JP6435840B2 - 組立てタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、組立てタイヤに関する。

車両に装着するタイヤとしては、リムに装着し、リムとの間の空間に空気を充填する空気入りタイヤがある。空気入りタイヤは、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と、を有し、ビード部がリムに装着される。

近年では、空気入りタイヤ以外の構造のタイヤも提案されている。例えば、特許文献１には、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もある。特許文献１に記載の非空気圧式タイヤは、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

ここで、特許文献１に記載の非空気圧式タイヤは、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、製造が容易であり、乗り心地性能が高くかつ燃費性能が高い組立てタイヤを提供することを目的とする。

本発明のある態様による組立てタイヤは、回転軸に連結されるホイールに対して組み立てられる組立てタイヤであって、前記ホイールの径方向外側に配置された弾性体のチューブ体と、前記チューブ体の少なくとも一部を包囲するチューブ補強部材と、前記チューブ補強部材の前記径方向外側に、内周面が前記チューブ補強部材の外周面と接触して配置されたトレッドリングと、を有し、前記チューブ体は、複数のセルチューブと、前記複数のセルチューブが取付けられるバンドと、を有し、前記セルチューブは、内部に空気が充填された気室であり、前記複数のセルチューブが、前記回転軸周りの方向である周方向に隣接して配置されており、さらに、前記複数のセルチューブは、それぞれエアバルブを有し、前記バンドは、前記エアバルブが挿入可能な孔が形成され、前記エアバルブは、前記孔に挿入された状態で前記バンドに固定される。

前記チューブ体は、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接していることが好ましい。

複数の前記セルチューブと、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。

前記バンドは、前記周方向に伸縮することが好ましい。

前記バンドは、前記孔が、前記セルチューブの個数以上形成されることが好ましい。

前記孔は、前記エアバルブの挿入方向に向かうにしたがって内径が小さくなるテーパ形状であることが好ましい。

前記バンドの収縮により、前記孔の内面が前記エアバルブの側面に密着することが好ましい。

前記複数のセルチューブは、互いに独立して着脱可能であることが好ましい。

前記チューブ補強部材は、コードを含むことが好ましい。

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。

前記チューブ補強部材は、前記トレッドリングと接着されていることが好ましい。

前記チューブ補強部材は、前記ホイール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、タイヤ子午断面において、少なくとも前記トレッドリングの幅方向の端部の位置から前記幅方向の端部と同じ側の前記ホイールのリムの端部の位置まで、配置されていることが好ましい。

本発明によれば、製造容易でありかつ優れた乗り心地性能及び燃費性能を有し、組立て後の解体及び部品交換が容易な組立てタイヤが提供される。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る組立てタイヤの正面図を示す図である。 図２は、組立てタイヤの斜視図である。 図３は、セルチューブの外観を示す斜視図である。 図４は、セルチューブによって形成されるチューブ体を示す図である。 図５は、バンドの例を示す斜視図である。 図６は、バンド及びセルチューブの拡大図である。 図７は、バンドによってまとめられたチューブ体を示す斜視図である。 図８は、セルチューブのエアバルブがバンドの孔に挿入された状態を示す図である。 図９は、バンドの孔と、セルチューブのエアバルブの径との大きさを説明する図である。 図１０は、伸縮性を有する材料でバンドを形成した場合の例を示す図である。 図１１は、ナットで、セルチューブをバンドに固定する例を示す図である。 図１２は、ナットで、セルチューブをバンドに固定する例を示す図である。 図１３は、トレッドリングの斜視図を示す図である。 図１４は、チューブ補強部材の部分斜視図を示す図である。 図１５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１６は、固定リングの正面図を示す図である。 図１７は、組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・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１８は、固定リングを備えた組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・リム組立体の正面図を示す図である。 図１９は、組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・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２０は、組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・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２１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２２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２３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２４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２５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２６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２７は、組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・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２８は、組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・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２９は、組立てタイヤを含むチューブ式タイヤ・リム組立体の製造方法の例を示す図である。 図３０は、トレッドリングの他の例を示す図である。

