(57)【要約】【課題】  円環状の発泡ノーパンクチューブをコアバック射出成形法により成形することで、軽量化、耐磨耗化、リムに対する支持安定化、及びタイヤに対する嵌込みの容易化を図ることである。【解決手段】  コアバック射出成形型Ａ1 を使用して、可動型Ｆ2 の前進時において固定型Ｆ1 とで形成される原キャビティＫ0 に、発泡剤を含んだ熱可塑性エラストマー溶融原料を充填した後に、当該可動型Ｆ2 を後退させることで増大された最大キャビティＫ1 内で前記熱可塑性エラストマー溶融原料Ｍを発泡させるコアバック射出成形法により成形された円環状の発泡ノーパンクチューブＣであって、未発泡、或いは一般部に比較して発泡倍率の低いスキン層２が、外周面の全面の表層部に形成された構成とする。【選択図】  図６−Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動型のコアバック時に固定型との間に、チューブの横断面形状に対応した横断面を有する円環状の成形空間が形成されるコアバック射出成形型を使用して、
前記可動型の前進時において固定型とで形成される原キャビティに、発泡剤を含んだ熱可塑性エラストマー原料を充填した後に、当該可動型をコアバックさせることで増大された最大キャビティ内で前記熱可塑性エラストマー原料を発泡させるコアバック射出成形法により成形され、
発泡主体部に比較して発泡倍率が低いか、或いは未発泡であって、全外周面に形成されるスキン層により耐磨耗性が高められて、前記発泡主体部により反発弾性が奏されることを特徴とする発泡ノーパンクチューブ。
【請求項２】
前記スキン層の厚さは、０．５〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブ。
【請求項３】
前記熱可塑性エラストマーの発泡倍率は、１．５〜３．５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡ノーパンクチューブ。
【請求項４】
前記発泡ノーパンクチューブは、タイヤ外皮に嵌め込んだ状態において、タイヤのリムの外周端面から所定長だけ内側に入り込んで、リム開口の対向内端部で支持されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の発泡ノーパンクチューブ。
【請求項５】
横断面視において、リムの外周端面から前記発泡ノーパンクチューブが当該リム内に入り込んでいる長さは、１〜８ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の発泡ノーパンクチューブ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の円環状の発泡ノーパンクチューブを使用中の自転車のタイヤ外皮に嵌め込む方法であって、
前記発泡ノーパンクチューブの一箇所を円環方向に対して斜めに切断して、前記タイヤ外皮に嵌め込むことを特徴とする発泡ノーパンクチューブの嵌込み方法。
【請求項７】
請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを成形するためのコアバック射出成形型であって、
前記チューブの横断面視で両側面を形成するための凹環状の各キャビティ成形空間がそれぞれ設けられた円環状の固定型、及び可動型と、
前記チューブの接地面となる外周面部、及びこれと対向する内周面部を成形するために、前記可動型又は固定型のいずれか一方に、前記各キャビティ成形空間に接続した状態で、付勢手段により突出方向に付勢された状態で出入り可能に設けられる円環状の第１及び第２の各可動入れ駒と、
から成り、
型締め時において、前記可動型又は固定型に対して第１及び第２の各可動入れ駒が最大に後退して、前記固定型と可動型の各密着面が密着することで、凹環状の各キャビティ成形空間の合成により原料注入用の原キャビティが形成され、
前記原キャビティに原料を射出した後に、前記可動型がコアバックすることで、前記第１及び第２の各可動入れ駒が突出して固定型又は可動型の密着面に密着することで、コアバック成形用の最大キャビティが形成されることを特徴とする発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形型。
【請求項８】
請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを成形するためのコアバック射出成形型であって、
前記チューブの横断面視で両側面を形成するための凹環状の各キャビティ成形空間がそれぞれ設けられた円環状の固定型、及び可動型と、
前記チューブの接地面となる外周面部、及びこれと対向する内周面部を成形するために、前記各キャビティ成形空間に接続した状態で、前記固定型及び可動型に付勢手段により突出方向に付勢された状態で出入り可能に設けられる円環状の第１及び第２の各可動入れ駒と、
から成り、
前記第１及び第２の各可動入れ駒は、前記外周面部及び内周面部の最も突出した部分で二分割されて、第１及び第２の各可動入れ駒分割体は、それぞれ固定型及び可動型に対して設けられ、
型締め時において、前記可動型及び固定型に対して第１及び第２の各可動入れ駒分割体が最大に後退して、前記固定型と可動型の各密着面が密着することで、凹環状の各キャビティ成形空間の合成により原料注入用の原キャビティが形成され、
前記原キャビティに原料を射出した後に、前記可動型がコアバックすることで、前記第１及び第２の各可動入れ駒分割体が突出して、各可動入れ駒分割体どうしの先端密着面が密着することで、コアバック成形用の最大キャビティが形成されることを特徴とする発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形型。
【請求項９】
前記固定型に設けられた第１及び第２の各可動入れ駒分割体は、可動型がコアバック成形位置から更に後退する際に、付勢手段により所定長だけ突出して、固定型に対して成形品を分離させることを特徴とする請求項８に記載の発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形型。
【請求項１０】
請求項７に記載のコアバック射出成形型を使用して請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを射出成形する方法であって、
