(57)【要約】【課題】  軽量化を維持しながら、耐久性を改良した空気入りタイヤ用ランフラット支持体を提供する。【解決手段】  環状シェル２の本体を金属又はセラミックスで構成すると共に、少なくとも環状シェル２における連結部２ｂの内周面に、補強用長繊維ｆを周方向に交差するように配置した繊維強化樹脂層４を貼り合わせた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を含む横断面において、外周側を複数の凸状に膨出する支持部とこれら支持部の間を連結する凹状の連結部とに形成すると共に、内周側を前記支持部の両側からそれぞれ半径方向内側に延びて二股状に開脚する左右一対の脚部に形成した環状シェルと、該環状シェルの両脚部の先端にそれぞれ装着した弾性リングとから構成したランフラット支持体において、
前記環状シェルの本体を金属又はセラミックスで構成すると共に、少なくとも前記連結部の内周面に、補強用長繊維を周方向に交差するように配置した繊維強化樹脂層を貼り合わせた空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項２】
前記繊維強化樹脂層を前記支持部の内周面に貼り合わせた請求項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】
前記補強用長繊維の周方向となす交差角度が４５〜９０°である請求項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。
【請求項４】
前記繊維強化樹脂層を前記左右一対の脚部の外周面に貼り合わせた請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項５】
前記補強用長繊維の周方向となす交差角度が３０〜６０°である請求項４に記載の空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項６】
前記繊維強化樹脂層が層間で前記補強用長繊維を互いに交差させた複数の積層体からなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項７】
前記補強用長繊維が、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維から選ばれた少なくとも１種からなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ用ランフラット支持体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のランフラット支持体を空気入りタイヤの空洞部に組み込んで、ホイールのリムに装着したタイヤ／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、軽量化を維持しながら、耐久性を改良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の緊急走行を可能にする手段として、空気入りタイヤの空洞部に中子方式のランフラット支持体を挿入し、このランフラット支持体により荷重を支えるようにしたものが多数知られている。これら中子方式のランフラット支持体のうちでも、特に本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してリムシート上に支持するようにしたランフラット支持体は、既存のホイールに構造上の変更を加えることなく、そのまま利用することができることから、その活用が期待されている。
【０００３】
この種のランフラット支持体には、ランフラット走行時における環状シェルの耐久性が要請されると共に、環状シェルの質量の大きさが回転時のフライホイール効果により車両の運動性能に大きな影響を及ぼすことから軽量化が強く要請されている。このため、従来、環状シェルを構成する金属板に多数の穴を設けて軽量化を図ったもの（例えば、特許文献１参照）、環状シェルをカーボン繊維で補強された熱硬化性樹脂で構成したもの（例えば、特許文献２参照）、中間を樹脂層にしてその内外両側に金属層を積層したサンドイッチ構造に構成にしたもの（例えば、特許文献３参照）などの提案がある。
【０００４】
しかしながら、第１番目の提案では金属板に設けられた多数の穴がランフラット走行時における亀裂の発生要因となって耐久性に問題があり、第２番目の提案では環状シェルが高コストになるという問題があり、さらに第３番目の提案では両面に金属を使うことから環状シェルの軽量化に限界があるという問題があり、いずれの提案にあっても、さらなる改良の余地を残していた。
