JP2007015677A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビード部からビードコアを排除することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 トレッド中央位置ＣＬから一方のビード部３に至り、該一方のビード部３からトレッド中央位置ＣＬに戻り、該トレッド中央位置ＣＬから他方のビード部３に至り、該他方のビード部３からトレッド中央位置ＣＬに戻る経路で、少なくとも１本のコードＣをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣを各ビード部３の内端円Ｃ₁ と同軸の仮想円Ｃ₂ に接する直線に沿うように配置してカーカス構造体４を形成し、該カーカス構造体４の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除する。コードＣは各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置しても良い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一対のビード部間に跨がるカーカス構造体を備えた空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、ビード部からビードコアを排除することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

一般に、バイアスタイヤは補強コードを含む多数のプライを補強コードが交差するように重ね合わせたカーカスを有し、このカーカスにより高い内圧を充填できるようにして負荷能力を増大させている。しかしながら、多くのカーカスプライの巻き上げ端が存在する場合、それら巻き上げ端を分散させなければ、巻き上げ端の近傍でセパレーションやコード破断等の故障を生じ易くなる。そのため、各ビード部に２本のビードコアを配置したダブルビード等の構造が採用されている。ところが、このような構造ではタイヤの生産性が低下し、しかも製品タイヤの質量が増加するという不都合がある。

これに対して、平行に引き揃えられたコードがゴム被覆されたストリップ材を、一対のビードコアに跨がるようにタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回させてカーカスを形成することが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この場合、カーカスの巻き上げ端が存在しなくなるため、巻き上げ端に起因する故障を防止することができるという利点がある。しかしながら、上記構造では依然としてカーカスの張力を支持するためのビードコアが必要である。そのため、質量増加要因であるビードコアを排除するには至っていない。
特開２００２−２０５５０９号公報 特開平１１−２８９０７号公報

本発明の目的は、ビード部からビードコアを排除することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接する直線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除したことを特徴とするものである。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接する直線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除した空気入りタイヤを製造する方法であって、
タイヤ内径に相当する周長を持つ未加硫ゴムの筒状部材に周方向及び幅方向の座標軸を設定し、該筒状部材を前記カーカス構造体の形状へ膨脹させたときの前記座標軸から前記カーカス構造体のコード軌跡の座標点を求め、これら座標点に基づいて前記カーカス構造体のコード軌跡を達成するように前記筒状部材にコードを埋設し、該コードが埋設された筒状部材を用いて未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫することを特徴とするものである。

上記目的を達成するための本発明の他の空気入りタイヤは、トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除したことを特徴とするものである。

上記目的を達成するための本発明の他の空気入りタイヤの製造方法は、トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除した空気入りタイヤを製造する方法であって、
タイヤ内径に相当する周長を持つ未加硫ゴムの筒状部材に周方向及び幅方向の座標軸を設定し、該筒状部材を前記カーカス構造体の形状へ膨脹させたときの前記座標軸から前記カーカス構造体のコード軌跡の座標点を求め、これら座標点に基づいて前記カーカス構造体のコード軌跡を達成するように前記筒状部材にコードを埋設し、該コードが埋設された筒状部材を用いて未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫することを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤでは、トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分ではコードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接する直線に沿うように配置してカーカス構造体を形成する。或いは、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では、コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置してカーカス構造体を形成する。そのため、カーカス構造体を構成するコード自体がタイヤ内圧によって生じる張力を支持するので、従来からコード張力を支持するために使用されているリング状のビードコアを必要とせず、ビード部からビードコアを排除することができる。

ここで、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分ではカーカス構造体のコードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接する直線に沿うように配置すると共に、組み付け対象となるリムの径よりも前記仮想円の径を小さく設定した場合、タイヤをリムに嵌合させたときに、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分で直線状に延在するカーカス構造体のコードがタイヤ径方向外側に屈曲した状態になる。そして、内圧によりコードに張力が生じると、そのコード張力がリムに対する締め付け力として作用する。これにより、空気入りタイヤのリムに対する嵌合力を高めることができる。

一方、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分ではカーカス構造体のコードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置すると共に、組み付け対象となるリムの径よりも前記仮想円の径を大きく設定した場合、タイヤのリム組み作業が容易になる。そして、内圧によりコードに張力が生じると、そのコード張力がリムに対する締め付け力として作用する。これにより、空気入りタイヤの内径をリムの径よりも大きく設定した場合であっても、内圧充填状態でのコード張力により各ビード部が縮径し、リムに対する嵌合力を十分に確保することができる。

