WO2024079937A1

WO2024079937A1 - タイヤ・リム組立体

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Publication number: WO2024079937A1
Application number: PCT/JP2023/021973
Authority: WO
Inventors: 剛寛谷口; 明彦阿部
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2023-06-13
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP2024057476A

Abstract

本発明のタイヤ・リム組立体は、内筒体の周方向の少なくとも一部に、タイヤ径方向内側に突出するタイヤ側凸部が設けられ、前記タイヤ側凸部に、タイヤ幅方向に貫通する貫通穴が設けられ、リムの周方向の少なくとも一部に、フランジ部のタイヤ径方向内側に突出するリム側凸部が設けられ、前記リム側凸部に、前記貫通穴の延長上に位置する穴部が設けられ、前記貫通穴と前記穴部とに嵌合する固定具により、前記タイヤ側凸部と前記リム側凸部とが固定されている。

Description

タイヤ・リム組立体

　本発明は、タイヤ・リム組立体、特に、非空気入りタイヤをリムに装着したタイヤ・リム組立体に関するものである。

　従来、非空気入りタイヤにおいて、タイヤとリムとの間での回転止め効果の役割を持たせる機構として、リムの外周面にキー溝を設け、非空気入りタイヤの内周面に突条部が設けられる構成が提案されている（特許文献１参照）。

特許第５８７９０８９号

　上記の非空気入りタイヤでは、リムの外周面のキー溝及び非空気入りタイヤの内周面の突条部をそれぞれ設けてこれらを嵌合させているが、リム滑りが生じる場合があった。

　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、リム滑りを抑制した、タイヤ・リム組立体を提供することを目的とする。

　本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）内筒体と、前記内筒体をタイヤ径方向外側から囲繞する外筒体と、前記内筒体と前記外筒体とを互いに連結する弾性変形可能な連結部材と、を備える非空気入りタイヤが、フランジ部を備えるリムに組み付けられてなる、タイヤ・リム組立体であって、
　前記内筒体の周方向の少なくとも一部に、タイヤ径方向内側に突出するタイヤ側凸部が設けられ、
　前記タイヤ側凸部に、タイヤ幅方向に貫通する貫通穴が設けられ、
　前記リムの周方向の少なくとも一部に、前記フランジ部のタイヤ径方向内側に突出するリム側凸部が設けられ、
　前記リム側凸部に、前記貫通穴の延長上に位置する穴部が設けられ、
　前記貫通穴と前記穴部とに嵌合する固定具により、前記タイヤ側凸部と前記リム側凸部とが固定されていることを特徴とする、タイヤ・リム組立体。

　本発明によれば、リム滑りを抑制した、タイヤ・リム組立体を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の側面図である。非空気入りタイヤの側面図である。図２のＡ－Ａ断面図である。図３のＢ部分の拡大図である。非空気入りタイヤの要部の斜視断面図である。非空気入りタイヤの部分斜視図である。リムの要部の斜視断面図である。本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の要部の斜視断面図である。本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の別の要部の斜視断面図である。本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の他の要部の断面図である。変形例の非空気入りタイヤの側面図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

＜タイヤ・リム組立体＞
　図１は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体１の側面図である。図１に示すように、このタイヤ・リム組立体１は、非空気入りタイヤ２がリム３に組み付けられてなる。なお、本実施形態の非空気入りタイヤ１は、例えば自転車、二輪車、自動車、ハンドル形電動車いすなどに装着されて用いられる。

　ここで、非空気入りタイヤ２は円環状に形成され、リム３は円板状に形成され、各中心軸は共通軸上に位置している。この共通軸を中心軸Ｏといい、中心軸Ｏに沿う方向をタイヤ幅方向という。また、タイヤ幅方向から見て、中心軸Ｏ回りに周回する方向をタイヤ周方向といい、この中心軸Ｏに交差する方向をタイヤ径方向という。非空気入りタイヤ２とリム３とのタイヤ幅方向の中心は、互いに一致している。

