(57)【要約】      （修正有）【課題】ノーパンクチューブにおいて、手作業によるチューブ分割体の曲げを可能にして、専用治具を用いた曲げ工程を不要にし、チューブの更なる軽量化を図ることである。【解決手段】円環状のタイヤリム５３に着脱可能に取付けられて、同じく円環状のタイヤ外皮５１の円環状空間に嵌め込まれる中空パイプ状のノーパンクチューブＣ1であって、前記ノーパンクチューブＣ1は、長手方向に沿って分割された複数のチューブ分割体Ｃ11で構成され、前記各チューブ分割体Ｃ11におけるタイヤリム５３と対向する内周側の反接地部は、長手方向に沿って連続した開口部に、当該長手方向に沿って一定ピッチＰ1をおいて周方向に沿ったリブが多数形成されることで、部分的に開口した構造であり、前記各チューブ分割体Ｃ11の接地部１には、長手方向に沿って一定ピッチＰ2をおいて多数のスリットが形成された構成とする。【選択図】図７
2017081217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って複数に分割された直棒状のチューブ分割体を曲げた状態で円環状に連結して、タイヤリムに着脱可能に取付けられるタイヤ外皮の円環状空間に嵌め込まれる中空パイプ状のノーパンクチューブであって、
前記各チューブ分割体の接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されていることを特徴とするノーパンクチューブ。
【請求項２】
長手方向に沿って複数に分割された直棒状のチューブ分割体を曲げた状態で円環状に連結して、タイヤリムに着脱可能に取付けられるタイヤ外皮の円環状空間に嵌め込まれる中空パイプ状のノーパンクチューブであって、
前記各チューブ分割体の反接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されていることを特徴とするノーパンクチューブ。
【請求項３】
前記チューブ分割体の直棒状態において、接地部における隣接するスリットの間は、外方に向けて僅かに凸状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のノーパンクチューブ。
【請求項４】
前記スリットは、チューブ分割体の横断面視においてほぼ半周に形成されてい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ノーパンクチューブ。
【請求項５】
前記多数のスリットの形成ピッチは、前記多数のリブの形成ピッチの２倍であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のノーパンクチューブ。
【請求項６】
前記各チューブ分割体におけるタイヤリムと対向する内周側の反接地部は、長手方向に沿って連続した開口部に、当該長手方向に沿って一定ピッチをおいて周方向に沿ったリブが多数形成されることで、隣接するリブの間にリブ間隙間が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のノーパンクチューブ。
【請求項７】
前記スリットにおけるチューブの周方向に沿った各形成端部は、半円状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のノーパンクチューブ。
【請求項８】
前記スリットの外側エッジ部が、タイヤ外皮の内周面に直接に接触するのを回避すべく、当該スリットの外側エッジ部を含む部分は、横断面視でアール面取り状、平面取り状、或いは段差状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の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、複数のチューブ分割体を円環状に連結して中空パイプ状にしたノーパンクチューブに関するものである。
【０００２】
本明細書において、チューブ又はチューブ分割体の「周方向」とは、横断面視における外形線に沿った方向を示し、「長手方向」とは、中空パイプ状をしたチューブ又はチューブ分割体の軸方向を示し、「円環方向」とは、複数のチューブ分割体が円環状に連結されたチューブの円形線状の軸心に沿った方向を示す。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１には、「円環状のタイヤリムに着脱可能に取付けられて、同じく円環状のタイヤ外皮の円環状空間に嵌め込まれる中空パイプ状のノーパンクチューブであって、前記ノーパンクチューブは、長手方向に沿って分割された複数のチューブ分割体で構成され、前記各チューブ分割体におけるタイヤリムと対向する内周側の反接地部は、長手方向に沿って連続した開口部に、当該長手方向に沿って一定ピッチをおいて周方向に沿ったリブが多数形成されることで、部分的に開口した構造のノーパンクチューブ」が開示されている。
【０００４】
上記した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）は、当該チューブを構成する複数のチューブ分割体の内周側となる部分に、長手方向に沿って一定ピッチをおいて、周方向のリブが多数形成されることで、開口構造になっているため、チューブ分割体、ひいてはチューブが軽量化される利点がある。しかし、各チューブ分割体は、その射出成形時には、成形上の容易性を優先させるために、直棒状に成形されており、複数のチューブ分割体の両端部を互いに連結して、円環状に形成してタイヤの円環状空間に嵌め込む際に、アニール（anneal) 治具と称される専用治具を用いて、当該チューブ分割体を円弧状にわん曲させる曲げ加工が不可欠となり、当該曲げ加工のために、タイヤの円環状空間にチューブを嵌め込むための工程数が増加する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９８５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記したノーパンクチューブにおいて、手作業によるチューブ分割体の曲げを可能にして、専用治具を用いた曲げ工程を不要にし、チューブの更なる軽量化を図ると共に、走行時における衝撃吸収性を高めて、乗り心地性を良好にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための請求項１の発明は、長手方向に沿って複数に分割された直棒状のチューブ分割体を曲げた状態で円環状に連結して、タイヤリムに着脱可能に取付けられるタイヤ外皮の円環状空間に嵌め込まれる中空パイプ状のノーパンクチューブであって、
