JP2000326703A - タイヤとリムの組立体およびクッション材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行性能を保持すると共に重量の増加も抑
え、コーナーリング性能を向上させると共に、リム打ち
によるパンクを防止したタイヤとリムの組立体を提供す
る。 【解決手段】 リム６にクッション材５を内包したタイ
ヤ１を装着した自転車用のタイヤとリムの組立体におい
て、前記クッション材５は、リム側の弾性リング体５ａ
とタイヤ側のチューブ体５ｂからなり、弾性リング体５
ａの外周位置がタイヤ基本高さＨの２０〜６０％の高さ
に位置するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自転車用のタイヤと
リムの組立体および自転車タイヤに用いるクッション材
に関するものであり、詳しくはリムとタイヤの間でチュ
ーブを噛み込むことにより発生するパンクの防止に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】タイヤのパンクの原因にも色々なものが
ある。従来は、くぎや画鋲を拾ったりすることによるも
のやその他先の尖ったものを踏むことにより発生する刺
し傷でパンクしてしまうという原因がパンクの原因の大
部分を占めていた。

【０００３】しかし、最近では生活に使用するほとんど
の道路が舗装され清掃も行き届いているので、先の尖っ
たものが刺さることによって発生する刺し傷によるパン
クが少なくなり、逆に舗装された道路から歩道へ乗り上
げるときの段差を乗り越える時に、タイヤにかかる急激
なショックでタイヤが大きく変形してしまい、図３に示
すようにタイヤとチューブがリムと地面の間に挟まれて
俗に、リム打ちパンクと呼ばれるパンクをするという問
題が起こっている。

【０００４】また、サイクルスポーツの世界でオフロー
ド走行をする場合にかなり過酷な条件で用いられてお
り、頻繁に段差や岩を乗り越えるなどの走行を繰り返す
ことによって、やはりタイヤが大きなショック受けてタ
イヤとチューブがリムと地面の間に挟まれてパンクして
しまう。

【０００５】現在、使われているタイヤとリムの組立体
のタイヤとリムとの間に介在するクッション材は、従来
から使用されているゴム製のチューブ体に空気を圧縮し
て充填したものをクッション材として使用するものがほ
とんどであり、段差を乗り越える時に前記のようにチュ
ーブが、リムと地面の間で挟まれてパンクしてしまうも
のが多かった。

【０００６】そこで、パンクを防ぐためにチューブ内に
空気を圧縮したものの代わりに発泡体からなるリング体
をタイヤとリムとの間に内包させてクッション材とする
タイヤが提案されている。

【０００７】また、別の問題としてチューブ体に空気を
充填したクッション材を用いた場合、パンクして空気が
抜けてしまうと走行が困難であり、無理して走ってもタ
イヤがリムから外れてしまい全く走行不能になってしま
う。そのような面でも、発泡リング体をタイヤとリムの
間に介在させたものを使用することが好ましいといえ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような発
泡リング体をクッション材として用いた場合、空気を充
填したチューブ体をクッション材として用いたものと比
べると、コーナーリング性能や乗り心地の面で十分なも
のが得られているとは言えず、走行性能では、数段落ち
ることになる。

【０００９】通常の生活に使用する場合でも、走行中に
違和感があり、ましてやレースのような１分１秒のタイ
ムを競う用途として考えた場合、走行性能の不十分さ
は、無視できる要素とは言えない。

【００１０】また、チューブ体を用いたものと比べると
どうしても重量的に大きくなってしまうという問題もあ
った。

【００１１】そこで本発明者らは、十分な走行性能を有
するタイヤであり、段差を乗り越えたりする場合にタイ
ヤに大きな衝撃を受け、チューブ体がリムと地面の間に
挟まれるような状況になっても、チューブ体がパンクし
てしまうのを防止し、また、仮にチューブ体がパンクし
てしまい空気が抜けてしまった状態でもそのままでタイ
ヤがリムから外れることなく走行を続けられ、しかも重
量の増加を抑えたタイヤとリムの組立体の提供を課題と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１ではリムにクッション材
を内包したタイヤを装着した自転車用のタイヤとリムの
組立体において、前記クッション材は、リム側に配置し
た弾性リング体とタイヤ側に配置したチューブ体からな
り、弾性リング体の外周位置がタイヤ基本高さ（リム外
径からカーカス外周までの高さ）の２０〜６０％の高さ
に位置することを特徴とする。

