JP2003104015A - リム一体型空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フランジ部材による横力に対する補強効果を
得ながら、リム本体への取り付けが容易で、気密性も確
保し易いリム一体型空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 軸方向両側の端部に内側フランジ部３ａ
を設けたリム本体３と、そのリム本体３に軸方向両側に
て固着可能な外側フランジ部材１９と、トレッド部６の
両側からサイドウォール部７を経て環状端部９まで連な
り、その環状端部９が前記内側フランジ部３ａと前記外
側フランジ部材１９との間に圧接・挟持されているタイ
ヤ２とを備えるリム一体型空気入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるビード構
造を省略したタイヤの環状端部をリムに固着して一体化
したリム一体型空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気入りタイヤとリムは、それら
を別々に製造した後、いわゆるリム組を行い、一体化し
たものを自動車に装着していた。この場合、タイヤはリ
ム外れを防止するため、ビード部にビードワイヤーやリ
ムズレの防止のためのチェーファーなどの補強材を配設
しており、重量も重く、製造工程も複雑になっていた。
また、リム外れを防止するためにリムフランジ部を設
け、さらにタイヤ装着（リム組）のためにドロップと呼
ばれる湾曲部をリムの胴部に設けている。

【０００３】一方、タイヤとリムを一体の構造物として
考えた場合、リム外れの防止に二重の機能を持たせてお
り、更にタイヤではリムズレの防止のための不要な機能
を、リムではドロップなどタイヤ装着用の不要な機能を
備えていることになる。このため、従来のリム組を前提
としたタイヤでは、質量や製造効率など、無駄が多かっ
た。

【０００４】また、タイヤの使用時には、必ずリム組み
作業が必要であり、この作業は技術や設備が必要であ
り、コストもかかり、設備のある場所にいく必要があ
り、不便であった。また、リムの価格が高い時代は、リ
ム組みも合理的であったが、リムが安くできる最近で
は、リム付きタイヤでも価格的に不利となりにくい。

【０００５】従って、従来リムへのリム組を前提としな
い、リム一体型の空気入りタイヤに関する出願が、これ
まで幾つかなされている。例えば特開平５−１４７４１
３号公報には、図６に示すようにトレッド部からサイド
ウォール部４１をへてビード部４２に至るカーカス４３
を有するタイヤ本体の前記各ビート部４２の端部を、ホ
イールリム４４を形成するホイール本体に挿脱自在に取
付くフランジパーツ４５とリング体４６との間で挟持さ
せかつ加硫により接合し一体化してなる空気入りタイヤ
が提案されている。

【０００６】また、特開２０００−８５３２１号公報に
は、図７に示すように、リム５１が少なくとも軸方向端
面に、タイヤ側壁５０の半径方向内側の端範囲を収容す
るための環状室５２を備え、環状室５２内の支持面に対
して側壁５０の半径方向内側の端範囲を締付け固定する
ための少なくとも１個の締付け要素５３が、側壁５０の
半径方向内側の端範囲を締付けるための締付け位置か
ら、締付けを解除するための解放位置にあるいは解放位
置から締付け位置に軸方向に移動可能に配置され、締付
け位置で締付け要素５３を軸方向からリム５１に錠止す
るためのばね急速固定具がリム５１と締付け要素５３の
間に形成されていることを特徴とする車輪が提案されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すタイヤでは、タイヤの端部をフランジパーツ及びリ
ング体と加硫接着しており、成型・加硫工程が複雑にな
ると共に、フランジパーツの存在により、分割可能なリ
ムを使用しないとリムへの取り付けができないなど、一
体型タイヤのメリットが十分生かされていないという欠
点がある。また、この構造及び成型方法では、加硫時に
ブラダーを用いることができず、高温・高圧の内圧蒸気
や加圧水が直接未加硫のインナーライナーに接すること
となり、インナーライナー等のタイヤ内面部材のジョイ
ント部分から内圧蒸気や加熱水が内部に浸入し、性能
上、問題を起こし易い。更に、フランジパーツ等の金属
に加硫時の高温・高圧がかかり、耐久性や寸法精度が問
題となり易い。

