专利名称：泄气保用轮胎用的支承体及其制造方法和泄气保用轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及在轮胎泄气时，为使车辆在泄气的状态下能行驶相当距离而配置在轮胎的内部的环状的充气式泄气保用轮胎用的支承体及其制造方法和使用该泄气保用轮胎用的支承体的充气式泄气保用轮胎。
背景技术：
例如，在日本特开平10-297226号公报中，公开了一种轮胎(带芯轮胎)，该轮胎是充气轮胎，可进行泄气轮胎行驶，即，即使因泄气而使得轮胎内压成为大致0气压(表压)，也能稳定地行驶(泄气轮胎行驶)一定距离的轮胎(下面称为泄气保用轮胎)，在轮胎的空气室内的轮圈的部分上安装了由例如高强度钢、不锈钢等金属材料构成的泄气保用轮胎用的支承体(下面简单地称为「支承体」)。
另外，这种泄气保用轮胎用的支承体，已知的支承体包括圆筒状的壳体和分别硫化粘接在该壳体的两端部上的橡胶制的腿部，其壳体是在安装在轮圈上的轮胎的径向截面上具有2个凸部的形状。这样的壳体是例如把由高强度钢等构成的金属圆筒作为成形原材料，经过包括对该金属圆筒进行旋压加工、辊轧成形加工、液压成形加工等塑性加工的工序来制造的。
上述那样的壳体，为了确保足够的强度，在实用上，很多场合把高强度钢作为原材料成形的，在把它们作原材料的场合，由于支承体的重量变重，从而具有车辆的操作安全性下降和燃料消耗增高的问题。
为了消除这些问题，试着选择轻质的铝合金(含有Al纯度99％以上的铝)等作为原材料来制造上述壳体。在这种情况下，一般，为了使支承体具有高强度，最好选择由热处理得到了高强度的JIS称为5000号段、6000号段及7000号段的铝合金。但是，由这些铝合金构成的成形原材料(下面称「铝材」)延展性小，用以往进行的液压成形或辊轧成形加工来制造支承体时，会在材料上产生裂纹等，从而难以稳定地制造支承体。
特别，由于用液压成形加工(塑性变形)时间需要2秒左右，作为加工对象的铝材料，因其特性而在变形时产生加工硬化，从而使得其延展性变小，存在在由铝材料成形的支承体(壳体)上产生裂纹的问题。
为了消除上述问题，本申请的发明人，对以铝合金为原材料且由电磁成形(电磁扩管成形)进行的壳体制造进行了研究及开发。采用该电磁成形，由于用极短的时间(通常在0.1秒或0.1秒以内)可以把铝材料加工成所希望的形状，所以可以使铝材料在超塑性变形的区域变形来成形壳体，可以有效地防止由加工硬化的影响而在塑性变形量大的部分上产生裂纹和弯曲等。
发明内容
考虑上述事实，本发明的目的在于提供能实现充分轻量化及高耐久性，而且具有以高精度成形为规定的形状的壳体构件的泄气保用轮胎用的支承体及其支承体的制造方法和使用前述支承体的充气式泄气保用轮胎。
为了达到上述目的，本发明的第1技术方案的泄气保用轮胎用的支承体是环状的支承体，它配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，在泄气轮胎行驶时能支承轮胎负荷，其特征在于，具有安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件，该壳体构件以铝合金为原材料并由电磁成形而成。
下面对第1技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
作为由铝合金(含有纯度99％或99％以上的铝)构成的成形原材料(铝材)，例如在使用圆筒状的铝管的场合，由于由作为电磁成形的一种的电磁扩管成形方法成形该铝筒来制造支承体的壳体构件，所以壳体构件在短时间内被高效率地成形，同时可以得到形成为规定形状的重量轻的壳体构件。
这样，通过把配置了具有规定的形状的轻量化的壳体构件的支承体的充气泄气保用轮胎安装在车辆上，可以提高车辆的操作安全性和降低车辆的燃料消耗。
另外，第2技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第1技术方案中，在前述壳体构件上形成有直径0.5mm～10.0mm的孔部。
下面对第2技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在把具有前述壳体构件的支承体安装在充气轮胎内的场合，充气轮胎内部的空气室由作为环状体的支承体分隔成径向外侧和内侧。因此，在壳体构件上没有孔部的场合，缓冲来自路面的振动的功能的部分被限定在空气室的一部分(只有径向外侧)上，由于在没有支承体的场合在行驶时被加热的空气室的空气与轮圈接触而被冷却的散热作用被限定在空气室的一部分(只有径向内侧)的空气上，其他部分(径向外侧)的空气有过热的危险。
可是，在第2技术方案中，由于在壳体构件上形成有孔部，所以在把具有该孔部的支承体安装在充气轮胎上的场合，空气室中夹持支承体的径向外侧和径向内侧相连通，具有良好的乘车舒适性和散热作用。
再有，当孔部的直径小于0.5mm时，空气的连通状态受损，不能良好地实现上述的作用。当孔部的直径大于10.0mm时，使得支承体的强度不足，不能支承车辆的负荷。因此，通过把孔部的直径定在0.5mm～10.0mm的范围内，可以确保支承体的强度，同时可以良好地实现上述作用。
另外，第3技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第1技术方案或第2技术方案中，前述铝合金是Al-Mg系铝合金、Al-Mg-Si系铝合金及Al-Zn系铝合金之任何一种铝合金。
下面对第3技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
通过把Al-Mg系铝合金(例如，JIS称为5000号段)，Al-Mg-Si系铝合金(例如，JIS称为6000号段)及Al-Zn系铝合金(例如，JIS称为7000号段)的任何一种铝合金作为原材料来成形壳体构件，根据需要对该壳体构件实施规定的热处理，从而可以制造出具有足够强度的支承体。
另外，第4技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第1～第3技术方案的任一项中，前述壳体构件，在径向截面上具有向径向外侧突出的2个凸部。
下面对第4技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在把具有前述壳体构件的支承体安装在充气轮胎上的场合，在充气轮胎泄气而由壳体构件支承负荷时，向径向外侧突出的凸部与踏面接触。因此，可以由2个凸部分散作用在壳体构件上的负荷而良好地支承负荷。
另外，第5技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第4技术方案中，前述壳体构件的凸部的最大外径A和在2个上述凸部之间形成的凹部的最小外径B的比率B/A是0.60～0.95。
下面对第5技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在无气压行驶时，在充气轮胎的踏面部承受来自路面的负荷的场合，踏面部进行变形，而沿宽度方向向内周侧鼓出，产生踏面部的中央附近进入2个凸部之间(凹部内)的现象。这时，由于预先将壳体构件的凸部的最大外径A和形成在2个凸部之间的凹部的最小外径B的比率B/A设定为0.6～0.95，所以在经踏面部承受来自路面的负荷的壳体构件上，在2个凸部上分别作用向宽度方向外侧的分力，该分力使支承体产生变形，使之向宽度方向外侧扩大。其结果，在泄气轮胎行驶时，由于支承体的两端部(腿部))向轮圈施加的压接力增大，支承体与轮圈的连接强度变高，由此可以防止支承体相对轮圈偏移或支承体从轮圈上脱落。
