JP6085903B2 - 非空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、補強部材を埋設された非空気入りタイヤに関するもので、特に、自転車、車椅子、ゴルフカートなどの軽車両用の非空気入りタイヤに関する。

自転車用、車椅子用、ゴルフカートなどの軽車両用タイヤは空気入りタイヤが主に使用されているが、近年、特にパンクレスなどの利点があることから非空気入りタイヤが提案されている。

この非空気入りタイヤは、通常、所謂ソリッドタイヤであり、図１３は、従来の円環状（チューブ状）の非空気式タイヤの断面構造の一例を示す図である。図１３に示す非空気式タイヤ２０１は、タイヤ本体２０２およびそれを組み付けたリム２０５からなる。図１３(a)において、タイヤ本体２０２はゴム材等から成る中実構造の円環状体から構成されている。タイヤ本体２０２の両側面にはリム嵌合溝部２０３がタイヤ一周にわたり形成される。タイヤ本体２０２のリム嵌合溝部２０３がリム２０５のフランジ凸部２０６に嵌合し、タイヤ本体２０２とリム２０５が固定されている。また、タイヤの接地面には必要に応じて、トレッド溝２０４が設けられる。ここで使用されるタイヤ材料は、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）やポリウレタンエラストマーなどである。図示していないが、リム２０５はタイヤを嵌めている車輪であるホイールと一体となっており、ホイールはリム２０５、スポーク、ハブ等から構成されている。（特許文献１）

特願２０１１−０９１６０３ 特開２００６−１４３１８７

図１３（ａ）に示す非空気入りタイヤは、タイヤ本体２０２をリム２０５に押し込んでリム２０５に締結しているだけのものが多い。そのためタイヤ本体２０２をリム２０５に組み付けた後で、図１３（ｂ）に示すように据え切りや旋回時にリム外れが発生する可能性がある。さらに、長時間運行しているときや、長期間使用しているときに、物性の経時変化によりタイヤ本体２０２が弛んできてタイヤ本体２０２がリム２０５から外れやすくなってしまう事がある。このように図１３（ａ）に示すような従来の非空気入りタイヤは耐リム外れ性が低い。そこで、耐リム外れ性を向上するために、複数の留め金具を断続的にタイヤ本体内に配置し、その留め金具にネジ止めしたリム固定金具をリムに係合させてタイヤ本体をリムに固定させる構造の非空気入りタイヤが提案されている。（特許文献２）しかし、この構造では従来に対して、リム組み作業が非常に煩雑になってしまう。また、タイヤ本体と金具部材との摩擦によりタイヤ本体の摩耗が激しいという問題がある。さらに、周方向に留め金具やリム固定金具を連続的に配置することが困難なため、留め金具やリム固定金具が配置されていない部分はリムとタイヤとの固定が弱くなり、その箇所からリム外れが発生する可能性があるという問題もある。

本発明は、タイヤ本体およびリム締結補強部を連結部で連結した組立て式の非空気入りタイヤである。具体的には以下の特徴を有する。
（１）本発明は、トレッド面を備える接地部およびリム組み支持部を含むタイヤ本体、前記タイヤ本体と連結しリム組み支持部を補強するとともにリムに締結するリム締結補強部、並びに前記タイヤ本体および前記リム締結補強部とを連結する連結部を含む非空気入りタイヤであって、前記連結部により前記タイヤ本体および前記リム締結補強部が着脱可能であり、前記リム締結補強部の引張弾性率は前記タイヤ本体より高く、前記リム締結補強部は可撓性を持つことを特徴とする非空気入りタイヤである。
（２）本発明は、上記リム締結補強部の５０℃における引張弾性率は５MPa〜１０GPaであり、またリム締結補強部の破断伸びは２０％以上であることを特徴とする。

（３）本発明は、上記に加えて、組み付けリムの最外径より内径側にリム締結補強部の全体積の２０％〜１００％が配置されており、また上記リム締結補強部の体積は非空気入りタイヤの体積の５％〜５０％であることを特徴とする。
（４）本発明は、上記に加えて、上記タイヤ本体およびリム締結補強部を連結後、前記リム締結補強部あるいは、前記リム締結補強部および上記連結部が周方向に連続的に配置されていることを特徴とする。
（５）本発明は、上記リム締結補強部は、熱硬化性樹脂、硫黄架橋ゴム、またはこれらの混合物で構成されており、また上記タイヤ本体は、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱可逆架橋エラストマー、またはこれらの混合物で構成されることを特徴とする。

