(57)【要約】【課題】二輪車用のタイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り部分とチューブの外周面との間に配設されるタイヤのパンク防止用部材において、自転車などの二輪車を、パンク状態においても、安定した状態で一時的に走行させることができる構造を提供する。【解決手段】二輪車用のタイヤ３の内周面３ｂにおけるタイヤ半径方向外方寄り部分とチューブ４の外周面との間で環状に配設されるタイヤ３のパンク防止用部材５において、外力を受けていない状態で、タイヤ半径方向の外方箇所に外周平面部５ａを形成し、タイヤ半径方向の内方箇所に幅広の内周平面部５ｂを形成し、断面形状が略台形形状となるように形成する。この構成により、パンクした場合でも、接地部分近傍箇所では、タイヤ３におけるパンク防止用部材５の外周平面部５ａに対応する箇所が略平面形状となり易いので広い面積で安定して接地できて、安定した状態で走行できる。【選択図】図１
2009040212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車用のタイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り部分とチューブの外周面との間で環状に配設されるタイヤのパンク防止用部材であって、
外力を受けていない状態で、タイヤ半径方向の外方箇所に、タイヤ軸を含む横断面において平坦となる外周平面部が形成され、タイヤ半径方向の内方箇所に、前記横断面において平坦となり、前記外周平面部、およびタイヤが装着されるリムよりも幅広の内周平面部が形成され、前記横断面の形状が略台形形状となるように形成されていることを特徴とするタイヤのパンク防止用部材。
【請求項２】
ショアＡ硬度が１０〜４０またはショアＣ硬度が３０〜６０である材料で全体が形成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤのパンク防止用部材。
【請求項３】
発泡倍率が１．０〜５．０のエラストマーで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤのパンク防止用部材。
【請求項４】
熱可塑性エラストマーまたはウレタンまたはゴムからなる材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載のタイヤのパンク防止用部材。
【請求項５】
幅方向中央部から幅方向両端部近傍箇所にかけて中空部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤのパンク防止用部材。
【請求項６】
外周平面部を含む幅方向中央部と、幅方向両端部とが、異なる硬さの材料で構成され、幅方向中央部よりも幅方向両端部が軟らかい材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤのパンク防止用部材。
【請求項７】
外周平面部を含む幅方向中央部には中空部が形成されておらず、幅方向両端部近傍箇所には中空部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤのパンク防止用部材。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載のパンク防止用部材が、二輪車用のタイヤの内周面とチューブの外周面との間に配設されていることを特徴とする車輪組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車用のタイヤがパンクすることを防止するパンク防止用部材、およびこのパンク防止用部材が組み付けられた車輪組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自転車のタイヤは、空気が注入されるチューブを内装した状態で、車輪の内輪部分をなすリムに装着して構成される。この自転車のタイヤの、悪戯以外のパンク要因として多いものは、「乗り上げパンク（いわゆるリム打ちパンク）」と、「刺さり物パンク」との２つが挙げられる。
【０００３】
ここで、「乗り上げパンク（いわゆるリム打ちパンク）」は、チューブ内の空気圧が比較的低い状態で段差部などに乗り上げた際に、チューブが段差部とリムとの間で挟まれてつぶれたような状態になるまで圧迫されてチューブに亀裂が入り、チューブ内の空気が抜けてしまうことにより生じる。一方、「刺さり物パンク」は、地面に落ちていた鋭利な金属やガラス片などの刺さり物が、タイヤの外周面からタイヤ内に突き刺さって、チューブに孔があき、チューブ内の空気が抜けてしまうことにより生じる。なお、このようにパンクした状態で、搭乗者が強引に自転車に乗って走行すると、接地面とリムとの間にタイヤと空気の抜けたチューブとが挟まれ、接地面やリムからの衝撃力が弱められることなくチューブに作用し、チューブに多数の孔があくなど、ひどく損傷して、その後の使用ができなくなる場合が多い。
【０００４】
自転車のタイヤのパンク防止方法として、特許文献１等に、チューブ内に、弾性を有する樹脂（弾性樹脂と称す）を充填する手法（詳しくは、チューブ内の殆どの断面積部分が弾性樹脂で満たされるように充填したり、チューブ内が完全に弾性樹脂のみとなるように充填したりする）が開示されている。このようにチューブ内に弾性樹脂を充填すると、タイヤからチューブ内まで達するように刺さり物が刺さって、この後、前記刺さり物を抜いた場合でも、弾性樹脂層にできた突刺孔が、その周辺部の弾性樹脂により閉塞されてパンクすることが防止される。また、タイヤが段差部などに乗り上げた際でも、チューブがリムと段差部との間において、完全につぶれた状態となるまでは変形しないので、乗り上げパンクを生じなくなる。
【０００５】
