JP2564607B2 - 二輪車用チューブの突き合せ接合方法 - Google Patents

二輪車用チューブの突き合せ接合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は熱可塑性エラストマーを主体としてなる二
輪車用チューブの突き合せ接合方法に関し、更に詳しく
は接合強度の耐久性と走行性並びに耐圧強度等に優れた
二輪車用チューブの突き合せ接合方法に関する。
(従来技術) 従来、ゴムあるいはエラストマーよりなる二輪車用チ
ューブの接合方法としては有端長筒状チューブ基材の両
端部をそれぞれ加熱されたカッターにより切断し、つい
でその切断面を加熱溶融した後直ちに突き合せて接合す
る所謂突き合せ接合法が最も一般的に採用されてきた。
この突き合せ接合法は、元来天然ゴム、ブチルゴム等
の如き、比較的肉厚の厚いチューブの接合に開発された
ものであるが、近年、自動車、自動二輪車等のチューブ
がその経量化とコストダウンを図るべく、薄肉指向に進
んでいる中にあって、かかる薄肉チューブを従来の接合
法によって接合する場合に、接合する両端部のチューブ
径の微少な誤差、あるいは、微少な厚み誤差があって
も、接合面の断面積は実質的に小さくなるために、接合
強度の低下を余儀なくされ、ひいては、二輪車用チュー
ブ特有の衝撃、よじれ、圧縮等の苛酷な使用条件に耐え
きれなくなって接合部でパンクやバーストを起しやすい
という新たな問題が生まれてきたのである。
一方こうした突き合せ接合法のもつ問題点を改善する
ために、チューブの両端を重ね合わせて接合する所謂重
ね合せ接合法が最近一部に報告されている。
しかしながら、これまで報告されている重ね合せ接合
法は、接合部が二重に重なっているために接合部の厚さ
が厚く、特に柔軟性の比較的乏しい熱可塑性エラストマ
ーよりなるチューブにおいては、空気充填後も接合部の
膨らみが小さくタイヤへの圧接力が他の部分と異なる関
係上、走行時に振動、がたつきが激しく走行性、即ち乗
り心地の点で実用性を欠くほか、更にチューブの損傷あ
るいは、バルブゴム座の接着力低下などにより、エアー
漏れ等のトラブルを起こしやすいといった数々の問題を
有していた。
(発明が解決しようとする問題点) 本願発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは熱可塑性エラストマーを主体と
してなるチューブを接合するに当ってこれまでの突き合
せ及び重ね合せ接合では、解決できなかった接合強度の
向上を図るとともに耐久性と走行性の問題を一挙に解決
し得る二輪車用チューブの提供にあり、更に最近の軽量
化指向を反映して、その需要が増えつつある薄肉チュー
ブの接合に極めて好適なチューブの接合方法を提供する
点にある。
(問題点を解決するための手段) 本願発明者等は熱可塑性エラストマーよりなる二輪車
用チューブの接合方法に関して、接合強度の耐久性と走
行性の問題を改善するためには、切断面のみを加熱溶融
して突き合せる従来の突き合せ接合法に比較し、予じめ
突き合せ部分の内側に短筒状のセパレーターを内接挿入
し、該突き合せ部分をチューブに当接する面部分に予じ
め凹面加工を施してなる上下の両盤間で加熱溶融圧締し
て熱溶着させ、それによって接合部分の肉厚を肥大化さ
せる方が接合面積が大きくとれ、しかも強固な接合強度
が得られることを見出し、本願発明を完成させた。
即ち、本願発明のうち請求項第1の発明は、熱可塑性
エラストマーよりなる有端長筒状のチューブ基材の両端
部を突き合せ接合して環状チューブ体とする二輪車用チ
ューブの接合方法において、接合すべきチューブ基材両
端部のいずれか一方の端部の内側に短筒状のセパレータ
ーを内接挿入した後、当該端部に他方のチューブ基材端
部を突き合せるとともに、該チューブ基材端部突き合せ
部分に当接する面部分に予じめ凹面加工を施してなる上
下の面盤面で当該チューブ基材端部突き合せ部分を加熱
溶融圧締することにより、当該突き合せ部分のチューブ
厚さaとチューブ基材の厚さbの比a/bを1.0乃至1.5な
る関係に維持しつつ前記チューブ基材両端部を接合する
ことを特徴とするものであり、請求項第2の発明は、上
