JP3181271U - 空気タイヤ内蔵用クッション - Google Patents

Abstract

【課題】一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、パンク防止性能を向上させるだけでなく、乗り心地、走行性、耐久性又は安全性を維持又は向上させることができる空気タイヤ内蔵用クッションを提供する。
【解決手段】本考案の空気タイヤ内蔵用クッション１は、ホイールリム２０に装着されたタイヤ１０の内側形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているタイヤ支持部２と、ホイールリム２０の内側部分のうちタイヤ１０が接触していない部分の形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているリム支持部５と、を備えているとともに、複数の合成樹脂捲縮糸が互いに絡み合いながらそれらの接点で融着してなる合成樹脂捲縮糸集合体を用いて構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、パンク防止用に空気タイヤに内蔵されるクッションとして好適に利用される空気タイヤ内蔵用クッションに関する。

従来のパンク防止対策済空気タイヤは、パンクを防止するため、合成樹脂製弾性発泡体やシリコーンゴムが充てんされたタイヤチューブを備えていることがあった。

実用新案登録第３１３８９５５号公報

しかしながら、タイヤチューブに合成樹脂製弾性発泡体やシリコーンゴムを充てんすると、タイヤチューブ全体の重量が少なくとも２，０００ｇ以上になるため、空気タイヤの軽快性が損なわれるという問題があった
また、合成樹脂製弾性発泡体は、シリコーンゴムよりも軽いものの、水分を吸収しやすい。そのため、合成樹脂製弾性発泡体がタイヤチューブ内に侵入した湿気を吸収したとき、タイヤチューブ全体の重量が増加するだけでなく、経年劣化が早まってしまうという問題があった。

また、タイヤチューブに合成樹脂製弾性発泡体やシリコーンゴムを充てんする場合、タイヤチューブの形状が意図せずに決定してしまうため、タイヤチューブの形状が適切でない場合、タイヤの縁部をホイールリムに押しつける力が不十分となり、ホイールリムからタイヤが外れやすくなってしまうという問題があった。

また、タイヤチューブに合成樹脂製弾性発泡体やシリコーンゴムを充てんすると、タイヤチューブの重量バランスや剛性が不均一となるため、このタイヤチューブを利用する自転車等の乗り物の乗り心地が悪化するという問題があった。

さらに、タイヤチューブに封入される空気の代わりに合成樹脂製弾性発泡体やシリコーンゴムを充てんするので、上記しない種々の問題点があった。

なお、上記の問題点については、チューブレスタイヤでも同様のことが言える。

そこで、本考案はこれらの点に鑑みてなされたものであり、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、パンク防止性能を向上させるだけでなく、乗り心地、走行性、耐久性又は安全性を維持又は向上させることができる空気タイヤ内蔵用クッションを提供することを本考案の目的としている。

前述した目的を達成するため、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションは、ホイールリムに装着されたタイヤの内側形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているタイヤ支持部と、ホイールリムの内側部分のうちタイヤが接触していない部分の形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているリム支持部と、を備えているとともに、複数の合成樹脂捲縮糸が互いに絡み合いながらそれらの接点で融着してなる合成樹脂捲縮糸集合体を用いて構成されていることを特徴とする。

これにより、合成樹脂捲縮糸集合体が、空気の有無に関係なく、コイルばねの集合体のようなばね性を発揮するので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、パンク防止性だけでなく、少なくとも軽量性を維持及び向上させることができる。

また、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションにおいて、タイヤ支持部は、ホイールリムの両縁部内側にそれぞれ係合するタイヤの両縁部をタイヤの内側からタイヤの幅方向外側に向かって支持する縁支持部と、タイヤ支持部から縁支持部を除いたタイヤ本体支持部と、を有しており、縁支持部の幅は、ホイールリムに装着されたタイヤの両縁部の内側幅よりも大きいことが好ましい。

これにより、縁支持部がタイヤの両縁部をホイールリムの両縁部内側面に押し付け、タイヤがホイールリムから離脱することを防止するので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、少なくとも安全性を向上させることができる。

また、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションは、タイヤのトレッド面側からホイールリム側に向かって段階的又は連続的にその弾性率が変化するように、構成されていることが好ましい。

これにより、多段荷重コイルばねのような多段ばね特性を発揮するので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、少なくとも乗り心地及び走行性を維持又は向上させることができる。

