| 【発明の名称】 |
電動補助自転車用タイヤおよびその空気バルブシステム |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 久利
【氏名】戸田 宗宏
【氏名】橋本 剛
【氏名】坂上 幸司
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| 【要約】 |
【課題】既存の自転車用空気入れによる空気入れが可能で密閉性に優れたシール剤入り電動補助自転車用タイヤおよびその空気バルブを提供する。
【解決手段】チューブ５２は、周壁５４で囲まれた内部を２分する隔壁５５を備え、空気室周壁４１と隔璧５５とで囲まれた断面略円形の空気室５３には空気が充填され、シール剤室周壁４０と隔壁５５とで囲まれた断面略円弧状のシール剤室５７には公知の液状シール剤５８が充填される。空気バルブシステム６は、気密性が英式バルブに比べて優るものの英式バルブ用空気入れが不適合の、例えば米式バルブ構造の空気バルブ６０と、前記空気バルブ６０の先端にねじ込み装着されて英式バルブ用空気入れの使用を可能にするキャップ状アダプタ６１とを主要構成としている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電動補助自転車用タイヤの空気バルブシステムにおいて、空気が充填される空気室とシール材が充填されるシール材室とを備えたシール剤入りタイヤチューブと、前記タイヤチューブの空気室に連通し、英式バルブよりも気密性の高い空気バルブと、前記空気バルブに装着され、当該空気バルブを英式バルブ用空気入れに適合させるキャップ状アダプタとを具備したことを特徴とする電動補助自転車用タイヤの空気バルブシステム。
【請求項２】 前記空気バルブは米式バルブであることを特徴とする請求項１に記載の電動補助自転車用タイヤの空気バルブシステム。
【請求項３】 電動補助自転車用タイヤにおいて、空気が充填される空気室とシール材が充填されるシール材室とを備えたシール剤入りタイヤチューブを具備し、前記空気室の空気圧が、シール材室を備えない自転車用タイヤチューブにおける空気圧の基準値よりも１０ないし２０％高いことを特徴とする電動補助自転車用タイヤ。
【請求項４】 前記タイヤチューブの空気室に連通し、英式バルブよりも気密性の高い空気バルブと、前記空気バルブに装着され、当該空気バルブを英式バルブ用空気入れに適合させるキャップ状アダプタとを具備したことを特徴とする請求項３に記載の電動補助自転車用タイヤ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動補助自転車用タイヤおよびその空気バルブシステムに係り、特に、シール剤入りタイヤチューブを備えた電動補助自転車用タイヤおよびその空気バルブシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のチューブタイヤでは、釘等を踏んでチューブが損傷を受けると、いわゆるパンク状態となる。そこで、チューブが損傷を受けたときに、これを自動的に応急補修するための液状シール剤を予めチューブ内に注入したシール剤入りタイヤチューブが知られている。上記したシール剤入りタイヤチューブは、これまで自動車や自動二輪車のタイヤには採用されており、自転車に採用するにあたっては以下のような課題が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、シール剤入りタイヤチューブが損傷を受けた際の応急補修は、チューブ内の空気圧を利用してシール剤を損傷部へ充填することにより行われる。このため、特にシール剤入りタイヤチューブでは、チューブ内の空気圧が常に適性値に保持されている必要がある。
【０００４】ここで、自動車や自動二輪車のタイヤチューブに用いられる米式バルブは、弁体をバネ力で押し付けて封止する構造を採用しているため、構造が多少複雑なものの気密性が高い。これに対して、自転車に用いられる英式バルブは、虫ゴムと呼ばれるパッキンで封止する構造を採用し、構造が簡単で安価な反面、密閉性が前記米式バルブに比べて低い。
【０００５】また、自転車用空気バルブとして単に米式バルブを採用しただけでは、従来の自転車用空気入れが使用できなくなるという課題もある。さらに、シール剤入りタイヤチューブでは路面との接地面にシール剤室が形成されるため、基本的に変形しやすい性質を有する。このため、アシストモータで踏力を補助するようにした電動補助自転車、いわゆるアシスト自転車のように、車重の大きな自転車に採用するとタイヤの変形量が増大し、路面との接地面積が増えて走行抵抗が増加してしまう。