例えば、産業車両用タイヤは一般に高内圧で使用されるため、ビードコアの強度を上げたり、カーカス層を多層化することに起因してビード部の剛性が高くなり、リム組み時にビード部がリムフランジを乗り越えることができない。そのため、産業車両用タイヤには平底リムが使用されている。そして、平底リムの場合、空気入りタイヤのビードベースとホイールのリムとの間の気密性が十分に確保できないことから、チューブレス化が妨げられているのが現状である。

これに対して、上述の如く内圧充填状態でのコード張力によりビード部の縮径を可能にした構成では、空気入りタイヤの内径をリムの径よりも大きく設定した場合であっても、リムに対する嵌合力を十分に確保することができるので、平底リムに組み付けられる産業車両用タイヤをチューブレス化することが可能になる。

空気入りタイヤを平底リムを備えたホイールに装着する場合、平底リムのビード座と隣接する部位に、リム周方向に沿って延在しながらリム外周面から突出する少なくとも１本の突起を設けることが好ましい。或いは、平底リムのビード座と隣接する部位に、リム周方向に沿って延在しながらリム外周面から突出する少なくとも１本の環状弾性体を埋設することが好ましい。これにより、内圧充填時の初期のエア漏れを防止し、空気入りタイヤの嵌合を容易に行うことができる。ここで言う平底リムとは、ＪＡＴＭＡで規定される広幅平底リム（記号ＩＲ及びＩＲＡ）を意味する。

また、空気入りタイヤの内径は平底リムの外径よりも大きくし、その径差を１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。これにより、タイヤのリム組み作業性とリムに対する嵌合力とを両立することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいては、カーカス構造体を複数重ね合わせるようにしても良い。この場合、従来のバイアスタイヤの多層プライに相当する構造を実現することができる。また、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分ではコードが交差し、コードの動きを規制し合うようになる。これにより、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側の部分ではラジアルタイヤのようにコードをタイヤ径方向に配向させた構造を実現することができる。

一方、本発明の空気入りタイヤの製造方法では、タイヤ内径に相当する周長を持つ未加硫ゴムの筒状部材に周方向及び幅方向の座標軸を設定し、該筒状部材をカーカス構造体の形状へ膨脹させたときの座標軸からカーカス構造体のコード軌跡の座標点を求め、これら座標点に基づいてカーカス構造体のコード軌跡を達成するように筒状部材にコードを埋設し、該コードが埋設された筒状部材を用いて未加硫タイヤを成形することにより、所望のカーカス構造体を備えた空気入りタイヤを製造することができる。

本発明によれば、ビードコアを不要にすることにより、空気入りタイヤを従来よりも大幅に軽量化することが可能になる。また、カーカス構造体ではビードコアの廻りに巻き上げられるプライが存在しないので、スチールコード等の剛性が高いコードを使用することができる。更に、上記カーカス構造体は巻き上げ端を有していないので、コードとゴムとのセパレーションやコードの破断が生じ難く、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。

本発明は、乗用車用や重荷重用を含む各種の空気入りタイヤに適用することが可能であるが、例えば、応急用タイヤにおいては大幅な軽量化を実現し、産業車両用タイヤにおいては軽量化と耐久性の向上とを両立することが可能になる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、ＣＬはトレッド中央位置（タイヤ赤道面）である。一方のビード部３と図示しない他方のビード部３との間には、多層に積層されたカーカス構造体４が埋設されている。これらカーカス構造体４はコードＣを一対のビード部３，３間で往復するように連続的に巻き回して形成されたものであり、各ビード部３にはカーカス構造体４のコード張力を支持するためのビードコアが設置されていない。トレッド部１におけるカーカス構造体４の外周側にはブレーカー層５が配置されている。

カーカス構造体４において、１本又は複数本のコードＣは、トレッド中央位置ＣＬから一方のビード部３に至り、該一方のビード部３からトレッド中央位置ＣＬに戻り、該トレッド中央位置ＣＬから他方のビード部３に至り、該他方のビード部３からトレッド中央位置ＣＬに戻る経路で、タイヤ周方向に位相を規則的にずらしながら巻き回され、かつタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣが各ビード部３の内端円Ｃ₁ （半径：Ｒ₁ ）と同軸の仮想円Ｃ₂ （半径：Ｒ₂ ）に接する直線に沿うように配置されている。ここで、仮想円Ｃ₂ の半径Ｒ₂ は内端円Ｃ₁ の半径Ｒ₁ よりも大きく、両者の半径差がカーカス構造体４を構成するコードＣとビードベースとの間に介在するゴム層の厚さとなる。

