JP4536851B2 - 二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体、詳しくはタイヤとリムとに囲まれた中空部に詰め物をしてパンクを回避した、いわゆるノーパンクタイヤに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
二輪自動車、中でも不整地路を主に走行するオフロード用の二輪自動車に適用したタイヤは、路面の凹凸に起因した繰り返し変形を受けるために、バイアスタイヤではチューブの破損、またラジアルタイヤでは路面の突起による外傷、によってパンクが発生する頻度が高い。特に、モトクロスレースでは、ジャンプ後の着地時にタイヤが局部変形してチューブに強い圧縮力が加わる結果、パンクが頻発している。
【0003】
従って、この不整地路を主に走行する二輪自動車用のタイヤでは、ゴムチューブを厚肉にしたり、タイヤ自体のゴムゲージを厚くする対策が取られているが、パンクの発生を抑える効果に乏しい上に、操縦安定性および乗り心地性の低下やタイヤの重量増など、問題が極めて多い。
【0004】
一方、ゴム厚を増加することなしにパンクの発生を回避する手段として、タイヤとリムとに囲まれた中空部に空気を充填することなく詰め物をした、ノーパンクタイヤが、種々提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイヤとリムとに囲まれた中空部を満たす充填物についての適切な提案がなく、操縦安定性や乗り心地性などのタイヤとしての基本性能が十分に得られないこと、タイヤの重量増をまねくこと、充填物によるリム組み作業性の低下などが、依然として残された問題であった。
【0006】
そこで、この発明は、タイヤとリムとに囲まれた中空部を適切な充填物で満たすことによって、上記の諸問題をまねくことなしにパンクの発生を回避した、二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(1) 二輪自動車前輪用タイヤをリムに装着した組立体であって、該タイヤの内周面とリムとに囲まれた中空部に、独立気泡を有する発泡体によるチューブを充填して成り、発泡体の50%圧縮応力が57〜76kPaであるとともに、タイヤの拘束を受けないチューブの断面積Smと中空部の断面積Stとの比Sm/Stが1.05〜1.20であり、タイヤの拘束を受けないチューブの内径dmとタイヤのビードベースの径dtとの比dm/dtが0.9〜1.0であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。
【0008】
(2) 二輪自動車後輪用タイヤをリムに装着した組立体であって、該タイヤの内周面とリムとに囲まれた中空部に、独立気泡を有する発泡体によるチューブを充填して成り、発泡体の50%圧縮応力が64〜88kPaであるとともに、タイヤの拘束を受けないチューブの断面積Smと中空部の断面積Stとの比Sm/Stが1.05〜1.20であり、タイヤの拘束を受けないチューブの内径dmとタイヤのビードベースの径dtとの比dm/dtが0.9〜1.0であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。
【0009】
(3) 上記(1)または(2)において、発泡体の発泡倍率が500〜1000%であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。
【0010】
(4) 上記(1)ないし(3)のいずれかにおいて、発泡体の発泡部分の比重が0.08〜0.18であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に従う二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体(以下、タイヤ組立体と示す)について、その幅方向断面を示す図1に基づいて説明する。
すなわち、図示のタイヤ組立体は、二輪自動車用のタイヤ1を、当該タイヤの適用リム2に装着し、タイヤ1の内周面とリム2とに囲まれた中空部3に、独立気泡を有する発泡体による、ほぼドーナツ状のチューブ4を充填して成る。なお、タイヤ1は、二輪自動車用タイヤの一般に従うものであれば、特に構造を限定する必要はない。
【0015】
ここで、チューブ4を構成する独立気泡を有する発泡体とは、個々の気泡が隔壁で囲まれて孤立化している、独立気泡を有するものである。
【0016】