【０００６】この結果、電動補助自転車ではアシストモータの負荷が増加して電力消費量が増えるので、一回の充電による航続距離が短くなってしまう。このような航続距離の減少は、車重が重く、駆動エネルギをバッテリに依存しているアシスト自転車では重要な課題となる。
【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、既存の自転車用空気入れによる空気入れが可能で密閉性に優れた、シール剤入りの電動補助自転車用タイヤおよびその空気バルブを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するために、本発明は、電動補助自転車用タイヤの空気バルブシステムにおいて、空気が充填される空気室とシール材が充填されるシール材室とを備えたシール剤入りタイヤチューブと、前記タイヤチューブの空気室に連通し、英式バルブよりも気密性の高い空気バルブと、前記空気バルブに装着され、当該空気バルブを英式バルブ用空気入れに適合させるキャップ状アダプタとを具備したことを特徴とする。
【０００９】上記した特徴によれば、気密性に優れた空気バルブに英式バルブ用の空気入れ（汎用の自転車用空気入れ）を適合させることができるので、汎用の自転車用空気入れによる空気入れが可能で気密性に優れたシール剤入りタイヤの空気バルブシステムを実現できる。したがって、電動補助自転車にシール剤入りタイヤを採用しても、空気圧の低下に起因した航続距離の低下を防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、タイヤチューブの空気バルブに本発明を適用した電動補助自転車の側面図である。
【００１１】電動補助自転車の車体フレーム２は、車体前方に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１から後下りかつ下に凸状に延びるダウンパイプ２２と、ダウンパイプ２２の終端部近傍から上方に立上がるシートポスト２３とを備える。ヘッドパイプ２１とダウンパイプ２２との結合部およびその周辺部は、上下に２分割されて着脱される樹脂カバー３３により覆われている。前記ヘッドパイプ２１の上部には操向ハンドル２７が回動自在に挿通され、下部には前記操向ハンドル２７により操舵されるフロントフォーク２６が操向可能に支承されている。フロントフォーク２６の終端には前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。
【００１２】車体フレーム２の下部には、踏力アシスト用の電動モータを含む電動補助ユニット１が、前記ダウンパイプ２２の後端、シートポスト２３の下部およびチェーンステイ２５の前端の３か所でネジ止め固定により懸架されている。電動補助ユニット１の電源スイッチ２９はダウンパイプ２２上のヘッドパイプ２１の近傍に設けられている。なお、電源スイッチ２９はハンドル２７上に設けても良い。
【００１３】本実施形態では、ダウンパイプ２２とシートポスト２３との結合部が電動補助ユニット１の前部にレイアウトされているので、電動補助ユニット１を低位置に配置でき、低重心化が可能となる。また、フレームの高さを低く抑えられるので“跨ぎ易さ”が向上する。
【００１４】電動補助ユニット１にはクランク軸１０１が回転自在に支承され、クランク軸１０１の左右両端にはクランク１１を介してペダル１２が軸支されている。電動補助ユニット１から後方側に延出される左右一対のチェーンステイ２５の終端間には、駆動輪としての後輪ＷＲが軸支されている。シートポスト２３の上部および両チェーンステイ２５の終端間には、左右一対のシートステイ２４が設けられている。シートポスト２３には、上端にシート３０を備えるシートパイプ３１が、シート３０の上下位置を調整可能とすべく、シートポスト２３内で摺動可能に装着されている。
【００１５】シート３０の下方でシートポスト２３の後部には、バッテリ４を収納するバッテリ収納ケース５が取り付けられている。バッテリ４は略直方体のバッテリケースに収容された複数のバッテリセルを含み、該バッテリ４は長手方向が略上下方向となるようにシートポスト２３に沿って設置される。
【００１６】バッテリ収納ケース５の上部は、荷台２８と共にシートステイ２４に対してネジ３９により固定されている。前記電動補助ユニット１は前記バッテリ４によって給電され、その駆動スプロケット１３およびチェーン６を介して後輪ＷＲのホイールスプロケット１４へ駆動力を伝達する。前記駆動スプロケット１３の全部およびチェーン６の上半分はチェーンカバー３２で覆われている。
