部２６Ｄとの接着力を強固にすることができる。
【００３２】
さらに、支持体１６に、径方向内側に向けて突出する突起２９が形成されていると、突起２９の側面でゴムＧからの横力（軸方向に沿った力）を受けることができるので（図４（Ｂ）参照）、貫通孔２７の内部のゴムＧと外部のゴムＧとの間で生ずる剪断力が減少し、ゴムＧに亀裂が発生し難くなり、支持体１６の耐久性が向上する。
【００３３】
このように、ランフラットタイヤ１０は、支持部２６と脚部２８とが高強度で安定的に接合され、且つ優れた耐久性を有する上記実施形態における支持体１６を用いているので、ランフラット走行時に支持部２６と脚部２８とが剥離することを長距離に亘って防止でき、ランフラット走行距離を伸ばすことが可能となる。
【００３４】
また、上記実施形態において、各貫通孔２７の面積（フランジ部２６Ｄを平面視し、貫通孔を貫通する方向から見た面積）Ｓは、０．５ｍｍ２≦Ｓ≦１００ｍｍ２となるようにするのが良く、好ましくは１．０ｍｍ２≦Ｓ≦６０ｍｍ２とするのが良く、さらに好ましくは５．０ｍｍ２≦Ｓ≦３０ｍｍ２とするのが良い。０．５ｍｍ２≦Ｓとすることで、脚部２８に特別な材料を用いなくてもランフラット走行時に貫通孔２７内でゴムＧの一部が連通した状態を維持でき、Ｓ≦１００ｍｍ２とすることで、フランジ部２６Ｄの幅寸法が通常程度のものであれば、ランフラット走行時にもフランジ部２６Ｄの形状を保持できる。
【００３５】
また、基部としてのフランジ部２６Ｄにおける貫通孔２７の開孔率Ｋは、１０％≦Ｋ≦７０％となるようにするのが良く、好ましくは２０％≦Ｋ≦６０％とするのが良く、さらに好ましくは３０％≦Ｋ≦５０％とするのが良い。ここでの貫通孔２７の開孔率Ｋは、Ｋ＝｛（フランジ部２６Ｄの表裏面における開孔面積の総和）／（フランジ部２６Ｄの表裏面における面積の和）｝×１００とする。ここで、フランジ部２６Ｄの表面における面積は、図５（Ｂ）に示す網掛部分Ｂ１（貫通孔２７を除く）の面積であり、フランジ部２６Ｄの裏面における面積は、図５（Ａ）に示す矢印Ｂ２の範囲（貫通孔２７を除く）における面積である。また、フランジ部２６Ｄの表面における開孔面積は、図５（Ａ）に示す矢印Ｃ１の範囲における面積であり、フランジ部２６Ｄの裏面における開孔面積は、図５（Ａ）に示す矢印Ｃ２の範囲における面積である。上記実施形態では、フランジ部２６Ｄの表裏面における各面積が等しく、フランジ部２６Ｄの表裏面における各開孔面積が等しいが、これらは等しくなくても良い。
【００３６】
１０％≦Ｋとすることで、各貫通孔２７内の連通部分２８Ａ（図２（Ａ）参照）にかかる荷重を一定以下に抑えることができ、脚部２８のフランジ部２６Ｄへの取付状態を良好にできる。また、Ｋ≦７０％とすることで、フランジ部２６Ｄ全体の引っ張り強度を一定以上に維持できる。
【００３７】
また、図５（Ａ）に示すように、突起２９の高さｈは、１ｍｍ以上とすることが好ましく、１．５ｍｍ以上とすることが好ましい。突起２９の高さｈが１ｍｍ未満では、突起２９を設けた効果が得られ難い。また、突起２９の高さｈの上限は、フランジ部２６Ｄの板厚、材質、貫通孔２７の径等によって左右されるため一概に決定できるものでは無いが、高張力鋼の場合、およそ板厚の１．５〜２．５倍程度である。
【００３８】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、支持部２６に脚部２８を取り付けるために支持部２６の両端に接着剤が塗布される場合について説明したが、支持部２６と脚部２８の接着強度が確保できれば、接着剤を塗布しなくても良い。
上記実施形態では、貫通孔２７を形成した突起２９が円筒形状であったが、孔軸方向から見て楕円等の他の形状であっても良い。
【００３９】
上記実施形態では、突起２９がフランジ部２６Ｄの径方向内側に形成されていたが、径方向外側に形成しても良く、径方向内側と径方向外側に形成しても良い。
上記実施形態では、図２に示すように、フランジ部２６Ｄに周方向に沿って複数の突起２９が一直線上に配列した突起列が形成された例を挙げたが、複数の突起２９が形成される場合の配置について制限はなく、突起２９を形成する部分は、脚部２８と接着される取付部であれば良く、脚部２８と接触する凸部２６Ａであっても良い。
