JP2006143187A - エアレス自転車タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】メインテナスフリーのエアレス自転車タイヤを提供する。
【解決手段】エアレス自転車タイヤは、主タイヤ本体及び少なくとも一つのリム固定体を有する。主タイヤ本体は、リム係合部、及び接地面を備える接地部を含む。少なくとも一つのリム固定体は、リム係合部に固定して取り付けられる。少なくとも一つのリム固定体は、それぞれ軸の反対方向に横に伸びる一対の弾性変形リム固定部を含む。好ましくは、主タイヤ本体は、それぞれ連結されるリム固定体を複数有する。一つの実施形態において、リム固定体は、主タイヤ本体の内面に取り付けられ、一方、他の実施形態において、リム固定体は、主タイヤ本体のリム係合部内に埋め込まれる。
【選択図】なし

Description

本発明は、エアレス自転車タイヤに関する。より具体的には、本発明は、エアレス自転車タイヤを自転車リムに取り付けるための取り付け構造を有するエアレス自転車タイヤに関する。

自転車は、運搬の手段のみならず、より人気のあるリクリエーションの形態となってきている。その上、自転車は、アマチュアとプロのいずれにとっても大変人気のある競技となってきた。自転車が娯楽、運搬あるいは競技のいずれに供されるものであろうと、自転車産業は、自転車を絶えず改良し続けている。

基本的に頑丈で空洞がないエアレスタイヤが知られており、一世紀以上の間、自転車に用いられてきている。実際、エアレスタイヤは、パンクや破裂がないという優位性を有する。

エアレスタイヤは、タイヤをホイールに保持するため、一般にビードを利用しており、そのようなビードは、通常、伸びない金輪に成形された高張力鋼のワイヤから形成される。ビードは、タイヤの層を互いに繋ぎ止めるように機能し、且つタイヤをホイールリムに保持するように機能する。ビードのフランジの形状は、タイヤが振動したり、滑ったり、あるいはホイールリムから脱落することのないよう、リムのフランジに適合する。とはいえ、ニューマチックタイヤにとって、タイヤ内の空気圧は、ビードに作用し、その結果、タイヤをリムによりしっかりと保持する。ビードがニューマチックタイヤをリムに保持することに効を奏しているというものの、ビードは、余分なコストであり、タイヤの重量が増し、余分な加工や組立時間を要し、製作コストの増大を招く。

ソリッドタイヤとエアレスタイヤは、ビードを備えて同じように形成され得るが、タイヤ内に空気圧が無いから、リムに対するタイヤの固定は疑問が残る。さらには、高速ターンの間にタイヤに作用する力により、タイヤがビードと一緒に脱落し得る。

従って、負荷の掛かるライディング状況において、タイヤの頑丈な支持、しっかりとしたトラクション及びタイヤのリムへの確実な組み付けを保証すべく、エアレスタイヤをリムに固定するいくらかの手段を提供することが望まれる。

上述のことを鑑み、改良されたエアレス自転車タイヤの必要性があることがここの開示内容から当業者にとって明らかになるであろう。本発明は、この必要性はもちろん、ここの開示内容から当業者にとって明らかになるであろうその他の必要性でさえも取り組むものである。

本発明の目的は、実質的にメンテナンスフリーのエアレス自転車タイヤを提供することにある。

本発明のその他の目的は、リムへの確実な取り付けを提供するエアレス自転車タイヤを提供することにある。

本発明のその他の目的は、比較的簡潔で、製造や組立にコストのかからないエアレス自転車タイヤを提供することである。

本発明の第１の特徴によると、前述の目的は、主タイヤ本体及び少なくとも一つのリム固定体を含むエアレス自転車を提供することによって基本的に達成され得る。主タイヤ本体は、リム係合部、及び接地面を備える接地部を含む。少なくとも一つのリム固定体は、リム係合部に固定して取り付けられる。少なくとも一つのリム固定体は、それぞれ軸の反対方向に横に伸びる一対の弾性変形リム固定部を含む。弾性変形リム固定部は、リムへの組み付け時に主タイヤ本体の軸方向に対して弾性的に内側に曲がるように構成、配置される。

本発明の別の特徴によると、少なくとも一つのリム固定体は、弾性変形リム固定部を互いに連結する中央連結部をさらに含む。好ましくは、中央連結部及び弾性変形リム固定部は、ワンピースとして形成され、単一体である。より好ましくは、固定体は、薄い金属シート材料から構成される。

好ましい実施形態において、リム係合部は、少なくとも一つのリム固定体と同じ形状を有する別個なリム固定体を複数有する。好ましくは、リム固定体は、リム係合部上に円周方向に等間隔を有して配置される。

