JPH11245610A - タイヤとリムの組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行性能を保持すると共に重量の増加も抑
え、コーナーリング性能を向上させると共に、リム打ち
によるパンクを防止したタイヤとリムの組立体を提供す
る。 【解決手段】 リム６にクッション材５を内包したタイ
ヤ１を装着した自転車用のタイヤとリムの組立体におい
て、前記クッション材５は、リム側の弾性リング体５ａ
とタイヤ側のチューブ体５ｂからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自転車用のタイヤと
リムの組立体に関するものであり、詳しくはリムとタイ
ヤの間でチューブを噛み込むことにより発生するパンク
の防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タイヤのパンクの原因にも色々なものが
ある。従来は、くぎや画鋲を拾ったりすることによるも
のやその他先の尖ったものを踏むことにより発生する刺
し傷でパンクしてしまうという原因がパンクの原因の大
部分を占めていた。

【０００３】しかし、最近では生活に使用するほとんど
の道路が舗装され清掃も行き届いているので、先の尖っ
たものが刺さることによって発生する刺し傷によるパン
クが少なくなり、逆に舗装された道路から歩道へ乗り上
げるときの段差を乗り越える時に、タイヤにかかる急激
なショックでタイヤが大きく変形してしまい、図４に示
すようにタイヤとチューブがリムと地面の間に挟まれて
俗に、リム打ちパンクと呼ばれるパンクをするという問
題が起こっている。

【０００４】また、サイクルスポーツの世界でオフロー
ド走行をする場合にかなり過酷な条件で用いられてお
り、頻繁に段差や岩を乗り越えるなどの走行を繰り返す
ことによって、やはりタイヤが大きなショック受けてタ
イヤとチューブがリムと地面の間に挟まれてパンクして
しまう。

【０００５】現在、使われているタイヤとリムの組立体
のタイヤとリムとの間に介在するクッション材は、従来
から使用されているゴム製のチューブ体に空気を圧縮し
て充填したものをクッション材として使用するものがほ
とんどであり、段差を乗り越える時に前記のようにチュ
ーブが、リムと地面の間で挟まれてパンクしてしまうも
のが多かった。

【０００６】そこで、パンクを防ぐためにチューブ内に
空気を圧縮したものの代わりに発泡体からなるリング体
をタイヤとリムとの間に内包させてクッション材とする
タイヤが提案されている。

【０００７】また、別の問題としてチューブ体に空気を
充填したクッション材を用いた場合、パンクして空気が
抜けてしまうと走行が困難であり、無理して走ってもタ
イヤがリムから外れてしまい全く走行不能になってしま
う。そのような面でも、発泡リング体をタイヤとリムの
間に介在させたものを使用することが好ましいといえ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような発
泡リング体をクッション材として用いた場合、空気を充
填したチューブ体をクッション材として用いたものと比
べると、コーナーリング性能や乗り心地の面で十分なも
のが得られているとは言えず、走行性能では、数段落ち
ることになる。

【０００９】通常の生活に使用する場合でも、走行中に
違和感があり、ましてやレースのような１分１秒のタイ
ムを競う用途として考えた場合、走行性能の不十分さ
は、無視できる要素とは言えない。また、チューブ体を
用いたものと比べるとどうしても重量的に大きくなって
しまうという問題もあった。

【００１０】そこで本発明者らは、十分な走行性能を有
するタイヤであり、段差を乗り越えたりする場合にタイ
ヤに大きな衝撃を受け、チューブ体がリムと地面の間に
挟まれるような状況になっても、チューブ体がパンクし
てしまうのを防止し、また、仮にチューブ体がパンクし
てしまい空気が抜けてしまった状態でもそのままでタイ
ヤがリムから外れることなく走行を続けられ、しかも重
量の増加を抑えたタイヤとリムの組立体の提供を課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１ではリムにクッション材
を内包したタイヤを装着した自転車用のタイヤとリムの
組立体において、前記クッション材は、リム側の弾性リ
ング体とタイヤ側のチューブ体からなることを特徴とす
る。

【００１２】そのような構成を採ることによって、通常
の走行に際しては、タイヤ側のチューブ体が空気のクッ
ション材となり、走行性能に優れているといえる。そし
て、段差などを乗り越えて大きなショックを受けタイヤ
が大きく変形しても、チューブ体は弾性リング体に遮ら
れてリムに接触することがなく、リムと地面の間に挟ま
れてパンクすることがない。

