JP2008074319A - 二重構造を備えたタイヤホイール - Google Patents
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【解決手段】 本発明のホイール10はチューブレスタイヤのビード部分を取り付ける外周縁11と外周縁よりも径が小さい収納部12を外周に備え、チューブレスタイヤの空気圧を調整するリムバルブと、内タイヤ20の空気圧を調整するための第2のリムバルブを備えている。収納部12の中には内タイヤ20が収納されている。内タイヤ20を収納部12の中に収納した状態でチューブレスタイヤ30をホイール10の外周縁に装着した後、第2のリムバルブを介して空気を内タイヤ20内に所定空気圧となるまで注入して内タイヤ20をチューブレスタイヤ30の内側で膨らまし、外側のチューブレスタイヤ30に対してその内側に内タイヤを設けた。
【選択図】図4
Description
図31に示したような従来のチューブレスタイヤの場合、走行中にタイヤがパンクした場合、空気が抜けて行くために車両荷重により車体が傾き、ハンドル操作がむずかしくなる上、ブレーキ作用が効きづらくなることが指摘されている。
従来の第1のランフラットタイヤとして、タイヤのサイドウォールを肉厚にし、パンク時にはサイドウォールの構造的強度により車重を一時的に支えるサイドウォール補強型ランフラットタイヤがある。
この中子型ランフラットタイヤの技術を開示したものとして、特開平7−276931号公報、特開2002−096613号公報などがある。この中子型ランフラットタイヤの場合、パンク時には中子により一時的に車体を支えるので、当然にホイールの径よりも中子の径の方を大きくする必要がある。
しかし、従来技術の中子型ランフラットタイヤではタイヤ装着の方法が難しいことが問題点として挙げられている。
中子と外側のチューブレスタイヤが遊んでいる状態で両者を共にホイールに被せて後から中子をホイールに定着させる場合も容易ではない。
チューブレスタイヤのビード部分を取り付ける外周縁と、前記外周縁よりも径が小さい収納部とを外周に備えたホイールと、
前記収納部の中に収納されうる内タイヤと、
前記チューブレスタイヤの空気圧を調整するリムバルブと、前記内タイヤの空気圧を調整するための第2のリムバルブを備え、
前記内タイヤを前記収納部の中に収納した状態で前記チューブレスタイヤを前記ホイールの外周縁に装着した後、前記第2のリムバルブを介して空気を前記内タイヤ内に所定空気圧となるまで注入して前記内タイヤを前記チューブレスタイヤの内側で膨らまし、外側の前記チューブレスタイヤに対してその内側に前記内タイヤを設けた、二重構造を備えたタイヤホイールである。
上記構成により、装着方法が確立された実用的なタイヤホイールを得ることができる。外側のチューブレスタイヤ装着時には内タイヤはホイールの収納部に収納されているのでチューブレスタイヤのホイールへの装着を邪魔をすることなく、その後に内タイヤを膨らませておくことによりパンク時には内タイヤの構造的強度により車重を一時的に支えることができる。
第1の方法が、前記内タイヤの素材として伸縮性を有する素材を採用し、空気を充填することにより膨らませる方法である。
第2の方法が、前記内タイヤの素材として伸縮性を有する素材の表面に硬質ゴムなどの堅い素材を間歇的に設け、いわゆる蛇腹方式にて折り畳みができるように構成しておき、空気を充填することにより膨らませる方法である。
第3の方法が、前記内タイヤの素材として伸縮性は有しないが柔らかい素材(例えばグラスファイバーなどの強化繊維素材)を採用し、空気が抜かれて萎んでいる状態から空気を充填することにより膨らませる方法である。
上記構成により、ホイールの径よりも中子の径の方が大きいものとなり、パンク時には中子により一時的に車体を支えることにより車体の傾きが小さくなり、パンク時のハンドル操作が比較的容易になる。
上記手順により、内タイヤの中に充填する空気の量を、チューブレスタイヤのパンク時の状態において内タイヤを中子として適切に膨らませるための適切な量とすることができる。
