(57)【要約】【課題】製造工程数及び製造コストを増加させることなく、任意の断面形状を有するシェル部材を精度良く製造する。【解決手段】押出金型１０８には、タイヤ支持体のシェルの断面形状に対応する断面形状を有するキャビティ１１０が形成されており、このキャビティ１１０内には、レードル１０２から溶融状態のアルミ合金Ｍが供給される。押出金型１０８の下流側には引抜ベルト１２０、１２２が配置されており、これらの引抜ベルト１２０、１２２は、押出金型１０８内から延出された板状素材１３６を挟持しつつ循環移動する。これにより、これにより、アルミ合金Ｍがキャビティ１１０内で押出方向へ移動しつつ、押出金型１０８により冷却されてキャビティ１１０内でシェル２６の断面形状に対応する断面形状となるように凝固する。【選択図】    図６
2004148707.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、前記空気入りタイヤと共にリムに組み付けられる環状のシェル部材と、該シェル部材の内周側の両端部にそれぞれ固着されて前記リムに装着される弾性体からなる脚部とを有し、ランフラット走行時に荷重を支持可能なランフラットタイヤ用の支持体の製造方法であって、
押出金型における前記シェル部材の径方向断面の形状に対応する断面形状を有し、所定の押出方向へ貫通するキャビティ内へ溶融状態の金属材料を供給し、該キャビティ内で金属材料を前記押出方向へ移動させつつ連続的に凝固し、金属材料を前記キャビティの断面形状に対応する断面形状を有するプレート状に成形して前記押出金型内から外部へ送り出す押出工程と、
前記押出金型内から外部へ送り出されたプレート状の金属材料を前記シェル部材の周長に対応する長さに切断すると共に、プレート状の金属材料を前記シェル部材の曲率半径に略等しい曲率半径に湾曲させるベンディング工程と、
前記ベンディング工程を経たプレート状の金属材料の両端部を互いに接合する接合工程と、
を有することを特徴とする支持体の製造方法。
【請求項２】
前記押出工程にて、前記シェル部材における応力集中部分に、他の部分に対して板厚が局部的に増大した補強部を一体的に形成す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】
前記押出工程にて、前記シェル部材における前記補強部以外の部分に、前記径方向に沿った断面が波状に湾曲した波状断面部を前記周方向に沿って形成することを特徴とする請求項１又は２記載の支持体の製造方法。
【請求項４】
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がそれぞれ設けられ、リムに装着されるタイヤと、
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支持体とを有し、
前記支持体を、請求項１乃至３の何れか１項記載の支持体と製造方法により製造した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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤパンク時に、パンク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及び、この製造方法により製造された支持体を用いた空気入りランフラットタイヤに関する。
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略０気圧（ゲージ圧）になっても、ある程度の距離を安心して走行（ランフラット走行）が可能なタイヤ（以下、「ランフラットタイヤ」と言う。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、例えば、高張力鋼、ステンレス鋼、アルミ合金等の金属材料からなるシェルを有するランフラットタイヤ用支持体（以下、単に「支持体」という。）を取り付けた中子タイプのものが知られている。また、この種のランフラットタイヤに用いられる支持体としては、金属からなる環状のシェルと、このシェルの両端部にそれぞれ加硫接着されたゴム製の脚部とを備えたものがあり、シェルとしては、リムに取り付けられるタイヤの径方向断面において２個の凸部を有する形状（二山形状）のものが知られている。このような支持部材は、例えば、５０（Ｋｇｆ／ｍｍ２）以上の引張り強さを有する高張力鋼からなる円筒材を成形素材とし、この円筒材にヘラ絞り加工、ロールフォーミング加工、ハイドロフォーム加工等の加工を施すことにより製造されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような製造方法により製造される支持体では、一般的に、シェルの板厚が最大荷重が作用する部分を基準として設計されており、すなわち、シェル全体がランフラット走行時に最大荷重が作用する部分で応力計算上必要とされる板厚と等しい略均一の板厚で形成されている。一方、ランフラットタイヤにおける支持体は、このランフラットタイヤが装着された自動車の乗りごこち、燃費等を考慮すると、可能な限り軽量であることが望ましい。しかし、シェル全体を薄肉化して支持体を軽量化しようとすると、支持体の強度及び耐久性が不足し、この支持体を用いたランフラットタイヤにより十分な距離を安全にランフラット走行できなくなるという問題が生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、シェルにおける荷重が集中する部分のみを局部的に肉厚化し、支持体の強度及び耐久性を低下させることなく、軽量化することが考えられる。しかし、上記のようなヘラ絞り加工、ロールフォーミング加工、ハイドロフォーム加工等の加工方法では、シェルの一部のみを局部的に肉厚化することは難しい。また冷間鍛造、熱間鍛造等によりシェルの一部を局部的に肉厚化することも考えられるが、このような加工を追加すると、支持体の製造工程が増加して製造コストが大幅に増加するという問題が生じる。またシェルの曲げ強度アップのためには、シェルの外周部分の断面形状を波型等の非直線的な形状にすることが有効であるが、この場合にも、支持体の製造工程数が増加して製造コストが大幅に増加するという問題が生じる。