前記固定型と可動型の各密着面を密着させることで形成された原キャビティに、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマーの原料を射出充填した後に、前記固定型に対して可動型をコアバックさせることで、付勢手段の付勢力により、第１及び第２の各可動入れ駒が最大に突出されて、各先端面が固定型又は可動型の密着面に密着することで最大キャビティが形成されて、原キャビティに充填された原料が発泡され、
前記第１可動入れ駒の内周面、及び前記第２可動入れ駒の外周面により、それぞれ発泡ノーパンクチューブの接地部の一部、及び当該接地部と対向する内周部が形成されることを特徴とする発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形方法。
【請求項１１】
請求項８又は９に記載のコアバック射出成形型を使用して請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを射出成形する方法であって、
前記固定型と可動型の各密着面を密着させることで形成された原キャビティに、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマーの原料を射出充填した後に、前記固定型に対して可動型をコアバックさせることで、付勢手段の付勢力により、固定型及び可動型にそれぞれ設けられた第１及び第２の可動入れ駒分割体が最大に突出されて、分割された第１及び第２の可動入れ駒分割体の各先端面が互いに密着することで最大キャビティが形成されて、原キャビティに充填された原料が発泡され、
前記第１可動入れ駒の内周面、及び前記第２可動入れ駒の外周面により、それぞれ発泡ノーパンクチューブの接地部の一部、及び当該接地部と対向する内周部が形成されることを特徴とする発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載のコアバック射出成形方法により成形されたことを特徴とする発泡ノーパンクチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアバック射出成形法により成形されて、主として自転車のタイヤに嵌め込まれる発泡ノーパンクチューブ、その嵌込み方法、そのコアバック射出成形型、及び射出成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノーパンクチューブに関する代表的な先行技術文献としては、特許文献１〜８があり、リムに対するノーパンクチューブのぐらつきを防止するために、直接に又は別体の部材（特許文献１，８）を介してリムの底部に当接させる構造が採用されている。なお、特許文献２，７に開示のノーパンクチューブは、自動二輪車用であると共に、特許文献３に開示のノーパンクチューブは、フォークリフト用であり、残りの特許文献に開示のノーパンクチューブは、いずれも自転車用である。
【０００３】
また、特許文献１〜３，７に開示のノーパンクチューブは、いずれも全体形状が円環状であり、特許文献１を除いて残りは、いずれも一体構造のノーパンクチューブが直接にリムの底部に当接する構造であるので、リムに対してノーパンクチューブを嵌め込む際には、弾性変形により拡径させる割合が大きくなって、リムに対するノーパンクチューブの嵌め込みに困難を要する問題があった。
【０００４】
特許文献４〜６，８に開示のノーパンクチューブは、いずれも棒状体を円環状に変形させることで、タイヤ外皮に嵌め込んでいるため、タイヤ外皮に対する嵌め込みは容易であるが、嵌め込み後において、棒状体の両端面を接着等により接合させる必要があると共に、棒状体の両端面の接合状態が悪いと、この部分の接地状態が他の部分に比較して異なってしまい、これが自転車としての乗心地性を低下させていた。
【０００５】
一方、成形材料の面からは、特許文献３及び同８に開示の各ノーパンクチューブは、それぞれゴム、熱可塑性エラストマーから成り、残りの特許文献に開示のノーパンクチューブは、いずれも発泡ゴムから成るものである。特に、発泡ゴムから成るノーパンクチューブは、タイヤの接地圧により、タイヤ外皮の内周面に対して繰り返して大きな力が摩擦接触することで、磨耗されて部分変形されてしまう欠点があり、これがノーパンクチューブの寿命を低下させると共に、自転車としての乗り心地性を低下させていた。
【０００６】
上記した特許文献１〜８に開示のノーパンクチューブの「形状」、「材料」「ぐらつき防止構造」及び「リム部の一体性」が、本発明に係る発泡ノーパンクチューブに対する比較例１〜８として、図９の表に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２０１４号公報
【特許文献２】特開２００１−９７００３号公報
【特許文献３】特開昭６３−２１９４０３号公報
【特許文献４】特開平８−１９７９０６号公報
【特許文献５】特開平１０−３２９２２８号公報
【特許文献６】特開平１０−３２９２２９号公報
【特許文献７】特開２００７−２７６６２１号公報
【特許文献８】特開２０１０−１１１３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、円環状の発泡ノーパンクチューブ（以下、単に「チューブ」と略すこともある）をコアバック射出成形法により成形することで、軽量化、耐磨耗化、リムに対する支持安定化、及びタイヤに対する嵌込みの容易化を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための請求項１の発明は、可動型のコアバック時に固定型との間に、チューブの横断面形状に対応した横断面を有する円環状の成形空間が形成されるコアバック射出成形型を使用して、前記可動型の前進時において固定型とで形成される原キャビティに、発泡剤を含んだ熱可塑性エラストマー原料を充填した後に、当該可動型をコアバックさせることで増大された最大キャビティ内で前記熱可塑性エラストマー原料を発泡させるコアバック射出成形法により成形され、発泡主体部に比較して発泡倍率が低いか、或いは未発泡であって、全外周面に形成されるスキン層により耐磨耗性が高められて、前記発泡主体部により反発弾性が奏されることを特徴としている。
【００１０】
