JP2003048406A - 重荷重用のデュアルタイヤ組立体 - Google Patents

重荷重用のデュアルタイヤ組立体

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JP2003048406A
JP2003048406A JP2002204243A JP2002204243A JP2003048406A JP 2003048406 A JP2003048406 A JP 2003048406A JP 2002204243 A JP2002204243 A JP 2002204243A JP 2002204243 A JP2002204243 A JP 2002204243A JP 2003048406 A JP2003048406 A JP 2003048406A
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tread
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William Earl Rayman
アール レイマン ウィリアム
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Goodyear Tire and Rubber Co
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Goodyear Tire and Rubber Co
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    • B62D55/00Endless track vehicles
    • B62D55/08Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/18Tracks
    • B62D55/24Tracks of continuously flexible type, e.g. rubber belts
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C3/00Tyres characterised by the transverse section
    • B60C2003/005Twin tyres

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デュアルリムに取り付ける重荷重用のデュア
ルタイヤ組立品を提供する。 【解決手段】 タイヤ組立品は、一対のタイヤ14と、
両タイヤ14の上に取り付けるための分離した着脱可能
な環状の一対のトレッドベルト12と有し、トレッドベ
ルト12は、デュアルリムに取り付けることによって横
方向に隣接しかつ同軸方向に位置合わせさせられるとき
に、タイヤ10の間の間隙をふさぐ。一実施形態におい
て、トレッドベルトと組合わさって両タイヤ間の間隙を
ふさぐようにトレッドベルト12間に挟まれる、分離し
たトレッドベルトスペーサ9を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連出願】本件は、その内容全体をここに引用する
「3片式タイヤ組立体(A Three Piece
Tire Assembly)」と題された、2001
年5月31日提出の米国特許第09/871025号に
関連した特許出願である。
【0002】
【発明の属する技術分野】着脱可能なトレッドベルトが
補強されたタイヤカーカスに取り付けられている3片式
のタイヤに関する。本発明の用途の1つは一般的には土
木作業用の乗物と組み合わせて使用することであるが、
その他に、一般に複輪の組立品を用いる任意の用途があ
る。
【0003】本発明の重荷重用のタイヤ組立品は、土木
作業用の乗物で利用するために一般に考案されたもの
で、採石場、鉱山、鋳造所、および、その他のパンク発
生状況や磨耗誘発状況にタイヤがさらされる場所など、
過酷な環境条件下で高い応力および荷重負荷を受ける。
【0004】米国特許明細書第4,351,380号で
論じられているように、ある従来技術のトレッドベルト
−タイヤ組立品は、支持構造物の外周のまわりに間隔を
おいて配置される、地面と係合する複数のシューを有し
ている。シューに重荷重がかかることによって、時期尚
早のタイヤの破損を往々にして招く大きな応力が生じ
る。4,351,380号特許は、複数のシューを有
し、該複数のシューが荷重支持構造の外周のまわりに間
隔をおいて配置され、かつ踏面ベルトの地面係合側とは
反対のシュー側に配された補強用のベルト構造物に固定
されている、改良型の踏面ベルトに関するものであり土
木作業用の乗物に一般に使用される大型の空気入りタイ
ヤは、それらが使用される過酷な環境条件に起因する高
い応力および負荷によって破損することがある。これら
の従来技術の大型の空気入りタイヤは、タイヤのクラウ
ン、又は、ショルダ領域が過度の熱上昇により破損する
傾向がより高い。
【0005】従来技術では、これらの問題に対する通常
の解決策として、頑強性を増加させる、およびサイドウ
ォールの剛性を高めることによって荷重を受けていると
きのタイヤの変形を減少させる等がある。タイヤの耐久
性を更に向上させるために、一般にタイヤのプライの折
返し部が補強された。
【0006】継続的な運転で、週7日間、1日20時間
以上を要する過酷な連続使用条件に対する土木機械の性
能を向上させるために、土木機械のタイヤの耐久性を向
上させる新規な方法およびタイヤデザインを提供する必
要性が存続している。本発明は、空気入りタイヤ破損発
生頻度をかなり減少させらると考えられている、改良型
の空気入りタイヤと着脱可能なトレッドベルトとの組立
体に関する。本発明は、また、有害な発熱を生じること
なく長時間作動するように設計された、改良形の重荷重
用のデュアルタイヤ組立体を提供することに関する。さ
らに、本発明は、一対の着脱可能なトレッドベルトとタ
イヤによって、トラック、トラクタ、軽量トラック、お
よびトレーラを含む任意のデュアルアクスル組立体の従
来のデュアルタイヤに代わり得る組立体を形成できる、
改良型の空気入り重荷重用デュアルタイヤに関する。
【0007】
【課題を解決するための手段】重荷重用のデュアルタイ
ヤ組立体は、一対のタイヤと、着脱可能な2つのトレッ
