(57)【要約】【課題】強度及び耐久性を保ちつつ、より軽量化されたランフラットタイヤ用のタイヤ支持体を得る。【解決手段】パンクして空気入りタイヤ１４の空気が抜けた場合に空気入りタイヤ１４の内部に配設された環状の金属製の車輪１６が、ランフラット走行する自動車の荷重を支持する。車輪１６には、断面視にて径方向外側に突出した２つの凸部３０Ａ、３０Ｂと、凸部３０Ａ、３０Ｂより延在するサイド部３０Ｄ、３０Ｅと、が備えられる。サイド部３０Ｄ、３０Ｅの径方向内側端部は、脚部２８を介してリム１２に組み付けられている。車輪１６には、パンチングがされて複数の小さな孔３２が形成されている。孔３２の開孔率は、車輪１６の強度及び軽量化の観点から１〜５０％とする。車輪１６の板厚を変えずに複数の孔３２を設けることで車輪１６の強度及び耐久性を保ちながら軽量化が図れる。【選択図】　　　図１
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【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、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられるサイド部と、
前記空気入りタイヤの内部に配設され、空気が抜けたとき荷重を支持可能に前記サイド部からタイヤの径方向外側へ突出した環状の凸部と、
を備えたタイヤ支持体であって、
前記凸部にはパンチングがされて複数の孔が形成されていることを特徴とするタイヤ支持体。
【請求項２】
前記凸部のパンチング開孔率が１〜５０％であることを特徴とする請求項１記載のタイヤ支持体。
【請求項３】
前記凸部及び前記サイド部がパンチングされたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ支持体。
【請求項４】
前記凸部及び前記サイド部のパンチング開孔率が１〜５０％であることを特徴とする請求項３記載のタイヤ支持体。
【請求項５】
前記孔の孔縁部同士の間隔が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載のタイヤ支持体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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環状のタイヤ支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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０ｋｇ／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呼ぶ。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、金属、合成樹脂製の環状の中子（タイヤ支持体）を取り付けた中子タイプが知られている（特許文献１）。
【０００３】
ところで、自動車業界では、環境保護の観点や燃費の改善などを目的として車体の軽量化が図られている。この点において、中子タイプのランフラットタイヤは、従来のタイヤに対して金属で製造されている中子（タイヤ支持体）の分だけ重量が増加しているため、軽量化が強く望まれている。軽量化を図って中子（タイヤ支持体）の板厚を薄肉化すると、タイヤの空気が抜けた状態で走行（以下、ランフラット走行という）した場合には、荷重が作用して中子（タイヤ支持体）が変形してしまうという不都合があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２９７２２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、強度及び耐久性を保ちつつ、より軽量化されたランフラットタイヤ用のタイヤ支持体を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載する本発明のタイヤ支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられるサイド部と、前記空気入りタイヤの内部に配設され、空気が抜けたとき荷重を支持可能に前記サイド部からタイヤの径方向外側へ突出した環状の凸部と、を備えたタイヤ支持体であって、前記凸部にはパンチングがされて複数の孔が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載のタイヤ支持体の作用ついて説明する。
【０００８】
タイヤ支持体のサイド部は従来の空気入りタイヤの内部（空気室）内に配設して、空気入りタイヤと共にリムに組み付けることができる。このようにし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タイヤ支持体の凸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することによって、ランフラット走行が可能となる。
【０００９】
ランフラット走行時にはタイヤ支持体に荷重が集中するが、空気入りタイヤの軽量化を図るためにタイヤ支持体の板厚を減少させた場合、剛性の低下によってタイヤ支持体が変形するおそれがあった。しかし、本発明では、タイヤ支持体の板厚をそのままにして複数の孔をパンチングしたため、強度低下を抑えつつ、軽量化されたタイヤ支持体でランフラット走行が可能となる。すなわち、本発明は、軽量化を達成しつつ、良好なランフラット走行耐性を確保した空気入りランフラットタイヤに適用できるタイヤ支持体を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載する本発明のタイヤ支持体は、請求項１記載の構成において、前記凸部のパンチング開孔率が１〜５０％であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載する本発明のタイヤ支持体によれば、凸部のパンチング開孔率は１％〜５０％となっている。パンチング開孔率が１％未満であると、軽量化の効果が小さい。一方、パンチング開孔率が５０％を超えると、凸部の強度や耐久性が大きく低下するという不都合がある。したがって、パンチング開孔率を１％〜５０％にすることで、一定の軽量化を図りつつ、最低限必要な強度と耐久性を保つことができる。