另外，第6技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第1～第5技术方案的任一项中，前述壳体构件的板厚是0.5mm～7.0mm。
另外，第7技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，在泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，具圆筒状壳体，该壳体在前述支承体的径向截面上设有分别向径向外侧突出的至少2个凸部，该壳体安装在轮圈的外周侧，在前述凸部的位于最外周侧的顶部附近在全周上沿圆周方向连续地形成截面呈蜂窝状的肋。
下面对第7技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
把具有至少2个凸部的支承体配置在充气轮胎的内部，在用该充气轮胎进行泄气轮胎行驶的场合，在凸部与踏面接触的同时进行泄气轮胎行驶。由于设有至少2个凸部，由于来自踏面的负荷向多点分散后作用在壳体构件上，所以可以减轻泄气轮胎行驶时的壳体构件的负荷。
但是，在泄气轮胎行驶时，由于行驶时来自路面的负荷集中在壳体构件的凸部的顶部附近，所以在壳体构件上，凸部的顶部附近成为容易产生裂纹和凹陷等损伤的部分，该顶部分附近的强度对壳体构件的耐久性有很大的影响。
因此，在第7技术方案的泄气保用轮胎用的支承体上，通过在凸部的顶部附近形成沿圆周方向在全周上延伸设置的肋，可以使凸部的顶部附近的弯曲强度、压曲强度等耐负荷强度提高，使之与壁厚化到与肋的厚度大致相同时的强度大致相等，因此可以有效地防止来自路面的冲击等负荷使凸部的顶部附近产生裂纹、凹陷等损伤。
这时，通过把肋的沿圆周方向的断面形状做成大致蜂窝状(通常是六角形状)，与设置其他形状的肋(例如，沿圆周方向延伸的环状的肋)的场合相比，可以有效地提高凸部的顶部附近的强度。
但是，在此所谓的蜂窝状的肋，是指在一般的蜂窝构造中使用的广义的肋，例如，也包含偏六角形、用4点与6个隔壁接合的四角形状、正弦波形状、多波形状等。
另外，第8技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第7技术方案中，在前述壳体构件上形成有直径0.5mm～10.0mm的孔部。
另外，第9技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第7技术方案或第8技术方案中，以Al-Mg系铝合金、Al-Mg-Si系铝合金及Al-Zn系铝合金的任何一种铝合金为原材料由电磁成形方法成形前述壳体构件。
对于第9技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用，由于与第3技术方案相同，故省略其说明。
另外，第10技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体的制造方法，其特征在于，具有把由铝合金构成的圆筒状的铝管设置在成形工具内的第1工序；装填用于防止前述铝管的上下方向位置偏移的工具的第2工序；在前述铝管内插入线圈，向线圈通入电流，使前述铝管向径向外侧膨胀变形来成形安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件的第3工序。
下面对第10技术方案的支承体的制造方法的作用进行说明。
在用液压成形方法成形支承体的壳体构件的场合，存在由变形时的加工硬化阻碍变形的可能性。
可是，在第10技术方案的支承体的制造方法中，通过把铝管设置在成形工具内，在装填了防止位置偏移的工具后，向铝管内插入线圈并向线圈通入电流，即，通过用电磁成形(电磁扩管成形)使铝管膨胀变形来成形壳体构件。这样，由于用电磁成形方法成形壳体构件，所以成形时间为0.1秒或0.1秒以下，不用担心变形时的加工硬化阻碍变形。即，可以把壳体构件成形成所希望的形状。
再有，在顶部附近具有蜂窝状的肋的壳体构件，通过例如把Al-Mg系铝合金、Al-Mg-Si系铝合金及Al-Zn系铝合金作为原材料进行电磁成形(电磁扩管成形)，可以高效率地制造支承体。
另外，第11技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在第10技术方案中，在前述第3工序后，具有在前述壳体构件上形成直径0.5mm～10.0mm的孔部的工序。
下面对第11技术方案的支承体的制造方法的作用进行说明。
通过在成形成规定的形状的壳体构件上设置直径0.5mm～10.0mm的孔部，用把具有该壳体构件的支承体安装在充气轮胎上的泄气保用轮胎，可以良好地确保通常行驶时的上述乘坐舒适性和散热作用。
另外，第12技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，在泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体的制造方法，其特征在于，具有把由铝合金构成的圆筒状的铝管设置在成形工具内的第1工序；装填用于防止前述铝管的上下方向位置偏移的工具的第2工序；在前述铝管内插入线圈，向线圈通入电流，使前述铝管向径向外侧鼓出变形来成形安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件，同时，在鼓出变形时，在前述支承体上形成直径0.5mm～10.0mm的孔部的第3工序。
下面对第12技术方案的支承体的制方法的作用进行说明。
在为了使支承体的壳体构件轻量化而选择铝合金作为材料的场合，当由液压成形方法成形支承体时，存在由于变形时的加工硬化阻碍其变形的危险。
但是，在第12技术方案的支承体的制造方法中，通过把铝管设置在成形工具内，在铝管内插入线圈，向线圈通入电流，即，用电磁成形(电磁扩管成形)使铝管膨胀变形来成形壳体构件。这样由于用电磁成形方法成形壳体构件，所以成形时间非常短(0.1秒或0.1秒以下)不会因变形时的加工硬化阻碍变形。即，可以把壳体构件成形为所希望的形状。
而且，通过把具有形成有直径0.5mm～10.0mm的孔部的壳体构件的支承体配置在充气泄气保用轮胎内，把该充气泄气保用轮胎安装在车辆上，可以良好地确保车辆的乘坐舒适性和轮胎的散热作用。特别是，由于可以与铝管的膨胀变形(壳体构件的成形)同时形成孔部，所以可以进一步提高壳体构件的制造效率。
另外，第13技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，是第7～第9技术方案的任一项所述的支承体的制造方法，具有把由铝合金构成的圆筒状的铝管设置在成形工具内的第1工序；装填用于防止前述铝管的上下方向位置偏移的工具的第2工序；在前述铝管内插入线圈，向线圈通入电流，使前述铝管向径向外侧膨胀变形来形成前述壳体构件的第3工序，在前述第3工序中，由设置在前述成形工具的内周面上且沿圆周方向的断面为蜂窝状的突起部，使前述凸部的顶部附近塑性变形而在该顶部附近形成前述肋。
下面对第13技术方案的支承体制造方法的作用进行说明。
在为了支承体的壳体构件轻量化而选择铝合金作为材料的场合，例如，当用液压成形方法进行成形上述壳体时，由于塑性变形时的加工硬化的影响，变形阻力增加，存在塑性的变形被阻碍的危险。
可是，在本发明的成形方法中，通过把铝管设置在成形工具内，在铝管内插入线圈，向线圈通入电流，即，用电磁成形(电磁扩管成形)使铝管膨胀变形，成形了具有至少2个凸部的壳体构件。这样，由于用电磁成形方法成形了壳体构件，所以与液压成形方法相比，成形时间非常短(0.1秒或0.1秒以下)，没有因塑性变形时的加工硬化而使变形被阻碍的危险。即，由于是在使原材料不受加工硬化影响变形的超塑性变形的区域进行铝管的变形，所以不会产生裂纹、弯曲等，可以把壳体构件成形为所希望的形状。
