(57)【要約】【課題】  製造コストの増加を抑制しつつ高強度な支持体を製造する支持体の製造方法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。【解決手段】  アルミニウム材料から支持体を製造する場合、先ず、アルミニウム合金からなるアルミニウム材料を製造するための溶体化処理をする際に成形性を損なわない低温で予備時効処理を行なう。この後、アルミニウム材料から所定形状の支持部を成形する。さらに、これにゴム製の脚部を加硫接着する際の、通常の時効処理工程よりも低温の加熱でアルミニウム材料が時効処理され、所定の強度の支持部が成形される。したがって、通常の時効処理工程が不要で支持体に所定の強度が確保されるため、低コストで高強度な支持体を製造することができる。また、この支持体が挿入されたランフラットタイヤは軽量であるため、当該タイヤを装着した車両の操安性や乗り心地に優れる。【選択図】  図４
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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と共に、ランフラット走行時に荷重を支持する支持部と前記支持部と一体化されリムに当接される弾性体からなる脚部とから構成される環状の支持体の製造方法であって、  熱処理を必要とする金属材料製造時において溶体化処理、焼き入れ処理の際に予備時効処理を施す第１工程と、
前記金属材料から支持部を成形する第２工程と、
前記支持部に前記脚部を加硫接着させる場合の熱で時効処理して支持体とする第３工程と、
を備えることを特徴とする支持体の製造方法。
【請求項２】
前記金属材料はアルミニウム材料であることを特徴とする請求項１記載の支持体の製造方法。
【請求項３】
前記アルミニウム材料は、ＪＩＳに規定される合金番号６０００番台、７０００番台のアルミニウム合金であることを特徴とする請求項２記載の支持体の製造方法。
【請求項４】
前記予備時効処理は７０℃〜１２０℃で行なうことを特徴とする請求項２または３記載の支持体の製造方法。
【請求項５】
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と、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と、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とを備え、リムに組み付けられるタイヤと、
前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤと共にリムに組み付けられる請求項１〜４のいずれか１項記載の製造方法で製造された支持体と、
を備え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】
本発明はパンクした時、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支持体の製造方法と、当該支持体が内部に配設された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、金属製の環状の中子（支持体）を取り付けた中子タイプが知られている。
【０００３】
この中子タイプでは、リムに取り付けられるタイヤ径方向断面において２つの凸部を有する形状（二山形状）の中子タイプ（例えば、特許文献１）が知られている。二山形状の中子タイプは、従来のリムに取り付けられるため汎用性が高い。
【０００４】
ところで、中子は、ランフラット走行時にタイヤに接触して荷重を支持する金属製の支持部と、支持部の端部に一体的に設けられリムに取りつけられるゴム等の弾性体からなる脚部を備える。金属製の支持部は、通常、強度を確保するために高張力鋼から形成されるが、タイヤの重量が大きく増加してランフラットタイヤが装着された車両の操安性や乗り心地等が悪化してしまう。
【０００５】
そこで、上記操安性や乗り心地悪化を防止するために、中子の軽量化が図られている。例えば、アルミニウム材料から支持部を製造することにより中子の軽量化が図られている。
【特許文献１】特開平１０−２９７２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
軽量化を図るために支持部をアルミニウム材料から形成する場合には、所定の強度を確保するために中子の製造工程にアルミニウム材料を常温以上の温度に加熱する高温時効処理（以下、単に時効処理という）を導入しなければならない。この場合、支持部をリング状に成形する前に時効処理を行なうと、時効処理による硬度増加によってアルミニウム材料の成形性が低下し、支持部の成形が困難になる。したがって、中子の製造工程において、支持部がリング状に成形された後に時効処理を行なうことが必要になる。
【０００７】
具体的には、図５に示すように、先ず、アルミニウム合金からなるアルミニウム材料（板材）を製造（図５（Ａ）参照）した後、曲げ加工や絞り加工によってアルミニウム材料をリング状の支持部に成形（図５（Ｂ）参照）する。続いて、所定の強度を確保するために支持部（アルミニウム合金）に対して時効処理を行なう（図５（Ｃ）参照）。最後に、支持部に対してゴム製の脚部を加硫接着（図５（Ｄ）参照）することによって中子が作製される。
【０００８】
しかしながら、このようにリング状の支持部に対して時効処理を行なうためには専用の加熱装置が必要になり、中子の製造コストが増加するという不都合があった。
【０００９】
本発明は、上記事実を考慮し、製造コストの増加を抑制しつつ、高強度な支持体を製造する支持体の製造方法を提供することが目的である。また、本発明は、低コストで操安性や乗り心地の良い空気入りランフラットタイヤ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】
【００１０】