【０００８】また、図７に示すタイヤでは、リムフラン
ジに相当する部分が存在しないため、横力に対してビー
ド部周りで十分な剛性が得られず、操縦安定性などが低
下し易い。また、リムの環状室にタイヤの端部と締付け
要素とを嵌め込んで、密着・固定する構造のため、気密
性を保つには各部材の加工精度が高く要求され、また、
部材の変位、摩耗、へたり等により、気密性が損なわれ
易いという問題がある。

【０００９】そこで、本発明の目的は、フランジ部材に
よる横力に対する補強効果を得ながら、リム本体への取
り付けが容易で、気密性も確保し易いリム一体型空気入
りタイヤを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の如き
本発明により達成できる。即ち、本発明のリム一体型空
気入りタイヤは、軸方向両側の端部に内側フランジ部を
設けたリム本体と、そのリム本体に軸方向両側にて固着
可能な外側フランジ部材と、トレッド部の両側からサイ
ドウォール部を経て環状端部まで連なり、その環状端部
が前記内側フランジ部と前記外側フランジ部材との間に
圧接・挟持されているタイヤとを備えることを特徴とす
る。

【００１１】上記において、前記外側フランジ部材は、
前記リム本体に固着された状態で、前記内側フランジ部
との間に間隔が固定された環状間隙を形成することが好
ましい。

【００１２】また、前記外側フランジ部材は、前記環状
端部を挟持する挟持部よりタイヤ半径方向外側に延設し
た補強支持部を備えることが好ましい。

【００１３】更に、前記内側フランジ部の外径が前記環
状端部の内径より２０〜６０ｍｍ大きいことが好まし
い。

【００１４】［作用効果］本発明のリム一体型空気入り
タイヤによると、外側フランジ部材がタイヤの環状端部
を挟持した状態で固着されているため、横力に対する補
強効果を得ることができ、従来のビード周りの補強構造
を省略できるようになる。また、固着前のタイヤは、単
独でリム本体に嵌め込むことができ、外側フランジ部材
の固着により、タイヤの環状端部の固定とシール（気
密）を行えるため、一体化を容易に行うことができる。
しかも、タイヤの環状端部を内側フランジ部と外側フラ
ンジ部材との間に圧接・挟持した構造のため、外力が生
じた場合にも十分な気密性を維持することができる。そ
の結果、フランジ部材による横力に対する補強効果を得
ながら、リム本体への取り付けが容易で、気密性も確保
し易いリム一体型空気入りタイヤとすることができる。

【００１５】前記外側フランジ部材が、前記リム本体に
固着された状態で、前記内側フランジ部との間に間隔が
固定された環状間隙を形成する場合、外側フランジ部材
の固着状態によって環状間隙の間隔が変動する場合に比
べて、横力等の外力が生じた場合でも、気密面での圧接
力を良好に維持して気密性や固定状態をより確実に維持
することができる。

【００１６】前記外側フランジ部材は、前記環状端部を
挟持する挟持部よりタイヤ半径方向外側に延設した補強
支持部を備える場合、当該補強支持部によって横力に対
する補強効果を更に高めることができ、従来のサイド周
りの補強構造なしに、ハイパフォーマンスタイヤに近い
性能を発現できるようになる。

【００１７】前記内側フランジ部の外径が前記環状端部
の内径より２０〜６０ｍｍ大きい場合、タイヤをリム本
体に嵌め込む際の作業性を維持しながら、内側フランジ
部と環状端部との気密面の面積を十分確保して、十分な
気密性を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のリ
ム一体型空気入りタイヤの一例を示す断面図であり、図
２はその要部を示す断面図である。

【００１９】本発明のリム一体型空気入りタイヤは、図
１に示すように、リム本体３、外側フランジ部材１９、
及びタイヤ２を備えており、それらが外側フランジ部材
１９の固着によって一体化されている。

