JP3554436B2 - チューブ入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムの外周に装着されるタイヤと、リム及びタイヤにより画成される空間内に収納されるチューブとからなるチューブ入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューブ入りタイヤはチューブの気密性が良好であることから、自動二輪車や自転車に広く用いられるワイヤスポーク付車輪に装着される。
【０００３】
ところで、チューブ入りタイヤを装着した車輪に半径方向の荷重が作用すると、その荷重によってタイヤ及びチューブが変形するが、特にオフロードの走行時にタイヤが岩石等の固い障害物に乗り上げたような場合や車両がジャンプして接地したような場合には、大きく変形したタイヤと金属製のリムとの間にチューブが強く挟圧され、チューブの内壁面どうしが相互に当接するリム打ち現象が発生することがある。かかるリム打ち現象によりチューブの内壁面が相互に当接すると、その部分に孔が開いて所謂ショックパンクが発生する場合がある。特に、相互に当接するチューブの壁面のうち、リムに近い側の壁面（以下、リム打ち部という）は金属製のリムから局所的な荷重が作用して損傷を受け易い。
【０００４】
これを回避するために、タイヤのトレッド部の内表面とチューブの外表面との間に断面三日月状の緩衝体を介在させ、この緩衝体によって前記リム打ち現象によるチューブの損傷を防止するものが提案されている（特開平５−２０１２１３号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のものは緩衝体を貫通した釘等によりチューブが刺傷を受けた場合にパンクの発生を防止することができず、しかも緩衝体を設けたことによって部品点数が増加し、これがタイヤの重量増加や製造コスト上昇の要因となっていた。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、釘等の刺傷によるパンクや、障害物への乗り上げによるショックパンクの発生を簡単且つ有効に防止し得るチューブ入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、リムの外周に装着されるタイヤと、リム及びタイヤにより画成される空間内に収納されるチューブとからなるチューブ入りタイヤにおいて、前記チューブは、円形断面の周壁の内部を隔壁で仕切ることにより、周壁の半周を構成する空気室周壁と隔壁との間に空気が充填される空気室を画成するとともに、周壁の残りの半周を構成するシール剤室周壁と隔壁との間にシール剤が充填されるシール剤室を画成してなり、該チューブの外表面とタイヤの内表面との間に、タイヤのトレッド部に対応する部分が薄く、タイヤのサイドウオール部に対応する部分が厚く形成された緩衝体を介装したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施例の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１はチューブ入りタイヤを装着した車輪の横断面図、図２はチューブの製造工程を示す図、図３は作用の説明図である。
【００１０】
図１に示すように、自動二輪車用車輪のリムＲには、タイヤ１と、その内部に収納されるチューブ２とからなるチューブ入りタイヤＴが装着される。チューブ２は、半径方向内側に位置する空気室周壁４ｉと、半径方向外側に位置するシール剤室周壁４ｏとを備えて断面環状に形成された周壁４を備える。周壁４の空気室周壁４ｉとシール剤室周壁４ｏとを接続する一対の接続部間は、それと一体に形成された隔壁５によって相互に接続される。空気室周壁４ｉと隔壁５との間に画成された断面略円形の空気室３には空気が充填され、シール剤室周壁４ｏと隔壁５との間に画成された断面略円弧状のシール剤室７には公知の液状シール剤８が充填される。
【００１１】
リムＲはチューブ入りタイヤＴの円周方向に延びる環状のリム本体部１１と、リム本体部１１の軸方向両端から半径方向外側に延びてタイヤ１の内周を保持する一対のフランジ部１２，１２とを備える。チューブ２の内部に形成された空気室３に空気を充填する空気弁６は、リム本体部１１の円周方向１ヵ所に形成した空気弁取付部１３を貫通してナット１４，１５で固定される。
【００１２】
タイヤ１の内表面とチューブ２の外表面との間に、発泡ゴム等のスポンジ状部材よりなるムース１６が介装される。タイヤ１の内部に装着されたムース１６はリム本体部１１に対向する部分が開口しており、その開口部からムース１６内にチューブ２が装着される。ムース１６の厚さは、タイヤ１のトレッド面に対応する部分が肉薄に形成され、その他の部分、即ちリム打ちにより大きな荷重が作用する部分は肉厚に形成される。
【００１３】
