JP2005532945A - 自転車用のチューブレス取付け組立体、リムおよびチューブレスタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 自転車用のチューブレス式の取付け組立体は、リムと、特にビードを備えたタイヤとよりなり、このリムはタイヤのビードを受けるようになっている2つのシートに取付けられた2つのウィングよりなる。本発明によれば、リムおよび/またはタイヤは、地面と接触しておらず、リムとも接触していない帯域において、タイヤの外面の高さにおける空気圧力を2バール未満の値まで均衡化させる手段を備えている。
本発明は、自転車ホイール用のリム、および自転車用のチューブレスタイヤにも向けられている。
Description
自転車タイヤは或る特有性を示し、実際、ビードワイヤは非常に可撓性であり、かくして、底帯域の変形が著しいこともある。これは、チューブレスタイヤの場合には欠点がないわけではない。何故なら、リムとタイヤとの間、より正確には、リムとタイヤのビードとの間で気密性が完全でなければならないからである。
現在のところ、あらゆる地形型の自転車用のチューブレスタイヤの取付け組立体を製造することは知られており、このようなタイヤの作動圧力は2バール程度である。ヨーロッパ特許出願第0893280号は、すでに、このようなチューブレスタイヤの膨らまし条件を容易にし、且つ激しい横方向の衝撃の場合に膨らまされたときのタイヤの耐性を改良する改良リムを述べている。一方では、このようなリムは、ビードとリムとの間の気密性を確保することによって膨らまし段階を促進する幅狭い溝が存在することにより特徴付けられており、他方、このリムは、特に激しい横方向の衝撃の場合、例えば、石に当る衝撃の場合にシートにおけるタイヤのビードの保持を許容するハンプが溝縁部に存在することにより特徴付けられている。
「軸方向」はリムの回転軸線と平行な方向を意味するものと理解され、「半径方向」はリムの回転方向と交差し且つこの方向に対して垂直な方向を意味するものと理解される。リムの回転軸線はリムが通常の使用において回転する軸線である。周方向中央平面は、リムの回転軸線に対して垂直であって、リムを2つの半体に分割する平面である。半径方向平面はリムの回転軸線を含む平面である。
従って、かくして設計されたリムの輪郭に対して行なわれた改良により、満足な膨らましを保証する、ロード用のチューブレス式の取付け組立体の製造を可能にする。
かくして定められたリムの輪郭により、公知のリムでのビードのシート外れ中に測定された圧力より高い圧力においてリムとビードとの接触を維持することが可能である。
しかしながら、使用条件が取付け組立体を極度の条件にさらすことを含む場合、タイヤの剥離、さらにはそのシート外れさえも観察することが可能であると思われる。タイヤがこのような極度の条件にさらされるとき、詳細には、タイヤの内部空気の温度が非常に上昇するときの競技中、圧力は11バール程度の値に達し、圧力上昇となることがある。これは、例えば、坂を下っているときの急ブレーキ中、リム上のブレーキパッドの摩擦の結果、このような温度上昇が生じる場合にそうである。
均衡化は、有利には、本発明によれば、安全弁のように作動することによって事実上瞬間的に達成される。
タイヤの外面は、タイヤがリムに取付けられたときのタイヤの膨らまし空気と接触していない表面であると定義される。
圧力の均衡化は、有利には、ビードのうちの少なくとも1つがシートと接触していないときに空気をタイヤから大気に排出する手段により達成される。
本発明によれば、特に、取付け組立体が極度の条件にさらされるときのタイヤの剥離に因りタイヤのビードとリムのシートとの間を通る空気は、タイヤのビードの下および/または外側の側壁部上に高い圧力の存在がほんの一瞬であるように、大気に排気されるのがよい。
次いで、本発明者は、空気と接触しているビードの表面積がリムのシートに対するその剥離に因り増大すると、ビードとリムとの間に接触が残存するときに同じ結果のために達成されるはずである圧力より低い圧力でビードのシート外れが生じることを示すのに成功した。従って、ビードの剥離に対応する圧力が達成されるとすぐに、ビードがシート外れを起こし、タイヤがリムから外れるという恐れが非常に顕著になる。
かくして、本発明は、取付け組立体を構成するように特に2つの可撓性ビードワイヤを備えているタイヤを受けるように設計された自転車ホイール用のリムであって、タイヤのビードを受けるようになっていて、リム凹部により分離された2つのシートに取付けられた2つのウィングを備えているリムにおいて、ウィングおよび/またはシートが、タイヤ受け帯域に向けて配向されたそれらの表面に、空気を前記帯域の外側に誘導する少なくとも1つのチャンネルを備えており、前記チャンネルが、受け帯域に位置決めされた一端部から前記帯域の外側に開口している他端部に向けて広がっているリムを提案する。
