JP2016020197A - チューブ式タイヤ及びチューブ式タイヤ・リム組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】製造容易であり且つ優れた乗り心地性能及び燃費性能を有するチューブ式タイヤ及びチューブ式タイヤ・リム組立体を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、内部に気体が充填されるリング状のチューブ３と、チューブ３のタイヤ径方向外側に配設されたリング状のトレッドリング５とを備える、チューブ式タイヤ１を提供する。トレッドリング５の配設位置を示すマークをチューブ補強部材７に設けることにより、チューブ式タイヤ・リム組立体１００の組み立て作業が容易である。
【選択図】図６

Description

本発明は、製造容易であり且つ優れた乗り心地性能及び燃費性能を有するチューブ式タイヤ及びチューブ式タイヤ・リム組立体に関する。

従来、特許文献１に開示されるように、タイヤの内面とリムとの間に空気を充填しない非空気圧式タイヤが知られている。斯かる非空気圧式タイヤでは、ビード部、サイドウォール部、ショルダー部及びトレッド部から成る空気入りタイヤと異なり、タイヤの中にカーカス等が配設されていない。このため、カーカス、ベルト、トレッド、ビード等の各パーツを、個別に作製し、その後、成形機で一本のタイヤに組み上げる必要がないので、製造が容易である。

特開２０１３−３９９２２号公報

しかしながら、非空気圧式タイヤでは、タイヤ転動時に路面から受ける衝撃をタイヤ内の空気で緩衝することができない。このため、空気入りタイヤに比べて、乗り心地性能が悪化する傾向がある。

また、非空気圧式タイヤでは、タイヤ転動時にトレッドリングの接地部が大きく変形するので、エネルギー損失が大きくなる。このため、タイヤの転がり抵抗が大きくなり、ひいてはタイヤの燃費性能が悪化する。

そこで、本発明は、製造容易であり且つ優れた乗り心地性能及び燃費性能を有するチューブ式タイヤ及びチューブ式タイヤ・リム組立体を提供することを目的とする。

本発明のある態様によるチューブ式タイヤは、内部に気体が充填されるリング状のチューブと、前記チューブのタイヤ径方向外側に配設されたリング状のトレッドリングとを備える。

前記チューブ式タイヤは、さらに、前記チューブを少なくとも部分的に包囲するチューブ補強部材を備えることが好ましい。

前記チューブと、前記トレッドリングと、前記チューブ補強部材とが、互いに別体の部品で組み立てられ、分離可能であることが好ましい。

前記チューブ補強部材は、該チューブ補強部材が前記チューブを包囲した状態における、前記トレッドリングの配設位置を示すマークを有し、前記トレッドリングは、前記チューブ補強部材において、前記マークによって示された位置に配設されることが好ましい。

前記マークは、タイヤ周方向に連続的又はタイヤ周方向に断続的に設けられていることが好ましい。

前記チューブ補強部材がコードを含むことが好ましい。

前記チューブは、径方向外側の面が、前記トレッドリングの径方向内側の面と前記チューブ補強部材を介して、または直接接していることが好ましい。

前記チューブ式タイヤは、さらに、前記チューブと前記トレッドリングとの間に配設されたリング状のプロテクトリングを備えてもよい。

前記チューブは、複数の気室を有していてもよい。

前記トレッドリングは、最外層のゴムよりも曲げ剛性が高い材料を含む補強層を内包することが好ましい。

前記トレッドリングが隣接する部材と接着されていることが好ましい。

本発明のある態様によるチューブ式タイヤ・リム組立体は、上記のいずれか１つのチューブ式タイヤと、前記チューブ式タイヤが組み付けられたリムとを備え、前記チューブ補強部材が前記リムに固定されていることが好ましい。

前記チューブ補強部材は、少なくとも前記トレッドリングのタイヤ幅方向の端部の位置から、前記リムの端部の位置まで配置されていることが好ましい。

前記チューブ式タイヤ・リム組立体は、さらに、前記チューブよりもタイヤ径方向内側において前記リムに組み付けられたリング状の二本の固定リングを備え、前記チューブ補強部材が前記リムと前記固定リングとの間で挟持されることが好ましい。

前記リムに固定溝が形成され、前記チューブ補強部材が固定ツメを有し、固定ツメが固定溝と嵌合していてもよい。

前記リムにボルト穴が形成され、前記チューブ補強部材に貫通孔が形成され、チューブ補強部材がボルトでリムに固定されていてもよい。

本発明によれば、製造容易であり且つ優れた乗り心地性能及び燃費性能を有するチューブ式タイヤ及びチューブ式タイヤ・リム組立体が提供される。トレッドリングの配設位置を示すマークをチューブ補強部材に設けることにより、組み立て作業が容易なチューブ式タイヤ・リム組立体が提供される。

