JP6038887B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、円形、長円形、楕円形、又は他の環状形状のホイール（車輪）、リム（縁）、又はガイドに取り付けるためのものであり、環状に繋がっておらず、少なくとも２つの端部を有しているインナーチューブに関する。本発明はまた、そのようなインナーチューブを製造する方法に関するものである。

特許文献１には、チューブが開放状である点で特徴づけられている自転車用のチューブが記載されている。このチューブは、接着剤が設けられた重なり合う部分を有している。このチューブは、保護シートによって乾燥から保護されている。開口しているチューブの反対側には、接着剤の設けられていない固定場所、および、乾燥から保護する保護シートを備える接着場所がある。

特許文献２には、個々のチューブ部材から構成されていて、個々のチューブ部材が互いに結合してリムを取り囲んでいるタイヤが記載されている。

特許文献３には、空気式タイヤのインナーチューブの改良が記載されている。このインナーチューブでは、開放状のチューブの端部が、接触領域の横断面の全体に亘る固定領域を備えている。接触領域の領域内の高い材料密度のために、ケース内のそのようなチューブを圧縮空気で一様に満たすのが困難である。

特許文献４には、着脱可能な連結部を有するインナーチューブが記載されている。この連結部は、ソケット継手と類似しており、バルブを備えている１本の空気式のタイヤがチューブの端部を中に巻き入れることで２重になっていて、その箇所で開放状態のチューブの２つの端部が互いに入れられて係合する。

特許文献５には、空気式タイヤのための分割された空気式チューブが記載されている。そのチューブの端部同士は、プラグと継手の動作原理に合うように互いに連結される。

特許文献６には、自転車のタイヤのためのインナーチューブが記載されている。このインナーチューブは、環状のチューブがある１箇所で分けられていて、車輪の外周よりも長さが長いという点で特徴づけられている。その端部同士が、互いに対向して、輪に閉じられると共に重ね合されている。その重ね合わされたチューブの端部同士の壁の太さは、チューブの壁の太さよりも太い。

特許文献７には、ハードタイヤのための気密性の空気注入式チューブが記載されている。この車輪用インナーチューブは、車輪ケーシングの必要な位置に挿入された後、第１のチューブ端部が第２のチューブ端部に入れられて係合する。

特許文献８には、それ自身ではもはや閉じられない自転車用のインナーチューブが記載されている。この場合、端部同士は、自転車のタイヤ内に挿入されるときに重なり合わされる。重なり合わされる端部同士は、重なり合う部分が離れてしまうのを防止するために、ベルクロ（登録商標）タイプの面ファスナーによって繋がれる。特許文献９は、原理上、特許文献６の技術を使用する。類似する原理が、特許文献１０でも使われており、そこでも２つの端部を有するチューブが記載されている。

特許文献１１には、タイヤ及び車輪のためのインナーチューブが記載されている。タイヤ（特に自転車用のタイヤ）のためのそのインナーチューブは、各々の末端が閉塞されている２つの端部領域を有している点で、特徴付けられている。この場合も、図２ｂから判るように、チューブの比較的先の尖った端部同士がタイヤの内部で重なり合っている。図４ａ及び図４ｂのように、尖っていないチューブ端は、接着結合手段／保持装置を備えている。

特許文献１２は、第１及び第２の端部を有しているタイヤ用インナーチューブに関するものである。そして、これらの端部は、タイヤを取り外すことなくチューブを交換することを可能にするものである。このチューブは、曲がっているか、又は、真っ直ぐな管でありその管の開端部に丸みを帯びたエンドキャップが取り付けられて構成されている。

特許文献１３には、２つの端部を有する自転車用のインナーチューブが記載されている。エンドキャップ及び２つの端部は、残りのチューブの材料よりも弾性（伸縮性）のある材料で作られている。チューブ端部同士は、スリーブの中で結合される。球状の形はスリーブ内への挿入が窮屈になるように形成する。