　なお、非空気入りタイヤ２は、地面から車軸に伝わる振動を吸収する機能を有し、リム３は、車軸と非空気入りタイヤ２とを連結する機能を有している。非空気入りタイヤ２とリム３とは、異なる材質により形成されていても良い。例えば、非空気入りタイヤ２は、振動吸収性能を確保するために弾性率が比較的小さい材質により形成し、リム３は、は堅牢性を確保するために弾性率が非空気入りタイヤ２よりも大きい材質により形成されていても良い。また、例えばリム３を比較的比重の小さい材質により形成し、タイヤ・リム組立体１全体の軽量化を図ってもよい。以下、非空気入りタイヤ２、リム３の順にその構成を詳細に説明する。

＜＜非空気入りタイヤ＞＞
　図２は、非空気入りタイヤの側面図である。図１、図２に示すように、非空気入りタイヤ２は、内筒体２１と、内筒体２１をタイヤ径方向外側から囲繞する外筒体２２と、内筒体２１と外筒体２２とを互いに連結する弾性変形可能な複数の連結部材２３と、を備えている。また、非空気入りタイヤ１は、外筒体２２に外嵌されたトレッド２４をさらに備えている。

　内筒体２１、外筒体２２、及び連結部材２３を形成する材質の弾性率は、例えば１００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下とすることができる。

　内筒体２１は、リム３を介して車軸に取り付けられている。内筒体２１及び外筒体２２の中心軸は、中心軸Ｏと同軸に配置されている。内筒体２１、外筒体２２、及び連結部材２３は、それぞれのタイヤ幅方向の中央部が互いに一致した状態で配置されている。本実施形態では、内筒体２１、外筒体２２、及び連結部材２３は、熱可塑性樹脂により一体に形成されている。これにより、非空気入りタイヤ２は、射出成形により形成することが可能であり、量産に適している。熱可塑性樹脂としては、例えば１種だけの樹脂、２種以上の樹脂を含む混合物、又は１種以上の樹脂と１種以上のエラストマーとを含む混合物であっても良く、さらに、例えば老化防止剤、可塑剤、充填剤、若しくは顔料等の添加物を含んでいても良い。なお、内筒体２１、外筒体２２、及び連結部材２３は、それぞれ別体に形成されていても良い。内筒体２１、外筒体２２、及び連結部材２３は、熱可塑性樹脂以外の材質により形成されていても良い。

　連結部材２３は、内筒体２１と外筒体２２との間において、中心軸線Ｏを基準に互いに点対称となるように、複数配置されている。タイヤ周方向で隣り合う連結部材２３同士は、互いに非接触で離間して配置されている。図示のように、連結部材２３は、側面視で屈曲した形状を有しており、タイヤ径方向に対する傾斜角度の小さい２つの部分２３ａ、２３ｃが、タイヤ径方向に対する傾斜角度の大きい部分２３ｂで連結された構成となっている。これにより、内筒体２１に連結された部分２３ａのタイヤ径方向内側端は、外筒体２２に連結された部分２３ｃのタイヤ径方向外側端よりも、タイヤ周方向の一方側に位置している。このようにすることで、連結部材２３をタイヤ径方向に弾性変形し易い板ばねとして利用することができる。

　トレッド２４は、中心軸Ｏを中心としてタイヤ幅方向に延びる筒状に形成されている。トレッド２４は、外筒体２２において、その外周面だけでなく、タイヤ幅方向を向く側面のうちのタイヤ径方向の外端部も覆っている。トレッド２４を形成する材質の弾性率は、非空気入りタイヤ２の他の部分を形成する材質の弾性率よりも小さい。トレッド２４の外周面は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向の双方向に沿う縦断面視において、タイヤ径方向の外側に向けて凸となる曲線状を呈する。トレッド２４は、例えば、天然ゴム及び／又はゴム組成物が加硫された加硫ゴム、あるいは熱可塑性材料等で形成されている。耐摩耗性の観点ではトレッド２４を加硫ゴムで形成するのが好ましい。熱可塑性材料として、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばＪＩＳ　Ｋ６４１８に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、若しくはその他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えばウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。