【００２０】タイヤ２はトレッド部６と、その両端から
タイヤ半径方向内側にのびる１対のサイドウォール部７
と各サイドウォール部７の半径方向内端にそれぞれ接続
する環状端部９を設けてなる。またタイヤ２はトレッド
部６、サイドウォール部７及び環状端部９によって囲ま
れたタイヤ内腔が形成され、本例ではタイヤ２はチュー
ブレスタイヤとして形成される。

【００２１】また、タイヤ２はその内部にトレッド部６
からサイドウォール部７をへて環状端部９の先端９ａ近
傍にのびるカーカス１０を備える。また本例ではトレッ
ド部６の内部かつカーカス１０の外側にベルト層１２を
設けている。カーカス１０は、バイアス方向に配列され
ていてもよいが、ラジアル方向に配列されているのが好
ましい。

【００２２】カーカス１０は、ポリエステル、ナイロ
ン、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維又はスチ
ールからなるカーカスコードを並置したカーカスプライ
を単数又は複数枚重ね合わせることにより形成される。
ベルト層１２もカーカス１０と同様な有機繊維又はスチ
ールからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して傾け
て配したベルトプライ１２ａを単数枚又は複数枚、本例
では２枚を重ね合わせて形成される。

【００２３】本発明におけるタイヤ２は、従来タイヤか
らビードコアとビードフィラーを省略した構造、又はそ
れらを簡略化した構造が可能であり、その場合、カーカ
ス１０の両端は、先端９ａ近傍までそのまま延びるか、
または１〜３本程度のビードワイヤーで折り返されてい
る。

【００２４】リム本体３には、軸方向両側の端部に内側
フランジ部３ａを設けている。内側フランジ部３ａの高
さは、内側フランジ部３ａの外径が環状端部９の内径よ
り２０〜６０ｍｍ大きくなるように調整するのが好まし
く、より好ましくは、内側フランジ部３ａの外径が環状
端部９の内径より３０〜４０ｍｍ大きくなるように調整
する。

【００２５】また、内側フランジ部３ａは、環状端部９
を挟持する挟持部よりタイヤ半径方向外側に延設した補
強支持部を備えるようにしてもよい。その場合を含め
て、内側フランジ部３ａはタイヤ半径方向外側ほど厚み
を薄くなる断面テーパー部を設けてもよい。このように
内側フランジ部３ａの先端側を変形し易くすることで、
横力が生じた際に内側フランジ部３ａの先端で応力分散
させることができる。このような変形可能にする材料と
しては、スチール、アルミニウムなどが好ましい。な
お、内側フランジ部３ａを別体で形成してリム本体３に
接合等により固着するなどしてもよい。また、内側フラ
ンジ部３ａの先端は丸みをおびさせて（ランウド）させ
ており、これによっても内側フランジ部３ａの先端で応
力集中によるタイヤ内面の破損を防止することができ
る。

【００２６】リム本体３は、内側フランジ部３ａが形成
された円筒状のウエル２３と、ウエル２３に架設された
円板状のハブ片２０とを有する。ハブ片２０には複数個
のボルト孔２２がタイヤ軸を中心として放射状の位置に
配される。また、ウエル２３にはチューブレスタイヤ用
のリムバルブ２６が取付けられる。又チューブ付きタイ
ヤ用のバルブホールを設けてもよい。なお、ハブ片２０
のボルト孔２２には車両の車軸に取付くボスＢからのび
るボルトＢ１が挿通され、ナット止めされる。

【００２７】本発明では、従来タイヤからビードコアと
ビードフィラーを省略した構造、又はそれらを簡略化し
た構造が可能であるため、ウエル２３には特にリム組み
のためのドロップを形成する必要がない。また、ドロッ
プを形成する場合でもその深さを従来の半分以下とする
ことができる。