【００１３】更に、チューブ体が何らかの原因でパンク
してしまった時も、弾性リング体がまだクッション材と
して残っているとともに、タイヤのビードをリムに押し
着ける役目を果たしているので、タイヤがリムから外れ
てしまうことがなく、走行性能としては不十分ながらも
走行を続けることができる。また、タイヤ内全体に弾性
リング体を配置するわけではないので重量の面でも増加
が抑えられる。

【００１４】請求項２では、クッション材全体に占める
チューブ体の断面積と弾性リング体の断面積の比が１．
０〜１．５の範囲としており、チューブ体により得られ
る走行性能や乗り心地と弾性リング体により得られるリ
ム打ちパンク防止の効果がより良好な状態のタイヤとリ
ムの組立体となる。

【００１５】請求項３では、リムに弾性リング体を一体
的に固定した構造としており、外側のチューブ体がパン
クしてしまった場合の走行時に遠心力で弾性リング体が
リムから外れてしまうのを防止することができ、安定し
た走行を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるタイヤとリ
ムの組立体の具体的実施例を、図面を用いて説明する。
図１はこの発明を実施した自転車に用いるタイヤとリム
の組立体の断面図である。

【００１７】本発明のタイヤとリムの組立体に用いる自
転車タイヤ１は、ビード部２及びサイドウォール部３、
トレッド部４からなっている。

【００１８】ビード部２の中のビードワイヤ２ａは通常
のワイヤもしくは芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊維、
カーボン繊維などの有機、無機の繊維構成ロープよりな
り、ゴム層を被覆したスダレ層からなるカーカス５によ
って前記ビードワイヤがつつまれている。

【００１９】そして、タイヤのサイドウォール部３はカ
ーカスが２層構造になっており、タイヤの接地部分であ
るトレッド部４においては前記カーカスが３層重ねられ
ている。

【００２０】トレッドゴムとして使用されるのは天然ゴ
ム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、
スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム
（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム
（ＣＲ）等の単体またはブレンドが挙げられる。

【００２１】そのようなタイヤ１にクッション材５を内
包し、リム６のビード支承部７にビード部２を当接させ
てクッション材５によってビード部２がビード支承部７
に押し付けられるよう構成している。

【００２２】本発明では、クッション材５は少なくとも
２部材からなっており、リム側に配置した弾性リング体
５ａとタイヤ側に配置したチューブ体５ｂが用いられ
る。

【００２３】弾性リング体は、少なくともタイヤ側から
リム６方向に投影してクッション材７がリム８を完全に
覆う位置まで配置する。そうすることによって、前記の
ようにビード部２をビード支承部７に押さえつける役目
を果たすとともに、図２のように自転車が段差に乗り上
げタイヤが大きく変形した場合に、チューブ体５ｂがタ
イヤ１を介在してリムと地面の間で挟まれた際にショッ
クを和らげることができ、俗に言うリム打ちによるパン
クを防止することができる。

【００２４】一方、弾性リング体５ａの外側、つまりタ
イヤ側にはチューブ体５ｂが配置されて、そのチューブ
体５ｂ内には空気を圧縮充填しており、空気のクッショ
ンによる乗り心地の良さとコーナーリング性能などを含
めた走行性能の良さを与えることができる。

【００２５】チューブ体５ｂのクッション材５全体中に
占める割合は、走行性能や乗り心地の良さを確保する上
で少なくとも５０％は必要となる。そして、弾性リング
体５ａによるリム打ちパンクの防止をより確実にし、走
行性能および乗り心地の良さを十分に確保することを考
慮すると、［チューブ体の断面積］／［弾性リング体の
断面積］＝１．０〜１．５の範囲とすることがより好ま
しいといえる。

【００２６】弾性リング体５ａは、エラストマー素材か
らなっており、その例としては、スチレン・ブタジエン
ゴム、エチレン・ブタジエンゴム、シリコンポリマー、
クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、アクリ
ロニトリル・ブタジエンゴム、ブチルゴムなどの単体も
しくはブレンド物からなるゴム組成物やポリウレタンな
どの発泡体または無発泡体が挙げられる。クッション性
を良くするためには発泡体を用いるほうが有利である。

【００２７】素材としていずれのものを用いる場合も、
硬度は１５〜６５°ＪＩＳ Ａの範囲が適している。１
５°ＪＩＳ Ａ未満では、たわみが大きくなり過ぎて段
差を乗り越える際に受ける衝撃に負けてリム６がほとん
ど底突きしたのと同じ状態が起こってチューブ体５ｂが
パンクしてしまうことがある。一方６５°ＪＩＳ Ａを
超えると硬すぎて段差を乗り越える際の衝撃を吸収でき
ず、チューブ体５ｂをパンクさせてしまうことが多くな
る。