本発明の非空気入りタイヤは、トレッド面を備える接地部およびリム組み支持部を含むタイヤ本体とリム締結補強部とを組み合わせた組立て式であるから、タイヤ本体とリム締結補強部との材質として異なるものを使用することができる。すなわち、リム締結補強部の引張弾性率は前記タイヤ本体より高いので、耐リム外れ性を向上することができるとともに、衝撃吸収性や振動吸収性に優れた材料をタイヤ本体に使用することができるので、乗心地性も確保できる。また、タイヤ本体およびリム締結補強部は着脱可能であるから一方が消耗や劣化してもその部分だけを交換すれば良いので経済性も優れている。さらに、特殊なリムを使用する必要はなく、通常のリムに装着できるので、設計や製造もしやすくコストダウンも可能である。既存の製品の置き換えも容易であるから、たとえば、空気入りタイヤから本発明の非空気入りタイヤへの交換が可能である。

図１は、本発明のリム組みした円環状の非空気入りタイヤの断面図である。 図２は、円環状の非空気入りタイヤの一部を分解して示した図である。 図３は、分解した非空気入りタイヤの断面図である。 図４は、本発明の組立て式非空気入りタイヤにおけるリム締結補強部の領域を示す図である。 図５は、非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材を配置した実施形態で、補強部材をタイヤ本体のリム組み支持部に入れ込む前の状態を示す図である。 図６は、非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材を配置した実施形態で、非空気入りタイヤをリム組みした状態を示す図である。 図７は、非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材を配置した別の実施形態で、補強部材をタイヤ本体のリム組み支持部に入れ込む前の状態を示す図である。 図８は、非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材を配置した別の実施形態で、非空気入りタイヤをリム組みした状態を示す図である。 図９は、リム締結補強部および連結部を結合した実施形態を示す図である。 図１０は、リム締結補強部および連結部を結合した別の実施形態を示す図である。 図１１は、アンカー効果を用いた連結部の実施形態を示す図である。 図１２は、アンカー効果を用いた連結部の別の実施形態を示す図である。 図１３は、従来の円環状の非空気式タイヤの断面構造を示す図である。

本発明はタイヤ本体およびリム締結補強部を連結部で結合した非空気入りタイヤであり、乗心地性を確保しながら耐リム外れ性の良好な非空気入りタイヤを提供するものである。図１はリム組みした本発明の円環状の非空気入りタイヤの断面図である。本発明の非空気入りタイヤ１０は、トレッド面を備える接地部３１およびリム組み支持部３２を含むタイヤ本体１２、タイヤ本体１２と連結しリム組み部（非空気入りタイヤ１０のリムに取り付ける部分）を補強するとともにリムに締結し嵌合するリム締結補強部２７（１３、１４）、並びにタイヤ本体１２およびリム締結補強部２７（１３、１４）を連結する連結（機構）部１５、１６を含む。

図２は図１に示した状態（非空気入りタイヤ１０）に組み上げる前の分解された各部材の斜視図であり、図３は図１に示した状態（非空気入りタイヤ１０）に組み上げる前の分解された非空気入りタイヤの断面図である。本発明の非空気入りタイヤは、リムとの締結力を強固にするために、リム組みしたときにリムと当接し嵌合する部分を分離できるようにしたものである。

図２は円環状の非空気入りタイヤの一部を分解して示した図である。タイヤ本体１２はトレッド面を備える接地部３１およびリム締結部と連結してリム締結部を支えるリム組み支持部３２を含む。非空気入りタイヤの下部（タイヤ径方向内側）はタイヤベース部であり、リム組みしたときにこの部分がリムと当接し嵌合固定される部分である。この非空気入りタイヤの下部は、タイヤ本体１２におけるリム組み支持部３２およびこのリム組み支持部３２と連結しリムに当接してリムと固定されるリム締結補強部２７（１３、１４）の２つの領域に分かれている。

タイヤ本体１２の断面形状は、非空気入りタイヤ１０の下部の両側部分が無いきのこ形状であり、その下側の部分がリム組み支持部３２である。非空気入りタイヤ１０の下部の両側部分はリム締結補強部２７（１３、１４）であり、タイヤ本体１２におけるリム組み支持部３２の側面およびタイヤ本体１２の廂部２１にリム締結補強部２７（１３、１４）が当接し結合できるようになっている。タイヤ本体１２およびリム締結補強部２７（１３、１４）の連結は、連結（機構）部１５および１６で行なわれる。図２に示す実施形態では、この連結機構はボルト１５およびナット１６であり、リム締結補強部１４に設けた貫通孔１９からボルト１５を挿入し、次にタイヤ本体１２におけるリム組み支持部３２に設けた貫通孔１７にボルト１５を入れて、さらにリム締結補強部１３に設けた貫通孔１８を抜けて、ナット１６で締め付けることによって、タイヤ本体１２およびリム締結補強部２７（１３、１４）を連結させて、リム組み可能な非空気入りタイヤ１０となる。