保持リング（ｉ）及び（ｈ）の使用は、チューブの円形状の経路の途中に比較的硬い領域をもたらす。そしてそれは、乗るときに不快に感じさせる。ちなみに、このことは先行技術の２つの端部を有する他の全てのチューブについても該当する。そこでは、チューブの端部の多少大きな領域が重なり合っている。

独国実用新案第２９８０３６２１号明細書 西独国実用新案第１６８４２２２号明細書 米国特許第１７５３５７号明細書 西独国特許出願公開第３７２９６７０号明細書 オーストリア特許第３１９１５号明細書 独国実用新案第９２０２３４５号明細書 独国特許出願公開第１００３２３００号明細書 独国特許出願公開第１９８１７０４６号明細書 国際公開第９７／２５２１５号 西独国特許第７３９８４８号明細書 独国特許出願公開第１９８２８４１２号明細書 米国特許出願公開第２００８／０２２３４９７号明細書 西独国特許第７３７８１６号明細書 欧州特許第１７８６６３５号明細書

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、本発明の車輪用インナーチューブは、円形、長円形、楕円形、又は他の環状形状の車輪、リム、又はガイドに全体が取り付けられるためのものであり、環状に繋がっておらず、少なくとも２つの端部を有している。さらに、増大した部材の太さ（厚み）のせいで生じる乗車中の車輪のアンバランスを引き起こしうる車輪用チューブの重なり合う端部領域を有していない車輪用インナーチューブを提供することを本質的な目的とする。

第１の実施形態では、前述の本発明の目的は、車輪用インナーチューブ１によって達成される。この車輪用インナーチューブ１は、円形、長円形、楕円形、又は他の環状形状の車輪、リム、又はガイドに全体が取り付けられるものであり、環状に繋がっておらず、少なくとも２つの端部を有している。このインナーチューブは、チューブの端部が、各々、ラウンド形状（円形状、丸い形状、曲面形状、角のない形状）の突出部２を備えている。この突出部２を含んでいる前記の端部の各々は、必須の結合部材（ジョイント）であるチューブセクション３を介して、チューブ１に連結されている。好ましくは、突出部２のラウンド形状の半径が、最大でもチューブ１の外半径、及び、最小でもチューブ１の外半径の１／１０、特に５分の１に相当している。より好ましくは、突出部がドーム型である。しかしながら、この構造は不利な点を有している。それは、内部空間を満たすために必要な圧力が基本的に高くなるということである。そのため、図１Ｂ又は図２で示す平坦型（先端が平坦な形状）であることが好ましい。

車輪用インナーチューブ１と、突出部２の付いているエンドキャップとの間に連結部材である別個のチューブセクション３を挿入することには、特別の利点がある。その利点とは、エンドキャップを別に製造できるということである。そのため、例えば、車輪用インナーチューブ１又はチューブセクション３の２つの平坦型又はドーム型のエンドピースは、互いに結合（接合、付着）することが可能になる。これは、結合場所の領域でアンバランスになることを防止する。

本発明の意味の範囲において、部材が「互いに結合（連結）」の意味することは、部材同士の縁と縁とを合わせて（一致させて）繋げる又は連結する、という意味である。

本発明を適用する車輪用インナーチューブを示す図である。 本発明を適用する別な車輪用インナーチューブを示す図である。 本発明を適用するさらに別な車輪用インナーチューブのエンドピースの図である。

本出願の発明者は、鋭意実験研究の結果、チューブの２つの端部同士の重なり合い（オーバーラップ）が絶対に回避されるべきであることを見出した。これに加えて、車輪ケーシング内の２つのチューブ端部の接触領域では、チューブの端部の部材の太さ（厚み）が基本的にできるだけ厳密に残りのチューブの部材の太さと同じになるように、設計されなければならない。又、それら端部領域の弾性（伸長）特性は、チューブの残りの領域と可能な限り近いか、又は同じである必要がある。エンドキャップ又は端部領域の伸長性能（弾性特性）を実現するために、チューブ本体の伸長性能に可能な限り近いか又は同じになるように、エンドキャップ又はチューブの端部領域が高い弾性を有していなければならない。要するに、端部領域とチューブ本体との間の張力（ストレス）の異なる状態（複数の軸方向の張力状態）が、本発明を達成させる。より弾性に富む端部領域は、他より薄い壁厚を有しているエンドキャップ、若しくは端部領域（例えば、キャップの底部の領域）によってもたらされ、又は、例えば、より柔軟な材料の混合物を用いることによってもたらされる。それによって、チューブ端部付近の領域の重なり合い（オーバーラップ）を効果的に防止することができる。そして、必要に応じて車輪ケーシングの範囲内でチューブ端部の位置をずらすことができる。付言すると、面上を転がるとき、低い弾性（硬いエンドキャップ）を有する端部領域は、顕著な抵抗をもたらしうる。