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、当業者が置換可能かつ置換容易なもの、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。

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、組立て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、組立てタイヤの回転軸に直交するとともに、組立てタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面を意味する。

図１は本発明の実施形態に係る組立てタイヤ１００の正面図、図２は組立てタイヤ１００の斜視図である。図２は、分かりやすくするために、組立てタイヤ１００の一部が切断されて省かれている。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る組立てタイヤ１００は、チューブ体３と、チューブ補強部材７と、トレッドリング５とを備える。図１及び図２に示すように、チューブ体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、チューブ体３よりも大きな外径を有し、チューブ体３のタイヤ径方向外側に配設される。チューブ体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。

チューブ体３は、円環状の弾性体であり、複数のセルチューブＣ１〜Ｃ８を有する。本実施形態のチューブ体３は、８個のセルチューブＣ１〜Ｃ８を周方向に隣接して配置することによって円環状となる。

８個のセルチューブＣ１〜Ｃ８は、各々の内部に空気が充填された弾性体のチューブである。８個のセルチューブＣ１〜Ｃ８は、内部の空間が、空気が充填される気室となる。８個のセルチューブＣ１〜Ｃ８は、互いに気室が独立している。セルチューブＣ１〜Ｃ８は、回転軸に連結されるホイールのリム１１の径方向外側に配置されている。

セルチューブＣ１〜Ｃ８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。セルチューブＣ１〜Ｃ８によって構成されるチューブ体３は、全体としてリング形状（円環状）となる。セルチューブＣ１〜Ｃ８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。

セルチューブＣ１〜Ｃ８は、エアバルブＶ１〜Ｖ８を有する。エアバルブＶ１〜Ｖ８は、セルチューブＣ１〜Ｃ８の内部と外部とを繋げる弁、セルチューブＣ１〜Ｃ８に充填又は内部から排出する際の空気の通り道となる弁である。エアバルブＶ１〜Ｖ８は、内部の空気の出し入れを行う以外の場合、閉じている。また、リム１１は、エアバルブＶ１〜Ｖ８に対応する８個の孔部１１ｈを有している。エアバルブＶ１〜Ｖ８は、リム１１に設けられている孔部１１ｈから、回転軸に向かう方向に突出している。

図３はセルチューブＣ１、Ｃ２の外観を示す斜視図、図４はセルチューブＣ１〜Ｃ８によって形成されるチューブ体３を示す図である。セルチューブＣ１、Ｃ２は、エアバルブＶ１、Ｖ２を有している。

図３は、気体を内部に充填した状態のセルチューブＣ１、Ｃ２を示している。気体を内部に充填した状態において、セルチューブＣ１、Ｃ２は、円環の一部分となる。本例では、セルチューブＣ１、Ｃ２は、円環の１／８の形状となる。このため、図４に示すように、気体を内部に充填した状態のセルチューブＣ１〜Ｃ８を隣接して配置することによって、円環状のチューブ体３が形成される。このとき、各エアバルブＶ１〜Ｖ８は、円環の内側に突出した状態になる。

図１及び図２に示すように、セルチューブＣ１〜Ｃ８は、ホイールのリム１１に組付けたとき、チューブ補強部材７に包囲された状態になる。ホイールのリム１１への組付け作業を容易にするため、本実施形態では、バンドによってセルチューブＣ１〜Ｃ８を接続する。

図５はバンドの例を示す斜視図、図６はバンド及びセルチューブの拡大図、図７はバンドによってまとめられたチューブ体を示す斜視図、図８はセルチューブのエアバルブがバンドの孔に挿入された状態を示す図である。