　図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。図４は、図３のＢ部分の拡大図である。図５は、非空気入りタイヤの要部の斜視断面図である。図６は、非空気入りタイヤの部分斜視図である。ただし、図３以降においては簡単化のために、トレッド２４の図示を省略している。

　図４～図６に示すように、内筒体２１の周方向の少なくとも一部に、連結部材２３（部分２３ａ）のタイヤ径方向内側端におけるタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向外側に突出する凸部２１ａが設けられている。本例では、凸部２１ａは、内筒体２１の周方向の全周にわたって連続して設けられている。このため、本例では、内筒体２１のタイヤ幅方向の幅が連結部材２３（部分２３ａ）のタイヤ径方向内側端におけるタイヤ幅方向の幅よりも大きくなっている。

　内筒体２１の周方向の少なくとも一部（図示例では全周）に、タイヤ径方向内側に突出するタイヤ側凸部２５がさらに設けられている。そして、タイヤ側凸部２５には、タイヤ幅方向に貫通する貫通穴２６が１つ以上（図示例では複数）設けられている。図示例では、複数の貫通穴２６は、等間隔でなく設けられているが、等間隔に設けることもできる。貫通穴２６は、１つ以上設ければよいが、側面視で、中心軸Оを中心とする任意の９０°の範囲内に１つ以上の貫通穴２６が設けられていることがより好ましい。

＜＜リム＞＞
　図１に示すように、リム３は、リム部３ａと、リム部３ａから径方向内側に延びる複数本のスポーク３ｂと、複数本のスポーク３ｂの径方向内側端に連結された車両装着部３ｃと、を備える。車両装着部３ｃには、周上に複数のボルト貫通孔３ｄが設けられている。リム３は、例えば金属製とすることができる。

　図７は、リムの要部の斜視断面図である。図７に示すように、リム３は、本例では、タイヤ幅方向に２分割された第１のリム部３１と第２のリム部３２とからなる。非空気入りタイヤ２のリム３への装着時には、分割されたこれら第１のリム部３１と第２のリム部３２とをタイヤ幅方向に挿入して組み合わせる。

　リム３の外装筒部３ｃは、フランジ部３３（３３ａ、３３ｂ）を備えている。フランジ部３３は、軸方向（タイヤ幅方向）に延びる第１の水平部分３４（３４ａ、３４ｂ）と、第１の水平部分３４の軸方向外端から径方向外側に延びる垂直部分３５（３５ａ、３５ｂ）と、垂直部分３５の径方向外端から軸方向内側へ延びる（延在長さは第１の水平部分より短い）第２の水平部分３６（３６ａ、３６ｂ）と、からなる。これにより、フランジ部３３の周方向の少なくとも一部に、軸方向外側に凹んだ凹部３７（３７ａ、３７ｂ）が形成されている。図示例では、凹部３７は、フランジ部３３の周方向の全周にわたって連続して設けられている。一方で、凹部３７は、フランジ部３３の周方向の一部のみに設けても良い。

　また、リム３は、第１の水平部分３４の軸方向内端から径方向外側に延びるリム側凸部３８（第１のリム側凸部３８ａ、第２のリム側凸部３８ｂ）と、第２のリム側凸部３８から軸方向内側に延びる嵌合部３９（３９ａ、３９ｂ）とを有している。嵌合部３９aと嵌合部３９ｂとが嵌合している。図示は省略しているが、第１のリム側凸部３８ａ及び第２のリム側凸部３８ｂのそれぞれに、貫通穴２６の延長上に位置する穴部が設けられている。第１のリム側凸部３８ａ、第２のリム側凸部３８ｂ、及び嵌合部３９（３９ａ、３９ｂ）により、リム側凹部４０が区画されている。