例えば、前記内タイヤの底部を厚手で強固なゴム素材により構成し、前記内タイヤの底部の形状が収納部12底部近くの側面の突起形状と嵌合する形状であり、両者を嵌合させることにより固定する。上記固定によれば、ホイールの回転による遠心力によっても前記内タイヤが前記ホイールから外れなくなる。
内タイヤの素材としては、ゴム、プラスチック、繊維のいずれかまたはそれらの組み合わせまたはそれらと構造強化素材(例えばグラスファイバー、チタンなど)の組み合わせなどがあり得る。
チューブレスタイヤのビード部分を取り付ける外周縁と、前記外周縁よりも径が小さい収納部とを外周に備えたホイールと、
前記ホイール外周に沿って配され、前記ホイールへの取り付け角度の調整が可能な多数の板状体であって、前記取り付け角度が前記ホイール外周に沿うような角度である場合において前記板状体の広がりの径が前記外周縁の径より小さくなる板状体と、
前記チューブレスタイヤの空気圧を調整するリムバルブを備え、
前記板状体の取り付け角度を前記ホイール外周に沿う角度とした状態で前記チューブレスタイヤを前記ホイールの外周縁に装着した後、前記板状体の前記ホイールへの取り付け角度を調整して前記板状体が前記ホイールの外側方向に向いて広がるように展開して前記チューブレスタイヤの内側で広がりを持たせ、外側の前記チューブレスタイヤに対してその内側に前記板状体を設けたものである。
上記構成により、装着方法が確立された実用的なタイヤホイールを得ることができる。外側のチューブレスタイヤ装着時には板状体はホイールの収納部に収納されているのでチューブレスタイヤのホイールへの装着を邪魔をすることなく、その後に取り付け角度の調整により板状体を展開させておくことによりパンク時には板状体の構造的強度により車重を一時的に支えることができる。
ここで、板状体の形状が、前記ホイールの外周に沿って並べられた状態において、前記ホイールの一の周回方向に凸形状、前記一の周回方向とは反対の周回方向に凹形状を持ち、隣接し合う前記板状体の間で前記凸形状と前記凹形状が対応し合うように配置したものであれば、板状体の長さ(前記ホイール周回方向の長さ)を長くし、かつ、前記ホイール外周に並べられる前記板状体の数を多くすることができる。
なお、本発明のタイヤホイールは、ホイールにチューブスタイヤを装着した状態でタイヤホイールとして販売しても良く、本発明のタイヤホイールではチューブレスタイヤ自体は従来のチューブレスタイヤでも良いので、本発明のタイヤホイールに使用するホイールのみを単体で販売することも可能である。
第1のタイヤホイールによれば、外側のチューブレスタイヤ装着時には内タイヤはホイールの収納部に収納されているのでチューブレスタイヤのホイールへの装着を邪魔をすることなく、その後に内タイヤを膨らませておくことによりパンク時には内タイヤの構造的強度により車重を一時的に支えることができる。
第2のタイヤホイールによれば、外側のチューブレスタイヤ装着時には板状体はホイールの収納部に収納されているのでチューブレスタイヤのホイールへの装着を邪魔することなく、その後に取り付け角度の調整により板状体を展開させておくことによりパンク時には板状体の構造的強度により車重を一時的に支えることができる。
図1は、実施例1にかかるホイールの基本構成を模式的に示した図、図2は図1に示したホイールの内タイヤを膨らませた様子を示す図である。なお、装着手順などは一例であり、ビード部への取り付けなど細かい手順については図示を省略している。
図1はホイールの概観を示しており、図1(a)が正面図、図1(b)が縦断面図、図1(c)が側面図となっている。図1(d)および図1(e)は従来のホイールと本発明のホイールとを分かりやすく比較した図である。図1(e)において本発明のホイールの収納部12の範囲はハッチング付けして模式的に示されている。
収納部12は、従来のホイールの内径を落とし込む(削る)ことにより構成され、内タイヤ20の収納空間として提供される。ホイールの内径を落とし込んでいるために従来のホイールに比べて収納空間を広く確保することができる。収納部12の範囲はハッチングを付けて表している。収納部12の中には内タイヤ20が収納されている。
内タイヤ20は収縮した状態では収納部12の中に収められるサイズに製作されており、第2のリムバルブ14により空気などを充填することにより膨らみ、内タイヤ20がランフラットタイヤの中子となる。