図５に示すように、本例のバンド６は、セルチューブＣ１〜Ｃ８のエアバルブＶ１〜Ｖ８に対応して設けられ、かつ、エアバルブＶ１〜Ｖ８を挿入可能な孔６ｈ１〜６ｈ８を有している。バンド６の孔の数は、エアバルブＶ１〜Ｖ８と同数に限定されるものではなく、エアバルブＶ１〜Ｖ８の数（すなわち、本例では８個）以上設けられていればよい。なお、一般的なチューブ用バルブを、エアバルブＶ１〜Ｖ８として利用することができる。

図６に示すように、バンド６の孔６ｈ１に、セルチューブＣ１のエアバルブＶ１を挿入する。これにより、図８に示すように、セルチューブＣ１のエアバルブＶ１が、バンド６の孔６ｈ１を通り、バンド６の一方の面から他方の面に突き出た状態になる。他の孔６ｈ２〜６ｈ８についても、同様に、セルチューブＣ２〜Ｃ８のエアバルブＶ２〜Ｖ８を挿入する。図７に示す、バンド６によってまとめられたチューブ体３が得られる。

バンド６の孔６ｈ１〜６ｈ８の間隔は、例えば、次のようにする。すなわち、リムの外周にセルチューブＣ１〜Ｃ８を配置した場合に、図４に示すようにセルチューブＣ１〜Ｃ８が等間隔で配置されて円環状のチューブ体３が形成されるように、バンド６に孔６ｈ１〜６ｈ８を設けておく。セルチューブＣ１〜Ｃ８の周長が同一である場合、バンド６の孔６ｈ１〜６ｈ８は等間隔で設けられていればよい。

バンド６は、長さ方向に伸縮性を有しているものであることが望ましい。バンド６が長さ方向に伸縮性を有していれば、セルチューブＣ１〜Ｃ８の周長が同一でない場合に、伸張した状態のバンド６の長さに合わせて孔６ｈ１〜６ｈ８を設けることができる。また、伸縮性を有しているバンド６をリム１１に巻付けた状態では周方向に伸縮性が有することになり、伸張した状態でバンド６がリム１１の外周面に密着し、セルチューブＣ１〜Ｃ８の配置を適切に維持することができる。

バンド６の材料は、例えば、空気充填時にセルチューブの膨張を阻害しないため、すなわちセルチューブの変形に追従するため、エラストマ特にゴム製であることが好ましい。具体的には、ブチルゴム（Ｒｅｇ−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム、それ以外にもジエン系ゴムや天然ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、動的加硫アロイ（ＤＶＡ）などを、バンド６の材料として用いることができる。なお、バンド６は、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じた評価方法で測定した場合に、弾性伸び率が１％〜２００％であることが好ましい。バンド６の弾性伸び率は、１０％〜１００％であることがより好ましい。

また、バンド６は、その端部同士を接続するための接続部を有する構造になっていてもよい。接続部としては、例えば、面ファスナ、スナップボタン、留め金、フックなどが考えられる。結束具のように噛み合う接続部を採用してもよい。端部同士をカシメ具で固定してもよい。バンド６をリム１１に巻付けた状態でその端部同士を接続部で接続すれば、セルチューブＣ１〜Ｃ８の配置を適切に維持することができる。バンド６の形状は、図５に示すように端部を有する帯状でもよいし、端部を有しない円環状でもよい。

図９は、バンド６の孔６ｈ１の内径と、セルチューブＣ１のエアバルブＶ１の外径との大きさを説明する図である。図９に示すように、バンド６の孔６ｈ１を、バンド６の一方の面においてエアバルブＶ１の外径３０よりも大きな内径６０とし、かつ、その内径６０が他方の面の内径６１まで徐々に変化するテーパ形状にしておいてもよい。つまり、バンド６の孔６ｈ１は、エアバルブＶ１の挿入方向に向かうにしたがって内径が小さくなるテーパ形状にしておいてもよい。こうすることにより、エアバルブＶ１を孔６ｈ１に挿入する際、スムーズに挿入することができ、セルチューブＣ１をバンド６に安定して取り付けることができる。バンド６の他の孔６ｈ２〜６ｈ８の内径と他のセルチューブＣ２〜Ｃ８のエアバルブＶ２〜Ｖ８の外径との大きさについても同様である。