請求項１の発明によれば、発泡ノーパンクチューブは、コアバック射出成形法により発泡剤を加えた熱可塑性エラストマー原料を発泡させることで成形されているので、外周面の全面の表層部に、発泡主体部に比較して発泡倍率が低いか、或いは未発泡のスキン層が形成される。チューブの表層に形成されるスキン層は、発泡主体部に比較して硬度が高く、耐磨耗性を有していて、発泡ノーパンクチューブとしては、接地部を含んで、タイヤ外皮の内周面に接触する部分の全面の強度が高められ、チューブとしての耐磨耗性が高められることで、発泡ノーパンクチューブとしての耐久性が高められる。一方、表層のスキン層を除く残りの大部分である発泡主体部は、熱可塑性エラストマーが発泡されることで、必要な反発弾性（弾発性（）が得られると同時に、チューブとして軽量化される。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記スキン層の厚さは、０．５〜４．０ｍｍであることを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明において、スキン層の厚さが０．５ｍｍ未満では、強度が小さくて、チューブとしての耐久性が低くなり、４．０ｍｍを超えると、変形性が乏しくなって、リムとチューブとの間に挟まれた部分のタイヤ外皮の磨耗が大きくなる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記熱可塑性エラストマーの発泡倍率は、１．５〜３．５であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明において、熱可塑性エラストマーの発泡倍率が１．５未満では、発泡が不十分のため、チューブが重くなって、実用的ではなく、発泡倍率が３．５を超えると、発泡体としての空隙率が大きくなり過ぎて、チューブとしての強度が低下することで、耐久性が不足する。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記チューブは、タイヤ外皮に嵌め込んだ状態において、タイヤのリムの外周端面から所定長だけ内側に入り込んで、リム開口の対向内端部で支持されることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明によれば、リム開口の対向内端部でチューブを支持することで、当該チューブの内径が大きくなって、チューブの体積が小さくなり、その結果、チューブが軽量化される。また、チューブの全外周面にはスキン層が形成されていて、当該チューブの接地部は、タイヤ外皮の接地部の内周面に倣った略円弧形状に形成されていて、タイヤ外皮に対してチューブが一体化され易い構造であるので、当該チューブをリムの底部に当接させずに、リム開口の対向内端部で支持しても、チューブは、ぐらつくことなく支持できる。更に、当該チューブの内径が大きくなることで、タイヤのリムに対するチューブの嵌込み時において、チューブのリム乗り越えが容易となって、リムに対するチューブの嵌込み作業が楽となる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、横断面視において、リムの外周端面から前記発泡ノーパンクチューブが当該リム内に入り込んでいる長さは、１〜８ｍｍであることを特徴としている。
【００１８】
請求項５の発明において、前記長さが１ｍｍ未満では、リム開口の両端部でチューブをぐらつくことなく安定して支持できず、８ｍｍを越えると、チューブの軽量化、及びタイヤ内へのチューブの嵌め込みの容易化の双方を実現できなくなる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の円環状の発泡ノーパンクチューブを使用中の自転車のタイヤ外皮に嵌め込む方法であって、前記発泡ノーパンクチューブの一箇所を円環方向に対して斜めに切断して、前記タイヤ外皮に嵌め込むことを特徴としている。
【００２０】
請求項６の発明によれば、タイヤ外皮を車体から外さなくても、タイヤ外皮に対してチューブを嵌め込むことが可能となって、自転車ユーザーでも簡単に作業ができる。また、チューブの円環方向（長手方向）に対して当該チューブを斜めに切断する理由は、切断面がチューブの円環方向（長手方向）に分散されて、切断面が分かりにくくなり、切断部の弾発性が殆ど変化しないようにして、乗り心地性の低下を防止するためである。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを成形するためのコアバック射出成形型であって、前記チューブの横断面視で両側面を形成するための凹環状の各キャビティ成形空間がそれぞれ設けられた円環状の固定型、及び可動型と、前記チューブの接地面となる外周面部、及びこれと対向する内周面部を成形するために、前記可動型又は固定型のいずれか一方に、前記各キャビティ成形空間に接続した状態で、付勢手段により突出方向に付勢された状態で出入り可能に設けられる円環状の第１及び第２の各可動入れ駒とから成り、型締め時において、前記可動型又は固定型に対して第１及び第２の各可動入れ駒が最大に後退して、前記固定型と可動型の各密着面が密着することで、凹環状の各キャビティ成形空間の合成により原料注入用の原キャビティが形成され、前記原キャビティに原料を射出した後に、前記可動型がコアバックすることで、前記第１及び第２の各可動入れ駒が突出して固定型又は可動型の密着面に密着することで、コアバック成形用の最大キャビティが形成されることを特徴としている。
【００２２】
請求項７の発明によれば、可動型又は固定型に対して第１及び第２の各可動入れ駒が最大に後退されて、固定型と可動型の対向密着面が密着することで、当該固定型及び可動型の凹環状の各キャビティ成形空間の合成により熱可塑性エラストマー原料注入用の原キャビティが形成され、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマー原料を前記原キャビティに射出充填する。その後に、固定型に対して可動型を後退（コアバック）させると、付勢手段により突出方向に付勢されている第１及び第２の各可動入れ駒は、可動型と一緒に後退することなく、その位置を保持したままで、即ち、第１及び第２の各可動入れ駒は、相対的に可動型又は固定型に対して突出することで、固定型又は可動型の密着面に密着したままとなって、固定型、可動型、第１及び第２の各可動入れ駒により、最大キャビティが形成される。最大キャビティのうち原キャビティに対して増加した空隙状の増加キャビティの存在により、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマー原料は発泡されて、最大キャビティに対応した形状の円環状チューブが成形される。第１及び第２の各可動入れ駒によって、チューブの接地面となる外周面部、及びこれと対向する内周面部が成形される。