但是，在由上述那样的电磁成形方法成形具有向径向外侧突出的凸部的壳体构件的场合，变形量大的凸部的顶部附近被拉伸，其壁厚比其他部分薄。该壳体构件的凸部的顶部附近是泄气轮胎行驶时来自路面的负荷集中的部分，在把该壳体用于泄气轮胎行驶的场合，存在来自路面的负荷使凸部的顶部附近产生凹陷和裂纹的危险。
因此，在第13技术方案的支承体的制造方法中，在电磁成形具有凸部的壳体构件之际，由设置在成形工具的内周面上且沿圆周方向的截面为蜂窝状的突起部，使凸部的顶部附近塑性变形而沿圆周方向在全周上形成肋。由此，由于使壁厚比其他部分薄的凸部的顶部附近得到与壁厚化到与肋的厚度相同程度的场合大致相同的效果，所以可以大幅度地增加凸部的顶部附近的弯曲强度、压曲强度等耐负荷强度。其结果，可以有效地防止来自路面的冲击等负荷使凸部的顶部附近产生的裂纹、凹陷等损伤。
这时，与壳体构件的凸部一样，由于蜂窝状的肋也是在可不受加工硬化影响使原材料变形的超塑性变形的区域被成形的，所以可以在不使其产生裂纹、折曲等的情况下，可以把肋成形为所希望的形状。
另外，由于把肋的沿圆周方向的截面形状形成为大致蜂窝状(通常是六角形状)，所以与设置其他形状的肋(例如，沿圆周方向延伸的环状的肋)的场合相比，可以有效地提高凸部的顶部附近的强度。
但是，在此所谓的蜂窝状的肋，是指在一般的蜂窝构造中使用的广义的肋。例如，也包含偏六角形、以4点与6个隔壁接合的四角形状、正弦波形状、多波形状等的肋。
另外，第14技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在第13技术方案中，在前述第3工序中，由设置在前述成形工具的内周面上且沿圆周方向的断面为蜂窝状的突起部，使前述凸部的顶部附近塑性变形，而在该顶部附近形成前述肋，同时把直径0.5mm～10.0mm的孔部形成在前述壳体构件上。
另外，第15技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在第13技术方案中，在前述第3工序后，还具有在前述壳体构件上形成直径0.5mm～10.0mm的孔部的工序。
另外，第16技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在第1～第15技术方案的任一技术方案中，在前述第3工序中，在膨胀变形时夹在铝管和成形工具之间的空气经设置在成形工具上的排气孔排出到外部。
下面对第16技术方案的支承体的制造的作用进行说明。
在第16技术方案中，通过电磁成形将铝管来成形支承体，但由于根据电磁成形可以瞬间(通常是0.1秒内)把铝管变形成所需要的形状，所以存在于铝管和金属模之间的空气在铝管的膨胀变形时不能良好地排出，存在支承体不能良好成形的危险。但是，在第1 6技术方案中，在电磁成形时，存在于铝管和成形工具之间的空气从设置在成形工具上的排气孔被良好地排出，支承体被良好地成形为规定的形状。
另外，第17技术方案的泄气保用轮胎，其特征在于，具有安装在轮圈上的轮胎和第1～第9技术方案之任一项技术方案支承体，该轮胎具有跨越一对胎圈芯之间并形成为环状的胎体、配置在前述胎体的轮胎轴向外侧构成轮胎侧部的侧橡胶层和配置在前述胎体的轮胎径向外侧构成踏面部的踏面橡胶层；上述支承体配置在前述轮胎的内侧，与前述轮胎一起组装在轮圈上。
下面对第17技术方案的充气泄气保用轮胎的作用进行说明。
在充气轮胎的内压降低时，由于配置在轮胎空气室内的支承体代替侧橡胶层支承踏面部，所以可以无气压行驶。
这时，由于支承体的壳体构件是用铝合金通过电磁成形成形的构件，所以被良好地成形为规定的形状，而且被轻量化。因此，可以提高安装了该泄气保用轮胎的车辆的操作安全性的和降低其燃料消耗。
另外，第18技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，在前述支承体的径向截面上，设置分别向径向外侧突出的至少2个凸部，具有安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件，在前述凸部上，形成沿其壁厚方向贯通的多个孔部。
下面对第18技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在泄气轮胎行驶时，由泄气保用轮胎用支承体代替充气轮胎来承受负荷，但在为了谋求泄气保用轮胎的轻量化而使壳体构件的板厚减少的场合，存在因刚性下降而使壳体构件变形的可能性。但是，在第18技术方案中，由于在壳体构件的凸部上形成多个孔部，即使没有使壳体构件薄壁化，也可以在抑制强度下降的同时使壳体构件轻量化。
另外，第19技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第18技术方案中，前述壳体构件是用铝合金、高强度钢及不锈钢的任何一种材料作为原材料成形的。
下面对第19技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
通过把铝合金、高强度钢及不锈钢的任何一种作为原材料来成形壳体构件，并根据需要实施规定的热处理，与由其他材料成形壳体构件的场合相比，由于得到了强度和重量的平衡良好的壳体构件，所以可以制造具有足够强度的重量轻的支承体。
另外，第20技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第18～第19技术方案中，在前述凸部中，多个前述孔部的面积与包含前述孔部的面积在内的总面积之比为1～50％。
下面对第20技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在多个孔部的面积与凸部的包含多个孔部的面积之比不到1％的场合，使壳体构件的轻量化的效果小，而且也不能充分地得到由壳体构件划分的泄气保用轮胎内内周侧空间和外周侧的空间的空气的流通性。另外，在凸部中的多个孔部的面积与凸部的包含多个孔部在内的面积之比超过50％的场合，壳体构件的凸部的强度及耐久性大大降低。
从而，通过把凸部中的多个孔部的面积与凸部的包含多个孔部的面积在内的面积之比设定为1％～50％，在确保使壳体构件的轻量化的效果的同时，可以维持壳体构件的强度及耐久性。另外，由于可以充分确保由壳体构件划分的泄气保用轮胎内的内周侧的空间和外周侧的空间的空气的流通性，所以，通过轮圈的冷却效果可以有效地防止充气轮胎中的面向外周侧的空间的部分的过热。
另外，第21技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第18～第20技术方案中，在前述壳体构件中的从前述凸部的宽度方向外侧的端部向外周侧延伸的侧部上形成沿其壁厚方向贯通的多个孔部。
下面对第21技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在第21技术方案中，由于除了壳体构件的凸部而外，在侧部上也形成多个孔部，所以与只在凸部上形成孔部的场合比较，可以使壳体构件更加轻量化。
另外，第22技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第21技术方案中，在前述侧部中，多个前述孔部的面积与包含前述多个孔部的面积在内的总面积之比为1～50％。
