JP5416539B2 - タイヤ・リム組立体 - Google Patents

Description

本発明は、軽量化を図りつつ生産性に優れたタイヤ・リム組立体に関する。

従来、チューブレス構造の空気入りタイヤが知られている。この種のタイヤには、空気の漏洩を防ぐために、カーカスの内側のほぼ全域に、空気不透過性の高いブチル系ゴムを用いたインナーライナーが配されている。しかしながら、空気の漏洩を防ぐためには、インナーライナーの厚さが大きくなる。このようなインナーライナーは、タイヤ質量を軽減する際の妨げとなる。

一方、下記特許文献１及び２では、ナイロンフィルムで形成されたインナーライナーがタイヤ内腔に接着された空気入りタイヤが記載されている。ナイロンフィルムは、ブチル系ゴムよりも低比重かつ空気不透過性が高い。従って、下記特許文献１及び２のタイヤでは、空気漏洩を防止しつつブチル系ゴムのインナーライナーを有するタイヤよりも軽量化が可能である。

特開平７−４０７０２号公報 特開平９−１６５４６９号公報

しかしながら、特許文献１及び２の空気入りタイヤを製造する際、ナイロンフィルムをタイヤ内腔に貼り付けるという特殊な工程が追加される。従って、このような空気入りタイヤは、生産性が悪いという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、タイヤと別体で構成された変形可能な樹脂材料からなるインナーリングを、タイヤ内腔面かつリムフランジ間に亘って設けることを基本とし、軽量化を図りつつ生産性の悪化を防止しうるタイヤ・リム組立体を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、空気入りタイヤと、該タイヤが組み付けられるリムとを含むタイヤ・リム組立体であって、前記リムは、前記タイヤのビード部の底面を受ける一対のリムベースと、このリムベースのタイヤ軸方向外端に連なってタイヤ半径方向外側にのびることにより前記ビード部のタイヤ軸方向外面を支持する一対のリムフランジとを有し、前記タイヤと前記リムとが囲むタイヤ内腔に、該タイヤ内腔の空気の漏洩を抑制するとともに変形可能な樹脂材料からなるインナーリングが挿入され、前記インナーリングは、前記タイヤの一対のビード部間をタイヤ内腔面に沿ってタイヤ周方向に連続してのびる本体部と、該本体部のタイヤ軸方向の両端部に連設されかつ前記リムベースと前記ビード底面との間を通ってタイヤ軸方向外側にのびしかも前記リムフランジで係止される係止部とを含むことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記インナーリングは、ナイロン樹脂からなる請求項１記載のタイヤ・リム組立体である。

また請求項３記載の発明は、前記インナーリングの厚さは、０．５〜１．０mmである請求項１又は２記載のタイヤ・リム組立体である。

また請求項４記載の発明は、前記インナーリングの前記本体部の少なくとも一部には、金属材料がコーティングされた熱遮蔽部が設けられてなる請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体である。

また請求項５記載の発明は、前記空気入りタイヤは、一対のビード部間をトロイド状にのびるカーカスを具え、かつ、該カーカスの内側をタイヤ内腔面に露出させてなる請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体である。
また請求項６記載の発明は、前記係止部は、前記リムフランジのタイヤ半径方向外面に沿ってタイヤ軸方向外側にのびるとともに前記リムフランジの内面に折り返された折返し部を具える請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体である。

請求項１記載のリム・タイヤ組立体は、タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に、該タイヤ内腔の空気の漏洩を抑制するとともに変形可能な樹脂材料からなるインナーリングが設けられる。このようなインナーリングは、タイヤから透過する空気の漏洩を防ぐことができる。また、インナーリングは、タイヤと別体で製造されるため、タイヤの製造工程が複雑化して生産性が悪化するのを防止できる。また、インナーリングは、樹脂材料からなるため、ブチル系ゴムからなるインナーライナーよりも軽量化できる。さらに、インナーリングは、リムベースとビード底面との間をも通り、ビードとリムとの気密性を高め、リムとタイヤ（ビード底面）との隙間からの空気の漏洩をも効果的に防止できる。とりわけ、請求項５記載の発明のように、一対のビード部間をトロイド状にのびるカーカスの内側をタイヤ内腔面に露出させること、換言すればカーカスの内側に、ゴムからなる従来のインナーライナーを省略することでさらなる軽量化を図ることができる。

また請求項４の発明のように、インナーリングの本体部の少なくとも一部に、金属材料を蒸着させた熱遮蔽部が設けられた場合、前記金属材料による熱反射作用によってタイヤの熱がタイヤ内腔側に放出されることを防ぐ。これにより、タイヤ温度の低下が抑制されるため、転がり抵抗を小さくすることができる。