【００１３】また請求項２では、自転車のタイヤとリム
で囲まれた空間内に配置するクッション材において、リ
ム側に配置する弾性リング体とタイヤ側に配置するチュ
ーブ体の２部材からなり、前記弾性リング体は、タイヤ
とリムで囲まれた空間内に配置したとき該弾性リング体
の外周位置がタイヤ基本高さの２０〜６０％の高さに位
置するよう構成したことを特徴とする。

【００１４】そのような構成を採ることによって、通常
の走行に際しては、タイヤ側のチューブ体が空気のクッ
ション材となり、走行性能に優れているといえる。そし
て、段差などを乗り越えて大きなショックを受けタイヤ
が大きく変形しても、チューブ体は弾性リング体に遮ら
れてリムに接触することがなく、リムと地面の間に挟ま
れてパンクすることがない。

【００１５】更に、チューブ体が何らかの原因でパンク
してしまった時も、弾性リング体がまだクッション材と
して残っているとともに、タイヤのビードをリムに押し
着ける役目を果たしているので、タイヤがリムから外れ
てしまうことがなく、走行性能としては不十分ながらも
走行を続けることができる。

【００１６】また、タイヤ内全体に弾性リング体を配置
するわけではないので重量の面でも増加が抑えられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる自転車タイ
ヤとリムの組立体Ｓの具体的実施例を、図面を用いて説
明する。図１はこの発明を実施した自転車タイヤとリム
の組立体Ｓの断面図である。

【００１８】本発明に用いられる自転車タイヤ１は、ビ
ード部２及びサイドウォール部３、トレッド部４からな
っている。

【００１９】ビード部２の中のビードワイヤ２ａは通常
のワイヤもしくは芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊維、
カーボン繊維などの有機、無機の繊維構成ロープよりな
り、ゴム層を被覆したスダレ層からなるカーカスＢによ
って前記ビードワイヤがつつまれている。

【００２０】そして、タイヤのサイドウォール部３はカ
ーカスＢが２層構造になっており、タイヤの接地部分で
あるトレッド部４においては前記カーカスＢが３層重ね
られている。

【００２１】トレッドゴムとして使用されるのは天然ゴ
ム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、
スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム
（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム
（ＣＲ）等の単体またはブレンドが挙げられる。

【００２２】そのようなタイヤ１にクッション材５を内
包し、リム６のビード支承部７にビード部２を当接させ
てクッション材５によってビード部２がビード支承部７
に押し付けられるよう構成し、クッション材５はタイヤ
１とリム５で囲まれた空間内に配置されて、自転車の乗
り心地のよさや走行性能を確保するものである。

【００２３】本発明では、クッション材５は少なくとも
２部材からなっており、リム側に配置した弾性リング体
５ａとタイヤ側に配置したチューブ体５ｂが用いられ、
弾性リング体５ａの外周位置Ｐがタイヤ基本高さの２０
〜６０％の高さに位置することを特徴とする。ここでタ
イヤ基本高さというのは、リム外径からカーカス外周ま
での高さのことであり図中に示すＨに相当する。

【００２４】そのような構成を採ることによって、通常
の走行に際しては、タイヤ側のチューブ体５ｂが空気の
クッション材となり、走行性能に優れているといえる。
そして、段差などを乗り越えて大きなショックを受けタ
イヤ１が大きく変形しても、チューブ体は弾性リング体
５ａに遮られてリム６に接触することがなく、リム６と
地面の間に挟まれてパンクすることがない。

【００２５】更に、チューブ体５ｂが何らかの原因でパ
ンクしてしまった時も、弾性リング体５ａがまだクッシ
ョン材５として残っているとともに、タイヤ１のビード
部２をリム６に押し着ける役目を果たしているので、タ
イヤ１がリム６から外れてしまうことがなく、走行性能
としては不十分ながらも走行を続けることができる。

【００２６】また、タイヤ内全体に弾性リング体５ａを
配置するわけではないので重量の面でも増加が抑えられ
る。

【００２７】弾性リング体５ａは、少なくともタイヤ側
からリム６方向に投影してクッション材７がリム８を完
全に覆う位置まで配置している。そうすることによっ
て、前記のようにビード部２をビード支承部７に押さえ
つける役目を果たすとともに、図２のように自転車が段
差に乗り上げタイヤが大きく変形した場合に、チューブ
体５ｂがタイヤ１を介在してリム６と地面の間で挟まれ
た際にショックを和らげることができ、俗に言うリム打
ちによるパンクを防止することができる。

【００２８】一方、弾性リング体５ａの外側、つまりタ
イヤ側にはチューブ体５ｂが配置されて、そのチューブ
体５ｂ内には空気を圧縮充填しており、空気のクッショ
ンによる乗り心地の良さとコーナーリング性能などを含
めた走行性能の良さを与えることができる。