前記各チューブ分割体の接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、前記各チューブ分割体の接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されているため、当該スリットの側を外周側とするチューブ分割体のわん曲が容易となるため、手作業による当該わん曲が可能となり、専用治具を用いた曲げ加工が不要となって、複数本のチューブ分割体を円環状に連結したチューブをタイヤに嵌め込む作業を迅速に行える。また、多数のスリットが形成されている部分は、空間部となって、チューブの軽量化が図られると共に、複数本のチューブ分割体が円環状に連結されたチューブの外周側は、スリットにより小分割された構造となり、小分割された部分が独立して、接地面の凹凸に対して変形可能となるため、当該凹凸との衝突を緩和できて、乗り心地性が高められる。特に、車椅子においては、ブレーキレバーの先端部がタイヤの外周面を、当該タイヤの中心に向けて押圧させることで、ブレーキ力を発生させる構造であるので、ブレーキの作動時において、僅かに変形されたタイヤがチューブのスリットの隙間に入り込むことで、大きな抵抗となるため、大きなブレーキ力を確保できて、車椅子を望みの位置で確実に停止できる。
【０００９】
請求項２の発明は、長手方向に沿って複数に分割された直棒状のチューブ分割体を曲げた状態で円環状に連結して、タイヤリムに着脱可能に取付けられるタイヤ外皮の円環状空間に嵌め込まれる中空パイプ状のノーパンクチューブであって、
前記各チューブ分割体の反接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、前記各チューブ分割体の肉厚の大きな側である反接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されているため、チューブ全体の軽量化の効果が大きい。また、各チューブ分割体の接地面側は、円環方向に沿って連続した曲面であるので、形状的に耐変形性に優れるため、柔らかい材料の使用が可能となって、反発性を高めることができて、乗り心地性が良好となる。チューブ分割体の曲げの大きな側は、肉薄の接地面側となるため、曲げ作業が容易となって、タイヤへの嵌め込みの作業性が高められる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記チューブ分割体の直棒状態において、接地部における隣接するスリットの間は、外方に向けて僅かに凸状に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項１の発明では、チューブ分割体の接地部には、長手方向に沿って一定ピッチをおいて多数のスリットが形成されて、接地部は小分割されているため、当該チューブ分割体の全体を円弧状にわん曲させた場合において、各小分割部は、スリットがない場合に比較して、わん曲されにくい構造となっている（わん曲状態において、曲率半径が大きくなる）。そこで、請求項３の発明のように、チューブ分割体の直棒状態において、接地部における隣接するスリットの間を、外方に向けて僅かに凸状に形成しておくと、小分割部がわん曲されにくい構造を形状的に補って、複数本のチューブ分割体を円環状に連結した場合において、各小分割部の接地部は、スリットが形成されていない状態と同等の曲率半径を確保できて、接地面に対する追随性が良好となって、乗り心地性が高まる。
【００１３】
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、前記スリットは、チューブ分割体の横断面視においてほぼ半周に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
チューブ分割体の横断面視において、半周を超えてスリットを形成すると、タイヤにチューブを嵌め込んだ使用時において、チューブ（チューブ分割体）の横断面視で弾性変形を超えて、部分的に座屈変形を生ずる恐れがあるため、チューブの軽量化と反発性との相反する二つの事項を同時に達成するには、請求項４の発明のように、チューブ分割体の横断面視におけるスリットの形成範囲は、ほぼ半周が限度となる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記多数のスリットの形成ピッチは、前記多数のリブの形成ピッチの２倍であることを特徴としている。
【００１６】
多数のリブの形成ピッチを基準にして、多数のスリットの形成ピッチを同程度とすると、チューブの軽量化は確保できるが、その反発性が低下するため、多数のスリット及びリブの各形成ピッチを、請求項５の発明のように、多数のスリットの形成ピッチを、多数のリブの形成ピッチの２倍とすると、チューブの軽量化と、その反発性の双方を実現できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記各チューブ分割体におけるタイヤリムと対向する内周側の反接地部は、長手方向に沿って連続した開口部に、当該長手方向に沿って一定ピッチをおいて周方向に沿ったリブが多数形成されることで、隣接するリブの間にリブ開口が形成されたいることを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明によれば、チューブの反接地部の側に、一定ピッチをおいてリブ間隙間が形成されることで、スリットによる軽量化と、リブ間隙間による軽量化とが相俟って、チューブが大幅に軽量化される。