タイヤ本体１２およびリム締結補強部２７（１３、１４）はタイヤ周方向に伸びた環状構造となっている。本発明の非空気入りタイヤ１０は組み立て式であるので、タイヤ本体１２およびリム締結補強部２７（１３、１４）は、それぞれ完全に一続きの一体となった環状体でも良いし、部分的に分割していても良い。たとえば、タイヤ本体１２は完全な環状体であり、リム締結補強部１３および／またはリム締結補強部１４を分割体にしても良い。ただし、リム締結補強部が周上に分割した場合でも、連結後は実質的に円環状に連続していることが望ましい。すなわち、分割した部分を組立てたときにつなぎ目に隙間が存在しないようにすることが望ましい。リム締結補強部１３およびリム締結補強部１４が分割している場合、分割されたそれぞれの部材の周方向長さは同じである必要はないが、つなぎ合わせた全体の周長は同じであることが望ましい。

図３は図２の状態をタイヤ幅方向断面図（子午線断面図）で示す図で、リム組みする前の分解図である。図３はタイヤ本体１２並びにリム締結補強部１３および１４における連結（機構）部１５、１６、すなわちボルト・ナット連結機構１５、１６が配置されている部所における断面図である。タイヤ本体１２の下部であるリム組み支持部３２の幅方向に貫通孔１７が設けられている。また、リム締結補強部１３および１４にも幅方向にそれぞれ貫通孔１８および１９が設けられていて、リム組み支持部３２の幅方向外側（両側）にリム締結補強部１３および１４を合わせたときに、貫通孔１９、１７、１８はストレートにつながり、これらの貫通孔１９、１７、１８にボルト１５が挿入できるようになっている。ボルト１５がこれらの貫通孔１９、１７、１８を貫通した後、ナット１６をボルト１５の先端部に嵌合させて回して、リム締結補強部１３および１４を締め付けることによって、タイヤ本体１２のリム組み支持部３２にリム締結補強部１３および１４を連結させて固定する。

連結させた非空気式タイヤ１０をリム２５に取り付ける。連結したリム締結補強部１３、タイヤ本体１２のリム組み支持部３２、およびリム締結補強部１４の総幅を組み付けリム幅に適した幅に設計することで、リム２５への組み付けを容易にするとともに、組み付けた後の耐リム外れ性も確保できる。また、車両の走行時等による非空気式タイヤ１０の変形も最小限に調整することができる。尚、タイヤ本体１２は赤道面２３に対して略対称形であることが望ましい。リム組み支持部３２も略対称形となり、リム締結補強部１３およびリム締結補強部１４も略対称形となることが望ましい。これによって、連結したときにタイヤ幅方向のボルト・ナット連結機構による締め付け力が均等になり、リム組みしたときもリム２５との結合力のバランスも良くなり、耐リム外れ性を向上させることができる。

リム締結補強部１３および１４とタイヤ本体１２との材質は異なっていて、リム締結補強部１３および１４の引張り弾性率（ヤング率）をタイヤ本体１２の引張り弾性率（ヤング率）より高くする。また、少なくともリム締結補強部１３および１４が可撓性を持つようにする。このようにすることによって、トレッド(接地)面からの振動吸収特性や衝撃吸収特性を確保して乗心地性を向上させながら、耐リム外れ性を向上させることができる。特に、リム締結補強部１３および１４は、５０℃における引張り弾性率が５ＭＰａ〜１０ＧＰａであることが好ましく、さらに１０ＭＰａ〜５ＧＰａであることがもっと好ましい。尚、５０℃における引張り弾性率は、樹脂の場合ＪＩＳ Ｋ７１６１に準拠した試験方法により、加硫ゴム等はＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠した試験方法による測定値から算出した値である。この範囲内であれば、リムへの取り付けも可能であるが、１０ＧＰａを越えるとリムへの取り付けが困難となる。

図１は、図３の状態からリム締結補強部１３および１４を締め付けてタイヤ本体１２のリム組み支持部３２に連結させて固定させた非空気式タイヤ１０をリム２５に取り付けた状態を示す図で、ボルト・ナット連結機構部の（子午線）断面図である。タイヤ本体１２は赤道面２３に対して略対称形であることが望ましい。リム組み支持部３２も略対称形となり、リム締結補強部１３およびリム締結補強部１４も略対称形となる。これによって、連結したときにタイヤ幅方向のボルト・ナット連結機構による締め付け力が均等になり、リム組みしたときもリム２５との結合力のバランスも良くなり、耐リム外れ性を向上させることができる。また、ボルト・ナット連結機構はリム組みしたときにリムと接触しないようにすることが望ましい。これによって、ボルト・ナット連結機構部の領域およびそれ以外の領域のリムとの結合力の変動を小さくするとともに、特にボルトの頭部やナットの摩耗を防止することができる。また、ボルト・ナット等連結機構部の材質は金属または樹脂製が好ましいが、金属製の場合には接触によりリム２５も損傷を受ける可能性があるので、ボルト・ナット連結機構はリム組みしたときにリムと接触しないようにすることが望ましい。またリム締結補強部の破断伸びは２０％以上であることが望ましい。これは、リム組み性を確保するためである。尚、リム締結補強部の破断伸びの上限は実用的には５００％程度である。