タイヤ受け帯域は、ウィングと、シートと、リム凹部と、ウィングの頂点を通っている回転表面とによって定められる。
本発明によるリムの第1変形実施形態によれば、チャンネルは少なくともウィングの表面の一部にわたってレリーフ状に形成されている。
レリーフ状チャンネルの具体例としては、例えば溝を形成する凹みチャンネル、および突起や、凹部および上昇部を組合せた具体例の存在により形成されるチャンネルがある。あらゆる場合、チャンネルはタイヤ受け帯域からこの帯域の外側のチャンネルの端部までフレアになっている。
この変形実施形態によれば、ウィングがフックを備えている場合、チャンネルは少なくともフック上でレリーフ状である。
この変形例によれば、ウィングの全面にわたって延びていて、リムのシートの一部にわたって延長されたチャンネルを設けることも可能であり、このような実施形態によれば、ビードがシートから僅かに剥離し、ウィングと接触したままであるとき、圧力を均衡化させることができる。このようなチャンネルは有利にはリムのシートの表面の3分の2を超えない。
本発明の他の実施形態によれば、リムは、リム素材と、本発明により定めたようなレリーフ状チャンネルを形成する少なくとも1つの追加要素とを連結することによって得られる。
この実施形態による本発明の変形例によれば、追加の要素はリム素材の材料以外の材料で製造される。
また、本発明によれば、追加の要素は、標準ねじ留め、クリップ留め、クリンプ加工、接着剤接合などのような当業者にとって公知な任意の手段によりリムに固定される。
一方のオリフィスが他方のオリフィスより大きい穴のフレア状の形状は、一方では、圧力の急速な均衡化を許容するが、他の利点をも有する。特に、穴がリムのウィングの壁部に形成される場合、この穴は閉塞され、フレア状の形状は圧力によりオリフィスの自己清浄を可能にする。更に、前記フレア状の形状によれば、空気の逃げから生じる騒音の発生、または特に高速におけるホイールの回転を乱してしまう乱流の発生を防ぐことが可能である。
このような穴がリムシートを形成する壁部に設けられる場合、第1実施形態によれば、前記リムはシートの周囲にわたって分布された幾つかの穴を備えている。第2実施形態によれば、リムは、リムシートの周囲にわたるタイヤの剥離帯域が何であろうと、空気が穴まで誘導されるようにして、空気を前記リムシートに形成された溝において循環するようにこの溝に位置決めされたたった1つの穴を備えている。第3の実施形態は第2実施形態のものと同様な溝に設けられた幾つかの穴を組み合わせている。
本発明によるリムの好適な実施形態によれば、ロード使用のリムの用途では、半径方向平面におけるリムの輪郭に応じて、ビードのシートは、軸方向内端部が位置決めされている円の直径より小さい直径の円に軸方向外端部がある母線を有しており、この母線は截頭円錐形であって、タイヤの回転軸線と、15度と45度との間の角度を形成している。
このようなリムの輪郭は、ロード使用のために意図された取付け組立体を構成するために前記リムへのチューブレス式タイヤの取付けを促進する。
本発明の好適な実施形態によれば、ビードのシートの母線の端部間の直径の差は0.5mmと3mmとの間であり、より好ましくは、この差は、1mmより大きく、より好ましくは2mmより正確に大きい。ビードシートの母線の端部間の直径のかかる差は、圧力が上昇するとき、ビードとリムシートとの接触を維持するのを助成する。
また、有利には、本発明によれば、溝の壁部の底部分は、多くとも35°の角度を形成していて、周方向中央平面に対して心出しされている。このような実施形態は、特に、溝底部が十分の幅広く、従って、リムへの前記タイヤの取付けの膨らまし段階を始める前にタイヤの2つのビードを受け入れることが可能である。
より好ましくは、これらのフックはその取付け時点でウィングの表面に対してリムの内側に向かった少なくとも0.5mmの張出部を構成している。
かかるフックの存在により、ビードのシート外れを観察することなしに、タイヤの保持の効率を高めることができる。
本発明の有利な変形例によれば、溝とビードのシートとの間、より正確には溝の壁部の頂部の端部とビードシートの軸方向内端部との間にハンプが存在している。このような実施形態は、また、タイヤ内で圧力が上昇するとき、リムの表面に対するビードの緩みの遅延に寄与し得る。これらのハンプの機能は、より詳細には、特にタイヤの萎みまたはパンクの場合にビードをそれらのシートに保持することである。
