非空気入りタイヤおよび二輪車

本発明は、非空気入りタイヤおよび二輪車に関する。

従来から、下記特許文献1に示されるような非空気入りタイヤが知られている。この非空気入りタイヤは、内筒、外筒、およびこれら内外筒間を連結する弾性変形可能な連結部材を備えている。

特開2015−609号公報

ところで、空気入りタイヤと非空気入りタイヤとに関わらず、タイヤやリムに生じた傷、破損、劣化などのトラブルを、使用者などは気付きにくい。このため、車両などが走行不能となる前に部品を交換したり、トラブルの初期段階で補修して長寿命化したりする対策を取り難い。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、非空気入りタイヤに生じた傷、破損、若しくは劣化などのトラブルを、使用者などが気付きやすくすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の非空気入りタイヤは、車軸に取り付けられる内筒、前記内筒をタイヤ径方向の外側から囲う外筒、および前記内筒と前記外筒とを互いに連結する弾性変形可能な連結部材を備えた非空気入りタイヤにおいて、この非空気入りタイヤに傷、破損、若しくは劣化が発生したことを検知する検知手段、並びに、この非空気入りタイヤに傷、破損、若しくは劣化が発生したことを報知する報知手段、の少なくとも一方を備えている。

本発明によれば、非空気入りタイヤに傷、破損、若しくは劣化が発生したことを、検知手段が検知し、若しくは報知手段が報知するため、使用者などが容易に気付くことができる。これにより、車両が走行不能となる前に部品を交換したり、トラブルの初期段階で補修して長寿命化したりする対策をとることができる。

ここで、前記報知手段は、前記内筒、前記外筒、および前記連結部材のうちの少なくとも一つにおいて、一部に設けられた、他の部位より強度の低い弱化部であってもよい。

この場合、例えば非空気入りタイヤの全体に劣化が進むと、強度の低い弱化部の状態が、他の部位の状態よりも顕著に変化する。従って、弱化部の状態を確認することで、使用者などが、他の部位を含めた非空気入りタイヤ全体の劣化の程度を精度よく判断することが可能となる。これにより、車両などが走行不能となる前に部品を交換したり、トラブルの初期段階で補修して長寿命化したりする対策を、より確実にとることができる。

本発明によれば、非空気入りタイヤに生じた傷、破損、若しくは劣化などのトラブルを、使用者などが気付きやすくすることができる。

本実施形態の非空気入りタイヤを備えた自転車の側面図である。

第1実施形態の非空気入りタイヤの拡大図である。

第2実施形態の非空気入りタイヤの拡大図である。

(第1実施形態) 以下、本実施形態に係る非空気入りタイヤの構成を、図1および図2を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。

(車体) 図1に示すように、本実施形態の非空気入りタイヤは、自転車1の前輪21および後輪22として用いられている。前輪21および後輪22は、自転車1の車体10により回転可能に支持されている。 車体10は、フロントフォーク11、ヘッドパイプ12、ダウンチューブ13、トップチューブ14、シートチューブ17、シートステー15、及び一対のチェーンステー16を備えている。

前輪21はフロントフォーク11の下端部に配置された車軸11aを中心として回転し、後輪22はシートステー15とチェーンステー16との連結部に配置された車軸15aを中心として回転する。 ここで、本実施形態では、後輪22の回転軸方向(車軸15aの軸方向)から視た側面視において、この回転軸を中心として周回する方向をタイヤ周方向といい、この回転軸に直交する方向をタイヤ径方向といい、この回転軸に沿う方向をタイヤ幅方向という。

フロントフォーク11は、自転車1の前部に配置されており、フロントフォーク11の上端部にヘッドパイプ12が接続されている。また、ヘッドパイプ12における後部側には、ダウンチューブ13の一端部が接続されている。さらに、ヘッドパイプ12におけるダウンチューブ13が接続された部位の直上部には、トップチューブ14が接続されている。

ダウンチューブ13およびトップチューブ14は、後方に向かうに従い漸次下方に向かって延在している。また、シートチューブ17は、上方に向かうに従い漸次後方に向かって延在している。 シートチューブ17における上端部の後側には、シートステー15の前端部が接続されている。シートステー15の後端部と、チェーンステー16の後端部とは、後輪22の車軸近傍において互いに接続されている。 後輪22には、図示しないスプロケット(以下「後方スプロケット」という)が後輪22と同軸上に配置されて取り付けられている。

ヘッドパイプ12内には、ハンドルステム23が挿通されている。ハンドルステム23は、ヘッドパイプ12に対して回動可能とされている。ハンドルステム23の上端にはハンドル24が取り付けられている。 シートチューブ17にはシートポスト25が嵌め込まれている。このシートポスト25の上端にはサドル26が取り付けられている。