図４は、本発明の組立て式非空気入りタイヤにおけるリム締結補強部の領域を説明する断面図である。耐リム外れ性を強固にするために、組み付けリムの最外径より内径側にリム締結補強部の全体積の２０％〜１００％、好適には３０％〜１００％が配置されていることが望ましい。（図１〜図３では約１００％の状態を示している。）別の表現で言い換えると、リム締結補強部の断面幅が、タイヤ径方向においてほぼ均一とした場合、非空気入りタイヤ２０の底部からリム締結補強部の上部までの距離をＨ１、非空気入りタイヤ２０の底部からリム上部までの距離をＨ２（上記の組み付けリムの最外径に相当する）としたとき、１≧Ｈ２／Ｈ１≧０．２、好適には１≧Ｈ２／Ｈ１≧０．３であることが望ましい（図１〜図３ではＨ２／Ｈ１≒１の状態を示している）。０．２未満だとリムへの締結力が低下し、十分な耐リム外れ性の確保が困難となるため、Ｈ２≧０．２Ｈ１である事が必要である。

また、リム締結補強部の体積は、好適には非空気入りタイヤの体積(タイヤ本体１２とリム締結補強部１３，１４を合せた体積)の５％〜５０％であり、もっと好適には７％〜４０％、さらに好適には１０％〜３０％であることが望ましい。これらの割合より小さいと耐リム外れ性が不十分となる。また、これらの値より大きくなるとタイヤ本体１２の体積割合が小さくなるので、タイヤ本体をリサイクルする量が減り、マテリアルリサイクル性(省資源化)の確保の観点から好ましくない。また、全体が硬くなり接地部領域に影響を与えるため乗り心地性も悪くなる。従って、上記の範囲内に設定することが望ましい。

図５および図６は、非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材を配置した図であり、図５は補強部材をタイヤ本体１２のリム組み支持部３２に入れ込む前の状態を示す図で、図６は非空気入りタイヤ４０をリム組みした状態を示す図である。図５および図６における実施形態ではタイヤ本体１２のリム組み支持部３２のタイヤ幅方向の両側に配置している。すなわち、図５に示すように、補強部材はコード４３、４４であり、このコード４３、４４はタイヤ周方向に連続して繋がった円環状である。タイヤ本体１２のリム組み支持部３２のタイヤ幅方向の両側に、この補強コード４３、４４を嵌めこめるような孔４１、４２をタイヤ周方向に円環状に設けておき、タイヤ本体１２とリム締結補強部１３、１４とを連結する前に、これらの孔４１、４２に補強コード４３、４４を嵌めこむ。孔４１、４２のサイズを補強コード４３、４４のサイズより少し小さめに形成しておけば、タイヤ本体１２のリム組み支持部３２は弾力性があるので、補強コード４３、４４を開口部から押し込みながら入れることができるとともに、入れ込んだ後でタイヤ本体１２のリム組み支持部３２の部材が補強コード４３および４４を締め付けることによって補強コード４３および４４が外れないようにすることができる。また、円環状の補強コード４３および４４の環状の半径を、タイヤ本体１２のリム組み支持部３２に形成した補強コード埋め込み用の孔４１および４２の環状の半径より少し小さめに形成しておけば、補強コード埋め込み用の孔４１および４２に補強コード４３および４４を入れ込んだ後に補強コード４３および４４のテンションを利かせることができる。

補強コード４３および４４を埋め込み用孔４１および４２に入れ込んだ後で、図６に示すように、リム締結補強部１３および１４をタイヤ本体１２のリム組み支持部３２の両側に配置してボルト・ナット連結機構により一体化させて非空気入りタイヤ４０を作製する。図６から分かるように、埋め込み用孔４１および４２への補強コード４３および４４の入れ込み口は、リム締結補強部１３および１４によって塞がれるので、リムに非空気入りタイヤ４０を組み込み後に水分や他の異物等が入り込むことができなくなる。この結果、補強コード４３および４４の寿命を長くなるとともに、タイヤのリム組み付け部の強度も長期間維持することができる。このように非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材が配置されるので、タイヤのリム組み付け部の強度が増大する。また、補強コード４３および４４はタイヤ本体１２のリム組み支持部３２の両側で、タイヤ赤道面２３に対して対称な位置に配置するのが良く、図６に示すように、非空気入りタイヤ４０をリム２５に組み付けたときに、補強効果がタイヤ幅方向においてバランス良く発揮される。この結果、図６から分かるように、非空気入りタイヤをリムに組み付けた時に、タイヤがリムに確実に固定されるので、通常の走行時はもちろん、据え切りや旋回時においてもリム外れしにくく、タイヤの耐リム外れ性が大きくなる。尚、図５および図６では、２本の補強コードをタイヤ本体１２のリム組み支持部３２に配置しているが、一本でもまたは３本以上のコードでもタイヤのリム組み付け部の強度を増大する効果が得られるが、複数本の補強用コードを備えた方が、リム組み付け部の締付け効果が増すので望ましい。

