(57)【要約】【課題】溶接部の破壊を好適に防止することができ、成形性と強度に優れた支持部材、並びに荷重に対して高い強度を示し優れたランフラット走行性が得られる空気入りランフラットタイヤを提供する。【解決手段】引張強度が６００Ｎ／ｍｍ２以上１２００Ｎ／ｍｍ２以下であり、且つ破断伸びが１０％以上であるステンレス鋼部材を用い、少なくとも板状の前記ステンレス鋼部材を環状に成形し、該ステンレス鋼部材の片端と他端とを溶接によって接着した溶接部を有し、前記溶接部の硬度の、非溶接部の硬度に対する比率が、＋２０％以内である支持部材、並びに該支持部材を備える空気入りランフラットタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が６００Ｎ／ｍｍ２以上１２００Ｎ／ｍｍ２以下であり、且つ破断伸びが１０％以上であるステンレス鋼部材を用い、
少なくとも板状の前記ステンレス鋼部材を環状に成形し、該ステンレス鋼部材の片端と他端とを溶接によって接着した溶接部を有し、
前記溶接部の硬度の、非溶接部の硬度に対する比率が、±２０％以内であることを特徴とする支持部材。
【請求項２】
空気入りタイヤの内部に配設され、ランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、前記支持部へ取り付けられ、前記空気入りタイヤと共にリムへ組み付けられて前記ランフラット走行時の荷重を前記リムへ支持させる弾性体の脚部と、を有し、
前記支持部として請求項１に記載の支持部材を用いることを特徴とする支持体。
【請求項３】
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、を備えるタイヤと、
前記タイヤを装着するリムと、
前記タイヤの内側に配設され、前記リムに組み付けられる請求項２に記載の支持体と、
を有す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、タイヤがパンクした際にその状態のまま相当の距離を走行し得るランフラットタイヤ、並びに該ランフラットタイヤに用いられる支持体および支持部材に関する。
【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」と称す。）として、タイヤの空気室内におけるリムの部分に、中子（支持体）を取り付けた中子タイプのランフラットタイヤが知られている。支持体は、タイヤ径方向外側へ突出してランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、この支持部の軸方向両側へ取り付けられてリムに組み付けられる脚部と、を備えている。
【０００３】
かかるランフラットタイヤの支持部として用いられる支持部材には、ランフラット走行時における車両の荷重を良好に支える観点から、張力の高い金属が好ましく用いられている。例えば、引張強度が５９０Ｎ／ｍｍ２以上１２８０Ｎ／ｍｍ２以下の高張力鋼板を用いた支持部材が示されている（例えば、特許文献１参照）。また、防錆の観点を考慮すると、特にステンレス鋼が好ましく用いられ、更にコストの面でフェライト系のステンレス鋼が好適に用いられる。
この高張力のステンレス鋼による支持部材は、まず板状のステンレス鋼部材を環状に成形し、片端部とその反対側の他端部とを溶接によって接着して溶接部を形成する。その後、ランフラット走行時に実際にタイヤのトレッド部裏面に接触する凸部や、凹部、脚部に埋設されるフランジ部などを有する所望の形状に成形するため、更にロールフォーミング加工等の塑性加工が施されて支持部材が作製される。
【特許文献１】特開２００４−３１４９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、高張力のステンレス鋼は、溶接の際の加熱によって溶接部が粗粒化し、延性、靭性が劣化すると共に粒界腐食が生じやすくなる性質がある。そのため、上記塑性加工において強力な圧力が加えられた際、硬度（強度）の不均一による応力の集中によって前記溶接部は破壊され、支持部材を形成することができない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、溶接部の破壊を好適に防止することができ、成形性と強度に優れた支持部材、荷重に対して高い強度を示し優れたランフラット走行性が得られる支持体、並びに荷重に対して高い強度を示し優れたランフラット走行性が得られる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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の支持部材は、引張強度が６００Ｎ／ｍｍ２以上１２００Ｎ／ｍｍ２以下であり、且つ破断伸びが１０％以上であるステンレス鋼部材を用い、少なくとも板状の前記ステンレス鋼部材を環状に成形し、該ステンレス鋼部材の片端と他端とを溶接によって接着した溶接部を有し、前記溶接部の硬度の、非溶接部の硬度に対する比率が、±２０％以内であることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の支持部材の作用を説明する。