また、チューブの反接地部の側に一定ピッチをおいてリブ間隙間を形成しても、当該チューブの反接地部の側は、一定ピッチをおいた多数のリブで連結されているので、チューブの反接地部の側の形状を保持できる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記スリットにおけるチューブの周方向に沿った各形成端部は、半円状に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項７の発明によれば、使用時において、チューブが弾性変形されることで、前記スリットにおけるチューブの周方向に沿った各形成端部には、変形加重が作用するが、当該部分は、半円状に形成されているので、応力が分散されて、亀裂等の発生がなくなる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明において、前記スリットの外側エッジ部が、タイヤ外皮の内周面に直接に接触するのを回避すべく、当該スリットの外側エッジ部を含む部分は、横断面視でアール面取り状、平面取り状、或いは段差状に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
チューブの接地部の側に、通常の形態でスリットを形成した場合には、横断面視において、当該スリットの外側エッジ部は直角となるため、長期間の使用により、当該スリットの直角の外側エッジ部により、タイヤ外皮の内周面に磨耗され易くなる。そこで、請求項８の発明は、スリットの外側エッジ部を含む部分は、横断面視でアール面取り状、平面取り状、或いは段差状に形成されていて、直角の外側エッジ部がなくなるので、タイヤ外皮の内周面との接触による磨耗がなくなるか、或いは最小限に抑えられる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１及び同２のいずれの発明においても、各チューブ分割体の接地側又は反接地側にスリットを設けることで、複数本のチューブ分割体を円環状に連結してタイヤに嵌め込む際において、チューブ分割体を円弧状に曲げる作業を手作業で容易に行えるため、従来、不可欠であった専用治具を用いたチューブ分割体の曲げ工程が不要となって、タイヤに対するチューブの嵌込み作業の能率が高められる。
【００２４】
特に、請求項１の発明によれば、複数本のチューブ分割体が連結されたチューブの接地側が円環方向に沿って小分割され、小分割された部分が独立して、接地面の凹凸に対して変形するために、当該凹凸との衝突を緩和できる独自の効果がある。また、請求項２の発明によれば、各チューブ分割体の反接地側にスリットが設けられているため、チューブの接地側は、円環方向に沿って連続した曲面となるため、柔らかい材料の使用が可能となって、自転車等のタイヤに装着した場合に、反発弾性が高くなって、乗り心地性が良好となる独自の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の実施例１のチューブＣ1 を構成するチューブ分割体Ｃ11の一部を破断して、異なる方向から見た斜視図である。
【図２】チューブ分割体Ｃ11の一部を破断した縦断面図である。
【図３−Ａ】（ａ），（ｂ）は、それぞれ図１のＸ1 −Ｘ1 線及びＸ2 −Ｘ2 線の拡大横断面図である。
【図３−Ｂ】（ｃ）は、図１のＸ3 −Ｘ3 線の拡大横断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、それぞれチューブ分割体Ｃ11のわん曲前後の正面図である。
【図５】複数本のチューブ分割体Ｃ11が連結されてチューブＣ1 となることを説明する図である。
【図６】チューブ分割体Ｃ11どうしの連結部の斜視図である。
【図７】本発明に係るチューブＣ1 がタイヤＴに嵌め込まれた状態の一部を破断した正面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明に係るチューブＣ1 がタイヤＴに嵌め込まれて、接地圧が作用しない状態、及び作用した状態の横断面図である。
【図９】チューブ分割体Ｃ11の直棒状態において、スリット７が設けられた接地部１の接地面が外方に向けて僅かに凸状に形成されていることを示す部分拡大縦断面図である。
【図１０】チューブの走行耐久試験方法を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２のチューブ分割体Ｃ21の一部を破断した斜視図である。
【図１２】同じく一部を破断した縦断面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図１１のＹ1 −Ｙ1 線、Ｙ2 −Ｙ2 線、及びＹ3 −Ｙ3 線の拡大横断面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、それぞれチューブ分割体Ｃ21のわん曲前後の正面図である。
【図１５】５本のチューブ分割体Ｃ21を円環状に連結したチューブＣ2 の正面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、いずれもスリット７の外側エッジ部を示すチューブＣ1 の部分拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、複数の実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
最初に、図１ないし図８を参照して、請求項１の発明に係るチューブＣ1 について説明する。チューブＣ1 は、自転車（軽快車）のタイヤＴに嵌め込まれるものであって、樹脂の射出成形により直棒状に成形された複数本（実施例では５本）のチューブ分割体Ｃ11をわん曲させて、両端部を互いに連結させることで形成される。直棒状の５本のチューブ分割体Ｃ11は、自転車のタイヤＴに嵌め込まれる際に、タイヤＴの直径（Ｄt)〔図７に示されるタイヤ外皮５１の円環状空間５２の円形線状の中心Ｋｔの部分の直径〕に対応した円弧状にわん曲されて、長手方向の両端部において、当該チューブ分割体Ｃ11の長手方向の両端部に一体に設けられた後述の連結片１１及び連結突起１４を介して互いに連結され、全体として円環状のチューブＣ1 に形成される。