ドベルトを有している。2つのトレッドベルトは両タイ
ヤを囲んでいる。一対のタイヤは、リムに取り付けられ
るときに同軸状に位置合わせされる。リムは、トラック
および重荷重用の土木作業タイプの乗物に一般に見受け
られる、横方向に間隔をおいて配置されたデュアルリム
である。両リムは、通常の用途では、タイヤが取り付け
られるときにアクスルに確実に取り付けられる。タイヤ
は、半径方向に膨張可能であることが好ましい。本発明
の一実施態様のタイヤは空気入りである。タイヤは、地
面に係合するトレッドを備えていないこともあり、ま
た、ベルト補強用の構造物を備えていないこともある。
タイヤは少なくとも1つのカーカスプライを有すること
が好ましい。着脱可能なトレッドベルトは、円形のエラ
ストマのコードで補強されたリングであることが好まし
い。あるいは、着脱可能なトレッドベルトは、端部を有
する平坦な履帯として作ることもできる。端部が接合さ
れると、円形のエラストマのコードで補強されたリング
が形成される。トレッドベルトは内面を有し、この内面
は、半径方向内側に突出し、側面に沿って少なくとも一
方のタイヤに接する、1つまたは2つ以上の抑え要素を
有する。
【0008】タイヤは、トレッドベルトと2つのタイヤ
の間に配置された、単一のリブまたは複数のリブまたは
周方向に位置合せされたラグである、1つまたは2つ以
上の抑え要素を有する。別の実施態様において、1つま
たは2つ以上の抑え要素は複数の溝およびトレッド要素
であり、両タイヤの一方または両方が、トレッドベルト
の相補形の抑え要素と噛み合うトレッド要素および溝を
有する外周面のトレッドを有する。
【0009】別の実施態様において、トレッドベルトは
側方に面する表面であって、2つのトレッドベルトの間
に配置され、両デュアルタイヤの間の間隙すなわち空間
に突出している分離部品としての環状のトレッドベルト
スペーサに接する表面を有する。
【0010】コードで補強されたエラストマの着脱可能
なトレッドベルトは、半径方向外側のトレッドと、トレ
ッドの半径方向内側のベルトを補強する構造物と、半径
方向内側の表面とを有し、半径方向内側の表面は、通常
のデュアルホイールのアクスルの場合にタイヤを取り囲
む十分な横幅を有する。トレッドベルトの半径方向内側
の表面は、取り付けられたときにトレッドベルトがタイ
ヤから滑り落ちないようにするための1つまたは2つ以
上の抑え要素を有する。
【0011】
【定義】“アペックス”とは、ビードコアのまわりに半
径方向に配置されている補強されていないエラストマの
ことである。
【0012】タイヤの“アスペクト比”とは、タイヤ断
面幅(SW)に対するタイヤ断面高さ(SH)の比に1
00%を乗じて百分率で表現したものである。
【0013】“軸方向”および“軸方向に”とは、タイ
ヤの回転の軸線に平行な線や方向のことである。
【0014】“ビード”とは、プライコードで包まれ、
かつフリッパ、チッパー、アペックス、トーガード、チ
ェーファといった他の補強要素を用いる、または用いず
に設計リムに適合するように形作られた環状の抗張体を
有しているタイヤの部分のことである。
【0015】“ベルトまたはブレーカー補強構造”と
は、トレッドの下にあり、ビードに固定されていない、
そして左右いずれのコード角度もタイヤの赤道面に対し
て17°〜33°の範囲にあり、織物または不織物であ
る、複数の平行なコードから成る少なくとも2枚の層す
なわちプライのことである。
【0016】“バイアスプライタイヤ”とは、カーカス
プライの補強コードがタイヤ赤道面に対して約25°〜
50°の角度でタイヤを斜めに横切ってビードコア間に
延びているカーカスを有するタイヤのことである。コー
ドは一層ごとに交互に対角に延びている。
【0017】“周方向”とは、軸方向に垂直な環状トレ
ッドの表面の外周に沿って延びる線や方向のことであ
る。
【0018】“チェーファ”とは、タイヤに対するリム
の動きに起因する劣化や磨耗からコードを保護するため
にビードの外側の周囲に置かれる細長いストリップ材の
ことである。
【0019】“チッパー”とは、タイヤのビード部にあ
る補強構造のことである。
【0020】“コード”とは、タイヤの中のプライを構
成している補強用の撚線のことである。
【0021】“赤道面(EP)”は、タイヤの回転軸線
に垂直な、トレッド中心を通る平面のことである。
【0022】“フリッパ”とは、ビードコアおよびアペ
ックスのまわりを包む補強用の織布のことである。
【0023】“フットプリント(接地面)”とは、荷重
および圧力下での平坦面とタイヤトレッドとの接触部分
または接触域のことである。
【0024】“インナライナ”とは、チューブレスタイ
ヤの内面を形成し、タイヤ内に膨らましガスまたは流体
を封じ込める1層または複数層のエラストマまたは他の
材料の層のことである。
【0025】“正味/全体比”とは、路面と接触するフ
ットプリント内のタイヤトレッドのゴムの面積を、溝な
どの非接触部を含むフットプリント内のトレッドの面積
で割った比のことである。
【0026】“公称リム径”とは、タイヤのビードワイ
ヤを密封する位置におけるリムベースの直径のことであ
る。
【0027】“通常タイヤ圧”とは、しかるべき規格団
体がタイヤの使用状態について定めた特定の荷重におけ
る特定の設計タイヤ圧のことである。
【0028】“通常荷重”とは、しかるべき規格団体が
タイヤの使用状態について定めた特定のタイヤ圧におけ
る特定の荷重のことである。
【0029】“プライ”は、ゴムで被覆された平行なコ
ードの連続層を意味する。
【0030】“ラジアル(半径方向の)”および“半径
方向に”は、タイヤの回転軸線に半径方向に向かうまた
は半径方向に離れる方向を意味する。
【0031】“ラジアルプライタイヤ”とは、ビード間
に延びるプライコードがタイヤの赤道面に対して65°
と90°との間のコード角度で設けられている空気入り
タイヤのことである。
【0032】“断面高さ(SH)”とは、赤道面におけ
る公称リム径からタイヤ外径までの半径方向の距離のこ
とである。
【0033】
【発明の実施の形態】図1を参照すると、示される特別
の具体例としての実施形態で、土木機械用のサイズ3
3.00R51の対タイヤと同等のサイズの、4片式の
タイヤ組立品10の図が示されている。このタイヤは、
タイヤ空気圧102psiのとき、膨張時の最大外径が
119.9インチ(303cm)、膨張時の軸線方向の