図2左に示すように、内タイヤ20は収縮した状態では収納部12の中に収められている。図2右は第2のリムバルブ14により空気を充填して内タイヤ20を膨らませた状態を示している。内タイヤ20は膨らんだ状態においては、その径は外周縁11の径より大きいものとなっており、二重構造を備えたタイヤの中子として機能しうるサイズとなっている。
図3および図4ではチューブレスタイヤ30について、その外形概略は実線で示され、内部の断面概略形状は点線で示されている。内部の断面概略形状はホイール10の装着関係の概略を分かりやすくするために併せて示している。
この時、内タイヤ20は収縮して収納部12の中に収納されている状態であり、その径が小さくなっているのでチューブレスタイヤ30のホイール10へ通し入れの際には邪魔にならず従来の通常の手順に従って装着が可能となる。
なお、この段階では、チューブレスタイヤ30の内部の空気圧は第1のリムバルブ13を開いているので外気圧と同じである。
チューブレスタイヤ30の内圧を所定の空気圧となるまで空気を充填するとチューブレスタイヤ30が通常の使用状態にまで膨らみ、車両の走行に適したものとなる。
図6の左側が正常な状態のタイヤを示す図、右側は従来のチューブレスタイヤ30がパンクした状態を示す図、中央は本発明のチューブレスタイヤ30がパンクした状態を示す図である。
チューブレスタイヤ30がパンクした場合、チューブレスタイヤ30が破れて車重を支えられなくなり車体が落ち込むが、車体の落ち込みが大きいほどハンドル操作が困難となり危険性が増す。従来のタイヤホイールでは左側の図の状態から右側の図の状態まで一気に車体が落ち込むこととなる。つまり、高さB分落ち込むこととなり非常に危険な状態を招く。一方、本発明の場合、内タイヤ20により一時的に車重を支える構造となっているので、左側の図の状態から中央の図の状態まで車体が落ち込むこととなる。つまり、高さA分落ち込むこととなる。車体が落ち込む高さを比較すると明らかなように、従来のタイヤホイールでは高さB分落ち込むのに対して本発明のタイヤホイールでは高さA分のみしか落ち込まないので、パンク時であっても落ち込みが小さく、より安全なものとなる。
図9は、実施例2にかかるホイールの基本構成を模式的に示した図、図10は図9に示したホイールの内タイヤを膨らませた様子を示す図である。なお、装着手順などは一例であり、ビードへの取り付けなど細かい手順については図示を省略している。
図9はホイールの概観を示しており、図9(a)が正面図、図9(b)が縦断面図、図9(c)が側面図となっている。実施例2のホイールに関しても収納部12の範囲は実施例1と同様で良いので図1(e)に相当する図は省略した。
なお、実施例2の内タイヤ20aでは、外皮が硬質ゴムなどの堅い素材で覆われているので構造的強度が強くなる効果も得られる。
内タイヤ20aをホイール10aに対して固定する方法に関しては、実施例1と同様、図9(b)のように内タイヤ20aの底部を厚手で強固なゴムにより構成し、当該ゴムを収納部12底部近くの側面の突起と嵌合させて噛み合わせることにより固定して遠心力によっても外れなくなるように工夫されている。
図10左に示すように、内タイヤ20aは収縮した状態では収納部12の中に収められている。図10右は第2のリムバルブ14により空気を充填して内タイヤ20aを膨らませた状態を示している。内タイヤ20aは膨らんだ状態においては、その径は外周縁11の径より大きいものとなっており、二重構造を備えたタイヤの中子として機能しうるサイズとなっている。
チューブレスタイヤ30のホイール10aへの装着方法は実施例1と同様である。まず、図11左側から図11右側に示すように、チューブレスタイヤ30に対してホイール10aを通し入れる。チューブレスタイヤ30のビード部(図示せず)をホイール10aの外周縁11に対して従来の方法にて取り付ける(詳細は図示せず)。この時、内タイヤ20aは収縮して収納部12の中に収納されている状態であり、その径が小さくなっているのでチューブレスタイヤ30のホイール10aへ通し入れの際には邪魔にならず従来の通常の手順に従って装着が可能となる。