【００２８】
直棒状のチューブ分割体Ｃ11は、図１ないし図３に示されるように、断面円形の中空部４を有する変則円筒状であって、チューブＣ1 に形成された状態で外周側となる接地部１から、当該接地部１と対向していて内周側となる反接地部２に向けて周方向の肉厚が漸次厚くなっているため、両側部３の肉厚（ｔ2)は、接地部１の肉厚（ｔ1)よりも厚くて、反接地部２の肉厚（ｔ3)よりも薄く形成されている。反接地部２の内周面は、円弧状に形成されているが、外周面における接地部１の最も薄肉の部分と対向する部分は、平面状に形成されている。図８に示されるように、チューブＣ1 におけるリブ５が設けられた反接地部２の部分は、タイヤＴに嵌め込んだ状態で、タイヤリム５３に対して対向配置されて、タイヤ外皮５１の内周面に密着しない部分であり、チューブＣ1 におけるタイヤ外皮５１の内周面に密着する外周面、特に、チューブＣ1 を構成するチューブ分割体Ｃ11の両側部３の外周面は、凹凸部を全く有しない平滑曲面に形成されている。また、サイズが（２７×１  ３／８）の軽快車において、チューブ分割体Ｃ11の中空部４の内径は、１９ｍｍ程度であり、接地部１の肉厚（ｔ1)は、２〜３ｍｍであり、側部の肉厚（ｔ2)は、３〜５ｍｍであり、反接地部２の肉厚（ｔ3)は、９〜１１ｍｍである。
【００２９】
チューブ分割体Ｃ11の横断面における各部の肉厚を上記のように変化させたのは、以下の理由による。即ち、直棒状のチューブ分割体Ｃ11は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）により成形されて、反発弾性を備えているが、全体が円弧状に変形された複数本のチューブ分割体Ｃ11が円環状に連結されたチューブＣ1 がタイヤ外皮５１の円環状空間５２〔図８（ａ）参照〕に嵌め込まれて、タイヤＴとして使用された場合に、長期間の使用によって、接地力を解除しても、チューブＣ1 が原形状に復元しないクリープ現象が発生し、チューブＣ1 が徐々に偏平化し、反発弾性の低下により乗り心地性が低下される。この現象を回避するために、チューブＣ1 の断面視における各部の肉厚を上記のように、接地部１から反接地部２に向けて漸次厚くすることで、両側部３の肉厚を接地部１よりも厚くして、チューブＣ1 の全体形状、特に両側部の変形を阻止する力である「側面耐力」を大きくしてある。
【００３０】
チューブ分割体Ｃ11の反接地部２は、最大肉厚の部分であって、当該反接地部２には、長手方向に一定ピッチ（Ｐ1 ）をおいて多数のリブ５が周方向に沿って形成され、隣接する各リブ５の間には、リブ間隙間６が形成されている。リブ５は、前記中空部４の半径方向に沿って板状に形成され、そのピッチＰ1 は（９ｍｍ）であり、周方向に沿った長さ（Ｊ）及び板厚（ｔ3)〔いずれも図３−Ａ（ａ）参照〕は、それぞれ（１０ｍｍ），（３．５ｍｍ）である。このように、チューブＣ1 の内周側となる厚肉の反接地部２に多数のリブ５を形成して、隣接するリブ５の間にリブ間隙間６が形成された構造にしたのは、主として以下の２つの理由による。第１の理由は、リブ間隙間６の形成により、チューブＣ1 を軽量化させることであり、第２の理由は、チューブ分割体Ｃ11を円弧状にわん曲させる際に、リブ５の側が内周側となるため、リブ間隙間６の存在により、内周側の圧縮歪を吸収可能にして、当該わん曲作業を容易にすることである。
【００３１】
また、図２及び図３−Ａに示されるように、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側における前記リブ５と対向する部分には、横断面視のほぼ半周に亘ってスリット７が、長手方向に沿って一定ピッチＰ2 で形成されている。スリット７の形成ピッチＰ2 は、リブ５の形成ピッチＰ1 の２倍となっている。スリット７の幅は、（２ｍｍ）程度である。このように、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側における前記リブ５と対向する部分にスリット７を設けたのは、チューブ分割体Ｃ11（チューブＣ1 ）の軽量化のためであり、後述の通りであり、チューブ分割体Ｃ11の横断面視でほぼ半周の部分にスリット７を設けたのは、半周を超えてスリット７を形成すると、円弧状にわん曲させた状態における形状保持性を低下させてしまうためである。スリット７におけるチューブ分割体Ｃ11の両形成端部がエッジ状に形成されていると、使用時においてチューブＣ1 が接地圧により変形された場合に、応力集中が生じてチューブＣ1 におけるスリット７の両形成端部に亀裂が発生するので、当該応力集中を避けるために、スリット７におけるチューブ分割体Ｃ11の両形成端部は、半円状に形成されている。
【００３２】
チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側に多数のスリット７を形成することで、複数本のチューブ分割体Ｃ11を円弧状に曲げた状態で、円環状に連結させてチューブＣ1 を形成する際に、当該チューブ分割体Ｃ11の曲げが容易となって、作業者の手により曲げることが可能となって、従来、直棒状に射出成形されたチューブ分割体Ｃ11の曲げには、大きな曲げ力を必要とするため、専用機による曲げ工程が必要であったが、この曲げ工程が不要となる。また、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側に多数のスリット７を形成することで、その分だけ、複数本のチューブ分割体Ｃ11が円環状に連結されたチューブＣ1 が軽量化される。なお、スリット７の形成ピッチＰ2 は、リブ５の形成ピッチＰ1 に対して任意に定められるが、上記したチューブ分割体Ｃ11の曲げの容易化と、チューブＣ1 の軽量化との双方を同時に実現するには、スリット７の形成ピッチＰ2 は、リブ５の形成ピッチＰ1 の２又は３倍程度が好ましい。
