JP2004114849A

JP2004114849A - タイヤ用充填体及びそれを挿入した自動二輪車用タイヤとリムの組立体

Info

Publication number: JP2004114849A
Application number: JP2002281475A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Matsumura; 松村　貞彦; Tomohisa Kumagai; 熊谷　知久
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP4160353B2

Abstract

【課題】剛性感不足を招くことなく、大きなギャップに対する衝撃吸収性を向上する。
【解決手段】タイヤ内腔４内に挿入されタイヤ内圧状態を調整するリング状の充填体５であって、独立気泡を有する発泡体６からなり、かつタイヤ内腔挿入前の自由状態において、発泡体６の体積Ｖｃは、タイヤ内腔の容積Ｖｔの１０５〜１５０％とする。発泡体６の周囲かつその中央領域Ｙｃに、半径方向に凹む衝撃吸収用の複数の凹部７を周方向に隔設した。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ内腔内に挿入することによりパンクを防止した自動二輪車用タイヤとリムの組立体において、特に大きな路面上の凹凸（以下ギャップとよぶ場合がある）に対する衝撃吸収性を高め、走行の安定性を向上しうるタイヤ用充填体及びそれを挿入した自動二輪車用タイヤとリムの組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばモトクロス競技に使用される自動二輪車用タイヤでは、競技中にパンクするのを防止するため、図７に例示する如く、通常のチューブに代わり、タイヤ内腔ａ内に、独立気泡を有する発泡体ｂ１からなる充填体ｂを挿入する場合がある。この充填体ｂでは、チューブ使用に相当するタイヤ内圧状態を保持するために、従来、前記発泡体ｂ１の発泡倍率、及び体積などの調整が図られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の充填体ｂでは、大きく硬い路面上のギャップに対して、充分な衝撃吸収性が発揮されず、車体が跳ね上げられて安定な走行ができなくなるという問題がある。
【０００４】
なお発泡体の発泡倍率を高めたり、又その体積を減じたりして柔らかい乗り心地となるように調整した場合には、小さなギャップに対する衝撃吸収性が高まり乗り心地性は向上するものの、大きなギャップに対する衝撃吸収性は依然として改善されず、しかも剛性感不足となって操縦安定性を低下する傾向となる。
【０００５】
そこで本発明は、発泡体の周囲かつ発泡体のタイヤ赤道面を中心とした中央領域に、半径方向に凹む複数の凹部を形成することを基本として、剛性感不足を招くことなく、路面上の大きなギャップに対する衝撃を効果的に吸収緩和することができ、走行の安定性を向上しうるタイヤ用充填体及びそれを挿入した自動二輪車用タイヤとリムの組立体の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤとこれをリム組みするリムとが囲むタイヤ内腔内に挿入されタイヤ内圧状態を調整するリング状のタイヤ用充填体であって、
前記充填体は独立気泡を有する発泡体からなり、かつタイヤ内腔挿入前の自由状態において、前記発泡体の体積Ｖｃは、タイヤ内腔の容積Ｖｔの１０５〜１５０％とするとともに、
前記発泡体の周囲かつ発泡体のタイヤ赤道面を中心とした発泡体全巾Ｗｃの７０％の中央領域に、半径方向に凹む衝撃吸収用の複数の凹部を周方向に隔設したことを特徴としている。
【０００７】
又請求項２の発明では、前記衝撃吸収用の凹部は、前記自由状態において、その深さｈを、前記発泡体の断面高さＨｃの５〜９０％としたことを特徴としている。
【０００８】
又請求項３の発明では、前記衝撃吸収用の凹部は、前記自由状態において、その開口部における平均直径Ｄを１〜４０ｍｍ、かつ前記発泡体の全体積Ｖｃに対する凹部容積Ｖｐの総和ΣＶｐとの比ΣＶｐ／Ｖｃを１．０〜１０．０％としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項４の発明では、前記衝撃吸収用の凹部は、周方向に６〜３０個形成されることを特徴としている。
【００１０】
又請求項５の発明は、自動二輪車用タイヤとリムの組立体であって、前記請求項１〜４の何れかに記載のタイヤ充填体をタイヤ内腔内に挿入したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の自動二輪車用タイヤとリムの組立体の実施の一形態を、そのタイヤ内腔内に挿入される充填体とともに図面に基づき説明する。
【００１２】
図１において、自動二輪車用タイヤとリムの組立体１（以下組立体１という）は、タイヤ２と、これをリム組みするリム３とが囲むタイヤ内腔４内に、従来的なチューブに代わってタイヤ内圧状態を保持するリング状の充填体５を挿入している。