本発明の９番目の特徴によると、各弾性変形リム固定部は、リム係合部の側壁に隣接して位置し且つ径外方向において外側を向く外側隣接面を有する。

本発明によると、弾性変形リム固定部は、リム係合部に取り付けられ得るか、埋め込まれ得る。

本発明のこれらのそしてその他の目的、特徴、優位性は、詳細な説明、添付図面から当業者にとって明らかになるであろう。

本発明の選ばれた実施形態を図面を参照しつつ今から説明する。本発明の実施形態である以下の説明が例示としてのみ提供され、請求の範囲やその均等物によって定められる本発明を限定する目的でないことは、ここの開示内容から当業者にとって明らかになるであろう。

＜第１実施形態＞
最初に図１を参照し、自転車１０は、本発明の第１実施形態によるエアレス自転車ホイール１２，１４を備えて図示される。ホイール１２，１４以外の自転車１０のパーツはよく知られているので、自転車１０のうち、本発明に関連するエアレス自転車ホイール１２，１４のみ詳細に論じられ、あるいは図示される。また、本発明のエアレス自転車ホイール１２，１４を説明するのにここで用いられるものとして、方向性を表す用語「前方」、「後方」、「上方」、「下方」、「縦」、「水平」、「下」、「横」はもちろん、よく似たその他の方向性を表す用語が本発明のエアレス自転車ホイール１２，１４を備えた自転車の方向性を言及する。従って、これらの用語は、本発明を説明するのに用いられるが、本発明のエアレス自転車ホイール１２，１４を備えた自転車との関係で解釈されるべきである。

前側のエアレス自転車ホイール１２は、フロント自転車ハブ２１、複数のスポーク２２、フロントリム２３及びフロントエアレスタイヤ２４を基本的に含む。スポーク２２の内側端は、フロント自転車ハブ２１に接続され、一方、スポーク２２の外側端は、スポークニップル（図示しない）を介してフロントリム２３に接続される。前側のエアレス自転車ホイール１２の構造は、以下に説明するリム２３、エアレスタイヤ２４を除き、従来と基本的に同じである。

後側のエアレス自転車ホイール１４は、リア自転車ハブ３１、複数のスポーク３２、リアリム３３及びリアエアレスタイヤ３４を基本的に含む。スポーク３２の内側端は、リア自転車ハブ３１に接続され、一方、スポーク３２の外側端は、スポークニップル（図示しない）を介してリアリム３３に接続される。後側のエアレス自転車ホイール１４の構造は、前側のエアレス自転車ホイール１２のリム２３、エアレスタイヤ２４と同じであるリム３３、エアレスタイヤ３４を除き、従来と基本的に同じである。このように、前側と後側のエアレス自転車ホイール１２，１４の類似性を鑑み、前側のエアレス自転車ホイール１２のみここで論じる。

リム２３は、ハブ２１の中心軸を中心として回転するよう設計された環状体である。リム２３は、実質的に硬い材料で構成され、そのような材料として、公知のものが用いられる。例えば、リム２３は、例えば、メッキしたスチール、ステンレススチール、アルミニウム、マグネシウムあるいはチタニウムといった適当な金属材料はもちろん、例えばカーボンファイバー複合材料といった非金属材料からも構成され得る。

図２，３，８を参照して、リム２３は、側面図（図２を参照）に表されるように、実質的に円形であり、タイヤ受けリセス４０を形成する略Ｕ字形の横断面形状（図３，８を参照）を有する。リム２３は、複数のスポーク取り付け開口４２を備える内側環状部４１と、リム２３の中心軸に対する半径方向において内側環状部４１の対向端から外方に伸びる一対の対向側壁４３とを基本的に含む。

側壁４３の各自由端は、リム２３の受けリセス４０内に部分的にエアレスタイヤ２４を係合且つ固定するための環状なリム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４を有する。リム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４は、エアレスタイヤ２４の対辺に接触且つ係合する一対の内側隣接面４４ａを形成すべく、互いの方向に突出する。

リム２３の受けリセス４０は、内側環状部４１の対向端への側壁４３の交差に配置される一対の環状なタイヤ接触面４５もまた有する。タイヤ接触面４５は、以下で論じられるように、エアレスタイヤ２４がリム２３に組み付けられ、半径方向の力がエアレスタイヤ２４に掛かった時、リム２３に対するエアレスタイヤ２４の径内方向への動きを規制するように構成、配置される。基本的に、リム２３は、リム２３に形成されたスポーク取り付け開口４２で中空となっていることを除き、図３に示されるような同一の横断面形状を有する。