【００３３】
チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側に一定ピッチＰ2 をおいて多数のスリット７を設けることで、当該チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側は、多数の小分割部９に分割されている。
【００３４】
また、図１、図２及び図６に示されるように、チューブ分割体Ｃ11の長手方向の一端部には、当該チューブ分割体Ｃ11の反接地部２の平面部（リブ５の外側の端面と同一平面部）と同一面となるように、方形板状をした連結片１１が長手方向に沿って突設されて、当該連結片１１には、連結孔１２が形成されている。チューブ分割体Ｃ11の他端部には、凹部１３が形成されて、当該凹部１３には、互いに連結される別のチューブ分割体Ｃ11の連結片１１の連結孔１２に嵌め込まれる連結突起１４が形成されている。上記したチューブ分割体Ｃ11の連結構造は、当該チューブ分割体Ｃ11に一体に設けられた連結部（連結片１１の連結孔１２及び連結突起１４）により連結可能であるため、別体の連結具を必要としない利点があるが、別体の連結具を使用する連結構造であってもよい。なお、チューブ分割体Ｃ11の連結片１１が設けられた側の端部には、当該連結片１１と対向する接地部１の側に、断面円弧状をした変形防止片１５が突設されていて、チューブ分割体Ｃ11どうしを連結する際に、一方のチューブ分割体Ｃ11に設けられた変形防止片１５が、他方のチューブ分割体Ｃ11の中空部４の内周面に密着した状態で、嵌め込まれることで、使用時において接地圧が作用した場合においても、最も変形し易いチューブ分割体Ｃ11の接地部１の側の長手方向の端部の変形を防止又は抑制している。
【００３５】
また、タイヤＴの直径を（Ｄt)とすると、タイヤ外皮５１の円環状空間５２の中心Ｋｔの周長（Ｌｔ）は、（Ｌｔ＝π×Ｄt)であって、例えば５分割されたスリットが形成されていない従来のチューブ分割体Ｃ11の中空部４の中心（軸心）Ｋｃの長さを（Ｌｃ0 ）とした場合において、連結部に隙間を生じないこと、及び嵌込みを可能にすることからして、〔Ｌｃ0 ＝Ｌｔ×（１．００〜１．０１）／５〕の程度となる。
【００３６】
ここで、実施例１のチューブ分割体Ｃ11のように、接地部１の側に多数のスリット７を形成すると、当該チューブ分割体Ｃ11の接地部１であるスリット７が形成された側が外側となるように、当該チューブ分割体Ｃ11をわん曲させると、一般的に、わん曲状態の外側である接地部１の側に引張歪が生じて伸ばされると共に、わん曲状態の内側である反接地部２の側に圧縮歪が生じて縮められるが、実施例１のチューブ分割体Ｃ11のように、引張歪が発生する側に長手方向に沿って多数のスリット７が形成されていると、当該スリット７が形成されていない場合に比較して、前記引張歪が大きくなる。換言すると、わん曲状態において、引張歪、及び圧縮歪の双方の発生しない中立面ＮＦ1 〔図４（ｂ）参照〕の位置が示されており、中立面ＮＦ1 が反接地部２の側にずれることで、当該中立面のわん曲方向に沿った長さを（Ｌc11)とした場合には、 (Ｌc11 ＜Ｌｃ0 ）の関係が成立することになる。具体的には、後述の比較例に示されているように、チューブを５分割した場合において、スリットが設けられていない従来のチューブ分割体の長さを（４２０ｍｍ）とした場合には、実施例１のチューブ分割体Ｃ11の長さは、（４１２ｍｍ）であった。
【００３７】
また、チューブ分割体Ｃ11又はチューブＣ1 の横断面視における高さ寸法（Ｈ0 ）〔図３−Ａ（ａ）参照〕は、チューブＣ1 を嵌め込んだタイヤ外皮５１のビード部５４をタイヤリム５３に嵌め込んだ状態において、タイヤ外皮５１の接地部からタイヤリム５３の外端までの高さ、及びタイヤリム５３の内壁部５５までの高さを、それぞれ（Ｈ1 ），（Ｈ2 ）〔図８（ａ）参照〕とした場合において、（Ｈ2 ＞Ｈ0 ＞Ｈ1 ）の範囲内で定められる。
【００３８】
直棒状の複数本のチューブ分割体Ｃ11は、それぞれタイヤＴの直径（Ｄt)に対応するように、作業者の手により円弧状にわん曲されて、前記連結片１１の連結孔１２と連結突起１４との嵌合により、互いに連結された円環状のチューブＣ1 となって、タイヤ外皮５１の円環状空間５２に嵌め込まれる。よって、直棒状のチューブ分割体Ｃ11の両端面８は、長手方向に対して所定角度（θ）だけ傾斜させることで、わん曲形状に変形させて連結する際の端面どうしの干渉を回避させている。汎用自転車である軽快車のサイズ（２７×１  ３／８）において、５°程度である。
【００３９】
チューブ分割体Ｃ11は、スチレン系（ＳＢＣ）、オレフィン系（ＴＰＯ）、ウレタン系（ＴＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡＥ）、架橋性ポリオレフィン等の各種の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を原材料樹脂として、射出成形により成形される。チューブとして不可欠な物性である反発弾性率及び曲げ弾性率を得るのに好適な熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）としては、エステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）、或いはこれらのポリマーアロイが挙げられる。射出成形型としては、チューブ分割体Ｃ11の外形を形成するための一対の割型と、当該一対の割型で形成される中空円柱状のキャビティの中心部に挿入されて、チューブ分割体Ｃ11の中空部４を成形するためのロッド状のスライド型とを使用して成形可能である。一対の分割型の一方の内面には、スリット７を形成するための円弧板状の多数のスリット形成板部（図示せず）が、前記ピッチＰ2 をおいて設けられている。
【００４０】