シートチューブ17における下端部と、チェーンステー16の前端部との接続部には、図示しないスプロケット(以下「前方スプロケット」という)を介してクランク27の一端部が取り付けられており、クランク27の他端部には、ペダル28が取り付けられている。クランク27は、左右方向に沿った回動軸周りに回動可能とされている。また、ペダル28は、クランク27の他端部に位置し、左右方向に沿った回動軸周りに回動可能とされている。なお、クランク27及びペダル28は、自転車1の左側にも設けられている。このため、自転車1は、1対のクランク27及び一対のペダル28を備えている。

前方スプロケット及び後方スプロケットには、チェーン29が巻きまわされている。ペダル28に運転者などの踏力が加えられると、前方スプロケットが回転する。前方スプロケットの回転は、チェーン29を介して後方スプロケットに伝達されて後方スプロケットが回転し、後方スプロケットの回転によって後輪22が回転する。

(非空気入りタイヤ) 前輪21および後輪22は、互いに同等の構成となっている。以下、前輪21および後輪22を代表させて、後輪22の構成について説明する。 後輪22は、車軸15aに取り付けられる内筒6と、内筒6をタイヤ径方向の外側から囲う外筒4と、内筒6と外筒4とを互いに連結する弾性変形可能な連結部材3と、を備えている。外筒4の外周面には、トレッド部材5が配設されている。

内筒6は、ホイール2を介して、車軸15aに取り付けられている。内筒6および外筒4の中心軸は、車軸15aと同軸に配置されている。内筒6、連結部材3、および外筒4は、タイヤ幅方向において、それぞれのタイヤ幅方向の中央部が互いに一致した状態で配置されている。 内筒6、連結部材3、および外筒4は、一体に形成されていてもよく、それぞれ別体に形成されていてもよい。また、内筒6およびホイール2は、一体に形成されていてもよく、それぞれ別体に形成されていてもよい。

ホイール2は、車軸15aに対して回転自在に装着された装着筒部2aと、装着筒部2aをタイヤ径方向の外側から囲う外装部2cと、装着筒部2aおよび外装部2cを互いに連結する複数のリブ2bと、を備えている。装着筒部2a、複数のリブ2b、および外装部2cは、それぞれが別体に形成されていてもよく、一体に形成されていてもよい。 装着筒部2aおよび外装部2cは、それぞれ円筒状に形成され、車軸15aと同軸に配置されている。複数のリブ2bは、例えばタイヤ周方向に等間隔をあけて配置されている。図示の例では、複数のリブ2bはそれぞれ、車軸15aを中心として放射状に延びているが、放射状に限らず、例えば接線方向に延びていてもよい。

連結部材3は、全体として湾曲した長方形状の板状に形成されており、表裏面がタイヤ周方向を向き、側面がタイヤ幅方向を向いている。連結部材3は、樹脂などの弾性変形可能な材質により形成され、内筒6の外周面側と外筒4の内周面側とを相対的に弾性変位自在に連結している。連結部材3は、タイヤ周方向に等間隔をあけて複数配置されている。

複数の連結部材3はそれぞれ、内筒6に接続される内側部3aと、外筒4に接続される外側部3bと、を有する。内側部3aと外側部3bとは、連結部材3のタイヤ径方向の中央部において互いに接続されており、側面視においてこの接続部で鈍角に交わっている。内側部3aのタイヤ周方向における厚みは、外側部3bのタイヤ周方向における厚みよりも小さい。外側部3bのタイヤ周方向における厚みは、タイヤ径方向の外側に向かうに従い、漸次大きくなっている。

内筒6、連結部材3、および外筒4は、例えば樹脂によって形成されていてもよい。樹脂としては、例えば1種だけの樹脂、2種以上の樹脂を含む混合物、または1種以上の樹脂と1種以上のエラストマーとを含む混合物であってもよく、さらに、例えば老化防止剤、可塑剤、充填剤、若しくは顔料等の添加物を含んでいてもよい。

トレッド部材5は、例えば、天然ゴム又は/及びゴム組成物が加硫された加硫ゴム、或いは熱可塑性材料等で形成されている。熱可塑性材料として、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばJIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。 熱可塑性樹脂としては、例えばウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。なお、耐摩耗性の観点ではトレッド部材5を加硫ゴムで形成するのが好ましい。

(検知手段) ここで、図2に示すように、本実施形態の外筒4には、金属線31aと、この金属線31aに電気的に接続されたセンサ31bと、が埋設されている。金属線31aは、外筒4の全周にわたって埋設されている。金属線31aには微弱な電流が流されており、この電流値をセンサ31bが検出している。なお、センサ31bは、外筒4に埋設される場合に限らず、例えば外筒4若しくは他の部位に接合されていてもよい。

