JP2641711B2 - 車輪組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輪組立体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自転車、自動車に代表されるよう
に、空気入りタイヤを備えた輸送機器は、世界中で数多
く使用されている。しかし空気入りタイヤの大きな欠点
として、タイヤが損傷することにより内部の空気が抜け
てしまう、いわゆるパンクという事故が発生することが
挙げられる。従って空気入りタイヤのパンク防止対策が
過去からの大きな課題であった。パンクの発生要因は様
々だが、その中で最も多いのは、異物貫通とリム打ちに
よるものである。ここで従来の車輪によく見られるリム
打ちによって発生するパンク（以下リム打ちパンクと呼
ぶ）について、従来の車輪構造と合わせて説明する。

【０００３】図９は従来の自転車用車輪の断面図であ
り、通常車輪はタイヤ本体１とリム２とタイヤ本体１に
内包しているチューブ３で構成されている。タイヤ本体
１は、地面と接するトレッド部４、左右のサイドウォー
ル部５、左右のビード部６よりなる。リム２はタイヤ本
体１を支持する輪状体で、リム底部７と、その両側から
車輪半径方向外側にせり出した左右一対のフランジ部８
を有する。上記ビード部６はフランジ部８に車軸方向外
側より挟み込まれるようにして配置され、タイヤ本体１
内のチューブ３に空気を入れることにより、チューブ３
内の空気の圧力が高まり、ビード部６がフランジ部８の
内側に圧着され、その結果タイヤ本体１はリム２の車輪
半径方向外側にせり出した形で安定する。

【０００４】さて走行中に路面の石などの障害物等に乗
り上げた際、図１０に示すようにタイヤ本体１が変形
し、路面の障害物（図示せず）とリム２のフランジ部８
間に、ビード部６とチューブ３が挟まれた状態となり、
その結果チューブ３に穴が開き、時にはビード部６やト
レッド部４まで破損してしまう場合もある。これがリム
打ちパンクである。

【０００５】リム打ちパンクはチューブ内の空気圧が低
い際に起こりやすいだけでなく、近年マウンテンバイク
に代表される悪路走行用車体にも頻繁に発生している。
また高速走行時にリム打ちパンクが起こり、急激にチュ
ーブ内の空気が抜けると、タイヤがリムからはずれ、時
には転倒などの事故につながる。

【０００６】このリム打ちパンクを防止する従来例とし
て、実開昭６３−９００３号に示される考案について説
明する。

【０００７】図１１に示すように、タイヤ本体２１はビ
ード部２２を介して、フランジ部２３を有するリム２４
に挟み込まれている。サイドウォール部２５には車軸方
向外側に漸次肉厚となって、車軸半径方向からの衝撃荷
重を受けた時にはフランジ部２３に当接可能な膨出部２
６が形成されている。この膨出部２６が衝撃荷重時にク
ッションの役目を果たし、リム打ちパンクを防止できる
構造を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のリム
打ちパンク防止例では、サイドウォール部２５の肉厚が
増すため重量は増加し、またタイヤの肉が厚くなるほど
乗り心地は低下するという問題点があった。近年車体の
軽量化は燃料消費、あるいは操作操縦性に関わる大きな
課題であり、特に自転車など元々軽い車体であれば少し
の軽量化でも効果は顕著に現れる。

【０００９】また、ビード部２２をリム２４に装着する
際、膨出部２６が邪魔となり装着しづらく、また装着後
の膨出部２６とフランジ部２３との相対位置合わせは容
易でない。さらに膨出部２６は、リム形状に応じて位置
や膨出量などを設計し直さなくてはいけないという問題
点があった。

【００１０】本発明の目的は、リム打ちパンクを防止
し、さらに上記課題を解決する車輪の組立体を実現、提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、停止中あるいは走行中に地面と接するトレ
ッド部、上記トレッド部に連続して側面を形成する左右
のサイドウォール部、および上記サイドウォール部に連
続した左右のビード部とを有するタイヤ本体と、前記ビ
ード部を車軸方向外側より挟むように配置したフランジ
部を有するリムとからなり、フランジ部は、少なくとも
タイヤ本体が接する部所の全部または一部に弾性体をフ
ランジ基部上に配設したものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記構成により、フランジ部におい
て、少なくともビード部に接する部所の全部または一部
を弾性体としているため、走行中に障害物等に乗り上げ
た際、フランジ部と障害物間にタイヤおよびチューブが
挟まれることに起因するリム打ちパンクを、フランジ部
の弾性体がクッションの役目を果たすことにより防止で
きるものであり、しかも金属製の従来のフランジ部８の
全部あるいは一部を弾性体で置き換えてフランジ部をフ
ランジ基部と弾性体で構成する構造をとれば、一般に用
いられている車両よりも軽量化が図れるものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。