最大幅が37.2インチ(94cm)、および公称ビー
ド径が51.00インチ(130cm)である。タイヤ
は、一般に、約100ポンド/平方インチ(psi)の
圧力になるまで空気または場合によって空気/窒素混合
物が充気される。
【0034】図1、10、11、および12に示されて
いるように、改良型の重荷重用のタイヤ組立品10は、
半径方向に補強された一対のビード付きタイヤ14に取
り付けられ、地面と係合する、周方向に延びている一対
のトレッドベルト12を含んでいる。ビード付きタイヤ
14は、タイヤの外周面20から半径方向内側に延び、
一対のビードワイヤ22,24内の半径方向末端部にお
いてそれぞれ終端する一対のサイドウォール16,18
を一般に含んでいる。タイヤ14の構造の詳細を以下に
詳しく説明する。
【0035】タイヤ 図10を参照しながらタイヤ14の詳細を説明する。軸
方向内側の面28は、タイヤ10を膨らます空気圧を維
持するインナライナを形成するインナプライライナ26
である。インナプライライナ26は、タイヤ14の内側
に面している表面28全体を被覆して、タイヤ10を膨
らますのに用いられたタイヤ内の空気を保持する役割を
果たす。ファブリック製のバリアプライ30および32
が、ゴムバリア層36の上部を支持し、かつプライ層3
4のプライワイヤをこのゴムバリア層36に食い込ませ
ないために、タイヤの内面28の湾曲部の領域に設けら
れている。2層のバリアプライ30と32が示されてい
るが、具体的な設計の必要に応じて0〜4層のバリアプ
ライを使用することは本発明の範囲内である。
【0036】タイヤ14は、タイヤカーカスのクラウン
部とも呼ばれるタイヤの外周面20から半径方向に内側
に延びるタイヤコードのファブリックである少なくとも
1枚のゴム引きプライ層34もその構造内部に含んでお
り、ビードワイヤ22と24囲むようにに巻き付けられ
ている、すなわち折り返されている折返し端34aと3
4bとをそれぞれ有している。カーカスプライ34は単
一プライ構造のものとして示されているが、要望されれ
ば複数プライ構造も採用できる。また、カーカスプライ
34は、鋼のコードをゴムで被覆したプライから作るこ
とが好ましいが、鋼以外のカーカス補強材料から作るこ
とも可能である。
【0037】タイヤ14の半径方向に最も外側の部分に
は、耐磨耗性のトレッド成形材料81の薄い層がある。
耐磨耗性のトレッド成形材料81は、トレッドベルト1
2とタイヤ14の間の丈夫で耐久性のある長い磨耗面を
形成する。トレッドにゴムを使用することは、図3に示
されているように耐性のある磨耗面を形成するのに適し
ているので理想的な材料であり、トレッドベルト12を
保持するためにリブ76と溝78が使用される場合もあ
る。好ましくは、トレッド成形材料81はトレッドベル
ト12に使用されるゴム成形材料とまったく同じもので
あり、一般にトレッドに使用される代表的なゴムブレン
ドでもある。
【0038】インナライナ26とプライ層34の間に
は、プライ層34の全長を補強しかつプライ層34に押
し付けられる柔らかいゴム成形材料で形成されているゴ
ムのバリヤ層36がある。ほぼ三角形の形状をそれぞれ
有し、本明細書においてアペックスまたはアペックス要
素38,39として知られている環状の剛性部材が、ビ
ードワイヤ22,24の半径方向外側に、ゴムのバリヤ
層36とインナライナ26との間にそれぞれ設けられて
いる。アペックス38、39は、ほぼサイドウォールの
中心およびインナライナ26の、ビードワイヤ22,2
4よりもそれぞれ半径方向外側の領域に延びており、ビ
ード部を補強して、タイヤがフランジ35の上で折れ曲
がらないようにするのを助ける。アペックス38,39
よりも軸線方向に外側で、ビードワイヤ22,24を囲
むように折り返されたプライ層34の間には、ビードワ
イヤ22、24をホイール取付け用のリム42の領域で
それぞれ支持し、隣接するホイール取付け用のリムによ
るタイヤの磨耗を防止する下側ゴムチェーファ40、4
1がそれぞれ配置されている。上側ゴムチェーファ4
4,45は、下側タイヤサイドウォール16b、18b
ににそれぞれ接するとともに、フランジ35の領域でビ
ードワイヤ22,24を支持し、隣接するホイール取付
け用のリムによるタイヤ磨耗を防止するための下側ゴム
チェーファ40,41にそれぞれ接するように配置され
ている。
【0039】下側チェーファ40,41と、ビードワイ
ヤ22,24を部分的に囲んでいる領域のゴムのバリヤ
層36との間には、ビードワイヤ22,24をそれぞれ
支持するファブリックまたはワイヤ製のチェーファプラ
イ46,47が配置されている。図11に最も分かりや
すく示されているように、チェーファプライ46は、主
として下側チェーファ40,41の、内側に面している
面に接するように設けられている。プライ層34の内面
とビードワイヤ22,24との間には、ビードコアおよ
び一方のアペックスの少なくとも一部分に巻き付けられ
た補強されたファブリック材であるフリッパ48,49
がそれぞれ配置されている。プライ層34の両端部34
a,34bの片側には、ワイヤを被覆する2つのゴム層
50と52があり、ゴム層50と52は、プライ層34
の端部34a、34bを被覆し、タイヤ組立中、すなわ
ちタイヤを過酷に曲げるときにプライ層34内のワイヤ
を露出させることなくゴム層50と52の間でプライ層
34が動けるようにするものである。
【0040】アペックスの構成 ほぼ四面体の形状をそれぞれ有し、本明細書においてア
ペックス54,55と呼ばれる環状の2つの剛性部材
が、ビードワイヤ22,24のまわりの領域をそれぞれ
補強してタイヤがフランジ35の上で曲がらないように
するのに助けるために、ビードワイヤ22,24の半径
方向外側で、フリッパ48、49の間に、アペックス5
8、59に到るまで設けられている。アペックス54,
55は、ゴム引きプライ層34の下方の内側端部と折返
し端34aおよび34bとの間にも配されている。アペ
ックス54および55と接し、そこから半径方向外側に
延びているのは、本明細書においてアペックス58およ
び59でそれぞれ示され、ゴム引きプライ層34の端部
34aおよび34bを支持するのを助ける環状の2つの
剛性部材である。アペックス54、55は、伸び率20
0%におけるモジュラスが約12.2〜14.9MPa
/cm2である比較的に硬質の成形材料で構成されてい