しかし、このようにタイヤのチューブ内に多量の弾性樹脂を充填する手法を採用した場合、タイヤのチューブに空気を注入した通常のタイヤと比較して、車輪の重量が極めて大きくなる（例えばタイヤ１本で１２００ｇ前後重くなる）とともに、搭乗時にショックを受けた際のショックの吸収性能が低下するため、乗り心地が悪くなる欠点がある。さらに、タイヤのチューブに空気を注入したものと比較して、衝撃力の吸収度合いが低いために、チューブ内の弾性樹脂を介して、タイヤを支持するリムやフォーク、フレームに対して、接地面からの衝撃力が作用し易くなり、リムやフォーク、フレームの走行耐久距離が低下する問題もある。
【０００６】
また、弾性樹脂を注入するに際し、高額な設備を必要とするため、１つのタイヤ当りの充填コストも高価となる短所があり、さらには、タイヤが磨耗して交換する際に、前記樹脂を再利用しようとした場合に、タイヤを切り裂いて前記弾性樹脂を取り出さなければならず、非常に手間や時間がかかるという問題もある。
【０００７】
また、特許文献２、３には、タイヤ内部におけるリムとチューブとの間（タイヤ内部におけるタイヤ半径方向内方寄り箇所、いわゆるリム寄り部分）に、断面（タイヤ軸を含む横断面）略半円形状の弾性を有するパンク防止用部材（但し、タイヤ半径方向内方寄り端部は、リムの間に嵌り込んだ形状とされている）を配設した構造が開示されている。
【０００８】
この構造によれば、チューブ内の空気圧が比較的低い状態で段差などに乗り上げた際でも、チューブがパンク防止用部材で弾性的に受けられるので、チューブが完全につぶれた状態となるまでは変形せず、乗り上げパンクが生じ難くなる利点がある。また、タイヤからチューブ内まで達するように、刺さり物が刺さって、チューブの空気が抜けてパンクした場合でも、空気が抜けたチューブをパンク防止用部材で受けることができるので、チューブをあまり損傷させること無く、一時的に自転車を走行させることが可能となる。また、パンク防止用部材の断面積が、タイヤ内の約半分だけであるので、特許文献１のようにチューブ内の殆どの容積部分に弾性樹脂を充填する構造と比較した場合に、同様な材料をパンク防止用部材として用いた場合でも、タイヤの増加重量を半減できる利点がある。また、タイヤ内の略半分は、空気が注入されたチューブが配設されているので、搭乗時にショックを受けた際のショックの吸収性能の低下度合いを抑えることができて、リムやフォーク、フレームの走行耐久距離の低下を最小限に抑えることができる。
【０００９】
しかしながら、パンク防止用部材が、タイヤ内部におけるリム寄り位置に配設されているので、刺さり物パンクに対してはその発生率自体を低減させる機能が殆どないという欠点がある。
【００１０】
この欠点に対処可能な構造として、特許文献４〜６に、タイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄りの部分とチューブの外周面との間に（いわゆるタイヤ寄りの部分に）、断面（タイヤ軸を含む横断面）略三日月形状の弾性を有するパンク防止用部材を配設した構造が開示されている。なお、パンク防止用部材をなす材料としては、硬質のゴム（ショアＡ硬度が６０程度のもの）が用いられる。
【００１１】
この構造によれば、チューブ内の空気圧が比較的低い状態で段差などに乗り上げた際でも、チューブとタイヤとの間にパンク防止用部材が介装されているので、タイヤからの衝撃がパンク防止用部材により弾性的に受けられて、チューブが完全につぶれた状態となるまでは変形し難くなり、乗り上げパンクが生じ難くなる利点がある。また、刺さり物が刺さった場合でも、この刺さり物がまずパンク防止用部材に刺さり、チューブまで達し難くなるため、刺さり物パンクの発生率自体を低減できる機能がある。また、万一、刺さり物がパンク防止用部材を貫通してチューブまで達し、チューブの空気が抜けてパンクした場合でも、接地面からの力をある程度、パンク防止用部材で受けることができ、かつパンクしたチューブを内方側からパンク防止用部材で受けることができるので、一時的に自転車を走行させることが可能となる。また、パンク防止用部材の断面積が、タイヤ内の半分以下であるので、タイヤの増加重量を半減できる利点がある。また、タイヤ内の略半分以上の容積は、空気が注入されたチューブが配設されているので、ショックの吸収性能の低下を抑えることができて、リムやフォーク、フレームの走行耐久距離の低下を最小限に抑えることができる。
【００１２】
なお、この構造におけるタイヤのリムへの装着作業は、パンク防止用部材をタイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り位置に嵌め込むとともに、この内側にさらにチューブを嵌め込み、この後、タイヤの内周端部分（ビード部）をリムに嵌め込むことで行われる。
【特許文献１】特開２００６−３４１６７９公報
【特許文献２】特開平１１−２４５６１０号公報
【特許文献３】特開２００１−１２１９０７公報
【特許文献４】実願昭６０−１８３５１８号のマイクロフィルム（実開昭６２−９０８０５号、第３図）
【特許文献５】特開平５−２０１２１３号公報
【特許文献６】特公平４−３６８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記特許文献４〜６においては、パンク防止用部材が断面略三日月形状であると記載されているとともに図示されているが、このパンク防止用部材が、外力を受けていない状態（すなわち、パンクしてチューブからの力を受けていない状態）でも断面略三日月形状になるように形成されていると、その外周面部分（タイヤ半径方向外方の面の部分）の断面形状が円孤状であるので、タイヤがパンクした場合に、パンク防止用部材の形に沿ってタイヤの接地部分の形状も円弧形状となりやすい。したがって、空気が抜けたパンク状態において、タイヤの接地部の面積が小さくて、この際の走行が不安定となるおそれがある。
【００１４】
また、断面略三日月形状のパンク防止用部材は、その内周面部分（タイヤ半径方向内方の面の部分）の断面形状も略円孤状である。したがって、タイヤがパンクした場合には、この略円孤状のパンク防止用部材の内周面部分の上に、パンクしたチューブを介してリムが載ることとなるが、チューブを介してリムに接触する部分が円孤形状であるので、リムを受ける位置が走行時にずれるおそれがあり、これによっても、パンク時における走行が不安定となるおそれがある。