【００２９】チューブ体５ｂのクッション材５全体中に
占める割合は、走行性能や乗り心地の良さを確保する上
で少なくとも５０％は必要となる。

【００３０】そして、弾性リング体５ａによるリム打ち
パンクの防止をより確実にし、走行性能および乗り心地
の良さを十分に確保することを考慮することによって、
上記のように弾性リング体５ａの外周位置がタイヤ基本
高さの２０〜６０％の高さに位置することがより好まし
いといえる。

【００３１】弾性リング体５ｂは、エラストマー素材か
らなっており、その例としては、スチレン・ブタジエン
ゴム、エチレン・ブタジエンゴム、シリコンポリマー、
クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、アクリ
ロニトリル・ブタジエンゴム、ブチルゴムなどの単体も
しくはブレンド物からなるゴム組成物やポリウレタンな
どの発泡体または無発泡体が挙げられる。クッション性
を良くするためには発泡体を用いるほうが有利である。

【００３２】素材としていずれのものを用いる場合も、
硬度は１５〜６５°ＪＩＳ Ａの範囲が適している。１
５°ＪＩＳ Ａ未満では、たわみが大きくなり過ぎて段
差を乗り越える際に受ける衝撃に負けてリム６がほとん
ど底突きしたのと同じ状態が起こってチューブ体５ｂが
パンクしてしまうことがある。

【００３３】一方６５°ＪＩＳ Ａを超えると硬すぎて
段差を乗り越える際の衝撃を吸収できず、チューブ体５
ｂをパンクさせてしまうことが多くなる。

【００３４】チューブ体５ｂに用いる素材としては、天
然ゴムやブチルゴムなどの従来からチューブに用いられ
る材料を主としたゴム組成物と天然ゴムラテックス、ク
ロロプレンゴムラテックスなどのラテックスが挙げられ
る。

【００３５】

【実施例】次に本発明の実施例と、従来技術や本発明範
囲を外れた比較例を用いて、走行性能と段差乗り越えシ
ョック吸収性と段差乗り越え時に受けるショックのレベ
ルの違いによるパンク発生限界を測定する試験を行っ
た。

【００３６】本発明品である実施例１〜３のタイヤは自
転車用ゴムタイヤＭＷ−２５８ サイズ３７−５９０
（２６×１３／８ ＷＯ）三ツ星ベルト社製、リムはス
テンレス製 ＷＯ−２型 サイズ２６×１３／８ アラ
ヤ社製、タイヤに内包するクッション材としては、径が
１６ｍｍφのブチルゴムからなるチューブ体および図１
に示すような断面形状で２倍発泡のポリウレタンからな
る弾性リング体を使い、クッション材をタイヤに内包し
てリムに装着した組立体を用いた。

【００３７】なお、チューブ体内の空気圧は３００ｋＰ
ａとし、弾性リング体の硬度は６３°ＪＩＳ Ａとし
た。また、弾性リング体の外周位置がタイヤ基本高さの
２０〜６０％の間で変化させたものとしている。

【００３８】比較例１、２はそれぞれ弾性リング体の外
周位置がタイヤ基本高さの１０％および７０％とした以
外は実施例１〜３と同じとした。

【００３９】比較例１は、弾性リング体の外周位置がタ
イヤ基本高さの１０％としている以外は、実施例１と全
く同様の組立体を用いた。

【００４０】比較例２は、弾性リング体の外周位置がタ
イヤ基本高さの７０％としている以外は、実施例１と全
く同様の組立体を用いた。

【００４１】比較例３は、クッション材を径が２５ｍｍ
φのブチルゴムからなるチューブ体のみにした以外は、
実施例１と全く同様の組立体を用いた。

【００４２】比較例４は、クッション材をタイヤ内の空
間部と略同形状の２倍発泡のポリウレタンからなる弾性
リング体を用いた以外は実施例１と全く同じ組立体を用
いた。

【００４３】路面特性試験には大和製衡（株）製の路面
特性試験機を用い、測定条件はチューブ体の内圧：３０
０ｋＰａで、荷重：５０ｋｇ、速度４０ｋｍ／ｈｒであ
り、コーナリングフォースについてはスリップ角２°、
キャンバ角２０°、ローリングレジスタンスについては
スリップ角０°、キャンバ角０°とした。

【００４４】タイヤの耐リム打ちパンク性を評価するた
めに衝撃落下試験機でタイヤの上に錘を落下させて、タ
イヤがパンクした時の錘の重量と落下高さから衝撃エネ
ルギーを求め、その数値を実施例１〜３、比較例１〜４
で比較した。

