JP2003039920A - ビート部材、空気入りタイヤ、及びホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤをホイールのリムに容易に取付けるた
めのビート部材と、このビート部材を備えたリム組みの
作業性に優れた空気入りタイヤと、上記ビート部材を固
定するための最適なホイール構造を提供する。 【解決手段】 中空状の伸長可能な円環状の樹脂チュー
ブ１１と、この樹脂チューブ１１の外側に上記樹脂チュ
ーブ１１を被覆するように設けられた、上記樹脂チュー
ブ１１の長手方向に螺旋状に巻き上げられた繊維コード
１２Ｃを有する第１の補強材層１２と、上記第１の補強
材層１２の外側に設けられ、上記樹脂チューブ１１の長
手方向に螺旋状に巻き上げられた繊維コード１３Ｃを有
する第２の補強材層１３とによりビート部材１０を構成
することにより、ビート部材１０に伸縮性を持たせると
ともに、上記樹脂チューブ１１内に気体を加圧充填する
ための耐圧チューブ１５とバルブ１４とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤをホイール
のリムに取付けるためのビート部材と、空気入りタイヤ
及びホイールの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、タイヤがパンクした場合でもある
程度の走行を保証するランフラットタイヤが注目されて
きている。ランフラット走行が可能なシステムは多々提
案されているが、中でも、図７に示すような、タイヤ５
０内に中子６０を装着し、パンク等によりタイヤの内圧
が０の状態になっても、上記中子６０により車重を支え
るように構成した中子方式が一般的である。上記のよう
な内圧０状態で、ランフラット時に中子６０により車重
を支えるためには、上記中子６０がタイヤ５０に対して
ある程度の高さを持っていなければならない。すなわ
ち、上記中子６０のタイヤ径方向の高さとしては、ホイ
ール５１が路面に接触することがないように、概ねホイ
ール５１のリムフランジ部５１ａの高さ以上を確保する
必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記中
子６０の高さがホイール５１のリムフランジ部５１ａよ
りも突出した状態のままでは、タイヤ５０をホイール５
１に組み込むことができないため、上記中子６０を分割
し、タイヤ５０を半分装着した状態で残りの中子６０を
ホイール５１に組付ける等のわずらわしい作業を必要と
していた。すなわち、タイヤ５０をホイール５１に組付
ける際には、通常、ビート部材５２の一部をホイールド
ロップ部５１ｂに落とし込んだ後、反対部分がリムフラ
ンジ部５１ａを乗り越せるように、上記ビート部材５２
を上記リムフランジ部５１ａのビート座５１ｃに固定す
るという作業を行うが、従来のビート部材５２はスチー
ル製であり伸長性がないため、中子６０がある場合など
には、上記のようなわずらわしい組付け作業が必要であ
った。

【０００４】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、タイヤをホイールのリムに容易に取付けるため
のビート部材と、このビート部材を備えたリム組みの作
業性に優れた空気入りタイヤと、上記ビート部材を固定
するための最適なホイール構造を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のビート部材は、中空状の伸長可能な円環状チューブ
と、繊維コードを、上記チューブの長手方向に、チュー
ブを被覆するように撚り合わせて成る少なくとも１層の
補強材層と、上記チューブ内に気体を加圧充填するため
のバルブ機構とを備えたもので、これにより、ビート部
材に伸縮性を持たせてタイヤの取付けを容易にするとと
もに、チューブ内に気体を加圧充填することにより、タ
イヤ端部を締め付けてホイールとタイヤとの嵌合性を向
上させることが可能となる。

【０００６】また、請求項２に記載のビート部材は、上
記補強材層を複数層設けるとともに、各補強層を、上記
チューブの長手方向軸に対して、互いに対称になるよう
に積層することにより、ビート部材の長手方向の収縮力
を高めてホイールとタイヤとの嵌合性を更に向上させる
ようにしたものである。請求項３に記載のビート部材
は、ビート部材の引っ張り強度を向上させるため、上記
各補強材層を繊維コードの編み上げにより構成したもの
である。請求項４に記載のビート部材は、上記補強材層
に、直径が２ｍｍ以下の高張力鋼線を配し、ビート部材
のチューブ無加圧時の引っ張り剛性を下げて作業性を向
上させるようにしたものである。請求項５に記載のビー
ト部材は、ビート部材の軽量化とチューブ無加圧時の引
っ張り剛性の低下を図るため、上記高張力鋼線の切断強
度を２０００〜４０００ＭＰａとしたものである。