【００１３】
ここで、前記タイヤ２は、不整地走行用の従来的な自動二輪車用タイヤであって、ブロックパターンを有するトレッド部１０と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部１１と、各サイドウォール部１１のタイヤ半径方向内方端に位置するビード部１２とを具え、例えばカーカス（図示しない）を含む適宜のコード補強層により補強される。なおトレッド部１０は、トレッド巾がタイヤ最大幅となるようタイヤ赤道面Ｃからトレッド端に向かって円弧状に湾曲してのび、これによって旋回性能を確保している。
【００１４】
又前記リム３は、前記タイヤ２のビード部１２が着座する一対のリムベース部３ｂの間を円弧状のウエル部３ｃによって接続した周知構造をなし、このリム３の外周面とタイヤ２の内周面との間で前記タイヤ内腔４を形成する。
【００１５】
次に、前記充填体５は、独立気泡を有するリング状の発泡体６からなり、タイヤ内圧状態を保持し、弾性及び剛性を高めてタイヤ荷重を効果的に支承するために、タイヤ内腔挿入前の自由状態（図２〜４に示す）において、前記発泡体６の体積Ｖｃを、タイヤ内腔４の容積Ｖｔの１０５〜１５０％に設定している。
【００１６】
ここで、前記体積Ｖｃが容積Ｖｔの１０５％未満では、充填体５の圧縮不足となってタイヤ剛性が低下し、操縦安定性を充分に発揮することができなくなり、逆に１５０％をこえると、圧縮過多となって充填体５が硬くなり過ぎ、大小双方のギャップに対して衝撃吸収性が低下し、乗り心地を悪化させる。
【００１７】
又この発泡体６としては、前記独立気泡の平均気泡径が１〜１００μｍかつ発泡倍率が４００〜１５００％のスポンジゴム材が好適に使用でき、平均気泡径が１μｍ未満、及び発泡倍率が４００％未満では、大小のギャップに対して衝撃吸収性が不足しがちとなる。逆に平均気泡径が１００μｍより大、及び発泡倍率が１５００％より大では、発泡体６が著しく柔軟化し、小なギャップに対する衝撃吸収性は改善されるものの、大なギャップに対する衝撃吸収性は依然不十分であり、しかも剛性感不足となって操縦安定性の低下を招く。
【００１８】
又発泡体６では、前記自由状態における断面形状を、本例の如く円形若しくは楕円とするのが好ましく、これによって発泡体６の圧縮量がビード部１２において相対的に増すなどビード剛性が高まり、操縦安定性の向上に寄与できる。
【００１９】
そして本実施形態では、大なギャップに対する衝撃吸収性を改善するために、図２〜４に示すように、前記発泡体６の周囲かつ発泡体６のタイヤ赤道面Ｃを中心とした発泡体全巾Ｗｃの７０％の中央領域Ｙｃに、半径方向に凹む衝撃吸収用の複数の凹部７・・・　を周方向に隔設している。なお前記発泡体全巾Ｗｃ及び中央領域Ｙｃの巾は、前記自由状態における値である。
【００２０】
この凹部７は、発泡体６の外周面側の中央領域Ｙｃ１、及び内周面側の中央領域Ｙｃ２の何れか一方に形成することができ、本例では、内周面側の中央領域Ｙｃ２に形成した場合を例示している。なお凹部７の中心が前記中央領域Ｙｃ内であれば、本例の如く、タイヤ赤道面Ｃ上に形成することも、或いは、タイヤ赤道面Ｃから両側外に外れた位置に形成することもでき、又前記外れた位置に形成する場合には、タイヤ赤道面Ｃの一方側、他方側に交互に（即ち千鳥状に）配することが均一性の観点から好ましい。
【００２１】
又前記凹部７は、６〜３０個の範囲で周方向に等間隔を隔てて配することが好ましい。しかし不等間隔で配することもでき、係る場合には少なくとも７°以上のピッチ角度αを隔てることが強度の点で望ましい。
【００２２】
又前記凹部７は、図２に拡大する如く、前記自由状態において、その深さｈを、前記発泡体６の断面高さＨｃの５〜９０％、さらには１０〜４０％の範囲とするのが好ましい。又凹部７は、真円状又は楕円（長円を含む）状断面を有し、その開口部における平均直径Ｄは、１〜４０ｍｍ、さらには５〜３０ｍｍの範囲が好ましく、このとき、前記発泡体６の全体積Ｖｃに対する凹部容積Ｖｐの総和ΣＶｐとの比ΣＶｐ／Ｖｃを１．０〜１０．０％としている。
【００２３】
なお発泡体６の全体積Ｖｃとは、前記凹部容積Ｖｐを含んだ発泡体６の見かけの体積である。又前記平均直径Ｄとは、前記凹部７の断面形状が真円の時にはその直径であり、楕円の時には長径ｄ１と短径ｄ２との平均（ｄ１＋ｄ２）／２を意味する。なお楕円の時には、長径ｄ１と短径ｄ２との比ｄ２／ｄ１を０．７〜１．０の範囲とするのが良い。
【００２４】
又凹部７は、例えば円錐状とするなどその断面積Ｓを深さ方向に変化させることができ、係る場合には、次式で示す断面積変化率Ｋを０．１５以下とするのが好ましい。
Ｋ＝（Ｓｍａｘ　−Ｓｍｉｎ　）／Ｓｍａｘ
（Ｓｍａｘ　は断面積の最大値、Ｓｍｉｎ　は断面積の最小値である）
【００２５】
このような凹部７を発泡体６の内周側の中央領域Ｙｃ２に形成した充填体５は、タイヤ２が縦方向に変形する際の発泡体６の剪断力を減じることができ、タイヤが大きな縦たわみを起こした際の、縦バネ定数が過大となるのを防ぐことができる。
【００２６】