図１は、チューブの斜視図を示す図である。 図２は、トレッドリングの斜視図を示す図である。 図３は、チューブ補強部材の部分斜視図を示す図である。 図４は、チューブ補強部材の部分平面図であり、チューブ補強部材の構成の一例を示す図である。 図５は、プロテクトリングの斜視図を示す図である。 図６は、本発明の一つの実施形態に係るチューブ式タイヤ・リム組立体の正面図を示す図である。 図７は、固定リングの正面図を示す図である。 図８は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材をリムに固定するための第１の態様を示す図である。 図９は、固定リングを備えたチューブ式タイヤ・リム組立体の正面図を示す図である。 図１０は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材をリムに固定するための第２の態様を示す図である。 図１１は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材をリムに固定するための第３の態様を示す図である。 図１２は、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す図である。 図１３は、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す図である。 図１４は、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す図である。 図１５は、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す図である。 図１６は、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す図である。 図１７は、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す図である。 図１８は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材をリムに固定するための第４の態様を示す図である。 図１９は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材をリムに固定するための第５の態様を示す図である。 図２０は、チューブ補強部材とトレッドリング及びリムとの配置の例を説明する図である。 図２１は、マークの配置の例を示す図である。 図２２は、チューブ式タイヤ・リム組立体のマークの位置を通る、タイヤ子午断面を示す図である。 図２３は、マークの配置の他の例を示す図である。 図２４は、マークの配置の他の例を示す図である。 図２５は、トレッドリングの他の例を示す図である。 図２６は、複数の気室を有するチューブを用いて構成したチューブ式タイヤを備えた、チューブ式タイヤ・リム組立体を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、これら実施形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施形態の構成要素には、当業者が置換可能且つ置換容易なもの、及び実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせて実施することができる。本実施形態のチューブ式タイヤは、乗用車等の車両に装着することができる。

最初に、実施形態の説明において使用する用語を以下のように定義する。タイヤ径方向とは、チューブ式タイヤの回転軸と直交する方向を意味する。タイヤ径方向内側とは、タイヤ径方向において回転軸に向かう側を意味する。タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向において回転軸から離れる側を意味する。タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向を意味する。タイヤ幅方向とは上記回転軸と平行な方向を意味する。タイヤ幅方向内側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬに向かう側を意味する。タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側を意味する。なお、タイヤ赤道面ＣＬとは、チューブ式タイヤの回転軸に直交するとともに、チューブ式タイヤのタイヤ幅の中心を通る平面を意味する。

図１は、チューブの斜視図を示す図である。図２は、トレッドリングの斜視図を示す図である。図３は、チューブ補強部材の部分斜視図を示す図である。図４は、チューブ補強部材の部分平面図であり、チューブ補強部材の構成の一例を示す図である。図５は、プロテクトリングの斜視図を示す図である。図６は、本発明の一つの実施形態に係るチューブ式タイヤ・リム組立体の正面図を示す図である。図７は、固定リングの正面図を示す図である。

本実施形態に係るチューブ式タイヤ１は、リング状のチューブ３と、リング状のトレッドリング５と、チューブ補強部材７と、プロテクトリング９と、を備える。図６に示されるように、チューブ３は、リム１１の外周面に組み付けられる。トレッドリング５は、チューブ３よりも大きな外径を有し、チューブ３のタイヤ径方向外側に配設される。チューブ３及びトレッドリング５は、リム１１に同心状に配設される。

チューブ３は中空の弾性体であり、その内部には、空気、窒素等の気体が充填される。チューブ３は、タイヤ周方向全周に亘って延在し、全体としてリング形状を有する。チューブ３は、例えば、ブチルゴムのような合成ゴム、天然ゴム等から構成される。チューブ３は、気体を内部に充填または内部から排出するためのエアバルブ３１を有してもよい。チューブ３は、従来のタイヤ用チューブと同じ機能（内圧保持）を有する。チューブ３は、エアバルブ３１等の開閉可能な部分以外、内部空間が外部とつながっていない構造である。

なお、チューブ３は、タイヤ幅方向、タイヤ周方向又はタイヤ径方向に複数に分割された分割チューブから成り、全体としてリング形状を有していてもよい。チューブ３が複数の分割チューブを有する場合、一つの分割チューブがパンクしたとしても、他の分割チューブで荷重を保持することができるので、パンク後も走行を継続することができる。また、パンクが発生した場合も、パンクした分割チューブのみを交換すればよい。

トレッドリング５は、中実の弾性体である。トレッドリング５は、タイヤ周方向全周に亘って延在し、全体としてリング形状を有する。トレッドリング５は、通常の空気入りタイヤにおいてトレッドゴムの材料として使用される公知の材料から構成される。トレッドリング５の外周面５１は、タイヤ転動時に路面に接地し、空気入りタイヤのトレッド面に相当する。トレッドリング５の外周面５１には、ウェット路面における走行性能の向上等のために、所定の模様のトレッドパターンが形成されている。また、トレッドリング５の内周面５３にも、所定の模様のトレッドパターンが形成され、タイヤ径方向に延在する貫通孔５５によってトレッドリング５の外周面５１と内周面５３とが連通していてもよい。このことによって、より効率的に路面の水を接地面から排出することができる。