【０００５】
本発明の一の目的は、上記事実を考慮して、製造工程数及び製造コストを増加させることなく、任意の断面形状を有するシェル部材を精度良く製造できる支持体の製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、上記事実を考慮して、十分な強度及び耐久性を有する軽量の支持体を備え、乗り心地、燃費等の走行性能が優れた空気入りランフラットタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る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環状のシェル部材と、該シェル部材の内周側の両端部にそれぞれ固着されて前記リムに装着される弾性体からなる脚部とを有し、ランフラット走行時に荷重を支持可能な支持体の製造方法であって、押出金型における前記シェル部材の径方向断面の形状に対応する断面形状を有し、所定の押出方向へ貫通するキャビティ内へ溶融状態の金属材料を供給し、該キャビティ内で金属材料を前記押出方向へ移動させつつ凝固し、前記キャビティの断面形状に対応する断面形状を有するプレート状に成形された金属材料を前記押出金型内から外部へ送り出す押出工程と、前記押出金型内から外部へ送り出されたプレート状の金属材料を前記シェル部材の周長に対応する長さに切断すると共に、プレート状の金属材料を前記シェル部材の曲率半径に略等しい曲率半径に湾曲させるベンディング工程と、前記ベンディング工程を経たプレート状の金属材料の両端部を互いに接合する接合工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記の本発明に係る支持体の製造方法では、先ず、押出工程において、押出金型におけるシェル部材の径方向断面の形状に対応する断面形状を有し、所定の押出方向へ貫通するキャビティ内へ溶融状態の金属材料を供給し、このキャビティ内で金属材料を前記押出方向へ移動させつつ連続的に凝固し、金属材料をキャビティの断面形状に対応する断面形状を有するプレート状に成形して押出金型内から外部へ送り出すことにより、押出金型に要求されるシェル部材の断面形状に対応する断面形状を有するキャビティを形成しておけば、このキャビティ内で凝固した金属材料の断面形状をキャビティの断面形状と略等しい形状、又は相似形状にできるので、要求されるシェル部材の断面形状と一致又は近似する断面形状を有するプレート状の金属材料を精度良く連続的に成形できる。
【０００９】
このとき、例えば、スリット状に開口するキャビティの断面形状（開口形状）を局部的に幅広にすることにより、押出金型内から送り出されたプレート状の金属材料の一部に局部的な肉厚部（補強部）を成形でき、またスリット状に開口するキャビティの断面形状（開口形状）を局部的に波型に湾曲させることにより、押出金型内から送り出されたプレート状の金属材料の一部に断面が波状に湾曲した波状断面部を成形できる。
【００１０】
次いで、上記の押出工程により成形されたプレート状の金属材料を、ベンディング工程にて、シェル部材の周長に対応する長さに切断すると共に、プレート状の金属材料を前記シェル部材の曲率半径に略等しい曲率半径に湾曲させた後、接合工程にて、ベンディング工程を経たプレート状の金属材料の両端部を互いに接合することより、要求される断面形状を有する環状のシェル部材が製造される。
【００１１】
また本発明の支持体の製造方法では、押出工程の後により成形されたプレート状の金属材料に、ローラ状又はベルト状のプレス部材を押し当てて塑性変形させることより、プレート状の金属材料の断面形状を更に変化させた後に、ベンディング工程及び接合工程を行うようにしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る支持体の製造方法並びに、この製造方法により製造される支持体及びランフラットタイヤを図面に基づいて説明する。
【００１３】
（ランフラットタイヤ及び支持体）
【００１４】
先ず、図１〜図３を参照して本発明の実施形態に係るランフラットタイヤ及び、このランフラットに適用される支持体について説明する。
【００１５】
ランフラットタイヤ１０とは、図１に示されるように、リム１２に空気入りタイヤ１４と支持体４０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。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とを備える。
【００１６】
空気入りタイヤ１４の内部に配設される支持体４０は、図３に示されるように、全体として一定曲率で湾曲したリング状に形成されており、環状の支持部材であるシェル２６と、このシェル２６の両端部にそれぞれ加硫成形されたゴム製の脚部２８とを備える。
【００１７】
脚部２８は、支持体４０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、径方向に沿った高さが２０ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ〜３５ｍｍが好適である。
【００１８】