図７および図８は、非空気入りタイヤのリム組み付け部に補強用の補強部材を配置した別の実施形態を示す図である。図７は補強部材をタイヤ本体１２のリム組み支持部３２に入れ込む前の状態を示す図で、図８は非空気入りタイヤ４０をリム組みした状態を示す図である。図７および図８に示す実施形態では、タイヤ本体１２のリム組み支持部３２に加えて、補強部材である円環状の補強用コードをリム締結補強部１８、１９にも備えている。まず、図７に示すように、リム締結補強部１３、１４をタイヤ本体１２のリム組み支持部３２と連結する前に、補強用コード５６、５７をタイヤ本体１２のリム組み支持部３２に設けた補強用コードの埋め込み孔５２、５３へ入れ込み、また、リム締結補強部１３、１４に設けた補強用コードの埋め込み孔５１、５４に補強用コード５５、５８を入れ込む。その後で、図８に示すように、ボルト・ナット連結機構１５、１６を用いて、タイヤ本体１２にリム締結補強部１３、１４を連結して非空気入りタイヤ５０を組み上げ、さらにこの完成した非空気入りタイヤ５０をリム２５に取り付ける。本実施形態においても、補強コード５８、５７はタイヤ赤道面２３に対して補強コード５５、５６と対称位置に配置することが望ましい。また、図７および図８では各リム締結補強部１３、１４に補強コード５５、５８を各１本だけ配置しているが、複数本の補強用コードを備えた方が、リム組み付け部の締付け効果が増すので望ましい。

図５〜図８に示す補強コードは有機繊維コードやスチールコードなどで構成されるが、軽量化には有機繊維コードが望ましい。有機繊維コードの種類は、特に限定されないが、たとえば、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミド等である。補強コードは、単線コードでも良くあるいは複線コードでも良い。複線コードの場合は、撚りコードや重ねたり束ねたり横に並べたコードでも良いが、強度の点から撚り線が望ましい。また、ゴムや樹脂等でコードをコーティングしたものが望ましい。コードをゴムでコーティングしたものは、ゴム層を予め加硫しておく事が好ましい。これまでの説明では、補強コードは環状に周方向に連続してつながっていると説明してきたが、場合によっては、断続的であっても良い。たとえば、断続した補強コードがコード埋め込み孔において融着されて固定されている場合などである。このような断続したコード入り非空気入りタイヤでもリム組み付け部の強度が増大し耐リム外れ性が向上する。補強コードを環状に形成する場合は、補強コードをコード埋め込み孔に配置する前または後において、コード端末を溶接または融着等で結合したり、接着剤を用いたり、あるいは結んだりして結合することができる。

図９は、リム締結補強部および連結部を結合した実施形態を示す図である。図９においては、連結部６３をリム締結補強部６１に取り付けて結合し一体化している。この連結部６３を結合棒と呼ぶ。結合棒６３をタイヤ本体（図９では図示していないが、図１〜図８に示すようなタイヤ本体を使用できる）の貫通孔に挿入し、さらに他方のリム締結補強部６２に設けた挿入孔６４に通して、結合棒６３の先端部にナット６５を嵌めて締め付けて、リム締結補強部６１、タイヤ本体、リム締結補強部６２を連結して固定して非空気入りタイヤを完成させる。この実施形態は、一方のリム締結補強部にボルト機構を取り付けたものと考えることができる。結合棒６３は金属や樹脂を使用でき、射出等で一体成型することもできるし、リム締結補強部および結合棒を別々に作製した後に結合して一体化することもできる。また、ナットも金属や樹脂を使用できる。図９では、リム締結補強部は一部のみ示しているが、タイヤ本体に合わせて円環状に連続した一体物であっても良いし、分割していても良い。分割している場合には、タイヤ本体と連結した場合には、リム締結補強部は隙間なく円環状に繋がって取り付けられていることが望ましい。

図１０は、リム締結補強部および連結部を結合した別の実施形態を示す図である。図１０に示す実施形態では、両方のリム締結補強部７１および７２に、それぞれ結合棒７３および７４が結合して一体物となっており、これらの結合棒７３および７４に対応した挿入孔７５および７６がそれぞれのリム締結補強部７２および７１に設けている。すなわち、両方のリム締結補強部７１および７２は結合棒および挿入孔の両方を備えている。リム締結補強部７１に備わる結合棒７３はタイヤ本体の貫通孔を通り、さらに他方のリム締結補強部７２の挿入孔７５を抜けて、ナット７７を結合棒７３の先端に嵌める。また、リム締結補強部７２に備わる結合棒７４はタイヤ本体の貫通孔を通り、さらに他方のリム締結補強部７１の挿入孔７６を抜けて、ナット７８を結合棒７４の先端に嵌める。各ナット７７および７８、並びに結合棒７３および７４を用いて締め付けて、リム締結補強部７１、タイヤ本体、およびリム締結補強部７２を連結して非空気入りタイヤを作製できる。