チューブ式タイヤ１では、空気入りタイヤのビード部、サイドウォール部及びショルダー部に相当する部分が存在せず、タイヤ内にカーカス等が配設されていない。このため、カーカス、ベルト、トレッド、ビード等の各パーツを、個別に作製し、その後、成形機で一本のタイヤに組み上げる必要がないので、製造が容易である。また、一つのタイヤに使用するゴムの量を少なくすることができる。

ランフラットタイヤを含む従来の空気入りタイヤでは、タイヤがパンクすると、タイヤ全体を交換しなければならない。一方、チューブ式タイヤ１では、タイヤがパンクしても、チューブ３のみを交換すればよいので、パンクによるタイヤの交換コストが低減される。また、トレッドリング５が摩耗した場合、トレッドリング５のみを交換することができる。さらに、種々のトレッドパターン及び材料を有する複数のトレッドリング５を使い分けることで、路面の状況に応じた所望の性能を容易に得ることができる。

また、チューブ式タイヤ１では、空気入りタイヤのように、タイヤ転動時に路面から受ける衝撃をチューブ３内の気体で緩衝することができる。このため、チューブ式タイヤ１は、空気入りタイヤと同等の乗り心地性能を有することができる。

さらに、チューブ式タイヤ１では、タイヤ転動時にトレッドリング５の接地部の代わりにチューブ３が変形する。すなわち、タイヤ転動時にタイヤ全体が偏芯変形し、タイヤの回転中心が偏るので、トレッド部の接地部の変形が小さくなる。このため、エネルギー損失が小さくなり、タイヤの転がり抵抗が小さくなる。この結果、チューブ式タイヤ１は優れた燃費性能を有することができる。

チューブ式タイヤ１は、図３に示す、チューブ３を少なくとも部分的に包囲するチューブ補強部材７を備えている。図３では、分かりやすくするために、チューブ補強部材７の一部が切断されて省かれている。チューブ補強部材７は、タイヤ周方向全周に亘って延在し、全体として中空のリング形状を有する。チューブ補強部材７はチューブ３に被せられ、チューブ補強部材７の中空部分にはチューブ３が収まる。本実施形態では、チューブ補強部材７はチューブ３のタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側を包囲する。なお、チューブ補強部材７は、シート形状を有し、チューブ３に被せられた後に、全体としてリング形状を有するように両端部が接着されてもよい。

チューブ補強部材７は、コードから成り、コードは、例えば、織物であり、縦糸と横糸とが９０°で交差している二軸織物、二本の縦糸が一本の横糸に対して６０°で交差している三軸織物、又は、二軸織物の縦横に交差する糸に、更に斜め４５°に二本の糸を交差させた四軸織物である。コードの材料は、例えば、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリケトン、ポリエチレンナフタレート、又はこれらの混合物である。コードは、単線、撚り線のいずれでもよい。また、コードは、ゴムや樹脂で被覆されていてもよいし、ディッピング処理などによって予め表面処理されているものでもよい。

チューブ補強部材７の織り方としては、平織り、綾織り、３軸織りなどを利用できる。図４の例では、チューブ補強部材７のコードは、縦糸７１と横糸７３とが９０°で交差している二軸織物である。

チューブ３は、リム１１に組み付けられた後、内部に気体が充填されると、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に膨張する。このとき、タイヤ径方向内側への膨張はリム１１によって抑制され、タイヤ径方向外側への膨張はトレッドリング５又は後述するプロテクトリング９によって抑制される。しかしながら、チューブ３のタイヤ幅方向外側には部材が存在しないため、チューブ３のタイヤ幅方向外側への膨張を抑制することができない。このため、リム１１又はトレッドリング５に対するチューブ３のタイヤ幅方向位置がタイヤ転動時にずれることがあり、このことは、乗り心地性能の低下と、転がり抵抗の増加、ひいては燃費性能の低下とをもたらす。

本実施形態では、チューブ３にチューブ補強部材７が被せられ、チューブ補強部材７がチューブ３のタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側を包囲しているので、チューブ３のタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側への膨張を抑制することができる。このため、チューブ補強部材７を備えたチューブ式タイヤ１は、より優れた乗り心地性能及び燃費性能を有することができる。

また、チューブ補強部材７は、チューブ３の外面を覆っているので、突起物等によってチューブ３が損傷することを低減することができる。したがって、チューブ補強部材７はタイヤのパンク耐性を向上させることもできる。

チューブ式タイヤ１は、さらに、リング状のプロテクトリング９を備えている。図６に示されるように、プロテクトリング９は、チューブ３よりも大きくトレッドリング５よりも小さな外径を有し、チューブ３とトレッドリング５との間に配設される。プロテクトリング９はチューブ３及びトレッドリング５と同心状に配設される。

プロテクトリング９は、タイヤ周方向全周に亘って延在し、全体としてリング形状を有する。プロテクトリング９は、中実の剛体であり、例えば、スチール及びアルミニウム合金のような金属、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のような繊維強化プラスチック等から構成される。