下面对第22技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在侧部中的其多个孔部的面积与侧部的包含多个孔部的面积在内的面积之比不到1％的场合，对壳体构件的轻量化的效果小，并且也不能充分地得到由壳体构件划分的泄气保用轮胎内的内周侧的空间和外周侧空间的空气的流通性。而在侧部中的多个孔部的面积与侧部的包含多个孔部的面积在内的面积之比超过50％的场合，壳体构件的凸部的强度及耐久性大大降低。
从而，通过把侧部中的多个孔部的面积与侧部的包含多个孔部的面积在内的面积之比设定为1％～50％。与只在凸部上形成孔部的场合比较，可以在维持整体构件的强度及耐久性的同时更加使管体构件轻量化。另外，由于可以更加提高由壳体构件划分出的泄气保用轮胎内的内周侧的空间和外周侧的空间的空气的流通性，所以可以由轮圈的冷却效果更加有效地防止充气轮胎的面向外周侧的空间的部分的过热。
另外，第23技术方案的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在第18～第22技术方案中，相邻配置的前述孔部的孔缘间的间隔≥1mm。
下面对第23技术方案的泄气保用轮胎用的支承体的作用进行说明。
在相邻配置的前述孔部的孔缘之间的间隔＜1mm的场合，在泄气轮胎行驶时，当壳体构件的凸部及侧部与充气轮胎压接时，由于与充气轮胎的摩擦力，在相邻配置的孔部之间容易产生龟裂。从而，通过把相邻配置的孔部的孔缘之间的间隔定为≥1mm，在泄气轮胎行驶时，可以抑制因孔部的孔缘之间的龟裂而使环壳体构件破损。
另外，第24技术方案的泄气保用轮胎，其特征在于，具有安装在轮圈上的充气轮胎和第18～24技术方案中任一技术方案所述的安全轮胎用支撑体，上述充气轮胎具有跨越一对胎圈芯之间并形成环状的胎体、配置在前述胎体的轮胎轴向外侧并构成轮胎侧部的侧橡胶层和配置在前述胎体的轮胎径向外侧并构成踏面部的踏面橡胶层，上述泄气保用轮胎用的支承体配置在前述充气轮胎的内侧，并与前述充气轮胎一起组装在轮圈上的。
下面对第24技术方案的泄气保用轮胎的作用进行说明。
在充气轮胎的内压下降时，通过配置在轮胎空气室内的支承体代替侧橡胶层支承踏面部，可以泄气轮胎行驶。
这时，通过在支承体的壳体构件上形成多个孔部，可以在不使支承体的强度及耐久性下降的情况下使支承体轻量化。从而，可以提高安装了该泄气保用轮胎的车辆的操作安全性和降低该车辆的燃料消耗。
图1是本发明的第1实施方式的充气泄气保用轮胎安装在轮圈上时的剖面图。
图2是本发明的第1实施方式的支承体的壳体的部分立体图。
图3是本发明的第1实施方式的支承体的成形装置的结构图。
图4A、图4B、图4C是本发明的第1实施例的支承体的制造工序的说明图。
图5是本发明的第2实施方式的充气式泄气保用轮胎安装在轮圈上时的剖面图。
图6是本发明的第2实施方式的支承体的壳体的局部立体图。
图7是本发明的第2实施方式的支承体的成形装置的结构图。
图8A、图8B、图8C是本发明的第2实施方式的支承体的制造工序说明图。
图9是本发明的第3实施方式的充气式泄气保用轮胎的轮圈安装时的剖面图。
图10是本发明的第3实施方式的支承体的壳体的部分立体图。
图11A是本发明的第3实施方式的支承体的成形装置的结构图。
图11B是设置在图11A所示的金属模的成形面上的肋复制部的俯视图。
图12是表示本发明的第2实施方式的壳体的变形例的立体图。
图13是表示在本发明的壳体上以圆孔交错角度60度的冲孔图形形成孔部的例子的俯视图。
图14是表示在本发明的壳体上以圆孔交错45度的冲孔图形形成孔部的例子的俯视图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施方式的泄气保用轮胎用的支承体及其制造方法和使用该支承体的泄气保用轮胎进行说明。
参照图1～图4对本发明的第1实施方式的支承体及支承体的制造方法和充气泄气保用轮胎进行说明。
在此，如图1所示，所谓的泄气保用轮胎10是把充气轮胎14和支承体16组装在轮圈12内的轮胎。轮圈12是与充气轮胎14的尺寸对应的标准轮圈。
在此，所谓标准轮圈，是JATMA(日本汽车轮胎协会)的Year Book2002年度规定的轮圈，所谓标准空气压，是与JATMA(日本汽车轮胎协会)的Year Book 2002年度版的最大负荷能力对应的空气压，所谓标准负荷，是与使用JATMA(日本汽车轮胎协会)的Year Book 2002年度版的单轮的场合的最大负荷能力相当的负荷。
在日本以外，所谓负荷，是记载在下述标准中的适用尺寸中的单轮的最大负荷(最大负荷能力)，所谓内压，是与下述标准中记载的单轮的最大负荷(最大负荷能力)对应的空气压，所谓轮圈，是在下述标准中记载的适用尺寸中的标准轮圈(或者，“已批准的轮圈”、“推荐的轮圈”)。
标准由在生产或者用轮胎的地区有效的产业标准确定。例如，在美国，是“The Tire and Rim Association Inc.的Year Book”，在欧洲，是“The European Tire and Rim Technical organization on的StandardsManual”。
如图1所示，充气轮胎14具有一对胎圈18、跨越两胎圈18间延伸的环状的胎体20、位于胎体20的胎冠的多层(在本实施例中是2层)皮带层22、形成在皮带层22的上部的踏面部24。
配置在充气轮胎14的内部的支承体16，如图1所示，是截面形状为环状的物体，具有壳体26和分别硫化成形在壳体26的两端部的橡胶制的腿部28。
腿部28是在把支承体16配置在充气轮胎14的内侧的场合，在充气轮胎14的向轮圈上组装时，其内侧安装在轮圈12上的物体。
另外，壳体26是通过对一块平板成形而形成图2所示的截面形状的，形成有向径向外侧凸出的凸部30A、30B，在它们之间形成的向径向内侧凸出的凹部30C、再在凸部30A、30B的宽度方向(X方向)外侧(与凹部30相反的侧)形成有支承负荷的侧部30D、30E。在侧部30D、30E的径向内侧的端部(轮圈侧端部)上形成大致沿轮胎回转轴方向向外侧伸出的凸缘部30F、30G。
另外，也可以分别在壳体26的凸缘部30F、30G上沿圆周方向大致等间距地穿通设置多个向壁厚方向贯通的通孔(图示省略)。由此，使凸缘部30F、30G中的与腿部28的接触部的表面积增加，并由填充在通孔内的橡胶材料产生固定效果，所以可以大幅度地增加腿部28和凸缘部30F、30G的连结强度。
再有，为了确保壳体26的强度并实现其轻量化，希望把通过热处理得到了高强度的Al-Mg系铝合金(例如，JIS称为5000号段)、Al-Mg-Si系铝合金(例如，JIS称为6000号段)及Al-Zn系合金(例如，称为7000号段)中任何一种铝合金作为原材料来形成壳体26。在由这些以外的铝合金(例如，JIS称为1100、3003)形成壳体26的场合，由于该铝合金的强度低，为了确保壳体具有规定的强度不得不增加壳体26的壁厚，有时会比使用铁等时重量重。
另外，通过电磁成形(电磁扩管成形)由铝合金构成的薄壁圆筒状的铝管来制造壳体26。这在后述的制造方法中详细地说明，由于用电磁成形瞬间地完成成形，不受伴随铝合金的塑性变形产生的加工硬化的影响，可以高精度等形成规定的形状。
这样，配置了含有由规定的铝合金电磁成形的壳体26的支承体16的泄气保用轮胎10，由于其确保规定的强度被同时实现了轻量化，所以安装了该泄气保用轮胎10的车辆，其操作安全性得到提高，并降低其燃料消耗。
接下来，对本实施例的支承体16的制造方法进行说明。
首先，对电磁成形支承体16的壳体26的成形装置进行说明。如图3所示，成形装置50由左右分开的金属模52A、52B、在把后述的圆筒状的铝管54设置在分开的金属模52A、52B上的场合把铝管54保持在规定位置的保持构件56A、56B、插入铝管54的内部的线圈58和用于向线圈58通入电流的电路60构成。该电路60，被构成为所谓的冲击大电流产生电路的等价回路，成为加工所需的电磁力由储存在电容器70内的能量(E＝1/2CV2)进行控制的结构。