チューブの材料である熱可塑性エラストマーの弾性特性に関しては、曲げ弾性率は、１５〜１７００ＭＰａの範囲内であることが必要である。また、反発弾性率に関しては、４５％よりも大きいことが必要である。
【００４１】
チューブの材料である熱可塑性エラストマーの曲げ弾性率が１７００ＭＰａを超えると、曲げ変形性が極度に少なくなって、材料として硬すぎて脆くなり、耐久性が低下する。一方、曲げ弾性率が１５ＭＰａ以下であると、材料として柔らかすぎて接地抵抗が大きくなり、自転車等を漕ぐのに大きな力を必要として、実用に供し得ない。現実的には、チューブの材料である熱可塑性エラストマーの曲げ弾性率は、１５〜１０００ＭＰａであることが望ましい。また、熱可塑性エラストマーの反発弾性率が４５％以下では、タイヤとして必要な軽快な弾みがなくなって接地抵抗が多くなって、自転車等において、漕ぐのに大きな力が必要となる。現実的には、チューブの材料の反発弾性は、５０％以上であることが望ましい。
【００４２】
そして、図４及び図５に示されるように、複数本のチューブ分割体Ｃ11を円環状に連結しながら、軽快車のタイヤ外皮５１の円環状空間５２に嵌め込むと、タイヤＴとなる。ここで、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側には、一定ピッチＰ2 をおいて多数のスリット７が形成されているために、当該スリット７の側を外側にして当該チューブ分割体Ｃ11のわん曲（曲げ）は、作業者の手の力によって容易に行うことが可能であるので、従来のように、専用治具を用いた曲げ工程が不要となる。スリット７を外側にしてわん曲された各チューブ分割体Ｃ11を、一端部の連結片１１に設けられた連結孔１２及び他端部に設けられた連結突起１４を用いて互いに連結すると、円環状のチューブＣ1 となる（図５参照）。
【００４３】
また、上記のようにして、チューブＣ1 は、タイヤ外皮５１の円環状空間５２に嵌め込まれた状態では、タイヤリム５３と対向する反接地部２のみが、当該タイヤ外皮５１の内周面に密着せずに開放されていて、残りの全ての部分は、当該タイヤ外皮５１の内周面に密着させて、チューブＣ1 は、その使用時においては、タイヤ外皮５１と一体となって弾性変形することが必要である。よって、図３（ａ）及び図８（ａ）において、タイヤ外皮５１の横断面視において、円環状空間５２の中心Ｋｔを通る部分の横方向に沿った内径を（ｄt)〔図８（ａ）参照〕とし、チューブ分割体Ｃ11の横断面視における外径を（Ｄc11)〔図３−Ａ（ａ）参照〕とすると、Ｄc11 ＝〔（１．０１〜１．１０）×ｄt 〕の関係が必要であり、タイヤ外皮５１の円環状空間５２にチューブＣ1 が嵌め込まれた状態では、当該タイヤ外皮５１は、横断面視において周長が僅かに長くなるように伸ばされることで、横断面視における周方向、及び円環方向との両方向を主体としたほぼ全方向に引張り力（内部応力）が発生した状態で、チューブＣ1 は、円環方向に沿った長さを維持したままで、横断面視において、横方向で極僅かに圧縮されると共に、縦方向（タイヤＴの径方向）において極僅かに伸長された状態で弾性変形されて、タイヤ外皮５１の円環状空間５２にチューブＣ1 が嵌め込まれる。この結果、図７及び図８に示されるように、タイヤ外皮５１の円環状空間５２内に嵌め込まれた円弧状のチューブ分割体Ｃ11の端面８は、タイヤ外皮５１の内部に発生している長手方向（円環方向）に沿った引張り力Ｆにより、互いに当接し合った状態が維持されるため、５本のチューブ分割体Ｃ11は、タイヤ外皮５１の円環状空間５２内において、恰も一体となって円環状に連結された状態となる。
【００４４】
また、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側に、長手方向に沿って一定ピッチＰ2 をおいて多数のスリット７を設けることで、複数のチューブ分割体Ｃ11が円環状に連結されたチューブＣ1 は、多数のスリット７の空間総体積に相当する重量だけ軽減されることで、結果的に、チューブＣ1 の軽量化も図られる。
【００４５】
そして、タイヤ外皮５１に前記チューブＣ1 を嵌め込んだタイヤＴの軽快車は、接地圧Ｇを受けることで、チューブＣ1 及びタイヤ外皮５１は、図８（ｂ）のように弾性変形されて、走行する。特に、実施例１においては、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側に一定ピッチＰ2 をおいて多数のスリット７を設けることで、当該チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側は、多数の小分割部９に分割され、例えば、軽快車のタイヤＴの円環状空間５２にチューブＣ1 を嵌め込んで使用する状態において、各小分割部９は、独立して接地面の凹凸に対応して変形可能となるため、当該凹凸との衝突を緩和できて、乗り心地性が高められる。
【００４６】
また、実施例１では、チューブ分割体Ｃ11の接地部１の側に一定ピッチＰ2 をおいて多数のスリット７が設けられて、接地部１の側は、多数の小分割部９に分割されているため、当該チューブ分割体Ｃ11をわん曲させた場合には、前記スリット７の存在により、各小分割部９が独立してわん曲されるため、各小分割部９は、スリット７が存在しない場合に比較して、わん曲されにくい構造となっている（わん曲状態において、曲率半径が大きくなる）。そこで、図９に示されるように、チューブ分割体Ｃ11の直棒状態において、当該チューブ分割体Ｃ11の接地部１における隣接するスリット７の間を、外方に向けて僅かに凸状に形成しておくと、小分割部９’がわん曲されにくい構造を形状的に補って、複数本のチューブ分割体Ｃ11を円環状に連結した場合において、各小分割部９’の接地部１は、スリットが形成されていない状態と同等の曲率半径を確保できて、接地面に対する追随性が良好となって、乗り心地性が高まる。なお、図９においては、スリット７の形成ピッチＰ2'は、リブ５の形成ピッチＰ1 の４倍となっており（Ｐ2'＝４Ｐ1 ）、１ａは、接地部１の縦断面視における長手方向に沿って凸状となって現れる曲面を表す曲線を示す。
