(57)【要約】【課題】  環状シェルから構成されたランフラット支持体を破断強度の高い金属材料で加工する場合であっても、シワやクラックを発生することなく成形を可能にするタイヤ／ホイール組立体を提供する。【解決手段】  リム３に装着した空気入りタイヤ２の空洞部に、アーチ状断面をもつ環状シェル４とその内周側の屈曲端部に装着された弾性体リング５とからなるランラット支持体６を挿入したタイヤ／ホイール組立体１において、環状シェル４の屈曲端部７に複数の切欠き部８を周方向に沿って設けると共に、該切欠き部８の周方向長さＬｎを１．０ｍｍ〜１５ｍｍにし、かつ環状シェル４の屈曲端部７の幅Ｗｓの前記弾性体リング５の肉厚Ｗｇに対する比Ｗｓ／Ｗｇを０．５５〜０．９２にした。【選択図】  図１
2005067505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、アーチ状断面をもつ環状シェルとその内周側の屈曲端部に装着された弾性体リングとからなるランラット支持体を挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェルの屈曲端部に複数の切欠き部を周方向に沿って設けると共に、該切欠き部の周方向長さＬｎを１．０ｍｍ〜１５ｍｍにし、かつ前記環状シェルの屈曲端部の幅Ｗｓの前記弾性体リングの肉厚Ｗｇに対する比Ｗｓ／Ｗｇを０．５５〜０．９２にしたタイヤ／ホイール組立体。
【請求項２】
前記切欠き部の周方向長さＬｎの周方向の配列ピッチＬｐに対する比Ｌｎ／Ｌｐを０．０７〜０．３０にし、かつ該切欠き部の周方向に直交する方向の長さＷｎの前記屈曲端部の幅Ｗｓに対する比Ｗｎ／Ｗｓを０．３〜１．５にした請求項１に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項３】
前記切欠き部の周方向長さＬｎの周方向の配列ピッチＬｐに対する比Ｌｎ／Ｌｐを０．０９〜０．２５にし、かつ前記環状シェルの側壁面と前記屈曲端部との連結部の曲率半径Ｒを４〜１０ｍｍにした請求項２に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項４】
前記環状シェルが破断強度６００ＭＰａ以上の金属材料からなる請求項１、２又は３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【請求項５】
前記環状シェルが破断強度８００ＭＰａ以上の金属材料からなる請求項３に記載のタイヤ／ホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はランフラット走行が可能なタイヤ／ホイール組立体に関し、さらに詳しくは、破断強度の大きな材料でランフラット支持体を成形する場合であっても、シワやクラックを発生せずに成形を可能にするタイヤ／ホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中にタイヤがパンクした場合でも、数百ｋｍ程度の緊急走行を可能にする技術が多数提案されている。その代表的な例として、リム組みされたタイヤの空洞部に中子をランフラット支持体として装着し、そのランフラット支持体によりパンクしたタイヤを支持することにより、ランフラット走行を可能にしたタイヤ／ホイール組立体（車輪）の提案がある（特許文献１、特許文献２など参照）。このタイヤ／ホイール組立体のランフラット支持体は、アーチ状断面を有する環状シェルの脚部内径側に硬質ゴム等の弾性リングを装着して構成されていて、既存のホイール／リムの構成を実質的に変更することなく、そのまま使用できるという利点を有している。
【０００３】
ところで、上記のようにアーチ状断面をもつ環状シェルを主要構成とするランフラット支持体は、金属板から形成した円筒体の外周側と内周側との両側から成形型（ローラ）を押圧して、円筒体を回転させながら絞り成形することにより製造される。このように成形されるランフラット支持体は、破断強度の大きな金属材料を使用するほどランフラット耐久性を向上することができる。しかし、金属材料の破断強度が高ければ高いほど絞り加工は難しくなり、特にアーチ状断面の両脚部の内端部に大きな応力が集中するため、シワやクラック等を発生してしまうという問題があった。
【０００４】
したがって、上述した環状シェルで構成されたランフラット支持体を絞り加工する場合、ランフラット支持体のランフラット耐久性を向上することと、シワやクラックを発生せずに成形性（生産性）を向上することとは相反する関係にあり、如何にして両者を両立させるようにするかが大きな課題になっていた。
【特許文献１】特開平１０−２９７２２６号公報