【０００７】また、請求項６に記載のビート部材は、上
記繊維コードに代えて、表面を銅亜鉛合金によりメッキ
した鋼線とゴムの複合体を加硫したものを用いたもの
で、これにより、ビート部材の耐環境性を向上させるこ
とが可能となる。請求項７に記載のビート部材は、上記
チューブ内に、体積弾性率が気体よりも高い液体を充填
したもので、これにより、チューブを加圧することな
く、ホイールとタイヤとの嵌合性を向上させることが可
能となる。

【０００８】また、請求項８に記載の空気入りタイヤ
は、上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の伸長可
能なビート部材を備えたものである。請求項９に記載の
空気入りタイヤは、タイヤ端部のホイールとの嵌合部に
設けられる、伸縮性のないスチール製のワイヤ束をプラ
イで包み込んだ通常のビートを省略するとともに、上記
請求項１〜請求項７のいずれかに記載のビート部材をタ
イヤ本体とは別体に設け、上記ビート部材を伸縮させて
上記タイヤ本体をホイールに固定するように構成したも
ので、これにより、タイヤ端部の伸縮性が向上し、組付
けの作業性を一層容易に行うことが可能となる。請求項
１０に記載の空気入りタイヤは、タイヤ内部に中子を配
設し、パンク等によりタイヤの内圧が０の状態になって
も、車重を支えることができるように構成したものであ
る。また、請求項１１に記載のホイールは、リムフラン
ジ部に上記ビート部材を収納するための窪み部を設け
て、ビート部材をリムフランジに常に固定されるように
したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図１は、本実施の形態に係
わるビート部材１０の一構成例を示す図で、１１は中空
部１１Ｓを有する伸縮性のある円環状の樹脂チューブ、
１２はこの樹脂チューブ１１の外側に上記樹脂チューブ
１１を被覆するように設けられた、上記樹脂チューブ１
１の長手方向に螺旋状に巻き上げられた繊維コード１２
Ｃを有する第１の補強材層、１３は上記第１の補強材層
１２の外側に設けられ、上記繊維コード１２Ｃと同様
に、上記樹脂チューブ１１の長手方向に螺旋状に巻き上
げられた繊維コード１３Ｃを有する第２の補強材層であ
る。なお、１２Ｇ，１３Ｇは、上記撚り合わされた各繊
維コード１２Ｃ，１３Ｃを固定するためのゴム層であ
る。また、１４は一端が上記中空部１１Ｓに連通する耐
圧チューブ１５の他端側に設けられた、上記中空部１１
Ｓ内に気体を充填するためのバルブで、このバルブ１４
を開放して上記中空部１１Ｓ内に気体を加圧充填するこ
とにより、樹脂チューブ１１のチューブ径を拡張させる
ことができる。チューブ径を拡張させると、上記第１及
び第２の補強材層１２，１３は径方向に拡張すると同時
に長手方向に収縮する。この収縮作用により、後述する
ように、タイヤ端部を締め付けてタイヤとホイールとの
嵌合を良好にすることが可能となる。

【００１０】本実施の形態では、上記繊維コード１２Ｃ
の外側に積層される繊維コード１３Ｃを、上記繊維コー
ド１２Ｃの巻き上げ角度に対し、ビート軸を中心に対称
となるように螺旋状に巻き上げる構成とすることによ
り、第１の補強材層１２と第２の補強材層１３とから成
る交錯層を形成するようにしている。これにより、樹脂
チューブ１１の加圧膨張時には、ビート部材１０全体が
長手方向に収縮するとともに、図１に示すように、上記
交差層がパンダグラフ変形するので、ビート部材１０の
長手方向の収縮力を高めることができる。また、本例で
は、上記第１及び第２の補強材層１２，１３を、それぞ
れ、繊維コード１２Ｃ，１３Ｃの編み上げにより構成し
ているので、各繊維コードが絡み合い、ビート部材１０
の引っ張り強度が向上する。

