(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側をタイヤの内面を支持する支持面にすると共に、内周側を二股状に開脚した環状シェルと、該環状シェルの両脚部にそれぞれ装着した弾性リングとから構成し、前記弾性リングを介してホイールのリムに支持するようにした空気入りタイヤ用ランフラット支持体において、
前記弾性リングを、弾性材料に短繊維がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層と前記短繊維がタイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層とを交互に積層した積層体で構成し、前記弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性を、前記短繊維を非配合の単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性よりも大きくし、前記弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性を、前記短繊維を非配合の単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性と実質的同等にした空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項２】
前記弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性を、前記短繊維が非配合の単独弾性材料からなる弾性リングの曲げ剛性の１．０〜１．５倍の範囲にした請求項１に記載の空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ用ランフラット支持体を、空気入りタイヤと共にホイールにリム組みした空気入りタイヤの内側に装着したタイヤ／ホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤ用ランフラット支持体に関し、さらに詳しくは、空気入りタイヤの内側に挿入されるランフラット支持体のランフラット耐久性とリム組み性を両立するようにした空気入りタイヤ用ランフラット支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中に空気入りタイヤがパンクした場合に、ガソリンスタンドなどの修理場所までの緊急走行を可能にする対策として、ホイールにリム組みされた空気入りタイヤの空洞部に中子をランフラット支持体として挿入する提案が多数なされている。
【０００３】
これらのなかでも、ランフラット支持体をタイヤ幅方向の断面で左右二股状の脚部を有する環状シェルで構成し、その両脚部に弾性リングを装着するように構成したものは、ホイールにおけるリムの構造に実質的な改造を加えることなく、既存のホイールをそのまま使用できるという利点を有している。しかしながら、かかる構成のランフラット支持体では、ランフラット走行時の耐久性を確保するために、環状シェルを支える弾性リングを剛性の高い材料で構成する必要がある。
【０００４】
このため、特許文献１は、弾性リングの周囲を繊維補強層で被覆することによりランフラット支持体の耐久性を改良することを提案している。しかしながら、単に繊維補強層で被覆しただけの構造にすると、弾性リングの剛性が高くなり過ぎるため、ランフラット支持体をホイールにリム組みするときリム組み性が著しく悪化するという問題がある。すなわち、ランフラット支持体をホイールにリム組みするときは、ランフラット支持体に大きな横力を与えて、弾性リングをタイヤ軸方向に屈曲させながら行なうので、上記のように弾性リングの曲げ剛性が高くなり過ぎると、リム組み操作に支障をきたすという問題があるのである。
【特許文献１】日本国特開２００４−９８８８２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、上述した従来の問題点を解消するもので、良好なリム組み性と優れたランフラット耐久性とを両立するようにした空気入りタイヤ用ランフラット支持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ための本発明の空気入りタイヤ用ランフラット支持体は、外周側をタイヤの内面を支持する支持面にすると共に、内周側を二股状に開脚した環状シェルと、該環状シェルの両脚部にそれぞれ装着した弾性リングとから構成し、前記弾性リングを介してホイールのリムに支持するようにした空気入りタイヤ用ランフラット支持体において、前記弾性リングを、弾性材料に短繊維がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層と前記短繊維がタイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層とを交互に積層した積層体で構成し、前記弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性を、前記短繊維を非配合の単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性よりも大きくし、前記弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性を、前記短繊維を非配合の単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性と実質的同等にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の空気入りタイヤ用ランフラット支持体は、弾性リングを、弾性材料に短繊維がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層と短繊維がタイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層とを交互に積層した積層体で構成し、その補強効果の異方性を、弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性が、短繊維を非配合の単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性よりも高くする一方、弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性が短繊維を非配合の単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性と実質的同等にしたので、タイヤ径方向の圧縮剛性を向上させることでランフラット耐久性を確保しながら、弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性の増加を抑制することで、タイヤリム組み時のリム組み性を良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１において、タイヤ／ホイール組立体（車輪）は、空気入りタイヤＴがビード部Ｂ、ＢをホイールのリムＲｍに装着して構成されている。