【００１７】なお、本実施形態では通常の自転車とは異なり、クランク軸１０１の根元に駆動スプロケットが存在しないが、外観性や足の引っ掛かりの防止、あるいは電動補助ユニット１を保護する目的で、チェーンカバー３２の前方は、クランク軸１０１の根元に駆動スプロケットが連結されているがごとく、クランク軸１０１を中心とした略円形状となっている。
【００１８】図２は、前記車輪の横断面図であり、リムＲは、ワイヤスポークを介してハブ（共に図示せず）に連結される。本実施形態では、シール剤室を備えたチューブ入りタイヤが装着されている。
【００１９】リムＲには、タイヤ５１と、その内部に収納されるチューブ５２とからなるチューブ入りタイヤＴが装着される。チューブ５２は、その半径方向内側に位置する空気室周壁４１および半径方向外側に位置するシール剤室周壁４０とからなる周壁５４と、周壁５４で囲まれた内部を２分する隔壁５５とを備え、前記周壁５４および隔壁５５は一体に成型される。
【００２０】空気室周壁４１と隔璧５５とで囲まれた断面略円形の空気室５３には、空気バルブシステム６から空気が充填され、シール剤室周壁４０と隔壁５５とで囲まれた断面略円弧状のシール剤室５７には公知の液状シール剤５８が充填される。
【００２１】本発明の空気バルブシステム６は、気密性が英式バルブに比べて優るものの英式バルブ用空気入れが不適合の、例えば米式バルブ構造の空気バルブ６０と、前記空気バルブ６０の先端にねじ込み装着されて英式バルブ用空気入れの使用を可能にするキャップ状アダプタ６１とを主要構成としている。
【００２２】図３は、前記空気バルブユニット６単体の部分断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２３】空気バルブ６０は、外周部に雄ネジ６０１ａが形成されたバルブボディ６０１内に、図３に関して後述するバルブコア６２（図２では、図示省略）を装着して構成される。バルブボディ６０１の下端部にはフランジ部６０１ｂが設けられ、このフランジ部６０１ｂを包むようにゴム座６０２が設けられている。このゴム座６０２は前記チューブ５２に対して気密的に固着される。バルブボディ６０１の先端部には、英式バルブ用空気入れの使用を可能にする前記キャップ状アダプタ６１が装着されている。
【００２４】図４は、前記バルブコア６２を含むバルブボディ６０１内の構造を詳細に示した断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２５】バルブコア６２は、先端外周部に雄ネジ６２１ａが形成された内筒６２１と、前記内筒６２１の内部に挿貫されたバルブピン６２２と、前記内筒６２１およびバルブピン６２２の段差部に係合し、バルブピン６２２を内筒６２１に対して弁口６３側へ常時弾発するスプリング６２３とを含む。内筒６２１内部とバルブピン６２２とは、バルブピン６２２の下端部に形成されたフランジ部６２２ａ上に設けられたパッキン（Ｏリング）６２４により気密的に封止されている。
【００２６】前記バルブコア６２は、内筒６２１の先端外周部に形成された雄ネジ６２１ａを前記バルブボディ６０１の内部先端に形成された雌ネジ６０１ｃに螺合させることにより、前記バルブボディ６０１内の所定位置に固定される。バルブコア６２の外側とバルブボディ６０１の内側とはパッキン６２５により気密的に封止されている。
【００２７】前記キャップ状アダプタ６１のバルブ側開口部には、その内周部に沿って雌ネジ６１ａが形成され、バルブボディ６０１の前記雄ネジ６０１ａに螺合させることによりバルブボディ６０１に装着される。アダプタ６１内で前記バルブボディ６０１の先端端面が当接する突当面にはパッキン６１１が設けられ、これにより、アダプタ６１内部と空気バルブ６０の弁口６３内とが気密的に封止される。
【００２８】図５は、上記した構成の空気バルブシステム６から、汎用の自転車用空気入れを用いて空気を入れる方法を示した図であり、従来の英式バルブへの空気入れ時と同様に、クリップ式金口１２２のホース１２１側クリップ１２２ａに設けられた口金１２３を前記アダプタ６１の先端開口部に当てがい、反対側のクリップ１２２ｂを、そのＵ型切欠部（図示せず）にバルブボディ６０１を入れ込むようにしてアダプタ６１の付根部分に当てがう。これにより、クリップ式金口１２２のバネ力で口金１２３がアダプタ６１の先端開口部に密接され、アダプタ６１内に空気が導入される。