而して、チューブ２のシール剤室７は空気室３の空気圧によりタイヤ１の内面に沿った形状に保持されるため、シール剤室７に充填されたシール剤８に車輪の回転による遠心力が作用しても、そのシール剤８がチューブ２の外周側に片寄るのを防ぐことができる。また釘等がタイヤ１に刺さっても、ムース１６の厚みの分だけ釘等の先端がチューブ２に達し難く、チューブ２が損傷する確率が低くなる。仮に、釘等により半径方向あるいは側方からチューブ２が刺傷を受けても、シール剤８がその刺傷を直ちに埋めて補修し、空気室３からの空気の漏出を遅らせる。更に、万一チューブ２がパンクして空気室３内の空気が漏れても、ムース１６の剛性によってタイヤ１の形状がある程度保たれるため、例えば修理工場まで車両の走行を継続することができる。またシール剤８はシール剤室７に保持されていて、空気室３側へ流出することがないから、空気弁６やそれに当てがわれる圧力ゲージ等を詰まらせることもない。
【００１４】
次に、前記チューブ２の製造方法について説明する。
【００１５】
図２に示すように、チューブ２の製造工程は、材料混練工程、チューブ素材押し出し成形工程、切断工程、空気弁取付工程、孔開け工程、接合工程、第１加硫工程、シール剤充填工程、生ゴムシート貼付工程、第２加硫工程及び検査工程からなる。
【００１６】
先ず、材料混練工程で混練した材料をチューブ素材押し出し成形工程で押し出し成形することにより、生ゴムよりなるチューブ素材２′を成形する。押し出し成形機のノズルから連続的に押し出し成形されるチューブ素材２′は、横断面円形の周壁４と、この周壁４の直径上に位置する２点を接続する隔壁５とを備えており、周壁４は隔壁５との接続部を境にして空気室周壁４ｉとシール剤室周壁４ｏとに分かれている。
【００１７】
続く切断工程でチューブ素材２′を所定長さに切断した後、空気弁取付工程で空気室周壁４ｉの適所に空気弁６を取り付け、更に孔開け工程でチューブ素材２′のシール剤室周壁４ｏにシール剤充填孔４_１ を開設する。
【００１８】
続く接合工程でチューブ素材２′の両端部を接合した後、第１加硫工程において、前記チューブ素材２′を加熱型内に挿入し、空気弁６から空気室３に加熱した空気或いは高温の水蒸気を供給することにより、空気室周壁４ｉ及びシール剤室周壁４ｏを加熱型に密着させるとともに隔壁５をシール剤室周壁４ｏに密着させ、この状態で加熱型を加熱して加硫を行う。
【００１９】
続くシール剤充填工程でシール剤充填孔４_１ からシール剤室７にシール剤８を充填する。このとき、シール剤８の充填に先立って空気弁６から空気を供給して空気室３を膨張させることにより、隔壁５をシール剤室周壁４ｏに密着させてシール剤室７内の空気を完全に排出しておき、この状態からシール剤８の充填を開始する。このように、シール剤室７の空気を完全に排出した状態からシール剤８の充填を開始することにより、シール剤８に対する空気の混入を有効に防止し、シール剤８のみを充填することができる。また空気弁６を利用して空気室３に空気を供給しているので、空気室周壁４ｉに空気充填用の孔を開ける必要がない。
【００２０】
続く生ゴムシート貼付工程において、シール剤充填孔４_１ を覆うように生ゴムシート１９を貼付した後、第２加硫工程で生ゴムシート１９の近傍を局部的に加硫してシール剤充填孔４_１ を閉塞することによりチューブ２を完成する。チューブ素材２′と同一材料である生ゴムシート１９を使用してシール剤充填孔４_１ を閉塞するので、閉塞部の強度を向上させてシール剤８の漏れを有効に防止することができる。而して、完成したチューブ２を検査工程において検査して製造工程を終了する。
【００２１】
次に、本発明の実施例の作用について説明する。
【００２２】
図３に示すように、チューブ入りタイヤＴが路面の障害物２０に乗り上げて衝撃的な荷重が作用すると、その荷重によってタイヤ１及びチューブ２の一部が半径方向に圧縮される。このとき、半径方向外向に突出するリムＲのフランジ部１２，１２と前記障害物２０との間にタイヤ１及びチューブ２が挟圧されるが、タイヤ１及びチューブ２間に弾性を有するムース１６が介装されているため、チューブ２に作用する荷重が分散・軽減され、リム打ちによるチューブ２の損傷を効果的に防止することができる。特に、ムース１６はタイヤ１のトレッド部に対応する部分が薄く、タイヤ１のサイドウオール部に対応する部分が厚く形成されているので、リム打ち現象に対するチューブ２の耐久性を高めながらムース１６の重量の増加を最小限に抑えることができる。
【００２３】
図４は、本実施例のチューブ入りタイヤＴがムース１６を持たないと仮定した場合の作用を示すものである。図４（ａ）は、チューブ２をタイヤ１の内部に装着して空気室３に空気を充填する前の状態、即ちチューブ２が膨張していない自由状態を示しており、このときチューブ２の外表面とタイヤ１の内表面との間に隙間αが存在している。図４（ｂ）は、前記チューブ２の空気室３に空気弁６を介して空気を充填した膨張状態を示しており、空気室３の膨張によりチューブ２の外表面とタイヤ１の内表面とが密着して前記隙間αが消滅している。
【００２４】