また、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションにおいて、合成樹脂捲縮糸集合体は、冷却液内に設置された所望形状の型の内部に対して冷却液の液面上に設置されたノズルから溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を供給し、型の内部において熱可塑性合成樹脂糸の供給速度よりも遅い移動速度で溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を液中移動させることにより、形成されることが好ましい。

これにより、液中での移動速度を変化させるだけで合成樹脂捲縮糸集合体の弾性率を左右する合成樹脂捲縮糸の密度及び接点融着数を変化させることができるので、空気タイヤ内蔵用クッションの製造コストを大幅に削減させることができる。

また、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションにおいて、合成樹脂捲縮糸は、発泡処理されていないＥＶＡ樹脂（エチレン酢酸ビニルコポリマー）又はそれを基礎とする糸であることが好ましい。

これにより、合成樹脂捲縮糸が弾性力を発揮しつつ、吸水することを防止することができるので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、少なくとも耐久性及び安全性を向上させることができる。

また、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションは、ホイールリム及びタイヤに装着される前の状態において直線状に保管され、ホイールリム及びタイヤに装着されるときの状態において環状に巻き付けることが可能な程度に、変形自在に形成されていることが好ましい。

これにより、空気タイヤ内蔵用クッションの使用前状態においては保管性の良い直線状で保管し、使用状態においては使用に適した形状に変形することができるので、空気タイヤ内蔵用クッションの保管性が向上する。

本考案の空気タイヤ内蔵用クッションによれば、一般的な空気タイヤに内蔵することにより、パンク防止性、軽量性、非吸水性及び耐久性等の優れた性能が付与されるので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、パンク防止性能を向上させるだけでなく、乗り心地、走行性、耐久性又は安全性を維持又は向上させることができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションの使用状態を示す斜視分解断面図である。 図２は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションの使用状態を示す正面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ‘線切断部を示す拡大端面図である。 図４は、図２のＢ−Ｂ’部分拡大図である。 図５は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションに用いる実際の合成樹脂捲縮糸集合体を示す写真である。 図６は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションの使用前状態を示す正面図である。

以下、本考案の空気タイヤ内蔵用クッションの実施形態を説明する。

図１は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションの使用状態を示す斜視分解断面図である。図２は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションの使用状態を示す正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ‘線切断部を示す拡大端面図である。

［空気タイヤ内蔵用クッション１］
本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１は、ホイールリム２０に装着されたタイヤ１０に内蔵するタイヤチューブの代替品（チューブレスタイヤの場合も含む。）として内蔵するクッション材である。この空気タイヤ内蔵用クッション１は、図１から図３に示すように、タイヤ支持部２と、リム支持部５と、を一体に備える。

［タイヤ支持部２（縁支持部４及びタイヤ本体支持部３）］
タイヤ支持部２は、縁支持部４と、タイヤ本体支持部３と、を一体に有する。このタイヤ支持部２は、ホイールリム２０に装着されたタイヤ１０の内側形状と同様の形状である。例えば、本実施形態のタイヤ支持部２の場合、縁支持部４の断面がホイールリム２０側を上底側とする略台形状であってタイヤ本体支持部３の断面が略円形状又は略楕円状になっており、全体の断面として鍵穴状になっている。

また、タイヤ支持部２は、空気タイヤ内蔵用クッション１の弾力性を調整するため、図示した通りに中実であってもよいし、図示しない中空であってもよい。

縁支持部４は、タイヤ支持部２において、ホイールリム２０の両縁部２１内側にそれぞれ係合するタイヤ１０の両縁部（例えばタイヤのビード）１１をタイヤ１０の内側からタイヤ１０の幅方向ＷＤ外側に向かって支持する部分である。この、縁支持部４の幅Ｗ１は、ホイールリム２０に装着されたタイヤ１０の両縁部１１の内側幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。空気タイヤ内蔵用クッション１は弾力性を有しているため、縁支持部４の幅Ｗ１がタイヤ１０の両縁部１１の内側幅Ｗ２よりも大きくても、空気タイヤ内蔵用クッション１をその幅方向ＷＤに圧縮することにより、ホイールリム２０及びタイヤ１０に挟まれた空間に内蔵することができる。
タイヤ本体支持部３は、タイヤ支持部２から縁支持部４を除いた部分である。タイヤ１０の空気圧調整の効果と同様の効果を得るため、タイヤ本体支持部３の大きさは、タイヤ１０の内側形状よりも大きくしてもよいし、小さくしてもよい。