記請求項第1の発明において、熱可塑性エラストマーを
熱可塑性ポリウレタンエラストマーとしたことを特徴と
するものである。
以下、本願発明の二輪車用チューブの突き合せ接合方
法について詳しく説明する。
第1図は、本願発明の接合法に基づき接合されたチュ
ーブの接合部分を示す斜視図であり、また第2図は第1
図中のチューブ接合部を示す拡大断面図である。
両図中の符号1は二輪車用チューブ基材、2はチュー
ブ基材端部接合部、3は短筒状のセパレーター、aは突
き合せ接合部の厚さ、bはチューブ基材の厚さをそれぞ
れ示すものである。
本願発明において熱可塑性エラストマーとは、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリス
チレン系、塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステ
ル系、ポリアミド系等の熱可塑性を有するエラストマー
であれば、いかなるものも包含するが、中でも強度、耐
摩耗性、柔軟性、気体遮断性、接合加工性等において二
輪車用チューブとしての数多くの優れた特性を有するJI
SA硬度が90Hs以下の熱可塑性ポリウレタンエラストマー
が特に好ましい。
本願発明の接合方法は、かかる熱可塑性エラストマー
よりなるチューブ基材端部突き合せ部分2の内側に予じ
め短筒状のセパレーター3を挿入し、チューブの突き合
せ部分に当接する面に凹面加工を施してなる上下の両盤
面(第3図、第4図において符号5,7)間で加熱溶融圧
締して熱溶着させることにより、チューブ基材端部突き
合せ部分のチューブ厚さaとチューブ基材厚さbの比a/
bを1.0乃至1.5、好ましくは、1.1乃至1.3なる関係に維
持しつつチューブ基材両端部を熱溶着接合するものであ
る。
即ち、本願発明の接合方法においてチューブ基材端部
突き合せ部分の厚さaとチューブ基材厚さbの比a/bが
1.5を越えた場合は、接合部の厚さが他の部分より厚く
なり過ぎるために、空気を充填した時の空気圧によるチ
ューブの膨らみ、換言すればタイヤへの圧接力が他の部
分と異なり、走行時に微妙な振動やがたつきを生じやす
くなる等、実用面での問題が生じる。
一方、本願発明の方法において、a/bが1.0未満の場合
は、実質的に突き合せ部分の接合断面積が小さくなるた
め接合部の耐久性、耐圧強度等の性能が損なわれ二輪車
用チューブとしての実用性が失なわれる。
従ってその厚さが特定の範囲にある時のみ、二輪車用
チューブとしての優れた走行性と耐久性、耐圧強度等の
諸性質を兼備することができるのである。
本願発明におけるチューブ基材端部突き合せ部分の厚
さaとチューブ基材の厚さbとの比a/bを1.0乃至1.5と
するための手段について第3図及び第4図に示す好適な
実施例により詳述する。
第3図及び第4図は、チューブ基材端部接合装置の主
要部分を示す原理断面図であり、第3図は、接合前の状
態、第4図は接合時の状態を示す。
第3図において、上部ホルダー4及び上部接合面盤5
はそれぞれ独立して上下に移動する構造を有し、固定状
態の下部ホルダー6及び下部接合面盤7とがそれぞれ対
応するように配置している。上下のホルダー4,6及び上
下の接合面盤5,7とで形成されている空間に熱可塑性エ
ラストマーよりなる有端長筒状のチューブ基材1の両端
部1A,1Bのいずれか一方(たとえば1A)の内側に短筒状
のセパレーター3を挿入し、ついで他方のチューブ端
(たとえば1B)を該チューブ端(1A)に突き合せ、該セ
パレーター3の中央部分が継目Cの位置にくるように
し、かつ同突き合せ部の継目Cが該上下の接合面盤5,7
のほぼ中央の位置にくるようにして該上下のホルダー4,
6によりチューブ基材1を保持する。
第4図において、上下の接合面盤5,7は、突き合せた
チューブ基材両端1A,1B付近を加熱し、溶融圧締して接
合するものであり、該上下の接合面盤5,7のチューブ基
材両端接合部に当接する面の断面形状は、同接合部の厚
さaとチューブ基材の厚さbとの比a/bが1.0乃至1.5の
範囲におさまるように凹面加工している。
尚、該上下の接合面盤5,7の加熱手段は特に限定しな