る。アペックス58と59の軸線方向外側には、外側ア
ペックス62と64がそれぞれ存在している。アペック
ス38、39、58、59、62および64は、伸び率
200%におけるモジュラスが約7.2〜8.8MPa
/cm2である比較的柔らかい同一のゴム成形材料で一
般に形成され、タイヤの屈曲によって発生する応力の力
に起因するプライ層34の折返し端34aと34bのま
わりの応力を吸収する柔らかい緩衝物となるように作用
する。アペックス38、39、58、59、62、およ
び64は同一の成形材料で構成されることが一般的であ
るが、伸び率200%において約7.2〜8.8MPa
/cm2の範囲内の別々のモジュラスを呈する1つまた
は2つ以上のアペックスを形成することも本発明の範囲
内である。好適な実施形態では、アペックス38、3
9、58、60、62および64は、ビードワイヤ22
および24の半径方向外側に直接隣接して配置されてい
るアペックス54および55よりも柔らかい。アペック
ス54および55を形成するために使用されるゴム形成
材料は、アペックス38,39,58,59,62およ
び64を形成するために使用されるゴムパウンドよりも
約20%〜約50%剛性が高いことが好ましい。
【0041】プライの折返し端34aおよび34bの位
置は、タイヤの設計の重要な側面である。図11に示さ
れているように、折返し端34a,34bは、ビードワ
イヤ22,24の中心を通って延びる中心線66と、カ
ーカスプライの一部34a、34bがワイヤビード2
2,24を囲むように、中心線66と直角を成しかつプ
ライ層34の外側端部に正接する線68まで折り返され
ているカーカスプライ34の最も半径方向内側の面に正
接する線67と、の交点から、ビード径の約2〜3倍の
距離だけ半径方向外側の位置にあることが好ましい。プ
ライ層34の折返し端34a、34bの外側端部のこの
位置は、折返し端がタイヤのサイドウォールの中心近傍
まで延びている従来技術の構造において、プライ端部に
作用し、プライ端部がサイドウォールまで破断させるこ
ともある圧力に耐えることができる、という点で重要で
ある。カーカスプライ34の折返し端34a,34bの
外側端部をフランジ35の半径方向外側部により近い、
より低い位置にすることの利点は、折返し端がタイヤの
サイドウォールの中心近傍まで延びている従来技術の構
造において、運転条件によってプライ端部がサイドウォ
ールまで破断させられるときに。カーカスプライ34の
折返し端34a,34bの外側端部をフランジ35の半
径方向外側部により近い、より低い位置にすることの利
点は、運転条件によってタイヤが外側に歪ませられると
きに、プライ層34の折返し端34a、34bの端部が
フランジ35によって支持されることである。この配置
により、折返し端34a、34bの外側端部がタイヤ1
4のサイドウォールの亀裂の原因となったり、サイドウ
ォールを軸方向外側に突き抜けたりする可能性が著しく
減少する。
【0042】プライ層34のプライラインは固有プライ
ラインに追従するが、これは、固有プライラインが膨張
と同時に既にその固有形状として存在することを意味す
るものである。カーカスプライ34は、膨張時にその固
有形状を保持し、タイヤにかかる膨張負担を減少させ
る。プライコードの、ビード22に向かって下側に延び
る部分は、ビード22、24を通る中心線66にほぼ平
行なリムフランジ35の軸線方向に内側の表面37によ
って、その長さに沿って均一に支持されている。
【0043】トレッドベルト 上述のタイヤ14は、トレッド、又は、ベルト補強構造
物を必要としない。これらの部品は、下記の着脱可能な
トレッドベルト12に設けられるからである。
【0044】周方向に延びている、地面と係合するトレ
ッドベルト12は、対タイヤ14に着脱可能に取り付け
られる。図3と12に最も分かりやすく示されているよ
うに、トレッドベルト12の下側、すなわち内周面70
が、ベルト12の、タイヤ14に対して横方向または軸
線方向の動きを抑制するために、一方または両方のタイ
ヤ14のリブ76および溝78と嵌まり合う環状の複数
のリブ72および溝74を有していてもよい。
【0045】図12に示されているように、タイヤのト
レッドベルト12は、トレッド部15と、複数のトレッ
ドベルト84、86、88を有するベルト補強構造物1
00を含んでいる。半径方向内側のベルト層84および
86は、コアストランドが被覆ストランドに囲まれてい
るスチール製のコードを有する。コアストランドは、コ
アを形成する複数の3本のフィラメントを有することが
好ましい。ワイヤ構造物は、その全体をここに引用す
る、「エラストマの物品を補強するためのスチールコー
ド(STEEL CORD FOR REINFORC
ING ELASTOMERIC ARTICLE
S)」と題された、2000年2月18日提出の同時係
属特許出願明細書第09/507,316号に記載され
ている通りである。各トレッドベルト層84、86は、
コードが、周方向に対して15°〜80°の角度で方向
付けられ、1インチ当たりコード端部数(EPI)4の
間隔で配置されている。これらの隣接する層84、86
は同等のものであるが、反対方向に方向付けられてい
る。
【0046】半径方向に最も外側の第3の層88は、周
方向に対して90°に方向付けられたスチールコードを
有している。これは、両ベルト層84、86と組合わさ
って非常に強い構造物を形成する。これらのベルト補強
層の半径方向内側には、周方向に対して0°に方向付け
られ、3EPIの間隔で配置されることが好ましいコー
ド92を有する独自の第1の補強層90があり、これら
すべての層84、86、88、90が構造物100を形
成する。
【0047】3つのトレッドベルト84〜88が示され
ているが、必要に応じて別の枚数のトレッドベルトを使
用することも本発明の範囲内である。着脱可能なトレッ
ドベルト12と大型の土木作業用の乗物で使用する対タ
イヤ14との組合せは、タイヤが完全に磨耗した場合に
2つのタイヤ全体を交換するのではなく3片式のタイヤ
組立品10の一部分を、すなわち一方のタイヤ14のタ
イヤベルト12が他の部品より前に磨耗した場合に交換
できる、という点で重要である。また、トレッドベルト
12は、例えば運転用すなわち操向用のトレッドパター
ンを含むいろいろなタイプのトレッドパターンを有して
いることが望ましい場合もある。この特徴により、所望