プロテクトリング９は、トレッドリング５とチューブ３との間に配設されるので、突起物等がトレッドリング５をタイヤ径方向に貫通したとしても、チューブ３内への突起物の進入を防ぐことができる。このため、プロテクトリング９はタイヤのパンク耐性を向上させることができる。また、プロテクトリング９は、タイヤ転動時にトレッドリング５の接地部のタイヤ径方向への変形を抑制することができるので、タイヤの転がり抵抗を小さくすることができる。このため、プロテクトリング９はタイヤの燃費性能も向上させることができる。

チューブ式タイヤ１は、リム１１に組み付けられて使用される。リム１１はアルミニウム等の材料から構成される。また、リム１１は、空気入りタイヤと共に用いられる通常のリムであってもよい。

チューブ補強部材７は、リム１１に固定されていることが好ましい。このことによって、タイヤ転動時におけるチューブ補強部材７の位置ずれを低減することができるので、より効果的にチューブ３の膨張をチューブ補強部材７で抑制することができる。以下、チューブ補強部材７をリム１１に固定するための例示的な五つの態様について説明する。

第１の態様では、チューブ式タイヤ・リム組立体は、図７に示すように、さらに、リング状の二本の固定リング１３を備える。固定リング１３は中実の弾性体である。固定リング１３は、タイヤ周方向全周に亘って延在し、全体としてリング形状を有する。固定リング１３は、例えば、ブチルゴムのような合成ゴム、天然ゴム等、スチール及びアルミニウム合金のような金属、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のような繊維強化プラスチック等から構成される。

図８は、チューブ式タイヤ・リム組立体１００ａのタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材７ａをリム１１ａに固定するための第１の態様を示す。図９は、固定リング１３を備えたチューブ式タイヤ・リム組立体１００ａの正面図を示す。図８及び図９に示すチューブ式タイヤ・リム組立体１００ａは、リング状のチューブ３ａと、リング状のトレッドリング５ａと、チューブ補強部材７ａと、を備える。チューブ式タイヤ・リム組立体１００ａは、リム１１ａに装着されている。チューブ式タイヤ・リム組立体１００ａは、プロテクトリングを備えていないため、チューブ３ａの径方向外側の面が、チューブ補強部材７ａを介して、または直接トレッドリング５ａの径方向内側の面と接する。図８及び図９に示されるチューブ式タイヤ１ａはプロテクトリングを備えていないが、当然のことながら、プロテクトリングがトレッドリング５ａとチューブ３ａとの間に配設されてもよい。

図８に示されるように、二本の固定リング１３は、チューブ３ａよりもタイヤ径方向内側において、圧入、接着等によってリム１１ａに組み付けられる。チューブ補強部材７ａのタイヤ径方向最内部は、固定リング１３の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き付けられ、リム１１ａと固定リング１３との間で挟持される。固定リング１３のタイヤ子午断面形状は、チューブ補強部材７ａをリム１１ａに押圧することができれば、図８に示される形状に限定されない。二本の固定リング１３を用いることによって、空気入りタイヤと共に用いられる通常のリム１１ａを用いてチューブ補強部材７ａをリム１１ａに固定することができる。なお、二本の固定リング１３は、チューブ補強部材７ａと一体になっていても別体になっていてもよい。

図１０は、チューブ式タイヤ・リム組立体１００ｂのタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材７ｂをリム１１ｂに固定するための第２の態様を示す。図１１は、チューブ式タイヤ・リム組立体１００ｃのタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材７ｃをリム１１ｃに固定するための第３の態様を示す。

第２の態様では、リム１１ｂのフランジ１１１ｂの内側（チューブ３ｂ側）に固定溝１１３ｂが形成され、チューブ補強部材７ｂは固定ツメ７３ｂを有する。第３の態様では、リム１１ｃのフランジ１１１ｃの外側（チューブ３ｃとは反対側）に固定溝１１３ｃが形成され、チューブ補強部材７ｃは固定ツメ７３ｃを有する。第２及び第３の態様では、チューブ補強部材７ｂ、７ｃの固定ツメ７３ｂ、７３ｃがリム１１ｂ、１１ｃの固定溝１１３ｂ、１１３ｃと嵌合することによって、チューブ補強部材７ｂ、７ｃはリム１１ｂ、１１ｃに固定される。

なお、チューブ補強部材７ｂ、７ｃが複数の固定ツメ７３ｂ、７３ｃを有し、複数の固定溝１１３ｂ、１１３ｃがタイヤ周方向全周に亘って所定の間隔でリム１１ｂ、１１ｃに形成されていることが好ましい。このことによって、チューブ補強部材７ｂ、７ｃをより強固にリム１１ｂ、１１ｃに固定することができる。また、図１０及び図１１に示されるチューブ式タイヤ１ｂ、１ｃはプロテクトリングを備えていないが、当然のことながら、プロテクトリングがトレッドリング５ｂとチューブ３ｂ、３ｃとの間に配設されてもよい。なお、固定ツメ７３ｂ、７３ｃはタイヤ周方向全周に亘って実質的に連続し、固定リング１３のようなリング形状を成していると更に好ましい。