金属模52A、52B形成有与壳体26的形状对应的成形面62，同时，在成形面62的规定位置上形成多个从成形面62连通到外部的排气用孔部64。
另外，电路60具有开关68、电容器70、电阻72，是通过预先对电容器70充电，接通开关68，流过高压电流的结构。
使用成形装置50如下那样成形壳体26。
首先，分开成形装置50的金属模52A、52B，把圆筒状的铝管54插入分开的金属模52A、52B之间。铝管54的下端由保持构件56B支承。在该状态下，把线圈58插入铝管54的内部(参照图4(A))。
接着，通过使成形装置50的保持构件56A滑动并压住铝管54的上端来定位铝管54的上下端(参照图4(B))。
在该状态下，通过由成形装置50的电路60向线圈58通入电流，在铝管54中流动感应电流，同时铝管54受到遵照弗来明的左手定律产生的脉状的力(电磁力)。在该电磁力作用下，使铝管54向外周侧鼓出。由该电磁力的作用，铝管54瞬间被压靠在成形面62上，沿成形面62进行变形，被成形为规定的形状(参照图4(C))。这时，夹在铝管54和金属模52A、52B的成形面62之间的空气，由于铝管54的变形是瞬时的，从两者的间隙向外部排出是困难的，但从在金属模52A、52B上形成的排气用孔部就能顺利地排出到外部。因此，在电磁成形时可以避免因该空气的存在(残留)阻碍壳体26的成形。
另外，这样得到的壳体26，由于是由铝管54用电磁成形瞬时成形的，所以在铝合金上产生通常的伴随塑性变形产生的加工硬化前其变形就完成了。因此，可以提高该铝合金的成形性并可以高精度地成形为规定的形状。
特别是在壳体26的凸部30A、30B的最大外径(直径)A和凹部30C的最小外径(直径)B之比(B/A)(参照图2)，即，在圆筒状的铝管54中，拉伸最大的直径和拉伸最小的直径之比是0.60～0.95范围内的场合，用原有的液压成形等成形方法，会在成形加工时因加工硬化而产生裂纹和原材料折断，从而不能良好地成形壳体，用电磁成形，由于上述那样可以避免加工硬化的影响，所以可以进行良好的成形。
另外，在泄气轮胎行驶时，在充气轮胎14的踏面部24受到来自路面的负荷的场合，踏面部24沿宽度方向向内周侧鼓出那样变形，产生踏面部24的中央附近向2个凸出部30A、30B(凹部30C内)之间进入的现象。这时，如果把壳体26的凸部30A、30B的最大外径(直径)A和凹部30C的最小外径(直径)B之比(B/A)设定在0.60～0.95范围内，在经踏面部24受到了来自路面的负荷的壳体26上，在2个凸部30A、30B上分别作用向宽度方向外侧的分力，由该分力使支承体16产生弹性变形，使之向宽度方向外侧扩大。其结果，在泄气轮胎行驶时，由于支承体16中的一对腿部28的向轮圈12的压接力增加，支承体16与轮圈的连接强度变高，所以可以可靠地防止支承体16相对于轮圈12向宽度方向或者圆周方向错动或从轮圈12上脱落。
再有，由于由电磁成形方法成形壳体26，所以通过缩短成形时间可以提高制造效率。
参照图5～图8对本发明的第2实施方式的支承体和支承体的制造方法及泄气保用轮胎进行说明。对于与第1实施例相同的结构要素标注相同的参照附图标记并省略其详细的说明。
在第2实施方式的支承体16中，与第1实施方式的不同点，如图6所示，把提高空气的流通性及使支承体16轻量化作为目的是在本实施例的壳体26上形成孔部32。
这样，在壳体26上形成孔部32主要是由于下面的理由，即，如图5所示，充气轮胎14的内部的空气室34由支承体16分割成径向外侧的空气室34A和径向内侧的空气室34B。因此，在不存在孔部32的场合，起缓冲经踏面部24从路面传来的冲击的作用的空气室34的空气只有空气室34A的部分，车辆的乘坐舒适性降低了。在没有支承体16的(通常的)充气轮胎上，在行驶时温度上升的空气室34的空气因与金属制的轮圈12接触而被冷却，被控制在规定的温度范围内。但在充气轮胎14的内侧配置了支承体16的泄气保用轮胎10中，径向外侧的空气室34A的空气，由于不与轮圈12接触而不能被良好地冷却，由于该空气的温度上升，有降低轮胎的寿命危险。
但是，通过在壳体26上形成孔部32，空气室34A和空气室34B被连通。良好地起到了上述缓冲作用和冷却作用。
另外，孔部32的直径较好是设定在0.5mm～10.0mm的范围内，最好是设定在0.5mm～4.0mm范围内。通过把孔部32的直径做成为≥0.5mm确保了空气室34A和空气室34B的空气的流通性并良好地起到了上述的作用，同时，通过把孔部32的直径做成≤10.0避免了因形成孔部引起的壳体26的强度不足。
下面对成形装置和支承体的制造方法进行说明。
如图7所示，本实施例的成形装置50与第1实施例的不同点是，在金属模52A、52B的壳体26上的排气用孔部开口的位置上设置了具有与排气用孔部64连通的通气孔的带刃的突起物66。
使用这样的成形装置50与第1实施例同样地进行壳体26的电磁成形(参照图8)。
这时，突出配置在成形面62上的突起物66的刃刺破(不进行冲压)由于电磁成形而抵接在成形面62上的铝管54，可以在壳体26上形成孔部32。即，壳体26的成形和孔部32的形成可以同时进行，提高了支承体16的制造效率。
再有，在本实施例中，在由铝管54电磁成形壳体26时，同时在壳体26上穿出排气用孔部，对于该排气用孔部64，也可以在由铝管54电磁成形壳体26后，通过冲压加工、钻孔加工、激光加工等穿通设置在壳体26上。
可是，在只考虑确保充气轮胎14的内部的空气室34A和空气室34B的流通性的场合，在凸部30A、30B上形成十几个～几十个具有规定的直径的孔部32就足够了，但在既考虑空气的流通性又考虑支承体16的轻量化的场合，最好如图12所示那样，这样的孔部32在壳体126上形成比在支承体16上多的孔部32。
在图12所示壳体126上，在凸部30A、30B(包含凹部30C)及侧部30E、30F上都形成有孔部32。这些孔部32的直径与图6所示的壳体26的相同，设定在0.5mm～10.10mm的范围内(最好在0.5mm～4.0mm的范围内)。多个的孔部32被设定成，其开口面积的总和与壳体126中的凸部30A，30B、凹部30C及侧部30E、30F的面积(包含孔部32的面积)之比为1～50％。这是由于下述的理由。
即，在多个的孔部32的面积与壳体126中的凸部30A、30B及侧部30E、30F的面积的之比＜1％的场合，对壳体126的轻量化的效果小，同时也不能充分地得到由壳体126区分的空气室34A和空气室34B之间的空气的流通性。另外，在多个的孔部32的面积与壳体126中的凸部30A、30B及侧部30E、30F的面积的之比超过50％的场合，壳体126中的凸部30A、30B及侧部30E、30F的强度及耐久性大大降低。因此，在本实施例的壳体126上，考虑由孔部32产生的空气流通性和凸部30A、30B及侧部30E、30F的强度下降的平衡，把多个的孔部32的面积与凸部30A、30B及侧部30E、30F的面积的之比设定为1～50％。
再有，在凸部30A、30B及侧部30E、30F上，相邻配置的孔部32的孔缘间的间隔为≥1mm，这是由于下面的理由。
即，在相邻配置的孔部32的孔缘间的间隔＜1mm的场合，在泄气轮胎行驶时，当壳体126中的凸部30A、30B及侧部30E、30F与充气轮胎14压接时，由于与充气轮胎14的摩擦在相邻配置的孔部32之间，容易产生龟裂。因此，在壳体126上，使相邻配置的孔部32的孔缘间的间隔L为≥1mm，由此，在泄气轮胎行驶时，能防止由孔部32的孔缘间的龟裂引起的壳体126的破损。