一方、シェル２６は、図２に示されるように、径方向に沿って所定の断面形状を有する薄肉プレート状に形成されており、径方向外側にそれぞれ凸状となる一対の凸部３０Ａ、３０Ｂと、その間に形成された径方向内側に凸状となる凹部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）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出するフランジ部３０Ｆ、３０Ｇが形成されている。本実施形態に係るシェル２６は、後述するように、アルミ合金、マグネシウム合金等の金属材料を押出成形する形成されている。
【００１９】
また、本実施形態では、図２に示されるように、径方向断面において曲率半径Ｒ１の曲面とされた部分を凸部３０Ａ、３０Ｂ（矢印Ａ、Ｂの領域）、曲率半径Ｒ２の曲面とされた部分を凹部３０Ｃ（矢印Ｃの領域）、凸部３０Ａ、３０Ｂの幅方向外側に位置して直線形状とされた部分をサイド部３０Ｄ、３０Ｅ、サイド部３０Ｄ、３０Ｅよりもさらに幅方向外側に形成され幅方向外側に延びる直線状とされた部分をフランジ部３０Ｆ、３０Ｇとする。
【００２０】
凸部３０Ａ、３０Ｂのそれぞれ径方向において最も外周側の位置（以下、ピークという）Ｐ１、Ｐ２の支持体４０の幅方向（矢印Ｘ方向）における間隔（ピーク間距離）Ｌ１がタイヤ１４とリム１２の内部にセットされた状態における一対の脚部２８間の幅方向距離（脚部間距離）Ｌ３（図１参照）に対して２５％以上６０％以下の範囲、例えば４０％とされている。これは、ピーク間距離Ｌ１が脚部間距離Ｌ３に対して２５％未満であると、ランフラット走行時にトレッド部２４に接するシェル２６の矢印Ｘ方向の幅が狭くなり、トレッド部２４に狭い範囲に荷重が集中して作用することによって空気入りタイヤ１４が破壊されることを防止するためである。また、ピーク間距離Ｌ１が脚部間距離Ｌ３に対して６０％を越えると、凹部３０Ｃの剛性不足のためにランフラット走行時の荷重の作用によって凹部３０Ｃが凹みやすくなるためである。
【００２１】
なお、ここで脚部間距離Ｌ３とは、ランフラットタイヤ１０（空気入りタイヤ１４）を標準リム１４に組み付けた状態で、標準空気圧とした空気入りタイヤ１４に標準荷重を付与した場合における一対の脚部２８間の幅方向（矢印Ｘ方向）に沿った距離のことである。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２及び図３に示されるように、また支持体４０のシェル２６には、サイド部３０Ｄとフランジ部３０Ｆとの接合部付近に、局部的な肉厚化によりコーナ補強部４２が一体的に形成されると共に、サイド部３０Ｅとフランジ部３０Ｇとの接合部付近にも、局部的な肉厚化によりコーナ補強部４４が一体的に形成されている。
【００２６】
ここで、サイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、３０Ｇとの接合部付近とは、サイド部３０Ｄ、３０Ｅの直線的な断面形状を有する部分とフランジ部３０Ｆ、３０Ｇの直線的な断面形状を有する部分とを繋ぐ湾曲した断面形状を有する部分であり、図２には、サイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、３０Ｇとの接合部付近を局部的に肉厚化しない場合、すなわち、この接合部付近にコーナ補強部４２、４４を設けない場合の断面形状が想像線（２点鎖線）により示されている。
【００２７】
図２に示されるように、コーナ補強部４２、４４は、サイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、３０Ｇとの接合部付近を、それぞれ曲率中心側へ向って全周に亘り肉厚化することより形成されている。このとき、コーナ補強部４２、４４は、その湾曲方向に沿った中央部で最も板厚が厚く、この中央部からサイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、３０Ｇの直線部分側へ向って漸次板厚が減少するように形成されている。これにより、コーナ補強部４２、４４の断面における曲率中心側の面（内周面）は、想像線で示されるコーナ補強部４２、４４を設けない場合と比較し、より大きい曲率半径を有する滑らかな湾曲面となる。
【００２８】
図２及び図３に示されるように、支持体４０のシェル２６には、一対の凸部３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ周方向に沿って細長く延在するリブ状の外周補強部４６、４８が一体的に形成されている。ここで、外周補強部４６、４８は、図２に示されるように、その径方向に沿った断面形状が凸部３０Ａ、３０Ｂの内周面及び外周面からそれぞれ突出するような略半円状とされており、凸部３０Ａ、３０Ｂの周方向に沿って全周に亘って延在するように形成されている。一方の凸部３０Ａには、断面における湾曲方向に沿って複数本（本実施形態では４本）の外周補強部４６が略等ピッチで配置されている。また他方の凸部３０Ｂにも、断面における湾曲方向に沿って複数本（本実施形態では４本）の外周補強部４８が略等ピッチで配置されている。
【００２９】
本実施形態に係るシェル２６では、図２に示されるように、コーナ補強部４２、４４及び外周補強部４６、４８以外の部分が略一定の板厚Ｔとされている。このシェル２６の板厚Ｔは、シェル２６の成形素材となる金属材料の強度及び、ランフラット走行時に支持体４０に要求される強度に応じて設定される。またシェル２６におけるコーナ補強部４２、４４及び外周補強部４６、４８は、ＦＥＭ（有限要素法）解析によりランフラット走行時にシェル２６に作用する荷重分布を演算し、この演算結果により荷重集中が生じる部位に配置され、演算された荷重値に応じて許容応力を越えないように板厚Ｔに対する板厚の増加量が設定される。
【００３０】
次に、上記のように構成された支持体４０及び、この支持体４０を用いたこのランフラットタイヤ１０の作用について説明する。