［リム支持部５］
リム支持部５は、ホイールリム２０の内側部分のうち、タイヤ１０が接触していない部分の形状と同様の形状である。例えば、本実施形態のリム支持部５の場合、リム支持部５の断面がホイールリム２０側を頂角側とする略二等辺三角形状又はその略二等辺三角形の２つの斜辺に角を各々設けた略五角形状になっている。

また、リム支持部５は、空気タイヤ内蔵用クッション１の弾力性を調整するため、図示した通りに中実であってもよいし、図示しない中空であってもよい。

［合成樹脂捲縮糸集合体］
図４は、図２のＢ−Ｂ’部分拡大図である。図５は、空気タイヤ内蔵用クッションに用いる実際の合成樹脂捲縮糸集合体を示す写真である。

空気タイヤ内蔵用クッション１は、合成樹脂捲縮糸集合体を用いて構成されている。この合成樹脂捲縮糸集合体は、複数の合成樹脂捲縮糸（幾重にも屈曲させた糸（捲縮糸）状の合成樹脂）を互いに絡み合わせて集合体にしたものである。また、複数の合成樹脂捲縮糸は、部分的に点接触しており、その接点で融着されている。

合成樹脂捲縮糸集合体は、主として、供給工程及び形成工程を経て形成される。

供給工程においては、冷却水内に設置された所望形状の型の内部に対し、冷却水の水面上に設置されたノズルから溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を供給する。タイヤ本体支持部３、縁支持部４及びリム支持部５を一体形成する場合、所望の型の断面形状は、図３に示す空気タイヤ内蔵用クッション１の断面形状と同様になる。また、タイヤ本体支持部３、縁支持部４及びリム支持部５を別体形成する場合、所望の型の断面形状は、図示しないが、タイヤ本体支持部３、縁支持部４及びリム支持部５についてのそれぞれの断面形状と同様になる。

熱可塑性合成樹脂糸としては、発泡処理されていないＥＶＡ樹脂（エチレン酢酸ビニルコポリマー）、又は、主原料となるＥＶＡ樹脂にＥＶＡ樹脂と相溶性のある樹脂を含有してなる合成樹脂を、用いることが好ましい。

形成工程においては、上記した型の内部において、溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を水中移動させる。溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸は、冷却水内において水冷されて捲縮状態で固化することにより、合成樹脂捲縮糸となる。また、その冷却過程において合成樹脂捲縮糸の接点が融着する。

ここで、熱可塑性合成樹脂糸の水中移動速度は、少なくとも、ノズルから供給される熱可塑性合成樹脂糸の供給速度よりも遅い移動速度である。この移動速度が遅くなるほど合成樹脂糸の捲縮度が大きくなり、合成樹脂捲縮糸の密度が高くなるとともに、合成樹脂捲縮糸の接点が多くなるので、合成樹脂捲縮糸集合体の弾性率が高くなる。一方、移動速度が速くなるほど合成樹脂捲縮糸の捲縮度が小さくなり、合成樹脂捲縮糸の密度が小さくなるとともに、合成樹脂捲縮糸の接点が少なくなるので、合成樹脂捲縮糸集合体の弾性率が小さくなる。

［空気タイヤ内蔵用クッション１の弾性率の変化］
空気タイヤ内蔵用クッション１は、タイヤ１０のトレッド面１２側からホイールリム２０側に向かって段階的又は連続的にその弾性率が変化するように、構成されていることが好ましい。

例えば、タイヤ本体支持部３、縁支持部４及びリム支持部５を別体に形成する場合、熱可塑性合成樹脂糸の供給速度を上限として、タイヤ本体支持部３、縁支持部４、リム支持部５の順に、熱可塑性合成樹脂糸の水中移動速度を低速、中速、高速にする。これにより、空気タイヤ内蔵用クッション１は、タイヤ１０のトレッド面１２側からホイールリム２０側に向かって段階的にその弾性率が高くなる。その結果、空気タイヤ内蔵用クッション１におけるタイヤ１０のトレッド面１２側が柔らかくなり、そのホイールリム２０側が硬くなる。