【００２３】
成形された円環状チューブのうち、各成形型に直接に接触している全外周面である表層部は、他の部分に比較して冷却速度が速いために、発泡倍率が低いか、或いは未発泡となることで、他の部分に比較して硬度の高いスキン層が形成される。なお、成形品である円環状チューブは、最大キャビティが形成された状態に対して、可動型を更に後退させることで、可動型又は固定型から取り出される。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを成形するためのコアバック射出成形型であって、前記チューブの横断面視で両側面を形成するための凹環状の各キャビティ成形空間がそれぞれ設けられた円環状の固定型、及び可動型と、前記チューブの接地面となる外周面部、及びこれと対向する内周面部を成形するために、前記各キャビティ成形空間に接続した状態で、前記固定型及び可動型に付勢手段により突出方向に付勢された状態で出入り可能に設けられる円環状の第１及び第２の各可動入れ駒とから成り、前記第１及び第２の各可動入れ駒は、前記外周面部及び内周面部の最も突出した部分で二分割されて、第１及び第２の各可動入れ駒分割体は、それぞれ固定型及び可動型に対して設けられ、型締め時において、前記可動型及び固定型に対して第１及び第２の各可動入れ駒分割体が最大に後退して、前記固定型と可動型の各密着面が密着することで、凹環状の各キャビティ成形空間の合成により原料注入用の原キャビティが形成され、前記原キャビティに原料を射出した後に、前記可動型がコアバックすることで、前記第１及び第２の各可動入れ駒分割体が突出して、各可動入れ駒分割体どうしの先端密着面が密着することで、コアバック成形用の最大キャビティが形成されることを特徴としている。
【００２５】
請求項８の発明によれば、第１及び第２の可動入れ駒は、成形される発泡ノーパンクチューブの外周面部及び内周面部の最も突出した部分で二分割されていて、可動型から成形品を取り出す（取り外す）際に、第１及び第２の可動入れ駒分割体は、成形品に対してアンダーカット部が存在しないために、当該成形品の取り出しが容易になると共に、成形品の取出し時において、第１及び第２の可動入れ駒分割体により、成形品が損傷されることもない。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記固定型に設けられた第１及び第２の各可動入れ駒分割体は、可動型がコアバック成形位置から更に後退する際に、付勢手段により所定長だけ突出して、固定型に対して成形品を分離させることを特徴としている。
【００２７】
請求項９の発明によれば、コアバック射出成形後において、成形品の取り出しのために、可動型が更に後退する際には、固定型に設けられた第１及び第２の各可動入れ駒分割体が付勢手段により更に突出させることで、固定型に対して成形品が分離される。これにより、成形品は、固定型に残ることはなく、可動型と一体となって後退するため、可動型からの成形品の取り出しを確実に行える。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項７に記載のコアバック射出成形型を使用して請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを射出成形する方法であって、前記固定型と可動型の各密着面を密着させることで形成された原キャビティに、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマーの原料を射出充填した後に、前記固定型に対して可動型をコアバックさせることで、付勢手段の付勢力により、第１及び第２の各可動入れ駒が最大に突出されて、各先端面が固定型又は可動型の密着面に密着することで最大キャビティが形成されて、原キャビティに充填された原料が発泡され、前記第１可動入れ駒の内周面、及び前記第２可動入れ駒の外周面により、それぞれ発泡ノーパンクチューブの接地部の一部、及び当該接地部と対向する内周部が形成されることを特徴としている。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、横断面が円形に対して変形された非定形形状であって、全体として円環状の発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形が可能となる。
【００３０】
請求項１１の発明は、請求項８又は９に記載のコアバック射出成形型を使用して請求項１に記載の発泡ノーパンクチューブを射出成形する方法であって、前記固定型と可動型の各密着面を密着させることで形成された原キャビティに、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマーの原料を射出充填した後に、前記固定型に対して可動型をコアバックさせることで、付勢手段の付勢力により、固定型及び可動型にそれぞれ設けられた第１及び第２の可動入れ駒分割体が最大に突出されて、分割された第１及び第２の可動入れ駒分割体の各先端面が互いに密着することで最大キャビティが形成されて、原キャビティに充填された原料が発泡され、
前記第１可動入れ駒の内周面、及び前記第２可動入れ駒の外周面により、それぞれ発泡ノーパンクチューブの接地部の一部、及び当該接地部と対向する内周部が形成されることを特徴としている。
【００３１】
請求項１１の発明によれば、請求項１０の発明と同様に、横断面が円形に対して変形された非定形形状であって、全体として円環状の発泡ノーパンクチューブのコアバック射出成形が可能となるのに加えて、第１及び第２の可動入れ駒は、成形品である発泡ノーパンクチューブの外周面部及び内周面部の最も突出した部分で二分割されているため、可動型と一体となっている成形品の取り出しが容易になると共に、取出し時において、成形品に損傷を与えない。
【００３２】
請求項１２の発明は、請求項１０又は１１に記載のコアバック射出成形方法により成形されたことを特徴とする発泡ノーパンクチューブである。
【００３３】