【００１１】図２は、本発明による伸縮性のあるビート
部材１０を備えた空気入りタイヤ２０の要部構成を示す
図で、図３はビート部の部分拡大図である。本発明の空
気入りタイヤ２０は、伸縮性のない通常のスチール製の
ワイヤ束から成る従来のビート部材５２（図７参照）に
代えて、上述した構成の伸縮性のあるビート部材１０を
備えるとともに、このビート部材１０の、上記図１に示
した、最内部に位置する樹脂チューブ１１の中空部１１
Ｓに、耐圧チューブ１５の先端から気体を加圧充填する
ことができる構成となっている。なお、上記耐圧チュー
ブ１５の他端側に接続されるバルブ１４は、ホイール２
１から露出させて、ホイール２１のリムフランジ部２１
ａに固定している。この空気入りタイヤ２０は、中子３
０を有するランフラットタイヤであるが、ビート部材１
０に伸縮性があるため、中子３０の装着後であっても、
上記中子３０を乗り越える程度に上記ビート部材１０を
伸長させることができるので、タイヤ２０をホイール２
１に容易に組付けることができる。また、上記組付け後
には、バルブ１４を開放して、樹脂チューブ１１の中空
部１１Ｓに気体を加圧充填して、上記ビート部材１０を
チューブ径方向に拡張させるとともに長手方向に収縮さ
せる。この収縮作用により、タイヤ２０をホイール２１
に確実に固定することができる。また、本例では、ホイ
ール２１のリムフランジ部２１ａにビート部材１０を収
納するための窪み部２１Ｋを設けることにより、上記ビ
ート部材１０をリムフランジ部２１ａに常に固定するこ
とが可能となる。これは、上記ビート部材１０が、上記
気体の加圧充填により膨張、収縮する際に、収縮によっ
てビート部材１０が上記窪み部２１Ｋに入り込み、次い
でビート径方向の膨張によりビート部材１０が上記窪み
部２１Ｋに充填されるためで、これにより、タイヤ２０
がパンクし、タイヤ内圧が０に近い状態になった場合で
も、ビート部材１０がリムフランジに常に固定されるた
め、安全性が更に向上する。

【００１２】図４は、本発明による伸縮性のあるビート
１０Ｂを用いたビート別体式のタイヤ２０Ａ及びホイー
ル２１Ａの要部断面図である。このタイヤ２０Ａは、通
常のタイヤとは異なり、スチール製のビートを持たない
Ω形状のタイヤ２０Ａの本体２０ａをホイール２１Ａの
窪み部２１Ｙに装着し、上記伸縮性のあるビート部材１
０を樹脂層（あるいはゴム層）１０ｐに埋設したビート
１０Ｂによってタイヤ端を締め付けるように構成したも
のである。このように、ビート１０Ｂをタイヤ本体２０
ａとは別体とすることにより、タイヤ端部の伸縮性が向
上するので、組付け作業を一層容易に行うことができる
とともに、ビート１０Ｂがホイール２１Ａに常に固定さ
れるため、安全性が更に向上する。また、図５は、ビー
ト別体式タイヤの他の構成例を示す図で、ホイール２１
Ｂの窪み部２１Ｚをビート１０Ｂの略全体を囲むように
形成することにより、上記図４に比べてホイールへの結
合強度を高めるようにしたものである。この場合も、図
４の場合と同様に、通常のタイヤとは異なり、スチール
製のビートを持たないタイヤ２０Ｂをホイール２１Ｂの
上記窪み部２１Ｚに装着し、上記伸縮性のあるビート部
材１０を有するビート１０Ｂによってタイヤ端を締め付
けることにより、タイヤ２０Ｂをホイール２１Ｂに固定
する。ビート１０Ｂは、長さ方向に収縮すると同時に径
方向に膨張し、ビート１０Ｂに押されたタイヤ端部が上
記ホイール２１Ｂの窪み部２１Ｚ全体に圧着される。し
たがって、タイヤ−ホイール間の接合強度を一層高める
ことができ、安全性が更に向上する。

【００１３】なお、上記実施の形態では、ビート部材１
０の中空部１１Ｓ内に気体を加圧充填して樹脂チューブ
１１のチューブ径を拡張させる例について説明したが、
上記中空部１１Ｓ内に、気体に比べて体積弾性率が高い
液体を充填するようにしてもよい。これにより、樹脂チ
ューブ１１を加圧することなく、ホイールとタイヤとの
嵌合性を向上させることができるので、作業効率を更に
向上させることができる。また、上記例では、補強材層
が２層の場合について説明したが、複数層設けることに
より、ホイール２１とタイヤ２０との嵌合性を更に向上
させることができる。なお、この場合にも、ビート部材
１０の長手方向の収縮力を高めるためには、各補強層
を、樹脂チューブ１１の長手方向軸に対して互いに対称
になるように積層するようにすることが望ましい。

【００１４】また、上記補強材層１２，１３に直径が２
ｍｍ以下の高張力鋼線を配してもよい。これにより、ビ
ート部材１０の無加圧時の引っ張り剛性を下げることが
でき、タイヤ２０をホイール２１に組付ける際の作業性
を向上させることができる。また、上記高張力鋼線の切
断強度を２０００〜４０００ＭＰａとすることで、ビー
ト部材１０を軽量化できるとともに、繊維コード１２
Ｃ，１３Ｃの構成本数を減らすことができるので、ビー
ト部材１０の無加圧時の引っ張り剛性を下げることがで
き、組付けの作業性を更に向上させることができる。ま
た、上記繊維コード１２Ｃ，１３Ｃに代えて、表面を銅
亜鉛合金によりメッキした鋼線とゴムの複合体を加硫し
たものを用いることより、ビート部材１０の耐環境性を
向上させることができるとともに、樹脂チューブ１１と
補強材層１２，１３とのこすれによる樹脂チューブ１１
の破損を防止することができる。