【００１５】
また、このパンク防止用部材としては、比較的硬質（例えばショアＡ硬度が６０前後）のゴムが用いられているため、パンク防止用部材の両端部がチューブと擦れた際にチューブが破れてしまう場合があった。また、パンク防止用部材自体が硬いために、チューブに空気を注入した際に、パンク防止用部材自体の端部とタイヤの内周面との間の隙間にチューブが入り込んでしわを発生し、そのしわとなった部分のチューブが破れてしまう場合もあった。
【００１６】
さらに、この種のパンク防止用部材などを大量に製造する場合には、金型により形成すると比較的安価に製造できる利点があり、また、発泡させることも比較的容易に行える。しかし、この種の断面略三日月形状で側面視環状のパンク防止用部材を金型により形成しようとしても、図１０（ａ）、（ｂ）に簡略的に示すように、パンク防止用部材２０に相当する断面形状の両端部２０ａが湾曲しているので、パンク防止用部材２０を成形した際に、パンク防止用部材２０のタイヤ半径方向内方側の面（いわゆる内周面）２０ｂが、これに対応する金型２１、２２の面２１ａ、２２ａに干渉し、成形したパンク防止用部材２０を金型２１、２２より取り外すことができず、したがって、金型２１、２２により製造することができないという欠点もあった。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するもので、二輪車用のタイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り部分とチューブの外周面との間に配設されるタイヤのパンク防止用部材において、自転車などの二輪車を、パンク状態においても、安定した状態で一時的に走行させることができ、かつ、通常の使用時にチューブがパンク防止用部材に接触して破れてしまうことがなく、さらには、注型金型により比較的安価に製造することもできる構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、本発明のタイヤのパンク防止用部材は、二輪車用のタイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り部分とチューブの外周面との間で環状に配設されるタイヤのパンク防止用部材であって、外力を受けていない状態で、タイヤ半径方向の外方箇所に、タイヤ軸を含む横断面において平坦となる外周平面部が形成され、タイヤ半径方向の内方箇所に、前記横断面において平坦となり、前記外周平面部、およびタイヤが装着されるリムよりも幅広の内周平面部が形成され、前記横断面の形状が略台形形状となるように形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、パンク防止用部材におけるタイヤ半径方向の外方箇所に、横断面において平坦となる外周平面部を形成しているので、万一、パンクしてチューブから空気が抜けてしまった場合でも、接地部分近傍箇所では、タイヤにおけるパンク防止用部材の外周平面部に対応する箇所が略平面形状となり易いので広い面積で安定して接地できて、一時的に走行する際でも安定した状態で走行できる。また、パンク防止用部材のタイヤ半径方向内方箇所に、外周平面部およびリムよりも幅広の内周平面部が形成されているので、パンク時において、この内周平面部の上にチューブを介してリムを良好に載せた状態で走行できる。さらに、パンク時には、パンク防止用部材の外周平面部および内周平面部により、タイヤの断面形状が扁平となるように作用し、走行時にリムからタイヤの内周端部が外れて脱落することが防止され、これにより、パンク時の走行を、より安全かつ安定した状態で行うことができる。また、パンク防止用部材の横断面の形状が略台形形状となるように形成されているので、注型金型やゴムのプレス金型により支障無く形成することができる。
【００２０】
また、上記構成に加えて本発明は、パンク防止用部材の全体を、ショアＡ硬度が１０〜４０またはショアＣ硬度が３０〜６０である材料で形成することを特徴とし、この構成により、パンク防止用部材が比較的軟らかい（タイヤだけでなくチューブよりも軟らかい）ので、パンク防止用部材を装着するに際し、二輪車用のタイヤの内周面とチューブの外周面との間に配設させた状態で、チューブに空気を注入すると、チューブが膨らむことによりパンク防止用部材がタイヤの内周面側に押圧されて密接する。従って、従来のように、パンク防止用部材自体の端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことがなく、これに起因してチューブにしわが発生して破れてしまう不具合も生じない。また、パンク防止用部材とチューブとが擦れた場合でも、パンク防止用部材が非常に軟らかいので、チューブが破れてしまうことがない。また、万一、パンクしてチューブから空気が抜けてしまった場合には、パンク防止用部材の上にチューブとリムが載った状態となるが、パンク防止用部材が柔らかな材料であるので、空気が抜けたチューブへの接地面から受ける衝撃力が緩和されて、二輪車等を一時的に走行させる場合でもチューブが損傷することを良好に防止できる。
【００２１】
また、本発明のパンク防止用部材は、発泡倍率が、１．０〜５．０のエラストマー（ゴムを含む）で形成されていることを特徴とするものであり、これにより、接地面からの衝撃力を良好に吸収することができ、また、発泡倍率を１よりも大きくすることで、パンク防止用部材を軽量化することができ、したがって、車輪組立体の増加重量を低減することができる。なお、発泡倍率を５．０倍以下にしたことにより、長期間使用していても、パンク防止用部材の経年変化による劣化、いわゆるへたりにより劣化が殆どなく、良好なパンク防止機能等を長期間にわたって維持することができる。つまり、発泡倍率を５．０倍よりも大きくすると、長期間使用していると、いわゆるへたりにより、重力方向に圧縮された状態となってしまい、良好なパンク防止機能等を得られなくなるおそれがあるが、上記構成によれば、このような不具合を生じない。