請求項１２の発明に係る発泡ノーパンクチューブは、可動型のコアバック時において、第１及び第２の各可動入れ駒により、当該発泡ノーパンクチューブの接地部の一部、及び当該接地部と対向する内周部が形成されることで、発泡主体部の全外周面に、ノーパンクチューブの耐磨耗性を高めるスキン層が形成される。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１の発明に係る発泡ノーパンクチューブは、コアバック射出成形法により発泡剤を加えた熱可塑性エラストマーを発泡させることで、外周面の全面の表層部に、未発泡、或いは一般部に比較して発泡倍率の低いスキン層が形成される。チューブの表層に形成されるスキン層は、他の部分に比較して硬度が高く、耐磨耗性を有していて、発泡ノーパンクチューブとしては、接地部を含んで、タイヤ外皮の内周面に接触する部分の全面の強度が高められ、チューブとしての耐磨耗性が高められることで、発泡ノーパンクチューブとしての耐久性が高められると共に、表層のスキン層を除く残りの大部分は、熱可塑性エラストマーが発泡されることで、必要な弾発性が得られると同時に、チューブとして軽量化される。
【００３５】
請求項７〜９の各発明によれば、チューブの接地面となる外周面部、及びこれと対向する内周面部を成形するための第１及び第２の各可動入れ駒が、可動型に対して付勢手段により突出方向に付勢された状態で設けられているため、横断面が円形に対して変形された変則形状をしている円環状チューブのコアバック成形が可能となる。特に、請求項８の発明によれば、成形品である発泡ノーパンクチューブを損傷させずに、可動型から取り出すことが可能となり、請求項９の発明によれば、コアバック射出成形後の可動型の更なる後退時において、成形品は、固定型から確実に分離させて、可動型から取り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣの全体斜視図である。
【図２】同じく拡大横断面図である。
【図３】タイヤ外皮２１の円環状空間２２に発泡ノーパンクチューブＣが嵌め込まれたタイヤＴの一部を破断した正面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図５】本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣを成形するコアバック射出成形型Ａ1 の固定型Ｆ1 の側から見た図である。
【図６−Ａ】（ａ），（ｂ）は、コアバック射出成形型Ａ1 において、それぞれ原キャビティＫ0 に溶融状の熱可塑性エラストマー原料を射出充填した状態、及び射出充填後に可動型Ｆ2 を後退させた状態の図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図６−Ｂ】（ｃ），（ｄ）は、コアバック射出成形型Ａ1 において、それぞれ最大キャビティＫ1 内において熱可塑性エラストマー原料が発泡された状態、及び発泡成形後に可動型Ｆ2 を更に後退させて成形品を取り出す状態の図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図７−Ａ】（ａ），（ｂ）は、コアバック射出成形型Ａ2 において、それぞれ原キャビティＫ0 に溶融状の熱可塑性エラストマー原料を射出充填した状態、及び最大キャビティＫ1 内において熱可塑性エラストマー原料が発泡された状態の図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図７−Ｂ】（ｃ）は、コアバック射出成形型Ａ2 において、発泡成形後に可動型Ｆ2 を更に後退させて成形品を取り出す状態の図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図８】本発明の実施例を示す表である。
【図９】本発明の比較例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣを、その成形法に使用される可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 を備えたコアバック射出成形型Ａ1 及び当該射出成形型Ａ1 を用いた射出成形方法を含めて説明する。
【００３８】
本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣの構造、及び成形の面での特徴は、図１及び図２に示されるように、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマー原料を、後述のコアバック射出成形型Ａ1 （Ａ2 ）を用いて円環状に成形する点にあり、コアバック射出成形法によって、成形された発泡ノーパンクチューブＣの外周面の全面の表層部は、残りの大部分を占める発泡主体部１に比較して、発泡倍率が低いか、或いは未発泡であるために、硬度が高いスキン層２が形成されることで、軽量性、適正な反発弾性による乗心地性、耐久性を満足するノーパンクチューブが得られる。即ち、本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣは、大部分を占める表層部を除く内部は、熱可塑性エラストマーの発泡により成形されることで、全体として軽量化されると共に、チューブとして必要不可欠な適度な弾性を確保でき、しかも表層部のみは、他の部分に比較し硬度が高くて耐磨耗性に優れたスキン層２で形成されているために、タイヤ外皮２１の内周面との接触による耐磨耗性が高められ、特に、発泡ノーパンクチューブＣにおけるタイヤＴのリムＲに近い部分と接触する部分は、使用時において大きな側圧が作用するが、表層部のスキン層２の存在により、当該側圧に対する耐磨耗性が高められて、長期間の使用によっても損傷されにくくなる。
【００３９】
前記スキン層２の厚さは、０．５〜４．０ｍｍであることが好ましい。スキン層２の厚さが０．５ｍｍ未満では、強度が小さくて、チューブＣとしての耐久性が低くなり、４．０ｍｍを超えると、変形性が乏しくなって、リムＲとチューブＣとの間に挟まれた部分のタイヤ外皮２１の磨耗が大きくなる。
【００４０】
本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣの形状面での特徴は、図３及び図４に示されるように、タイヤ外皮２１に嵌め込んで、リムＲに装着した状態において、チューブＣの接地部と対向する部分、即ち、円環状のチューブＣの内周部１２は、当該リムＲの底部に達することなく、リムＲに対してチューブＣは、リムＲの開口の対向内端部３２で支持されている点である。
【００４１】