【００１５】また、上記例では、中子３０を有するタイ
ヤ（ランフラットタイヤ）２０について説明したが、一
般の空気入りタイヤにおいても、上記伸縮性のあるビー
ト部材１０を適用することにより、リム組みの作業性を
向上させることができる。また、伸縮性のあるビート部
材１０を適用することにより、ホイール２１のリムフラ
ンジ部２１ａに設けられるホイールドロップ部（図７の
従来図参照）を省略することができるので、ホイール２
１内部の空間を広くするなど、ホイール２１の設計自由
度を向上させることができる。したがって、例えば、図
６に示すように、インホールモータ４０を収納するスペ
ースを十分確保することができるので、本発明の空気入
りタイヤ２０を、電気自動車などのモータを車輪に内蔵
するインホイールモータシステムなどに好適に用いるこ
とができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビート部材に伸縮性を持たせるようにしたので、タイヤ
のリム組みの作業性を向上させることができるととも
に、チューブ内に気体を加圧充填することにより、タイ
ヤ端部を締め付けてホイールとタイヤとの嵌合性を向上
させることができる。また、ホイールのリムドロップ部
を省略できるので、ホイールの設計自由度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係わるビート部材の一
構成例を示す図である。

【図２】 本実施の形態に係わる空気入りタイヤの構成
を示す図である。

【図３】 本実施の形態に係わるビート部の部分拡大図
である。

【図４】 本発明の空気入りタイヤの他の構成を示す要
部断面図である。

【図５】 本発明の空気入りタイヤの他の構成を示す要
部断面図である。

【図６】 インホールモータの一構成例を示す図であ
る。

【図７】 従来の空気入りタイヤの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ ビート部材、１１ 樹脂チューブ、１１Ｓ 中空
部、１２ 第１の補強材層、１２Ｃ 繊維コード、１２
Ｇ ゴム層、１３ 第２の補強材層、１３Ｃ 繊維コー
ド、１３Ｇ ゴム層、１４ バルブ、１５ 耐圧チュー
ブ、２０ 空気入りタイヤ、２１ ホイール、２１ａ
リムフランジ部、２１Ｋ 窪み部、３０ 中子。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空状の伸長可能な円環状チューブと、
   このチューブの長手方向に、チューブを被覆するように
   繊維コードを撚り合わせて成る少なくとも１層の補強材
   層と、上記チューブ内に気体を加圧充填するためのバル
   ブ機構とを備えたことを特徴とするビート部材。
2. 【請求項２】 上記補強材層を複数層設けるとともに、
   各補強層を、上記チューブの長手方向軸に対して、互い
   に対称になるように積層したことを特徴とする請求項１
   に記載のビート部材。
3. 【請求項３】 上記補強材層を繊維コードの編み上げに
   より構成したことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載のビート部材。
4. 【請求項４】 上記補強材層に、直径が２ｍｍ以下の高
   張力鋼線を配したことを特徴とする請求項１〜請求項３
   のいずれかに記載のビート部材。
5. 【請求項５】 上記高張力鋼線の切断強度を２０００〜
   ４０００ＭＰａとしたことを特徴とする請求項４に記載
   のビート部材。
6. 【請求項６】 上記繊維コードに代えて、表面を銅亜鉛
   合金によりメッキした鋼線とゴムとの複合体を加硫した
   ものを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項５のい
   ずれかに記載のビート部材。
7. 【請求項７】 上記チューブ内に液体を充填したことを
   特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のビー
   ト部材。
8. 【請求項８】 上記請求項１〜請求項７のいずれかに記
   載のビート部材を備えたことを特徴とする空気入りタイ
   ヤ。
9. 【請求項９】 タイヤ端部のホイールとの嵌合部のビー
   トを省略するとともに、上記請求項１〜請求項７のいず
   れかに記載のビート部材をタイヤ本体とは別体に設け、
   上記ビート部材を伸縮させて上記タイヤ本体をホイール
   に固定するように構成したことを特徴とする空気入りタ
   イヤ。
10. 【請求項１０】 タイヤ内部に中子を配設したことを特
    徴とする請求項８または請求項９に記載の空気入りタイ
    ヤ。
11. 【請求項１１】 リムフランジ部に、上記請求項１〜請
    求項７のいずれかに記載のビート部材を収納するための
    窪み部を設けたことを特徴とするホイール。