チューブの端部が各々ラウンド形状の突出部で製造されるならば、そのラウンド形状の突出の半径（外側を測定）は最大でもチューブの外半径、チューブの外半径の少なくとも５分の１、特に少なくとも１０分の１である。その結果、乗車しているときに、チューブのアンバランス、又は、チューブの硬い領域が現れることが無い。そしてそれは、車輪のきれいな回転動作を可能にする。前記のラウンド形状の突出の半径は、単に気体が充填されていない状態にチューブを圧縮して平らに潰し、端部領域の半径（突出部の丸い部分（丸い角）の半径）を測定することで、定めることができる。

発明の好ましい実施形態は、基本的に円形、長円形、又は楕円形のエンドプレート（端板）で端部が閉塞された平坦型のチューブ端を有するインナーチューブで構成されている。エンドプレートの弾性がチューブの残りの構成要素の弾性よりも高く設定されているならば、チューブにポンプで気体を注入されるときに、エンドプレートは膨らむ（突出する）。その後、ポンプの注入操作の終了時に、チューブの端部同士が接触することで、エンドプレートの膨らみは再び押し戻される。そのため、２つのチューブの端部同士は、縁と縁とが対向する。例えば、この実施形態は、エンドプレートの部材の厚みを、チューブの残りの部材の厚みよりも薄くすることで実現することができる。

チューブの部材（材質）の特性は、特許文献１４に記載されている自転車用インナーチューブの部材の特性と完全に同じものにすることができる。この点において、文献中の全ての範囲を参照することにより、この文献の記載が本明細書に含まれる。したがって、チューブのエンドキャップとしてその文献中で言及された部位は、本明細書ではチューブの端部と定義されていて、両者は同じ部材（材質）で有り得る。

好ましい実施形態において、本発明に係る車輪用インナーチューブは、内部に気体を充填されている間、横断面方向よりも長手方向にチューブが比例的に伸長するものであることを特徴とする。この現象は、風船をモデル化することから基本的に理解される。対応する材質の設定は、特許文献１４に従って行うことができる。

上述の変形例に代わるものとして、本発明で特に好ましいものは、チューブが長手方向及び横断面方向に一様に比例的に伸長するものである。このことは、具体的には、チューブの端部と、チューブセクション３を含む残りのチューブの領域とを、同様の部材の特性、特に弾性特性とすることで達成される。伸長量を絶対値で表すならば、長手方向の伸長量は、横断面方向の伸長量よりも「絶対値が」大きくなる。

任意に、チューブ１又はその部品が、車輪ケーシング（ケース）及び／又はリムに、締結及び／又は固定するための、締結手段及び／又は固定手段をさらに備えることができる。又、本発明によれば、チューブ端部（エンドキャップ）の接触領域が、これら接触領域同士を一緒に締結及び／又は固定するための類似した手段を備えることも可能である。

図１Ａは、本発明を適用する車輪用インナーチューブ１を示す。同図では、エンドキャップ２は、チューブセクション３を介して車輪用インナーチューブ１に連結されている。

またここでは、エンドキャップ２の突出部（膨らみ）の半径は、ドーム型のチューブ端２を備えたチューブの最大半径（チューブの外半径）に相当している。

対照的に、図１Ｂでは、突出部（膨らみ）の半径が最小限のエンドキャップ２を示しており、このエンドキャップ２に、チューブセクション３を介して車輪用インナーチューブ１が連結されている。