图12所示的壳体126的孔部32与图6所示的壳体26一样，也可以在电磁成形时由突起物66的刃冲切铝管54形成，但为了与电磁成形的同时冲切形成多个的孔部32，需要能产生非常大的电磁力的大输出功率的成形装置50，增加了包含设备投资在内的装置的制约，为此，作为壳体126的原材料，最好使用预先冲出了孔部32的铝制的金属板(所谓铝冲孔金属材料)，由该铝冲压金属成形铝管54，通过电磁成形，可以抑制电磁成形时所需的电磁力，可以大幅度地缓和装置的制约。
孔部32，从强度方面考虑，最好配置成交错状。作为这样的孔部32的冲孔图案，有圆孔交错角60度(参照图13)和圆孔交错角45度(参照图14)两种。
如图13所示，圆孔交错角60度是指把孔部32配置成交错状，连结孔部32的中心的直线形成的角度是60度。圆孔交错角60度时的孔部32的开口面积与壳体26中的凸部30A、30B及侧部30E、30F的面积比(开口率)当间距为P、孔径为D时用下式求出。
开口率(％)＝(90.5×D2)/P2如图14所示，圆孔交错角45度是指把孔部32配置成交错状，连结孔部32的中心的直线所成的角度是45度。圆孔交错角45度的场合的开口率，当间距为P，孔径为D时，用下式求出。
开口率(％)＝(157×D2)/P2再有，在本实施例中，对以铝管54为成形原材料来电磁成形壳体26、126的场合进行了说明，但在以不锈钢(SUS)，高强度钢(所谓高强度钢)等金属材料作为原材料，通过旋压加工、辊轧成形加工，液压成形加工等其他加工方法成形支承体16中的壳体的场合，如果分别像以上说明的那样设定孔部32的直径、对壳体的面积的开口率及相邻孔部32的间隔，也能由在该壳体上形成的孔部32实现支承体16的轻量化，同时，使充气轮胎24内的空气室34A、34B(参照图5)之间的空气的流通性充分的高，通过轮圈12的冷却效果可以有效地防止踏面部24局部过热。
另外，如图12所示，在壳体126的凸缘部30F、30G上分别沿圆周方向大致等间距地穿通设置了多个的向壁厚方向贯通的孔部32。由此，像在第1实施例中已经说明的那样，使凸缘部30F、30G中的与腿部28的接触部的表面积增加，同时，由于由填充在孔部32内的橡胶材料产生固定的效果，所以可以大幅度地增加橡胶制的腿部28和凸缘部30F、30G的连结强度。
参照图9～图11对本发明的第3实施例的支承体和支承体的制造方法及泄气保用轮胎进行说明，对于与第1实施例相同的结构要素标注相同的参照附图标记并省略其详细的说明。
如图9所示，在第3实施例的支承体16中，与第1实施例的不同点是，在壳体26中的凸部30A、30B上分别设置由肋40加强的加强部42A、42B。
这样，在壳体26中的凸部30A、30B分别设置加强部42A、42B的理由如下。
即，在使用形成有2个凸部30A、30B的物体作为支承体16的壳体26，把该支承体16配置在泄气保用轮胎10的内部，用该泄气保用轮胎10进行泄气轮胎行驶的场合，凸部30A、30分别与踏面接触的同时进行泄气轮胎行驶。因此，通过设置2个凸部30A、30B，来自路面的负荷分散成2点作用在壳体26上，因此，在泄气轮胎行驶时，可以避免负荷集中在壳体26的1点上而可以减轻对壳体26作用的负荷。
但是，在泄气轮胎行驶时，由于行驶时来自路面的负荷集中在位于壳体26的最外周侧的峰PA、PB附近，所以在壳体26上，峰PA、PB附近成为容易产生裂纹和凹陷等损伤的部分，该峰PA、PB的强度对壳体26的耐久性有很大影响。
另一方面，在通过电磁成形(电磁扩管成形)由铝管54成形具有凸部30A、30B的壳体26的场合，变形量大的凸部30A、30B的峰PA、PB附近被向宽度方向外侧拉伸，其壁厚比其他部分的薄。如上所述，壳体26的凸部30A、30B的峰PA、PB附近是泄气轮胎行驶时来自路面的负荷集中的部分，在把该壳体26用于泄气轮胎行驶的场合，由于来自路面的冲击等负荷，有在凸部30A、30B的峰PA、PB附近产生凹陷和断裂等的危险。
因此，如图9及图10所示，在本实施例的壳体26上，在凸部30A、30B的峰PA、PB附近，沿圆周方向分别设置在全周上延伸的加强部42A、42B。加强部42A、42B，在壳体26中的峰PA、PB附近沿圆周方向连续形成截面形状为大致蜂窝状(在本实施例中是六角形状)的肋40。由此，由于可以提高壁厚比其他的部分薄的凸部30A、30B的峰PA、PB附近的弯曲强度、压曲强度等耐负荷强度，使之与壁厚化到与肋40的厚度相同程度时的强度大致相等，所以可以有效地防止由于来自路面的冲击等负荷使凸部30A、30B的峰PA、PB附近产生裂纹、凹陷等损伤。
这时，由于把肋40的沿圆周方向的截面形状做成为大致蜂窝状(在本实施例中是六角形状)，所以与设置成其他形状的肋(例如，沿圆周方向延伸的环状的肋)的场合相比，可以有效地提高凸部30A、30B的顶部附近的强度。但是，在此所说的蜂窝状的肋40，是指在一般的蜂窝构造中使用的广义的肋，例如，也包含偏六角形、以4点上与6个隔壁接合的四角形状、正弦波形状、多波形状等肋。
如图9所示，肋40通过使壳体26从外周侧向内周侧以コ字状凹进并成形向内周侧突出的隔壁部46来形成。从而，当从壳体26的外周侧看加强部42A、42B时，在外周面上可看到延伸成六角形的槽连续地相连的区域，而从内周侧看壳体26时，在内周面上可以看到延伸成六角形的突起连续地相连的区域。
再有，图9～图10所示的肋40及图11所示的用于把肋40转印成形在壳体26上的肋复制部80，为了容易理解，把肋40及肋复制部80的实际尺寸放大数十倍来表示。
在此，沿肋40的径向的厚度T(参照图9)，最好是0.2mm～5mm。即，在＜0.2mm的场合，不能充分地得到作为肋的增强效果，而在＞5mm的场合，对壳体26的加工量(延展量)过大，在肋的顶点附近容易产生破裂。
另外，肋40的沿圆周方向及宽度方向的间距最好是2mm～20mm。即，在＜2mm的场合，后述的复制成形时的成形性显著变差，不能以足够的尺寸精度成形肋40，而在＞20mm的场合，不能充分地得到作为肋的增强效果。在本实施例中，从凸部30A、30B峰PA、PB沿宽度方向左右10mm宽的区域(整幅20mm的区域)分别做成增强部42A、42B。这是考虑到在泄气轮胎行驶时，来自路面的负荷输入从峰PA、PB沿宽度方向左右10mm宽的区域内。
再有，在本实施例的支承体16上，也与第2实施例的支承体一样，可以在壳体26上穿通设置用于在泄气保用轮胎10内使空气流通的排气用孔部。这样的排气用孔部，可以把铝管54作为原材料且在电磁成形时由在金属模的成形面上形成的突起物的刃冲切来设置，也可以在电磁成形结束后，由冲压钻孔加工、激光加工等加工方法在壳体26上穿通设置排气用孔部。
下面对成形装置和支承体的制造方法进行说明。
如图11所示，本实施例的成形装置50与第1实施例的不同点是在分别与金属模52A、52B的成形面62的增强部42A、42B对应的部分上形成肋复制部80。
用这样的成形装置50与第1实施例同样地进行壳体26的电磁成形。这时的成形壳体26的除了增强部42A、42B之外的部分的工序，由于基本上与成形图4所示的壳体26的工序相同，所以省略其说明。
在此，肋复制部80，如图11(B)所示，在成形面62上由延伸设置成六角形的突起部82连续地相连的区域构成。该肋复制部80在电磁成形时，在用强力把铝管54推压在成形面62上之际，使铝管54中的与增强部42A、42B对应的部分沿突起部82以极短的时间(通常0.1秒或0.1秒以内)塑性变形。由此，在由电磁成形方法成形的壳体26上，在凸部30A、30B中的包含峰PA、PB在内的规定的区域上连续地形成肋40，形成了该肋40的区域成为凸部30A、30B的加强部42A、42B。