空気入りタイヤＴの内側には本発明の実施態様からなるランフラット支持体１が挿入されている。ランフラット支持体１は、環状シェル２と、その左右両脚部に取付けられた弾性リング３、３とからなる。
【００１０】
ランフラット支持体１の弾性リング３は、空気入りタイヤＴがパンクしたときのランフラット走行時に、空気入りタイヤＴから環状シェル２が受ける衝撃や振動を緩和するほか、リムシートＲｓに対する滑りを防止してランフラット支持体１を安定的に支持する役割を果たす。
【００１１】
環状シェル２は、金属等の高剛性の構造材からなり、タイヤ幅方向の横断面において外周側に凸曲面２ａを左右２個有し、内周側を二股状に開脚した環状体からなり、かつ二股状の両脚部２ｂ，２ｂにそれぞれ弾性リング３、３を装着している。環状シェル２は弾性リング３、３を介してホイールのリムＲｍ上に支持され、かつ空気入りタイヤＴのビード部Ｂ、ＢをリムフランジＲａ、Ｒａとの間に挟持している。外周側の凸曲面２ａは、図示の例では左右２個であるが、その数は１個でもよく、或いは３個以上であってもよく、特にその数は限定されない。
【００１２】
上述した構成のランフラット支持体１は、非パンク時の通常走行時には空気入りタイヤＴの内壁面から離間しているが、パンクしてランフラット走行する時には潰れた空気入りタイヤＴを内側から支持するようになる。
【００１３】
タイヤＴがパンクしてランフラット走行する場合には、弾性リング３は、図２に示すようにタイヤＴを介して路面から受けるＹ方向の荷重により破線に示すような圧縮変形を繰り返しながら走行するため、弾性リング３自体の耐久性が次第に低下するという問題がある。したがって、優れたランフラット耐久性を確保するためには、弾性リング３のタイヤ径方向（Ｙ方向）の圧縮剛性を高める必要がある。
【００１４】
しかしながら、弾性リング３のタイヤ径方向の圧縮剛性を向上するため、単に弾性リング３を圧縮剛性の高い材料で構成しただけでは、それに伴って、弾性リング３のタイヤ軸方向の曲げ剛性が高くなる。弾性リング３のタイヤ軸方向の曲げ剛性が高くなり過ぎると、空気入りタイヤＴの内側にランフラット支持体１を挿入してリムＲｍにリム組みする作業時に、横力を与えてタイヤＴのビード部Ｂと共にランフラット支持体１の弾性リング３をリムフランジＲａを乗り越えさせようとすると、弾性リング３にＸ方向の大きな抗力が発生するため非常に大きな横力が必要となり、リム組み作業を著しく阻害するという問題が起きる。
【００１５】
このリムフランジ越えの操作を極力容易にするためには、弾性リング３のタイヤ軸方向（Ｘ方向）の曲げ剛性を低くすることが要請される。しかし、リム組作業性を容易にするために、単に弾性リング３を剛性の小さい材料にしてしまったのでは、タイヤ径方向に対して高い圧縮剛性が得られないため前述のランフラット耐久性が低下してしまう。
【００１６】
本発明では、このようにランフラット支持体１において相反するリム組み作業性とランフラット耐久性を両立させるため、弾性リング３を、弾性材料に短繊維がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層と短繊維がタイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層とを交互に積層した積層体で構成している。しかも、複合弾性材料は、異方性ある剛性を有し、弾性リング３のタイヤ径方向の圧縮剛性が、この短繊維を配合しない単独弾性体からなる弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性よりも高くする一方、弾性リング３のタイヤ軸方向の曲げ剛性が、この短繊維を配合しない単独弾性体からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性と実質的同等となるように構成している。これにより、弾性リング３のタイヤ径方向の圧縮剛性を高めてランフラット耐久性を確保しながら、弾性リング３のタイヤ軸方向の曲げ剛性を抑制してタイヤリム組み時の作業性を改善し、良好なリム組み性を確保することができる。
【００１７】
ここで、弾性リング３のタイヤ軸方向の曲げ剛性が、短繊維を配合しない単独弾性体からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性と実質的に同等であるとは、複合弾性材料からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性を、短繊維を配合しない単独弾性材料からなる弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性の１．０〜１．５倍とすることが好ましく、より好ましくは１．０〜１．２倍の範囲に設定するとよい。短繊維を配合したことに伴う弾性体のタイヤ軸方向の曲げ弾性率の変化を上記範囲内とすることにより、より確実に、タイヤリム組み時の作業性を改善し良好なリム組み性を確保することができる。
【００１８】
本発明において、複合弾性材料の剛性に異方性を与える方法としては、先ず第一に、短繊維を弾性材料中の１つの層において、長手方向が一方向に配向するように成形する必要がある。このように短繊維が配向した複合弾性材料は、短繊維の配向方向に直交する方向に対する圧縮荷重に対しては剛性が向上するが、配向方向に対する曲げ荷重に対しては剛性があまり向上しないようにすることができる。したがって、弾性リングを構成する複合弾性材料において、短繊維の長手方向をタイヤ軸方向に配向させた場合、タイヤ径方向の圧縮剛性を向上させるとともに、タイヤ軸方向の曲げ剛性の増加を低く抑えることが可能となる。