図２は上記空気入りタイヤに埋設されたカーカス構造体の単体をタイヤ側方から見た状態を示す側面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。カーカス構造体４はトロイダル形状を有するものであるが、コードＣはカーカス構造体４の内面側と外面側を交互に通過し、その打ち込み密度がタイヤ周方向に略均一になるように配置されている。コードＣは、トレッド中央位置ＣＬでタイヤ周方向に対して所定の角度で配置され、カーカス構造体４の外面側を通ってトレッド中央位置ＣＬからタイヤ最大幅位置Ｗまでタイヤ周方向に対する角度を徐々に増加させている。コードＣは、タイヤ最大幅位置Ｗから一方のビード部３まで該ビード部３の内端円Ｃ₁ と同軸の仮想円Ｃ₂ に接する直線に沿って延長し、その延長線上でカーカス構造体４の内面側に回り込み、更にタイヤ最大幅位置Ｗまで仮想円Ｃ₂ に接する直線に沿って延長している。コードＣは、カーカス構造体４の内面側においても外面側と対称の軌跡を通ってタイヤ最大幅位置Ｗからトレッド中央位置ＣＬに戻る。そして、コードＣはトレッド中央位置ＣＬと他方のビード部３との間でも上記と同様の角度変化を生じるように配置されている。

ここで、図２において始点をＳとし、コードＣを丸付き数字の順序に従う経路で配置した場合について簡単に説明する。図２に示すように、コードＣは始点Ｓからカーカス構造体４の外面手前（実線）を通過し、次いで、外面奥側（一点鎖線）、内面奥側（破線）、内面手前（破線）、外面手前（実線）、外面奥側（一点鎖線）、内面奥側（破線）、内面手前（破線）、外面手前（実線）、外面奥側（一点鎖線）、内面奥側（破線）、内面手前（破線）を順次通過する。このような軌跡において、コードＣはタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分では仮想円Ｃ₂ に接する直線に沿って延長している。

上述した空気入りタイヤでは、少なくとも１本のコードＣを所定の経路でタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣを各ビード部３の内端円Ｃ₁ と同軸の仮想円Ｃ₂ に接する直線に沿うように配置することでカーカス構造体４を形成しているので、空気入りタイヤに充填された内圧によりカーカス構造体４のコードＣに作用する張力は、各ビード部３においてもコードＣの延長方向に働くので、従来から使用されているリング状のビードコアを排除しても、ビード部３の半径方向の変形が生じ難い。即ち、カーカス構造体４の張力支持能力に基づいて各ビード部３からビードコアを排除することができる。その結果、空気入りタイヤを従来よりも大幅に軽量化することが可能になる。また、従来のようにカレンダー材によりカーカスを構成する場合とは異なって、カーカス構造体４が巻き上げ端を有していないので、空気入りタイヤの耐久性を向上することも可能である。

上記空気入りタイヤにおいて、ＪＡＴＭＡ規格等の規格によって定められた組み付け対象となるリムの径よりも仮想円Ｃ₂ の径を小さく設定しても良い。この場合、図４に示すように、タイヤをリムに嵌合させたときにカーカス構造体４のコードＣがタイヤ径方向外側に屈曲した状態になる。そして、タイヤに充填された内圧によりコードＣに張力Ｆ₁ が生じると、その張力Ｆ₁ がリムに対する締め付け力Ｆ₂ として作用する。これにより、空気入りタイヤのリムに対する嵌合力を高めることができる。