【００２８】チューブ体５ｂに用いる素材としては、天
然ゴムやブチルゴムなどの従来からチューブに用いられ
る材料を主としたゴム組成物と天然ゴムラテックス、ク
ロロプレンゴムラテックスなどのラテックスが挙げられ
る。

【００２９】また、チューブ体５ｂがパンクしてしまっ
た場合、弾性リング体ａのみがタイヤ１内でクッション
材５として機能して走行することになるが、弾性リング
体５ａはもともとチューブ体５ｂと共同でタイヤ内に装
着されるものであることから弾性リング体５ａのみでは
タイヤ１内の空間に対して、かなり小さな体積占有率と
なってしまう。その状態で走行させると、回転数が大き
くなるにつれて遠心力が増し、その遠心力によって弾性
リング体５ａがリム６から外れようとする動きをする。

【００３０】弾性リング体５ａがリム６から外れてしま
うとリム６とタイヤのみで走行することになり、チュー
ブ体５ｂがパンクしても弾性リング体５ａのクッション
材５としての機能で走行を続けることができるという機
能を果たすことができないということになる。

【００３１】そこで、弾性リング体５ａをリム６に対し
て一体的に固定しておくことが本発明の好ましい形態と
いうことができる。一体的に固定する方法はいろいろな
方法を採ることができ、例えば図３に示すようにリム６
および弾性リング体５ａの複数箇所に孔を設けてボルト
８などの物理的な止着手段で固定する方法や、図示はし
ないが接着剤を弾性リング体５ａとリム６の界面に塗布
して接着固定する方法など様々な方法が挙げられる。

【００３２】

【実施例】次に本発明の実施例と、従来技術や本発明範
囲を外れた比較例を用いて、走行性能と段差乗り越えシ
ョック吸収性と段差乗り越え時に受けるショックのレベ
ルの違いによるパンク発生限界を測定する試験を行っ
た。

【００３３】本発明品である実施例１〜６のタイヤとリ
ムの組立体は自転車用ゴムタイヤＭＷ−２５８ サイズ
３７−５９０（２６×１３／８ ＷＯ）三ツ星ベルト社
製、リムはステンレス製 ＷＯ−２型 サイズ２６×１
３／８ アラヤ社製、タイヤに内包するクッション材と
しては、径が１６ｍｍφのブチルゴムからなるチューブ
体および図１に示すような断面形状で２倍発泡のポリウ
レタンからなる弾性リング体を使い、クッション材をタ
イヤに内包してリムに装着した組立体およびリムと弾性
リング体に孔を開けてボルトで固定したものを用いた。

【００３４】なお、チューブ体内の空気圧は３００ｋＰ
ａとし、弾性リング体の硬度は６３°ＪＩＳ Ａとし
た。また、空気を充填したチューブ体と弾性リング体の
断面積の比を１．００〜１．５０の間で変化させたもの
としている。

【００３５】路面特性試験には大和製衡（株）製の路面
特性試験機を用い、測定条件はチューブ体の内圧：３０
０ｋＰａで、荷重：４０ｋｇ、速度３０ｋｍ／ｈｒであ
り、コーナーリングフォースについてはスリップ角２
°、キャンバ角２０°、ローリングレジスタンスについ
てはスリップ角０°、キャンバ角０°とした。

【００３６】タイヤの耐リム打ちパンク性を評価するた
めに、衝撃落下試験を行った。タイヤとリムの組立体を
リムの裏側を台に支持する形で固定し、先端にＲを有す
るとともに錘を取り付けたナイフエッジをタイヤと垂直
方向に向けて落下させた。落下させる高さを徐々に高く
していき、タイヤがパンクしたときの錘の重量と落下高
さから衝撃エネルギーを求め、その数値を実施例１〜
３、比較例１〜４で比較した。

【００３７】また、タイヤのリムからの外れにくさを測
る度合いとして、横圧縮テストをチューブ体内に空気が
入った正常時とチューブ体から空気が抜けたパンク時の
両方を測定し比較した。横圧縮テストは、タイヤをリム
に組み込んだ状態でリムを固定し、略タイヤと同径の金
属製リングをタイヤの横方向から押し当て、徐々に応力
を増加させ、タイヤの応力−変形曲線での一定変形時の
応力を測定した。