のタイヤの適切なスタイルを構成するための、より安価
なタイヤトレッド変更方法が可能となる。この特徴はス
ペアタイヤの保管費用を大幅に減少させ、タイヤの使用
期間を延長することさえ可能となる。
【0048】本発明の特異な側面は、第1の補強層90
に0°のワイヤ92を備えたことである。層90の0°
のワイヤは、タイヤトレッドベルト12を包囲してお
り、そうしなければタイヤカーカスの著しい歪みによっ
て発生する可能性のあるトレッドベルト12の半径方向
外側の拡がりを制限するために設けられる。タイヤのト
レッドベルト12が半径方向外側に拡がらないようにす
ることによって、タイヤトレッドがより扁平なトレッド
断面形状を維持し、それによりトレッドの寿命および耐
性が向上する。第1の補強層90内の0°のワイヤ92
により、ベルト層をより多い枚数にする必要が無くな
る。
【0049】第1の補強層90に特に関連して、軸線方
向に最も外側のコード92をベルト層84および86の
側方端部の軸線方向内側に有することが有利であると考
えられる。示されているように、ベルト層84の側方端
部は、隣接する第1の補強層90の上に張り出し、ベル
ト層86の側方端部から軸線方向外側に突出している。
ベルト層84および86が、第1の補強層90の0°の
コード92から突出している、すなわちコード92を越
えて延びることを保証することにより、コード92の切
断損傷に対して付加的な保護が提供される。容易に認識
できるように、トレッドベルトの通路に大きな鋭い岩石
が転がっていると、トレッドベルトの両側が歪むことが
あり、ベルト層84、86は、実際に突出していること
によって、0°のコード92の上で折れ曲がって、これ
らのコードを岩石の形のものに切断させないようにでき
る。
【0050】側方縁端部の領域におけるこのトレッドベ
ルトデザインの主な利点は、カーカス14の周方向外面
に隣接する表面のトレッドベルト12の側方縁端部が、
トレッドベルト12とカーカス14の境界部20におい
て、示されているようにカーカス14を越えて延びてい
ることである。これにより、トレッドベルト12の可撓
性が増大し、また、タイヤ10の取扱性が向上する。ト
レッドの外面は傾斜θ、θはトレッドの両側部において
約4°の傾斜、を有し、中央領域において平坦、すなわ
ち傾斜0°となっている。平坦に形成された領域は、総
トレッド幅の少なくとも50%にわたって延びている。
31.00R51のデザインの場合、中央部分が24.
00インチにわたって延び、示されている実施形態のタ
イヤのタイヤサイズ31.00R51では、各側方部分
は中央部分からから総トレッド幅の25%未満、すなわ
ち、約7.00インチにわたって延びている。
【0051】トレッド表面の、0°の平坦な傾斜から4
°の半径方向内向きの傾斜までの領域Loにおけるこの
移行により、少なくとも10mmのショルダの傾斜
(D)が形成される。この形状により、側方部分におけ
るトレッドベルト12の接触圧が低くなり、これにより
特に各ホイール操向位置におけるショルダの磨耗が概し
て減少する。ショルダの傾斜(D)によってもたらされ
るトレッドの半径方向の高さの減少によって、側方部分
の歪みが改善されるという付加的な利益に注意された
い。これは、側方端部がより薄いトレッドは半径方向外
側に曲がりやすいが、ほとんど逆説的に、トレッドの縁
端部を内側に曲げようとする内向きの圧力の量は、傾斜
しているショルダによって減少することを意味する。組
み合わせると、これにより、トレッドベルトの側端部は
大きな石や岩に対応できるようにことさら曲がりやすく
させつつ、トレッドの中央領域全体の、トレッドが全面
的に支持されるクラウン部で均一な接地圧力を有するこ
とが保証される。トレッドのショルダにおける接地圧が
中央領域と同等か、わずかに小さいことが理想的であ
る。
【0052】タイヤ14およびトレッドベルト12の間
の境界部において、トレッドベルト12が、膨らんだ、
荷重のかかっていないタイヤから、境界部20で測定し
たときに、少なくとも15mm、または組み合わせられ
たタイヤの幅の少なくとも2%量だけ突出していること
が望ましいと考えられる。重荷重用のデュアルタイヤ組
立品10を通常の荷重下に置くと、タイヤ14は一対の
タイヤの軸方向外側、すなわち外面の側方端部が、トレ
ッドベルト12の側方端部とほとんど一致する場所ま
で、半径方向外側に広がる。トレッドベルト12の境界
部でタイヤ14がトレッドベルト12の横方向外側に延
びるようにすることは望ましくないと考えられる。タイ
ヤ14に対するトレッドベルト12の微妙な相対的な動
きは、タイヤ14の外側を露出させないために、トレッ
ドベルト12を境界部においてタイヤ14から突出させ
る必要があることを意味する。大量に突出させることも
実現可能であるが、トレッドベルト12を各デュアルホ
イール組立品の外側にタイヤの最大断面幅を越えて延ば
すことは非効率であると考えられる。これは、31.0
0R51タイヤなどの大型のタイヤでは次のいくつかの
理由により真実である。第1に、軸線方向のトレッドベ
ルトの幅1インチ当たり約100Ibs.の重量があ
り、第2に、トレッドの厚さが約5.00インチ以上で
あり、すなわちカーカスの最大断面幅の位置までの距離
がさらに24インチであり、これは、タイヤ14をほぼ
確実に損傷するであろう岩および砕片がトレッドベルト
の境界部に当たることを意味する。30インチ以上の岩
は採石場において横切ることができそうになく、したが
って、カーカスを損傷する現実的な脅威とはならず、第
3に、本発明は半径方向内側にある程度の歪みやすくす
るために側方縁端の剛性を少なくしたものになっている
ので、支持されていない突出が大きすぎると、第1の補
強層90に屈曲疲労を生じさせる可能性があり、従来技
術の米国特許第4,050,495号で実施されている
ようにトレッドベルトの補強を要する。
【0053】本発明により、タイヤの耐久性を実質的に
向上させた、着脱可能な一対のトレッドベルト12を備
えた改良型の重荷重タイヤ組立品10を作製する装置と
方法が提供されることは明らかである。この改良型のタ
イヤおよび着脱可能なトレッドベルトにより、大型タイ
ヤを複数各部に分けて輸送し、そして配達現場で組み立
てることができる重荷重タイヤ組立品が形成される。ま
た、着脱可能なトレッドベル組立品により、図13、1
4、および15に(例示のために)示されている別のト