図１２〜図１７は、それぞれ、固定ツメ及び固定溝の形状の一つの例を示す。図１２〜図１７に示されるように、固定ツメ７３ｄ〜７３ｉのタイヤ子午断面形状は、例えば、円、半円、連なる二つの半円、三角形、四角形、台形等である。この場合、固定溝１１３ｄ〜１１３ｉは固定ツメ７３ｄ〜７３ｉと相補的な形状を有する。

図１８は、チューブ式タイヤ・リム組立体１００ｄのタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材７ｄをリム１１ｄに固定するための第４の態様を示す。第４の態様では、リム１１ｄのフランジ１１１ｄの外側（チューブ３ｄとは反対側）にボルト穴１１５ｄが形成され、チューブ補強部材７ｄに貫通孔７５ｄが形成されている。ボルト穴１１５ｄには雌ネジが切られている。第４の態様では、二本のボルト１５がそれぞれチューブ補強部材７ｄの貫通孔７５ｄを通ってボルト穴１１５ｄと螺合することによって、チューブ補強部材７ｄはリム１１ｄに固定される。

なお、貫通孔７５ｄ及びボルト穴１１５ｄがタイヤ周方向全周に亘って所定の間隔で形成され、チューブ補強部材７ｄが複数のタイヤ周方向位置においてボルト１５でリム１１ｄに固定されることが好ましい。このことによって、チューブ補強部材７ｄをより強固にリム１１ｄに固定することができる。また、図１８に示されるチューブ式タイヤ１ｄはプロテクトリングを備えていないが、当然のことながら、プロテクトリングがトレッドリング５ｂとチューブ３ｄとの間に配設されてもよい。

図１９は、チューブ式タイヤ・リム組立体１００ｅのタイヤ子午断面図を示し、チューブ補強部材７ｅをリム１１ｅに固定するための第５の態様を示す。第５の態様では、リム１１ｅのタイヤ幅方向中央部分に挿入孔１１７が形成され、チューブ補強部材７ｅに貫通孔７５ｅが形成されている。第５の態様では、ボルト１５がリム１１ｅの挿入孔１１７及びチューブ補強部材７ｅの貫通孔７５ｅを通ってナット１７と螺合することによって、チューブ補強部材７ｅはリム１１ｅに固定される。

なお、貫通孔７５ｅ及び挿入孔１１７がタイヤ周方向全周に亘って所定の間隔で形成され、チューブ補強部材７ｅが複数のタイヤ周方向位置においてボルト１５でリム１１ｅに固定されることが好ましい。このことによって、チューブ補強部材７ｅをより強固にリム１１ｅに固定することができる。また、図１９に示されるチューブ式タイヤ１ｅはプロテクトリングを備えていないが、当然のことながら、プロテクトリングがトレッドリング５ｂとチューブ３ｅとの間に配設されてもよい。

ここで、チューブ式タイヤは、互いに別体の部品として提供されたチューブと、トレッドリングと、チューブ補強部材とをリムに対して組み立てることで製造される。例えば、タイヤ販売店において、タイヤの販売時に店員が装着するリムに対して各部品を配置し、組み立てるようにしてもよい。また、タイヤの使用直前に、ユーザがチューブ式タイヤを組み立てるようにしてもよい。チューブ式タイヤは、上記構成とすることで組み立て式とすることができ、タイヤの軽量化、部品点数の軽減、それによる製造工程の簡素化を実現できる。また、組み立て式であるため、組み立て後の解体及び部品交換が容易である。つまり、チューブと、トレッドリングと、チューブ補強部材とは、互いに別体の部品で組み立てられ、分離可能である。以下、チューブ式タイヤ及びチューブ式タイヤ・リム組立体の製造方法について説明する。

チューブ、トレッドリング及び固定リングは、それぞれ、材料の混合工程、材料の加工工程、加硫工程、加硫後の検査工程等を経て製造される。プロテクトリング及びリムは、鋳造、鍛造、射出成形、切削加工等によって製造される。

プロテクトリングを備えるチューブ式タイヤ・リム組立体の場合、各パーツは以下のように組み立てられる。最初に、チューブを少なくとも部分的に包囲するように、気体が充填されていないチューブにチューブ補強部材を被せる。次いで、チューブ補強部材が被せられたチューブをリムの外周面に組み付ける。なお、チューブをリムの外周面に組み付けた後にチューブにチューブ補強部材を被せてもよい。次いで、プロテクトリングをチューブのタイヤ径方向外側に配設する。次いで、トレッドリングをプロテクトリングのタイヤ径方向外側に配設する。このとき、トレッドリングは、圧入、接着等によってプロテクトリングに固定され、プロテクトリングはチューブ補強部材と接着してもよい。最後に、チューブの内部に気体が充填される。このことによって、チューブは、リムの外周面に密着し、且つ、チューブ補強部材を介してプロテクトリングの内周面に密着する。