【００３１】
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を支持体４０の凸部３０Ａ、３０Ｂが支持して走行可能とする。また、この際、路面からの衝撃がトレッド部２４、支持体４０、リム１２を介して車体に伝達されるが、支持体４０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４０（シェル２６）のサイド部３０Ｄ、３０Ｅが変形してしまうことを回避できる。
【００３２】
また、ランフラット走行時に支持体４０に作用する荷重はサイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、０Ｇとの接合部付近に集中して作用する。従って、ランフラットタイヤ１０（支持体４０）の軽量化を図るため金属製のシェル２６全体の板厚を薄肉化した場合には、サイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、０Ｇとの接合部付近に変形、微小クラック等の損傷が生じるおそれがあるが、シェル２６にはサイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、０Ｇとの接合部付近にコーナ補強部４２が形成されて肉厚化されているため、シェル２６における応力分布が均一化され、シェル２６におけるサイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、０Ｇとの接合部付近に損傷が生じることを防止できる。
【００３３】
一方、ランフラット走行時、トレッド部２４は、シェル２６の凸部３０Ａ、３０ＢのうちピークＰ１、Ｐ２間の部分と当接する。この結果、ランフラットタイヤ１０では、トレッド部２４における一対の凸部３０Ａ、３０ＢのピークＰ１、Ｐ２間に挟まれた一部に局部的に荷重が作用する。従って、ピークＰ１、Ｐ２間のタイヤ幅方向距離Ｌ１を脚部間距離Ｌ３に対して２５％以上とすることによって、トレッド部２４の一部に集中的に荷重が作用してトレッド部２４（タイヤ）が破壊してしまうことを回避できる。
【００３４】
またランフラット走行時には、シェル２６における一対の凸部３０Ａ、３０Ｂには、それぞれ路面からの反力として曲げ荷重が作用する。このとき、支持体４０の軽量化を図るため金属製のシェル２６全体の板厚を薄肉化したり、トレッド部２４を保護するためタイヤ幅方向距離Ｌ１を脚部間距離Ｌ３に対して十分に大きくした場合には、シェル２６における凸部３０Ａ、３０Ｂ及び、これら一対の凸部３０Ａ、３０Ｂ間に設けられた凹部３０Ｃの曲げ剛性が低下し、これらの凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃが経時的に局部的に湾曲したり、全体的な真円度が低下する等の変形が生じるおそれがあるが、シェル２６には凸部３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ外周補強部４６、４８が形成されて曲げ強度が強化されているため、路面からの荷重を受けても、凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃがランフラット走行時間の増加に伴って変形することを防止できる。
【００３５】
従って、本実施形態に係る支持体４０によれば、支持体４０（シェル２６）の強度及び耐久性を低下させることなく、支持体４０を効率的に軽量化し、これを用いたランフラットタイヤ１０を軽量化できる。
【００３６】
次に、図４及び図５を参照して本発明の実施形態に係る支持体におけるシェルの変形例について説明する。なお、図２及び図３に示される支持体におけるシェルと共通の部分には、同一符合を付して説明を省略する。
【００３７】
図４に示されるシェル５０には、図２に示されるシェル２６と同様に、サイド部３０Ｄとフランジ部３０Ｆとの接合部付近に、局部的な肉厚化によりコーナ補強部４２が一体的に形成されている。このシェル５０では、シェル２６と異なり、凸部３０Ａ、３０Ｂにそれぞれリブ状の外周補強部４６、４８が形成されていないが、凸部３０Ａ、３０Ｂにおける少なくともピークＰ１、Ｐ２付近の板厚Ｔ´が、他の部分の板厚Ｔに対して僅かにではあるが局部的に肉厚化されている。
【００３８】
図４に示されるシェル５０でも、シェル２６と同様に、ＦＥＭ（有限要素法）解析によりランフラット走行時にシェル２６に作用する荷重分布を演算し、この演算結果により板厚Ｔ、板厚Ｔ´及びコーナ補強部４２、４４における板厚Ｔに対する板厚の増加量がそれぞれ設定される。また、このような形状を有するシェル５０も、シェル２６と同様に、アルミ合金、マグネシウム合金等の金属材料を成形素材として押出成形により容易に製造することが可能である。
【００３９】
図４に示されるシェル５０によっても、板厚Ｔを薄くすることによる軽量化を可能とすると共に、コーナ補強部４２、４４によりシェル５０におけるサイド部３０Ｄ、３０Ｅとフランジ部３０Ｆ、０Ｇとの接合部付近に損傷が生じることを防止でき、かつ凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃがランフラット走行時間の増加に伴って変形することを防止できる。
【００４０】
一方、図５に示されるシェル５２にも、図２に示されるシェル２６と同様に、サイド部３０Ｄとフランジ部３０Ｆとの接合部付近に、局部的な肉厚化によりコーナ補強部４２が一体的に形成されている。このシェル５２では、シェル２６と異なり、凸部３０Ａ、３０Ｂにそれぞれリブ状の外周補強部４６、４８が形成されていないが、凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃの全体に、その断面が波状に湾曲するように加工された波上断面部５４、５６、５８が全周に亘って形成されている。