このような発泡体としては、例えばゴム、好ましくはブチル系ゴム、カーボンブラック、可塑剤、発泡剤、タッキファイヤーおよび架橋剤等の組成によるものが有利に適合する。なお、ブチル系ゴムにはブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムおよび臭素化イソブチレンパラメチルスチレン共重合体などを、また発泡剤にはADCA発泡剤およびDPT発泡剤などを、それぞれ用いることができる。
【0017】
とりわけ、発泡体の発泡倍率、つまり発泡体の固相部の比重d0 および同発泡部の比重d1 に関して、{(d0 /d1 )−1}×100 で表される発泡倍率を、 500〜1000%の範囲に規制することが有利である。なぜなら、発泡体の発泡倍率が 500%未満では、発泡体の比重が大きくなってチューブ4の重量が増加しタイヤの重量増をまねき、またチューブ4が硬くなる結果、タイヤの操縦安定性、乗り心地性、そしてリム組み並びにリム解き時の作業性が悪化するためである。
【0018】
一方、発泡体の発泡倍率が1000%をこえると、軽量化するが、柔らかくなりすぎてタイヤ剛性が不足することになる。また、発泡倍率が高いほど、後述するチューブの製造時における、一次加硫時の急激膨張が大きくなり、チューブに割れが発生しやすくなって不良率が上昇し、さらに製造後の寸法変化が大きくなって製品として使用できる期間が制限されてしまう。
【0019】
また、チューブ4は、発泡しない最外表皮を除いた部分の発泡層における比重が0.08〜0.18であることが好ましい。すなわち、発泡層における比重が0.08未満では、軽量化するが、柔らかくなりすぎてタイヤ剛性が不足することになり、またチューブの製造時における、一次加硫時の急激膨張が大きくなり、チューブに割れが発生しやすくなって不良率が上昇し、さらに製造後の寸法変化が大きくなって製品として使用できる期間が制限されてしまう。一方、比重が0.18をこえると、発泡体の比重が大きくなってチューブ4の重量が増加しタイヤの重量増をまねき、またチューブ4が硬くなる結果、タイヤの操縦安定性、乗り心地性、そしてリム組み並びにリム解き時の作業性が悪化する。
【0020】
さらに、チューブ4は、タイヤ1内に圧縮充填されているから、タイヤ1の拘束を受けないと、図1に仮想線で示すように、断面がほぼ円状のドーナツ体となる。そして、このタイヤ1の拘束を受けないチューブ4のタイヤ幅方向断面における面積Sm と中空部3のタイヤ幅方向断面における面積St との比Sm /Stが1.05〜1.20であることが好ましい。なぜなら、比Sm /St が1.05未満では、十分な剛性が得られず、またタイヤビード部をタイヤの内側からリムへと押しつける力が不十分となって、リムの空転やリム落ちの危険性を生じるからである。一方、比Sm /St が1.20をこえると、チューブが過度に圧縮された状態になり、硬くなりすぎるために、タイヤの操縦安定性、乗り心地性、そしてリム組み並びにリム解き時の作業性が悪化する。
【0021】
同様に、タイヤ1の拘束を受けないチューブ4の内径dm とタイヤ1のビードベース5の径dt との比dm /dt が0.9 〜1.0 であることが好ましい。なぜなら、比dm /dt が0.9 未満では、リム組み並びにリム解き時の作業性が悪化するからであり、特にタイヤビード部がチューブによってタイヤの内側からリムに押しつけられているため、リム解きに際してタイヤビード部をリムから落とすことが難しくなる。一方、比dm /dt が1.0 をこえると、チューブを過度に圧縮して充填することになって硬くなりすぎるために、タイヤの操縦安定性、乗り心地性、そしてリム組み並びにリム解き時の作業性が悪化する。
【0022】
ところで、二輪自動車は、前輪と後輪との役割が四輪車に比較して大きく異なるため、この発明のタイヤ組立体を適用するに当り、前輪および後輪に適したチューブ4を採用することが望ましい。そのために、前輪に供するタイヤ組立体は、50%圧縮応力が57〜76kPa の発泡体を用いること、また後輪に供するタイヤ組立体は、50%圧縮応力が64〜88kPa の発泡体を用いること、がそれぞれ有利に適合する。
【0023】
すなわち、前輪に供するタイヤ組立体の発泡体の50%圧縮応力が57kPa 未満では、タイヤ剛性が低下し安定性(しっかり感)が阻害され、一方76kPa をこえると、タイヤ剛性が高くなり過ぎて路面の凹凸に対する追従性が低下し、ソフト感、グリップ感およびギャップ吸収性等の乗り心地性が阻害される。
【0024】
また、後輪に供するタイヤ組立体の発泡体の50%圧縮応力が64kPa 未満では、タイヤ剛性が低下し荷重を十分に支えることが難しくなるために、安定性(しっかり感)が阻害され、かつ走行に伴う剛性低下が大きくなって耐久性が阻害され、また十分なトラクションを得ることが難しくなる。一方、88kPa をこえると、タイヤ剛性が高くなり過ぎてギャップ吸収性が低下される。
【0025】