【００２２】
また、本発明のパンク防止用部材は、熱可塑性エラストマーまたはウレタンまたはゴムからなる材料で形成されていることを特徴とするものであり、これによれば、発泡可能な材料であるため、パンク防止用部材を軽量化することができて、パンク防止用部材を配設することによる増加重量を抑えることができる。
【００２３】
また、本発明のパンク防止用部材は、幅方向中央部から幅方向両端部近傍箇所にかけて中空部を形成することを特徴とし、これによれば、パンク防止用部材として比較的硬い材料を用いた場合でも、チューブに空気を注入した際に、パンク防止用部材の両端部がタイヤの内周面とチューブの外周面とに良好に沿った形状となり易くなり、パンク防止用部材自体の各端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことがなくなり、これに起因してチューブにしわが発生して破れてしまう不具合が生じない。また、パンク防止用部材の端部とチューブとが擦れた場合でも、パンク防止用部材の端部が中空部側に窪み易くなるので、チューブが破れることを低減できる。
【００２４】
また、本発明のパンク防止用部材は、外周平面部を含む幅方向中央部と幅方向両端部とが異なる硬さの材料で構成され、幅方向中央部よりも幅方向両端部が軟らかい材料で形成されていることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、パンク防止用部材の幅方向中央部は、幅方向両端部よりも硬い材料で形成されているので、この部分を刺さり物が突き抜ける可能性を、より低く抑えることができて、刺さり物パンクの発生率自体を一層低減することができる。また、外周平面部を含めた幅方向中央部が硬い材料で形成されているので、万一パンクした場合でも、外周平面部を含めた幅方向中央部により、接地面およびタイヤ側からの力を良好に受けることができて、より良好に走行することができる。また、外周平面部を含めた幅方向中央部が硬い材料で形成されているので、パンク時における、このパンク防止用部材５の外周平面部に対応する箇所を、より平面形状に近づけることができて、走行時の設置面積を増やすことができ、パンク時における走行安定性を向上させることもできる。一方、幅方向両端部は幅方向中央部よりも軟らかい材料で形成されているので、パンク防止用部材をタイヤに装着するに際し、チューブに空気を注入すると、パンク防止用部材の両端部がタイヤの内周面とチューブの外周面とに良好に沿った形状となって、パンク防止用部材自体の各端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことがなくなり、これに起因してチューブにしわが発生して破れてしまう不具合が生じない。また、パンク防止用部材の端部とチューブとが擦れた場合でも、パンク防止用部材の端部が軟らかいので、チューブが破れることを低減できる。
【００２６】
また、本発明のパンク防止用部材は、外周平面部を含む幅方向中央部には中空部が形成されておらず、幅方向両端部近傍箇所には中空部が形成されていることを特徴とする。
この構成により、パンク防止用部材全体を一定の硬さの単一材料で形成した場合でも、パンク防止用部材の幅方向中央部は、中空部が形成されていないので、この部分を刺さり物が突き抜ける可能性を低く抑えることができて、刺さり物パンクの発生率自体を低減することができ、また、外周平面部に対応する箇所には中空部が設けられていないので、パンク時においても外周平面部により良好に支持できて、良好に走行することができる。一方、幅方向両端部近傍箇所には中空部が形成されているので、パンク防止用部材をタイヤに装着するに際し、チューブに空気を注入すると、パンク防止用部材の両端部がタイヤの内周面とチューブの外周面とに良好に沿った形状となり易くなり、パンク防止用部材自体の各端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことがなくなり、これに起因してチューブにしわが発生して破れてしまう不具合が生じない。また、パンク防止用部材の各端部とチューブとが擦れた場合でも、パンク防止用部材の各端部が中空部側に窪み易くなり、チューブが破れることを低減できる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、パンク防止用部材におけるタイヤ半径方向の外方箇所に、横断面において平坦となる外周平面部を形成したので、パンクした状態で走行する際でも、安定した状態で走行でき、また、パンク防止用部材のタイヤ半径方向内方箇所に、外周平面部およびリムよりも幅広の内周平面部が形成されているので、パンク時において、この内周平面部の上にチューブを介してリムを良好に載せた状態で、かつ、走行時にリムからタイヤの内周端部が外れて脱落することを防止した状態で、良好に走行できる。これにより、パンク時の走行を、より安全かつ安定した状態で行うことができ、信頼性が向上する。また、パンク防止用部材の横断面の形状が略台形形状となるように形成されているので、注型金型により支障無く形成することができ、パンク防止用部材を多量に製造する場合に注型金型を用いて比較的安価に製造することができる。
【００２８】
また、パンク防止用部材のショアＡ硬度が１０〜４０またはショアＣ硬度が３０〜６０である材料で全体を形成することにより、チューブへ空気を注入して膨らんだ際に、パンク防止用部材がタイヤの内周面側に押圧されて密接して、従来のように、パンク防止用部材自体の端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことがなくなり、これに起因するチューブの損傷を防止でき、また、パンク防止用部材とチューブとの擦れによる損傷も防止でき、信頼性および耐久性が向上する。また、パンク時における、空気が抜けたチューブへの接地面から受ける衝撃力が、柔らかなパンク防止用部材により良好に緩和されて、この際のチューブの損傷も良好に防止できる。