【特許文献２】特開２００１−１６３０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、環状シェルから構成されたランフラット支持体を破断強度の高い金属材料で加工する場合であっても、シワやクラックを発生することなく成形を可能にするタイヤ／ホイール組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明のタイヤ／ホイール組立体は、リムに装着した空気入りタイヤの空洞部に、アーチ状断面をもつ環状シェルとその内周側の屈曲端部に装着された弾性体リングとからなるランラット支持体を挿入したタイヤ／ホイール組立体において、前記環状シェルの屈曲端部に複数の切欠き部を周方向に沿って設けると共に、該切欠き部の周方向長さＬｎを１．０ｍｍ〜１５ｍｍにし、かつ前記環状シェルの屈曲端部の幅Ｗｓの前記弾性体リングの肉厚Ｗｇに対する比Ｗｓ／Ｗｇを０．５５〜０．９２にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記のようにランフラット支持体を構成する環状シェルとして、その内周側の屈曲端部に多数の切欠き部を形成するようにしたため、絞り加工において屈曲端部に集中する応力を上記切欠き部によって吸収することができる。したがって、破断強度の大きい金属材料を使用した場合であっても、シワやクラックを発生することなく成形をすることができ、それによってランフラット耐久性にすぐれたランフラット支持体を得ることができる。
【０００８】
また、環状シェルに切欠き部を設けたことにより、全体としてタイヤ／ホイール組立体を軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、ランフラット支持体は、アーチ状断面を有する環状シェルを主要部として構成され、この環状シェルの両脚部の内周側端部にそれぞれ外側に折り曲げられた屈曲端部が形成され、その屈曲端部に硬質ゴム等の弾性リングが固定されて構成されている。このランフラット支持体は、空気入りタイヤの内空洞部に挿入されるようにホイールにリム組みされることにより、タイヤ／ホイール組立体を構成する。このタイヤ／ホイール組立体は、車両の走行中にタイヤがパンクすると、そのタイヤを外周面に支持した状態になってランフラット走行を可能にする。
【００１０】
ランフラット支持体の環状シェルは断面形状がアーチ状に形成され、外周側に凸曲面の支持面を形成する。外周側の凸曲面の数は１個でも、２個以上の複数であってもよい。しかしながら、凸曲面の数を複数にした場合には、ランフラット走行時に支持する荷重を複数の凸部に分散させるので、全体としてランフラット支持体の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
上記環状シェルは、金属板で形成された円筒体に対し、その外周側と内周側との両側から成形型（ローラ）を強圧すると共に、円筒体を回転させながら絞り成形することにより製造される。この環状シェルは、ランフラット支持体の主要構成部として、破断強度の大きな金属材料で構成されていることが好ましい。金属材料の破断強度としては、以下に説明する切欠き部を設けた構成にすることにより、６００ＭＰａ以上のものを好ましく採用することができ、さらに好ましくは８００ＭＰａ以上を採用することができる。破断強度の上限としては、絞り加工が可能な限度として１２００ＭＰａである。好適な金属材料としては、スチールやアルミニウム合金などを挙げることができる。
【００１２】
また、環状シェルの内周側に装着される弾性体リングは、リムシートに当接して環状シェルを支持する役目を行う。この弾性体リングの材料としては、硬質ゴムや弾性樹脂などが使用され、パンクしたタイヤから環状シェルが受ける衝撃や振動を緩和するほかに、リムシートに対する滑り止めを行って環状シェルを安定支持する。
【００１３】
以下、本発明の実施形態を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態からなるタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。
【００１５】
タイヤ／ホイール組立体１は、空気入りタイヤ２をホイールのリム３に装着すると共に、空気入りタイヤ２の内空洞にランフラット支持体６を挿入して構成されている。ランフラット支持体６は、アーチ状断面をもつ環状シェル４と、その環状シェル４の脚部に取り付けられた弾性体リング５から構成されている。具体的には、図２及び図３に示すように、環状シェル４は断面形状が二股のアーチ状になっており、その両脚部の内径側端部に、それぞれ両外側に折り曲げられた屈曲端部７を形成し、その屈曲端部７に弾性体リング５を取り付けている。そして、この弾性体リング５，５がリム３の左右のリムシート上に当接するように支持されている。このように組み込まれた空気入りタイヤ２とリム３は、図示しないホイールの回転軸を中心に共軸に環状になっている。
【００１６】
環状シェル４の内周端の屈曲端部７には、多数の切欠き８が周方向に所定の間隔で設けられている。この切欠き８は、その周方向の長さＬｎが１．０〜１５ｍｍの範囲に設定されている。切欠き部８の周方向長さＬｎを１．０ｍｍ以上にすることで、環状シェル４を絞り加工する時に屈曲端部７に集中する応力を緩和し、シワやクラックの発生を抑制することができる。さらに軽量化を図ることもできる。また、切欠き部８の周方向長さＬｎを１５ｍｍ以下にすることで、屈曲端部７の弾性体リング５に対する連結強度を確保するようにしている。ここで切欠き部８の周方向の長さＬｎとは、屈曲端部７の縁に開口する開口部の長さをいう。かかる切欠き部８の形状としては、図２に示すような矩形のほか、三角形や円弧状等などの他の形状であってもよく、特に限定されない。