【００４７】
図１０は、チューブの走行耐久試験方法を示す図である。「耐久性」は、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０２−２０１１（自転車タイヤ）の「７. ２性能の走行耐久性試験の条件」を準用して、最大荷重（５０ｋｇ）、表面速度（３０ｋｍ/ ｈ）、走行距離（５０００ｋｍ）の条件で、ドラム６１に対して被試験チューブを嵌め込んだタイヤＴを上記した最大荷重でドラム６１に対して押し付けた状態で、当該ドラム６１を駆動回転させて行った。なお、ドラム６１の外径は、７６０ｍｍであり、ドラム６１の対向部分には、模擬段差としての一対のショックバー６２が取付けられており、当該ショックバー６２の幅及び高さ（段差）は、（１０×５）ｍｍであった。耐久試験結果の評価は、チューブの変形の程度、リム破損の有無により行った。
【００４８】
そして、チューブ分割体Ｃ11は、１本当たりの長さ（Ｌｃ11）が（４１２ｍｍ）であって、接地部１の側に、幅が（２ｍｍ）で半周のスリット７を２０本設けることで、接地部１が長手方向に沿って２１分割された構成であって、熱可塑性ポリウレタン樹脂（Ａ硬度９７）の射出成形により成形した。５本のチューブ分割体Ｃ11を円環状に連結しながら、タイヤ外皮５１の円環状空間５２にチューブＣ1 を嵌め込んでタイヤＴとした。
【００４９】
上記のチューブ分割体Ｃ11の１本当たりの重量は、１４１ｇであり、タイヤ１輪あたりのチューブＣ1 としての重量は、７０５ｇとなって、軽量であった。チューブＣ1 は、適度の硬度と弾性を有していて、図１０に示される耐久試験にも合格した。当該チューブＣ1 をタイヤ外皮５１に嵌め込んだタイヤＴを使用した軽快車に乗ったところ、快適な乗り心地が得られた。
【実施例２】
【００５０】
次に、図１０ないし図１５を参照して、本発明の実施例２のチューブＣ2 について説明する。実施例１のチューブＣ1 は、その接地部１の側にスリット７が形成された例であるが、実施例２のチューブＣ2 は、その反接地部２の側にスリット７’が形成された例であり、両者の相違は、チューブＣ1 （Ｃ2 ）におけるスリット７（７’）の形成部位のみであるので、実施例２のチューブＣ2 の説明に際して、実施例１のチューブＣ1 と同一又は同等部分には、同一符号又は同一符号に「’」を付し、重複説明を避けて、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
チューブＣ2 は、前記チューブＣ1 と同様に、複数本（実施例では５本）のチューブ分割体Ｃ21を、当該チューブ分割体Ｃ21の両端部の連結孔１２及び連結突起１４を介して円環状に連結されたものである。チューブ分割体Ｃ21には、その反接地部２の側において、多数のスリット７’がリブ５のピッチＰ1 の２倍であるピッチＰ2 をおいて形成されている。スリット７’の幅は、手前側から奥側に向けて漸次狭くなっていて、手前側及び奥側の幅は、それぞれ（４ｍｍ），（２ｍｍ）であり、スリット７’におけるチューブ分割体Ｃ21の周方向の両形成端部は、半円状に形成されている。スリット７’は、チューブ分割体Ｃ21の長手方向に沿ってリブ５と緩衝しない位置に、ほぼ半周に亘って形成されている。よって、スリット７’を形成することにより生ずる空間部は、隣接するリブ５の間のリブ間隙間６に連通していて、チューブ分割体Ｃ21の軸方向に沿って同一位置に設けられたスリット７’は、リブ間隙間６により分断されている。この結果、チューブ分割体Ｃ21の接地部１の側は、長手方向及び周方向の双方に沿って連続した曲面で形成されている。チューブ分割体Ｃ21の上記スリット７’を除く部分は、構成、及び各部の具体的寸法のいずれにおいても、実施例１のチューブ分割体Ｃ11と同一であるので、図面に同一符号又は「’」を付した同一符号を付すのみとする。
【００５２】
ここで、実施例２のチューブ分割体Ｃ21のように、反接地部２の側に多数のスリット７’を形成すると、実施例１のチューブ分割体Ｃ11とは逆に、引張歪、及び圧縮歪の双方の発生しない中立面ＮＦ2 〔図１４（ｂ）参照〕の位置が示されている）が接地部１の側にずれることで、当該中立面のわん曲方向に沿った長さを（Ｌc21)とした場合には、 (Ｌc21 ＞Ｌｃ0 ）の関係が成立することになる。具体的には、チューブを５分割した場合において、スリットが設けられていない従来のチューブ分割体の長さを（４２０ｍｍ）とした場合には、実施例２のチューブ分割体Ｃ21の長さは、（４２６ｍｍ）であった。
【００５３】
実施例２のチューブ分割体Ｃ21では、その反接地部２の側にスリット７’が設けられているため、複数のチューブ分割体Ｃ21を円環状に連結したチューブＣ2 の接地部１は、円環方向及び周方向の双方に沿って連続した曲面となるため、柔らかい材料の使用が可能となって、自転車等のタイヤに装着した場合に、反発弾性が高くなって、乗り心地性が良好となる独自の効果がある。また、実施例１のチューブＣ1 と同様に、反接地部２の側に多数のスリット７’を設けることで、結果的に、多数のスリット７’の空間総体積の分だけ、チューブＣ2 は、軽量化される。
【００５４】
そして、チューブ分割体Ｃ21  は、１本当たりの長さ（Ｌｃ21) が（４２６ｍｍ）であって、反接地部２の側に、奥側及び手前側の各幅が、それぞれ（４ｍｍ），（２ｍｍ）で半周のスリット７’を２０本設けることで、反接地部２が長手方向に沿って２１分割された構成であって、熱可塑性ポリウレタン樹脂（Ａ硬度９３）の射出成形により成形した。図１５に示されるように、５本のチューブ分割体Ｃ21を円環状に連結しながら、タイヤ外皮５１の円環状空間５２にチュー  ブＣ2 を嵌め込んでタイヤＴとした。なお、図１４（ｂ）及び図１５に示されるように、チューブ分割体Ｃ21は、スリット７’が設けられた反接地部２の側が内側となるようにわん曲された状態では、当該スリット７’の幅は、手前側から奥側に向けてほぼ同一幅となる。
【００５５】