空気入りランフラットタイヤの支持体に用いられる支持部材には、張力の高い金属が好ましく用いられ、特にステンレス鋼が好ましく用いられる。この高張力のステンレス鋼による支持部材は、まず板状のステンレス鋼部材を環状に成形し、片端部とその反対側の他端部とを溶接によって接着して溶接部を形成する。その後、ランフラット走行時に実際にタイヤのトレッド部裏面に接触する凸部や、凹部、脚部に埋設されるフランジ部などを有する所望の形状に成形するため、更にロールフォーミング加工等の塑性加工が施されて支持部材が作製される。しかし、高張力のステンレス鋼は、溶接の際の加熱によって溶接部が粗粒化し、延性、靭性が劣化すると共に粒界腐食が生じやすくなる性質がある。そのため、上記塑性加工において強力な圧力が加えられた際、硬度（強度）の不均一による応力の集中によって前記溶接部は破壊され、支持部材を形成することができない場合があった。
【０００８】
請求項１に記載の支持部材では、溶接部における硬度の、非溶接部における硬度に対する比率が±２０％以内に制御されていることから、延性、靭性の劣化や、粒界腐食を好適に防止することができ、塑性加工の際に生じる溶接部の破壊を防止することができ、成形性と共に強度に優れた支持部材を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の支持体は、空気入りタイヤの内部に配設され、ランフラット走行時に荷重を受ける環状の支持部と、前記支持部へ取り付けられ、前記空気入りタイヤと共にリムへ組み付けられて前記ランフラット走行時の荷重を前記リムへ支持させる弾性体の脚部と、を有し、前記支持部として請求項１に記載の支持部材を用いることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の支持体の作用を説明する。
成形性と共に強度に優れた前記請求項１に記載の支持部材を用いていることから、空気入りタイヤに装着され、タイヤの空気内圧が低下してランフラット走行となった際においても、荷重に対して高い強度を示し優れたランフラット走行性が得られる、支持体とすることができる。
【００１１】
請求項３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、を備えるタイヤと、前記タイヤを装着するリムと、前記タイヤの内側に配設され、前記リムに組み付けられる請求項２に記載の支持体と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の空気入りランフラットタイヤの作用を説明する。
荷重に対して高い強度を有する前記請求項２に記載の支持体を備えていることから、タイヤの空気内圧が低下してランフラット走行となった際においても、荷重に対して高い強度を示し優れたランフラット走行性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の支持部材、支持体並びに空気入りランフラットタイヤによれば、溶接部の破壊を好適に防止することができ、成形性と強度に優れ、良好なランフラット走行性が得られるという優れた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の支持部材は、空気入りランフラットタイヤにおける支持体の支持部として用いられる支持部材である。ここで、本発明における好ましい実施形態である第１の実施形態を図１に示す。図１のランフラットタイヤ１０は、一般的なホイルリム１２に空気入りタイヤ１４と、支持部材２６および脚部２８と、が組み付けられたものをいう。
【００１５】
支持部材２６および脚部２８を組み付けるリム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。この空気入りタイヤ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（図１に示す空気入りタイヤ１４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、カーカス２０のタイヤ軸方向外側をゴム層により覆って構成したタイヤサイド部２５と、を備える。図１に示すランフラットタイヤ１０は、一般的なタイヤ形状であるが、本発明は各種のタイヤ形状に適用できる。なお、図中「Ｏ」は、タイヤの回転軸心を、「ＣＬ」はタイヤ幅方向の中央で回転軸心Ｏに垂直であるタイヤ赤道面を示している。
【００１６】