本発明の有利な変形例では、特にチューブレス式タイヤの場合、タイヤを受けるリムの帯域は膨らまし弁用のオリフィスを備えた上側ブリッジを構成している。
更に好ましくは、かかる膨らましオリフィスは取付け溝に、より好ましくは、前記溝の底部すなわち基部に設けられる。このような設計はチューブレス式タイヤの膨らましを促進し、空気はタイヤのビード間に直接的に導入されることが可能である、これらのビードは予め取付け溝に挿入されている。
本発明の好適な実施形態によれば、リムはその下側ブリッジに固定された複数のスポークによりホイールの中央ハブに連結されている。
本発明による前述のようなリムを備えたチューブレス式の取付け組立体では、ロード用に、11バール程度の圧力、すなわち、使用者にとってのいずれの恐れもなしに、特にシート外れの恐れなしに、取付け組立体がさらされる最も極度な条件に対応する圧力に達することが可能である。
かくして、本発明は、特に2つの可撓性ビードワイヤを備えており、取付け組立体を構成するようにリムと連結可能に設けられ、前記リムが、2つのシートに取付けられて自由端部を備えた2つのウィングよりなる、チューブレス式の自転車用タイヤにおいて、前記タイヤが、空気を前記ウィングの外側部分まで排出する手段を備えており、前記排出手段が、少なくとも、取付け後にウィングと接触する側壁部の部分から取付け後にシートと接触するビードの基部まで延びている自転車用タイヤを提案する。
空気を排出する手段は、有利には、ウィングから始まって、シートの表面の3分の2に対応する距離を越えてはビードの基部にわたって延びていない。この排出手段は、通常の使用においてタイヤの萎みを引起す恐れを生じないように、膨らまし容積に近すぎてはならない。
より好ましくは、レリーフ部はタイヤの側壁部に補足要素を付設することによって生じられる。
しかしながら、かくして構成された排出手段は極度の条件に対応する圧力に保持されなければならなく、その結果、これらのレリーフを構成する材料は有利には変形特性を有している。
本発明の1つの好適な実施形態は側壁部とビードの基部との間に固定された織物布を設けており、行なった試験の結果、このような実施形態によれば、布に及ぼされる圧力がどうであれ、排出作用を維持することが可能であり、前記布は、少なくとも、リムのウィングと、側壁部を通して及ぼされたタイヤの圧力との間に捕獲されている。
本発明によるタイヤの1つの変形実施形態によれば、タイヤのビードは少なくとも1つのリップを備えており、前記リップは、走行条件下、すなわち、リムへのタイヤの取付け後、取付け溝の横方向壁部の少なくとも一部に静止することが可能である。
このようなタイヤはロード使用のために設計された取付け組立体を構成するために前記リムへのチューブレス式タイヤの取付けを好都合にする。この変形実施形態を参照して述べたタイヤのリップは、特に、ロード用の膨らまし中、タイヤの剥離を防ぐことができる。
他の実施形態によれば、リップは少なくとも1つの追加要素をビードに連結することによって得られ、前記要素はビードを構成する材料以外の材料のものであることが可能である。
本発明の好適な実施形態によれば、タイヤのビードワイヤは8000daN/mm2未満の弾性率を有している。このような値を超えては、タイヤは、そのビードワイヤの低い可撓性に因りシート外れのさほど敏感ではない。また、好ましくは、弾性率は3000daN/mm2より大きい。
タイヤは、通常の使用に従い、リムに適合された展開により選択される。
本発明の他の詳細および有利な特徴は本発明の実施形態の例の説明から以下に明らかになるであろう。
図1aは自転車ホイール用のリム1の半径方向断面における輪郭の概略図である。このリム1は、ビードシート5、6により取付け溝またはリム凹部4に連結された外端部に2つのウィング2、3を備えている。これらのウィング2、3は周方向中央平面とほぼ平行に配向されている。溝4は、一方では、溝底部7と横方向壁部8、9とよりなる。更に、ウィング2、3は、それらの上部分にフック10、11を有しており、これらのフック10、11はそれらの取付け箇所でウィングの平面に対して0.5mmのリムの内側に向けての張出し部を構成している。
タイヤ受け帯域12は、ウィング2、3と、シート5、6と、溝4とにより境界決めされた空間であると定められる。