請求項１記載の支持体の製造方法は、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と共に、ランフラット走行時に荷重を支持する支持部と前記支持部と一体化されリムに当接される弾性体からなる脚部とから構成される環状の支持体の製造方法であって、熱処理を必要とする金属材料製造時において溶体化処理、焼き入れ処理の際に予備時効処理を施す第１工程と、前記金属材料から支持部を成形する第２工程と、前記支持部に前記脚部を加硫接着させる場合の熱で時効処理して支持体とする第３工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の支持体の製造方法の作用ついて説明する。
【００１２】
熱処理を必要とする金属材料の製造工程において、溶体化処理、焼き入れ処理の際に予備時効処理を施す。
【００１３】
続いて、金属材料を成形することによって環状の支持部とすることができる。なお、予備時効処理は、時効処理よりも低温で処理されるため、金属材料の成形性を損なうことはない。
【００１４】
さらに、支持部に弾性体からなる脚部を加硫接着させる。ここで、金属材料は予備時効処理を施されているため、通常の時効処理温度よりも低い温度で時効処理可能とされている。したがって、この加硫接着の際、通常の時効処理温度よりも低い温度で加熱される支持部（金属材料）が時効処理され、所定の強度を有する支持体が製造される。
【００１５】
すなわち、予備時効処理された金属材料を用いて支持部を製造することにより、通常時効処理温度よりも低い温度で時効処理を行なうことができる。したがって、脚部を加硫接着する工程を支持部（金属材料）に対する時効処理工程とすることが可能になり、専用の加熱装置を用いることなく、低コストで支持部（支持体）を製造することができる。
【００１６】
請求項２記載の支持体の製造方法は、請求項１記載の支持体の製造方法において、前記金属材料はアルミニウム材料であることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の作用について説明する。
【００１８】
本発明の製造方法をアルミニウム合金等からなるアルミニウム材料に適用すれば、支持部（支持体）を軽量化することができる。ここで、アルミニウム材料には、Ａｌ純度９９％以上の純アルミニウム、アルミニウムにＭｇ、Ｓｉ、Ｚｎ等の各種の合金成分を添加したアルミニウム合金が含まれる。
【００１９】
請求項３記載の支持体の製造方法は、請求項２記載の支持体の製造方法において、前記アルミニウム材料は、ＪＩＳに規定される合金番号６０００番台、７０００番台のアルミニウム合金であることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の支持体の製造方法の作用について説明する。
【００２１】
ＪＩＳに規定される合金番号６０００番台、７０００番台のアルミニウム合金から支持部を成形すれば、軽量化と成形性を確保しつつ所定の強度を確保することができる。ここで、６０００番台のアルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のものであり、また７０００番台のアルミニウム合金はＡｌ−Ｚｎ系のものであり、これらのアルミニウム合金は、溶体化処理後に時効処理（予備時効処理を含む。）することにより高い強度が得られ、支持部の成形素材として特に適している。
【００２２】
請求項４記載の支持体の製造方法は、請求項２または３記載の支持体の製造方法において、前記予備時効処理は７０℃〜１２０℃で行なうことを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の支持体の製造方法の作用について説明する。
【００２４】
アルミニウム材料から支持部を製造する場合に、予備時効処理が７０℃以下では加硫工程時の時効処理温度で支持部が必要な強度（１８０Ｋｇ／ｍｍ2）を確保できない。一方、予備時効処理が１２０℃以上では予備時効処理時にアルミニウム材料の時効硬化が進んで硬度が増加し、支持部の成形が困難になる。したがって、予備時効処理を７０℃〜１２０℃で行なうことにより、加硫工程時の熱で時効処理が進んで支持部（アルミニウム材料）が所定の強度を確保できると共に、予備時効処理によって成形性を損ねることもない。
【００２５】
請求項５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と、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と、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とを備え、リムに組み付けられるタイヤと、前記タイヤの内側に配設され、前記タイヤと共にリムに組み付けられる請求項１〜４のいずれか１項記載の製造方法で製造された支持体と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の空気入りランフラットタイヤの作用について説明する。
【００２７】
上記製造方法で製造された支持体は、製造コストが抑制され、十分な強度を有する。したがって、上記支持体が取りつけられたランフラットタイヤは、低コストでランフラット走行性（耐久性）に優れる。
【００２８】
特に、金属材料としてアルミニウム材料（合金）から支持部を形成した支持体が挿入されたランフラットタイヤであれば、十分に軽量化され、装着した車両の操安性および乗り心地等が向上する。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明の請求項１に係る支持体の製造方法によれば、低コストで所定の強度を有する支持体を製造することができる。
【００３０】
請求項２記載に係る支持体の製造方法によれば、さらに軽量化した支持体を製造することができる。
【００３１】
請求項３に係る支持体の製造方法よれば、アルミニウム材料で支持体を製造する場合の成形性を確保できると共に製造された支持体が所定の強度を確保することができる。
【００３２】
請求項４に係る支持体の製造方法よれば、アルミニウム材料で支持体を製造する場合の成形性を確保できると共に製造された支持体が所定の強度を確保することができる。
【００３３】