本発明の意図している範囲内では、射出成形によってエンドキャップ２を別に製造して、それを車輪用インナーチューブ１に直接連結することももちろん可能である。

図２は、本発明を適用する車輪用インナーチューブ１におけるエンドピース（端部）を示している。それは、射出成形で製造した成形品として製造されており、車輪用インナーチューブ１（不図示）に縁と縁とを合せて連結される。

ここで、エンドピースにおけるエンドプレートの部材の厚み（板厚）は、エンドピースの他の部分の厚みよりも薄い。エンドピースの他の部分は、車輪用インナーチューブ１と同じ厚みを有している。それでもやはり、エンドピース又はエンドキャップに必須の膨らみ（突出、隆起）が生じることを、理解することができる。

本発明の他の実施形態は、塞がれた端部を有する開放状の車輪用インナーチューブ１の製造方法を含む。本発明では、突出部２を備えることでラウンド形状になっているエンドキャップ（例えばドーム型のもの）が、非加硫又は部分的に加硫されたチューブセクション３に射出成形によって連結されるときに、チューブセクション３が突出部２と共に成形用の心棒（マンドレル）上に存在していて、成形されたエンドキャップの突出部にチューブセクション３が合致（結合）する第１のステップと、
エンドキャップ及びチューブセクション３が、部分的に加硫される第２のステップと、
心棒が引き抜かれ、エンドキャップ付きのチューブセクション３が加硫の型から取り出される第３のステップと、
チューブセクション３が非加硫又は部分的に加硫された車輪用インナーチューブ１に連結される第４のステップと、
車輪用インナーチューブ１、チューブセクション３、及び突出部２付きのエンドキャップが最終的に加硫される第５のステップとを、含んで構成され、
第２のエンドキャップに対して前記の各ステップと同じ手順が適用されることを特徴とする。

原則として、この製造過程の変形は、チューブセクション３が心棒（マンドレル）の上に被せられて実行される。そして、これは、射出金型に挿入される。それから、エンドキャップは、チューブセクションに射出成形によって成形されて連結される。

突出部２と共に心棒上に存在して、エンドキャップの突出部に合致する非加硫又は部分的に加硫されたチューブセクション３を備えるエンドキャップを、別々に製造して接続を行うことは、エンドピースが簡単な方法で製造されるという特別な利点を持つ。非加硫又は部分的に加硫されたチューブセクション３がその後に車輪用インナーチューブ１（車輪用インナーチューブ１もまた非加硫又は部分的に加硫されている）に連結されるならば、これら２つの部品を1つに接合し、その後、それらに最終的な加硫を受けさせることが可能である。

第２のエンドキャップは、非加硫又は部分的に加硫された第２のチューブセクションに対応させて連結される。そのため、１つ又は２つのチューブセクションのどちらでも、同時に車輪用インナーチューブ１に連結することが可能である。

もう１つの他の実施形態において、塞がれた端部を有する開放状の車輪用インナーチューブ１の製造方法は、ラウンド形状の突出部２付きのエンドピースがチューブセクション３及びエンドキャップから射出成形によって製造され、及び、部分的に加硫される第１のステップと、
エンドピースが非加硫又は部分的に加硫された車輪用インナーチューブ１に連結される第２のステップと、
車輪用インナーチューブ１及びエンドピースが最終的に加硫される第３のステップと、
第２のエンドピースに対しても前記の各ステップと同じ手順が適用されることを特徴とする。

このように、この変形例によれば、突出部２を備えることでラウンド形状になっているエンドピースが、別に製造されると共に、非加硫又は部分的に加硫された状態にされている。このエンドピースが、非加硫又は部分的に加硫された車輪用インナーチューブに連結され、そして、さらなる製造ステップで最終的に加硫される。