また、例えば、タイヤ本体支持部３、縁支持部４及びリム支持部５を一体に形成する場合、タイヤ本体支持部３、縁支持部４、リム支持部５の順に形成されるように溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を供給するとともに、上記の熱可塑性合成樹脂糸の水中移動速度を徐々に遅くする。これにより、空気タイヤ内蔵用クッション１は、タイヤ１０のトレッド面１２側からホイールリム２０側に向かって連続的にその弾性率が高くなる。その結果、空気タイヤ内蔵用クッション１におけるタイヤ１０のトレッド面１２側が柔らかくなり、そのホイールリム２０側が硬くなる。

［空気タイヤ内蔵用クッション１の重量］
２６インチの自転車用タイヤ１０に内蔵される空気タイヤ内蔵用クッション１の重量は、約５００〜８００ｇであった。この重量の幅は、合成樹脂捲縮糸集合体の密度の差である。ここで、２６インチの自転車用タイヤチューブの重量は約３００ｇであるので、空気タイヤ内蔵用クッション１の重量は自転車用タイヤチューブの約１．７〜２．７倍程度の重量に抑えられている。従来のようにタイヤチューブに合成樹脂製弾性発泡体やシリコーンゴムを充てんしたタイヤチューブ加工品の重量が少なくとも２，０００ｇ以上であり、自転車用タイヤチューブの約７倍の重量であることを考慮すると、空気タイヤ内蔵用クッション１の重量がタイヤチューブ加工品よりも格段に軽量に形成することができることがわかる。

［空気タイヤ内蔵用クッション１の使用前状態と使用状態］
図６は、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッションの使用前状態を示す正面図である。

空気タイヤ内蔵用クッション１は、図６に示すように、ホイールリム２０及びタイヤ１０に装着される前の状態において、直線状に保管することが可能になっている。また、空気タイヤ内蔵用クッション１は、図２に示すように、ホイールリム２０及びタイヤ１０に装着されるときの状態において、環状に巻き付けることが可能になっている。つまり、空気タイヤ内蔵用クッション１は、直線状に変形したり、環状に変形したりすることが可能な程度に、変形自在に形成されている。これは、空気タイヤ内蔵用クッション１に合成樹脂捲縮糸集合体が用いられており、その合成樹脂捲縮糸集合体を構成する合成樹脂捲縮糸が伸び縮みすることにより、空気タイヤ内蔵用クッション１の変形を許容するからである。

［効果］

次に、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１の効果を説明する。

（１）本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１は、ホイールリム２０に装着されたタイヤ１０の内側形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているタイヤ支持部２と、ホイールリム２０の内側部分のうちタイヤ１０が接触していない部分の形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているリム支持部５と、を備えているとともに、複数の合成樹脂捲縮糸が互いに絡み合いながらそれらの接点で融着してなる合成樹脂捲縮糸集合体を用いて構成されていることを特徴とする。

これにより、合成樹脂捲縮糸集合体が、空気の有無に関係なく、コイルばねの集合体のようなばね性を発揮するので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、パンク防止性だけでなく、少なくとも軽量性を維持及び向上させることができる。

（２）また、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１において、タイヤ支持部２は、ホイールリム２０の両縁部２１内側にそれぞれ係合するタイヤ１０の両縁部１１をタイヤ１０の内側からタイヤ１０の幅方向ＷＤ外側に向かって支持する縁支持部４と、タイヤ支持部２から縁支持部４を除いたタイヤ本体支持部３と、を有しており、縁支持部４の幅Ｗ１は、ホイールリム２０に装着されたタイヤ１０の両縁部１１の内側幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。

これにより、縁支持部４がタイヤ１０の両縁部１１をホイールリム２０の両縁部２１内側面に押し付け、タイヤ１０がホイールリム２０から離脱することを防止するので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、少なくとも安全性を向上させることができる。

（３）また、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１は、タイヤ１０のトレッド面１２側からホイールリム２０側に向かって段階的又は連続的にその弾性率が変化するように、構成されていることが好ましい。

これにより、多段荷重コイルばねのような多段ばね特性を発揮するので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、少なくとも乗り心地及び走行性を維持又は向上させることができる。

（４）また、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１において、合成樹脂捲縮糸集合体は、冷却液内に設置された所望形状の型の内部に対して冷却液の液面上に設置されたノズルから溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を供給し、型の内部において熱可塑性合成樹脂糸の供給速度よりも遅い移動速度で溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を液中移動させることにより、形成されることが好ましい。