【００２９】
また、パンク防止用部材として、発泡倍率が、１．０〜５．０のエラストマーを用いることにより、接地面からの衝撃力を良好に吸収することができる。また、発泡倍率を１よりも大きくすることで、パンク防止用部材を軽量化することができ、ひいては、車輪組立体の増加重量を低減することができる。なお、発泡倍率を５．０倍以下にしたことにより、長期間使用していても、パンク防止用部材がいわゆるへたりにより劣化してしまうことがなく、良好なパンク防止機能等を長期間にわたって維持することができる。
【００３０】
また、パンク防止用部材として、熱可塑性エラストマーまたはウレタンまたはゴムからなる材料を用いることで、発泡可能な材料であるため、パンク防止用部材を軽量化することができて、パンク防止用部材を配設することによる増加重量を抑えることができる。
【００３１】
また、パンク防止用部材を、外周平面部を含む幅方向中央部と幅方向両端部とが異なる硬さの材料で構成し、幅方向中央部よりも幅方向両端部が軟らかい材料で形成することで、刺さり物パンクの発生率自体を一層低減することができるとともに、パンク時において、より良好に走行することができ、かつ、パンク防止用部材自体の各端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことに起因してチューブにしわが発生して破れてしまう不具合や、パンク防止用部材の端部とチューブとが擦れてチューブが破れることを低減できる。
【００３２】
また、パンク防止用部材として、外周平面部を含む幅方向中央部には中空部が形成されておらず、幅方向両端部近傍箇所には中空部が形成されているものを用いることによっても、刺さり物パンクの発生率自体を一層低減することができるとともに、パンク時において、より良好に走行することができ、かつ、パンク防止用部材自体の各端部とタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことに起因してチューブにしわが発生して破れてしまう不具合や、パンク防止用部材の端部とチューブとが擦れてチューブが破れることを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る車輪組立体の断面図（タイヤ軸を含む横断面）、図１（ｂ）は同車輪組立体のパンク状態の断面図、図２（ａ）は本発明の実施の形態に係るパンク防止用部材の単体の全体側面図、図３（ａ）および（ｂ）はパンク防止用部材の断面図（タイヤ軸を含む横断面）および拡大断面図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）においては、車輪組立体およびパンク防止用部材の接地する側の箇所の断面図を示している。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、車輪組立体１は、図示しない車軸およびスポークに取り付けられた、内輪部分をなすリム２に、ゴム製のタイヤ３の内周端部分であるビード部３ａが嵌め込まれて構成されており、このリム２とタイヤ３とで構成される内部空間に、空気が注入されるゴム製のチューブ４と本発明の実施の形態に係るパンク防止用部材５とが内装される。そして、パンク防止用部材５は、二輪車の１例としての自転車用のタイヤ３の内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り部分３ｂとチューブ４の外周面との間に配設されている。なお、タイヤ３としては、比較的硬質（ショアＡ硬度が６０以上）のゴム材料が用いられ、チューブ４としては、比較的軟質（ショアＡ硬度が４０〜６０）のゴム材料が用いられる。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、パンク防止用部材５は、側面視して環状の形状とされている。また、図３（ａ）、（ｂ）および図１（ｂ）に示すように、パンク防止用部材５は、外力を受けていない自然放置状態（後述するようなチューブ４からの力を受けていない状態（パンク状態を含む））では、タイヤ半径方向の外方箇所に、タイヤ軸（車軸）を含む横断面（すなわち、図３（ａ）、（ｂ）に示す断面）において平坦となる外周平面部５ａが形成され、タイヤ半径方向の内方箇所に、前記横断面において平坦となる内周平面部５ｂが形成されている。そして、同じく、外力を受けていない自然の状態で、内周平面部５ｂは、外周平面部５ａ、およびリム２（図１（ｂ）参照）よりも幅広になるように形成されているとともに、内周平面部５ｂが、外周平面部５ａの両端部から幅方向両端部５ｅに向けて両側方に傾斜して広がるような傾斜面部５ｃを介して接続された形状とされており、この結果、横断面の形状が略台形形状となるように形成されている。なお、図１（ｂ）における８は地面（接地面）である。また、傾斜面部５ｃは必ずしも横断面で直線状に傾斜していなくてもよく、湾曲形状（凸状の湾曲形状や凹状の湾曲形状）でもよい。なお、パンク防止用部材５は、図１（ａ）に示すように、チューブ４に空気を注入した状態で、タイヤ３内の総断面積に対する面積割合が２０％〜４０％となるような大きさに形成されている。
【００３６】
パンク防止用部材５は、ショアＡ硬度が１０〜４０（またはショアＣ硬度が３０〜６０）である材料で全体が形成されている。より具体的には、発泡倍率が、１．０〜５．０のエラストマー、より具体的には、熱可塑性エラストマーまたはウレタンまたはゴムからなる材料を用いて製造されている。
【００３７】
熱可塑性エラストマーやゴムを用いる場合には、例えば押出し成型により製造され、押出し工程後に、切断され、切断面同士を接合して環状にすることでパンク防止用部材５を形成する。なお、前記切断面同士の接合は、接着剤を用いて接合してもよいし、いわゆるタッカーなどにより機械的に接合してもよい。
【００３８】