レッドパターンを有する、異なるトレッドベルト12
を、一対のタイヤ14に取り付け、それによりタイヤ組
立品の駆動特性を迅速かつ経済的に変えることが可能と
なる。
【0054】上述の重荷重タイヤ組立品10は、一対の
着脱可能なトレッドベルト12と一対のタイヤ14を有
するタイヤ組立品の一実施例の例である。
【0055】図1を参照すると、タイヤ組立品10が斜
視図で示されている。このタイヤ組立品10は、半径方
向外側のトレッド15を有するトレッドベルト12を示
し、トレッドベルト12の内部には、トレッドベルト1
2によって形成された環状のリングによって囲まれてい
る2つのタイヤ14がある。示されているように、タイ
ヤ14はデュアルリム2に取り付けられている。タイヤ
14は、タイヤ14およびトレッドベルト12が横方向
または周方向に滑らないように助ける溝78とリブ76
を周方向の外面に有する周方向の外面のトレッドを採用
してもよい。また、これらのリブ76およびトレッドベ
ルト12のリブ8は、トレッドベルト12の図6に示さ
れているように、トレッドベルト12とタイヤ14の両
方を過度の熱上昇を防止する冷却位置に保持する、空気
の対流によって冷却するための副路80を備えていても
よい。
【0056】図2を参照すると、重荷重用のデュアルタ
イヤ組立品10の断面図が示されている。2つのタイヤ
14の半径方向外側にデュアルリム組立品2の上に取り
付けられた2つのタイヤ14が示されており、一対のト
レッドベルト組立品12がタイヤ14を囲んでいる。2
つのタイヤ14のほぼ中間に位置する、トレッドベルト
12の側方縁端75、77に沿って接している一対のト
レッドベルト12が示されている。デュアルタイヤ組立
品10の内側の側方縁端75、77に沿ったこの接触に
より、トレッドベルト12が半径方向内側に曲がるのを
防止するとともに、付加的な周方向の滑り抵抗力が形成
される。示されているように、トレッドベルト12の側
方縁端75、77の表面を滑らかにするか、或いは、軸
線方向に位置合わせすることもでき、それによって他方
のトレッドベルト12の側面75、77との接触領域が
増加する。第1のタイヤ14とドレッドベルト12が取
り付けられると、第2のタイヤ14とトレッドベルト1
2を第1のトレッドベルトの側面77に取り付けて押し
当て、それによってより簡単で単純にタイヤ組立品10
を完成させることができる。これらのトレッドベルト1
2は、大きさが直径10フィートを超え、数トンの重さ
となることがある。したがって、非常に大型の土木作業
用の乗物にトレッドベルト12とタイヤ14を組み付け
るための簡単な方法が望ましい。
【0057】図2〜図4を参照すると、示されている各
実施形態において、トレッドベルト12の抑え手段は、
両方のタイヤ14に示されている溝78およびリブ76
と噛み合うことができる周方向に連続している一連の溝
74またはリブ72によって形成される。トレッドベル
ト12が溝74、78とリブ72、76によってただ単
に横方向に抑制され、それによってトレッドベルト12
がタイヤ14から滑らないようになっていることを理解
すべきである。タイヤ14とトレッドベルト12との間
の内面8における最大表面接触量により、トレッドベル
ト12およびタイヤ14を周方向に抑制する必要がない
ことが確認されている。それにもかかわらず、周囲のト
ルクによる何らかの滑りを生じさせないために、このよ
うな噛み合う形状を形成することが適している。
【0058】図3の別の実施形態において、接している
両方の側方縁端75、77に沿って半径方向外側に延び
る噛み合いリブを有する、トレッドベルト12の側方縁
端が示されている。対称的に簡素に成形するために、こ
れらの噛み合いリブ71をトレッドベルト12の各側面
に形成することもできる。これらの噛み合いリブは、突
き合わせられるトレッドベルト表面積を増大させ、それ
により、歪み剛さを増加させる。
【0059】図2と3の各実施形態では、突き合わせら
れるトレッドベルト12は、2つのタイヤ14の間の間
隙200内では、半径方向に支持されていないが、過度
に歪ませられるように片持ち式に突き出すことは実際に
はない。これは、一方のトレッドベルト12が反対側の
トレッドベルト12を曲げようとすると、反対側のトレ
ッドベルト12の突き合わせる側面75または77が圧
縮力を生じ、歪んでいるトレッドベルトを押して歪みを
抑制するので、真実である。事実、突き合わせトレッド
ベルト12は、両端を2つのタイヤで支持されるビーム
のように作用する。独立した、そうでなければ支持され
ていないビームを支持するこの新奇な方法は、アーチの
他の部材がアーチの隣接する部品と接することによって
アーチの荷重を支えるブリッジ構造およびアーチにおい
て重要な構成であった。
【0060】これは、この種のデュアルタイヤ組立体1
0の概念において重要なことである。示されているよう
に、両トレッドベルト12は突き合わされている。実際
には、両トレッドベルト12の間の、隣接する側方縁端
に沿った小さな間隙は容認される。間隙が許容される理
由は、トレッドベルト12が転がってタイヤ接地面に進
むと、トレッドのゴムが実際に半径方向に圧縮され、そ
れによってトレッドの間隙の距離が効率よく閉じられる
からである。第2に、一方または両方のベルトに荷重を
受けた状態の半径方向の歪みにより、トレッドの側方縁
端がわずかに曲がり、それによって当接が生じる。した
がって。本発明が、反対側のトレッドベルト12を、突
き合わされるものとして記載するとき、タイヤの接地面
で歪ませられる荷重を受けた状態で両トレッドベルトが
支え合うように接し、半径方向内向きの過度の歪みを妨
げることを意味する。そうでなければ、ホイールが荷重
を受けていない、すなわちタイヤの接地面から外れてい
るときに、両トレッドベルト12が実際にわずかな間隙
を形成することがある。
【0061】図4に示されているように、組立体10
が、トレッドベルト12と2つのタイヤ14の間に挟ま
れた、周方向に連続する中心のトレッドベルトスペーサ
9を備え、トレッドベルトスペーサ9が2つのタイヤ1
4の間に配置され、トレッドベルト12の隣接する側方
縁端75、77に固定できるように環状の形状に形成で
きる別個の部品である、本発明の別の実施形態が示され
ている。タイヤ14を取り付けて膨らますと、タイヤと
トレッドベルトの間の圧縮力によってスペーサ9が固定