請求項５に係る空気入りランフラットタイヤは、低コストで提供できると共に、ランフラット走行耐久性が向上する。さらに、アルミニウム材料から支持体が製造された場合には、ランフラットタイヤの軽量化によりランフラットタイヤを装着した車両の操安性や乗り心地、さらには燃費が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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および支持体の製造方法について図１〜図４を参照して説明する。
【００３５】
先ず、空気入りランフラットタイヤについて説明する。
【００３６】
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と支持体１６を組み付けたものをいう。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。
【００３７】
ここで、標準リムとはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ２００２年度版規定のリムであり、標準空気圧とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ２００２年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、標準荷重とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ２００２年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。
【００３８】
日本以外では、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Approved Rim" 、”Recommended Rim"）のことである。
【００３９】
規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”The Tire and Rim Association Inc. のYear Book "であり、欧州では”The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual"である。
【００４０】
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。
【００４１】
空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体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、支持部２６と、支持部２６の両端に加硫成形されたゴム製の脚部２８とを備える。
【００４２】
脚部２８は、支持体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り、高さ（径方向高さ）が２０ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ〜３５ｍｍが好適である。
【００４３】
一方、支持部２６は、１枚のプレートを成形することによって図２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（Ｘ方向）外側（凹部３０Ｃと反対側）で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。
【００４４】
なお、支持部２６の材料に特に制限はないが、軽量化のためにＳＵＳ、高張力鋼、アルミニウムから形成するのが好ましい。
【００４５】
このランフラットタイヤ１０の作用について説明する。
【００４６】
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、図３に示すように、空気入りタイヤ１４のトレッド部２４に支持体１６の凸部３０Ａ、３０Ｂが接触することにより、支持体１６が荷重を支持して走行可能とする。
【００４７】
また、この際、路面からの衝撃がトレッド部２４、支持体１６、リム１２を介して車体に伝達されるが、支持体１６のリム１２と当接する部分にはゴム製の脚部２８が設けられているため、路面からの衝撃が緩衝されてランフラット走行時の乗り心地が向上すると共に、路面からの衝撃によって支持体１６（支持部２６）のサイド部３０Ｄ、３０Ｅが変形してしまうことを回避できる。
【００４８】
続いて、本実施形態に係る支持体１６の製造方法について図４を参照して説明する。ここでは、金属材料としてアルミニウム合金を用いる場合について説明するが、これに限定されるものではない。なお、ここで、軽量化のためにアルミニウム合金で支持部２６を製造する場合、ＪＩＳに規定される合金番号６０００番台、７０００番台（以下、単に６０００番台、７０００番台という）のアルミニウム合金を採用している。ここで、６０００番台のアルミニウム合金はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のものであり、例えば、６０５３番、６０６１番が規定されている。また７０００番台のアルミニウム合金はＡｌ−Ｚｎ系のものであり、例えば、７０７５番が規定されている。
【００４９】
以下、６０００番台、７０００番台のアルミニウム合金から支持体１６を製造する方法について説明する。
【００５０】
先ず、６０００番台、７０００番台のアルミニウム合金からなるアルミニウム材料（板材）を製造する。この際、製造工程における溶体化処理の後に予備時効処理を行なう（図４（Ａ）参照）。この予備時効処理は、少なくとも７０℃、望ましくは１００℃以上の処理が必要であり、１２０℃以下が望ましい。これは、予備時効処理が７０℃以下では後述する加硫時の熱でもアルミニウム材料からなる支持部２６が必要な強度（１８０Ｋｇ／ｍｍ2）に達しないためである。また、予備時効処理が１２０℃以上ではアルミニウム材料の焼き入れが進んで硬度が増加し、後述する支持部２６の成形が困難になるためである。
【００５１】