エアバルブＶ１の外径は、先端部から根元まで均一であってもよいし、図９に示すように、エアバルブＶ１を、先端部の外径３０から根元の外径３１まで徐々に大きくなる、テーパ形状としてもよい。バンド６の厚みを考慮して外径３０及び３１並びに内径６０及び６１を適切に設計しておけば、エアバルブＶ１を孔６ｈ１に挿入する際はスムーズに挿入することができ、かつ、エアバルブＶ１を根元まで挿入した状態ではバンド６の収縮により、孔６ｈ１の内面がエアバルブＶ１の側面に密着する。こうすることにより、エアバルブＶ１を孔６ｈ１に挿入する作業を容易に行うことができ、かつ、セルチューブＣ１をバンド６に容易に固定することができる。バンド６の他の孔６ｈ２〜６ｈ８の内径と他のセルチューブＣ２〜Ｃ８のエアバルブＶ２〜Ｖ８の外径との大きさについても同様である。

伸縮性を有する材料でバンド６を形成し、バンド６の孔６ｈ１をバンド６の他方の面においてエアバルブＶ１の外径３０よりも小さな内径６１としてもよい。この場合、孔６ｈ１は内径６０がテーパ形状になっていなくてもよい。バンド６の他の孔６ｈ２〜６ｈ８の内径と他のセルチューブＣ２〜Ｃ８のエアバルブＶ２〜Ｖ８の外径との大きさについても同様である。

図１０は、伸縮性を有する材料でバンド６を形成した場合の例を示す図である。図１０に示すように、伸縮性を有する材料でバンド６を形成し、かつ、バンド６の孔６ｈ１の内径をエアバルブＶ１の外径３１よりも小さくすることにより、エアバルブＶ１を孔６ｈ１に挿入した状態でバンド６が収縮して、エアバルブＶ１の側面と孔６ｈ１の内面とが密着する。このため、セルチューブＣ１をバンド６に容易に固定することができる。バンド６の他の孔６ｈ２〜６ｈ８の内径６１と他のセルチューブＣ２〜Ｃ８のエアバルブＶ２〜Ｖ８の外径３１とについても同様である。

図１１及び図１２は、ナットで、セルチューブＣ１〜Ｃ８をバンド６に固定する例を示す図である。図１１に示すように、セルチューブＣ１のエアバルブＶ１ａには側面に雄ネジが設けられている。エアバルブＶ１ａをバンド６の一方の面から孔６ｈ１に挿入する。そして、バンド６の他方の面で、エアバルブＶ１ａに、ナットＮ１がねじ入れられる。この結果、図１２に示すように、エアバルブＶ１ａの側面の雄ネジにナットＮ１の雌ネジが螺合する。これにより、セルチューブＣ１がバンド６に固定される。他のセルチューブＣ２〜Ｃ８についても、同様に、エアバルブの側面に雄ネジを設けておき、ナットを螺合させることにより、セルチューブＣ２〜Ｃ８がバンド６に固定される。

実際の組付け作業においては、内部に空気を充填する前のセルチューブＣ１〜Ｃ８について、バンド６によってまとめた状態にしておき、チューブ補強部材７とホイールのリム１１との隙間から、セルチューブＣ１〜Ｃ８を、チューブ補強部材７の内部へ導入する。これにより、セルチューブＣ１〜Ｃ８を、容易かつ適切に配置することができる。

バンド６によってまとめた状態のセルチューブＣ１〜Ｃ８の内部に空気を充填すれば、円環状のチューブ体３をチューブ補強部材７の内部に配置することができる。バンド６によってまとめた状態にしておくことにより、組付け作業を効率よく行うことができる。