図４，６を参照して、エアレスタイヤ２４は、主タイヤ本体５１、リム固定構造５２及び取り付け構造５３を基本的に含む。主タイヤ本体５１は、リム２３のタイヤ固定ビード４４に係合するリム固定構造５２によってリム２３に固定される。

主タイヤ本体５１は、頑丈なワンピースであり、単一体である。主タイヤ本体５１は、好ましくは、頑丈な自転車タイヤにふさわしい頑丈なウレタンフォームやエラストマー系材料から形成される。本発明を実施できる限りにおいては、他のエラストマー系やウレタン系材料が用いられ得ることがこの開示内容から理解できる。主タイヤ本体５１は、リム係合部５１ａと、接地面５１ｃを備えた接地部５１ｂとを基本的に含む。リム係合部５１ａは、内周面における複数の切り欠き５１ｄと、該切り欠き５１ｄの上方で径外方向に位置される複数の溝５１ｅとを有する。径方向に伸びる孔５１ｆは、一つの切り欠き５１ｄを対応する一つの溝５１ｅに接続する。切り欠き５１ｄ、溝５１ｅ及び孔５１ｆは、以下に説明するリム固定構造５２及び取り付け構造５３を受け入れるために構成、配置される。

リム係合部５１ａは、リム２３の受けリセス４０でしっかりと受けられるように構成、配置され、一方、接地部５１ｂは、径方向でリム２３から外方に出るように構成、配置される。好ましくは、リム係合部５１ａは、リム係合部５１ａがリム２３の受けアセス４０で受けられる時、主タイヤ本体５１を二分する中心面Ｐ（図３に示す）の方に圧縮されるように構成、配置される。

リム固定構造５２は、主タイヤ本体５１に固定して結合される。リム固定構造５２は、リム２３の受けリセス４０内に主タイヤ本体５１のリム係合部５１ａをしっかり固定すべく、リム２３のタイヤ固定ビード４４と係合する。好ましくは、図２，３，６に示されるように、リム固定構造５２は、複数の同じ形状からなるリム固定体５４であって、取り付け構造５３によって主タイヤ本体５１のリム係合部５１ａに固定して連結されるリム固定体５４を含む。固定体５４は、本実施形態においては、リム係合部５１ａの内周面上に円周方向に間隔を有して配置される。好ましくは、固定体５４は、リム係合部５１ａの内周面に沿って等間隔を有して配置される。

図８，９にはっきりと示されるように、各固定体５４は、中央連結部５４ａと、該中央連結部５４ａからそれぞれ軸の反対方向に横に伸びる一対の弾性変形リム固定部５４ｂとを含む。中央連結部５４ａ及び弾性変形リム固定部５４ｂは、好ましくは、ワンピースとして形成され、例えば曲げ成形される弾性のあるシート材料といった単一体である。各固定体５４の中央連結部５４ａは、中央留め孔５４ｃを有するので、固定体５４は、取り付け構造５３によってリム係合部５１ａの内周面に確実に連結される。

弾性変形リム固定部５４ｂは、リム２３への組み付け時に主タイヤ本体５１の軸方向に対して弾性的に内側に曲がるように構成、配置される。言い換えれば、弾性変形リム固定部５４ｂは、連結部５４ａから外側に伸びるので、リム係合部５１ａがリム２３の受けリセス４０内に挿入される時、弾性変形リム固定部５４ｂは、リム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４に接触する。その後、リム２３の受けリセス４０内にさらにリム係合部５１ａを挿入すると、弾性変形リム固定部５４ｂは、互いの方向に押圧される。弾性変形リム固定部５４ｂがリム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４を通り過ぎた後は、弾性変形リム固定部５４ｂは、リム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４の内側隣接面４４ａに接触するように元の配置に弾性復帰する。

リム係合部５１ａがリム２３の受けリセス４０内に完全に組み付けられた時、弾性変形リム固定部５４ｂは、タイヤ接触面４５に接触する。このように、切り欠き５１ｄにおける主タイヤ本体５１の内側へのたわみは、タイヤ接触面４５に接触する弾性変形リム固定部５４ｂによって制限される。結果的には、径外方向に主タイヤ本体５１に力（言い換えれば、リム２３から外れるように主タイヤ本体５１を引っ張る力）が加わると、弾性変形リム固定部５４ｂは、リム２３から主タイヤ本体５１が離れようとするのを防止しようとして、主タイヤ本体５１の軸方向に対して弾性的に外側に曲がろうとする。言い換えれば、弾性変形リム固定部５４ｂの自由端がリム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４に接触することで、弾性変形リム固定部５４ｂは、互いに広がろうとする。このように、径外方向の力が主タイヤ本体５１に加わると、リム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４は、リム２３から主タイヤ本体５１が離れようとするのを防止しようとして、弾性変形リム固定部５４ｂの自由端に反力を加える。その結果、弾性変形リム固定部５４ｂの各自由端は、リム係合部５１ａの側壁に隣接して位置する外側隣接面であって、リム２３から主タイヤ本体５１が離れようとするのを防止しようとしてリム２３のリム凸部あるいはタイヤ固定ビード４４の一つと係合するよう、概して径外方向において外側を向く外側隣接面を形成する。

