JP2009073254A - Support member, support body, and pneumatic run-flat tire - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a run-flat tire that can travel a considerable distance as it is when the tire is punctured, and a support and a support member that are used in the run-flat tire.
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。 Run-flat running with pneumatic tires is possible, that is, tires that can run with a certain distance even when punctured and the tire internal pressure becomes 0 kgf / cm 2 (hereinafter referred to as “run-flat tires”). As such, a core type run-flat tire in which a core (support) is attached to a rim portion in the air chamber of the tire is known. The support body includes an annular support portion that protrudes outward in the tire radial direction and receives a load during run-flat travel, and leg portions that are attached to both sides in the axial direction of the support portion and are assembled to the rim.
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。
The supporting member made of high-strength stainless steel is formed by first forming a plate-shaped stainless steel member into an annular shape, and bonding one end portion and the other end portion on the opposite side by welding to form a welded portion. After that, in order to form a desired shape having a convex portion that actually contacts the back surface of the tread portion of the tire during run-flat running, a concave portion, a flange portion embedded in the leg portion, etc., further plastic processing such as roll forming processing is performed. It is given and a support member is produced.
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。 However, high-tensile stainless steel has the property that the weld becomes coarser due to heating during welding, and ductility and toughness are deteriorated and intergranular corrosion is likely to occur. Therefore, when a strong pressure is applied in the plastic working, the welded portion may be destroyed due to stress concentration due to non-uniform hardness (strength), and a support member may not be formed.
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。 In consideration of the above facts, the present invention can suitably prevent fracture of the welded part, a support member excellent in formability and strength, high strength against load, and excellent run flat travelability. It is an object of the present invention to provide a pneumatic run-flat tire that exhibits high strength against load and excellent run-flat running performance.
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。 Support member according to claim 1, the tensile strength is at 600N / mm 2 or more 1200 N / mm 2 or less, and a stainless steel member breaking elongation is 10% or more, at least the plate of the stainless steel member It has a welded part that is formed into an annular shape and one end and the other end of the stainless steel member are bonded together by welding, and the ratio of the hardness of the welded part to the hardness of the non-welded part is within ± 20%. Features.
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。
The operation of the support member according to claim 1 will be described.
A metal having high tension is preferably used for the support member used for the support of the pneumatic run-flat tire, and stainless steel is particularly preferably used. The supporting member made of high-strength stainless steel is formed by first forming a plate-shaped stainless steel member into an annular shape, and bonding one end portion and the other end portion on the opposite side by welding to form a welded portion. After that, in order to form a desired shape having a convex portion that actually contacts the back surface of the tread portion of the tire during run-flat running, a concave portion, a flange portion embedded in the leg portion, etc., further plastic processing such as roll forming processing is performed. It is given and a support member is produced. However, high-tensile stainless steel has the property that the weld becomes coarser due to heating during welding, and ductility and toughness are deteriorated and intergranular corrosion is likely to occur. Therefore, when a strong pressure is applied in the plastic working, the welded portion may be destroyed due to stress concentration due to non-uniform hardness (strength), and a support member may not be formed.
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。 In the support member according to claim 1, since the ratio of the hardness in the welded portion to the hardness in the non-welded portion is controlled within ± 20%, ductility, toughness deterioration and intergranular corrosion are suitably prevented. Therefore, it is possible to prevent the welded portion from being broken during the plastic working, and to obtain a support member that is excellent in formability and strength.
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。 The support body according to claim 2 is disposed inside the pneumatic tire, and is attached to the annular support portion that receives a load during run-flat traveling, the support portion, and is assembled to the rim together with the pneumatic tire. And a support member according to claim 1, wherein the support member according to claim 1 is used as the support portion.
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。
The operation of the support according to claim 2 will be described.
Since the support member according to claim 1 having excellent formability and strength is used, even when it is mounted on a pneumatic tire and the air pressure of the tire is reduced to run flat, On the other hand, it is possible to provide a support that exhibits high strength and provides excellent run-flat running properties.
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。 The pneumatic run-flat tire according to claim 3 is a carcass formed in a toroid shape between a pair of bead cores, a side rubber layer that is disposed on the outer side in the tire axial direction of the carcass and forms a tire side portion, and the carcass A tire comprising a tread rubber layer disposed outside the tire in the radial direction of the tire and constituting a tread portion, a rim on which the tire is mounted, an inner side of the tire, and assembled to the rim. And a support described above.