また、カーカス構造体４を複数重ね合わせた場合、従来のバイアスタイヤの多層プライに相当する構造を実現することができる。また、タイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣが交差し、コードＣの動きを規制し合うようになる。これにより、タイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向外側の部分ではラジアルタイヤのようにコードＣをタイヤ径方向に配向させた構造を実現することができる。この場合、タイヤ最大幅位置Ｗの近傍でコードＣが屈曲することになるので、その屈曲点でコードＣを縫い合わせ等の手段により固定することが好ましい。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス構造体４のコードＣは、タイヤ周方向に対する角度がトレッド中央位置ＣＬからタイヤ最大幅位置Ｗに向かって徐々に大きくなり、タイヤ最大幅位置Ｗでの角度を維持したまま仮想円Ｃ₂ に接する直線に沿うように配置されることが理想的である。しかしながら、この場合、タイヤ外径、カーカス構造体のトレッド中央位置でのコード角度、タイヤ最大幅位置の半径、タイヤ内径が相対的に制約されることになる。そこで、上記空気入りタイヤでは、カーカス構造体のトレッド中央位置でのコード角度及びタイヤ最大幅位置の半径の少なくとも一方を本来設定される値から微調整することが好ましい。

例えば、図５に示すように、カーカス構造体のトレッド中央位置でのコード角度を大きく設定した場合、それに伴ってタイヤ最大幅位置Ｗでのコード角度αが大きくなり、タイヤ内径が小さくなるので、偏平比（タイヤ断面幅に対するタイヤ断面高さの比）が大きいタイヤを設計することができる。一方、図６に示すように、カーカス構造体のトレッド中央位置でのコード角度を小さく設定した場合、それに伴ってタイヤ最大幅位置Ｗでのコード角度αが小さくなり、タイヤ内径が大きくなるので、偏平率が小さいタイヤを設計することができる。

次に、上述した空気入りタイヤの製造方法について説明する。図７はカーカス構造体の成形装置を示すものである。図７において、回転軸が平行になるように配設された３本の駆動ローラ１１には、タイヤ内径に相当する周長を持つ未加硫ゴムの筒状部材４ａが掛け回されている。これら駆動ローラ１１は不図示の駆動手段を備えており、その駆動回転により筒状部材４ａを移動させるようになっている。筒状部材４ａの軌道の周囲にはガイドレール１２が配設され、このガイドレール１２上に移動体１３が移動自在に搭載されている。移動体１３は、ガイドレール１２上を走行する複数の車輪１４と、コードＣを保持するリール１５と、該リール１５から巻き解かれたコードＣを筒状部材４ａに押し付ける押圧ローラ１６とを備えている。駆動ローラ１１の回転量及び移動体１３の移動量は不図示の制御手段により制御され、その制御に基づいて筒状部材４ａの内面側及び外面側の任意の位置にコードＣが埋め込まれるようになっている。

図７に示す成形装置を用いてカーカス構造体を成形する場合、筒状部材４ａに周方向及び幅方向の座標軸を設定し、該筒状部材４ａをカーカス構造体４の形状へ膨脹させたときの座標軸からカーカス構造体４のコード軌跡の座標点を求め、これら座標点に基づいてカーカス構造体４のコード軌跡を達成するように筒状部材４ａにコードＣを埋設すれば良い。つまり、座標軸は筒状部材４ａの各部位での径の膨張に応じて変形するので、その変形を考慮して筒状部材４ａの状態でのコード軌跡の座標点を求めるようにする。

図８は拡縮自在のドラムを用いて拡張された状態のカーカス構造体を示すものである。即ち、図７の成形装置を用いて成形されたコードＣ及び筒状部材４ａからなるカーカス構造体４は、その軸方向長さが筒状部材４ａの軸方向長さよりも短い拡縮自在のドラムを用いて、タイヤ最大幅位置Ｗの径まで拡張される。このとき、タイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣが最短距離で延長する直線状になる。このような拡張工程は、カーカス構造体４の単体について行っても良く、或いは、カーカス構造体４を未加硫ゴムに組み込んだ状態で行っても良い。上記カーカス構造体４が組み込まれた未加硫タイヤを成形した後、その未加硫タイヤをモールド内で加硫することにより、上述の空気入りタイヤを得ることができる。

図９はカーカス構造体を構成するコードの各工程における軌跡を表すものである。図９において、Ｐは筒状部材上でのコードライン、Ｑはドラムで筒状部材をタイヤ最大幅位置まで拡張したときのコードライン、Ｒはモールド内でのコードラインである。また、Ｘ₁ ，Ｘ₂ ，Ｘ₃ は各工程でのコードラインのタイヤ周方向の寸法、Ｙ₁ ，Ｙ₂ ，Ｙ₃ は各工程でのコードラインのタイヤ幅方向の寸法である。図９に示すように、コードラインのタイヤ周方向の寸法Ｘ₁ 〜Ｘ₃ が変化すると、コード角度が変化し、コードラインのタイヤ幅方向の寸法Ｙ₁ 〜Ｙ₃ も変化する。