プロテクトリングを備えないチューブ式タイヤ・リム組立体の場合、各パーツは以下のように組み立てられる。最初に、チューブを少なくとも部分的に包囲するように、気体が充填されていないチューブにチューブ補強部材を被せる。次いで、チューブ補強部材が被せられたチューブをリムの外周面に組み付ける。なお、チューブをリムの外周面に組み付けた後にチューブにチューブ補強部材を被せてもよい。次いで、トレッドリングをチューブ補強部材のタイヤ径方向外側に配設する。このとき、トレッドリングは、チューブ補強部材に接着されることによって、チューブ補強部材に固定してもよい。最後に、チューブの内部に気体が充填される。このことによって、チューブは、リムの外周面に密着する。

なお、チューブ式タイヤ・リム組立体はチューブ補強部材及びプロテクトリングの少なくとも一方を備えなくてもよい。また、作業性を考慮すると、全てのパーツがリムに組み付けられた後にチューブの内部に気体を充填することが好ましいが、異なるタイミング（例えばチューブがリムに組み付けられる前）において気体を充填してもよい。

固定リングでチューブ補強部材をリムに固定する場合、最初に二本の固定リングをリムのタイヤ幅方向外側の外周面に組み付ける。その後、チューブ補強部材が被せられたチューブをリムの外周面に組み付けるとき、弾性体の固定リングをリムから持ち上げてチューブ補強部材を固定リングとリムとの間に通して、チューブ補強部材を固定リングとリムとの間で挟持する。なお、チューブをリムの外周面に組み付けた後にチューブにチューブ補強部材を被せる場合、チューブ補強部材を被せるときに、チューブ補強部材を固定リングとリムとの間で挟持する。

固定ツメでチューブ補強部材をリムに固定する場合、チューブ補強部材が被せられたチューブをリムの外周面に組み付けるとき、チューブ補強部材の固定ツメをリムの固定溝と嵌合させる。なお、チューブをリムの外周面に組み付けた後にチューブにチューブ補強部材を被せる場合、チューブ補強部材を被せるときに、チューブ補強部材の固定ツメをリムの固定溝と嵌合させる。

ボルトでチューブ補強部材をリムに固定する場合、チューブ補強部材が被せられたチューブをリムの外周面に組み付けるとき、ボルトをチューブ補強部材の貫通孔に通してリムのボルト穴又はナットに螺合させる。なお、チューブをリムの外周面に組み付けた後にチューブにチューブ補強部材を被せる場合、チューブ補強部材を被せるときに、ボルトをチューブ補強部材の貫通孔に通してリムのボルト穴又はナットに螺合させる。

図２０は、チューブ補強部材とトレッドリング及びリムとの配置の例を説明する図である。図２０に示すように、チューブ補強部材７は、チューブ３を包囲した状態において、少なくとも、トレッドリング５のタイヤ幅方向の端部の位置から、リム１１の端部の位置まで、配置されることが好ましい。少なくとも、トレッドリング５のタイヤ幅方向の端部の位置から、リム１１の端部の位置までの範囲Ｈのチューブ３を覆うようにチューブ補強部材７が配置されていれば、耐圧性およびタイヤ剛性を確保できる。なお、チューブ補強部材７はチューブ３の全体を包囲してもよい。

ところで、チューブ補強部材がチューブを包囲した状態における、トレッドリングの配設位置を示すマークがチューブ補強部材に設けられていてもよい。図２１は、チューブ補強部材７ｆに設けるマークの配置の例を示す図である。図２１は、チューブ補強部材７ｆの部分斜視図である。図２１に示すように、本例では、２つの円形のマークＭ１及びＭ２がチューブ補強部材７ｆに設けられている。図２１に示すように、マークＭ１及びＭ２は、チューブ補強部材７ｆの表面の、タイヤ周方向の離れた位置に設けられている。

図２２は、チューブ式タイヤ・リム組立体１００のマークＭ１の位置を通る、タイヤ子午断面を示す図である。図２２に示すように、マークＭ１は、チューブ補強部材７ｆの表面において、トレッドリング５のタイヤ幅方向の端部の位置に対応する位置に設けられている。図示していないが、マークＭ２についても同様に、チューブ補強部材７ｆの表面において、トレッドリング５のタイヤ幅方向の端部の位置に対応する位置に設けられている。

チューブ式タイヤ・リム組立体１００の組み立て作業の際、マークＭ１、Ｍ２の位置にトレッドリング５のタイヤ幅方向の両端部がそれぞれ位置するように、チューブ補強部材７ｆの表面にトレッドリング５を設ける。このように組み立て作業を行うことにより、チューブ補強部材７ｆとトレッドリング５との相対的な位置を適切な状態にすることができる。つまり、マークＭ１及びＭ２は、チューブ補強部材７ｆがチューブ３を包囲した状態における、トレッドリング５の配設位置を示すものである。

トレッドリング５は、チューブ補強部材７ｆの表面に、接着剤によって接着されてもよい。トレッドリング５とチューブ補強部材７ｆとが接着剤によって接着されることにより、トレッドとチューブ補強部材７ｆとの界面の接続状態の耐久性を確保することができる。接着力を強固にするために、チューブ補強部材７ｆの少なくとも接着面に表面処理を施してもよい。