本発明の一実施形態のタイヤ・リム組立体の断面図である。 インナーリングの一実施形態の斜視図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、インナーリングをリムに取り付ける一例を説明する断面図である。 比較例１を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１ないし２に示されるように、タイヤ・リム組立体１は、空気入りタイヤ（以下単に「タイヤ」という場合がある。）２と、該タイヤ２が組み付けられるリム３と、インナーリング１２とを含んで構成され、本実施形態では二輪車用の組立体が例示されている。

前記タイヤ２は、路面と接地するトレッド部２ａと、該トレッド部２ａの両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部２ｂ、２ｂと、各サイドウォール部２ｂの内方端に形成されたビード部２ｃとを有するトロイド状をなす。また、タイヤ２は、前記一対のビード部２ｃそれぞれに埋設されているビードコア間２ｄ、２ｄ間を跨ってのびる１枚のカーカスプライからなるカーカス２ｅを具えている。

また、本実施形態のタイヤ２では、このカーカス２ｅの内側に、ブチル系ゴムからなるインナーライナーが配されていない。従って、カーカス２ｅは、タイヤ内腔面２ｉに露出して配されている。このようなタイヤ２は、ブチル系ゴムからなる比較的重量が大きいインナーライナーを具えていないため、タイヤ質量や転がり抵抗を小さくできる。

前記リム３は、前記タイヤ２のビード部２ｃの底面２ｃｅを受ける一対のリムベース４、４と、このリムベース４のタイヤ軸方向外端に連なってタイヤ半径方向外側にのびることにより前記ビード部２ｃのタイヤ軸方向外面を支持する一対のリムフランジ５、５と、前記一対のリムベース４、４間に設けられかつ半径方向内方に凹む環状のウエル６とを有する。リム３は、例えば鉄、アルミニウム合金又はマグネシウム合金等各種の金属材料で形成される。

前記ウエル６は、例えばリムベース４のタイヤ軸方向内端で夫々半径方向内方にかつ内側に向かってウエル巾を小さくする向きに傾いてのびる１対の側部７、７と、この１対の側部７、７の内方端をタイヤ軸方向にのびて継ぐ底部８とから構成される。このウエル６の底部８には、透孔２２が設けられる。該透孔２２には、前記タイヤと前記リム３とが囲むタイヤ内腔Ｓに空気を注入しうる空気バルブ２１が固着される。

また、本実施形態の組立体１には、前記タイヤ内腔Ｓに、該タイヤ内腔Ｓの空気の漏洩を抑制するとともに変形可能な樹脂材料からなるインナーリング１２が設けられる。

前記インナーリング１２は、タイヤ２の一対のビード部２ｃ、２ｃ間をタイヤ内腔面２ｉに沿ってタイヤ周方向に連続してのびる本体部１３と、該本体部１３のタイヤ軸方向の両端部１３Ａに連設されかつ前記リムベース４とビード部２ｃの底面２ｃｅとの間を通ってタイヤ軸方向外側にのびしかも前記リムフランジ５で係止される一対の係止部１４とを有する。

このようなインナーリング１２は、タイヤ内腔面２ｉをそのほぼ全域を覆うことにより、タイヤ内腔Ｓの空気がゴムを透過して漏洩するのを防止できる。また、インナーリング１２は、弾性変形可能な樹脂材料で構成されるため、走行中のタイヤの変形を妨げることもない。さらに、インナーリング１２は、樹脂材料から構成される結果、ブチル系ゴムよりも比重を小さくでき、タイヤ２との合計質量を、従来のブチル系ゴムのインナーライナーを具えたタイヤ質量よりも小さくできる。

また、インナーリング１２の係止部１４は、タイヤ２がリム３にリム組みされることにより、タイヤ２のビード部２ｃとリム３との間でタイヤ軸方向及びタイヤ半径方向で挟持される。これにより、走行時の振動等によるインナーリング１２の位置ずれ等が防止される。

また、インナーリング１２の係止部１４は、タイヤ２をリム３に組み付けた後も、リムフランジ５上にはみ出すことにより、外部から肉眼で観察できる。従って、タイヤ２のリム組み後も、インナーリング１２の取り付け状態や位置ずれの有無を容易に確認できる。これは、インナーリング１２が位置ずれしたままでの使用を防ぐのに役立つ。さらに、前記インナーリング１２の取り付け状態を肉眼で確認しながらタイヤ２をリム３に組立てることができるので組立作業性が向上する。