【００４０】
また、突起列は２列以上形成しても良く、突起列を２列以上形成する場合、隣接する突起列同士で周方向に位相をずらす（即ち、突起２９を千鳥状に配置）ことが好ましい。こにより、さらに耐久性を向上させることができる。
なお、上記の実施形態では、支持部２６の素材として金属を用いる場合を例にとって具体的に説明したが、支持部２６の素材は、これに限定されず、高剛性を備えていれば良く、例えば、熱硬化性樹脂や熱可遡性樹脂などの樹脂であって、カーボン繊維、ケブラー繊維およびガラス繊維の少なくとも１種が埋設されて補強されたもの等であっても良い。このような繊維で補強された樹脂を素材とする場合には、この素材を支持部２６に対応する形状にモールドを用いて成形できる。
【００４１】
さらに、上記実施形態では、断面視にて等しい２つの凸部を有する支持部２６に脚部２８が取り付けられているが、例えば、１つの凸部を有する支持部に脚部を取り付けても良く、支持部の形状はこれに限定されない。
さらにまた、脚部２８の全体形状は上記実施形態に示す形状には限定されず、断面視にて矩形状や、円形状等の他の形状であっても良い。
【００４２】
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の支持体、及び本発明の適用された実施例の支持体を用いたランフラットタイヤを実車に装着して耐久試験を実施した。
タイヤサイズ：２３５／５５Ｒ１８
リム幅：７．５Ｊ
支持体：厚さ１．５ｍｍの鋼板
従来例：支持体のフランジ部に内径φ４ｍｍの貫通孔を複数形成した。
実施例：支持体のフランジ部に内径φ４ｍｍ、高さｈが１．５ｍｍの突起を複数形成した。
なお、貫通孔の開孔率は、従来例、実施例共に４０％であった。
【００４３】
試験は、後輪駆動車の右前のタイヤの内圧を零とし（タイヤにかかる静止時の荷重は５００ｋｇ）、その他のタイヤは内圧２００ｋＰａとし、時速９０ｋｍ／ｈで左廻りで半径２５ｍの旋回走行を行い、走行不能（脚部の破壊）になるまでの走行距離を計測した。
評価は、従来例の支持体を装着した車両の走行距離を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど走行距離が長く、耐久性に優れていることを表している。
結果は以下の表１に記載する通りである。
【００４４】
【表１】
2008307990.tif 000003
試験の結果から、本発明の適用された実施例の支持体は、従来の支持体よりも大幅に耐久性が向上したことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りランフラットタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。（回転軸心Ｏに沿った断面のうち、上側部分のみを示す。）
【図２】（Ａ）は支持体の脚部付近の断面図であり、（Ｂ）は支持体のフランジ部の斜視図である。
【図３】（Ａ）はランフラット走行時のランフラットタイヤの断面図であり、（Ｂ）は支持体に作用する力を説明するための支持体の断面図である。
【図４】（Ａ）は従来の支持体の脚部の断面図であり、（Ｂ）は本発明の支持体の脚部の断面図である。
【図５】（Ａ）は支持体のフランジ部の断面図であり、（Ｂ）は支持体のフランジ部の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    空気入りランフラットタイヤ
１２    リム
１４    空気入りタイヤ
１６    支持体
２６    支持部
２７    貫通孔
２８    脚部
２９    突起
【図１】
2008307990.tif 000004
【図２】
2008307990.tif 000005
【図３】
2008307990.tif 000006
【図４】
2008307990.tif 000007
【図５】
2008307990.tif 000008