チューブ体３を、互いに気室が独立している複数のセルチューブＣ１〜Ｃ８によって構成し、各セルチューブＣ１〜Ｃ８が独立して着脱可能とすることにより、１つのセルチューブがパンクしたとしても、他のセル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に、損傷したセルチューブは走行による回転により、接地と非接地を繰り返し、局所的な振動が増えることになるため、ドライバーがパンクしたことを検知しやすくなる、かつ、損傷がタイヤ全体に伝播することを遅くさせることができる。さらに、パンクが発生した場合に、パンクしたセルチューブのみを交換すればよい。

図１３はトレッドリング５の斜視図である。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。

組立てタイヤ１００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、組立てタイヤ１００では、タイヤがパンクしても、チューブ体３又はパンクしたセルチューブ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、組立てタイヤ１００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体３内の気体で緩衝することができる。このため、組立てタイヤ１００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、組立てタイヤ１００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体３が変形しやすい。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、組立てタイヤ１００は優れた燃費性能を有することができる。

組立てタイヤ１００は、さらに、チューブ体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１４はチューブ補強部材７の部分斜視図を示す。図１４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はチューブ体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体３が収まる。本実施形態では、チューブ補強部材７はチューブ体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、チューブ体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。

図１５は、チューブ補強部材７の部分平面図であり、チューブ補強部材７の構成の一例を示す。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１５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。

チューブ体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によって抑制される。しかしながら、チューブ体３のタイヤ幅方向外側には部材が存在しないため、チューブ体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に対するチューブ体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、チューブ体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がチューブ体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、チューブ体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を備えた組立てタイヤ１００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、チューブ体３の外面を覆っているので、突起物等によってチューブ体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。

組立てタイヤ１００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体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、組立てタイヤは、さらに、円環状の二本の固定リング１３を備える。図１６は固定リング１３の正面図を示す。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１７は、組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・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１８は、固定リング１３を備えた組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・リム組立体１００ａの正面図を示す。図１７及び図１８に示すチューブ式タイヤ・リム組立体１００ａは、チューブ体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、チューブ体３ａの径方向外側の面が、チューブ補強部材７ａを介してトレッドリング５ａの径方向内側の面と接する。

図１７に示されるように、二本の固定リング１３は、チューブ体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との間で狭持される。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１７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。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。

なお、図１７に示すように、チューブ補強部材７ａは、チューブ体３ａを包囲した状態において、少なくとも、トレッドリング５ａのタイヤ幅方向の端部の位置から、リム１１ａ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５ａのタイヤ幅方向の端部の位置から、リム１１ａの端部の位置までの範囲Ｈのチューブ体３ａを覆うようにチューブ補強部材７ａ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７ａはチューブ体３ａの全体を包囲してもよい。

図１９は、組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・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２０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（チューブ体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（チューブ体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。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２１〜図２６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２１〜図２６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２７は、組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・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（チューブ体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。

図２８は、組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・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。

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、複数のセルチューブによって構成されるチューブ体と、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、組立てタイヤ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。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。

図２９は、組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・リム組立体の組立て方法の例を示す図である。図２９に示すように、ステップＳ１では、各パーツは以下のように組み立てられる。最初に、リム１１のインナー側（車体に近い側）にチューブ補強部材７の一端を固定リング１３によって取付ける。そして、ステップＳ２では、チューブ補強部材７の他端をリム１１のアウター側（車体から遠い側）に寄せる。なお、リム１１は、８個の孔部１１ｈを有している。

次に、ステップＳ３では、リム１１のアウター側の、チューブ補強部材７とリム１１との隙間から、気体が充填されていないセルチューブＣ１〜Ｃ８をチューブ補強部材７の内部へ導入する。本実施形態では、バンド６によってセルチューブＣ１〜Ｃ８を接続した状態でチューブ補強部材７の内部へ導入してもよい。セルチューブＣ１〜Ｃ８の各エアバルブは、リム１１に設けられている孔部１１ｈに挿入する。