前記インナーリング１２を構成する樹脂材料としては、空気非透過性、低比重及び柔軟性を有する種々の材料を使用することができ、例えばアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂又はナイロン樹脂等が好適であり、とりわけナイロン樹脂の中でも６ナイロンが弾性率の低さ及び耐腐食性等の観点より好適である。

また、インナーリング１２の樹脂材料は、前記樹脂ポリマーに、例えば短繊維などが配合されたものでも良い。短繊維としては、例えばアラミド等の高弾性が好適である。これにより、インナーリング１２の強度が向上し、走行時の摩擦やリム組時の圧力等による損傷が効果的に防止される。

本実施形態のインナーリング１２は、図２に示されるように、本体部１３とその両側の一対の係止部１４とを周方向に連続させたリング体として一体成形されている。このようなインナーリング１２は、金型内に溶融樹脂を注入して硬化成型させるインジェクションモールド方式等にて容易にかつ安価に大量生産が可能である。

前記インナーリング１２の厚さｔ（図２に示す）は、特に限定されるものではないが、大きすぎると、リム３とタイヤ２との嵌合圧の増加によるリム組み作業性の悪化、インナーリング１２の伸縮性の低下に伴う破損及びインナーリング１２によるタイヤ・リム組立体１の質量増加という傾向がある。逆に前記厚さｔが小さすぎると、リムフランジ５等との摩擦やリム組時のタイヤとの接触による損傷が生じやすい傾向がある。このような観点より、前記厚さｔは、好ましくは０．５〜１．０mm程度が好適である。

また、インナーリング１２の係止部１４は、前記リムフランジ５のタイヤ半径方向外面に沿ってタイヤ軸方向外側にのびるとともにリムフランジ５の内面に折り返された折返し部１４Ａを具えるものが好ましい。これにより、前記インナーリング１２とリム３との係合力が向上し、リム組時や走行時の位置ズレなどを防止できる。なお、インナーリング１２の係止部１４は、接着等によりリムベース４、リムフランジ５と接合されても良い。

また、図２に示されるように、インナーリング１２の前記本体部１３の表面の少なくとも一部には、金属材料がコーティングされた熱遮蔽部Ｍが設けられても良い。一般に、タイヤ２の転がり抵抗は、タイヤの温度上昇に伴って小さくなる傾向がある。従って、タイヤの転がり抵抗を小さくして燃費を向上させるためには、走行中のタイヤ温度の低下を防ぐ必要がある。上述の熱遮蔽部Ｍは、タイヤの各ゴム部の熱をタイヤ側に反射し、タイヤ内腔Ｓ内へ放出されることを防ぐ。これにより、タイヤの走行中の温度が適度に高く維持され、転がり抵抗を小さくするのに役立つ。

前記コーティングには、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition 、化学的蒸着法）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition 、物理的蒸着法）等の蒸着法、拡散法といった気相法による表面改質技術を用いることができる。また、コーティングさせる金属材料としては、例えば、アルミニウム、クロム、金、銀、銅などが好適であるが、とりわけ、コストの面からアルミニウムを用いることが好ましい。

図３には、本実施形態のタイヤ・リム組立体１の組み立て工程が示される。
本実施形態では、図３（Ａ）に示されるように、リム３に、インナーリング１２が装着される。インナーリング１２は、柔軟性を有し大きく伸びることができるため、変形させながらリム３の上に容易に装着することができる。なお、上述のように、予めインナーリング１２の係止部１４をリム３上に接着しても良い。

またインナーリング１２を装着する際には、予めリム３の空気バルブ２１を大気と自由に連通させておくことが望ましい。これにより、リム３上にインナーリング１２の本体部をコンパクトに折り畳んで配置できる。

次に、図３（Ｂ）に示されように、インナーリング１２が装着されたリム３に、タイヤ２が装着される。通常のリム組と同様、タイヤ２の一方のビード部２ｃの一部をリム３の前記ウエル６に落とし込み、この状態で、ビード部２ｃの残りの部分がリムフランジ５を乗り越えできる。他方側のビード部２ｃについても同様に行われる。これにより、図３（Ｃ）に示されるように、ビード部２ｃ、２ｃをともにウエル６内に配置できる。なお、インナーリング１２は、コンパクトに折畳みできるため、タイヤ２のリム組み工程を妨げることがない。

また、インナーリング１２の前記厚さｔを確保することにより、タイヤ２のリム組み時にビード部２ｃと接触してもインナーリング１２の破損などを防止できる。また、係止部１４により、インナーリング１２の位置ズレが防止できる。仮に、位置ズレが生じたときもで、係止部１４を引っ張る等により、容易に位置ズレの修正作業を行いうる。