在本实施例中，如上述那样，在由电磁成形方法成形壳体26的同时，通过在壳体26上电磁成形蜂窝状的肋40，由于该肋40也是不受加工硬化的影响能够使铝管54变形的超塑性变形的区域上被成形的，所以可以不产生破裂、折曲等，可以用所希望的形状及尺寸精度在壳体26上成形肋40。
(比较试验1)为了确认上述实施例1～2的成形方法的作用，进行了以下所示的实施例1、2的支承体(下面简单地称为实施例1、2)和比较例A的支承体(下面简单地称为比较例A)的比较试验。
对由JIS6061的铝合金(Al-Mg-Si系铝合金)构成的铝管(直径400mm、高度200mm、厚度2.3mm)，由下面的成形方法，用凸部的峰(径向最外的位置)的直径A(参照图2)为480mm的金属模，通过以下的方法分别进行了试验。
在此，比较例A是用具有与第1实施例相同的成形面的金属模通过液压成形的例子。
另一方面，实施例1是与第1实施例相同的成形装置，但用没有排气孔部的金属模进行电磁成形。在成形装置中，用15KV的电源对电路60的1000μF的电容器70进行蓄电，在铝管内插入线圈后，通过向铝管54通电来成形支承体。
实施例2是与第2实施例相同的结构，即，使用在实施例1的金属模上设有排气用孔部和突起物66成型装置进行成形的情况。突起物66被突出形成为从成形面62起高度为3mm，用于能够在壳体26(铝管54)上形成直径2mm的孔部。该排气用孔部和突起物66，在第2实施方式中在截面上形成有4处，而在实施例2中，在宽度方向的两端在8个突出物66，在圆周方向等间隔地设置20个突出物66，合计设置了160个地方。通电的条件与实施例1相同。
试验结果表示在表1中
这样，在比较例A(液压成形)那样需要成形时间的场合，确认到由于支承体的成形(铝管的变形)中的加工硬化而不能实现良好的成形，与此相反，实施例1、2，由于使用的是瞬时地使铝管变形的电磁成形，所以不象比较例A那样在支承体的凸部上产生细裂纹。但是，实施例1，由于在金属模上没有排气用孔部，所以残留在金属模和铝管之间的空气使壳体26的凸部30A、30B比金属模上的浅。与此相反，在实施例2的场合，确认到由于金属模的排气用孔部快速排出处于铝管和金属模之间的空气，所以与实施例1相比，尺寸精度更加良好。即，在实施例2中确认到，凸部30A、30B等是按照金属模的成形面62成形的，孔部32也被形成在规定位置上。
(比较试验2)下面，为了确认上述实施例3的成形方法的作用，进行下面所示的实施例3的支承体(下面简单地称为实施例3)和比较例B的支承体(下面简单地称为比较例B)的比较试验。
对于由JIS6061(O材)的铝合金(AL-Mg-Si系铝合金)构成的铝管(直径400mm，高度200mm，厚度1.6mm)，由下面的成形方法，用凸部的峰(径向最外位置)的直径A(参照图2)为480mm的金属模，通过下面的方法分别进行了试验。
在此，比较例B是用含有具有与第1实施例相同的成形面的金属模成形装置(参照图3)并通过电磁成形(电磁扩管成形)进行成形的例子。
另一方面，实施例3是与第3实施例相同的结构，即，是使用在实施例1的金属模上设有排气用孔部64及肋复制部80成形装置进行成形的。肋转印部80设定从金属模62上突出的突出高度等，以使支承体26(铝管54)上能连续地形成高度1mm、肋间距5mm的肋40。设置在与以壳体26中的峰PA、PB为中心左右各10mm的部分对应的区域内。通电条件与实施例1相同。
在T6(溶体化处理后，人工时效)的热处理条件下热处理上述那样电磁成形的壳体后，把备有粘接橡胶制的腿部制造的比较例B的壳体的支承体及具有实施例3的壳体的支承体分别配置在充气轮胎内，调整轮胎负荷，使轮重为500Kgf，进行泄气轮胎行驶，试验结果表示在表2中。
如表2所表明的那样，在把比较例B用于泄气轮胎行驶的场合，在50Km左右的泄气轮胎行驶中，在包含振动产生等行驶性能上产生了变化。这时，当观察壳体时，在壳体自身上产生了变形，在凸部的峰附近产生了轻微的凹陷、龟裂。
另一方面，在把实施例3用于泄气轮胎行驶的场合，即使进行300Km上下的泄气轮胎行驶，在包含产生振动等行驶性能上没有产生明显变化，维持了良好的行驶性。在行驶距离越过300Km时，当观察壳体时，壳体自身也没有变形，在凸部的峰附近没有产生对行驶性能有影响的凹陷、龟裂。
如从以上的说明所表明的那样，根据本发明的泄气保用轮胎用的支承体，可以实现充分的轻量化及高耐久性，同时可以实现具有高精度成形规定形状的壳体构件的支承体。
另外，根据本发明的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，可以使壳体材料充分轻量化，同时可把高的耐久性给与壳体构件，而且可以把壳体构件高精度地成形为规定的形状。
另外，根据本发明的泄气保用轮胎，由于使配置在充气轮胎内的支承体中的壳体构件充分轻量化、且具有高的耐久性、并高精度地成形成规定的形状，所以可以降低燃料消耗和提高操作安全性。
(比较试验3)为了确认图12所示的壳体126的作用，进行下面所示的实施例4的壳体(下面简单地称为实施例4)和2个比较例C及D的壳体(下面将它们称为比较例C、比较例D)的比较试验。
实施例4被做成与图12所示的壳体126大致相同的形状，由材料SUS304、厚度1.0mm、孔部开口率26％、孔部直径3.0mm、圆孔交错角45度的板成形。
另一方面，比较例C由材料SUS304、厚度1.0mm、且没有孔部的板成形，得到试样。
另外，比较例D由材料SUS304、厚度1.0mm、孔部的开口率60％、孔部的直径3.0mm、圆孔交错角45度的板成形，得到试样。
实施实车行驶试验的结果，实施例4的场合和比较例C的场合都没有压曲变形地走完了300Km。而比较例D的场合，在90Km时产生了压曲变形。实施例4的场合与比较例C的场合相比，燃料费有所改善。
权利要求
1.一种泄气保用轮胎用的支承体，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，在泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，具有安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件，该壳体构件以铝合金为原材料并由电磁成形而成。
2.如权利要求1所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在前述壳体构件上形成有直径0.5mm～10.0mm的孔部。
3.如权利要求1所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述铝合金是Al-Mg系铝合金、Al-Mg-Si系铝合金及Al-Zn系铝合金中任何一铝合金。
4.如权利要求1～3中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述壳体构件，在径向断面上具有向径向外侧突出的2个凸部。
5.如权利要求4所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述壳体构件的凸部的最大外径A和在2个凸部之间形成的凹部的最小外径B的比率B/A是0.60～0.95。
6.如权利要求1～5中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述壳体构件的板厚是0.5mm～7.0mm。