この第1段階は、行なうのが簡単である。何故なら、自転車タイヤのビードワイヤが、従来から、例えば、芳香続ポリアミドまたはガラス繊維のような可撓性材料で製造されているからである。自転車タイヤの可撓性ビードの使用は、特に、できるなら、搬送に適した簡単なコンパクトツールで使用者により一般に行なわれる前記タイヤの取付けを簡単にする必要性に関連される。更に、これらのビードワイヤの可撓性により、使用者は未取付けのタイヤを搬送することができ、このタイヤが占める空間はそれが可撓性であることにより制限される。
かくして、タイヤのビードは、シート5、6に位置決めされ、この目的で、これらのビードを保持するウィング2、3と接触状態で設けられている。ウィング2、3のフック10、11は、また、タイヤ内で圧力が増大する場合にタイヤのビードとシート5、6との接触を維持するのを助成する。
図1bに示すリムは、ロードで使用するようになっている取付け組立体の製造に特に適合されている。
本発明によれば、穴22、23はタイヤ受け帯域212からリム21の外側に向けてフレアになっている。このような形状は事実上瞬間的な圧力の均衡化を許容する。
穴22の場合、地面と接触しておらず、リムをも接触していない帯域におけるタイヤの外面の高さのところの空気の圧力の均衡化が大気圧まで達成される。穴23の場合にも同じことが言える。他方、穴23がリム21の内部の機密キャビティに開口している場合、地面と接触しておらず、リムをも接触していない帯域において、タイヤの外面の高さにおける空気圧力の均衡化が2バール未満の値まで達成される。
図3および図4を参照して説明したもののようなリムは、例えば、リム素材に付設されて固定されるフルートまたは突起を備えた補足要素の追加により製造されてもよい。
幾つかの要素における本発明によるこの種類のリムの製造によれば、複雑な輪郭を有するこのようなリムの工業的製造を任意に簡単化し得る。しかも、このような実施形態によれば、前記補足要素の追加により既存のリムを変更し得る。実際、この場合、追加の要素は、本発明により定められる輪郭を得るために既存のリムの輪郭を完全にするように定められる。
また、試験は、本発明による穴の存在により取付け中のビードの位置決めを改良することを実証した。実際、穴58により、帯域57の高さのところでリムとタイヤとの間に捕獲される空気を除去し、かくしてタイヤの、より正確にはビードの位置決めを容易にし得る。実際、ビードを位置決めし難くするか、或いはその不正確な位置決め、詳細には非対称な位置決めをもたらす閉塞空気ポケットの恐れが無い。
チューブレス技術を使用して、622リムにおけるサイズ23−622の図5に示したような取付け組立体について試験を行なった。使用したタイヤは、ビードワイヤが4000daN/mm2の弾性率を有するチューブレス式タイヤである。ロード使用のために、作動圧力はほぼ8バールである。前述のように、極度な条件では、達せられる圧力が大きいことを知って、試験は、これらの条件が達成されるまで行なった。
本発明によるリムの場合、これらの試験は、8バールの作動圧力で障害なしで、極度な条件では、詳細には加熱に関しては、ビードのシート外れを観察することなしに、このリムへのチューブレスタイヤの取付けを行い得ることを実証した。
かくして、一対のレリーフ状帯域62により空気ダクトが形成され、これらのレリーフ状帯域62間の最大距離は有利には2mm未満である。かかる寸法決めにより、これらのレリーフ状帯域62のクリープおよび/圧潰を防いで空気の通過を確保することが可能である。他方、2つの隣接対の2つのレリーフ状帯域62間の距離はもっと大きくてもよい。
レリーフ状帯域62は、好ましくは、必要になるときに空気ダクトの存在を確保するように11バール程度の圧力で非変形性である材料で製造された補足要素の追加により形成されてもよい。この補足要素は、当業者に公知の任意の手段により、詳細には、接着剤接合、加硫、機械的組付けなどによりタイヤに堅く連結されてもよい。
しかしながら、布の排気機能は、糸の少なくとも一端がリムのタイヤ受け帯域の外側で終わるように前記織物布が位置決めされて配向されることを必要とする。織物布の糸のうちの少なくとも幾つかは好ましくはタイヤの半径方向に配向されている。交差された糸プライを備えた布の使用によれば、布の配置角度がどうであれ、前述の条件が重んじられ、つまり、糸のうちの少なくとも幾つかの一端がリムのタイヤ受け帯域の外側にあることを確保し、前記布のサイズおよびタイヤにおける布の位置決めが順応される。
従って、本発明により定められたリムおよび/または本発明によるタイヤの使用によれば、ロード用の自転車用に意図されたチューブレス取付け組立体の製造を行なうことができ、これは、作動圧力または極度の状況において達せられる圧力の結果、タイヤがリムから外れるいずれの恐れをも示さない。