【００１２】
請求項３に記載する本発明のタイヤ支持体は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記凸部及び前記サイド部がパンチングされたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載する本発明のタイヤ支持体によれば、凸部及びサイド部がパンチングされる。凸部及びサイド部をパンチングすることで、タイヤ支持体の強度をどの部分についてもほぼ均一にすることができる。
【００１４】
請求項４に記載する本発明のタイヤ支持体は、請求項３記載の構成において、前記凸部及び前記サイド部のパンチング開孔率が１〜５０％であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載する本発明のタイヤ支持体によれば、凸部及びサイド部のパンチング開孔率は１％〜５０％となっている。凸部及びサイド部の開孔率についても１％〜５０％にすることで、タイヤ支持体全体について、一定の軽量化を図るとともに最低限必要な強度と耐久性を保つことができる。
【００１６】
請求項５に記載する本発明のタイヤ支持体は、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の構成において、前記孔の孔縁部同士の間隔が１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載する本発明のタイヤ支持体によれば、孔の孔縁部同士の間隔が１ｍｍ以上となる。孔縁部同士の間隔が１ｍｍ未満であると、凸部は、タイヤのトレッド部との摩擦により破損しやすくなる。したがって、孔縁部同士の間隔を１ｍｍ以上とすることで、凸部の破損を抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるランフラットタイヤ用のタイヤ支持体の一実施形態を図１〜図４に基づき説明する。
【００１９】
ここで、ランフラットタイヤ１０とは、図１に示すように、リム１２に空気入りタイヤ１４とタイヤ支持体としての車輪１６を組み付けたものをいう。
【００２０】
環状とされている車輪１６には、図２に示すように、その表裏に貫通するように複数の小さな孔３２が形成されている。孔３２の開孔率が大きいほど軽量化効果も大きくなるが、ランフラット走行をするための機能低下を防ぐために、次の条件を満たすことが好ましい。
【００２１】
孔３２の開孔率は、１〜５０％の範囲とする。孔３２の開孔率を５０％以下としたのは、５０％を超える孔３２があると、車輪１６の強度と耐久性が大きく低下するためである。また、孔３２の孔縁部同士の間隔Ｌは、１ｍｍ以上必要である。孔３２の孔縁部同士の間隔が１ｍｍ未満であると破損しやすくなるためである。
【００２２】
このように、孔３２の開孔率、孔３２同士の間隔Ｌは、求める軽量化重量と強度維持等の関係から決定することになる。
【００２３】
ここで、孔３２は、プレートの段階で打ち抜き、孔３２の打ち抜かれたプレートを使って車輪１６を成形する。
【００２４】
孔３２の打ち抜きは、強度の観点より千鳥抜が好ましい。孔３２の打ち抜きパターンとしては、丸孔千鳥抜６０度（図３参照）や丸孔千鳥抜４５度（図４参照）がある。
【００２５】
図３に示すように、丸孔千鳥抜６０度は、孔３２が千鳥に配置されており、孔３２の中心を結ぶ直線の作る角度が６０度である。丸孔千鳥抜６０度の場合の開孔率は、ピッチをＰとし、孔径をＤとすると、次の式で求められる。
【００２６】
開孔率（％）＝（９０．５×Ｄ２）／Ｐ２
図４に示すように、丸孔千鳥抜４５度は、孔３２が千鳥に配置されており、孔３２の中心を結ぶ直線の作る角度が４５度である。丸孔千鳥抜４５度の場合の開孔率は、ピッチをＰとし、孔径をＤとすると、次の式で求められる。
【００２７】
開孔率（％）＝（１５７×Ｄ２）／Ｐ２
なお、車輪１６は、金属（鉄（ハイテンを含む）、ステンレス、アルミニウム等）で形成されることが多いが、軽量化のためにＳＵＳ、高張力鋼、アルミニウム、あるいは、カーボン、ケプラー、ガラス繊維のいずれか１つあるいはその組み合わせで補強された熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂等から形成されることが好ましい。
【００２８】
車輪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。
【００２９】
空気入りタイヤ１４は、図１に示すように、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とを備える。
【００３０】
空気入りタイヤ１４の内部に配設される車輪１６は、図１に示す断面形状のものがリング状に形成されたものであり、車輪１６の両端には、加硫成形されたゴム製の脚部２８が備えられている。
【００３１】
脚部２８は、車輪１６をリム組み付け時に空気入りタイヤ１４の内側でリム１２に組み付けられるものである。
【００３２】