第１の実施形態における支持部材２６は、両端部にそれぞれ接着された弾性体としての加硫ゴム製の脚部２８を介して空気入りタイヤ１４の内部に配設され、全体として環状の支持体として形成されている。脚部２８は、長手方向が環状とされている。
【００１７】
この脚部２８は、図１に示すように、リム組み付け時に空気入りタイヤ１４の内側でリム１２の外周にゴム弾性を利用して圧入等により組み付けられる。脚部２８に使用するゴム材料としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられ、これらは、単独で用いても、複数ブレンドして用いても良い。また、これらのゴム材料は、充填剤を含有しており、ゴムの硬度（Ｈｄ）は、充填剤の量により調整する。これらのゴム材料に配合することのできる充填剤としては、カーボンブラック、ＣａＣＯ３、胡粉、シリカ等が挙げられる。
【００１８】
脚部２８には、支持部材２６が接着されている。支持部材２６は、図１に示すように径方向外側に凸となる接触部としての凸部２６Ａと、その間に形成された径方向内側に凸となる凹部２６Ｂ、さらには凸部２６Ａの幅方向外側（凹部２６Ｂと反対側）に荷重を支持するサイド部２６Ｃが一体的に形成されている。サイド部２６Ｃの径方向内側の部分（リム側部分）には略タイヤ回転軸Ｏ方向に延在し、脚部に埋設される部分である取付部が形成され、該取付部の先端部には平面状に形成された基部としてのフランジ部２６Ｄが形成されている。支持部材２６は両端部をそれぞれインサートコアとしてモールド内へ装填し、ゴムにより一対の脚部２８を加硫成形すると同時に、この一対の脚部２８を支持部材２６の両端部にそれぞれ加硫接着することにより脚部２８と一体化される。
【００１９】
支持部材２６は、引張強度が６００Ｎ／ｍｍ２以上１２００Ｎ／ｍｍ２以下であり、且つ破断伸びが１０％以上である高張力のステンレス鋼部材から形成されている。また、溶接によって接着された溶接部を有し、該溶接部の硬度の非溶接部の硬度に対する比率（以下単に「溶接部の硬度変化率」と称すことがある）が±２０％以内に制御されている。
【００２０】
ここで、上記支持部材２６の製造方法について、図２を用いて説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、所定寸法に切断された板状のステンレス鋼部材２６０Ａを準備する。次いで、該ステンレス鋼部材２６０Ａを円環状に成形した後、図２（Ｂ）に示すように、片端部とその反対側の他端部とを溶接によって接着して溶接部２６２を形成し、環状のステンレス鋼部材２６０Ｂを得る。その後、図３に示すように、ロール３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃからなるロールフォーミング装置によって塑性加工（ロールフォーミング加工）が施され、凸部２６Ａや、凹部２６Ｂ、サイド部２６Ｃ、フランジ部２６Ｄなどを有する所望の形状に成形して、図２（Ｃ）に示す支持部材２６が製造される。尚、上記塑性加工の加工方法としては、図３に示すロールフォーミング加工のほか、ヘラ絞り加工、ハイドロフォーム加工等も挙げられる。
【００２１】
しかし、従来においては、張力が高い環状のステンレス鋼部材２６０Ｂは、溶接の際の加熱によって溶接部２６２が粗粒化し、延性、靭性が劣化すると共に粒界腐食が生じやすくなる性質がある。そのため、上記塑性加工において強力な圧力が加えられた際、硬度（強度）の不均一による応力の集中によって前記溶接部２６２は破壊され、その結果、支持部材２６を形成することができない場合があった。
【００２２】
これに対し、上記第１の実施形態に係る支持部材２６では、溶接部２６２における硬度の、非溶接部における硬度に対する比率（溶接部２６２の硬度変化率）が、前述の通り±２０％以内に制御されていることから、延性、靭性の劣化や、粒界腐食を好適に防止することができ、塑性加工の際に生じる溶接部の破壊を防止することができ、成形性と共に強度に優れた支持部材を得ることができる。
尚、上記溶接部２６２の硬度変化率は、更に±１５％以内であることが好ましく、±１０％以内であることが特に好ましい。
【００２３】
ここで、上記溶接部２６２および非溶接部の硬度とは、ビッカース硬度のことを指し、ＪＩＳ  Ｚ２２４４（ ２００３ 年）に規定のビッカース硬さ試験−試験方法によって測定することができる。
【００２４】
尚、非溶接部の硬度（即ち、用いるステンレス鋼部材の硬度）は、２００Ｈｖ以上であることが好ましい。
【００２５】
支持部材２６における、溶接部２６２の硬度変化率を前述の範囲に制御するには、用いるステンレス鋼部材の成分を調整することによって行うことができる。具体的には、成分中のＣ，Ｎの含有量を低減する方法、Ｔｉ，Ｎｂの含有量を増加する方法等を挙げることができる。尚、より好ましくは、溶接部２６２の形成条件（溶接条件）を考慮して成分を調整することが好ましい。
【００２６】