外筒4に傷、破損、若しくは劣化が発生すると、外筒4が周方向に大きく変形したり、割れたりすることで、金属線31aが周方向に延ばされたり、断線したりする。このため、金属線31aに流れている電流の電流値の変化に基づいて、センサ31bが外筒4の傷、破損、若しくは劣化を検知することができる。従って、金属線31aおよびセンサ31bは、外筒4の傷、破損、若しくは劣化を検知する検知手段として作用する。 なお、センサ31bは、金属線31aの抵抗値若しくは電圧値の変化に基づいて、外筒4の傷、破損、若しくは劣化を検知してもよい。

なお、図示の例に限られず、金属線31aおよびセンサ31bは後輪22の他の部位に埋設されていてもよい。例えば、連結部材3、内筒6、およびホイール2などに金属線31aを埋設し、この金属線31aの電流値などをセンサ31bが検出してもよい。これにより、金属線31aを埋設した箇所の傷、破損、若しくは劣化を検知することができる。

(報知手段) 図1に示すように、本実施形態のハンドル24には、報知部33が設けられている。報知部33は、ランプまたはブザーなどを備えている。上述の検知手段が、後輪22に傷、破損、若しくは劣化を検知した場合に、報知部33のランプが点灯し、若しくはブザーが鳴る。これにより、報知部33は、後輪22に傷、破損、若しくは劣化が発生したことを使用者などに報知する報知手段として作用する。

なお、報知部33は、検知手段に電気的に接続されていてもよい。あるいは、報知部33と検知手段とは無線通信などによって接続されていてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、非空気入りタイヤである後輪22に傷、破損、若しくは劣化が発生したことを、金属線31aおよびセンサ31bが検知し、報知部33が報知するため、使用者などが容易に気付くことができる。これにより、自転車1が走行不能となる前に部品を交換したり、トラブルの初期段階で補修して長寿命化したりする対策をとることができる。

(第2実施形態) 次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態では、図3に示すように、外筒4に凹部32が形成されている。外筒4のうち、凹部32が形成されている部分は、その他の部分と比較して肉厚が薄い。つまり、外筒4のうち凹部32が形成されている部分は、外筒4のその他の部分よりも強度の低い弱化部である。

外筒4の全体に劣化が進むと、この凹部32の状態が、その他の部位の状態よりも顕著に変化する。従って、凹部32の状態を確認することで、使用者などが、外筒4の全体の劣化の程度を精度よく判断することができる。これにより、凹部32は、外筒4に劣化が発生したことを報知する報知手段として作用する。

なお、図3に示す凹部32は弱化部の一例であり、弱化部として他の形態を採用してもよい。例えば、連結部材3、内筒6、およびホイール2などに凹部32を設けてもよい。あるいは、複数の連結部材3のうち、特定の連結部材3の肉厚を他の連結部材3の肉厚よりも薄くすることで、この特定の連結部材3を弱化部としてもよい。

本実施形態によれば、使用者などが弱化部の状態を確認することで、非空気入りタイヤである後輪22全体の劣化の程度を判断することができる。これにより、劣化の初期段階で後輪22を補修して長寿命化したり、劣化した部品を交換したりする対策をとることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、内筒6、連結部材3、外筒4、およびホイール2の少なくとも一部に、ケミカルライトを埋設してもよい。この場合、例えばケミカルライトを埋設した部分に傷、破損、若しくは劣化が発生すると、この部分が大きく変形して発光する。これにより、このケミカルライトを埋設した部分が、非空気入りタイヤに傷、破損、若しくは劣化したことを報知する報知手段として作用する。なお、この場合には、非空気入りタイヤに検知手段が設けられていなくてもよい。

あるいは、内筒6、連結部材3、外筒4、およびホイール2の少なくとも一部に、着色された液体が封入されていてもよい。この場合、例えば液体を封入した部分に傷、破損、若しくは劣化が発生すると、この部分から液体が漏れ出る。これにより、この液体を封入した部分が、非空気入りタイヤに傷、破損、若しくは劣化したことを報知する報知手段として作用する。なお、この場合には、非空気入りタイヤに検知手段が設けられていなくてもよい。

また、前記実施形態では、前輪21および後輪22は互いに同等の構成となっていると説明したが、前輪21および後輪22の構成は互いに異なっていてもよい。例えば、検知手段または報知手段が、前輪21および後輪22のいずれか一方にのみ設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、非空気入りタイヤである前輪21および後輪22を備えた自転車1について説明したが、この非空気入りタイヤは自動車、二輪車など、自転車以外の車両に用いてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

例えば、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせて、金属線31a、センサ31b、および凹部32を備えた前輪21若しくは後輪22を採用してもよい。

1…自転車(車両) 2…ホイール 3…連結部材 4…外筒 5…トレッド部材 6…内筒 10…車体 21…前輪(非空気入りタイヤ) 22…後輪(非空気入りタイヤ) 31a…金属線(検知手段) 31b…センサ(検知手段) 32…凹部(弱化部) 33…報知部(報知手段)