一方、車輪１６は、１枚のプレートを成形することによって図１に示す断面形状としたものであり、径方向外側に凸となる凸部３０Ａ、３０Ｂと、その間に形成された径方向内側に凸となる凹部３０Ｃ、さらには凸部３０Ａ、３０Ｂの幅方向外側（凹部３０Ｃと反対側）に荷重を支持するサイド部３０Ｄ、３０Ｅが形成されている。サイド部３０Ｄ、３０Ｅの径方向内側の端部（リム側端部）には略タイヤ回転軸方向に延在するフランジ部３０Ｆ、３０Ｇが形成されている。
【００３３】
次に、実施形態の作用を説明する。
【００３４】
図１に示すように、ランフラットタイヤ１０では、空気入りタイヤ１４の内圧が低下した場合、空気入りタイヤ１４のトレッド部２４を車輪１６の凸部３０Ａ、３０Ｂが支持して走行可能とする。この際、路面からの衝撃がトレッド部２４、車輪１６（凸部３０Ａ、３０Ｂ等及び脚部２８）、リム１２を介して車体に伝達される。
【００３５】
また、ランフラット走行時に荷重は車輪１６に作用する。したがって、ランフラットタイヤ１０の軽量化を図るため金属製の車輪１６の板厚を薄肉化した場合、変形するおそれがあるので、車輪１６に複数の孔３２を設けて軽量化を図り、車輪１６の板厚をそのままにすることで車輪１６の剛性が確保され、変形が防止される。
【００３６】
すなわち、ランフラットタイヤ１０の軽量化を達成しつつ所定の機能を確保することができる。
【００３７】
また、空気入りタイヤ１４の内部では、タイヤ１４とリム１２とで囲まれた空間が、脚部２８を備えた車輪１６によって、車輪１６とタイヤ１４とで囲まれた空間Ｘ（以下、第１空間Ｘという。）と、車輪１６とリム１２とで囲まれた空間Ｙ（以下、第２空間Ｙという。）と、の２つの空間に分割される。車輪１６には、これらの第１空間Ｘと第２空間Ｙとを互いに連通する複数の孔３２が設けられているため、タイヤ１４内部のガスは、第１空間Ｘと第２空間Ｙとを自由に行き来できる。これにより、タイヤ１４と路面との間で生じた熱が第１空間Ｘのガスによって吸収され、このガスが第２空間Ｙの内部に流動してリム１２にこの熱を直接に伝導することができる。すなわち、タイヤ１４の放熱性が向上するため、走行時においてタイヤ１４内部の温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
以上の作用効果のほか、車輪１６の取り付け作業時には、車輪１６が軽量化されているので、車輪１６の空気入りタイヤ１４内への挿入がしやすくなり、また、ランフラットタイヤ１０全体として軽量化が図れることで、自動車の燃費も改善される。
（試験例）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係る車輪（以下、単に実施例という）と２つの比較例に係る車輪（以下、これらを比較例１、比較例２という）の比較試験を行った。
【００３９】
実施例は実施形態で説明した車輪とほぼ同様であり、材質ＳＵＳ３０４、厚さ１．０ｍｍ、孔の開孔率２６％、孔径３．０ｍｍ、丸孔千鳥抜４５度のプレートより成形した。
【００４０】
一方、比較例１は、材質ＳＵＳ３０４、厚さ１．０ｍｍで孔なしプレートより成形し、供試体を得た。
【００４１】
また、比較例２は、材質ＳＵＳ３０４、厚さ１．０ｍｍ、孔の開孔率６０％、孔径３．０ｍｍ、丸孔千鳥抜４５度のプレートより成形し、供試体を得た。
【００４２】
実車走行試験を実施した結果、実施例の場合も比較例１の場合も座屈変形することなく３００ｋｍを完走したが、比較例２の場合は９０ｋｍで座屈変形した。また、実施例の場合は比較例１の場合に比べて燃費が改善された。
【００４３】
なお、上記の実施の形態では、孔の打ち抜きパターンとして、丸孔千鳥抜６０度や丸孔千鳥抜４５度を例にとって具体的に説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、長孔千鳥抜としても良い。
【００４４】
図面中の孔の大きさについても、あくまでも例示であって、本発明がこれに限定されないことは言うまでもない。
【００４５】
また、上記の実施の形態では、タイヤ支持体が２つの同等の凸部を有する構成を例にとって具体的に説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、１つの凸部を有する構成としても良い。
【００４６】
さらに、上記においては、車輪の両端に加硫成形されたゴム製の脚部を備えている場合を例にとって、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、図５に示すように、車輪が脚部を介さずに直接リムに組み付けられていても構わず、リムへの組み付けはこれに限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、タイヤ支持体の強度及び耐久性を保ちつつ、より軽量化を図れるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ支持体の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤのリム装着時の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車輪（タイヤ支持体）の斜視図である。
【図３】丸孔千鳥抜６０度の打ち抜きパターンを示す図である。
【図４】丸孔千鳥抜４５度の打ち抜きパターンを示す図である。
【図５】本発明のタイヤ支持体の他の実施形態に係る空気入りランフラットタイヤのリム装着時の断面図である。
【符号の説明】
１２　　リム
１４　　空気入りタイヤ
１６　　車輪（タイヤ支持体）
３０Ａ、３０Ｂ　　凸部
３０Ｄ、３０Ｅ　　サイド部
３２　　孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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