ここで、凹部７のない従来的な発泡体を挿入したタイヤは、通常のチューブ付きタイヤと比較して、縦荷重／縦たわみの関係がリニアでなく、縦たわみの増加につれて縦バネ定数が大きくなるため、大きなギャップに対して衝撃吸収性が低下する。その原因としては、チューブ付きタイヤでは、接地部分が撓んでもタイヤ内腔内の容積変化が小さいため、内圧に大きな変化が発生せず、従って大な縦たわみに対しても、縦荷重／縦たわみは比較的リニアな関係となる。
【００２７】
これに対して、従来的な発泡体ｂ１を挿入したタイヤでは、図５（Ａ）に示すように、縦たわみ量の増加につれて、発泡体ｂ１内部で縦荷重を支える領域面積ｓが増大するため、縦バネ定数が大きくなる。しかし、発泡体６に凹部７を形成した本実施形態の充填体５では、図５（Ｂ）に示すように、前記凹部７によって、荷重を支える領域面積ｓが発泡体内で広がるのを防止することができ、縦荷重／縦たわみの関係がリニアとなり、大きなギャップに対する衝撃吸収性を向上することが可能となる。
【００２８】
次に、前記凹部７は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発泡体６の外周側の中央領域Ｙｃ１に形成することもできる。係る場合には、大きな荷重が作用した際、発泡体６の一部が凹部７内に流動して発泡体６を変形し易くするなど、縦バネ定数を減じる効果があり、内周側の中央領域Ｙｃ２に凹部７を形成する場合と同様に、大きなギャップに対する衝撃吸収性を向上させることができる。
【００２９】
なお、凹部７の前記深さｈが断面高さＨｃの５％未満、凹部７の前記平均直径Ｄが１ｍｍ未満、発泡体６の全体積Ｖｃに対する凹部容積Ｖｐの総和ΣＶｐとの前記比ΣＶｐ／Ｖｃが１．０％未満では、大きなギャップに対する衝撃吸収性の向上効果を十分に発揮することができなくなる。
【００３０】
又凹部７の前記深さｈが断面高さＨｃの９０％より大、凹部７の前記平均直径Ｄが４０ｍｍより大、前記比ΣＶｐ／Ｖｃが１０．０％より大では、剛性感不足を招き、操縦安定性を低下する傾向となる。
【００３１】
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うる。
【００３２】
【実施例】
充填体を表１の仕様に基づき試作するとともに、試作した充填体をモトクロス用の自動二輪車用タイヤとリムの組立体に適用し、実車走行テストにより、剛性感（操縦安定性）、小なギャップに対する衝撃吸収性（乗り心地性）、大なギャップに対する衝撃吸収性（走行安定性）について評価し、その結果を表１に記載した。
【００３３】
なお各充填体は、何れも、独立気泡の平均気泡径７μｍ、発泡倍率８００％のブチル系スポンジゴムの発泡体からなり、断面高さＨｃが１００ｍｍの楕円状断面形状を有するとともに、発泡体の体積Ｖｃとタイヤ内腔の容積Ｖｔとの比Ｖｃ／Ｖｔを１２０％としている。
【００３４】
＜実車走行テスト＞
充填体を挿入したタイヤサイズ１２０／９０−１９のタイヤとリムの組立体をオフロード走行用の自動二輪車（２サイクル２５０ＣＣ）の後輪に装着し、オフロードテストコース（１周約２．５ｋｍ）を周回走行したときの剛性感、小なギャップへの衝撃吸収性、大なギャップへの衝撃吸収性を、ドライバーの官能により、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。なお従来例は、チューブ付きタイヤで、内圧８０ｋＰａを充填している。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表の如く、実施例品は、大なギャップに対する衝撃吸収性を向上でき、車体の跳ね上げを抑え走行安定性を高めうるのが確認できる。
【００３７】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、発泡体の周囲かつタイヤ赤道面を中心とした中央領域に、半径方向に凹む複数の凹部を形成しているため、剛性感不足を招くことなく、大きなギャップに対する衝撃を効果的に吸収緩和することができ、走行の安定性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤとリムの組立体タイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】自由状態における充填体の断面を凹部とともに拡大して示す断面図である。
【図３】自由状態における充填体の周方向断面図である。
【図４】自由状態における充填体の半径方向断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、充填体の作用効果を従来品と比較して説明する線図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、充填体の他の実施例を説明する断面図である。
【図７】従来の充填体を説明する斜視図である。
【符号の説明】
２　　　タイヤ
３　　　リム
４　　　タイヤ内腔
５　　　充填体
６　　　発泡体
７　　　凹部
Ｃ　　　タイヤ赤道面
Ｙｃ　　中央領域