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。
The operation of the pneumatic run-flat tire according to claim 3 will be described.
Since the support body according to claim 2 having a high strength against a load is provided, even when the tire has a low air pressure and run-flat running, a high strength against the load is exhibited. Excellent run-flat running performance can be obtained.
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。 As described above, according to the support member, the support body, and the pneumatic run flat tire of the present invention, it is possible to suitably prevent the welded portion from being destroyed, and it has excellent formability and strength, and good run flat running performance. The excellent effect that can be obtained can be obtained.
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。
The support member of this invention is a support member used as a support part of the support body in a pneumatic run flat tire. Here, FIG. 1 shows a first embodiment which is a preferred embodiment of the present invention. The run
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
A
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。
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。
Here, the manufacturing method of the said supporting
First, as shown in FIG. 2A, a plate-like
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。
However, conventionally, the annular
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。
On the other hand, in the
The hardness change rate of the welded
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。
Here, the hardness of the welded
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。 In addition, it is preferable that the hardness (namely, hardness of the stainless steel member to be used) of a non-welded part is 200 Hv or more.
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。
In order to control the hardness change rate of the welded
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。
Further, stainless steel member used in the
The tensile strength can be measured by a metal material tensile test method specified in JIS Z2241 (1998).
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。
Further, as described above, the stainless steel member used for the
The elongation at break can be measured by a metal material tensile test method specified in JIS Z2241 (1998).
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。
Here, in the first embodiment, the
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。
Further, the overall shape of the
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。 In ferritic stainless steel members having a tensile strength of 700 N / mm 2 and a breaking elongation of 25% or more and 30% or less, by adjusting the components (contents of C, N, Ti, Nb), the rate of change in hardness of the weld zone Plate-shaped stainless steel members (1) to (11) having a ratio of the hardness of the welded portion to the hardness of the non-welded portion shown in Table 1 below were prepared. The hardness of the non-welded part (that is, the hardness of the stainless steel member used) was 210 Hv.
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。
The plate-like stainless steel members (1) to (11) were formed into an annular shape, and one end portion and the other end portion on the opposite side were bonded together to form a welded portion.
Subsequently, the supporting member was manufactured by performing a roll forming process.
[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。
[Evaluation]
-Cost-
By using a ferritic stainless steel member, it was possible to achieve a 15% cost reduction compared to the case of using other stainless steel members.
−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:×)
-Mechanical performance-
A 300 km run-flat run was performed and the stability of the run-flat run was evaluated. The results are shown in Table 1 below. (Good: ○, unstable: ×)
−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:×)
-Rust prevention performance-
SST (Salt spray (salt spray) test) shown in JIS-Z2371 was carried out for 1500 hours to evaluate the occurrence of rust. In addition, rust generate | occur | produces in 1200 hours when the material which gave rust prevention coating to iron is used as evaluation criteria. The results are shown in Table 1. (Not generated: ○, generated: ×)
−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:×)
-Formability-
Whether or not cracking occurred during the roll forming process was evaluated. The results are shown in Table 1. (Not generated: ○, generated: ×)
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。 In Table 1, the mechanical performance evaluation (marked with *) in the comparative example could not be tested due to the occurrence of cracks during molding.
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 Tensile strength is at 600N / mm 2 or more 1200 N / mm 2 or less, and a stainless steel member breaking elongation is 10% or more,
At least a plate-like stainless steel member is formed into an annular shape, and has a welded portion in which one end and the other end of the stainless steel member are bonded by welding,
A ratio of the hardness of the welded portion to the hardness of the non-welded portion is within ± 20%.
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。 An annular support portion that is disposed inside the pneumatic tire and receives a load during run-flat travel, and is attached to the support portion and assembled to the rim together with the pneumatic tire to load the load during the run-flat travel And an elastic leg to be supported by
The support body of Claim 1 is used as the said support part, The support body characterized by the above-mentioned.
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。 A carcass formed in a toroid shape between a pair of bead cores, a side rubber layer that is disposed on the outer side in the tire axial direction of the carcass to form a tire side portion, and a tread portion that is disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass A tire having a tread rubber layer,
A rim for mounting the tire;
The support according to claim 2, which is disposed inside the tire and is assembled to the rim.
A pneumatic run-flat tire comprising:
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---|---|---|---|
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