7.一种泄气保用轮胎用的支承体，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，在泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，具有圆筒状的壳体构件，该壳体构件安装在轮圈的外周侧，并在前述支承体的径向断面上设置了分别向径向外侧突出的至少2个凸部的壳体构件，在前述凸部的位于最外周侧的顶部附近在全周上连续地形成有沿圆周方向的断面为蜂窝状的肋。
8.如权利要求7所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在前述壳体构件上形成有直径0.5mm～10.0mm的孔部。
9.如权利要求7或者8所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，使用Al-Mg系铝合金、Al-Mg-Si系铝合金及Al-Zn系铝合金中任何一铝合金为原材料由电磁成形成形前述壳体构件。
10.一种泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，该支承体配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，具有把由铝合金构成的圆筒状的铝管设置在成形工具内的第1工序；装填用于防止前述铝管的上下方向位置偏移的工具的第2工序；在前述铝管内插入线圈，向线圈通入电流，使前述铝管向径向外侧鼓出变形来成形安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件的第3工序。
11.如权利要求10所述的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在前述第3工序后，具有在前述壳体构件上形成直径0.5mm～10.0mm的孔部的工序。
12.一种泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，该支承体是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，具有把由铝合金构成的圆筒状的铝管设置在成形工具内的第1工序；装填用于防止前述铝管的上下方向位置偏移的工具的第2工序；在前述铝管内插入线圈，向线圈通入电流，使前述铝管向径向外侧鼓出变形来成形安装在轮圈的外周侧的圆筒状的壳体构件，同时，在鼓出变形时，在前述支承体上形成直径0.5mm～10.0mm的孔部的第3工序。
13.权利要求7～权利要求9中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，具有把由铝合金构成的圆筒状的铝管设置在成形工具内的第1工序；装填用于防止前述铝管的上下方向位置偏移的工具的第2工序；在前述铝管内插入线圈，向线圈通入电流，使前述铝管向径向外侧鼓出变形来形成前述壳体构件的第3工序，在前述第3工序中，由设置在前述成形工具的内周面上且把沿圆周方向的截面做成蜂窝状的突起部，使前述凸部的顶部附近塑性变形而在该顶部附近形成前述肋。
14.如权利要求13所述的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在前述第3工序中，由设置在前述成形工具的内周面上且沿圆周方向的断面为蜂窝状的突起部，使前述凸部的顶部附近塑性变形而在该顶部附近形成前述肋，同时把直径0.5mm～10.0mm的孔部形成在前述壳体构件上。
15.如权利要求13所述的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在前述第3工序后，还具有在前述壳体构件上形成直径0.5mm～10.0mm的孔部的工序。
16.如权利要求10～15中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体的制造方法，其特征在于，在前述第3工序中，在鼓出变形时存在于铝管和成形工具之间的空气通过设置在成形工具上的排气孔排出到外部。
17.一种泄气保用轮胎，其特征在于，具有充气轮胎和权利要求1～权利要求9中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体，该充气轮胎安装在轮圈上，具有跨越一对胎圈芯之间形成为环状的胎体、配置在前述胎体的轮胎轴向外侧并构成轮胎侧部的侧橡胶层和配置在前述胎体的轮胎径向外侧并构成踏面部的踏面橡胶层；上述支承体配置在前述充气轮胎的内侧，与前述充气轮胎一起组装在轮圈上。
18.一种泄气保用轮胎用的支承体，是配置在充气轮胎的内部且与前述充气轮胎一起组装在轮圈上，在泄气轮胎行驶时能支承负荷的环状的支承体，其特征在于，圆筒状的壳体构件具有安装在轮圈的外周侧的，该壳体在前述支承体的径向断面上设有分别向径向外侧突出的至少2个凸部，在前述凸部上形成有沿其壁厚方向贯通的多个孔部。
19.如权利要求18所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述壳体构件是用铝合金、高强度钢及不锈钢中任何一种材料作为原材料成形的。
20.如权利要求18或者19所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述凸部中的多个前述孔部的面积与该凸部的包含前述孔部的面积在内的的面积之比为1～50％。
21.如权利要求18～20中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，在前述壳体构件中的前述凸部的从宽度方向外侧的端部向外周侧延伸的侧部上，形成有沿其壁厚方向贯通的多个孔部。
22.如权利要求21所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，前述侧部中，多个前述孔部的面积与该侧部的包含前述多个孔部的面积在内的面积之比为1～50％。
23.如权利要求18～22中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体，其特征在于，把相邻配置的前述孔部的孔缘间的间隔定为1mm以上。
24.一种泄气保用轮胎，其特征在于，具有安装在轮圈上的充气轮胎和权利要求18～权利要求23中任一项所述的泄气保用轮胎用的支承体，上述充气轮胎具有跨越一对胎圈芯之间并形成环状的胎体、配置在前述胎体的轮胎轴向外侧并构成轮胎侧部的侧橡胶层、及配置在前述胎体的轮胎径向外侧并构成踏面部的踏面橡胶层，上述支承体配置在前述充气轮胎的内侧，与前述充气轮胎一起组装在轮圈上。
全文摘要
本发明提供一种确保规定的强度同时达到轻量化的支承体及支承体的制造方法和充气泄气保用轮胎。为此，电磁成形铝管(54)来制造支承体(支承部)。由此，可以避免加工硬化而可以成形所希望的形状。这时，由设置在金属模(52A、52B)上的排气用孔部排出成形时存在于金属模(52A、52B)和铝管(54)之间的空气，可以高精度地成形支承部。具有由这样成形的铝合金构成的壳体(26)的支承体(16)，可高精度形成为规定的形状的同时被充分地轻量化，如果把含有该支承体(16)的泄气保用轮胎安装在车辆上，可以降低车辆的燃料消耗和提高车辆的操作安全性。
文档编号B21D26/14GK1681672SQ0382199
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月17日 优先权日2002年9月17日
发明者泉本隆治, 中泽一真, 井野文隆, 平田成邦 申请人:株式会社普利司通