【００１４】（実施例１）実施例１について、図１を参
照しながら説明する。

【００１５】図１において、３１はタイヤ本体、３２は
リムで、これらにより車輪組立体が構成されている。タ
イヤ本体３１は、移動する車体および積載物を支える働
きを担い、地面と接する表面においてトレッドパターン
を有するトレッド部３３と、それに続きタイヤ形状を保
持するための側面を形成する左右のサイドウォール部３
４と、それに続く左右のビード部３５とから構成されて
いる。

【００１６】リム３２は、タイヤ本体３１を支持する輪
状体で、リム底部３６と、その両端から車輪半径方向外
側にせり出すように左右一対のフランジ部３７とを有す
る。ビード部３５はフランジ部３７に車軸方向外側から
挟み込まれるように配置されて、タイヤ本体３１内に内
包されているチューブ３８内の空気圧を上げることによ
り、ビード部３５がフランジ部３７に内側から圧着さ
れ、その結果タイヤ本体３１はリム３２の車輪半径方向
外側にせり出した形で安定する。

【００１７】フランジ部３７の形状は、ビード部３５と
接する側に突出部をもつ形状であり、本実施例ではフラ
ンジ基部４０の上部にゴムからなる弾性体３９が配設さ
れている。フランジ部３７の実施例を図２に示す。

【００１８】図２の（ａ）はフランジ基部４０上に弾性
体３９を配設したものである。このときのフランジ部３
７の形状は従来のフランジ部８とほぼ同じ形状であり、
ちょうどフランジ部８の頭部が弾性体３９と置換された
形をとっているため、従来のフランジ部８に比べて軽量
化されている。

【００１９】この場合、フランジ基部４０と弾性体３９
とは何らかの方法で接合されている。また図２の（ｂ）
は、フランジ部３７の外側よりも内側により多く弾性体
３９を配しており、ビード部３５とフランジ部３７の摩
擦によるビード部３５の摩耗、劣化をより効果的に防止
する機能がある。

【００２０】図２の（ｃ）から（ｆ）までは、フランジ
基部４０に車輪周方向の溝をつけ、それと嵌合する断面
を有する弾性体３９を配設した形状であり、フランジ基
部４０と弾性体３９の正確な位置合わせが容易に行え
る。また車軸方向からの応力に対して耐久性が高くな
る。

【００２１】図２の（ｇ）から（ｉ）までは、フランジ
基部４０に溝をつけ、その溝に弾性体３９をはめ込む形
状を有している。この例の場合、車軸方向の応力だけで
なく、車輪半径方向の外側方向の力に対しても耐久性が
高くなる。またこの場合、フランジ基部４０と弾性体３
９の接着は必ずしも必要でない。つまり弾性体３９は脱
着可能となる。この結果弾性体３９をはずした状態であ
れば、従来のフランジ部８よりフランジの高さは低くな
るので、この状態でのリム３２へのタイヤ本体３１の装
着は容易になる。

【００２２】これ以外にも弾性体３９とフランジ基部４
０との接面形状、あるいは弾性体３９とフランジ基部４
０の構成比は、車輪の用途に応じて設計すれば良い。も
ちろんフランジ部３７全体を弾性体３９で構成しても良
いし、あるいは従来のフランジ部８と同じ形状のフラン
ジ基部４０に弾性体を塗布、配設しても良い。また弾性
体３９は固体の状態で接合するだけでなく、高粘性液状
の弾性体３９を塗り重ねても良い。あるいは従来のフラ
ンジ部８にかぶせるよう馬蹄形に形成しても良いが、こ
の場合必ずしも接着は必要ない。一般に弾性体３９の材
料は加硫ゴムを用いるが、弾性効果を有する物質であれ
ば自由に選択できる。なお、図１において、４１はリム
フラップ、４２はビードワイヤーである。

【００２３】上記構成において図３を参照しながらリム
打ちパンク発生がいかに回避できるかを説明する。

【００２４】図３は車輪が石などの障害物に乗り上げた
ときのタイヤ本体３１の形状を表している。このときビ
ード部３５とトレッド部３３とチューブ３８とが、障害
物（図示しない）とフランジ部３７に一瞬挟まれた状態
となる。このとき従来の金属製のフランジ部８であれ
ば、図１０のように硬い障害物と硬いフランジ部８との
間に柔らかいゴム製のチューブ３およびタイヤ本体１が
挟まれるため、タイヤ本体１のビード部６およびチュー
ブ３に穴が開く可能性が高い。

【００２５】一方、本発明においては、フランジ部３７
の頭部に弾性体３９を用いることで弾性体３９が緩衝材
の役目を果たすことにより、チューブ３８およびビード
部３５は保護され、リム打ちパンクは大幅に減少する。