【００３８】比較例１は、空気を充填したチューブ体と
弾性リング体の断面積の比は０．７５としている以外
は、実施例１と全く同様の組立体を用いた。

【００３９】比較例２は、空気を充填したチューブ体と
弾性リング体の断面積の比は１．７５としている以外
は、実施例１と全く同様の組立体を用いた。

【００４０】比較例３は、クッション材を径が２５ｍｍ
φのブチルゴムからなるチューブ体のみにした以外は、
実施例１と全く同様の組立体を用いた。

【００４１】比較例４は、クッション材をタイヤ内の空
間部と略同形状の２倍発泡のポリウレタンからなる弾性
リング体を用いた以外は実施例１と全く同じ組立体を用
いた。それぞれ実施例と比較例のチューブ体と弾性リン
グ体の断面積比とその結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から分かるように本発明のタイヤとリ
ムの組立体である実施例１〜３は、クッション材として
空気を充填したチューブ体を用いた比較例３と比べて走
行性能ではあまり変わらない数値が得られており、段差
を乗り越える際のパンクとなる限界もかなり高いものと
なっている。

【００４４】比較例１、２と比べると、実施例１〜３は
比較例１よりもコーナーリングフォースやローリングレ
ジスタンスといった走行性能の面で優れており、比較例
２よりも衝撃落下試験の結果において、優れていること
がわかり、空気を充填したチューブ体と弾性リング体の
断面積の比を１．０〜１．５の範囲とすることが、実使
用において適正な範囲であるということがわかる。

【００４５】また、弾性リング体をリムに一体的に固定
することによって、チューブ体がパンクした時のタイヤ
のリムからの外れにくさが大きく向上しており、パンク
した際にも弾性リング体およびタイヤがリムから外れる
ことなく走行することができることがわかる。比較例４
と比べると段差を乗り越える際のパンクとなる限界はあ
まりかわらず、走行性能の面では、格段に優れているこ
とがわかる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明の自転車タイヤは
請求項１ではリムにクッション材を内包したタイヤを装
着した自転車用のタイヤとリムの組立体において、前記
クッション材は、リム側の弾性リング体とタイヤ側のチ
ューブ体からなることを特徴とする。

【００４７】そのような構成を採ることによって、通常
の走行に際しては、タイヤ側のチューブ体が空気のクッ
ション材となり、走行性能に優れているといえる。そし
て、段差などを乗り越えて大きなショックを受けタイヤ
が大きく変形しても、チューブ体は弾性リング体に遮ら
れてリムに接触することがなく、リムと地面の間に挟ま
れてパンクすることがない。

【００４８】更に、チューブ体が何らかの原因でパンク
してしまった時も、弾性リング体がまだクッション材と
して残っているとともに、タイヤのビードをリムに押し
着ける役目を果たしているので、タイヤがリムから外れ
てしまうことがなく、走行性能としては不十分ながらも
走行を続けることができる。また、タイヤ内全体に弾性
リング体を配置するわけではないので重量の面でも増加
が抑えられる。

【００４９】請求項２では、クッション材全体に占める
チューブ体の断面積と弾性リング体の断面積の比が１．
０〜１．５の範囲としており、チューブ体により得られ
る走行性能や乗り心地と弾性リング体により得られるリ
ム打ちパンク防止の効果がより良好な状態のタイヤとリ
ムの組立体となる。

【００５０】請求項３では、リムに弾性リング体を一体
的に固定した構造としており、外側のチューブ体がパン
クしてしまった場合の走行時に遠心力で弾性リング体が
リムから外れてしまうのを防止することができ、安定し
た走行を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤとリムの組立体の断面図であ
る。

【図２】本発明のタイヤとリムの組立体が段差を乗り越
えるところの断面図である。

【図３】弾性リング体とリムをボルトで一体的に固定し
た図1に相当する断面図である。

【図４】従来の自転車タイヤがリム打ちとなっていると
ころの断面図である。

【符号の説明】

１ 自転車タイヤ ２ ビード部 ３ サイドウォール部 ４ トレッド部 ５ クッション材 ５ａ 弾性リング体 ５ｂ チューブ体 ６ リム ７ ビード支持部 ８ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日置 勝行 神戸市長田区浜添通４丁目１番21号 三ツ 星ベルト株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リムにクッション材を内包したタイヤを
   装着した自転車用のタイヤとリムの組立体において、前
   記クッション材は、リム側の弾性リング体とタイヤ側の
   チューブ体からなることを特徴とするタイヤとリムの組
   立体。
2. 【請求項２】 チューブ体に空気を充填した状態でクッ
   ション材全体に占めるチューブ体の断面積と弾性リング
   体の断面積の比が１．０〜１．５の範囲である請求項１
   記載のタイヤとリムの組立体。
3. 【請求項３】 リムに対して弾性リング体を一体的に固
   定した請求項１もしくは２記載のタイヤとリムの組立
   体。