なお、内タイヤ20aに対して第2のリムバルブ14を介して空気を充填する手順(第1の手順)と、その後、チューブレスタイヤ30に対して第1のリムバルブ13を介して空気を充填する手順(第2の手順)の2段階の手順で空気を充填していく点は実施例1に説明したものと同様であり、ここでの説明は省略する。
次に、取り外しの第2の手順として、図15に示すように、外側チューブレスタイヤ30のビード部をホイールの外周縁11から外し、チューブレスタイヤ30とホイール10aを分離し、ホイール10aをチューブレスタイヤ30から抜き取る。内タイヤ20aは収縮してその径が小さくなっているのでホイール10aを抜き出す際に邪魔とはならない。
図16は、実施例3にかかるホイールの基本構成を模式的に示した図、図17は図16に示したホイールの内タイヤを膨らませた様子を示す図である。なお、装着手順などは一例であり、ビードへの取り付けなど細かい手順については図示を省略している。
図16はホイールの概観を示しており、図16(a)が正面図、図16(b)が縦断面図、図16(c)が側面図となっている。実施例3のホイールに関しても収納部12の範囲は実施例1と同様で良いので図1(e)に相当する図は省略した。
内タイヤ20bをホイール10bに対して固定する方法に関しては、実施例1と同様、図16(b)のように内タイヤ20bの底部を厚手で強固なゴムにより構成し、当該ゴムを収納部12底部近くの側面の突起と嵌合させて噛み合わせることにより固定して遠心力によっても外れなくなるように工夫されている。
図17左に示すように、内タイヤ20bは収縮した状態では左右に縮んだ状態となっている。図17右は第2のリムバルブ14により空気を充填して内タイヤ20bを膨らませた状態を示している。内タイヤ20bは膨らんだ状態において安定し、その径は外周縁11の径より大きいものとなっており、二重構造を備えたタイヤホイールの中子として機能しうるサイズとなっている。
チューブレスタイヤ30のホイール10bへの装着方法は、まず、図18左側から図18右側に示すように、チューブレスタイヤ30に対してホイール10bを通し入れる。チューブレスタイヤ30のビード部(図示せず)をホイール10bの外周縁11に対して従来の方法にて取り付ける(詳細は図示せず)。この時、内タイヤ20bは柔軟自在に折れ曲がるので、ホイール10bの収納部12の径がチューブレスタイヤ30の孔の内径(リム径)より小さく少しの隙間があれば、その隙間に内タイヤ20bを押し込むことができ、図18右側のようにホイール10bへ通し入れの際には邪魔にならず内タイヤ20bも通し入れることができる。内タイヤ20bがチューブレスタイヤ30の中に入った後は従来の通常の手順に従ってビード部をホイール10bに装着すれば良い。
なお、内タイヤ20bに対して第2のリムバルブ14を介して空気を充填する手順(第1の手順)と、その後、チューブレスタイヤ30に対して第1のリムバルブ13を介して空気を充填する手順(第2の手順)の2段階の手順で空気を充填していく点は実施例1に説明したものと同様であり、ここでの説明は省略する。
次に、タイヤ交換の手順について説明しておく。実施例1と同様、本実施例3においても外側のチューブレスタイヤ30が磨耗して交換が必要となった場合などにおいて、外側のチューブレスタイヤ30のみを交換できることができる。
次に、取り外しの第2の手順として、図22に示すように、外側チューブレスタイヤ30のビード部をホイールの外周縁11から外し、チューブレスタイヤ30とホイール10bを分離し、ホイール10bをチューブレスタイヤ30から抜き取る。内タイヤ20bは収縮して柔軟自在となっているのでホイール10bの収納部12の径がチューブレスタイヤ30の孔の内径(リム径)より小さく少しの隙間があれば、その隙間に内タイヤ20bが入り込み、ホイール10bを抜き出すことができる。
図23は、実施例4にかかるホイール10cの基本構成を模式的に示した図、図24は、図23に示したホイール10cの板状体を展開させた様子を示す図である。なお、ビード部への取り付けなど細かい手順については図示を省略しており、また、チューブレスタイヤ30の装着手順や板状体の展開手順などは一例である。