【００１７】
環状シェル４における屈曲端部７は、弾性リング５を固定する役目をするので、上記のように切欠き部８を設けると、屈曲端部７の固定機能を低下させることになる。したがって、この屈曲端部７の固定機能を確保するため、屈曲端部７の幅Ｗｓは、弾性リング５の厚さＷｇに対する比Ｗｓ／Ｗｇで０．５５〜０．９２にする必要がある。さらに好ましくは、Ｗｓ／Ｗｇを０．５５〜０．７２の範囲にするのがよい。なお、ここで屈曲端部７の幅Ｗｓとは、環状シェル４の側壁面の延長線が屈曲端部７の表面の延長線に交差する交点と屈曲端部７の外側縁との間の長さで定義されたものをいう。
【００１８】
本発明において、屈曲端部７に設けた切欠き部８の周方向の長さＬｎは１．０ｍｍ〜１５ｍｍに設定されるが、さらに好ましくは、この切欠き部８の周方向の長さＬｎを、周方向の配列ピッチＬｐに対する比Ｌｎ／Ｌｐで０．０７〜０．３０の範囲にし、また切欠き部８の周方向に直交する方向の長さＷｎ（切欠き深さ）を、屈曲端部７の幅Ｗｓに対する比Ｗｎ／Ｗｓで０．３〜１．５にすることが好ましい。
【００１９】
このように構成することで、破断強度が６００ＭＰａ以上の金属材料を使用する場合であっても、環状シェル４を絞り加工する時にシワやクラックを発生せずに加工することが可能になる。したがって、ランフラット耐久性が一層向上したランフラット支持体を得ることができる。なお、上記のＷｎ／Ｗｓの設定範囲において、Ｗｎ／Ｗｓ＞１．０の領域域は切欠き部８が屈曲端部７から環状シェル４の側壁部まで延在する場合を意味する。
【００２０】
さらに本発明では、上記切欠き部８の周方向の長さＬｎと周方向の配列ピッチＬｐとの比Ｌｎ／Ｌｐを０．０９〜０．２５にすると共に、屈曲端部７と環状シェル４の側壁面とを連結する円弧部の曲率半径Ｒ（図２参照）を４ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に大きくすることにより、破断強度が８００ＭＰａ以上の金属材料を使用する場合であっても、シワやクラックを発生することなく環状シェルを絞り加工することを可能にする。また、それによって一層ランフラット耐久性に優れたランフラット支持体を得ることができる。
【実施例】
【００２１】
実施例１〜４、比較例１〜５
タイヤサイズとリムサイズを、それぞれ２０５／５５Ｒ１６  ８９Ｖ，１６×６ 1/2ＪＪとし、かつ環状シェルの金属材料を破断強度６００ＭＰａの冷間圧延鋼板とする点を共通条件にし、環状シェルの屈曲端部に設ける切欠き部の周方向長さＬｎ（ｍｍ）と、屈曲端部の幅Ｗｓと弾性リングの厚さＷｇとの比Ｗｓ／Ｗｇとを、それぞれ表１のように異ならせた９種類のタイヤ／ホイール組立体（実施例１〜４、比較例１〜５）を製作した。
【００２２】
これら９種類のタイヤ／ホイール組立体について、下記の試験法によりランフラット耐久性、環状シェルの加工性及び質量をそれぞれ測定した結果を、表１に示す。
【００２３】
〔ランフラット耐久性〕：
試験用タイヤ／ホイール組立体のタイヤ内空気圧を０ｋＰａとし、これを２５００ｃｃの乗用車に前輪右側に装着し、残り３箇所のタイヤ内空気圧を２００ｋＰａとして、テストドライバーにより９０ｋｍ／ｈで周回路を走行し、試験用タイヤ／ホイール組立体が破損するまでの走行距離を測定した。評価は、比較例１の走行距離を１００とする指数で行った。指数値が大きいほどランフラット耐久性が良いことを示す。
【００２４】
〔加工性〕：
絞り加工後に、成型された環状シェルにシワ、クラック等の欠陥の有無を目視で調べ、欠陥があった場合を×、欠陥が無かった場合を○とした。
【００２５】
〔質量〕：
タイヤ／ホイール組立体の環状シェルの質量で評価し、比較例１の環状シェルの質量を１００とする指数で示した。
【００２６】
【表１】
2005067505.tif 000003
表１の結果から、実施例のタイヤ／ホイール組立体は、いずれも環状シェルの絞り加工性に優れ、軽量でかつランフラット耐久性にも優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のタイヤ／ホイール組立体の要部を例示する子午線断面図である。
【図２】図１のランフラット支持体における要部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１のランフラット支持体における要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  タイヤ／ホイール組立体
２  空気入りタイヤ
３  リム
４  環状シェル
５  弾性リング
６  ランフラット支持体
７  屈曲端部
８  切欠き部
【図１】
2005067505.tif 000004
【図２】
2005067505.tif 000005
【図３】
2005067505.tif 000006