トレッドリング５とチューブ補強部材７ｆとの接着に用いる接着剤には、例えば、２液混合タイプの接着剤、より好ましくは２液混合室温硬化タイプの接着剤を用いることができる。熱や電気などの刺激によって硬化や軟化などの可逆反応を起こす刺激応答タイプの接着剤を用いてもよい。

なお、チューブ３とチューブ補強部材７ｆとは接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。

図２３および図２４は、チューブ補強部材７ｆに設けるマークの配置の他の例を示す図である。図２３および図２４は、チューブ補強部材７ｆの部分斜視図である。

図２３に示す例では、チューブ補強部材７ｆの表面には、円形のマークＭ３及びＭ４が複数設けられている。マークＭ３及びＭ４は、チューブ補強部材７ｆの表面に、タイヤ周方向に断続的に、複数設けられている。また、図２４に示す例では、チューブ補強部材７ｆの表面には、直線状のマークＭ５及びＭ６が設けられている。マークＭ５及びＭ６は、チューブ補強部材７ｆの表面にタイヤ周方向に連続している形状である。マークＭ３及びＭ４、並びに、マークＭ５及びＭ６も、チューブ補強部材７ｆがチューブ３を包囲した状態における、トレッドリング５の配設位置を示す。

以上のように、チューブ補強部材７ｆの表面に、マークＭ１及びＭ２、マークＭ３及びＭ４、または、マークＭ５及びＭ６が設けられていることにより、チューブ式タイヤ・リム組立体１００の組み立て作業を容易に且つ効率よく行うことができる。すなわち、チューブ式タイヤ・リム組立体１００の組み立て作業において、トレッドリング５をチューブ補強部材７ｆのタイヤ径方向外側に配設する際、上記マークの位置を目標にトレッドリング５を配置、接着することができる。このため、トレッドリング５とチューブ補強部材７ｆとの相対的な位置を適切な状態にすることができる。

図２３および図２４において、チューブ式タイヤ・リム組立体１００の組み立て作業の効率を向上させるため、マークＭ３とマークＭ４とのタイヤ幅方向の間隔、マークＭ５とマークＭ６とのタイヤ幅方向の間隔は、チューブ補強部材７ｆの表面に配置されるトレッドリング５の幅と等しくなっていることが好ましいが、相対的な位置が把握できればよいので、厳密に同じ幅となっていなくてもよい。

なお、マークＭ１〜Ｍ４は、円形の他、四角形、菱形、星形などの図形でもよいし、「！」、「＆」、「＄」、「＃」などの記号でもよい。マークＭ１〜Ｍ４は、印刷によってチューブ補強部材７ｆの表面に設けたものでもよいし、突起物を接着することによってチューブ補強部材７ｆの表面に設けたものでもよい。また、チューブ補強部材７ｆにおいて、マークの部分を他の部分と色が異なる部材によって形成することによって、チューブ補強部材７ｆの表面にマークを設けてもよい。例えば、チューブ補強部材７ｆがコードによる織物である場合に、マークの部分を他の部分のコードとは異なる色のコードとすることによって、チューブ補強部材７ｆの表面にマークを設けてもよい。

図２５は、トレッドリングの他の例を示す図である。図２５は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面を示す。図２５において、トレッドリング５ｃは、補強層５０を内包している。つまり、トレッドリング５ｃは、ゴムで形成された中実のリング上のゴム層の内部に補強層５０が配置されている。ゴム層は、複数のゴム層が積層されていても１層でもよい。ゴム層は、径方向外側の面が接地面となり、トレッドパターンが形成されている。補強層５０は、トレッドリング５ｃの最外層のゴムよりも曲げ剛性が高い材料を用いて形成する。例えば、スチール、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリケトン、ポリエチレンナフタレート、又はこれらの混合物などの有機繊維コードによって補強されたゴム層を補強層５０として用いてもよい。コードは、単線でもよいし、撚り線でもよい。また、熱硬化性又は熱可塑性の樹脂を含む材料で補強層５０を構成してもよい。補強層５０を内包しているトレッドリング５ｃは、補強層５０を内包しない場合よりも剛性が高くなる。

図２６は、複数の気室を有するチューブ３ｆを用いて構成したチューブ式タイヤ１ｆを備えた、チューブ式タイヤ・リム組立体１００ｆを示す図である。図２６は、チューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面図を示す。図２６において、タイヤ子午断面視で、チューブ３ｆ内に、トレッドリング５ｆの内周面に平行に、タイヤ径方向内側に延在する隔壁１３ａが形成されている。隔壁１３ａとしては、チューブ３ｆに用いる通常のゴム部材の他、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、及び熱可塑性ポリウレタン等を用いることができる。