　タイヤ・リム組立体の説明に戻って、図８は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の要部の斜視断面図である。図９は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の別の要部の斜視断面図である。図１０は、本発明の一実施形態にかかるタイヤ・リム組立体の他の要部の断面図である。図８～図１０に示すように、非空気入りタイヤ２に対し、第１のリム部３１及び第２のリム部３２をタイヤ幅方向両側から挿入して、非空気入りタイヤ２をリム３に組み付けた状態において、非空気入りタイヤ２のタイヤ側凸部２５が、リム３のリム側凹部４０に嵌合している。また、非空気入りタイヤ２の凸部２１ａは、リム３の凹部３７に嵌合している。なお、図示のように角部に隙間が生じていても良い。

　本実施形態では、非空気入りタイヤ２の貫通穴２６と、（貫通穴２６の位置に対応する位置に設けられた）リム３の穴部とに嵌合する固定具４１により、タイヤ側凸部２５とリム側凸部３８とが共締めにより固定されている。これにより、非空気入りタイヤ２、第１のリム部３１、及び第２のリム部３２が、上記固定具４１により固定された状態となっている。固定具は、ボルトとすることができる。

　より具体的には、リム３は、タイヤ幅方向に２分割された第１のリム部３１と第２のリム部３２とからなり、第１のリム部３１の周方向の少なくとも一部に、フランジ部３３ａのタイヤ径方向内側に突出する第１のリム側凸部３８ａが設けられ、第２のリム部３２の周方向の少なくとも一部に、フランジ部３３ｂのタイヤ径方向内側に突出する第２のリム側凸部３８ｂが設けられ、第１のリム側凸部３８ａ及び第２のリム側凸部３８ｂのそれぞれに、貫通穴２６の延長上に位置する穴部が設けられ、非空気入りタイヤ２、第１のリム部３１、及び第２のリム部３２が固定具４１により固定されている。なお、図１０等に示すように、貫通穴２６、第１のリム部３１の穴部、及び第２のリム部３２の穴部の大きさは、固定具４１の形状に合うように設計することができる。なお、図示例では、貫通穴２６と第２のリム部３２の穴部とが同じ径を有し、第１のリム部３１の穴部の径はそれより小さくなっている。また、図示例では、第１のリム部３１の穴部は、第１のリム側凸部３８ａを貫通せずに終端し、一方で、第２のリム部３２の穴部は、第２のリム側凸部３８ｂを貫通している。従って、図示例の場合は、第２のリム部３２側から固定具４１挿入することができる。一方で、第１のリム部３１の穴部を貫通するものとし、第２のリム部３２の穴部を貫通しないものとして、第１のリム部３１側から固定具４１挿入するようにすることもできる。

　図１１は、変形例にかかる非空気入りタイヤの側面図である。この変形例では、タイヤ側凸部２５は、内筒体２１の周方向の一部のみに設けられている。より具体的には、複数のタイヤ側凸部２５が、内筒体２１の周方向に等間隔に配置されている。そして、各タイヤ側凸部２５に１つ（のみ）の貫通穴２６が設けられている。本例では、タイヤ側凸部２５は、連結部材２３のタイヤ径方向内側の部分２３ａに隣接する位置が中央となるように設けられている。連結部材２３は変形の大きい部分であるため、この部分のリム３との嵌合を強くするためである。一方で、タイヤ側凸部２５を内筒体２１の周方向の一部のみに設ける場合は、上記の配置には限られず、例えば、連結部材２３のタイヤ径方向内側の部分２３ａに隣接しない位置に設けることもできるし、また、周方向に等間隔でなく設けることもできる。

　以下、本実施形態のタイヤ・リム組立体の作用効果について説明する。
　本実施形態のタイヤ・リム組立体１では、内筒体２１の周方向の少なくとも一部に、タイヤ径方向内側に突出するタイヤ側凸部２５が設けられ、タイヤ側凸部２５に、タイヤ幅方向に貫通する貫通穴２６が設けられ、リム３の周方向の少なくとも一部に、フランジ部３３のタイヤ径方向内側に突出するリム側凸部３８が設けられ、リム側凸部３８に、貫通穴２６の延長上に位置する穴部が設けられ、貫通穴２６と穴部とに嵌合する固定具４１により、タイヤ側凸部２５とリム側凸部３８とが固定されている。これにより、非空気入りタイヤ２とリム３とが強化に固定され、リム滑り（特に周方向の滑り）を抑制することができる。固定具４１は、タイヤ幅方向に２分割された第１のリム部３１と第２のリム部３２とを組み付ける際の固定具としての役割も果たしている。特に本実施形態では、貫通穴２６が複数個、特に各連結部材２３に対応する位置に設けられているため、変形の大きい箇所の固定を強固にして、効果的にリム滑りを抑制することができる。