Claims

タイヤとこれをリム組みするリムとが囲むタイヤ内腔内に挿入されタイヤ内圧状態を調整するリング状のタイヤ用充填体であって、
前記充填体は独立気泡を有する発泡体からなり、かつタイヤ内腔挿入前の自由状態において、前記発泡体の体積Ｖｃは、タイヤ内腔の容積Ｖｔの１０５〜１５０％とするとともに、
前記発泡体の周囲かつ発泡体のタイヤ赤道面を中心とした発泡体全巾Ｗｃの７０％の中央領域に、半径方向に凹む衝撃吸収用の複数の凹部を周方向に隔設したことを特徴とするタイヤ用充填体。
前記衝撃吸収用の凹部は、前記自由状態において、その深さｈを、前記発泡体の断面高さＨｃの５〜９０％としたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ用充填体。
前記衝撃吸収用の凹部は、前記自由状態において、その開口部における平均直径Ｄを１〜４０ｍｍ、かつ前記発泡体の全体積Ｖｃに対する凹部容積Ｖｐの総和ΣＶｐとの比ΣＶｐ／Ｖｃを１．０〜１０．０％としたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ充填体。
前記衝撃吸収用の凹部は、周方向に６〜３０個形成されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤ充填体。
請求項１〜４の何れかに記載のタイヤ充填体をタイヤ内腔内に挿入したことを特徴とする自動二輪車用タイヤとリムの組立体。