注型ウレタンを用いる場合には、図４（ａ）、（ｂ）または図５（ａ）、（ｂ）に簡略的に示すように、前記パンク防止用部材５の断面を左右に２分割したような断面の溝部１１ａ、１２ａを形成した上金型（上注型金型）１１と下金型（下注型金型）１２との間に、例えば、２液性のウレタンなどを注入して、成型する。この際に、パンク防止用部材５の断面形状が台形であるので、成型後に、形成されたパンク防止用部材５を上金型１１や下金型１２から容易に支障無く取り外すことができる。また、この場合に、図２（ａ）に示すパンク防止用部材５と同じ形状である、図４（ａ）、（ｂ）に示すような平面視して円形の溝部１１ａ、１２ａを有する円形の上金型１１および下金型１２を用いると、上金型１１および下金型１２として、大きな平面積のものが必要となり、製造コストが高価となるため、これに代えて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視して楕円形の溝部１１ａ、１２ａを有する円形の上金型１１および下金型１２を用いると、前記円形の場合と比べて、上金型１１および下金型１２の面積が小さいもので済ますことができ、製造コストを低減させることができる。なお、図２（ｂ）に、この方法により製造したパンク防止用部材５を示すが、この場合でも、パンク防止用部材５は比較的軟質であるので、タイヤ３の内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り部分３ｂとチューブ４の外周面との間に配設し、チューブ４に空気を注入すると、タイヤ３およびチューブ４に沿った側面視円形状となる。
【００３９】
上記構成におけるタイヤ３などのリム２への装着作業は以下のようにして行う。まず、パンク防止用部材５をタイヤの内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り位置３ｂに嵌め込み、次にこの内側にさらにチューブ４を嵌め込み、さらに、タイヤ３の内周端部分（ビード部３ａ）をリム２（詳しくはリム２の内側に形成された溝部）に嵌め込む。この状態で、チューブ４に空気を注入する。なお、チューブ４に空気を注入していない状態では、パンク防止用部材５はチューブ４からの圧縮力を受けないため、製造時と同じように断面略台形形状であるが、パンク防止用部材５は比較的軟質であるので、チューブ４に空気を注入すると、タイヤ３の内周面におけるタイヤ半径方向外方寄り位置３ｂとチューブ４の外周面とに良好に沿った略三日月形状となって配設される。また、パンク防止用部材５はチューブ４よりも軟質であるので、空気注入時において、チューブ４が膨らむことによりパンク防止用部材５がタイヤ３の内周面３ｂ側に押圧されて密接する。従って、従来のように、パンク防止用部材５自体の幅方向両端部５ｅとタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことはなく、これに起因してチューブ４にしわが発生して破れてしまうという不具合が生じない。また、パンク防止用部材５とチューブ４とが擦れた場合でも、パンク防止用部材５が軟らかいので、パンク防止用部材５側がすり減ることがあっても、チューブ４が破れてしまうことがない。この結果、チューブ４のしわやパンク防止用部材５との擦れによるチューブ４の損傷を防止でき、信頼性および耐久性が向上する。
【００４０】
また、走行時には、タイヤ３の接地面から受ける振動が、チューブ４だけでなく、比較的軟らかいパンク防止用部材５によっても良好に吸収されるので、搭乗時の衝撃の吸収性能が良好に維持されて、乗り心地が良好に保たれるとともに、リム２やフォーク、フレームへの衝撃力も低減され、走行耐久距離の低下を最小限に抑えることができる。
【００４１】
また、上記のようにパンク防止用部材５の断面積が、チューブ４に空気を注入した状態で、タイヤ３内の総断面積に対する面積割合が２０％〜４０％となるような大きさに形成されているので、タイヤの増加重量を半減以下に軽減できる（例えば、面積割合が４０％となるような大きさに形成した場合（未発泡の熱可塑性エラストマーの場合）でもパンク防止用部材５の重量を約５５０ｇに低減できる）。また、発泡倍率が１よりも大きくなるように発泡させることにより、さらにパンク防止用部材５を軽量化することができる。なお、発泡倍率を５．０倍よりも大きくすると、長期間使用すると、いわゆるへたりにより、重力方向に圧縮された状態となってしまい、良好なパンク防止機能等を得られなくなるおそれがあるが、上記のように、発泡倍率を５．０倍以下に抑えることで、このような不具合を生じない。
【００４２】
また、この構造によれば、チューブ４とタイヤ３との間にパンク防止用部材５が介装されているので、チューブ４内の空気圧が比較的低い状態で段差などに乗り上げた際でも、接地面側（タイヤ３）からの衝撃がパンク防止用部材５により弾性的に受けられて、チューブ４が完全につぶれた状態となるまでは変形し難くなり、乗り上げパンクが生じ難くなる。また、刺さり物が刺さった場合でも、この刺さり物がまずパンク防止用部材５に刺さることで、チューブ４まで達し難くなり、刺さり物パンクの発生率自体を低減できる。
【００４３】
さらに、万一、刺さり物がパンク防止用部材５を貫通してチューブ４まで達し、チューブ４の空気が抜けてパンクした場合でも、接地面からの力をある程度、パンク防止用部材５で受けることができ、かつパンクしたチューブ４を内方側からパンク防止用部材５で受けることができるので、一時的に自転車を走行させることが可能となる。
【００４４】
特に、上記構成によれば、パンク防止用部材５におけるタイヤ半径方向の外方箇所に、横断面において平坦となる外周平面部５ａを形成しているので、万一、パンクしてチューブ４から空気が抜けてしまった場合でも、図１（ｂ）に示すように、接地面８の部分近傍箇所では、タイヤ３におけるパンク防止用部材５の外周平面部５ａに対応する箇所が略平面形状となって、広い面積で安定して接地でき、パンクした状態で一時的に走行する際でも安定した状態で走行できる。また、パンク防止用部材５のタイヤ半径方向内方箇所に、外周平面部５ａおよびリム２よりも幅広の内周平面部５ｂを形成しているので、パンク時において、この内周平面部５ｂの上にチューブ４を介してリム２を良好に載せた状態で走行でき、また、パンク防止用部材５が比較的軟らかいので、タイヤ３に作用する振動や衝撃も緩和される。さらに、図１（ｂ）に示すように、パンク時には、パンク防止用部材５の外周平面部５ａおよび内周平面部５ｂにより、タイヤ３の断面形状が扁平となるように（タイヤ３の内周端部分（ビード部３ａ）の幅が広がるように）作用し、走行時にリム２からタイヤ３の内周端部３ａが外れて脱落することが防止され、これにより、パンク時の走行を、より安全かつ安定した状態で行うことができる。