板状体40の取り付け角度はホイールの外周に沿うような角度である場合においてはその広がりの径が外周縁11の径より小さくなるように調整される。また、板状体40の取り付け角度を調整して各板状体40がホイール10cの外側方向に向いて広がるように展開した場合にはその広がりの径がホイールの外周縁11の径よりも大きな径となるように調整される。
図24(a)左側に示すように、板状体40はホイール10cの外周に沿う状態ではその広がりの径が外周縁11の径より小さくなっている。板状体40は図24(a)右側に示すようにその取り付け角度を角度調整機構(図示せず)により自在に角度を調整することができる。つまり図24(a)右側に示すようにホイール10cの外側方向に向いて広がるように展開した状態とすることができる。板状体40の広がりの径はホイール10cの外周縁11の径よりも大きな径となっており、タイヤの中子として機能しうるサイズとなっている。
第1の工夫は、図24(b)の側面図に示すように、ホイール10cの外周に沿う湾曲を持たせるという工夫である。このような湾曲を持っていれば板状体40をホイール10cの外周に沿う状態としたときにその広がりの径を最もコンパクトに小さくすることができるからである。
図25および図26ではチューブレスタイヤ30について、その外形概略は実線で示され、内部の断面概略形状は点線で示されている。内部の断面概略形状はホイール10cの装着関係の概略を分かりやすくするために併せて示している。
この時、板状体40は取り付け角度がホイール外周に沿う角度に調整されておりその径が小さくなっているのでチューブレスタイヤ30をホイール10cへ通し入れる際には邪魔にならず従来の通常の手順に従って装着が可能となる。
なお、板状体40の展開に伴ってチューブレスタイヤ30の内圧は変化しないので、板状体40の展開とチューブレスタイヤ30への空気の充填との順序は問われず、チューブレスタイヤ30に空気を充填した後に板状体40を展開しても良い。
図28の左側が正常な状態のタイヤを示す図、右側は従来のタイヤホイールがパンクした状態を示す図、中央は本発明の第2のタイヤホイールがパンクした状態を示す図である。
チューブレスタイヤ30がパンクした場合、チューブレスタイヤ30が破れて車重を支えられなくなり車体が落ち込むが、従来のタイヤホイールでは左側の図の状態から右側の図の状態まで一気に車体が落ち込むので高さB分落ち込むこととなり非常に危険な状態を招く。一方、本発明の第2のタイヤホイールの場合、板状体40により一時的に車重を支える構造となっているので、左側の図の状態から中央の図の状態まで車体が落ち込むこととなり、高さA分落ち込むこととなる。車体が落ち込む高さを比較すると明らかなように、従来のタイヤホイールでは高さB分落ち込むのに対して本発明の第2のタイヤホイールでは高さA分のみしか落ち込まないので、パンク時であっても落ち込みが小さく、より安全なものとなる。
次に、取り外しの第2の手順として、図30に示すように、外側のチューブレスタイヤ30のビード部をホイールの外周縁11から外し、チューブレスタイヤ30とホイール10cを分離し、ホイール10cをチューブレスタイヤ30から抜き取る。板状体40の径は小さくなっているのでホイール10cを抜き出す際に邪魔とはならない。
この2段階の手順により外側のチューブレスタイヤ30のみ取り外し、交換することができる。なお、新しいチューブレスタイヤ30の装着は図25から図26の手順に従って取り付ければよい。
11 外周縁
12 収納部
13 第1のリムバルブ
14 第2のリムバルブ
20,20a,20b 内タイヤ
30 チューブレスタイヤ
40 板状体
Claims (12)
- チューブレスタイヤのビード部分を取り付ける外周縁と、前記外周縁よりも径が小さい収納部とを外周に備えたホイールと、
前記収納部の中に収納されうる内タイヤと、
前記チューブレスタイヤの空気圧を調整する第1のリムバルブと、前記内タイヤの空気圧を調整するための第2のリムバルブを備え、