チューブＣは、図１及び図２に示されるように、全体が円環状をなしていて、略円弧状をした外周の接地部１１と、当該接地部１１と対向する内周部１２と、当該接地部１１と内周部１２との間を接続する両側の各側面部１３の計４つの各部分から成る。各側面部１３における内周部１２のほぼ半分の部分は、自転車等の運転時において、タイヤ外皮２１の内周面に対して大きな力で摺接することで、最も磨耗され易い易磨耗部１３ａであるが、発泡主体部１の全表層部は、当該発泡主体部１よりも硬度の高いスキン層２で覆われているため、耐磨耗性が高められた構造となっている。本実施例では、チューブＣの内周面は、平板を円環状にわん曲させた形状となっていて、横断面視においてほぼ直線上に現れる形状になっている。
【００４２】
図２〜図４において、チューブＣの幅（Ｗ）とタイヤ外皮２１の円環状空間２２の幅（Ｂ）との関係、及びチューブＣの高さ（Ｈ）とタイヤ外皮２１の内面頂点からリムＲの外端面までの距離（Ｄ）との関係は、当該チューブＣが僅かに圧縮変形されて、タイヤ外皮２１の円環状空間２２の内周面に密着した状態で嵌め込まれること、及びチューブＣをリムＲの底部に当接させないで、リム開口３１の対向内端部３２で支持可能とすることを考慮すると、以下の通りである。なお、単位は、（ｍｍ）である。
Ｂ≦Ｗ≦（Ｂ＋２）
（Ｄ＋１）≦Ｈ≦（Ｄ＋８）
【００４３】
また、図３及び図４に示されるように、チューブＣは、タイヤ外皮２１Ｋ  環状空間２２に嵌め込まれた状態で、当該チューブＣは、その内周面がリムＲの底面に当接せずに、その側面部１３における内周部１２に近い部分が、リムＲのリム開口３１の対向内端部３２に引っ掛けられた状態で支持される。このような支持構造において、リムＲに対してチューブＣを安定して支持するには、リムＲの外周端から当該リムＲの内部に入り込んでいるチューブＣの内周部１２の長さ（Ｅ）は、１〜８ｍｍであることが必要である。前記長さ（Ｅ）が１ｍｍ未満では、リム開口３１の対向内端部３２でチューブＣをぐらつくことなく安定して支持できず、８ｍｍを越えると、当該チューブＣの内径が小さくなり過ぎて、チューブＣの軽量化、及びリム端を越えてのタイヤ外皮２１内へのチューブＣの嵌め込みの容易化の双方を実現できなくなる。
【００４４】
リム開口３１の対向内端部３２でチューブＣを支持することで、当該チューブＣの内径が大きくなることで、チューブＣの体積が小さくなって、チューブＣが軽量化される。また、チューブＣの全外周面にはスキン層２が形成されていて、当該チューブＣの接地部は、タイヤ外皮２１の接地部の内周面に倣った略円弧形状に形成されていて、タイヤ外皮２１に対してチューブＣが一体化され易い構造であるので、当該チューブＣをリムＲの底部に当接させずに、リム開口３１の対向内端部３２で支持しても、チューブＣは、ぐらつくことなく支持できる。更に、当該チューブＣの内径が大きくなることで、リムＲに対するチューブＣの嵌込み時において、チューブＣのリム乗り越えが容易となって、リムＲに対するチューブＣの嵌込み作業が楽となる。
【００４５】
次に、図５、図６−Ａ及び図６−Ｂを参照して、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 を備えたコアバック射出成形型Ａ1 を用いて、上記したチューブＣを成形する方法について説明する。コアバック射出成形型Ａ1 は、円環状をした固定型Ｆ1 と、当該固定型Ｆ1 に対して進退して、密着により原キャビティＫ0 を成形する同じく円環状の可動型Ｆ2 と、当該可動型Ｆ2 に装着されて、当該可動型Ｆ2 対して圧縮バネ４０により突出方向に付勢された第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 とから成る。第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 は、いずれもサイズの異なる円環状をなしていて、それぞれチューブＣの接地部１１及び内周部１２の各側を成形する可動入れ駒であって、図６−Ａ（ｂ）に示されるように、可動型Ｆ2 がコアバック位置まで後退した状態において、固定型Ｆ1 及び可動型Ｆ2 の凹環状の各キャビティ成形空間４１，４２の間に、可動型Ｆ2 のコアバック位置までの後退長に比例した中空リング厚円盤状の中間キャビティ成形空間４３を形成することで、最大キャビティＫ1 が形成される。第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 は、可動型Ｆ2 の密着面４５に開口して設けられた各環状溝４６，４７に対して出入り可能に挿入されている。なお、図６−Ａにおいて、４４は、可動型Ｆ2 の密着面４５に対して密着する固定型Ｆ1 の密着面を示す。
【００４６】
第１可動入れ駒Ｆ3 の内周面は、可動型Ｆ2 の凹環状のキャビティ成形空間４１に連続する凹環状をなしており、第２可動入れ駒Ｆ4 の外周面は、円筒体の外周面と同一形状となっている。第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 は、可動型Ｆ2 の周方向に沿った複数箇所に設けられた同一構造の付勢機構Ｐａ，Ｐｂによって、当該可動体Ｆ2 に対して突出する方向に付勢されている。即ち、付勢機構Ｐａ，Ｐｂは、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 の背面側に一体に設けられた複数本のロッド体４８ａ，４８ｂと、前記各環状溝４６，４７に連通して設けられたロッド体挿通孔４９ａ，４９ｂの中間の段差部５１ａ，５１ｂと第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 の背面との間に弾装された圧縮バネ５２ａ，５２ｂとから成り、圧縮バネ５２ａ，５２ｂの復元力（付勢力）により、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 は、突出方向に付勢されている。ロッド体４８ａ，４８ｂの後端部には、ストッパー頭部５３ａ，５３ｂが設けられていて、当該ストッパー頭部５３ａ，５３ｂが前記段差部５１ａ，５１ｂに当接することで、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 の最大突出長が規制されている。なお、図６−Ａ及び図６−Ｂにおいて、５４は、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマー溶融原料Ｍを射出するスプルーを示す。
【００４７】
本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣの成形には、発泡剤を含んだ熱可塑性エラストマーの溶融原料が使用される。熱可塑性エラストマーとしては、エステル系、ウレタン系、スチレン系のいずれかの単一のままで、或いは複数を所定割合で混合させたものが使用される。