【００４１】
図５に示されるシェル５０では、凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃに波状断面部５４、５６、５８をそれぞれ形成することにより、凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃの強度及び耐久性を低下させることなく、シェル５２の板厚Ｔを更に薄くし、軽量化することが可能になる。すなわち、薄肉板状のシェル５２における凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃに波状断面部５４、５６、５６を形成することにより、凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃの板厚を増加したことと同等の効果を得られ、波状断面部５４、５６、５８が延在する周方向に沿った曲げ強度を増大できるので、比較的大きな曲げ荷重が作用する凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃの板厚を薄くしても曲げ荷重に対する強度低下を効果的に防止できるので、リブ状の外周補強部を形成した場合と同様に、凸部３０Ａ、３０Ｂ及び凹部３０Ｃがランフラット走行時間の増加に伴って変形することを防止できる。
【００４２】
なお、図５に示されるシェル５２では、波状断面部５４、５６、５８における板厚が、コーナ補強部４２、４４を除く他の部分の板厚Ｔと等しくなっているが、断面を波型にしたことによる強度の増加に応じて波状断面部５４、５６、５８の板厚を板厚Ｔよりも局部的に減少させても良い。
【００４３】
（支持体の製造方法）
【００４４】
次に、上記のように構成された本実施形態に係る支持体の製造方法を図６〜図１０に基づいて説明する。
【００４５】
図６には、本実施形態に係る支持体のシェルを製造するための押出成形装置が示されている。この押出成形装置１００には、上流側に耐熱容器であるレードル１０２が配置されており、このレードル１０２内には電気炉等により加熱溶融され所定の湯温とされたアルミ合金Ｍが貯えられている。
【００４６】
ここで、シェル２６、５０、５２の成形素材となるアルミ合金Ｍとしては、例えば、ＪＩＳ５０００系、ＪＩＳ６０００系、ＪＩＳ７０００系のものを用いる。特に、ＪＩＳ６０００系、ＪＩＳ７０００系のアルミ合金を成形素材とした場合には、通常、成形完了後にシェル２６の熱処理が必要となるが、他のアルミ合金と比較して高強度を得ることができるので、シェル２６、５０、５２の軽量化に特に適している。また押出成形が可能な金属材料であれば、アルミ合金以外にもマグネシウム合金等をシェル２６、５０、５２の成形素材とすることも可能である。
【００４７】
レードル１０２には外周壁部の下部側に注湯ノズル１０４が開口しており、この注湯ノズル１０４には、注湯管１０６を通してブロック状の押出金型１０８の一端部が接続されている。図７に示されるように、押出金型１０８には、シェル２６、５０、５２の径方向断面に対応する断面形状を有するキャビティ１１０が形成されており、このキャビティ１１０はアルミ合金Ｍの押出方向（矢印Ｃ方向）に沿って押出金型１０８を貫通している。なお、以下の記載では、押出金型１０８により図２に示されるシェル２６を製造する場合について説明する。従って、キャビティ１１０には、シェル２６のコーナ補強部４２，４４に対応して開口幅が他の部分よりも広くなったコーナ補強対応部１１２、１１４及び、シェル２６のリブ状の外周補強部４６、４８に対応して凹状断面を有する外周補強対応部１１６がそれぞれ形成されている。
【００４８】
押出金型１０８には、キャビティ１１０に近接してスリット状の冷却水路１１８が設けられており、この冷却水路１１８には、ポンプ及びクーリング装置等からなる冷却水循環装置（図示省略）から供給される冷却水が循環する。
【００４９】
押出成形装置１００には、押出方向に沿って押出金型１０８の下流側にキャビティ１１０の出口側の開口に面して上下一対の引抜ベルト１２０、１２２が配置されている。上側の引抜ベルト１２０は、駆動プーリ１２４及び駆動プーリ１２６と、これら一対のプーリ１２４、１２６により張設された無端状の耐熱ベルト１３２とを備えている。この耐熱ベルト１３２は、ニッケル系、チタン系等の耐熱合金により構成されている。またプーリ１２４、１２６は、必要に応じて冷却水等を用いた冷却構造とされ、軸受等の熱損耗が防止されると共に、耐熱ベルト１３２の冷却を行う。また下側の引抜ベルト１２２も、駆動プーリ１２８及び従動プーリ１３０と、これら一対のプーリ１２８、１３０により張設された無端状の耐熱ベルト１３４とを備え、上側の引抜ベルト１２０と同様の構造を有している。
【００５０】
ここで、上側の耐熱ベルト１３２は、そのベルト面の断面形状がシェル２６の外周面（図２の上側の面）の断面形状と対応するものとされ、また下側の耐熱ベルト１３４は、そのベルト面の断面形状がシェル２６の内周面（図２の下側の面）の断面形状と対応するものとされている。また引抜ベルト１２０、１２２の駆動プーリ１２４、１２６には、それぞれ駆動モータ（図示省略）が連結されており、これらの駆動モータは、アルミ合金Ｍの押出成形時に駆動プーリ１２４、１２６にトルクを伝達して耐熱ベルト１３２、１３４を押出方向に沿って循環移動させる。
【００５１】