ところで、前記自由状態のチューブ２をタイヤ１の開口から挿入するとき、チューブ２が小型であれば挿入作業を容易に行うことができる。しかしながら、チューブ２を小型化すると、タイヤ１の内部でチューブ２を膨張させるとき、そのチューブ２の外表面をタイヤ１の内表面に密着させるためには、該チューブ２の断面伸長率Ｒを大きく設定する必要がある。前記断面伸長率Ｒは、自由状態でのチューブ２の断面積（図４（ａ）の斜線部の面積Ａ）に対する、膨張状態でのチューブ２の断面積（図４（ｂ）の斜線部の面積Ｂ）の比（Ｒ＝Ｂ／Ａ）によって与えられる。
【００２５】
このように断面伸長率Ｒを大きく設定すると、膨張時におけるチューブ２の隔壁５の張力が大きくなり、該隔壁５には自己の弾性で自由状態に戻ろうとする荷重（図４（ｂ）の矢印ｆ参照）が作用することになる。図４（ｃ）に示すように、釘等がタイヤ１及びチューブ２を貫通してシール剤室７が２カ所の刺傷ａ，ｂを受けた場合、車輪が回転していれば隔壁５が遠心力でシール剤室７側に付勢されるために、空気室３の空気が刺傷ｂからシール剤室７に流入することはない。しかしながら、車輪の回転が停止して前記遠心力が消滅すると、大きな張力が作用している隔壁５が空気室３側に縮もうとするため、空気室３の空気が刺傷ｂからシール剤室７に流入してシール剤８と混合してしまう。このようにしてシール剤８に空気が混入すると、シール剤８が空気に阻害されて刺傷ａ，ｂに達し難くなったり、シール剤８の流動性が悪くなってシール性能が低してしまう。
【００２６】
しかしながら、本実施例のチューブ入りタイヤＴは、予めタイヤ１に装着したムース１６の内部に自由状態のチューブ２を挿入して膨張させるため、チューブ２の断面伸長率Ｒを小さく抑えて前記不具合を解消することができる。なぜならば、ムース１６はタイヤ１に比べて容易に弾性変形可能であるため、自由状態のチューブ２の寸法を大きめに設定しても、ムース１６の開口を弾性変形させて前記自由状態のチューブ２を容易に挿入することができる。而して、自由状態のチューブ２の寸法を大きめに設定したことにより、そのチューブを膨張させる際の膨張量、即ち前記断面伸長率Ｒを低く抑えることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、円形断面の周壁の内部を隔壁で仕切ることにより、周壁の半周を構成する空気室周壁と隔壁との間に空気が充填される空気室を画成するとともに、周壁の残りの半周を構成するシール剤室周壁と隔壁との間にシール剤が充填されるシール剤室を画成してなるチューブを備えたことにより、タイヤを通してチューブが刺傷を受けても、その刺傷をシール剤で即座に補修して空気室からの空気の漏れを防止することができる。しかも、タイヤとチューブ間に緩衝体を介装したことにより、タイヤに刺さった釘等がチューブに達し難くなるだけでなく、リム打ち現象によりタイヤとリムとの間にチューブが強く挟圧されても、緩衝体によってチューブに加わる荷重を軽減してショックパンクの発生を防止することができる。特に、緩衝体はタイヤのトレッド部に対応する部分が薄く、タイヤのサイドウオール部に対応する部分が厚く形成されているので、リム打ち現象に対するチューブの耐久性を高めながら緩衝体の重量の増加を最小限に抑えることができる。また万一チューブが損傷して空気室から空気が漏れても、緩衝体の剛性でタイヤの形状を保持して車両の走行を継続することができる。更に、タイヤに予め装着した緩衝体の内部にチューブを組み付けるとき、緩衝体が弾性変形するためにチューブを大型化してもでも容易に組み付けることができる。これにより、チューブの断面伸長率を低く抑えてシール剤によるシール性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】チューブ入りタイヤを装着した車輪の横断面図
【図２】チューブの製造工程を示す図
【図３】作用の説明図
【図４】断面伸長率の説明図
【符号の説明】
Ｒ リム
１ タイヤ
２ チューブ
４ 周壁
４ｉ 空気室周壁
４ｏ シール剤室周壁
５ 隔壁
７ シール剤室
８ シール剤
１６ ムース（緩衝体）

Claims (1)

1. リム（Ｒ）の外周に装着されるタイヤ（１）と、リム（Ｒ）及びタイヤ（１）により画成される空間内に収納されるチューブ（２）とからなるチューブ入りタイヤにおいて、
   前記チューブ（２）は、円形断面の周壁（４）の内部を隔壁（５）で仕切ることにより、周壁（４）の半周を構成する空気室周壁（４ｉ）と隔壁（５）との間に空気が充填される空気室（３）を画成するとともに、周壁（４）の残りの半周を構成するシール剤室周壁（４ｏ）と隔壁（５）との間にシール剤（８）が充填されるシール剤室（７）を画成してなり、該チューブ（２）の外表面とタイヤ（１）の内表面との間に、タイヤ（１）のトレッド部に対応する部分が薄く、タイヤ（１）のサイドウオール部に対応する部分が厚く形成された緩衝体（１６）を介装したことを特徴とするチューブ入りタイヤ。

Images