【００４８】
上記したコアバック射出成形型Ａ1 を用いて、本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣを成形するには、図６−Ａ（ａ）に示されるように、固定型Ｆ1 の密着面４４に対して可動型Ｆ2 の密着面４５を密着させて型締めすると、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 は、各圧縮バネ５２ａ，５２ｂの復元力（付勢力）に抗して可動型Ｆ2 に対して後退して、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 の各先端面は、固定型Ｆ1 の密着面４４に密着することで、中空円環状の原キャビティＫ0 を形成される。固定型Ｆ1 に設けられた複数のスプルー５４から前記原キャビティＫ0 内に、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマーの溶融原料Ｍを射出充填した後に、図６−Ａ（ｂ）に示されるように、可動型Ｆ2 を設定量だけコアバック（後退）させると、各圧縮バネ５２ａ，５２ｂの復元力により、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 の先端面は、固定型Ｆ1 の密着面４４に密着した状態を保持することで、計４つの型Ｆ1 〜Ｆ4 により、原キャビティＫ0 に対して中間キャビティ成形空間４３だけ容量の大きな最大キャビティＫ1 が形成される。即ち、図６−Ａ（ｂ）の最大キャビティＫ1 において空所で示される部分が、原キャビティＫ0 に対して増加した増加キャビティとなって、熱可塑性エラストマーの溶融原料Ｍの発泡を可能とする空間である。
【００４９】
可動型Ｆ2 のコアバックにより、最大キャビティＫ1 が形成されることで、原キャビティＫ0 に充填された溶融原料Ｍは徐々に発泡されて体積が大きくなることで、当該最大キャビティＫ1 の全体が充満され、そのまま所定時間放置しておくと、図６−Ｂ（ｃ）に示されるように、型Ｆ1 〜Ｆ4 に直接に接触している成形品の全表層部は、残りの大部分を占める発泡主体部１に比較して、冷却速度が速いために、発泡が不十分のままで、或いは未発泡のままで硬化される。これにより、成形された発泡ノーパンクチューブＣの全ての表層部は、発泡主体部１に比較して硬度の大きなスキン層２が形成される。なお、図６−Ｂを含めて、図３及び図４においては、スキン層２は、発泡主体部１に対して明瞭に識別できるように図示してあるが、実際には、発泡主体部１とスキン層２の境界部は、溶融原料Ｍの発泡倍率が漸次変化することで、境界は認識できない状態となっている。
【００５０】
このように、本発明に係るコアバック射出成形型、及び射出成形方法によれば、固定型Ｆ1 及び可動型Ｆ2 によって、発泡ノーパンクチューブＣの各側面部の形状が確定され、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 の使用によって、発泡ノーパンクチューブＣの接地部１１及び内周部１２の形状を確定することが可能となり、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 を備えている点が特徴となっている。
【００５１】
溶融原料Ｍの発泡が完了して、成形品が一定温度まで冷却された後に、図 6−Ｂ（ｄ）に示されるように、可動型Ｆ2 を更に後退させることで、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 を固定型Ｆ1 の密着面４４から離間させることで、成形品の一部が露出し、この状態で、可動型Ｆ2 に設けられた複数のエジェクトピン（図示せず）の突出により、可動型Ｆ2 から成形品が取り出される。
【００５２】
また、上記実施例のコアバック射出成形型Ａ1 は、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 は、可動型Ｆ2 に設けられているが、固定型Ｆ1 に設けることも可能である。
【００５３】
次に、図７−Ａ及び図７−Ｂを参照して、別のコアバック射出成形型Ａ2 を用いて発泡ノーパンクチューブＣ’を成形する方法について説明する。コアバック射出成形型Ａ2 は、前記コアバック射出成形型Ａ1 に対して、第１及び第２の各可動入れ駒Ｆ3 ，Ｆ4 を、発泡ノーパンクチューブＣ’の接地部となる外周部及び内周部の最も突出した部分で二分割して、それぞれ第１及び第２の各可動入れ駒分割体Ｆ31，Ｆ41として、可動型Ｆ1 及び固定型Ｆ2 に圧縮バネ５２ａ，５２ｂにより突出方向に付勢した状態で組み込んだ構成である。また、図７−Ａ（ｂ）に示されるように、可動型Ｆ2 がコアバックした状態において、可動型Ｆ2 の側の第１及び第２の各可動入れ駒分割体Ｆ31，Ｆ41に連結されたロッド体４８ａ，４８ｂのストッパー頭部５３ａ，５３ｂは、ロッド体挿通孔４９ａ，４９ｂの段差部５１ａ，５１ｂに僅かの隙間を有して当接寸前の状態になっているのに対して、固定型Ｆ1 の側においては、ロッド体４８ａ，４８ｂのストッパー頭部５３ａ，５３ｂは、段差部５１ａ，５１ｂとの間に所定の隙間５５ａ，５５ｂを有している。なお、発泡ノーパンクチューブＣ’の内周部は、僅かに中心側（内方）に向けて突出している。
【００５４】
よって、図７−Ａ（ａ）に示されるように、固定型Ｆ1 と可動型Ｆ2 の各密着面４４，４５を密着させることで形成された原キャビティＫ0 に、発泡剤を含んだ溶融状の熱可塑性エラストマーの溶融原料Ｍを射出した後に、図７−Ａ（ｂ）に示されるように、可動型Ｆ2 をコアバック（後退）させて、最大キャビティＫ1 を形成することで、原キャビティＫ0 に射出された原料を発泡させて、成形品である発泡ノーパンクチューブＣ’を成形する。この状態では、上記したように、可動型Ｆ2 の側のロッド体４８ａ，４８ｂのストッパー頭部５３ａ，５３ｂは、ロッド体挿通孔４９ａ，４９ｂの段差部５１ａ，５１ｂに僅かの隙間を有して当接寸前の状態になっているのに対して、固定型Ｆ1 のロッド体４８ａ，４８ｂのストッパー頭部５３ａ，５３ｂは、段差部５１ａ，５１ｂとの間に所定の隙間５５ａ，５５ｂを有している。
【００５５】