上記のように構成された押出成形装置１００によるアルミ合金Ｍの押出成形時には、レードル１０２内に貯えられた溶融状態のアルミ合金Ｍが押出金型１０８におけるキャビティ１１０内に供給される。このとき、レードル１０２内は、必要に応じて、アルミ合金Ｍの上方に存在する空間が不活性ガス等によりシールされ、又は不活性ガス等によりシールされると共に加圧状態とされる。なお、押出成形開始時には、キャビティ１１０の下流側の開口を閉止すると共に、引抜ベルト１２０、１２２による引抜力を伝達可能にするため、押出成形装置１００には、例えば、シェル２６の断面形状と略等しい断面形状を有するダミープレート（図示省略）がキャビティ１１０内へ下流側から挿入されると共に、引抜ベルト１２０、１２２により挟持されるように装填される。
【００５２】
引抜ベルト１２０、１２２は、押出金型１０８のキャビティ１１０内から延出したダミープレート又は凝固したアルミ合金Ｍ（板状素材１３６）を挟持しつつ循環移動する。これにより、アルミ合金Ｍがキャビティ１１０内で押出方向へ移動しつつ、押出金型１０８により所定の冷却速度で冷却されてキャビティ１１０内でシェル２６の断面形状に対応する断面形状となるように凝固する。キャビティ１１０内で凝固したアルミ合金Ｍは、シェル２６の断面形状に対応する断面形状を有する長尺帯状の板状素材１３６（図８参照）となり、この板状素材１３６は、引抜ベルト１２０、１２２により連続的にキャビティ１１０内から引き抜かれ下流側へ送り出される。
【００５３】
なお、引抜ベルト１２０、１２２により板状素材１３６を引き抜く際に、板状素材１３６を厚さ方向に沿って僅かに塑性的に圧縮変形させようにしても良い。このように赤熱状態にある板状素材１３６を引抜ベルト１２０に圧縮変形させることより、シェル２６内でのアルミ合金Ｍの凝固時にポーラス状等の欠陥（凝固欠陥）が生じても、このような凝固欠陥を消失又は縮小させて無害化できる。また本実施形態では、キャビティ１１０の断面形状がシェル２６の断面形状と略一致するものになっているが、シェル２６における外周補強部４６、４８等の比較的小さな凹凸形状の部分についいては、引抜ベルト１２０、１２２により赤熱状態にある板状素材１３６を塑性加工（プレス加工）することより成形するようにしても良い。また引抜ベルト１２０、１２２の上流側又は下流側にプレス加工用のローラ等のプレス成形部材を設けて、このプレス成形部材によりシェル２６における外周補強部４６、４８等の比較的小さな凹凸形状の部分をプレス成形するようにしても良い。
【００５４】
図６に示される押出成形装置１００により押出成形された板状素材１３６は、図８に示されるように、その厚さ方向に沿った断面形状シェル２６の径方向に沿った断面形状と略一致するものになる。この板状素材１３６は、シェアリング装置等によりシェル２６の周長に対応する長さに切断された後、図９に示されるプレスベンディング装置１３８へ供給され、このプレスベンディング装置１３８によりシェル２６の曲率半径と略等しい曲率半径となるように曲げ加工（ベンディング加工）される。
【００５５】
プレスベンディング装置１３８には、図９（Ｂ）に示されるように、下型１４０及び上型１４２が設けられており、上型１４２は、油圧シリンダ等のリニアアクチュエータ（図示省略）により上下方向に沿って下型１４０に対して接離可能に支持されている。下型１４０は、そのプレス面１４１がシェル２６の内周面（図２の下側の面）の曲率半径に略等しい一定の曲率半径で湾曲すると共に、プレス面１４１の断面形状がシェル２６の内周面の断面形状と対応するものとされている。また上型１４２は、そのプレス面１４３がシェル２６の外周面（図２の上側の面）の曲率半径に略等しい一定の曲率半径で湾曲すると共に、プレス面１４１の断面形状がシェル２６の外周面の断面形状と対応するものとされている。
【００５６】
またプレスベンディング装置１３８には、上型１４２の下型１４０からの離間動作に連動し、板状素材１３６をその長手方向に沿って所定の距離ずつ、下型１４０のプレス面１４１及び上型１４２のプレス面１４３間へ送り出すフィード機構（図示省略）が設けられている。
【００５７】
プレスベンディング装置１３８では、図９（Ａ）に示されるような平板状の板状素材１３６に対するベンディング加工を開始する際には、先ず、上型１４２を図９（Ｂ）の想像線（２点鎖線）で示される離間位置に保持しておき、フィード機構により板状素材１３６の先端側を所定長だけ下型１４０と上型１４２との間に送り出した後、リニアアクチュエータにより上型１４２を、板状素材１３６を介して下型１４０に圧接するプレス位置まで下降させる。これにより、板状素材１３６は、上型１４２からの加圧力により下型１４０のプレス面１４１と上型１４２のプレス面１４３間に挟持された部分がシェル２６の曲率半径と一致するようにベンディング加工される。この後、プレスベンディング装置１３８では、上型１４２を離間位置に復帰させ、フィード機構による板状素材１３６の送出動作及び、上型１４２をプレス位置へ加工させるプレス動作を複数回（例えば、４回）繰り返す。これにより、シェル２６の周長に切断された板状素材１３６全体がシェル２６と略一致する曲率半径に湾曲される。
【００５８】
上記のようにしてプレスベンディング装置１３８によりベンディング加工された板状素材１３６は、自動溶接装置等により長手方向の両端部が溶接により互いに接合され、更に、必要に応じて熱処理が施されてシェル２６に加工される。このようにして製造されたシェル２６には、フランジ部３０Ｆ、３０Ｇにそれぞれゴム製の脚部２８が加硫接着され、これにより、支持体４０の製造が完了する。
【００５９】
また上記したベンディング加工は、図１０に示されるようなローラベンディング装置１５０により行っても良い。このローラベンディング装置１５０には、図１０に示されるように、板状素材１３２の送出方向に沿って上流側に肉厚円板状の芯金１５２が回転可能に設けらると共に、この芯金１５２の下流側に円板状の芯金１６０が回転可能に設けられている。これらの芯金１５２及び芯金１６０の外周側には、周方向に沿って２個の成形ローラ１５４、１５６及び成形ローラ１６２、１６４がそれぞれ回転可能に支持されている。