【００２８】外側フランジ部材１９は、図２に示すよう
に、リム本体３に軸方向両側にて固着可能になってい
る。外側フランジ部材１９の高さは、その外径が内側フ
ランジ部３ａの外径より大きいことが好ましく、内側フ
ランジ部３ａの外径より１０〜５０ｍｍ大きいことが好
ましく、２０〜３０ｍｍ大きいことがより好ましい。こ
のように外側フランジ部材１９の高さを大きくすること
で、横力に対する補強支持効果を高めることができる。

【００２９】外側フランジ部材１９の固着形態として
は、図示したようなボルト２１によるボルト締結の他、
ナット締結、リベットによるかしめ、溶接などによる接
合、接着剤による接着、弾性片を設けた嵌合、全体の螺
合など何れの固着形態でも採用することができる。即
ち、本発明では、内側フランジ部３ａと環状端部９とで
形成される気密面が、固着部分よりタイヤ内空より内部
側に存在するため、固着部分での気密性が特に要求され
ず、種々の固着形態を制限無く採用することができる。

【００３０】但し、外側フランジ部材１９の固着形態と
しては、外側フランジ部材１９が着脱可能な形態が好ま
しい。また、気密性を高める上では、固着部分において
も気密性を維持できる構造が好ましい。着脱可能でしか
も気密性を維持できる構造としては、固着部分にＯリン
グを介在させつつ、ボルト締結、ナット締結、弾性片を
設けた嵌合、全体の螺合などを行う構造が好ましい。

【００３１】外側フランジ部材１９の形状は、内側フラ
ンジ部３ａとの関係で、タイヤの環状端部９を内側フラ
ンジ部３ａとの間に圧接・挟持できる形状であればよ
い。その際、外側フランジ部材１９の固着状態によって
環状間隙の間隔が変動する形状や材質でもよいが、外側
フランジ部材１９が、リム本体３に固着された状態で、
内側フランジ部３ａとの間に間隔が固定された環状間隙
を形成するものが好ましい。

【００３２】当該、環状間隙の断面形状としては、後述
の図３に示すように一定幅でタイヤ半径方向に連続する
形状でもよいが、タイヤの環状端部９の引き抜けを防止
する上では、部分的に幅の異なる部分が存在するものが
好ましい。また、環状端部９の引き抜けを防止しなが
ら、カーカス１０のコードの離反（セパレーション）を
防止する上で、カーカス１０を屈曲させる部分が存在す
るものが好ましい。特に、図２に示すように、カーカス
１０を鋭角に屈曲させる部分が存在するものが好まし
い。

【００３３】つまり、本実施形態では、固着部１９ａか
ら内側フランジ部３ａの外面に沿って広がる内輪部１９
ｂと、内輪部１９ｂから軸方向内側に屈曲して延びる押
さえ部１９ｃと、押さえ部１９ｃから内側フランジ部３
ａの外面に沿って広がる挟持部１９ｄと、挟持部１９ｄ
から更に延設した補強支持部１９ｅを備える外側フラン
ジ部材１９を用いて、内側フランジ部３ａの外面および
ウエル２３の延長部２３ａの外周面との間に、タイヤの
環状端部９を圧接・挟持している。その際、環状端部９
の先端９ａが内輪部１９ｂの近傍に配置されている。こ
のような構造によると、環状端部９のカーカス１０を鋭
角に屈曲させて圧接・挟持できる上、外側フランジ部材
１９を固着する際の作業性も良好になる。なお、外側フ
ランジ部材１９としては、タイヤ周方向に複数に分割し
たものを用いてもよい。

【００３４】また、本実施形態では、外側フランジ部材
１９は、環状端部９を挟持する挟持部１９ｄよりタイヤ
半径方向外側に延設した補強支持部１９ｅを備えるが、
内側フランジ部３ａと同様に先端側を変形し易くするこ
とで、横力が生じた際に外側フランジ部材１９の先端で
応力分散させることができる。また、外側フランジ部材
１９の先端は丸みをおびさせて（ランウド）させてお
り、これによっても先端での応力集中によるタイヤ内面
の破損を防止することができる。