され、それによってトレッドベルト12の横方向の動き
が妨げられる。
【0062】示されているように、スペーサ9は、外側
トレッド15と、トレッドベルト12で説明されたもの
と同様の補強用のベルト構造物100とを有する周方向
に連続するリングにすることもできる。いくつかのベル
ト層84、86、88および0°の抑え層90が示され
ている。ベルトの補強用構造物の半径方向内側には、半
径方向内側のゴムの部分がある。示されているように、
トレッドベルト12は、スペーサ9を2つのトレッドベ
ルト12の隣接する両方の側方縁端に噛み合わせるに足
る十分な大きさの対称な突出量を有している。スペーサ
9は、両デュアルタイヤ間の間隙を実質上埋める。
【0063】前述の実施形態でそうであるように、2つ
のトレッドベルト12と組み合わせたスペーサ9が、組
立体10の中心領域におけるトレッドベルトの半径方向
内側の屈曲を制限する手段となる。この実施形態では、
トレッドベルト12はタイヤ14に対称に取り付けら
れ、突出量はタイヤの両側で同一である。スペーサ9は
ただ単に間隙をふさいでいる。
【0064】示されている各実施形態では、デュアルタ
イヤ組立体の中心部がトレッドベルト12とスペーサ9
で被覆されている。示されているように、これらの形状
により、タイヤの間に挟まる可能性のある石や他の砕片
の侵入が妨げられる。
【0065】石がタイヤの間に恒久的に挟まらないよう
にするために、本発明より先に、「岩石排出器」として
知られている塊状のスチールロッドが乗物のフレームに
しっかりと取り付けられ、石を梃子の原理で動かすため
にタイヤの間に配置されている。本発明では、タイヤの
間に岩を取り込む空間がないので、そのような構造物の
必要が排除される。
【0066】図5、6、および7を参照すると、トレッ
ドベルト12が環状のリングとして形成されているトレ
ッドベルト12の斜視図が示されている。図6には、噛
み合いリブ72と溝74が示されているが、図5と7で
は、内面8が滑らかに示されている。トレッドベルト1
2は、図8に示されているような端部11、13を備え
た平坦な履帯12Aとして形成できることも理解された
い。そのような場合、周方向延びる補強用の構造物10
0を、端部11、13の、管状補強部110のまわりに
巻き付けることが好ましい。したがって、デュアルタイ
ヤ14を履帯の上に乗せ、それから履帯12をデュアル
タイヤ14に取り付け、タイヤ14の空気を抜くことに
よって、端部11、13を接合し、それにしたがって端
部を確実に固定するように留めれば、タイヤ14を、ト
レッドベルト補強構造物100に張力をかけながら、周
囲または横方向に確実に滑りが発生しないよう膨らます
ことができる。着脱可能なトレッドベルト組立体が平坦
な履帯12Aとして形成される場合、組立が大幅に容易
化され、構成部品は、大型の環状のトレッドベルト12
と比較して輸送により適していることが分かるであろ
う。
【0067】各実施形態において、任意のデュアルホイ
ール組立体に、さまざまなトレッドパターンを形成する
ことができ、その多くは、オフロードに使用したり、ま
たは冬季中の山に見られる豪雪に使用するのにより適し
ていることを認識すべきである。一般的なトレッドパタ
ーンの例を、図13、14、および15に示す。これら
の着脱可能なトレッドベルト12は、これらの用途のチ
ェーンと比較したときに優れた表面を形成すると考えら
れる。また、これらの着脱可能なトレッドベルト12
は、硬い舗装面上で損傷することなく駆動できるが、一
方、チェーンは、最も過酷な天候条件だけに使用が限定
される。図13に示されるように、トレッド15は溝1
01によって間隔をあけて配置されている長いラグ95
を有することができる。図14に示されている別のパタ
ーンは、側溝101と周囲溝102によって間隔をあけ
て配置されている3列のブロック93を示す。トレッド
パターン15は、図15に示されているように溝10
1、102によって間隔をあけて配置されている4列の
ブロック94であってもよい。
【0068】示されているタイヤ組立品10の別の利点
は、トレッドベルト12の下に位置し、トレッドベルト
12に囲まれているタイヤ14が、道路で使用する場合
もオフロードで使用する場合も、障害物および砕片によ
る損傷を殆んど受けないように思われ、したがって、こ
の着脱可能なトレッドベルト12により、デュアルホイ
ール応用例においてタイヤを作動させるきわめて優れた
システムを形成できると考えられる。当業者およびこの
ようなタイヤの使用者には、磨耗時にトレッドベルト組
立体を容易に履き替えることができ、これらのタイヤ1
0をより経済的な組立体に構成できることが容易に理解
されるであろう。また、本発明で説明されているよう
に、タイヤ14では、多数のトレッドベルト12を存続
させることができ、したがってこのようなタイヤを操作
する費用を実質的に減少させることができると考えられ
る。
【0069】複数のリムを排除し、ただ1つのタイヤカ
ーカス構造物を設けることによってコストを削減しよう
として、この世界の数多くの部品のうち、デュアルタイ
ヤがきわめて大型の、低アスペクト比のシングルタイヤ
に置き換えられた。例えばヨーロッパでは、スーパーシ
ングルタイヤを大型18輪車のデュアルタイヤ用途と置
き換えることが検討されてきた。この種のタイヤの重大
な欠点は、スーパーシングルタイヤの内側に安全シール
ドまたは安全タイヤが配置され、万一パンクしてフラッ
トタイヤとなった場合に荷重を支えるようにすることが
好ましいことである。本発明のタイヤ14は荷重を支え
るとともに、一方のタイヤの空気が抜けたときにこれら
の荷重も支えることができる。第2に、ベルト組立体1
2の剛構造により、空気が抜けた状態で動いているタイ
ヤ14に生じる構造上の疲労がより少ないと考えられ
る。これは、一方のタイヤの空気が抜けたときにデュア
ルホイール応用品が遭遇する一般的な問題であり、空気
の抜けたタイヤは、連続的に屈曲させられながら、空気
の抜けた状態で作動させられる。本発明では、この荷重
の多くが、完全に膨らんだ状態のタイヤ14によって依
然として支えられているトレッドベルト12によって吸
収されると考えられる。
【0070】示されているように、トレッドベルト12
に囲まれている両タイヤ14は、同じ外径のものであ
る。これにより、この用途におけるこのタイプのタイヤ
組立体の安全性が大幅に改善され、内側の安全タイヤの