これにより、チューブ３ｆは、隔壁１３ａによってトレッドリング５ｆに近い第１室１３１と、トレッドリング５ｆから遠い第２室１３２と、に区画形成されている。つまり、チューブ３ｆは、タイヤ径方向に複数の気室を有している。そして、例えば、第１室１３１には弾性体が充填され、第２室１３２には気体が充填されている。ここで、気体としては、空気が一般的であるが、その他窒素ガスや、空気と窒素との混合物等が挙げられる。また、弾性体としては、その他、熱可塑性ウレタンなどのゴム以外の弾性体も含まれる。

図２６において、第１室１３１への気体の注入はエアバルブ３１を介して行い、第２室１３２への気体の注入はエアバルブ３１ａを介して行う。これらのエアバルブ３１、３１ａは、例えば、タイヤのユニフォミティを考慮して、タイヤ周方向の逆側（対向位置）に位置させることができる。特に、第１室１３１への熱可塑性ウレタンの充填は、発泡ウレタンを、エアバルブ３１を介して注入し、次いで第１室１３１内で発泡ウレタンを硬化させることによって、行うことができる。

図２６に示すように、チューブ３ｆが複数の気室を有し、トレッドリング５ｆに近い第１室１３１に、弾性体を充填することにより、トレッドリング５ｆの外表面に、釘等の異物が突き刺さったような場合であっても、トレッドリング５ｆのタイヤ径方向内側に位置する第１室１３１に弾性体が充填されているのでパンクが回避され、一定距離の走行が可能となる。なお、図２６は、タイヤ径方向に複数の気室を有するチューブを用いてチューブ式タイヤを構成する場合であるが、タイヤ幅方向に複数の気室を有するチューブを用いてチューブ式タイヤを構成してもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ チューブ式タイヤ
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ チューブ式タイヤ・リム組立体
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ チューブ
３１、３１ａ エアバルブ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｆ トレッドリング
５０ 補強層
５１ 外周面
５３ 内周面
５５ 貫通孔
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ チューブ補強部材
７１ 縦糸
７３ 横糸
７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ、７３ｆ、７３ｇ、７３ｈ、７３ｉ 固定ツメ
７５ｄ、７５ｅ 貫通孔
９ プロテクトリング
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ リム
１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ フランジ
１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、１１３ｆ、１１３ｇ、１１３ｈ、１１３ｉ 固定溝
１１５ｄ、１１５ｅ ボルト穴
１１７ 挿入孔
１３ 固定リング
１５ ボルト
１７ ナット
１３１ 第１室
１３２ 第２室

Claims (16)

1. 内部に気体が充填されるリング状のチューブと、
   前記チューブのタイヤ径方向外側に配設されたリング状のトレッドリングと
   を備える、チューブ式タイヤ。
2. さらに、前記チューブを少なくとも部分的に包囲するチューブ補強部材を備える、請求項１に記載のチューブ式タイヤ。
3. 前記チューブと、前記トレッドリングと、前記チューブ補強部材とが、互いに別体の部品で組み立てられ、分離可能である、請求項２に記載のチューブ式タイヤ。
4. 前記チューブ補強部材は、該チューブ補強部材が前記チューブを包囲した状態における、前記トレッドリングの配設位置を示すマークを有し、
   前記トレッドリングは、前記チューブ補強部材において、前記マークによって示された位置に配設される、請求項２又は３に記載のチューブ式タイヤ。
5. 前記マークは、タイヤ周方向に連続的又はタイヤ周方向に断続的に設けられている、請求項４に記載のチューブ式タイヤ。
6. 前記チューブ補強部材がコードを含む、請求項２から５のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ。
7. 前記チューブは、径方向外側の面が、前記トレッドリングの径方向内側の面と前記チューブ補強部材を介して、または直接接している、請求項２から６のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ。
8. さらに、前記チューブと前記トレッドリングとの間に配設されたリング状のプロテクトリングを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ。
9. 前記チューブは、複数の気室を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ。
10. 前記トレッドリングは、最外層のゴムよりも曲げ剛性が高い材料を含む補強層を内包する、請求項１から９のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ。
11. 前記トレッドリングが隣接する部材と接着されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ。
12. 請求項２から７のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤと、
    前記チューブ式タイヤが組み付けられたリムと、を備え、
    前記チューブ補強部材が前記リムに固定されている、チューブ式タイヤ・リム組立体。
13. 前記チューブ補強部材は、少なくとも前記トレッドリングのタイヤ幅方向の端部の位置から、前記リムの端部の位置まで配置されている、請求項１２に記載のチューブ式タイヤ・リム組立体。
14. さらに、前記チューブよりもタイヤ径方向内側において前記リムに組み付けられたリング状の二本の固定リングを備え、
    前記チューブ補強部材が前記リムと前記固定リングとの間で挟持される、請求項１２又は１３に記載のチューブ式タイヤ・リム組立体。
15. 前記リムに固定溝が形成され、前記チューブ補強部材が固定ツメを有し、該固定ツメが該固定溝と嵌合している、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ・リム組立体。
16. 前記リムにボルト穴が形成され、前記チューブ補強部材に貫通孔が形成され、該チューブ補強部材がボルトで該リムに固定されている、請求項１２から１５のいずれか１項に記載のチューブ式タイヤ・リム組立体。

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