続いて、上記製造工程によって製造されたアルミニウム合金からなる板材（ベークハード部材）を絞り加工等を行なうことで２つの凸部３０Ａ、３０Ｂを有する断面形状（図２参照）でリング状の支持部２６に成形される（図４（Ｂ）参照）。
【００５２】
さらに、支持部２６のフランジ部３０Ｆ、３０Ｇ等に加硫接着剤を塗布してモールド内に挿入し、天然ゴム系の配合ゴムを１６０℃で２０分間加硫する（図４（Ｃ）参照）。これにより、支持部２６（フランジ部３０Ｆ、３０Ｇ）に脚部２８が加硫接着されて支持体１６が製造される。また、予備時効処理された支持部２６（アルミニウム合金）がこの加熱によって時効処理され、所定の強度（１８０Ｋｇ／ｍｍ2）を確保することができる。
【００５３】
なお、所定の強度とは、アルミニウム合金から支持部２６を製造することによって高張力鋼で製造された支持部と比較して３０％以上の軽量化を達成しつつ、ランフラット走行時に支持部２６が破壊しないために必要な強度のことである。
【００５４】
このように、本実施形態に係る支持体の製造方法では、アルミニウム材料製造時に予備時効処理を施すことによって、アルミニウム材料に所定の強度を確保するために必要な時効処理温度を低下させ、加硫時の加熱（温度および時間）で時効処理可能にしている。すなわち、支持体の製造工程において加硫工程に時効処理工程を兼用させたため、通常３〜４時間かかるアルミニウム材料の時効処理工程が省略され、支持部２６が効率的に生産できる。また、リング状にされた支持部２６に対する専用の加熱装置等も不要となり、低コストで支持体１６を製造することができる。なお、予備時効処理は、アルミニウム材料の生産ラインの一部として一貫して処理することができるため、低コストで実施することができる。（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ランフラットタイヤ（以下、単に実施例という）と比較例に係るランフラットタイヤの比較試験（以下、単に比較例という）を行った。
【００５５】
実施例１、２はＪＩＳに規定されている合金番号６０６１番（以下、単に６０６１番という）のアルミニウム合金からなるアルミニウム材料（板材、厚さ２．３ｍｍ）を用いて実施形態と同様の製造方法で支持部を製造したものであり、予備時効処理をそれぞれ７０℃、１００℃で行なったものである。具体的には、予備時効処理されたアルミニウム材料を絞り加工等で支持部に成形し、塩素系高分子型加硫接着剤を支持部に塗布してモールドに挿入し、天然ゴム系の配合ゴムを１６０℃で２０分間加硫し、脚部と支持部を接着させることにより支持体を得たものである。
【００５６】
一方、比較例２、３も６０６１番のアルミニウム材料から実施形態と略同様の製造方法で支持部を製造したものであり、実施例１、２と異なるのは比較例２が予備時効処理を行なわず、比較例３が予備時効処理を５０℃で行なった点である。
【００５７】
これに対して、比較例１は、高張力鋼（８００Ｎ／ｍｍ2級）の厚さ１．２ｍｍの板材から予備時効処理ナシで支持部を製造したものであり、その他の点は実施例１、２と同様である。
【００５８】
このようにして製造された各支持体を１９５／６５Ｒ１５サイズの空気入りタイヤに挿入したものを、上記タイヤサイズに対応する標準リム（６．５Ｊ）に組み付けたものである。
【００５９】
このように形成された実施例と比較例に係るランフラットタイヤを乗用車に装着して１つの車輪のみ空気圧ゼロとしてランフラット走行（１輪）した試験結果を表１に示す。ここで、ランフラット走行距離とは、ランフラット走行してタイヤ破壊を生ずるまでの走行距離であり、３００ｋｍ走行してもタイヤ破壊しなかったものについては３００ｋｍと表示してある。また、支持体重量は、比較例１を１００とした場合の重量比で表示している。
【００６０】
【表１】
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実施例１、２は、高張力鋼から製造された比較例１に対して十分な（３０％の）軽量化を達成することができると共に、ランフラット走行距離も３００ｋｍ以上可能という良好なランフラット走行性があることが確認された。すなわち、製造コストの増加を抑制して軽量化を達成しつつ、所定の強度を確保した支持体が製造されていることが確認された。一方、従来からある高張力鋼から形成された比較例１は、良好なランフラット走行性を示すものの、重量が大きく、操安性やバネ下重量の増加による乗り心地の低下が危惧される。また、比較例２は、予備時効処理を施さなかったため、ランフラット走行５０ｋｍでタイヤが破壊されている。これは、加硫処理の温度による時効処理だけではアルミニウム材料が所定の強度を確保できなかったためと考えられる。また、比較例３はランフラット走行距離が１００ｋｍまで延びたものの、良好なランフラット走行性を確保することはできなかった。これは、アルミニウム材料に予備時効処理を施したものの低い温度（５０℃）であったため、アルミニウム材料が所定の強度を確保できなかったものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１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】本発明の一実施形態に係る支持体の支持部の正面図である。
【図３】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ランフラット走行状態説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る支持体の製造方法説明図である。
【図５】従来例に係る支持体の製造方法説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
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
２４    トレッド部
２６    支持部
【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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