【００２９】弁口６３の空気圧が上昇すると、図６に示したように、バルブピン６２２が前記スプリング６２３の弾発力に抗して押し下げられ、内筒６２１の下端部とパッキン６２４との間に空気通路が形成され、圧縮された空気がバルブコア６２内を通って前記空気通路からチューブ５２内へ導入される。
【００３０】また、空気入れが終了して弁口６３近傍の圧力が低下すると、前記バルブピン６２２はスプリング６２３の弾発力およびチューブ５２内の空気圧により押し上げられるので前記空気通路がパッキン６２４により完全にシールされ、従来の虫ゴムを利用した英式バルブに比べて高い気密性が得られる。
【００３１】図７は、電動補助自転車におけるタイヤ空気圧と航続距離との関係を、シール剤入りタイヤチューブ（実線Ｂ）およびシール剤無しタイヤチューブ（破線Ａ）について示した図であり、航続距離は、５Ａｈｒ相当のバッテリを使用した場合の数値である。
【００３２】シール剤入りタイヤチューブでは、前記シール剤室５７の変形による走行抵抗の増加により、同一のタイヤ空気圧ではシール剤無しタイヤチューブに比べて航続距離が短くなる。しかしながら、シール剤室５７の変形による走行抵抗は、タイヤ空気圧を高めれば減少させることが可能であり、タイヤ空気圧を従来の３００ＫＰ２ から３５０ＫＰ２ まで高めれば、従来と同様の航続距離が得られる。
【００３３】ここで、本発明の空気バルブシステムを備えたタイヤチューブは気密性が極めて高いので、空気圧を十分に高めても、その状態を長く維持できる。したがって、空気圧を予め高めに設定すれば、実質上、シール剤入りタイヤチューブを採用しても航続距離が低下しない。
【００３４】このように、本実施形態によれば、英式バルブよりも気密性の高い空気バルブを英式バルブ用の空気入れ（汎用の自転車用空気入れ）に適合させることができるので、電動補助自転車にシール剤入りタイヤチューブを採用しても、汎用の自転車用空気入れの使用を妨げることなく、タイヤ空気圧の低下に起因した航続距離の低下を防止することができる。
【００３５】また、空気バルブとして汎用の米式バルブを採用したので、電動補助自転車にシール剤入りタイヤチューブを採用しても、米式バルブの先端にアダプタを装着するだけで、汎用の自転車用空気入れの使用を妨げることなく、空気圧の低下に起因した航続距離の低下を防止することができる。
【００３６】なお、上記した実施形態では、空気バルブ６０として米式バルブを採用したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、英式バルブよりも気密性の高いバルブ構造を有していれば、他のバルブ構造を採用しても良い。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達成される。
【００３８】(1) 英式バルブよりも気密性の高い空気バルブを英式バルブ用の空気入れ（汎用の自転車用空気入れ）に適合させることができるので、電動補助自転車にシール剤入りタイヤチューブを採用しても、シール剤の性能を維持しつつ、汎用の自転車用空気入れの使用を妨げることがなく、かつ空気圧の低下に起因した航続距離の低下も防止することができる。
【００３９】(2) 空気バルブとして汎用の米式バルブを採用したので、電動補助自転車にシール剤入りタイヤチューブを採用しても、米式バルブの先端にアダプタを装着するだけで、汎用の自転車用空気入れの使用を妨げることがない。また、アダプタを取り外せば自動車用（自動二輪車用）の空気入れを使用できる。
【００４０】(3) タイヤ空気圧を従来のシール剤を含まないタイヤの場合よりも高く設定したので、アシストモータの電力消費量が抑えられ、走行感も通常の自転車と同等にできる。また、シール剤によるパンク補修機能を十分に発揮させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１３日（１９９９．１０．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８４８７０
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 香樹 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１２３（Ｐ２００１−１０８１２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９０３７２ |
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