前記内タイヤを前記収納部の中に収納した状態で前記チューブレスタイヤを前記ホイールの外周縁に装着した後、前記第2のリムバルブを介して空気を前記内タイヤ内に所定空気圧となるまで注入して前記内タイヤを前記チューブレスタイヤの内側で膨らまし、外側の前記チューブレスタイヤに対してその内側に前記内タイヤを設けた、二重構造を備えたタイヤホイール。 - 前記内タイヤの素材が可膨性を有する素材であり、前記第2のリムバルブを介して空気を前記内タイヤ内に所定空気圧となるまで注入して前記内タイヤを前記チューブレスタイヤの内側で膨らました状態において、前記内タイヤの径が前記ホイールの外周縁の径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の二重構造を備えたタイヤホイール。
- 前記内タイヤの底部を厚手で強固なゴム素材により構成し、前記内タイヤの底部の形状が収納部12底部近くの側面の突起形状と嵌合する形状であり、両者を嵌合させることにより固定して、前記ホイールの回転による遠心力によっても前記内タイヤが前記ホイールから外れなくなることを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤホイール。
- 前記内タイヤおよび前記チューブレスタイヤに空気を充填する手順を、最初に前記第2のリムバルブで前記内タイヤの内圧を所定圧力まで調整する第1の手順と、次に、前記第1のリムバルブで前記チューブレスタイヤの内圧を所定圧力まで調整する第2の手順の、2段階の手順としたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の二重構造を備えたタイヤホイール。
- 前記ホイールの外周に装着している前記チューブレスタイヤが磨耗した場合、前記第1のリムバルブで前記チューブレスタイヤの内圧を所定圧力まで調整する第2の手順、前記第2のリムバルブで前記内タイヤの内圧を所定圧力まで調整する第1の手順により空気を抜いて前記内タイヤを収縮させた後、前記ホイールを前記チューブレスタイヤから抜き出し、新しい前記チューブレスタイヤを逆の手順で取り付けることにより前記チューブレスタイヤを交換することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のタイヤホイール。
- 前記内タイヤの素材が、ゴム、プラスチック、繊維のいずれかまたはそれらの組み合わせまたはそれらに構造強化素材を配合した請求項1から5のいずれかに記載の二重構造を備えたタイヤホイール。
- 請求項1から6のいずれかに記載の二重構造を備えたタイヤホイールに用いられるホイール。
- チューブレスタイヤのビード部分を取り付ける外周縁と、前記外周縁よりも径が小さい収納部とを外周に備えたホイールと、
前記ホイール外周に沿って配され、前記ホイールへの取り付け角度の調整が可能な多数の板状体であって、前記取り付け角度が前記ホイール外周に沿うような角度である場合において前記板状体の広がりの径が前記外周縁の径より小さくなる板状体と、
前記チューブレスタイヤの空気圧を調整するリムバルブを備え、
前記板状体の取り付け角度を前記ホイール外周に沿う角度とした状態で前記チューブレスタイヤを前記ホイールの外周縁に装着した後、前記板状体の前記ホイールへの取り付け角度を調整して前記板状体が前記ホイールの外側方向に向いて広がるように展開して前記チューブレスタイヤの内側で広がりを持たせ、外側の前記チューブレスタイヤに対してその内側に前記板状体を設けた、二重構造を備えたタイヤホイール。 - 前記板状体が前記ホイールの外周に沿う湾曲を持ったことを特徴とする請求項8に記載の二重構造を備えたタイヤホイール。
- 前記板状体の形状が、前記ホイールの外周に沿って並べられた状態において、前記ホイールの一の周回方向に凸形状、前記一の周回方向とは反対の周回方向に凹形状を持ち、隣接し合う前記板状体の間で前記凸形状と前記凹形状が対応し合うように配置することにより、前記板状体の長さ(前記ホイール周回方向の長さ)を長くし、かつ、前記ホイール外周に並べられる前記板状体の数を多くしたことを特徴とする請求項8または9に記載の二重構造を備えたタイヤホイール。
- 前記板状体の素材が、金属、硬質プラスチック、硬質ゴムのいずれかまたはそれらの組み合わせである請求項8から10のいずれかに記載の二重構造を備えたタイヤホイール。
- 請求項8から11のいずれかに記載の二重構造を備えたタイヤホイールに用いられるホイール。
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