図１１はアンカー効果を用いた連結部の実施形態を示す図である。図１１に示す連結機構は、ボルト（留め具）８３の先端部８３−２がアンカー形状をして開いている。一方のリム締結補強部８１には、Ｔ字形状のボルト（留め具）８３の頭部８３−１より少し小さいサイズで同じ形状の凹部８５が形成されており、その凹部８５へボルト（留め具）８３をＴ字形状の頭部８３−１から挿入する。リム締結補強部８１は弾性体で可撓性があるので、凹部８５の開口部がボルト（留め具）８３の頭部８３−１より狭くてもボルト（留め具）８３の頭部８５を押し込むことによって、凹部８５へ入れ込むことができる。特にボルト（留め具）８３が樹脂製である場合は、ボルト（留め具）８３も弾力性があるので、ボルト（留め具）８３の頭部８３−１を凹部８５へ入れ込むことは比較的容易となる。このように、ボルト（留め具）８３の頭部８３−１はリム締結補強部８１内に挿入され、リム締結補強部８１の外側には出ていない。

ボルト（留め具）８３の先端部８３−２はアンカー形状になっている。また、他方のリム締結補強部８２には挿入孔８６が形成されている。タイヤ本体のリム組み支持部に形成された貫通孔（図３等に示す１７）やリム締結補強部８２の挿入孔８６は、ボルト（留め具）８３の挿入部８３−３と同程度のサイズ（径）であるが、タイヤ本体のリム組み支持部やリム締結補強部８２は弾性体で可撓性があるので、タイヤ本体のリム組み支持部の貫通孔やリム締結補強部８２の挿入孔８６のサイズが小さくても、ボルト（留め具）８３の先端部８３−２を押し込むことによって、タイヤ本体のリム組み支持部の貫通孔やリム締結補強部８２の挿入孔８６へ入れ込むことができる。特にボルト（留め具）８３が樹脂製である場合は、ボルト（留め具）８３も弾力性があるので、ボルト（留め具）８３の先端部８３−２を挿入孔８６へ入れ込むことは比較的容易となる。最後にストッパー８４に形成された挿入孔８７へボルト（留め具）８３の先端部８３−２を入れ込む。

図１２はアンカー効果を用いた連結部の別の実施形態を示す図である。図１２に示す連結機構は、図１１と同様にボルト（留め具）８３の先端部８３−２がアンカー形状をして開いている。ボルト（留め具）８３の頭部８３−１は、図１１と同様に一方のリム締結補強部８１の内部に設けた孔８５に挿入される。アンカー形状をしたボルト（留め具）８３の先端部８３−２は、同じ形状をした孔部８８が形成された他方のリム締結補強部８２へ挿入される。孔部８８の先端部８８−１はアンカー形状をしていて、挿入されたボルト（留め具）８３の先端部８３−２は孔部８８の先端部８８−１で開いて孔部８８の先端部８８−１に納まる。孔部８８のサイズをボルト（留め具）８３のサイズと同じか少し小さめに形成すれば、ボルト（留め具）８３を挿入後に孔部８８に隙間なくボルト（留め具）８３を納めることができる。このように、図１２に示す実施形態では、図１１に示す実施形態と異なり、ボルト（留め具）８３の先端部８３−２はリム締結補強部８２内に挿入され、リム締結補強部８２の外側には出ないので、ボルト（留め具）８３全体を両側のリム締結補強部８１、８２および真中のタイヤ本体のリム組み支持部内に納めることができ、ストッパーは不要である。

リム締結補強部の材質は、耐リム外れ性とリムへのマウント性とを両立した材料であることが望ましい。たとえば、熱硬化性樹脂、硫黄架橋ゴム、またはこれらの混合物で構成されていることが望ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂（メラミン−フォルムアルデヒド樹脂）、ユリア樹脂（尿素−フォルムアルデヒド樹脂）、ポリカーボネート樹脂、フェノール系熱硬化性樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、グアナミン樹脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。加硫ゴムの材質等については特に限定されず、天然ゴム（ＮＲ）やスチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等の一般的なジエン系ゴムをポリマー成分とした硫黄架橋ゴムであれば、いずれも用いることができる。