【特許文献１】特開２００４−５１０８８号公報
【特許文献２】特開２００４−５８８６５号公報
【特許文献３】特開２００４−１４８９３５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、軽量化を維持しながら、耐久性を改良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、回転軸を含む横断面において、外周側を複数の凸状に膨出する支持部とこれら支持部の間を連結する凹状の連結部とに形成すると共に、内周側を前記支持部の両側からそれぞれ半径方向内側に延びて二股状に開脚する左右一対の脚部に形成した環状シェルと、該環状シェルの両脚部の先端にそれぞれ装着した弾性リングとから構成したランフラット支持体において、前記環状シェルの本体を金属又はセラミックスで構成すると共に、少なくとも前記連結部の内周面に、補強用長繊維を周方向に交差するように配置した繊維強化樹脂層を貼り合わせたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、環状シェルの本体を金属又はセラミックスで構成すると共に、この環状シェルにおいて最も大きな引張応力が発生する連結部の内周面に、補強用長繊維を周方向に交差するように配置した繊維強化樹脂層を貼り合わせたので、環状シェルの本体を構成する金属又はセラミックスの板厚を可及的に薄肉化して軽量化を図りながら、ランフラット走行時における環状シェルの破損を防止してランフラット支持体の耐久性を向上することができる。
【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。
図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤ用ランフラット支持体をリムに装着した状態を示すタイヤ／ホイール組立体の断面図、図２は図１のタイヤ／ホイール組立体からランフラット支持体を取り出して示す一部斜視図、図３は環状シェルの表面に貼り合わせる繊維強化樹脂層を示す一部平面図である。
【０００９】
図１において、空気入りタイヤ用ランフラット支持体１は、回転軸を含む横断面における外周側を複数（図では２つ）の凸状に膨出する支持部２ａ、２ａとこれら支持部２ａ、２ａの間を連結する凹状の連結部２ｂとに形成すると共に、内周側を支持部２ａ、２ａの両側から内側に延びて二股状に開脚する左右一対の脚部２ｃ、２ｃに形成した環状シェル２と、この環状シェル２の両脚部２ｃ、２ｃの先端にそれぞれ装着した弾性リング３，３とから構成し、弾性リング３，３をホイールのリムＲｍに支持するようにしている。
【００１０】
環状シェル２の本体は高張力鋼やステンレス鋼などからなる鋼、アルミニウムやマグネシウムなどからなる軽金属、又は酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化クロムなどの焼結材からなるセラミックスからなり、環状シェル２の表面のうち少なくとも連結部２ｂの内周面に、図３に示すように、補強用長繊維ｆを周方向に対して角度θで交差するように配置した繊維強化樹脂層４を貼り合わせている。繊維強化樹脂層４は、カーボン繊維、ケブラー繊維、ガラス繊維などの単一体又は複合体からなる補強用長繊維ｆに、熱硬化性又は熱可塑性の樹脂ｇを含浸させた複合体により構成されている。
【００１１】
これにより、環状シェル２の本体を構成する金属又はセラミックスの板厚を可及的に薄肉化して軽量化を図りながら、ランフラット走行時において最も大きな引張応力が発生する連結部２ｂの内周面を方向性を有する繊維強化樹脂層４により補強して環状シェル２の破損を防止することにより、ランフラット支持体の耐久性を向上することができる。
【００１２】
本発明において、繊維強化樹脂層４を、図１に示すように、支持部２ａ、２ａの内周面にも貼り合わせるようにするとよい。このようにランフラット走行時において引張応力を受ける支持部２ａ、２ａの内周面にも繊維強化樹脂層４を貼り合わせることにより、ランフラット支持体１の耐久性を一層向上させることができる。
【００１３】
上述する連結部２ｂ及び支持部２ａ、２ａの内周面に貼り合わせる繊維強化樹脂層４を構成する補強用長繊維ｆの周方向となす交差角度θは４５〜９０°、好ましくは７５〜９０°となるように設定するとよい。これにより、ランフラット走行時におけるランフラット支持体１の耐久性を一層効率よく向上させることができる。交差角度θが４５°未満では、環状シェル２の補強効果が不足して、所望のランフラット支持体１の耐久性向上効果が得られない場合がある。