【００４５】
また、従来のタイヤのチューブ内に多量の弾性樹脂を充填する手法を採用した場合、タイヤが磨耗して交換する際に、前記樹脂を再利用しようとした場合には、タイヤを切り裂いて前記弾性樹脂を取り出さなければならず、非常に手間や時間がかかっていたが、上記構成によれば、タイヤ３を交換する場合でも、上述したタイヤ３を装着する手順と逆の手順で、タイヤ３を取り外し、新しいタイヤ３と交換して、パンク防止用部材５およびチューブ４を嵌めこみ、タイヤ３をリム２に装着することができる。すなわち、タイヤなどを切り裂いたりすることなく、比較的少ない手間や時間で、新しいタイヤ３に組付けることができる。特に、上記のようにパンク防止用部材５として軟らかいものを採用するとともに、横長でありながら比較的断面積の小さいものを用いることで、タイヤ３内へのパンク防止用部材５の装着作業を容易に行うことができる利点がある。
【００４６】
上記のように、パンク防止用部材５として軟らかい材料を用いると、自転車への衝撃などを良好に吸収できる利点があるが、これに限るものではなく、図６に簡略的に示すように、パンク防止用部材５として従来と同様の硬さ（例えばショアＡ硬度が５０〜６０）の材料を用いながら、パンク防止用部材５の幅方向中央部から幅方向両端部近傍箇所にかけて（すなわち、パンク防止用部材５の中央部分に）、中空部６を形成してもよい。
【００４７】
この構成によれば、中空部６が設けられているので、軽量化を図ることができると同時に、硬い材料を用いながら比較的剛性を低めに抑えることができる。したがって、パンク防止用部材５として、中空部６が設けられていない硬い材料を採用した場合と比較すると、空気注入時にチューブ４が膨らむことにより、パンク防止用部材５がチューブ４でタイヤ３の内周面３ｂ側に押圧されて密接し易くなり、この結果、パンク防止用部材５自体の幅方向両端部５ｅとタイヤの内周面との間にチューブ４が入り込み難くなり、これに起因してチューブ４が破れてしまう不具合も生じ難くなる。なお、このようにパンク防止用部材５の内部の広い範囲に中空部６を形成する場合には、経年変化に伴う劣化（いわゆるへたり）を生じやすいので、弾力性が高いものを用いる等の対処をすることが望ましい。
【００４８】
また、この構成においても、パンク防止用部材５は、外力を受けていない自然放置状態では、上記図３、図１（ｂ）に示す場合と同様な、略台形形状であるので、万一、パンクしてチューブ４から空気が抜けてしまった場合でも、パンクした状態で一時的に走行する際でも安定した状態で走行できる。
【００４９】
次に、図７、図８は本発明の他の実施の形態に係るパンク防止用部材および車輪組立体の断面図を示すものである。
図７、図８に示すように、この実施の形態に係るパンク防止用部材５は、外周平面部５ａを含む幅方向中央部５ｄと、幅方向両端部５ｅとが、異なる硬さの材料で構成されており、幅方向中央部５ｄよりも幅方向両端部５ｅが軟らかい材料で形成されている。この実施の形態では、例えば、パンク防止用部材５の幅方向中央部５ｄは、ショアＡ硬度が４０〜６０である材料で形成され、パンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅは、チューブ４よりも軟らかい、ショアＡ硬度が１０〜４０（またはショアＣ硬度が３０〜６０）である材料で形成されている。
【００５０】
なお、このパンク防止用部材５は、例えば、それぞれの充填供給箇所を区画形成した押出し成形機に、パンク防止用部材５の幅方向中央部５ｄとパンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅに相当する部分を押出し形成しながら互いを接合して形成したりするとよいが、これに限るものではなく、個別に成形した後に、接着剤等を用いて接合してもよい。
【００５１】
この構成によれば、パンク防止用部材５の幅方向中央部５ｄが硬いため、上記実施の形態のように、パンク防止用部材５の全体が、比較的軟らかい、ショアＡ硬度が１０〜４０である材料で形成されている場合と比較すると、パンクしていない状態での通常走行時におけるタイヤ３の接地面から受ける振動が、前記比較的硬い幅方向中央部５ｄを介して、車軸やフレームを介して搭乗者に伝わり易くなる短所がある。しかしながら、パンク防止用部材５の幅方向中央部５ｄが硬いため、走行時において刺さり物が刺さる可能性の高い幅方向中央部５ｄに刺さり物が刺さった場合でも、刺さり物がこの幅方向中央部５ｄを突き抜ける可能性をより低く抑えることができて、刺さり物パンクの発生率自体を一層低減することができる。また、外周平面部５ａを含めた幅方向中央部５ｄが硬い材料で形成されているので、万一パンクした場合でも、外周平面部５ａを含めた幅方向中央部５ｄにより、接地面およびタイヤ３側からの力を良好に受けることができて、より良好に走行することができる。また、外周平面部５ａを含めた幅方向中央部５ｄが硬い材料で形成されているので、パンク時における、タイヤ３における、このパンク防止用部材５の外周平面部５ａに対応する箇所を、より平面形状に近づけることができて、走行時の設置面積を増やすことができ、パンク時における走行安定性を向上させることもできる。
【００５２】