ここではまた、最終的な加硫の前に、エンドピースを車輪用インナーチューブ１に同時に又は連続的に連結することを、もちろん行うことができる。

本発明の製造方法には追加的に次のものが含まれる。
1) 前記のチューブは、例えば射出ブロー成形によって、金型（ワンピース（一体の）金型、又は幾つかの部分で構成された金型）内で完全に成形される。
2) エンドキャップを完全に射出成形し、又はエンドキャップを射出成形で連結する代わりとして、例えば、円形のエンドプレートをブチル片から型抜きして形成することができ、そして、その次に、この円形のエンドプレートを前記のチューブに接合し又は加硫することができる。

Claims (9)

1. 円形、長円形、楕円形、又は他の環状形状の車輪、リム、又はガイドに全体が取り付けられるものであり、環状に繋がっておらず、少なくとも２つの端部を有している車輪用インナーチューブ（１）であって、
   前記チューブ（１）のエンドキャップ（２）が、各々、ラウンド形状の突出部を備えていて、このエンドキャップ（２）が必須の連結部材であるチューブセクション（３）に縁と縁との加硫された結合領域で結合されていて、チューブセクション（３）を介してチューブ（１）に連結されていることを特徴とする車輪用インナーチューブ。
2. 前記突出部（２）のラウンド形状の半径が、最大でも前記チューブ（１）の外半径、及び、最小でも前記チューブ（１）の外半径の１／１０に相当しており、ドーム型であることを特徴とする請求項１に記載の車輪用インナーチューブ。
3. 前記突出部が、円形、長円形、楕円形のエンドプレートによってチューブの端部が閉じられていることでチューブの端部が平坦型になっていることを特徴とする請求項１に記載の車輪用インナーチューブ。
4. 前記エンドプレートが、チューブ（１）よりも高い弾性を有していることを特徴とする請求項３に記載の車輪用インナーチューブ。
5. 前記チューブ（１）が、内部に気体を充填されている間、横断面方向よりも長手方向に比例的に伸長するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車輪用インナーチューブ。
6. 前記チューブ（１）が、横断面方向及び長手方向に、一様に比例的に伸長するものであることを特徴とする請求項１に記載の車輪用インナーチューブ。
7. 前記チューブ（１）又はその部品が、車輪ケーシング及び／又はリムに、締結及び／又は固定するための、締結手段及び／又は固定手段を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車輪用インナーチューブ。
8. 塞がれた端部を有する開放状の車輪用インナーチューブ（１）の製造方法は、
   ラウンド形状の突出部（２）を備えるエンドキャップを、非加硫又は部分的に加硫されたチューブセクション（３）に縁と縁とを合わせて連結するときに、突出部に対応する成形用の心棒の上にチューブセクション（３）を配置して、射出成形金型の中に入れてエンドキャップを成形する第１のステップと、
   前記エンドキャップ及び前記チューブセクション（３）が、部分的に加硫される第２のステップと、
   前記心棒が引き抜かれ、前記エンドキャップ（２）付きのチューブセクション（３）が前記射出成形金型から取り出される第３のステップと、
   前記チューブセクション（３）が非加硫又は部分的に加硫された前記車輪用インナーチューブ（１）に縁と縁とを合わせて連結される第４のステップと、
   前記車輪用インナーチューブ（１）、前記チューブセクション（３）、及びエンドキャップ（２）が、最終的に加硫される第５のステップとを含んで構成され、
   第２のエンドキャップに前記の各ステップと同じ手順が適用されることを特徴とする車輪用インナーチューブの製造方法。
9. 塞がれた端部を有する開放状の車輪用インナーチューブ（１）の製造方法は、
   ラウンド形状の突出部を備えるラウンド形状のエンドピース（２、３）が、対応する射出成形金型の中でチューブセクション（３）及びエンドキャップ（２）から製造される第１のステップと、
   前記エンドピース（２、３）が、非加硫又は部分的に加硫された前記車輪用インナーチューブ（１）に縁と縁とを合わせて連結される第２のステップと、
   前記車輪用インナーチューブ（１）及び前記エンドピースが加硫される第３のステップとを含んで構成され、
   第２のエンドピース（２、３）に前記の各ステップと同じ手順が適用されることを特徴とする車輪用インナーチューブの製造方法。

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