　特に図１の実施形態では、タイヤ側凸部２５及びリム側凸部３８が全周にわたって形成されているため、剛性が高く、破損等によってリム滑り抑制効果が失われることが生じにくい。一方で、図１１のように、タイヤ側凸部２５及びリム側凸部３８を周上の一部のみに設ける構成によれば、軽量化を図ることができる。

　また、固定具４１は、ボルトであり、タイヤ側凸部２５とリム側凸部３８とが共締めにより固定されていることが好ましい。簡易な構成で、上記の各効果を得ることができるからである。

　上記実施形態において、凸部２１ａの突出幅（タイヤ幅方向の最大突出幅）は、特には限定されないが、連結部材２３のタイヤ径方向内側端におけるタイヤ幅方向の幅の３～５％とすることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、連結部材２３の湾曲形状等は、適切な弾性変形が可能な範囲で適宜変更することができる。

［国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）への貢献］
　持続可能な社会の実現に向けて、ＳＤＧｓが提唱されている。本発明の一実施形態は「Ｎｏ．１２＿つくる責任、つかう責任」および「Ｎｏ．１３＿気候変動に具体的な対策を」などに貢献する技術となり得ると考えられる。

１：タイヤ・リム組立体、
２：非空気入りタイヤ、
２１：内筒体、
２２：外筒体、
２３：連結部材、
２４：トレッド、
２５：タイヤ側凸部、
２６：貫通穴、
３：リム、
３１：第１のリム部、
３２：第２のリム部、
３３：フランジ部、
３４：第１の水平部分、
３５：垂直部分、
３６：第２の水平部分、
３７：凹部、
３８：リム側凸部、
３９：嵌合部、
４０：リム側凹部、
４１：固定具

Claims

　内筒体と、前記内筒体をタイヤ径方向外側から囲繞する外筒体と、前記内筒体と前記外筒体とを互いに連結する弾性変形可能な連結部材と、を備える非空気入りタイヤが、フランジ部を備えるリムに組み付けられてなる、タイヤ・リム組立体であって、
　前記内筒体の周方向の少なくとも一部に、タイヤ径方向内側に突出するタイヤ側凸部が設けられ、
　前記タイヤ側凸部に、タイヤ幅方向に貫通する貫通穴が設けられ、
　前記リムの周方向の少なくとも一部に、前記フランジ部のタイヤ径方向内側に突出するリム側凸部が設けられ、
　前記リム側凸部に、前記貫通穴の延長上に位置する穴部が設けられ、
　前記貫通穴と前記穴部とに嵌合する固定具により、前記タイヤ側凸部と前記リム側凸部とが固定されていることを特徴とする、タイヤ・リム組立体。
　前記固定具は、ボルトであり、
　前記タイヤ側凸部と前記リム側凸部とが共締めにより固定されている、請求項１に記載のタイヤ・リム組立体。
　前記リムは、タイヤ幅方向に２分割された第１のリム部と第２のリム部とからなり、
　前記第１のリム部の周方向の少なくとも一部に、前記フランジ部のタイヤ径方向内側に突出する第１のリム側凸部が設けられ、
　前記第２のリム部の周方向の少なくとも一部に、前記フランジ部のタイヤ径方向内側に突出する第２のリム側凸部が設けられ、
　前記第１のリム側凸部及び前記第２のリム側凸部のそれぞれに、前記貫通穴の延長上に位置する穴部が設けられ、
　前記非空気入りタイヤ、前記第１のリム部、及び前記第２のリム部が、前記固定具により固定されている、請求項１又は２に記載のタイヤ・リム組立体。