【００２６】また、万一リム打ちパンクが起こっても、
従来のフランジ部８であれば車体が停止するまでの間
に、タイヤ本体１およびチューブ３の上を車体の重量が
集中したフランジ部８が押しつけられ、タイヤ本体１お
よびチューブ３にダメージを与えるが、本発明によれば
この時タイヤ本体３１およびチューブ３８に与えるダメ
ージは最小限に抑えることができる。

【００２７】なお本実施例のリムはＨＥタイプと呼ばれ
るリム形状であるが、その他ＪＩＳ規格で規定されてい
るＢＥタイプ、ＷＯタイプ、チューブラータイプのよう
な様々なタイプのリムに対しても、本発明を実施するこ
とは可能である。

【００２８】（実施例２）チューブラータイプと呼ばれ
るリムを有する車輪は、おもに自転車においては競技
用、ロードレース用、そして一部車いすなどにも採用さ
れている。チューブラータイプのリムには、タイヤ支持
面に、断面形状が円形、または楕円形のタイヤ本体を組
み合わせて使われる。このタイプのリムにも実施例１と
同様、リム打ちパンク防止用の弾性体を配設することが
できる。その一例を図４に示す。

【００２９】図において、５１はタイヤ本体、５２はリ
ムであり、チューブラータイプのリム５２には、明確な
フランジ部は存在しない。しかしタイヤ支持面５３は、
車輪の半径方向の外側に曲率中心を持つため、このタイ
ヤ支持面５３の両端は鋭角をなし、車輪半径方向の衝撃
荷重時には、従来のフランジ部同様、タイヤ本体５１お
よびチューブ５４にダメージを与える。そこで従来のタ
イヤ支持面５３の両端を弾性体５５で置き換えることに
より、リム打ちパンクを防いでいる。本実施例も実施例
１同様、弾性体５５とリム５２の接面の形状は、車輪の
用途に応じて設計すればよく、また弾性体５５はタイヤ
支持面５３全体を覆っても良い。

【００３０】（実施例３）従来の車輪においてリム２と
車輪とは、スポークなどの構成材を介して連結されてい
る。図９においてリム底部７とスポーク（図示せず）は
ナット等により連結、固定されている。このためスポー
ク端やナット等がリム底部７の車輪半径方向外側に突出
しており、この突出部がチューブ３に損傷を与える場合
がある。ゆえにリム底部７とチューブ３の間に、チュー
ブ保護のためのリムフラップ９を装着していた。

【００３１】本実施例においては図５に示すとおり、タ
イヤ本体３１およびリム３２の構成は実施例１の発明と
同じである。実施例１の発明との相違点は、図１に示す
所の弾性体３９とリムフラップ４１とをリムフラップ４
１から弾性体３９に至る領域も覆うよう同一材料で連続
的に一体に形成することで、図５に示すようにリムフラ
ップ部６１と弾性体部６２とを有し、リムの内面を覆う
一体型のプロテクター６３を配設していることにある。

【００３２】図６はマウンテンバイクに実際に使用され
るリム３２の形状及び配設されるプロテクター６３を示
すものである。マウンテンバイクにおいては使用条件を
考えれば弾性体部６２にかかる応力が大きいため、リム
３２とプロテクター６３のフィット性を高めるため、フ
ランジ基部４０の車軸方向外側の面を覆うように延設部
６４を弾性体部６２に連続して設けている。本実施例に
よればプロテクター６３は延設部６４を有するため、プ
ロテクター６３とリム３２とは接着する必要がない。プ
ロテクター６３は熱加塑性ゴムを使用し、押出し成形に
より得ることができる。また弾性体部の高さｈは本実施
例によれば１mm以上２mm以下が、耐リム打ちパンク性能
に優れ、かつ従来の車輪組立体に比べ重量増加もほとん
ど０に近い範囲であるが、これはリムの設計、車両の用
途に応じ適宜設計変更しうるものである。

【００３３】（実施例４）図７のように本実施例におい
ては、実施例３のものをさらに改良したもので、弾性体
部７１とリムフラップ部７２の他に、チューブの機能を
有するチューブ部７３も一体成形したプロテクター７４
を用いたものである。なお、その他の部分は実施例３と
同様の構成としている。

【００３４】（実施例５）本実施例においては、図８に
示すように、タイヤ本体３１の内面に密着し、タイヤ本
体３１内を気密状態とする気密性保持部８１をもつプロ
テクター８２を使用して、チューブレス構造の車輪とし
たものである。プロテクター８２は、気密性保持部８１
とタイヤ本体３１の内面との間で、気密性を十分保持す
る必要があり、また実施例３と同様、弾性体部８３とリ
ムフラップ部８４とを備えた一体成形品により構成され
ている。その他の部分は実施例３と同様な構成としてい
る。