いが一般的には発熱体と温度調節センサーを内蔵したも
のが経済面から言えば良好であるが高周波あるいは、超
音波による熱溶着法でも可能である。
本願発明の接合方法が従来の突き合せ接合法に比し強
固な接合が得られる理由は、上下の接合面盤5,7によ
り、チューブ基材両端突き合せ部の周辺を押圧加熱した
際、接合部近辺が溶融状態となり、継目C面の方向に樹
脂が流動し、接合面が強固に接合されることによる。従
って、接合部にわずかな折径(チューブ径)の違いある
いは偏肉があっても実質的な接合面積は変らない。
本願発明の接合方法において使用する短筒状のセパレ
ーターは、チューブ基材端部1A,1Bの突き合せ接合時に
同端部1A,1Bの内面同士の溶着を防ぐものである。
従って、短筒状のセパレーターの材質については、前
記セパレーターの機能を満足するものであれば特に限定
する必要はないが、ポリエステル系フィルム、フッ素系
フィルム、TPX系フィルムまたは、セロハンフィルム等
を好適に使用することができる。
該短筒状のセパレーターの厚さ及び長さについては、
チューブ内に残るのでできるだけ軽量で短い方が良好で
あり、通常その厚さは、0.01mm乃至0.1mm、長さは5mm乃
至15mm程度が好ましい。
尚、本願発明の接合方法において、短筒状のセパレー
ターの外面に熱可塑性エラストマーよりなる層を設けた
2層タイプの短筒状のセパレーターを使用すると、接合
面の内面から熱溶着補強されて、チューブ基材端部の接
合面は更に強固に接合されるため、より効果的である。
該2層タイプのセパレーターの外層の熱可塑性エラスト
マーの厚さは、乗り心地及び補強効果等から言えば、チ
ューブ基材の厚さ(b)の1/2乃至1/10が好ましい。
(実施例) 以下本願発明の二輪車用チューブの接合方法を更に理
解しやすくするため実施例に基づき詳しく説明する。
尚、本願発明の接合方法の効果確認のために行なった
物性の測定法並びに評価方法は次の如くである。
(1)接合強度(単位:Kg/10mm) 二輪車用チューブ基材両端の接合部を中心に長手方向
に長さ150mm、幅10mmの短冊状試験片を採取し、該試験
片の破断強度を測定した。
(2)耐久性(単位:Km) JISK6302に規定する走行耐久試験を行ないチューブが
パンクあるいはバーストを起したり、著しいエアー漏れ
を起すまでの走行距離を測定した。
尚、この試験で走行距離が5000Km以上であれば耐久性
が極めて良好、2000km以上、5000km未満の場合は耐久性
良好、2000km未満の場合は耐久性が悪く、二輪車用チュ
ーブとして不適とされる。
(3)走行性 両端部を接合した環状チューブ体を自転車に装備し、
表面平滑な道路を試乗して走行性を評価した。この試乗
テストにおいて振動、がたつきがなく走行性が良好であ
ったものを(○)、走行時に体に感じる振動、がたつき
があり、走行性不良があったものを(×)とした。
(4)総合評価 チューブ接合後の耐久性及び走行性等の結果をもとに
総合評価したもので、二輪車用チューブの接合方法とし
て好適なものを(○)、不適なものを(×)とした。
実施例1〜3、比較例1〜2 厚さ500μ、折径39mmのポリエーテル系熱可塑性ポリ
ウレタンエラストマーよりなる二輪車用有端長筒状チュ
ーブ基材の接合すべき両端部のいずれか一方の内側に四
フッ化エチレン〜エチレン共重合樹脂よりなる折径38m
m、厚さ20μ、長さ12mmの短筒状セパレーターを6mm挿入
した後、他方のチューブ端を一方のチューブ端に突き合
せ、接合幅7mmの接合面盤の凹面断面形状及び接合圧力
を種々変えて、接合面盤によりチューブ基材両端部を熱
着接合して、接合部の厚さaとチューブ基材の厚さbの
比a/bが種々異なる環状チューブ体を得た。
これら接合部の厚さaとチューブ基材の厚さbの比a/
bが種々異なるチューブについて、耐久性、走行性等の
評価結果を第1表に示したが、同表より前記a/bが本願
発明の範囲にある場合(実施例1〜3)は接合後の耐久
性、走行性が共に良好で二輪車用チューブの接合方法と
して優れていることが確認された。
実施例4 ポリエーテル系の熱可塑性ポリウレタンエラストマー
よりなる厚さ280μ、折径27mmの有端長筒状の二輪車用