【００４５】また、タイヤのリムからの外れにくさを測
る度合いとして、横圧縮テストをチューブ体内に空気が
入った正常時とチューブ体から空気が抜けたパンク時の
両方を測定し比較した。横圧縮テストは、タイヤをリム
に組み込んだ状態でリムを固定し、略タイヤと同径の金
属製リングをタイヤの横方向から押し当て、徐々に応力
を増加させ、タイヤの応力−変形曲線での一定変形時の
応力を測定した。

【００４６】それぞれ実施例と比較例のタイヤ基本高さ
に対する弾性リング体の外周位置とその結果を表１に示
す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１から分かるように本発明のタイヤとリ
ムの組立体である実施例１〜３は、クッション材として
空気を充填したチューブ体を用いた比較例３と比べて走
行性能ではあまり変わらない数値が得られており、段差
を乗り越える際のパンクとなる限界もかなり高いものと
なっている。

【００４９】比較例１、２と比べると、実施例１〜３は
比較例１よりもコーナーリングフォースやローリングレ
ジスタンスといった走行性能の面で優れており、比較例
２よりも衝撃落下試験の結果において、優れていること
がわかり、弾性リング体５ａの外周位置がタイヤ基本高
さの２０〜６０％の高さとすることが、実使用において
適正な範囲であるということがわかる。

【００５０】比較例４と比べると段差を乗り越える際の
パンクとなる限界はあまりかわらず、走行性能の面で
は、格段に優れていることがわかる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の自転車タイヤは
請求項１ではリムにクッション材を内包したタイヤを装
着した自転車用のタイヤとリムの組立体において、前記
クッション材は、リム側の弾性リング体とタイヤ側のチ
ューブ体からなることを特徴とする。

【００５２】また請求項２では、自転車のタイヤとリム
で囲まれた空間内に配置するクッション材において、リ
ム側に配置する弾性リング体とタイヤ側に配置するチュ
ーブ体の２部材からなり、前記弾性リング体は、タイヤ
とリムで囲まれた空間内に配置したとき該弾性リング体
の外周位置がタイヤ基本高さの２０〜６０％の高さに位
置するよう構成したことを特徴とする。

【００５３】そのような構成を採ることによって、通常
の走行に際しては、タイヤ側のチューブ体が空気のクッ
ション材となり、走行性能に優れているといえる。そし
て、段差などを乗り越えて大きなショックを受けタイヤ
が大きく変形しても、チューブ体は弾性リング体に遮ら
れてリムに接触することがなく、リムと地面の間に挟ま
れてパンクすることがない。

【００５４】更に、チューブ体が何らかの原因でパンク
してしまった時も、弾性リング体がまだクッション材と
して残っているとともに、タイヤのビードをリムに押し
着ける役目を果たしているので、タイヤがリムから外れ
てしまうことがなく、走行性能としては不十分ながらも
走行を続けることができる。

【００５５】また、タイヤ内全体に弾性リング体を配置
するわけではないので重量の面でも増加が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤとリムの組立体の断面図であ
る。

【図２】本発明のタイヤとリムの組立体が段差を乗り越
えるところの断面図である。

【図３】従来の自転車タイヤがリム打ちとなっていると
ころの断面図である。

【符号の説明】

１ 自転車タイヤ ２ ビード部 ３ サイドウォール部 ４ トレッド部 ５ クッション材 ５ａ 弾性リング体 ５ｂ チューブ体 ６ リム ７ ビード支持部 Ｓ タイヤとリムの組立体 Ｂ カーカス Ｈ タイヤ基本高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 良也 兵庫県神戸市長田区浜添通４丁目１番21号 三ツ星ベルト株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リムにクッション材を内包したタイヤを
   装着した自転車用のタイヤとリムの組立体において、前
   記クッション材は、リム側に配置した弾性リング体とタ
   イヤ側に配置したチューブ体からなり、弾性リング体の
   外周位置がタイヤ基本高さの２０〜６０％の高さに位置
   することを特徴とするタイヤとリムの組立体。
2. 【請求項２】 自転車のタイヤとリムで囲まれた空間内
   に配置するクッション材において、リム側に配置する弾
   性リング体とタイヤ側に配置するチューブ体の少なくと
   も２部材からなり、前記弾性リング体は、タイヤとリム
   で囲まれた空間内に配置したとき該弾性リング体の外周
   位置がタイヤ基本高さの２０〜６０％の高さに位置する
   よう構成したことを特徴とするクッション材。