次に、ステップＳ４では、リム１１のアウター側にチューブ補強部材７の他端を固定リング１３によって取付ける。その後、セルチューブＣ１〜Ｃ８の内部に気体を充填する。ステップＳ５では、トレッドリング５をチューブ補強部材７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５は、チューブ補強部材７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。ステップＳ６では、セルチューブＣ１〜Ｃ８に、さらに気体を充填することによって、セルチューブＣ１〜Ｃ８は、リム１１の外周面に密着する。

なお、上記は２回に分けてセルチューブの内部に気体を充填する例について説明したが、異なるタイミング（例えばセル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。

トレッドリング５は、チューブ補強部材７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７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７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７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７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、チューブ体３とチューブ補強部材７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３０は、トレッドリングの他の例を示す図である。図３０は、組立てタイヤ１００を含むチューブ式タイヤ・リム組立体のタイヤ子午断面を示す。図３０において、トレッドリング５ｃは、補強層５０を内包している。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い。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を用いることにより、より安定した走行を維持することができる。

１００ 組立てタイヤ
１００ａ、１００ｂ、１００ｄ、１００ｅ チューブ式タイヤ・リム組立体
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ チューブ体
５、５ａ、５ｃ トレッドリング
５０ 補強層
５１ 外周面
５３ 内周面
５５ 貫通孔
６ バンド
６ｈ１〜６ｈ８ 孔
７、７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅ チューブ補強部材
７１ 縦糸
７３ 横糸
７３ｂ、７３ｃ 固定ツメ
７５ｄ、７５ｅ 貫通孔
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ リム
１１ｈ 孔部
１１１ｂ、１１１ｄ フランジ
１１３ｂ、１１３ｃ 固定溝
１１５ｄ ボルト穴
１１７ 挿入孔
１３ 固定リング
１５ ボルト
１７、Ｎ１ ナット
Ｃ１〜Ｃ８ セルチューブ
Ｖ１〜Ｖ８、Ｖ１ａ エアバルブ

Claims (13)

1. 回転軸に連結されるホイールに対して組み立てられる組立てタイヤであって、
   前記ホイールの径方向外側に配置された弾性体のチューブ体と、
   前記チューブ体の少なくとも一部を包囲するチューブ補強部材と、
   前記チューブ補強部材の前記径方向外側に、内周面が前記チューブ補強部材の外周面と接触して配置されたトレッドリングと、を有し、
   前記チューブ体は、
   複数のセルチューブと、
   前記複数のセルチューブが取付けられるバンドと、を有し、
   前記セルチューブは、内部に空気が充填された気室であり、
   前記複数のセルチューブが、前記回転軸周りの方向である周方向に隣接して配置されており、
   さらに、前記複数のセルチューブは、それぞれエアバルブを有し、
   前記バンドは、前記エアバルブが挿入可能な孔が形成され、
   前記エアバルブは、前記孔に挿入された状態で前記バンドに固定される
   組立てタイヤ。
2. 前記チューブ体は、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接している請求項１に記載の組立てタイヤ。
3. 複数の前記セルチューブと、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１又は２に記載の組立てタイヤ。
4. 前記バンドは、前記周方向に伸縮する請求項１から３のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
5. 前記バンドは、前記孔が、前記セルチューブの個数以上形成される請求項１から４のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
6. 前記孔は、前記エアバルブの挿入方向に向かうにしたがって内径が小さくなるテーパ形状である請求項１から５のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
7. 前記バンドの収縮により、前記孔の内面が前記エアバルブの側面に密着する請求項１から６のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
8. 前記複数のセルチューブは、互いに独立して着脱可能である請求項１から７のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
9. 前記チューブ補強部材は、コードを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
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項に記載の組立てタイヤ。
11. 前記チューブ補強部材は、前記トレッドリングと接着されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
12. 前記チューブ補強部材は、前記ホイールに固定されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。
13. 前記チューブ補強部材は、タイヤ子午断面において、少なくとも前記トレッドリングの幅方向の端部の位置から前記幅方向の端部と同じ側の前記ホイールのリムの端部の位置まで、配置されている請求項１から１２のいずれか１項に記載の組立てタイヤ。

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