【００１９】
弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性は、複合弾性材料及び単独弾性体のいずれから構成される場合ともＪＩＳ  Ｋ７０５６に準拠して測定される。また、弾性リングのタイヤ軸方向の曲げ剛性は、複合弾性材料及び単独弾性体のいずれから構成される場合ともＪＩＳ Ｋ７０５５に準拠して測定される。
【００２０】
本発明において、弾性リングを構成する弾性材料は、ゴム、樹脂及びこれらの複合体から選ばれた少なくとも１種を使用することができ、これらのうちでも特にゴムが好ましい。ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム等を好ましく挙げることができる。
【００２１】
短繊維の長さは、好ましくは１〜６ｍｍであるとよい。この範囲の短繊維を使用することにより、短繊維の配向性を高くして繊維強化複合材料の異方性をより顕著にすることができる。
【００２２】
短繊維は、有機短繊維または無機短繊維のいずれでもよく、有機短繊維としては、特に限定されるものではないが、ナイロン、ポリエステル、アラミド、ポリエチレン、セルロース、ポリビニルアルコール等を好ましく挙げることができる。特に、有機繊維の場合には、フィブリル化した短繊維が好ましい。また、無機短繊維としては、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維等が好ましく使用される。
【００２３】
図３は、本発明の参照例となる空気入りタイヤ用ランフラット支持体に取付けられた弾性リングの一例を示す。本参照例の弾性リング３は、ゴム中に短繊維４をタイヤ軸方向に配向した複合弾性材料から構成されている。このように短繊維４をタイヤ軸方向に配向させることによって、弾性リング３は、タイヤ軸方向の曲げ剛性をゴム単独（単独弾性体）のそれと実質的に同等として、増加を抑制しながら、タイヤ径方向には圧縮剛性を高めるため、良好なリム組み性の確保と優れたランフラット耐久性とを両立することができる。
【００２４】
短繊維４をタイヤ軸方向に配向した弾性リング３の製造方法は特に制限されるものではないが、例えば、次のようにすればよい。先ず短繊維４を混練した未加硫ゴムとともに押出機からシート状に押出すと、単繊維がダイスにおいて剪断力を受けることにより、押出し方向に配列したゴムシートが得られる。このゴムシートを押出し方向と直角方向に、所定の幅に長細状に切断し、この長紐状の未加硫ゴムを、環状シェルの脚部２ｂに付着させ、その外側を金型で被って加硫成形することにより製造することができる。
【００２５】
図４は、本発明の空気入りタイヤ用ランフラット支持体に取付けられた弾性リングの例を示す。本実施態様の弾性リング３は、短繊維４がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層５ａと，タイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層５ｂとを交互に積層した積層体により構成している。このように短繊維４をタイヤ周方向に配向した弾性材料層５ａとタイヤ軸方向に配向した弾性材料層５ｂとの積層体により構成することによって、弾性リング３のタイヤ軸方向の曲げ剛性を単独弾性体のそれと実質的に同等の範囲内としながら、タイヤ径方向の圧縮剛性を高めるため、良好なリム組み性の確保と優れたランフラット耐久性とを両立することができる。
【００２６】
短繊維４がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層５ａと，タイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層５ｂとを交互に積層した積層体により構成された弾性リング３は、例えば、前述した短繊維４を押出し方向に配向させた未加硫ゴムシートを押出し方向に直交する方向に裁断した長細状未加硫ゴムと、押出し方向に平行に裁断した長細状未加硫ゴムとを交互に積層し、この積層体を、環状シェルの脚部２ｂに付着させ、金型で被って加硫成形することにより製造することができる。
【００２７】
上述するように、本発明の空気入りタイヤ用ランフラット支持体は、環状シェルの両脚部に取付けられた弾性リングを、弾性材料に短繊維がタイヤ周方向に配向した複合弾性材料の層と短繊維がタイヤ軸方向に配向した複合弾性材料の層とを交互に積層した積層体で構成し、弾性リングのタイヤ径方向の圧縮剛性を単独弾性材料からなる弾性リングのそれよりも大きくし、タイヤ軸方向の曲げ剛性を単独弾性材料からなる弾性リングのそれと実質的同等にするように構成するもので、このランフラット支持体を空気入りタイヤの内側に装着してホイールに組み込んでタイヤ／ホイール組立体とすることにより、優れたランフラット耐久性と良好なリム組み性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施態様からなる空気入りタイヤ用ランフラット支持体を装着したタイヤ／ホイール組立体の要部を示す子午線断面図である。
【図２】図１のランフラット支持体の一方の脚部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の参照例である空気入りタイヤ用ランフラット支持体の脚部に取付けられた弾性リングを示す断面図である。
【図４】本発明の空気入りタイヤ用ランフラット支持体の脚部に取付けられた弾性リングの実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ランフラット支持体
２    環状シェル
２ａ  凸曲面
２ｂ  脚部
３    弾性リング
４    短繊維
５ａ，５ｂ  複合弾性材料の層
Ｔ    空気入りタイヤ
Ｒｍ  リム
【図１】
0004412325.tif 000002
【図２】
0004412325.tif 000003
【図３】
0004412325.tif 000004
【図４】
0004412325.tif 000005