上記のチューブ分割体Ｃ21の１本当たりの重量は、１３５ｇであり、タイヤ１輪あたりのチューブＣ2 としての重量は、６９５ｇとなって、軽量であった。チューブＣ2 は、適度の硬度と弾性を有していて、図１０に示される耐久試験にも合格した。当該チューブＣ2 をタイヤ外皮５１に嵌め込んだタイヤＴを使用した軽快車に乗ったところ、快適な乗り心地が得られた。
【００５６】
〔比較例〕
１本当たりの長さが（４２０ｍｍ）で、横断面形状、及び長さを除く各部の寸法は、実施例１と同一であって、スリットが全く設けられていない５本のチューブ分割体を円環状に連結して比較例のチューブとした。なお、比較例のチューブは、熱可塑性ポリウレタン樹脂（Ａ硬度３２）で射出成形した。
【００５７】
比較例のチューブ分割体の１本当たりの重量は、１４９ｇであり、タイヤ１輪あたりのチューブの重量は、７４５ｇであり、実施例１，２の各チューブＣ1 ，Ｃ2 に比較すると、それぞれ４０ｇ，５０ｇだけ重かったが、チューブとしての適度な硬度と弾性を有していて、自転車用チューブとしては、適したものであった。５本の各チューブ分割体を連結させながら、タイヤ外皮に嵌め込もうと試みたが、チューブ分割体の両端部が突っ張ってしまい、タイヤ外皮にうまく嵌め込むことができなかった。そこで、二人作業で、チューブ分割体をタイヤ外皮に無理に嵌め込んだところ、チューブ分割体の両端部の当接部（連結部）が外方に僅かに膨らんで、円環方向に沿って滑らかでない箇所が計５カ所発生して、タイヤ外皮にチューブを嵌め込んだタイヤとしては、不適であった。
【００５８】
そこで、直棒状のチューブ分割体を、予めタイヤの内周形状に倣った治具に固定して、１２０°Ｃで１時間加熱した後に、そのまま冷却させることで、曲げ加工を行ってタイヤ外皮に嵌め込んだ。チューブ分割体がタイヤの内周形状に倣って曲げられているため、曲げられたチューブ分割体を連結しながら、タイヤ外皮に嵌め込む作業は容易であったが、余分な曲げ工程が必要となるため、生産効率の低下を招いた。生産面では、余分な曲げ工程を必要とする問題があったが、上記チューブは、図１０に示される耐久試験に合格して、上記タイヤを軽快車に装着して乗ったところ、軽快な乗り心地性が得られた。
【００５９】
ここで、チューブの接地部の側に、通常の形態でスリットを形成した場合には、横断面視において、当該スリットの外側エッジ部は直角となるため、長期間の使用により、当該スリットの直角の外側エッジ部により、タイヤ外皮の内周面が磨耗され易くなる。そこで、実施例１のチューブＣ1 においても、図１６（ａ）に示されるように、スリット７におけるタイヤ外皮５１の内周面と接触する外側エッシ部を含むの部分に、アール面取り３１を付けた形状にしたり、或いは図１６（ｂ）に示されるように、外側の幅が広くなるような傾斜面段差部３２を形成することで、スリット７の外側エッジ部に直角部がなくなって、使用時において、チューブＣ1 のスリット７の部分と接触するタイヤ外皮５１の内周面の磨耗を防止できる。更に、チューブＣ1 のスリット７の外側エッジ部は、平面取り状にしても、タイヤ外皮５１の内周面の磨耗を防止できる。
【００６０】
チューブ分割体の横断面視におけるスリットの形成範囲に関しては、弾性変形時におけるチューブとして変形形状の保持性、及び射出成形の成形性の面からは、ほぼ半周を最大限度として、任意に定められる。
【００６１】
チューブの分割数は、射出成形が可能な長さとの関係で相対的に決定されるものであって、幼児用自転車のようにタイヤの直径が小さくなれば、チューブの分割数を減少させられる。そして、最終的にタイヤ外皮５１の円環状空間５２に嵌め込まれるチューブとしては、連結部の数が少ない程、構造的に安定化するため、成形可能な範囲において、分割数は、少ないことが望ましい。
【００６２】
また、実施例１，２は、いずれも反接地部２の側にリブ間隙間６が形成されているチューブＣ1 ，Ｃ2 に対して本発明を実施した例であり、多数のリブ間隙間６の存在による軽量化と、スリット７，７’を形成することによる軽量化とが相俟って、チューブの軽量化の程度を大きくできる。しかし、本発明は、全体が円筒状に形成されて、反接地部２の側にリブ間隙間６が形成されていないチューブに対しても、当然に実施可能である。
【００６３】
本発明に係るノーパンクチューブは、軽快車のタイヤの他に、マウンテンバイク、電動アシスト自転車、クロスバイク、ロードバイク、重量物運搬車、幼児車、車椅子、シニアカー等の各タイヤのチューブとしても適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｃ1 ，Ｃ2 ：チューブ
Ｃ11  Ｃ21：チューブ分割体
Ｄc11 ：チューブの中心を通る横方向の外径
Ｄｔ：タイヤの直径
Ｆ：タイヤ外皮に作用する引張り力
Ｇ：接地圧
Ｋｃ：チューブの中空部の中心
Ｋｔ：タイヤ外皮の円環状空間の中心
Ｌc11 ，Ｌｃ21：チューブ分割体の中空部の中心（軸心）に沿った長さ
Ｌt ：タイヤ外皮の中心の周長
Ｐ1 ：チューブ分割体のリブのピッチ
Ｐ2 ，Ｐ2'：チューブ分割体のスリットのピッチ
Ｔ：タイヤ
θ：チューブ分割体の端面の傾斜角度
１：チューブの接地部
１ａ：チューブの接地面の長手方向の曲面
２：チューブの反接地部
５：リブ
６：リブ間隙間
７，７’：スリット
８：チューブ分割体の端面
９：チューブ分割体の接地部の小分割部
１１，１１’：連結片
１２，１２’：連結孔
１４，１４’：連結突起
３１：アール面取り
３２：段差部
５１：タイヤ外皮
５２：円環状空間
５３：タイヤリム
【図１】
2017081217.tif 000003
【図２】
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【図３−Ａ】
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【図３−Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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