必要が無くなる。
【0071】当業者にすぐに明らかとなるのは、本発明
のタイヤ組立体により、一方のタイヤが万一パンクまた
は急激に減圧したとしても、他方のタイヤによって膨張
状態を維持され、また、上記のように抑制されているこ
とによって、トレッドベルト組立体が、運転者が乗物を
操作できるような接地性を維持する、という点で、より
安全なシステムが提供されるということである。
【0072】これらのタイヤは、運転者が高速道路にお
いて自分自身の安全および他者の安全を保証するように
自分の乗物の速度および/または運転状態を調節できる
ように、突然の圧力損失を運転者に知らせる内部圧力を
監視する装置と組み合わせて使うことが好ましいと考え
られる。以上、本発明を土木機械などの大型の応用例に
ついて説明したが、デュアルタイヤ14に取り付けられ
るこの着脱可能なトレッドベルト組立体12は、デュア
ルタイヤが望ましいと考えられる任意の用途に適してい
る。そのようなタイヤとして、限定的ではないが、トラ
クタに使用される農業用タイヤ、トレーラトラックおよ
び18輪車に使用されるトレーラタイヤ、トレーラの車
両などの駆動輪などがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】二重リム組立品に取り付けられた対タイヤに取
り付けられている着脱可能なトレッドベルトの斜視図で
ある。
【図2】本発明の第1の実施形態の断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態の断面図である。
【図4】本発明の第3の実施形態の断面図である。
【図5】環状の輪に形成された着脱可能なトレッドベル
トの斜視図である。
【図6】環状の輪に形成された着脱可能なトレッドベル
トの斜視図である。
【図7】環状の輪に形成された着脱可能なトレッドベル
トの斜視図である。
【図8】平坦な履帯として形成された着脱可能なトレッ
ドベルトの斜視図である。
【図9】図8のトレッドベルトの端部の拡大断面図であ
る。
【図10】図1のタイヤの断面図である。
【図11】ビードアペックスの断面図である。
【図12】図2に示される実施形態によるトレッドベル
トの断面図である。
【図13】、トレッドベルトの、具体例としてのトレッ
ドパターンの部分を示す図である。
【図14】トレッドベルトの、具体例としてのトレッド
パターンの部分を示す図である。
【図15】トレッドベルトの、具体例としてのトレッド
パターンの部分を示す図である。
【符号の説明】
2 リム 10 タイヤ組立品 12 トレッドベルト 14 ビード付きタイヤ 15 トレッド部 16 サイドウォール 18 サイドウォール 20 タイヤの外周面/境界部 22 ビードワイヤ 24 ビードワイヤ 26 インナプライライナ 28 タイヤの内面 30 バリアプライ 32 バリアプライ 34 プライ層 34a 折返し端 34b 折返し端 35 フランジ 36 ゴムのバリヤ層 37 フランジの軸線方向に内側の面 38 アペックス 39 アペックス 40 下側ゴムチェーファ 41 下側ゴムチェーファ 44 上側ゴムチェーファ 45 上側ゴムチェーファ 46 チェーファプライ 48 フリッパ 49 フリッパ 50 ゴム層 52 ゴム層 54 アペックス 55 アペックス 58 アペックス 59 アペックス 60 アペックス 62 アペックス 64 アペックス 66 中央線 67 カーカスプライの最も半径方向内側の面に正接
する線 70 内周面 72 リブ 74 溝 75 側方縁端部 76 リブ 77 側方縁端部 78 溝 80 副路 84 トレッドベルト層 86 トレッドベルト層 88 トレッドベルト層 90 第1の補強層 92 ワイヤ 94 ラグ 100 ベルトを補強する構造物 101 側溝 102 周囲溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 East Market Stre et,Akron,Ohio 44316− 0001,U.S.A. (72)発明者 ウィリアム アール レイマン アメリカ合衆国 44632 オハイオ州 ハ ートヴィル エヌ イー ウィルハースト アヴェニュー 11271

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デュアルリムに取り付けられたときに軸
    線方向に間隔をあけて配置される一対のタイヤを有し、 前記両タイヤを囲み、荷重を受けているときにタイヤの
    接地面においてそれぞれが各トレッドベルトの側方縁端
    面に沿って他のトレッドベルトと接する一対の着脱可能
    なトレッドベルトを備えている、デュアルタイヤ組立体
    において、 前記一対のタイヤは、リムに取り付けられるときに同軸
    状に位置合わせされ、前記両タイヤは膨張させることが
    可能であり、 前記着脱可能なトレッドベルトは円形のエラストマのコ
    ードで補強されたリングである、デュアルタイヤ組立
    体。
  2. 【請求項2】 前記トレッドベルトが内面を有し、前記
    内面が、半径方向内側に突出し、側面に沿って一方のタ
    イヤに接する1つまたは2つ以上の抑え要素を有する、
    請求項1に記載のデュアルタイヤ組立体。
  3. 【請求項3】 デュアルリムに取り付けられるときに軸
    線方向に間隔をあけて配置される一対のタイヤと、 前記両タイヤを取り囲む、前記タイヤから突出する側面
    を有する一対の着脱可能なトレッドベルトと、 前記2つのトレッドベルトの間に配置され、前記軸線方
    向に間隔をあけて配置される前記タイヤ間の前記両トレ
    ッドベルトの側面に接する分離部品としての環状のトレ
    ッドベルトスペーサと、を有するデュアルタイヤ組立体
    において、 前記環状のトレッドベルトスペーサが、外側のトレッド
    と、ベルトを補強する構造物と、前記軸方向に間隔をお
    いて配置された2つのタイヤ間に配置される半径方向内
    側の部分とを有する、デュアルタイヤ組立体。
JP2002204243A 2001-07-13 2002-07-12 重荷重用のデュアルタイヤ組立体 Pending JP2003048406A (ja)

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