【００６０】
ここで、芯金１５２の外周面には、シェル２６の内周面（図２の下側の面）の曲率半径により大径の曲率半径で湾曲すると共に、その外周面に断面形状がシェル２６の内周面の断面形状と対応するものとされた成形面１５３が形成されている。また２個の成形ローラ１５４、１５６は、そのローラ面１５５、１５７がそれぞれ芯金１５２の成形面１５３と正対するように支持されると共に、ローラ面１５５、１５７がシェル２６の外周面の断面形状と対応する形状とされている。
【００６１】
芯金１６０は芯金１５２よりも小径とされ、この芯金１６０の外周面にも断面形状がシェル２６の内周面の断面形状と対応するものとされた成形面１６１が形成されている。また２個の成形ローラ１６２、１６４は、そのローラ面１６３、１６５がそれぞれ芯金１６０の成形面１６１と正対するように支持されると共に、ローラ面１６３、１６５がシェル２６の外周面の断面形状と対応する形状とされている。
【００６２】
ローラベンディング装置１５０の芯金１５２、１６０及び成形ローラ１５４、１５６、１６２、１６４には、それぞれ駆動モータ（図示省略）がトルク伝達可能に連結されており、この駆動モータは、板状素材１３６に対するベンディング加工時に芯金１５２及び芯金１６０をそれぞれ所定の成形方向（図１０では時計方向）へ回転させると共に、成形ローラ１５４、１５６及び成形ローラ１６２、１６４をそれぞれ芯金１５２、１６０の従動方向（図１０では反時計方向）へ回転させる。またローラベンディング装置１５０には、芯金１５２、１６０及び成形ローラ１５４、１５６、１６２、１６４の回転時に、板状素材１３６をその長手方向に沿って芯金１５２、１６０の周速と略等しい供給速度で、芯金１５２と成形ローラ１５４、１５６との間のニップ部へ送り出すフィード機構（図示省略）が設けられている。
【００６３】
ローラベンディング装置１５０では、平板状の板状素材１３６に対するベンディング加工を開始する際には、芯金１５２、１６０及び成形ローラ１５４、１５６、１６２、１６４をそれぞれ所定の回転速度で回転させると共に、フィード機構により板状素材１３６を芯金１５２と成形ローラ１５４、１５６との間のニップ部へ送り出し、板状素材１３６を芯金１５２の成形面１５３の接線方向に沿って加圧する。これにより、板状素材１３６は、成形ローラ１５４、１５６からの加圧力により芯金１５２の成形面１５３と成形ローラ１５４、１５６のローラ面１５５、１５７間に挟持された部分がシェル２６の曲率半径よりも大径となるように連続的に湾曲した後、芯金１６０の成形面１６１と成形ローラ１６２、１６４のローラ面１６３、１６５間に挟持された部分がシェル２６の曲率半径と一致するように連続的に湾曲する。このようにしてローラベンディング装置１５０によりベンディング加工された板状素材１３６も、自動溶接装置等により長手方向の両端部が溶接により互いに接合され、更に、必要に応じて熱処理が施されてシェル２６に加工される。このようにして製造されたシェル２６には、フランジ部３０Ｆ、３０Ｇにそれぞれゴム製の脚部２８が加硫接着され、これにより、支持体４０の製造が完了する。
【００６４】
なお、本実施形態では、板状素材１３６をプレスベンディング装置１３８又はローラベンディング装置１５０の何れか一方を用いてベンディング加工する場合を説明したが、板状素材１３６をプレスベンディング装置１３８によりベンディング加工した後、ローラベンディング装置１５０によりベンディング加工を行って、プレスベンディング装置１３８による行われたプレス間の継目付近の加工精度を向上させるようにしても良い。また図１０に示されるローラベンディング装置１５０では、芯金１５２と成形ローラ１５４、１５６とにより板状素材１３２に対して１段目のベンディング加工を行った後、芯金１６０と成形ローラ１６２、１６４とにより板状素材１３２に対して２段目のベンディング加工を行って板状素材１３２をシェル２６の曲率半径と一致するように加工したが、シェル２６の曲率半径が小さくなるほど、ベンディング加工の段数を増加させることで、皺等の加工欠陥の発生を防止しつつ、板状素材１３２を精度良くシェル２６の曲率半径と一致するように湾曲させることが可能になる。
【００６５】
また、上記のようなベンディング装置１３８，１５０により板状素材１３６をベンディング加工する際には、板状素材１３６の最大主歪み量が１０％〜１４％程度になることから、シェル２６の成形素材（金属材料）としては、押出成形が可能であると共に、破断伸びが１４％以上のものを用いることが要求される。
【００６６】
以上説明した支持体の製造方法によれば、基本的には、押出金型１０８におけるキャビティ１１０の断面形状を変えるだけで、任意の断面形状を有する支持体４０のシェルを製造できる。従って、図４に示されるシェル５０については、図７に示される押出金型１０８をキャビティ１１０から外周補強対応部１１６を省略したものすれば、シェル２６を製造する場合と、共通の工程により製造できる。
【００６７】
また、図５に示されるシェル５２については、図７に示される押出金型１０８におけるキャビティ１１０のコーナ補強部４２，４４間のスリット状の部分を、シェル５２の波状断面部５４に対応させて波状に湾曲させたものにすれば、シェル２６を製造する場合と、共通の工程により製造できる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係る支持体４０の製造方法によれば、押出成形装置１００により金属材料をシェル２６、５０、５２に対応する段形状に押出成形する工程を有することにより、部分的に板厚が肉厚化されたシェル２６，５０や、部分的に板厚が肉厚化されると共に波状断面部５４が形成されたシェル５２等の複雑な断面形状を有する支持体４０のシェルを精度良く、かつ低コストで製造できる。
【００６９】
【実施例】