【００３５】次に本発明におけるタイヤ２の製法につい
て述べる。当該タイヤ２は、従来タイヤからビードコア
とビードフィラーを省略した構造、又はそれらを簡略化
した構造が可能であり、その場合、カーカス１０の両端
は、先端９ａ近傍までそのまま延びるか、または１〜３
本程度のビードワイヤーで折り返されている点以外は、
従来のタイヤの製法をそのまま適用することができる。

【００３６】但し、２次成型の際には、カーカスプライ
を重ね合わせてカーカス１０を形成したタイヤ本体２の
環状端部９をクランプした状態で、ブラダーを所定の外
径にインフレートさせるのが好ましい。その後、カーカ
ス１０のクラウン部にベルトプライ１２ａを貼り合わせ
たベルト層１２とトレッドゴムを重ね貼りすることによ
りグリーンタイヤを成型する。グリーンタイヤは更に金
型内で加硫されるが、その際にも環状端部９をクランプ
しておくことが好ましい。加硫の際にはブラダーを使用
することも可能である。上記のように環状端部９をクラ
ンプするための装置は、従来公知のものが使用でき、当
該装置は例えば特開２０００−３５１１２１号公報など
に詳述されている。

【００３７】［他の実施形態］以下、本発明の他の実施
形態について説明する。 （１）前述の実施形態では、外側フランジ部材と内側フ
ランジ部との間に形成される環状間隙が、カーカスを鋭
角に屈曲させる部分を有する例を示したが、本発明で
は、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、当該環状間隙が
一定幅でタイヤ半径方向に連続する形状を有するもので
もよい。

【００３８】図３（ａ）に示すものでは、円筒状のウエ
ル２３の両端に内側フランジ部３ａが形成される一方、
外側フランジ部材１９は、ウエル２３の両端に外接する
円筒状の固着部１９ａから、内側フランジ部３ａの外面
に沿って広がる挟持部１９ｄと、挟持部１９ｄから更に
延設した補強支持部１９ｅを備える。この外側フランジ
部材１９をネジ２５によって固着することによって、内
側フランジ部３ａの外面との間に、タイヤの環状端部９
を圧接・挟持している。この例では、更に挟持部１９ｄ
をネジ２６で内側フランジ部３ａに締結することによっ
て、ネジ２６による環状端部９の係止効果（アンカー効
果）と、環状間隙の維持効果とによって、より高い抜け
止め防止効果を得ている。

【００３９】図３（ｂ）に示すものでは、図３（ａ）に
示すものに対して、更に半径方向に広がって延設された
補強支持部１９ｅを備える外側フランジ部材１９を使用
している。補強支持部１９ｅは、半径方向外側になるに
従って厚みを減少させた部分を有し、先端ではランウド
させている。このような補強支持部１９ｅの剛性や長さ
を調整することにより、横力に対する補強支持効果を変
化させて操縦安定性などを調節することができる。な
お、この外側フランジ部材１９は溶接によってリム本体
３に接合して固着されている。

【００４０】（２）前述の実施形態では、タイヤの環状
端部の厚みが略一定である例を示したが、本発明では、
図４（ａ）〜（ｂ）に示すように（固着手段は図示省
略）、タイヤの環状端部９の厚みが断面形状を変形させ
て、その部分を保持するような形状の環状間隙を形成し
てもよい。

【００４１】図４（ａ）に示すものでは、タイヤの環状
端部９の両面に各々２本の環状凸条９ｂを形成する一
方、この環状凸条９ｂを保持可能な環状凹溝を、内側フ
ランジ部３ａの外面と外側フランジ部材１９の内面とに
形成している。このような凹凸は、環状のものに限らず
ブロック状など何れの形状でもよい。