これにより、液中での移動速度を変化させるだけで合成樹脂捲縮糸集合体の弾性率を左右する合成樹脂捲縮糸の密度及び接点融着数を変化させることができるので、空気タイヤ内蔵用クッション１の製造コストを大幅に削減させることができる。

（５）また、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１において、合成樹脂捲縮糸は、発泡処理されていないＥＶＡ樹脂（エチレン酢酸ビニルコポリマー）又はそれを基礎とする糸であることが好ましい。

これにより、合成樹脂捲縮糸が弾性力を発揮しつつ、吸水することを防止することができるので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、少なくとも耐久性及び安全性を向上させることができる。特に、発泡処理したＥＶＡ樹脂を使用した場合と比較すると、発泡処理されていないＥＶＡ樹脂を使用した場合は、弾性力、復元力、耐摩擦性、耐摩耗性、放熱性、耐水性などの特性を高くすることができる。

（６）また、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１は、ホイールリム２０及びタイヤ１０に装着される前の状態において直線状に保管され、ホイールリム２０及びタイヤ１０に装着されるときの状態において環状に巻き付けることが可能な程度に、変形自在に形成されていることが好ましい。

これにより、空気タイヤ内蔵用クッション１の使用前状態においては保管性の良い直線状で保管し、使用状態においては使用に適した形状に変形することができるので、空気タイヤ内蔵用クッション１の保管性が向上する。

すなわち、本実施形態の空気タイヤ内蔵用クッション１によれば、一般的な空気タイヤに内蔵することにより、パンク防止性、軽量性、非吸水性及び耐久性等の優れた性能が付与されるので、一般的な空気タイヤ及びパンク防止対策済空気タイヤと比較して、パンク防止性能を向上させるだけでなく、乗り心地、走行性、耐久性又は安全性を維持又は向上させることができるという効果を奏する。

なお、本考案は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１ 空気タイヤ内蔵用クッション
２ タイヤ支持部
３ タイヤ本体支持部
４ 縁支持部
５ リム支持部
１０ タイヤ
１１ タイヤの両縁部
２０ ホイールリム
２１ ホイールリムの両縁部
Ｗ１ 縁支持部の幅
Ｗ２ タイヤの両縁部の内側幅
ＷＤ 幅方向

Claims (6)

1. ホイールリムに装着されたタイヤの内側形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているタイヤ支持部と、
   前記ホイールリムの内側部分のうち前記タイヤが接触していない部分の形状と同様の形状であって中実又は中空に形成されているリム支持部と、
   を備えているとともに、
   複数の合成樹脂捲縮糸が互いに絡み合いながらそれらの接点で融着してなる合成樹脂捲縮糸集合体を用いて構成されている
   ことを特徴とする空気タイヤ内蔵用クッション。
2. 前記タイヤ支持部は、
   前記ホイールリムの両縁部内側にそれぞれ係合する前記タイヤの両縁部を前記タイヤの内側から前記タイヤの幅方向外側に向かって支持する縁支持部と、
   前記タイヤ支持部から前記縁支持部を除いたタイヤ本体支持部と、
   を有しており、
   前記縁支持部の幅は、前記ホイールリムに装着された前記タイヤの両縁部の内側幅よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気タイヤ内蔵用クッション。
3. 前記タイヤのトレッド面側から前記ホイールリム側に向かって段階的又は連続的にその弾性率が変化するように、構成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気タイヤ内蔵用クッション。
4. 合成樹脂捲縮糸集合体は、冷却液内に設置された所望形状の型の内部に対して前記冷却液の液面上に設置されたノズルから溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を供給し、前記型の内部において前記熱可塑性合成樹脂糸の供給速度よりも遅い移動速度で前記溶融状態の熱可塑性合成樹脂糸を液中移動させることにより、形成される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気タイヤ内蔵用クッション。
5. 前記合成樹脂捲縮糸は、発泡処理されていないＥＶＡ樹脂（エチレン酢酸ビニルコポリマー）又はそれを基礎とする糸である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空気タイヤ内蔵用クッション。
6. 前記ホイールリム及び前記タイヤに装着される前の状態において直線状に保管され、前記ホイールリム及び前記タイヤに装着されるときの状態において環状に巻き付けることが可能な程度に、変形自在に形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空気タイヤ内蔵用クッション。

Images