【００１４】
さらに、繊維強化樹脂層４を、図１に示すように、左右一対の脚部２ｃ、２ｃの外周面にも貼り合わせるようにするとよい。これにより、ランフラット支持体１をリムＲｍに組み込む際において、環状シェル２の両脚部２ｃ、２ｃの外周面に加わる引張応力に対して環状シェル２の両脚部２ｃ、２ｃを繊維強化樹脂層４により補強することができるので、ランフラット支持体１の耐久性を一層確実に向上させることができる。
【００１５】
上述する脚部２ｃ、２ｃの外周面に貼り合わせる繊維強化樹脂層４を構成する補強用長繊維ｆの周方向となす交差角度θは３０〜６０°、好ましくは４０〜５０°に設定するとよい。これにより、ランフラット支持体１をリムＲｍに組み込む際におけるランフラット支持体１の耐久性を一層効率よく向上させることができる。交差角度θが３０°未満では、ランフラット支持体１をリムＲｍに組み込む際において、弾性リング３，３から受けるタイヤ回転軸方向に加わる力に対して強力を保持することが難しくなり、ランフラット支持体１の耐久性が低下することになる。一方、交差角度θが６０°超では、ランフラット走行時において、環状シェル２の両脚部２ｃ、２ｃに加わる周方向の力に対して強力を保持することが難しくなり、ランフラット支持体１の耐久性が低下することになる。
【００１６】
なお、連結部２ｂ、支持部２ａ、２ａの内周面、及び脚部２ｃ、２ｃの外周面にそれぞれ貼り合わせる繊維強化樹脂層４の幅ｗは、空気入りタイヤＴのサイズによって決定される環状シェル２の大きさに応じて設定されるが、通例、軽量化と耐久性とのバランスを考慮して、環状シェル２を平面に展開した場合の環状シェル２の総幅に対して１／８〜１／４の幅に設定するとよい。
【００１７】
なお、図１に示す実施形態では、繊維強化樹脂層４を環状シェル２における支持部２ａ、２ａと連結部２ｂとの内周面、及び脚部２ｃ、２ｃの外周面にそれぞれ貼り合わせた場合を示したが、繊維強化樹脂層４を配置する範囲はこれらに限られることなく、軽量化に対する犠牲を抑制する限度内において、繊維強化樹脂層４を貼り合わせる範囲を拡大することができる。
【００１８】
また、環状シェル２の表面に貼り合わせる繊維強化樹脂層４を、層間で補強用長繊維ｆの方向を互いに交差させた複数の積層体で構成するようにするとよい。これにより、環状シェル２の破損を一層効率よく防止することができる。この場合にあっても、軽量化に対する犠牲に配慮する必要がある。
【００１９】
本発明における補強用長繊維ｆは、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維から選ばれた少なくとも１種により構成するとよい。補強用長繊維ｆの形態は、特に限定されるものではなく、モノフィラメントであってもよく、又は互いに撚り合せられたコードであってもよい。
【００２０】
上述するランフラット支持体１は、図１に示すように、空気入りタイヤＴの空洞部に組み込まれた後、環状シェル２の両脚部２ｃ、２ｃの先端に装着した弾性リング３、３をホイールのリムＲｍに装着して、タイヤ／ホイール組立体が形成される。
【００２１】
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、環状シェルの本体を金属又はセラミックスで構成すると共に、環状シェルにおける少なくとも連結部の内周面に補強用長繊維を周方向に交差するように配置した繊維強化樹脂層を貼り合わせることにより、軽量化を維持しながら、ランフラット走行時におけるランフラット支持体の耐久性を向上させるもので、簡単な構成でありながら優れた効果を発揮することから、空気入りタイヤ用のランフラット支持体として幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤ用ランフラット支持体をリムに装着した状態を示すタイヤ／ホイール組立体の断面図である。
【図２】図１のタイヤ／ホイール組立体からランフラット支持体を取り出して示す一部斜視図である。
【図３】環状シェルの表面に貼り合わせる繊維強化樹脂層を示す一部平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  空気入りタイヤ用ランフラット支持体
２  環状シェル
２ａ  支持部
２ｂ  連結部
２ｃ  脚部
３  弾性リング
４  繊維強化樹脂層
ｆ  補強用長繊維
ｇ  樹脂
Ｔ  空気入りタイヤ
Ｒｍ  リム
【図１】
2007191086.tif 000003
【図２】
2007191086.tif 000004
【図３】
2007191086.tif 000005