図３，８によく示されるように、取り付け構造５３は、各リム固定体５４のために、第１留め体あるいはネジ６１、チューブラースペーサーあるいはブッシング６２及び第２留め体あるいはナットプレート６３を基本的に含む。第１留め体あるいはネジ６１は、複数の留め具を形成すべく、第２留め体あるいはナットプレート６３の中央孔６３ａに通される（螺合される）。

第２留め体あるいはナットプレート６３は、好ましくは貫通孔６３ａを有する金属板である。貫通孔６３ａは、そこに一つのネジ６１を受け入れるように構成、配置される。第１実施形態において、第２留め体あるいはナットプレート６３は、部分的にリム係合部５１ａに埋め込まれ、あるいはリム係合部５１ａの溝５１ｅに挿入される。あるいは、取り付け構造５３は、入れ替え可能であり、第１留め体あるいはネジ６１は、必要とされて及び／または望まれて、部分的にリム係合部５１ａに埋め込まれる。

チューブラースペーサーあるいはブッシング６２は、好ましくは一つのネジ６１のネジ部を受け入れるようにサイズされた金属チューブである。チューブラースペーサーあるいはブッシング６２は、径方向に伸びる主タイヤ本体５１の孔５１ｆ内に配置されるので、それらは、対応する一つの第２留め体あるいはナットプレート６３で終端となる。

＜第２実施形態＞
図１０，１１を参照し、第２実施形態によって図示されるエアレス自転車タイヤ１２４を今から説明する。エアレス自転車タイヤ１２４は、リム２３あるいは３３に組み付けられるように構成、配置される。基本的に、エアレス自転車タイヤ１２４の構造は、留め具によって取り付けられるのではなくて主タイヤ本体１５１にモールドされた複数の固定体１５４を有することを除き、第１実施形態のエアレス自転車タイヤ２４と同じである。

第２実施形態のエアレス自転車タイヤ１２４において、主タイヤ本体１５１は、八等分位置に配置された固定体１５４が図１１に示される主タイヤ本体１５１に完全に埋め込まれていることを除き、図５と同一の横断面形状を有する。固定体１５４は、中央部１５４ａ及び一対の弾性変形リム固定部１５４ｂを含み、中央部１５４ａが留め用孔を欠いていることは除き、第１実施形態の固定体５４と同じである。第１及び第２実施形態の類似性を鑑み、第１実施形態の部分と同じ第２実施形態の部分の説明は、簡略化のために省略する。

本発明の範囲を理解する上で、「含む」という用語及びこれから派生した用語は、明記された特徴、エレメント、コンポーネント、グループ、完全体及び／又はステップの存在を明記する開放された用語であることを意味するが、その他の明記されていない特徴、エレメント、コンポーネント、グループ、完全体及び／又はステップの存在を除外するものではない。前述のことは、「含む」、「有する」及びこれらから派生した用語のような類似する意味を有する言葉にも適用される。また、「体」や「要素」という単数で用いられる用語は、一つの部分や複数の部分の二つの意味を有し得る。最後に、「実質的に」、「約」、「およそ」といった程度を表す用語は、加減偏差の合理的な量を意味するので、結果は著しく変わらない。これら程度を表す用語は、もし偏差が加減する言葉の意味を否定しないのなら、加減される用語の少なくとも±５％の偏差を含んだものとして解釈される。

より抜きの実施形態のみが本発明を例示するよう選択されたが、請求の範囲で定められる本発明の範囲から逸脱しない範囲で種々の変更や修正が可能であることがここの開示内容から当業者にとって明らかになるであろう。さらには、本発明による前述の実施形態の説明は、例示としてのみ提供され、請求の範囲やその均等物によって定められる本発明を限定する目的でない。

