WO2024079938A1 - タイヤ・リム組立体 - Google Patents

Abstract

本発明のタイヤ・リム組立体は、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り、前記内筒体の周方向の少なくとも一部に、前記連結部材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が設けられ、前記フランジ部の周方向の少なくとも一部に、軸方向外側に凹んだ凹部が設けられており、前記凸部は、前記凹部に嵌合している。

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は、軸方向に２分割したリムを軸方向両側から挿入し、タイヤをリムに組み付けた後、追加の留め具を用いてタイヤとリムとの固定を行っていた（例えば、特許文献１）。

特許第５８７９０８９号

　しかしながら、上記の手法では、タイヤとリムとの間に生じる隙間の影響により、耐久性の低下を招く可能性が懸念されていた。

　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、耐久性の低下を抑制した、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、前記連結部材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が設けられ、
　前記フランジ部の周方向の少なくとも一部に、軸方向外側に凹んだ凹部が設けられており、
　前記凸部は、前記凹部に嵌合し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、耐久性の低下を抑制した、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。 変形例にかか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・リム組立体の要部の拡大断面図である。

　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。

　図７は、変形例にかかる非空気入りタイヤの部分斜視図である。この変形例では、凸部２１ａ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、複数の凸部２１ａが、内筒体２１の周方向に等間隔に配置されている。本例では、凸部２１ａ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、凸部２１ａ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。

　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。

＜＜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８は、リムの要部の斜視断面図である。図８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、図７の変形例に対応させて、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９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１０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拡大断面図である。図９、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（図示しない）固定具により、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。

　以下、本実施形態のタイヤ・リム組立体１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、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、また、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が設けられており、凸部２１ａは、凹部３７に嵌合している。このため、タイヤ２とリム３との相補的形状による嵌合が可能となるため、タイヤ２とリム３との間に生じる隙間をほとんど無くすことができるため、小さな隙間に起因するタイヤ・リム組立体１の故障を抑制することができる。以上のように、本実施形態のタイヤ・リム組立体１によれば、耐久性を向上することができる。また、追加の留め具を用いる場合には、留め具の箇所の局所的な固定となるが、本実施形態では、内筒体２１全周を連続的に外筒体２２に密着させることができるため、タイヤの回転に連動した隙間の発生と密着状態との繰り返しに起因する内筒体２１の剥がれを抑制して、タイヤ・リム組立体１の耐久性をより向上させることができる。

　ここで、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おり、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ことが好ましい。全周にわたって、非空気入りタイヤ２とリム３とを嵌合させる効果を得ることができるからである。

　一方で、凸部２１ａは、内筒体２１の周方向の一部のみに設けられており、凹部３７は、フランジ部３３の周方向の一部のみに設けられていることも好ましい。この場合は、全周にわたって設ける場合と比べて、重量増を抑制しつつ、周上の一部にて、非空気入りタイヤ２とリム３とを嵌合させる効果を得ることができる。上述したように、この場合は、凸部２１ａは、連結部材２３のタイヤ径方向内側の部分２３ａに隣接する位置に設けられることが好ましい。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ことにより、効果的に耐久性を高めることができるからである。

　図１０に示すように、凸部２１ａは、タイヤ径方向の幅が、タイヤ幅方向内側から外側に向かって漸減し、凹部３７は、タイヤ径方向の幅が、タイヤ幅方向内側から外側に向かって漸減することが好ましい。くさび効果により、非空気入りタイヤ２とリム３との隙間をさらになくして、タイヤ・リム組立体１の耐久性をさらに高めることができるからである。なお、その場合、凸部２１ａの上面及び／又は下面は、図示のように、タイヤ幅方向に対して傾斜することとなるが、凸部２１ａの上面のタイヤ幅方向に対する傾斜角度θ１は、特には限定されないが、例えば１～１５°とすることができ、凸部２１ａの下面のタイヤ幅方向に対する傾斜角度θ２は、特には限定されないが、例えば２～５°とすることができる。一方で、凸部２１ａの上面及び／又は下面をタイヤ幅方向に平行にすることもできる。

　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

Claims (4)

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、前記連結部材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が設けられ、
   　前記フランジ部の周方向の少なくとも一部に、軸方向外側に凹んだ凹部が設けられており、
   　前記凸部は、前記凹部に嵌合していることを特徴とする、タイヤ・リム組立体。
2. 　前記凸部は、前記内筒体の周方向の全周にわたって連続して設けられており、
   　前記凹部は、前記フランジ部の周方向の全周にわたって連続して設けられている、請求項１に記載のタイヤ・リム組立体。
3. 　前記凸部は、前記内筒体の周方向の一部のみに設けられており、
   　前記凹部は、前記フランジ部の周方向の一部のみに設けられている、請求項１に記載のタイヤ・リム組立体。
4. 　前記凸部は、タイヤ径方向の幅が、タイヤ幅方向内側から外側に向かって漸減し、
   　前記凹部は、タイヤ径方向の幅が、タイヤ幅方向内側から外側に向かって漸減する、請求項２又は３に記載のタイヤ・リム組立体。

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