射出成形品が一定温度まで冷却された後に、図 7−Ｂ（ｃ）に示されるように、可動型Ｆ2 を更に後退させると、固定側Ｆ1 の側において、ロッド体４８ａ，４８ｂのストッパー頭部５３ａ，５３ｂが段差部５１ａ，５１ｂに当接するまでは、固定側Ｆ1 の第１及び第２の各可動入れ駒分割体Ｆ31，Ｆ41が固定型Ｆ1 に対して隙間５５ａ，５５ｂの長さだけ突出することで、射出成形品である発泡ノーパンクチューブＣ’は、固定型Ｆ1 から強制的に分離されて、可動型Ｆ2 と一体となって後退して、射出成形品を取り出し可能な状態となる。
【００５６】
射出成形品を取り出し可能な状態において、第１及び第２の各可動入れ駒分割体Ｆ31，Ｆ41は、射出成形品に対してアンダーカットとなる部分を有していないので、可動型Ｆ2 からの射出成形品の取り出しが容易になると共に、取出し時において、射出成形品が第１及び第２の各可動入れ駒分割体Ｆ31，Ｆ41により損傷されることはない。
【００５７】
ここで、成形品である発泡ノーパンクチューブＣを成形している熱可塑性エラストマーの発泡倍率は、最大キャビティＫ1 の横断面積を原キャビティＫ0 の横断面積で除した値となり、チューブＣとしての諸機能を果し得る値は、１．５〜３．５であり、望ましくは、２．０〜３．０である。熱可塑性エラストマーの発泡倍率が１．５未満では、発泡が不十分のため、チューブが重くなって、実用的ではなく、発泡倍率が３．５を超えると、発泡体としての空隙率が大きくなり過ぎて、チューブとしての強度が低下することで、耐久性が不足する。
【００５８】
また、前記スキン層２の厚さは、０．５〜４．０ｍｍであり、１．５〜３．０ｍｍであることが望ましい。スキン層２の厚さが０．５ｍｍ未満では、強度が小さくて、チューブとしての耐久性が低くなり、４．０ｍｍを超えると、変形性が乏しくなって、リムとチューブとの間に挟まれた部分のタイヤ外皮の磨耗が大きくなる。
【００５９】
本発明に係る発泡ノーパンクチューブＣは、コアバック射出成形法により発泡剤を加えた熱可塑性エラストマーを発泡させることで成形されているので、外周面の全面の表層部に、発泡主体部１に比較して発泡倍率が低いか、或いは未発泡に近いスキン層２が形成される。発泡ノーパンクチューブＣの表層に形成されるスキン層２は、発泡主体部１に比較して硬度が高く、耐磨耗性を有していて、チューブＣとしては、接地部を含んで、タイヤ外皮２１の内周面に接触する部分の全面の強度が高められ、チューブＣとしての耐磨耗性が高められることで、発泡ノーパンクチューブＣとしての耐久性が高められる。一方、表層のスキン層２を除く残りの大部分を占める発泡主体部１は、熱可塑性エラストマーが発泡されることで、自転車等の乗心地性を確保するのに必要な弾発性が得られると同時に、チューブＣとして大幅に軽量化も図られる。
【００６０】
また、リムＲに対する発泡ノーパンクチューブＣの支持は、当該チューブＣの内周側をリムＲの底部に当接させることなく、当該チューブＣの内周側を当該リムＲの外周端面から所定長だけ、リム開口３１から内部に入り込ませて、当該リムＲのリム開口３１の対向内端部３２で支持する構造であるので、チューブＣの内径を大きくできて、リムＲに対する嵌め込みが容易になるのに加えて、チューブＣの横断面積が小さくなることで、軽量化も図られる。
【００６１】
新規のタイヤＴの場合には、単独のタイヤＴのリムＲに対してチューブＣは、環状のままで嵌め込み可能であるが、使用中の自転車等のタイヤＴのリムＲに対して空気チューブ等に替えて嵌め込む場合には、図１で切断面３で示されるように、環状のチューブＣの途中の一箇所を斜めに切断して、リムＲに対して嵌め込み、そのまま使用するか、或いは嵌め込み後において、チューブＣの切断面を接着剤で接着して一体化することも可能である。これにより、タイヤを本体から取り外さなくても、環状のチューブＣの嵌め込みが可能となって、一般の自転車ユーザーでも簡単にタイヤに対するチューブの嵌込み作業を行える。また、チューブの円環方向（長手方向）に対して当該チューブを斜めに切断することで、切断面がチューブの円環方向（長手方向）に分散されて、切断面が分かりにくくなり、この結果、切断部の弾発性が殆ど変化しないために、乗り心地性の低下もない。
【００６２】
（２７×１  ３/ ８）のサイズの自転車のタイヤに使用される本発明に係る発泡ノーパンクチューブの実施例１〜４が、図８に示されている。熱可塑性エラストマーとして、実施例１，２では、それぞれエステル系のものを使用し、実施例３では、ウレタン系とエステル系との重量割合が（１／７）のものを使用し、実施例４では、スチレン系とエステル系との重量割合が（１／９）のものを使用し、熱可塑性エラストマーに加える発泡剤としては、マスターバッチされた化学発泡剤を、全体に対して６〜８部の割合で使用して、コアバック射出成形法により、実施例１〜４の発泡ノーパンクチューブを成形した。
【００６３】
実施例１から同４にかけて、原料の発泡倍率は順次大きくなっており、これに反比例するようにして、チューブの重量は小さくなっており、実施例４のチューブでは、３９０ｇまで軽量化されている。一方、タイヤへのチューブの嵌め込み性は、内径が大きくなっているために、いずれも問題はなく、自転車のタイヤに装着した場合の漕き出しは、いずれもスムーズであると共に、走行中における振動は、いずれも乗り心地性に影響を与えない点において、問題はなく、更に、ＪＩＳＫ６３０２に準拠するチューブの耐久性には、いずれも合格している。
【符号の説明】
【００６４】
Ｃ，Ｃ’：発泡ノーパンクチューブ
Ａ1,Ａ2 ：コアバック射出成形型
Ｆ1 ：固定型
Ｆ2 ：可動型
Ｆ3 ：第１可動入れ駒  
Ｆ31：第１可動入れ駒分割体
Ｆ4 ：第２可動入れ駒
Ｆ41：第２可動入れ駒分割体
Ｋ0 ：原キャビティ
Ｋ1 ：最大キャビティ
Ｐａ，Ｐｂ：付勢機構
Ｒ：リム
Ｔ：タイヤ
１：発泡主体部
２：スキン層
４４：固定型の密着面
４５：可動型の密着面
５２ａ，５２ｂ：圧縮バネ
【図１】
2016078529.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−Ａ】
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【図６−Ｂ】
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【図７−Ａ】
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【図７−Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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