また、上記支持部材２６に用いられるステンレス鋼部材は、前述の通り引張強度が６００Ｎ／ｍｍ２以上１２００Ｎ／ｍｍ２以下である。引張強度が上記下限値より低い場合、ランフラット走行によって支持部材２６が形状変化を生じてしまう。また、引張強度が上記上限値より高い場合、ステンレス鋼部材自体の靭性が低下し、ランフラット走行時の衝撃で支持部材２６の破損が発生する。
尚、上記引張強度は、ＪＩＳ  Ｚ２２４１（ １９９８ 年）に規定の金属材料引張試験方法によって測定することができる。
【００２７】
また、上記支持部材２６に用いられるステンレス鋼部材は、前述の通り破断伸びが１０％以上であるが、上記範囲は更に、２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることが特に好ましい。破断伸びが上記下限値より低い場合、支持部材２６の製造時に生じる歪みや応力に起因して亀裂等の加工欠陥が発生する。該加工欠陥は、ランフラット走行時の負荷、振動、衝撃等により成長し、支持体２６を破損させる原因となる。
尚、上記破断伸びは、ＪＩＳ  Ｚ２２４１（ １９９８ 年）に規定の金属材料引張試験方法によって測定することができる。
【００２８】
ここで、上記第１の実施形態では、断面視にて等しい２つの凸部２６Ａを有する支持部材２６を用いているが、例えば、１つの凸部２６Ａを有する支持部材を用いても良く、支持部材の形状はこれに限定されない。
【００２９】
また、脚部２８の全体形状は上記第１の実施形態に示す形状には限定されず、断面視にて矩形状や、円形状等の他の形状であっても良い。
【実施例】
【００３０】
引張強度が７００Ｎ／ｍｍ２、破断伸びが２５％以上３０％以下のフェライト系ステンレス鋼部材において、成分（Ｃ，Ｎ，Ｔｉ，Ｎｂの含有量）を調整することにより、溶接部の硬度変化率（溶接部の硬度の非溶接部の硬度に対する比率）が下記表１に記載の数値となる板状のステンレス鋼部材（１）〜（１１）を準備した。尚、非溶接部の硬度（即ち、用いるステンレス鋼部材の硬度）は２１０Ｈｖであった。
【００３１】
上記板状のステンレス鋼部材（１）〜（１１）を円環状に成形し、片端部とその反対側の他端部とを溶接によって接着して溶接部を形成した。
次いで、ロールフォーミング加工を施すことにより、支持部材を製造した。
【００３２】
［評価］
−コスト−
フェライト系ステンレス鋼部材を用いることにより、他のステンレス鋼部材を用いた場合に比べて、１５％のコストダウンを達成することができた。
【００３３】
−機械的性能−
３００ｋｍのランフラット走行を実施し、ランフラット走行の安定性を評価した。結果を下記表１に示す。（良好：○、不安定：×）
【００３４】
−防錆性能−
ＪＩＳ−Ｚ２３７１に示されるＳＳＴ（ソルトスプレー（塩水噴霧）テスト）を１５００時間実施し、錆の発生具合を評価した。尚、評価基準として、鉄に防錆塗装を施した材料を用いた場合１２００時間で錆が発生する。結果を表１に示す。（未発生：○、発生：×）
【００３５】
−成形性−
前記ロールフォーミング加工の際に、割れが発生するか否かを評価した。結果を表１に示す。（未発生：○、発生：×）
【００３６】
【表１】
2009073254.tif 000002
【００３７】
尚、上記表１において、比較例における機械的性能評価（※印部分）は、成形時における割れの発生により、試験を行うことができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の支持部材を備えた空気入りランフラットタイヤのリム装着時におけるタイヤ回転軸に沿って切断した断面図である。（タイヤ回転軸Ｏに沿った断面のうち、上側部分のみを示す。）
【図２】（Ａ）は本発明の支持部材の製造に用いる板状のステンレス鋼部材を、（Ｂ）は円環状に成形し且つ溶接部を成形した環状のステンレス鋼部材を、（Ｃ）は本発明の支持部材を、示す斜視図である。
【図３】図２（Ｂ）に示す環状のステンレス鋼部材に塑性加工を施すロールフォーミング装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
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
１８    ビード部
２０    カーカス
２４    トレッド部
２５    タイヤサイド部
２６    支持部材
２６Ａ  凸部
２６Ｂ  凹部
２６Ｃ  サイド部
２６Ｄ  フランジ部
２８    脚部
３０    ロールフォーミング装置
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  ロール
２６０Ａ  板所のステンレス鋼部材
２６０Ｂ  環状のステンレス鋼部材
２６２    溶接部
【図１】
2009073254.tif 000003
【図２】
2009073254.tif 000004
【図３】
2009073254.tif 000005