次に、図３（Ｃ）に示されるように、空気バルブ２１から高圧空気が注入される。注入された高圧空気は、タイヤ内腔Ｓ内でインナーリング１２を膨張させ、ビード部２ｃ、２ｃを徐々に押し広げる。また、インナーリング１２の膨張に伴い、タイヤ内腔面２ｉとインナーリング１２との間の空気も順次ビード部２ｃの底面２ｃｅとインナーリング１２との間から外部へと放出される。とりわけ、インナーリング１２の外面に、金属材料をコーティングした熱遮蔽部Ｍを設けたときには、タイヤ内腔面２ｉとインナーリング１２との摩擦抵抗がより小さくなるため、残留する空気をさらに効率良く排出できる。

そして、タイヤ内腔Ｓのさらなる空気圧の上昇により、インナーリング１２がビード部２ｃ、２ｃをリムベース上に押し上げてリム組みが完了する（図１）。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。また、本発明のタイヤ・リム組立体は、二輪車用以外にも、乗用車等にも採用することができる。

表１の仕様に基づいて試作されたサイズ１１０／７０−１６の自動二輪車用チューブレスタイヤと、ＭＴ１６×２．５０のリムとの組立体について、下記のテストが行われた。上記タイヤは、いずれもナイロンコードをタイヤ周方向に対して３０度で傾斜させた２枚のクロスプライ構造のカーカスを具えるものとした。

また、実施例のタイヤ・リム組立体のインナーリングは６ナイロンを使用し、実施例５のインナーリングにのみ本体部の外面全域にアルミニウムを蒸着させた熱遮蔽部を設けた。

また、比較例１のタイヤは、図４に示されるように、厚さ１．５mmのブチル系ゴムからなるインナーライナーを具えた従来のチューブレスタイプとした。
テストの方法は、次の通りである。

＜耐空気漏れ性能＞
各組立体の初期内圧を２５０ｋＰａとし、９０日経過後のタイヤ内圧を測定することにより空気漏れ性能が測定された。結果は、漏れ圧力を初期内圧で除した百分率の数値で表示している。数値が小さいほど良好である。

＜タイヤ質量＞
タイヤ１本当たりの質量を測定し、比較例１の値を１００とする指数で表示している。指数は小さいほど軽量であることを示す。

＜転がり抵抗性＞
転がり抵抗試験機を用い、内圧２５０ｋＰａ 、速度７２km／ｈ、荷重１．４４ｋＮで転がり抵抗が測定された。結果は、比較例１の値を１００とする指数であり、数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを示す。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のものは、空気漏れを防止しつつ転がり抵抗及びタイヤ質量を小さくしていることが確認できた。

１ タイヤ・リム組立体
２ タイヤ
２ｃ ビード部
２ｃｅ ビード部の底面
２ｉ タイヤ内腔面
３ リム
４ リムベース
５ リムフランジ
６ ウエル
８ チューブ
１２ インナーリング
１３ 本体部
１４ 係止部

Claims (6)

1. 空気入りタイヤと、該タイヤが組み付けられるリムとを含むタイヤ・リム組立体であって、
   前記リムは、前記タイヤのビード部の底面を受ける一対のリムベースと、このリムベースのタイヤ軸方向外端に連なってタイヤ半径方向外側にのびることにより前記ビード部のタイヤ軸方向外面を支持する一対のリムフランジとを有し、
   前記タイヤと前記リムとが囲むタイヤ内腔に、該タイヤ内腔の空気の漏洩を抑制するとともに変形可能な樹脂材料からなるインナーリングが挿入され、
   前記インナーリングは、前記タイヤの一対のビード部間をタイヤ内腔面に沿ってタイヤ周方向に連続してのびる本体部と、
   該本体部のタイヤ軸方向の両端部に連設されかつ前記リムベースと前記ビード底面との間を通ってタイヤ軸方向外側にのびしかも前記リムフランジで係止される係止部とを含むことを特徴とするタイヤ・リム組立体。
2. 前記インナーリングは、ナイロン樹脂からなる請求項１記載のタイヤ・リム組立体。
3. 前記インナーリングの厚さは、０．５〜１．０mmである請求項１又は２記載のタイヤ・リム組立体。
4. 前記インナーリングの前記本体部の少なくとも一部には、金属材料がコーティングされた熱遮蔽部が設けられてなる請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体。
5. 前記空気入りタイヤは、一対のビード部間をトロイド状にのびるカーカスを具え、かつ、該カーカスの内側をタイヤ内腔面に露出させてなる請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体。
6. 前記係止部は、前記リムフランジのタイヤ半径方向外面に沿ってタイヤ軸方向外側にのびるとともに前記リムフランジの内面に折り返された折返し部を具える請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ・リム組立体。

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