一般に、本発明は、可撓性ビードワイヤを備えるタイヤと組み合わされるものであり、作動圧力が比較的高く、詳細には5バールより大きいあらゆる種類のホイールに適用されるものと理解すべきである。例を挙げると、身体障害者用の車椅子用のホイール、または「シェルチャレンジ」におけるもののような低燃費車両用の車両ホイールがある。
Claims (17)
- リムと、特にビードを備えたタイヤとよりなり、前記リムがタイヤのビードを受けるようになっている2つのシートに取付けられた2つのウィングよりなる自転車用のチューブレス式の取付け組立体において、リムおよび/またはタイヤは、地面と接触しておらず、リムとも接触していない帯域において、タイヤの外面の高さにおける空気圧力を2バール未満の値まで均衡化させる手段を備えていることを特徴とする取付け組立体。
- リムおよび/またはタイヤは、地面と接触しておらず、リムとも接触していない帯域において、タイヤの外面の高さにおける空気圧力を大気圧まで均衡化させる手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の取付け組立体。
- リムおよび/またはタイヤは、ビードのうちの少なくとも1つがシートと接触していないとき、空気をタイヤから大気に排出する手段を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の取付け組立体。
- 取付け組立体を構成するように特に2つの可撓性ビードワイヤを備えているタイヤを受けるように設計された自転車ホイール用のリムであって、タイヤのビードを受けるようになっていて、リム凹部により分離された2つのシートに取付けられた2つのウィングを備えているリムにおいて、ウィングおよび/またはシートは、タイヤ受け帯域に向けて配向されたそれらの表面に、空気を前記帯域の外側に誘導する少なくとも1つのチャンネルを備えており、前記チャンネルは、受け帯域に位置決めされた一端部から前記帯域の外側に開口している他端部に向けて広がっていることを特徴とするリム。
- チャンネルは、少なくともウィングの表面の一部にわたってレリーフ状であることを特徴とする請求項4に記載のリム。
- チャンネルは少なくともフックにおいてレリーフ状であることを特徴とする請求項5に記載のリム。
- チャンネルはウィングおよび/またはシートを形成する壁部を貫通している穴であることを特徴とする請求項4に記載のリム。
- 穴の横断面は壁部厚さ以内で変化していることを特徴とする請求項7に記載のリム。
- 半径方向の平面におけるリムの輪郭に応じて、ビードのシートは、軸方向内端部が位置決めされている円の直径より小さい直径の円に軸方向外端部がある母線を有しており、前記母線は截頭円錐形であって、タイヤの回転軸線と、15度と45度との間の角度を形成していることを特徴とする請求項7に記載のリム。
- 実質的に請求項4ないし9のうちの1項に記載のタイヤおよびリムよりなる自転車用の取付け組立体。
- 特に2つの可撓性ビードワイヤを備えており、取付け組立体を構成するようにリムと連結可能に設けられ、前記リムが、2つのシートに取付けられて自由端部を備えた2つのウィングよりなる、チューブレス自転車タイヤにおいて、前記タイヤは、取付け後、空気を前記ウィングの外部分まで排出する手段を備えており、前記排出手段は、少なくとも、取付け後にウィングと接触する側壁部の部分から取付け後にシートと接触するビードの基部まで延びていることを特徴とするチューブレス自転車タイヤ。
- 前記排出手段はレリーフ状であり、これらの手段は、リムに取付け後に受け帯域に位置決めされる一端から前記帯域の外側に開口する他端部まで広がっていることを特徴とする請求項11に記載のチューブレス自転車タイヤ。
- レリーフ部はタイヤの側壁部に補足要素を付設することによって形成されることを特徴とする請求項11に記載のチューブレス自転車タイヤ。
- 空気を排出する手段はタイヤの外側の側壁部に固定された多孔性材料の補足要素であることを特徴とする請求項11に記載のチューブレス自転車タイヤ。
- ビードワイヤは8000daN/mm2より低いおよび/または3000daN/mm2より大きい弾性率を示すことを特徴とする請求項11ないし14のうちのいずれか1項に記載のチューブレス自転車タイヤ。
- 実質的にホイールおよび請求項11ないし15のうちのいずれか1項に記載のタイヤよりなる自転車用の取付け組立体。
- ロード用の自転車における請求項1ないし3、請求項10および16のいずれか1項に記載の取付け組立体の用途。
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