図１０は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１０において、２１はトレッド部、２２はサイドウォール部、２３はビード部、ＣＬはトレッド中央位置（タイヤ赤道面）である。一方のビード部２３と図示しない他方のビード部２３との間には、多層に積層されたカーカス構造体２４が埋設されている。これらカーカス構造体２４はコードＣを一対のビード部２３，２３間で往復するように連続的に巻き回して形成されたものであり、各ビード部２３にはカーカス構造体２４のコード張力を支持するためのビードコアが設置されていない。トレッド部２１におけるカーカス構造体２４の外周側にはブレーカー層２５が配置されている。

カーカス構造体２４において、１本又は複数本のコードＣは、トレッド中央位置ＣＬから一方のビード部２３に至り、該一方のビード部２３からトレッド中央位置ＣＬに戻り、該トレッド中央位置ＣＬから他方のビード部２３に至り、該他方のビード部２３からトレッド中央位置ＣＬに戻る経路で、タイヤ周方向に位相を規則的にずらしながら巻き回され、かつタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣが各ビード部２３の内端円Ｃ₂₁（半径：Ｒ₂₁）と同軸の仮想円Ｃ₂₂（半径：Ｒ₂₂）に接しつつ仮想円Ｃ₂₂への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置されている。ここで、仮想円Ｃ₂₂の半径Ｒ₂₂は内端円Ｃ₂₁の半径Ｒ₂₁よりも大きく、両者の半径差がカーカス構造体２４を構成するコードＣとビードベースとの間に介在するゴム層の厚さとなる。

図１１は上記空気入りタイヤに埋設されたカーカス構造体の単体をタイヤ側方から見た状態を示す側面図であり、図１２は図１１のＹ−Ｙ矢視断面図である。カーカス構造体２４はトロイダル形状を有するものであるが、コードＣはカーカス構造体２４の内面側と外面側を交互に通過し、その打ち込み密度がタイヤ周方向に略均一になるように配置されている。コードＣは、トレッド中央位置ＣＬでタイヤ周方向に対して所定の角度で配置され、カーカス構造体２４の外面側を通ってトレッド中央位置ＣＬからタイヤ最大幅位置Ｗまでタイヤ周方向に対する角度を徐々に増加させている。コードＣは、タイヤ最大幅位置Ｗから一方のビード部２３まで該ビード部２３の内端円Ｃ₂₁と同軸の仮想円Ｃ₂₂に接する直線に沿って延長し、仮想円Ｃ₂₂との接点で屈曲してカーカス構造体２４の内面側に回り込み、更にタイヤ最大幅位置Ｗまで仮想円Ｃ₂₂に接する直線に沿って延長している。コードＣは、カーカス構造体２４の内面側においても外面側と対称の軌跡を通ってタイヤ最大幅位置Ｗからトレッド中央位置ＣＬに戻る。そして、コードＣはトレッド中央位置ＣＬと他方のビード部２３との間でも上記と同様の角度変化を生じるように配置されている。

ここで、図１１において始点をＳとし、コードＣを丸付き数字の順序に従う経路で配置した場合について簡単に説明する。図１１に示すように、コードＣは始点Ｓからカーカス構造体２４の外面手前（実線）を通過し、次いで、外面奥側（破線）、内面奥側（二点鎖線）、内面手前（一点鎖線）、外面手前（実線）、外面奥側（破線）、内面奥側（二点鎖線）、内面手前（一点鎖線）、外面手前（実線）を順次通過する。このような軌跡において、コードＣはタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分では仮想円Ｃ₂₂に接しつつ該仮想円Ｃ₂₂への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿って延長している。

上述した空気入りタイヤでは、少なくとも１本のコードＣを所定の経路でタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側の部分ではコードＣを各ビード部２３の内端円Ｃ₂₁と同軸の仮想円Ｃ₂₂に接しつつ該仮想円Ｃ₂₂への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置することでカーカス構造体２４を形成しているので、空気入りタイヤに充填された内圧によりカーカス構造体２４のコードＣに作用する張力は、各ビード部２３においてもコードＣの延長方向に働くので、従来から使用されているリング状のビードコアを排除しても、ビード部２３の半径方向の変形が生じ難い。即ち、カーカス構造体２４の張力支持能力に基づいて各ビード部２３からビードコアを排除することができる。その結果、空気入りタイヤを従来よりも大幅に軽量化することが可能になる。また、従来のようにカレンダー材によりカーカスを構成する場合とは異なって、カーカス構造体２４が巻き上げ端を有していないので、空気入りタイヤの耐久性を向上することも可能である。しかも、この空気入りタイヤは前述の実施形態と同様の製造方法により得ることが可能である。