【００３５】ここで、実施例２から実施例５について
も、実施例１とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
また実施例５を除いてタイヤ本体１は新たに設計する必
要がなく、従来品をそのまま用いることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フランジ
部の頭部の弾性体により、地面から受ける車輪半径方向
からの衝撃荷重に対して緩衝効果が得られ、リム打ちパ
ンクを防止できるとともに、ビード部との摩擦によるビ
ード部のコード切れ、摩耗、劣化を防ぐことができる。
また、万一リム打ちパンク発生後においても、タイヤ本
体とチューブに過剰荷重がかかり、タイヤ本体およびチ
ューブが損傷するのを防止でき、しかも従来の金属製の
リムの一部を弾性体で置換している構造を持ったもの
は、軽量化を同時に実現することができる。そしてその
結果、タイヤ本体の一部を肉厚にするのに比べ、乗り心
地はよく、操縦操作性が高いという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における車輪組立体の構成を
示す車輪半径方向の断面図

【図２】同車輪組立体のフランジ部の構成例を示す車輪
半径方向の断面図

【図３】同車輪組立体の衝撃荷重時における車輪形状を
示す車輪半径方向の断面図

【図４】本発明の実施例２における車輪組立体の構成を
示す車輪半径方向の断面図

【図５】本発明の実施例３における車輪組立体の構成を
示す車輪半径方向の断面図

【図６】本発明の実施例３における車輪組立体の部分構
成を示す車輪半径方向の断面図

【図７】本発明の実施例４における車輪組立体の構成を
示す車輪半径方向の断面図

【図８】本発明の実施例５における車輪組立体の構成を
示す車輪半径方向の断面図

【図９】従来の車輪組立体の構成を示す車輪半径方向の
断面図

【図１０】同車輪組立体の衝撃荷重時における車輪形状
を示す車輪半径方向の断面図

【図１１】リム打ちパンク防止策を施した従来の車輪組
立体の構成を示す車輪半径方向の断面図

【符号の説明】

３１，５１ タイヤ本体 ３２，５２ リム ３３ トレッド部 ３４ サイドウォール部 ３５ ビード部 ３７ フランジ部 ３８，５４ チューブ ３９，５５ 弾性体 ４０ フランジ基部 ５３ タイヤ支持面 ６１，７２，８４ リムフラップ部 ６２，７１，８３ 弾性体部 ６３，７４，８２ プロテクター ６４ 延設部 ８１ 気密性保持部

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 停止中あるいは走行中に地面と接するト
   レッド部、前記トレッド部に連続して側面を形成する左
   右のサイドウォール部、および前記サイドウォール部に
   連続した左右のビード部とを有するタイヤ本体と、前記
   ビード部を車軸方向外側より挟むように配置したフラン
   ジ部を有するリムとからなり、前記フランジ部は、少な
   くとも前記タイヤ本体が接する部所の全部または一部に
   弾性体をフランジ基部上に配設した構成の車輪組立体。
2. 【請求項２】 断面形状が円形または楕円形のタイヤ本
   体と、車輪の半径方向の外側に曲率中心を持つタイヤ支
   持面で上記タイヤ本体を支持するリムとからなり、前記
   タイヤ支持面の少なくとも車軸方向両端に弾性体を配設
   した車輪組立体。
3. 【請求項３】 チューブを保護するためにリム底部のタ
   イヤ本体側に装着されているリムフラップと、弾性体と
   を前記リムフラップから前記弾性体に至る領域も覆うよ
   う同一材料で一体に形成することで、リムの内面を覆う
   プロテクターを形成した請求項１記載の車輪組立体。
4. 【請求項４】 フランジ基部あるいはタイヤ支持面両端
   に車輪周方向の溝を設け、その溝と嵌合する形状を有す
   る弾性体を配設した請求項１，２，３のいずれかに記載
   の車輪組立体。
5. 【請求項５】 弾性体はフランジ基部からの脱着が可能
   である請求項４記載の車輪組立体。
6. 【請求項６】 フランジ基部の車軸方向外側の面を覆う
   ように弾性体と連続する延設部を設けた請求項１，２，
   ３，４，５のいずれかに記載の車輪組立体。
7. 【請求項７】 プロテクターとチューブとが一体に形成
   された請求項３，４，５，６のいずれかに記載の車輪組
   立体。
8. 【請求項８】 プロテクターに、チューブの一部を形成
   するようにタイヤ本体内面と密着する気密性保持部を設
   けた請求項３，４，５，６のいずれかに記載の車輪組立
   体。