さらに、上記のように刺さり物パンクの発生率自体を一層低減することができながら、幅方向中央部５ｄよりも幅方向両端部５ｅが軟らかい材料で形成されているので、パンク防止用部材５をタイヤ３に装着するに際し、チューブ４に空気を注入すると、チューブ４が膨らむことによりパンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅがタイヤ３の内周面３ｂ側に押圧されて密接する。従って、従来のように、パンク防止用部材５自体の幅方向両端部５ｅとタイヤの内周面との間にチューブ４が入り込むことはなく、これに起因してチューブ４にしわが発生して破れてしまうという不具合が生じない。また、パンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅとチューブ４とが擦れた場合でも、パンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅが軟らかいので、チューブ４が破れることを低減できる。
【００５３】
すなわち、パンク防止用部材５の全体を、比較的軟らかい（チューブ４よりも軟らかい材料の）、ショアＡ硬度が１０〜４０（またはショアＣ硬度が３０〜６０）である材料で形成した場合には、パンク防止用部材５自体の各幅方向両端部５ｅとタイヤ３の内周面との間にチューブ４が入り込むことに起因してチューブ４が破れてしまうことや、パンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅとチューブ４とが擦れてチューブ４が破れることを防止できる利点がある一方で、刺さり物パンクの発生率を抑える効果が若干少なくなったり、パンク時のタイヤ３に対する支持力が若干低下するおそれがあったりする課題があった。しかし、上記構成によれば、このような課題を解決することができて、チューブ４の破れを防止できながら、刺さり物パンクの発生率をより向上できるとともに、パンク時のタイヤ３に対する支持力を向上させることができて、信頼性を一層向上させることができる。
【００５４】
また、図９は本発明のさらに他の実施の形態に係るパンク防止用部材の断面図を示すもので、この実施の形態に係るパンク防止用部材５は、パンク防止用部材５の全体が、比較的硬い材料、例えばショアＡ硬度が４０〜６０である材料で形成されているが、幅方向両端部５ｅの近傍箇所にだけ中空部６が形成されており、外周平面部５ａを含む幅方向中央部５ｄは中空部が形成されていない中実状態とされている。
【００５５】
この構成により、パンク防止用部材５の全体を一定の硬さの単一材料で形成した場合でも、パンク防止用部材５の幅方向中央部５ｄは、中空部６が形成されていないので、この部分を刺さり物が突き抜ける可能性を低く抑えることができて、刺さり物パンクの発生率自体を低減することができ、また、外周平面部５ａに対応する箇所には中空部６が設けられていないので、パンク時においても外周平面部５ａにより良好に支持できて、良好に走行することができる。また、外周平面部５ａを含めた幅方向中央部５ｄが中実の硬い材料で形成されているので、パンク時における、タイヤ３におけるパンク防止用部材５の外周平面部５ａに対応する箇所を、より平面形状に近づけることができて、走行時の設置面積を増やすことができ、パンク時における走行安定性を向上させることもできる。
【００５６】
一方、幅方向両端部５ｅの近傍箇所には中空部６が形成されているので、パンク防止用部材５をタイヤ３に装着するに際し、チューブ４に空気を注入すると、パンク防止用部材５の幅方向両端部５ｅがタイヤ３の内周面とチューブ４の外周面とに良好に沿った形状となり易くなり、従来のように、パンク防止用部材５自体の幅方向両端部５ｅとタイヤの内周面との間にチューブが入り込むことがなくなり、これに起因してチューブにしわが発生して破れてしまうことがなくなる。また、パンク防止用部材５の各幅方向両端部５ｅが中空部側に窪み易くなるので、チューブ４が破れることを低減でき、信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
上記実施の形態では、パンク防止用部材が装着される車輪組立体が、二輪車の１例としての自転車用である場合を述べたが、これに限るものではなく、バイクやオートバイなどの自動二輪車用としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る車輪組立体の断面図（タイヤ軸を含む横断面）、（ｂ）はパンク状態の断面図
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態に係るパンク防止用部材単体の全体側面図、（ｂ）は図５（ａ）、（ｂ）に示す金型（注型金型）で製造したパンク防止用部材単体の全体側面図
【図３】（ａ）および（ｂ）はパンク防止用部材の断面図（タイヤ軸を含む横断面）および拡大断面図
【図４】（ａ）および（ｂ）は同パンク防止用部材を製造するための成型金型（注型金型）の平面図および断面図
【図５】（ａ）および（ｂ）は同パンク防止用部材を製造するための他の成型金型（注型金型）の平面図および断面図
【図６】本発明の実施の形態に係るパンク防止用部材の変形例の断面図
【図７】本発明の他の実施の形態に係るパンク防止用部材の断面図
【図８】（ａ）は同パンク防止用部材を用いた車輪組立体の断面図（タイヤ軸を含む横断面）、（ｂ）はパンク状態の断面図
【図９】本発明のその他の実施の形態に係るパンク防止用部材の断面図
【図１０】（ａ）および（ｂ）は従来のパンク防止用部材を製造するための成型金型の断面図および拡大断面図
【符号の説明】
【００５９】
１      車輪組立体
２      リム
３      タイヤ
４      チューブ
５      パンク防止用部材
６      中空部
【図１】
2009040212.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】
2009040212.tif 000008
【図７】
2009040212.tif 000009
【図８】
2009040212.tif 000010
【図９】
2009040212.tif 000011
【図１０】
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