【００４２】図４（ｂ）に示すものでは、タイヤの環状
端部９の先端９ａ近傍をテーパー状に厚くする一方、こ
の先端９ａ近傍を保持可能なテーパー状の環状間隙を、
内側フランジ部３ａの外面と外側フランジ部材１９の内
面との間に形成している。

【００４３】（３）前述の実施形態では、外側フランジ
部材と内側フランジ部との間に形成される環状間隙が、
カーカスを鋭角に屈曲させる部分を有する例を示した
が、図５（ａ）〜（ｂ）に示すような形態で、カーカス
１０を屈曲させて、抜け止め防止効果を高めてもよい。

【００４４】図５（ａ）に示すものでは、若干内径が小
さくなるようにタイヤの環状端部９を形成しておき、環
状端部９の先端側をウエル２３の内周面側に屈曲させて
挟持している。この例では、外側フランジ部材１９は、
固着部１９ａからウエル２３の内周面に沿って延びる押
さえ部１９ｃと、押さえ部１９ｃから内側フランジ部３
ａの外面に沿って広がる挟持部１９ｄと、挟持部１９ｄ
から更に延設した補強支持部１９ｅを備える外側フラン
ジ部材１９を用いて、内側フランジ部３ａの外面および
ウエル２３の内周面との間に、タイヤの環状端部９を圧
接・挟持している。また、外側フランジ部材１９の固着
手段として、弾性係止片２７をウエル２３の内周面に環
状に設けて（例えば溶接等）、外側フランジ部材１９を
軸方向外側から嵌め込んで、弾性係止片２７を外側フラ
ンジ部材１９の固着部１９ａの段差部に係止させた構造
を採用している。このような構造によると、嵌め込みの
みで、環状端部９のカーカス１０を屈曲させて圧接・挟
持でき、外側フランジ部材１９を固着する際の作業性が
極めて良好になる。

【００４５】図５（ｂ）に示すものでは、内側フランジ
部３ａの外面に２本の環状凸条を形成すると共に、外側
フランジ部材１９の内面には環状凸条に対向配置される
環状凹溝を形成している。このような構造によると、環
状端部９の厚みを変化させたり、環状端部９の内径をさ
ほど小さくしなくても、カーカス１０を屈曲させて圧接
・挟持できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリム一体型空気入りタイヤの一例を示
す断面図

【図２】本発明のリム一体型空気入りタイヤの一例の要
部を示す断面図

【図３】本発明のリム一体型空気入りタイヤの他の例の
要部を示す断面図

【図４】本発明のリム一体型空気入りタイヤの他の例の
要部を示す断面図

【図５】本発明のリム一体型空気入りタイヤの他の例の
要部を示す断面図

【図６】従来のリム一体型空気入りタイヤの一例を示す
断面図

【図７】従来のリム一体型空気入りタイヤの他の例を示
す断面図

【符号の説明】

２ タイヤ ３ リム本体 ３ａ 内側フランジ部 ６ トレッド部 ７ サイドウォール部 ９ 環状端部 １９ 外側フランジ部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向両側の端部に内側フランジ部を設
   けたリム本体と、そのリム本体に軸方向両側にて固着可
   能な外側フランジ部材と、トレッド部の両側からサイド
   ウォール部を経て環状端部まで連なり、その環状端部が
   前記内側フランジ部と前記外側フランジ部材との間に圧
   接・挟持されているタイヤとを備えるリム一体型空気入
   りタイヤ。
2. 【請求項２】 前記外側フランジ部材は、前記リム本体
   に固着された状態で、前記内側フランジ部との間に間隔
   が固定された環状間隙を形成する請求項１記載のリム一
   体型空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 前記外側フランジ部材は、前記環状端部
   を挟持する挟持部よりタイヤ半径方向外側に延設した補
   強支持部を備える請求項１又は２に記載のリム一体型空
   気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 前記内側フランジ部の外径が前記環状端
   部の内径より２０〜６０ｍｍ大きい請求項１〜３いずれ
   かに記載のリム一体型空気入りタイヤ。