タイヤ本体１２は、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、または熱可逆架橋エラストマー、またはこれらの混合物で構成すれば、体積の多い部材であるタイヤ本体のマテリアルリサイクル性を確保することができる。熱可塑性エラストマーとしては、たとえばオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなど種々使用できる。オレフィン系エラストマーとしては、たとえばエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−ブテンゴム（ＥＢＭ）等を使用できる。スチレン系エラストマーとしては、たとえばスチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ、ＳＢＳの水素添加物）、スチレンエチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）等を使用できる。

特に熱可逆架橋エラストマー組成物は、溶融成形しながら、物性を低下させずに繰り返して使用することができる為、マテリアルリサイクルに最適である。また、熱可逆架橋エラストマー組成物は、高い柔軟性や良好な低温特性を持ち、フィラーにより補強することもでき、加硫ゴムに近い性質を持つエラストマーであり、熱可塑性樹脂のように、押出し・射出（インジェクション）成形が可能で、加硫工程が不要であるという特徴がある。

熱可逆架橋エラストマー組成物としては、カルボニル基・ヒドロキシ基・オキシ基・エポキシ基・フェニル基など種々の官能基またはこれらの官能基か含窒素複素環を含む架橋部位、或いはこれらを側鎖として含有することができる。特に、このエラストマー組成物として、好適には水素結合を用いた熱可逆架橋エラストマー組成物であるＴＨＣラバー（Thermoreversible Hydrogen-bond Crosslinking Rubber）を用いることができる。ＴＨＣラバーは、少なくともカルボニル含有基及び含窒素複素環を有する水素結合性架橋部位を含有する側鎖もしくはその水素結合性架橋部位と共有結合性架橋部位とを併有する側鎖を有する熱可逆架橋エラストマー組成物であり、熱可逆架橋性を良好に発揮しタイヤのリサイクル性を向上させることが可能となる。

カルボニル含有基及び含窒素複素環を有する水素結合性架橋部位は、カルボニル含有基が有するカルボニル基と、含窒素複素環が有するアミノ基とが水素結合を形成する。含窒素複素環は、架橋剤として含窒素複素環含有化合物を加えることにより配合してもよい。水素結合性架橋部位を構成するカルボニル化合物としては、例えば、カルボニル基、カルボキシル基、アミド基、エステル基、イミド基が挙げられる。

熱可逆架橋エラストマー組成物は、たとえばマレイン酸変性オレフィン系エラストマー、含窒素複素環化合物、オレフィン系樹脂、スチレン系エラストマー、パラフィンオイルを含むものであることが好ましい。このように熱可逆架橋エラストマー組成物を構成することにより、良好な物性を持つとともに、高流動性で成形性が良好になる。

熱可逆架橋エラストマー組成物は上記の種々の材料を混合して用いることもできる。たとえば、マレイン酸変性オレフィン系エラストマー１００重量部に対し、含窒素複素環化合物を０．１〜３重量部、オレフィン系樹脂を５０〜１５０重量部、スチレン系エラストマーを２０〜８０重量部、パラフィンオイルを５０〜１５０重量部配合するのがよい。上記した含窒素複素環化合物は、含窒素複素環多官能アルコールであり、また、前記オレフィン系樹脂はポリプロピレンであり、さらに、前記スチレン系エラストマーは水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体であることが好ましい。

熱可逆架橋エラストマー組成物をタイヤに使用すると、環状に成形することが簡単であり、また、熱を加えることで架橋が外れるため、タイヤの成形性に加え、マテリアルリサイクルも容易になるので好ましい。

本発明は、タイヤ本体およびリム締結補強部を連結（機構）部で連結した非空気入りタイヤであり、各部材の弾性率が、タイヤ本体の弾性率＜リム締結補強部の弾性率≪リムの弾性率であり、リム締結補強部は可撓性を持つ非金属である。この結果、乗心地性を確保しながら耐リム外れ性を向上させることができるので、高速走行性能や安全性を高めることができるとともに、各構成部材が劣化したり消耗したりした場合は交換することができるので、経済性の高い非空気入りタイヤを実現できる。また、特殊なリムを使用する必要はなく、通常のリムに装着できるので、設計や製造もしやすくコストダウンも可能である。既存の製品の置き換えも置き換えが容易であるから、たとえば、空気入りタイヤから本発明の非空気入りタイヤへの交換が可能である。

尚、明細書のある部分に記載し説明した内容を記載しなかった他の部分においても矛盾なく適用できることに関しては、当該他の部分に当該内容を適用できることは言うまでもない。さらに、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことも言うまでもない。

本発明の非空気式タイヤは、軽荷重下での低速走行などが通常である自転車用、車椅子用、ゴルフカート用、リヤカー用など、各種の軽車両用の非空気入りタイヤとして使用することができる。