次に、本発明に係る支持体の製造方法により製造された支持体の実施例１及び２を、従来構造の支持体（比較例）と比較して説明する。
【００７０】
比較例に係るシェルとしては、実施例と同一の製造方法により製造し、コーナ補強部４２、４４及び外周補強部４６、４８が形成されていない以外は、図２に示されるシェル２６と共通形状を有するものを用い、その板厚Ｔを２．０ｍｍとした。
【００７１】
一方、実施例１に係るシェルとしては、外周補強部４６、４８が形成されていない以外は、図２に示されるシェル２６と共通形状を有するもの、すなわちコーナ補強部４２、４４のみが形成されたものを用い、その板厚Ｔを１．６ｍｍとした。また、実施例２に係るシェルとしては、図２に示されるシェル２６と共通形状を有するもの、すなわちコーナ補強部４２、４４及び外周補強部４６、４８の双方が形成されたものを用い、その板厚Ｔを１．６ｍｍとした。
【００７２】
以上のような比較例に係るシェル、実施例１に係るシェル及び、実施例２に係るシェルをＪＩＳ６０６１のアルミ合金を成形素材として押出成形により成形し、これらのシェルにゴム製の脚部をそれぞれ加硫接着し、比較例に係る支持体、実施例１に係る支持体、実施例２に係る支持体を製造した。これらの支持体をそれぞれランフラットタイヤ（１９５／６５  Ｒ１５）に組み付け、このランフラットタイヤにより実際にランフラット走行を行った。この走行試験の結果及び各支持体の板厚、比重量を下記の（表１）に示す。
【００７３】
なお、この走行試験では、支持体、ランフラット本体（空気入りタイヤ）及びリムに損傷を発生させることなく、所定の速度及び走行パターンにて２００ｋｍ以上の距離（ランフラット走行距離）を走行できれば合格とする。
【００７４】
【表１】
2004148707.tif 000003
【００７５】
上記（表１）から明らかなように、実施例１に係るコーナ補強部が形成された支持体によれば、比較例に係る支持体と比較して、同等のランフラット走行距離を問題なく走行可能であるうえ、大幅な重量低減を実現できる。また実施例２に係るコーナ補強部及び外周補強部の双方が形成された支持体によれば、比較例に係る支持体と比較して、ランフラット走行距離を大幅に延長できると共に、重量低減を実現できる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る支持体の製造方法によれば、製造工程数及び製造コストを増加させることなく、任意の断面形状を有するシェル部材を精度良く製造できる。
また本発明に係る空気入りランフラットタイヤによれば、本発明に係る製造方法により補強部を有するように製造された支持体を用いることにより、支持体の強度及び耐久性を低下させることなく、支持体を十分に軽量のものにできるので、乗り心地、燃費等の走行性能を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る支持体が適用されたランフラットタイヤの構成を示す径方向に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法により製造された支持体の一例の構成を示す径方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法により製造された支持体の一例の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法により製造された支持体の変形例の構成を示す径方向に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法により製造された支持体の変形例の構成を示す径方向に沿った断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法に用いられる押出成形装置の構成を示す断面図である。
【図７】図６に示される押出成形装置における押出金型の構成を示す断面図である。
【図８】図６に示される押出成形装置により押出成形されたシェルの板状素材を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法に用いられるプレスベンディング装置の構成を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る支持体の製造方法に用いられるローラベンディング装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０      ランフラットタイヤ
１２      リム
１４      タイヤ
４０      支持体
２６      シェル（支持部材）
２８      脚部
３０Ａ、３０Ｂ    凸部
３０Ｃ    凹部
３０Ｄ、３０Ｅ    サイド部
３０Ｆ、３０Ｇ    フランジ部
４４      コーナ補強部
４６、４８  外周補強部
５０      シェル（支持部材）
５２      シェル（支持部材）
５４、５６、５８      波状断面部
１００    押出成形装置
１０８    押出金型
１１０    キャビティ
１３８    プレスラベンディング装置
１４０    ローラベンディング装置
【図１】
2004148707.tif 000004
【図２】
2004148707.tif 000005
【図３】
2004148707.tif 000006
【図４】
2004148707.tif 000007
【図５】
2004148707.tif 000008
【図６】
2004148707.tif 000009
【図７】
2004148707.tif 000010
【図８】
2004148707.tif 000011
【図９】
2004148707.tif 000012
【図１０】
2004148707.tif 000013