チューブ基材の接合すべき両端部のいずれか一方の内側
に、外層がポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンエラス
トマーで厚さ50μ、内層が四フッ化エチレン〜エチレン
共重合樹脂で厚さが15μ、折径26.9mm、長さ10mmの2層
タイプの短筒状セパレーターを5mm挿入した後、他方の
チューブ端を一方のチューブ端に突き合せ、接合幅6mm
の凹面加工された接合面盤により、該突き合せ両端部を
熱溶着接合して、接合部の厚さaとチューブ基材の厚さ
bの比a/bが1.25の環状チューブ体を得た。
この環状チューブ体を二輪車に装着した場合の耐久性
と走行性等の評価を第2表に示した。
比較例3 実施例4で使用したチューブ基材と同種のものを、チ
ューブ基材両端部の接合時、同チューブ基材両端部の内
面同士の溶着を防ぐため短筒状セパレーターの代りにコ
ーンスターチをチューブ両端接合部近辺の内面に打粉し
て、従来法の突き合せ接合法により接合して環状チュー
ブ体を得た。この環状チューブ体を二輪車に装着した場
合の耐久性と走行性等の評価を第2表に示した。
第2表より、従来法の突き合せ接合方法では、チュー
ブ厚さが薄くなると充分な接合強度が得られないが、本
願発明を適用してなる実施例4の接合方法では、チュー
ブ厚さが薄くなっても、2層タイプのセパレーターを使
用することにより、突き合せ部の内面からも熱溶着補強
が可能であり、接合面は強固に接合され、接合後の耐久
性、走行性が良好で二輪車用チューブの接合方法として
優れていることが確認された。
(発明の効果) 以上の如き本願発明の二輪車用チューブの接合方法に
よると、従来の突き合せ接合法及び重ね合せ接合法では
その解決が困難とされていた接合後の耐久性と走行性の
問題が耐圧強度等の他の諸性質を低下させることなく、
一挙に解決されるという優れた効果が得られる。更に、
本願発明の接合方法は、高度な熟練を必要とせず、しか
も使用するチューブ基材に多少の偏肉あるいは折径不同
があっても接合後の性能が極めて安定しているという優
れた利点を有するほか、近年二輪車業界がその軽量化と
コストダウンを図るために、チューブの薄肉指向を強く
打ち出している中にあって、薄肉チューブの接合にとり
わけ好適である点は、工業的にも更に利用価値の高いも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本願発明の接合方法を適用して接合された環
状チューブ体の接合部を示す斜視図、第2図は、第1図
中のチューブ接合部を示す拡大断面図、第3図及び第4
図は、チューブ基材端部接合装置の主要部分を示す原理
断面図である。符号の説明 1……チューブ基材 2……チューブ基材端部接合部 3……短筒状セパレーター 4……上部ホルダー 5……上部接合面盤 6……下部ホルダー 7……下部接合面盤

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性エラストマーよりなる有端長筒状
    のチューブ基材の両端部を突き合せ接合して環状チュー
    ブ体とする二輪車用チューブの接合方法において、接合
    すべきチューブ基材両端部のいずれか一方の端部の内側
    に短筒状のセパレーターを内接挿入した後、当該端部に
    他方のチューブ基材端部を突き合せるとともに、該チュ
    ーブ基材端部突き合せ部分に当接する面部分に予じめ凹
    面加工を施してなる上下の面盤間で当該チューブ基材端
    部突き合せ部分を加熱溶融圧締することにより、当該突
    き合せ部分のチューブ厚さaとチューブ基材の厚さbの
    比a/bを1.0乃至1.5なる関係に維持しつつ前記チューブ
    基材両端部を接合することを特徴とする二輪車用チュー
    ブの突き合せ接合方法。
  2. 【請求項2】熱可塑性エラストマーが熱可塑性ポリウレ
    タンエラストマーである特許請求の範囲第1項記載の二
    輪車用チューブの突き合せ接合方法。
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