１０・・・非空気入りタイヤ、１２・・・タイヤ本体、
１３・・・リム締結補強部、１４・・・リム締結補強部、１５・・・連結（機構）部、
１６・・・連結（機構）部、１７・・・貫通孔、１８・・・貫通孔、
１９・・・貫通孔、２０・・・非空気入りタイヤ、２１・・・廂部、
２３・・・赤道面、２５・・・リム、
３１・・・接地部、３２・・・リム組み支持部、３３・・・溝パターン、
４０・・・非空気入りタイヤ、４１・・・補強コード埋め込み孔、
４２・・・補強コード埋め込み孔、４３・・・補強コード、
４４・・・補強コード、５０・・・非空気入りタイヤ、
５１・・・補強コード埋め込み孔、５２・・・補強コード埋め込み孔、
５３・・・補強コード埋め込み孔、５４・・・補強コード埋め込み孔、
５５・・・補強コード、５６・・・補強コード、
５７・・・補強コード、５８・・・補強コード、
６１・・・リム締結補強部、６２・・・リム締結補強部、
６３・・・連結（機構）部、６４・・・挿入孔、６５・・・ナット、
７１・・・リム締結補強部、７２・・・リム締結補強部、
７３・・・結合棒、７４・・・結合棒、
７５・・・挿入孔、７６・・・挿入孔、
７７・・・ナット、７８・・・ナット、
８１・・・リム締結補強部、８２・・・リム締結補強部、
８３・・・ボルト（留め具）、８４・・・ストッパー、
８５・・・凹部、８６・・・挿入孔、
８７・・・挿入孔、８８・・・孔部、
２０１・・・非空気入りタイヤ、２０２・・・タイヤ本体部、
２０３・・・リム嵌合溝、２０４・・・トレッド溝、
２０５・・・リム、２０６・・・リムフランジ凸部

Claims (10)

1. トレッド面を備える接地部およびリム組み支持部を含むタイヤ本体、前記タイヤ本体と連結しリム組み支持部を補強するとともに前記リム組み支持部の両側面に配置されるリムに締結するリム締結補強部、並びに前記タイヤ本体のリム組み支持部および前記リム締結補強部とを連結する連結部を含む非空気入りタイヤであって、前記連結部は、リムのフランジ凸部が嵌合するリム締結補強部のリム嵌合溝部よりもタイヤ内径側に存在し、前記タイヤ本体を構成する接地部およびリム組み支持部は同一材料で一体であり、前記リム締結補強部は前記リム組み支持部の側面およびタイヤ本体の廂部にリム締結補強部が当接して接合し、前記連結部により前記タイヤ本体および前記リム締結補強部が着脱可能であり、前記リム締結補強部の引張弾性率が前記タイヤ本体より高く、前記リム締結補強部は可撓性を持つことを特徴とする、非空気入りタイヤ。
2. 前記リム組み支持部の前記リム締結補強部と当接する側面に存在する補強コード埋め込み用孔にリム組み付け部強度を高める補強コードが配置されているか、および／または前記リム締結補強部の前記リム組み支持部と当接する側面に存在する補強コード埋め込み用孔にリム組み付け部強度を高める補強コードが配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
3. 上記リム締結補強部の５０℃における引張弾性率は５MPa〜１０GPaであり、上記リム締結補強部の破断伸びは２０％以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の非空気入りタイヤ。
4. 前記リム組み支持部においてタイヤ幅方向に貫通孔が存在し、前記貫通孔に連結部である結合棒が貫通し、前記リム組み支持部と前記リム締結補強部が固定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非空気入りタイヤ。
5. 前記リム組み支持部の両側面に配置される前記リム締結補強部は、タイヤ幅方向に貫通孔が存在し、前記結合棒が前記リム締結補強部の貫通孔に貫通し、前記リム組み支持部と前記リム締結補強部が固定されることを特徴とする、請求項４に記載の非空気入りタイヤ。
6. 前記リム組み支持部の両側面に配置される前記リム締結補強部の一方または両方に凹部が存在し、前記凹部に前記結合棒が挿入されることを特徴とする、請求項４に記載の非空気入りタイヤ。
7. 前記結合棒が挿入される前記凹部は、入口より内部が広い空間を有し、前記結合棒の端部がアンカー形状となっており、前記アンカー形状の前記結合棒の端部が前記凹部内部に入り、前記リム組み支持部と前記リム締結補強部が固定されることを特徴とする、請求項６に記載の非空気入りタイヤ。
8. 前記リム組み支持部の両側面に配置される前記リム締結補強部の一方に前記結合棒の一端が固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の非空気入りタイヤ。
9. 前記リム組み支持部の両側面に配置される前記リム締結補強部の両方に前記結合棒の一端が固定されているとともに、当該固定された前記結合棒は前記リム締結補強部の両方に交互に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の非空気入りタイヤ。
10. 上記リム締結補強部は、熱硬化性樹脂、硫黄架橋ゴム、またはこれらの混合物で構成され、上記タイヤ本体は、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱可逆架橋エラストマー、またはこれらの混合物で構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか1項に記載の非空気入りタイヤ。