本発明の第１実施形態による前側及び後側エアレス自転車ホイールを備えた自転車の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態による前側エアレス自転車ホイールの正面図である。 図２の３−３線に沿った図２に図示される前側エアレス自転車ホイールの拡大部分断面図である。 本発明の第１実施形態による一つの取り付け構造によって主タイヤ本体に固定された一つのリム固定構造を備えた図２に図示される前側エアレス自転車ホイールの正面図である。 図４の５−５線に沿った図２〜４に図示される前側エアレス自転車タイヤの拡大断面図である。 図２〜４に図示される前側エアレス自転車タイヤであって、図４の６−６線に沿った拡大断面図である。 図６に類似し、図２〜４に図示される前側エアレス自転車タイヤであって、リム固定構造及び取り付け構造を取り除いた状態の拡大断面図である。 図２〜４に図示される前側エアレス自転車タイヤの分解断面図である。 本発明の第１実施形態による、リムに主タイヤ本体を取り付けるための、リム固定構造及び取り付け構造の分解外観斜視図である。 本発明の第２実施形態による前側エアレス自転車ホイールであって、図３に類似した拡大部分断面図である。 本発明の第２実施形態による図１０に図示される前側エアレス自転車ホイールの前側エアレス自転車タイヤの拡大部分断面図である。

符号の説明

１２，１４…エアレス自転車ホイール、２３，３３…リム、２４，３４，１２４…エアレスタイヤ、４０…タイヤ受けリセス、４１…内側環状部、４２…スポーク取り付け開口、４３…側壁、４４…リム凸部あるいはタイヤ固定ビード、４４ａ…内側隣接面、４５…タイヤ接触面、５１，１５１…主タイヤ本体、５１ａ…リム係合部、５１ｂ…接地部、５１ｃ…接地面、５１ｄ…切り欠き、５１ｅ…溝、５１ｆ…孔、５２…リム固定構造、５３…取り付け構造、５４，１５４…リム固定体、５４ａ，１５４ａ…中央連結部、５４ｂ，１５４ｂ…弾性変形リム固定部、５４ｃ…中央留め孔、６１…第１留め体あるいはネジ、６２…チューブラースペーサーあるいはブッシング、６３…第２留め体あるいはナットプレート、６３ａ…貫通孔

Claims (13)

1. リム係合部、及び接地面を備える接地部を含む主タイヤ本体と、
   リム係合部に固定して取り付けられ、それぞれ軸の反対方向に横に伸びる一対の弾性変形リム固定部を含む少なくとも一つのリム固定体と
   を含むことを特徴とするエアレス自転車タイヤ。
2. 少なくとも一つのリム固定体は、弾性変形リム固定部を互いに連結する中央連結部をさらに含む請求項１に記載のエアレス自転車タイヤ。
3. 中央連結部及び弾性変形リム固定部は、ワンピースとして形成され、単一体である請求項２に記載のエアレス自転車タイヤ。
4. リム固定体は、金属シート材料から構成される請求項３に記載のエアレス自転車タイヤ。
5. リム係合部は、少なくとも一つのリム固定体と同じ形状を有する別個なリム固定体を複数有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のエアレス自転車タイヤ。
6. リム固定体は、リム係合部上に円周方向に等間隔を有して配置される請求項５に記載のエアレス自転車タイヤ。
7. 弾性変形リム固定部は、リムへの組み付け時に主タイヤ本体の軸方向に対して弾性的に内側に曲がるように構成、配置される請求項１乃至６の何れか１項に記載のエアレス自転車タイヤ。
8. 弾性変形リム固定部は、一対のリム凸部を備えるリムの径外方向に主タイヤ本体を引っ張る力が加えられた該主タイヤ本体の軸方向に対して弾性的に外側に曲がるようにさらに構成、配置される請求項７に記載のエアレス自転車タイヤ。
9. 各弾性変形リム固定部は、リム係合部の側壁に隣接して位置し且つ径外方向において外側を向く外側隣接面を有する請求項１乃至８の何れか１項に記載のエアレス自転車タイヤ。
10. 弾性変形リム固定部は、少なくとも部分的にリム係合部に埋め込まれている請求項１乃至９の何れか１項に記載のエアレス自転車タイヤ。
11. 弾性変形リム固定部は、リム係合部の内周面に取り付けられる請求項１乃至１０の何れか１項に記載のエアレス自転車タイヤ。
12. 何れか一つがリム係合部に埋め込まれる第１留め体及び第２留め体を含む取り付け構造をさらに含む請求項１乃至１１の何れか１項に記載のエアレス自転車タイヤ。
13. 第１留め体は、ボルトであり、第２留め体は、リム係合部の側壁から伸びる溝に位置するナットである請求項１２に記載のエアレス自転車タイヤ。

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