次に、チューブ4を製造するには、まず上記した成分組成の発泡剤を含む未加硫ゴム組成物を棒状に押し出して一定の長さに切断後、その両端を接合してドーナツ状に成形する。次に、この成形物を、金型内に該金型内体積の80〜95%の範囲に充填し、プレス加硫機にて 130〜160 ℃で加硫し発泡体とする。なお、この加硫後に、プレス圧力を開放すると、加圧されて金型内に抑えられていた発泡体は、金型内体積から急激に膨張する。従って、加硫温度が高過ぎると、プレス圧力開放時の体積増加が過度に生じて、発泡体に割れなどの不良が発生し易くなるため、160 ℃以下とすることが肝要である。
【0026】
その後、上記の一次加硫によって得られた発泡体を、金型を用いない無拘束下にて 130〜160 ℃の恒温槽で加熱して二次加硫を行う。この二次加硫は、発泡体の縮み防止のために行うものであり、二次加硫を省略すると発泡体の縮みが大きくなって所期した寸法精度を維持することが難しくなる。
かくして得られた製品をチューブとして、タイヤ1内部に充填してリム組みを行えば、タイヤ組立体が完成する。
【0027】
【実施例】
図1に示した構造の二輪自動車用のタイヤ組立体のチューブ4を、表1に示す配合の下に作製して表2および3に示すように適用し、サイズ90/90−21の前輪タイヤおよびサイズ 140/80−18の後輪タイヤを試作した。ここで、タイヤ1は、当該タイヤ種およびサイズの一般的構造に従うものである。
【0028】
なお、表1における各種配合の発泡体の物性測定は、図2(a) に示す形状および寸法のモールド内形状を有する金型を用いて、チューブを下記の条件にて製造し、このドーナツ体から図2(b) に示す円柱状試験片を切り出し、該円柱状試験片を軸方向に10mm/min で圧縮し、その高さ1/2 となったときの応力σを測定し、4σ/πR2 から50%圧縮応力を求めた。
【0029】
かくして得られた各タイヤ組立体について、エンデューロバイクに装着してエンデューロコースを実地走行した際のライダーによるフィーリング評価を行った。また、タイヤのリム組み並びにリム解き時の作業性についてもフィーリング評価を行い、さらに後輪については各供試タイヤを10本づつ用いて1時間の実走行を行った際に、リムから外れるタイヤがあるかを調査した。これらの結果を、表2および表3に併記する。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【発明の効果】
この発明によれば、操縦安定性や乗り心地性などのタイヤとしての基本性能が十分に得られないこと、タイヤの重量増をまねくこと、そして充填物によるリム組み作業性の低下などをまねくことなく、パンクの発生を回避したタイヤ組立体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従うタイヤ組立体の幅方向断面図である。
【図2】 (a) はチューブの形状を、そして(b) はチューブから切り出す試験片を、それぞれ示す図である。
【符号の説明】
1 タイヤ
2 リム
3 中空部
4 チューブ
5 タイヤビード部
Claims (4)
- 二輪自動車前輪用タイヤをリムに装着した組立体であって、該タイヤの内周面とリムとに囲まれた中空部に、独立気泡を有する発泡体によるチューブを充填して成り、発泡体の50%圧縮応力が57〜76kPaであるとともに、
タイヤの拘束を受けないチューブの断面積Smと中空部の断面積Stとの比Sm/Stが1.05〜1.20であり、
タイヤの拘束を受けないチューブの内径dmとタイヤのビードベースの径dtとの比dm/dtが0.9〜1.0であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。 - 二輪自動車後輪用タイヤをリムに装着した組立体であって、該タイヤの内周面とリムとに囲まれた中空部に、独立気泡を有する発泡体によるチューブを充填して成り、発泡体の50%圧縮応力が64〜88kPaであるとともに、
タイヤの拘束を受けないチューブの断面積Smと中空部の断面積Stとの比Sm/Stが1.05〜1.20であり、
タイヤの拘束を受けないチューブの内径dmとタイヤのビードベースの径dtとの比dm/dtが0.9〜1.0であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。 - 請求項1または2において、発泡体の発泡倍率が500〜1000%であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、発泡体の発泡部分の比重が0.08〜0.18であることを特徴とする二輪自動車用のタイヤとリムとの組立体。
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