上記空気入りタイヤにおいて、ＪＡＴＭＡ規格等の規格によって定められた組み付け対象となるリムの径よりも仮想円Ｃ₂₂の径を大きく設定しても良い。この場合、図１３に示すように、リム組みされたタイヤに内圧を充填していない状態ではカーカス構造体２４のコードＣがタイヤ径方向外側に屈曲した状態になっている。そして、タイヤに内圧を充填すると、その内圧によりコードＣに張力Ｆ₂₁が生じ、その張力Ｆ₂₁がリムに対する締め付け力Ｆ₂₂として作用する。これにより、空気入りタイヤの内径をリムの径よりも大きく設定した場合であっても、リムに対する嵌合力を十分に確保することができる。

図１４は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤホイール組立体を示すものである。図１４において、図１０〜図１３に示す構造を有する空気入りタイヤＴは、平底リム３１を有するホイールＷｈに組み付けられている。内圧を充填していない状態において、空気入りタイヤＴの内径は平底リム３１の外径よりも若干大きく設定され、仮想円Ｃ₂₂の径も平底リム３１の外径よりも若干大きく設定されている。平底リム３１は、その外径が略一定の円筒形状をなし、一方のフランジ３１ａが一体的に形成され、他方のフランジ３１ｂが着脱自在になっている。この平底リム３１にはバルブ３２が取り付けられている。平底リム３１のビード座と隣接する部位には、リム周方向に沿って延在しながらリム外周面から突出する少なくとも１本の突起３３が形成されている。

図１５（ａ）〜（ｃ）は図１４のタイヤホイール組立体の組立方法を示すものである。先ず、図１５（ａ）に示すように、平底リム３１からフランジ３１ｂを外した状態で、平底リム３１の外周側に空気入りタイヤＴを嵌め込む。このとき、空気入りタイヤＴの内径は平底リム３１の外径よりも若干大きく設定されているので、その嵌め込み作業が容易である。また、平底リム３１への嵌め込みが完了した状態において、空気入りタイヤＴの一方のビード部２３は突起３３と接触し、その位置で係止される。

次に、図１５（ｂ）に示すように、平底リム３１にフランジ３１ｂを取り付ける。その後、図１５（ｃ）に示すように、空気入りタイヤＴの一方のビード部２３が突起３３と当接することで初期のエア漏れが防止された状態においてバルブ３２を介して空気入りタイヤＴに注入すると、空気入りタイヤＴが押し広げられてビード座に着座すると共に、カーカス構造体２４のコードに張力が生じ、そのコード張力が平底リム３１に対する締め付け力として作用する。つまり、内圧充填状態でのコード張力により空気入りタイヤＴのビード部２３が縮径し、平底リム３１に対する嵌合力を十分に確保するようになる。

図１６は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤホイール組立体を示すものである。図１６において、平底リム３１のビード座と隣接する部位には、リム周方向に沿って延在しながらリム外周面から突出する少なくとも１本の環状弾性体３４が埋設されている。環状弾性体３４は、ゴムや合成樹脂等から成形されたものである。このような環状弾性体３４は、上述の突起３３と同様に内圧充填時の初期のエア漏れを防止するものであるが、それ自体が弾性変形可能であるためエア漏れをより効果的に防止することができる。

上述の如く内圧充填状態でのコード張力によりビード部の縮径を可能にした空気入りタイヤについて、その空気入りタイヤの内径は平底リムの外径よりも大きくし、その径差を１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定すると良い。これにより、タイヤのリム組み作業性とリムに対する嵌合力とを両立することができる。

ここで、タイヤサイズ８．２５−１５ １６ＰＲの産業車両用タイヤと平底リムとの組み合わせにおいて、空気入りタイヤの内径と平底リムの外径との差を種々異ならせ、リム組み作業性、嵌合性、内圧保持性を評価した結果を表１に示す。リム組み作業性とは、タイヤをリムに組み付ける際の容易性を意味する。嵌合性とは、リム組みされたタイヤに内圧を充填することでタイヤをリムに嵌合させる際の容易性を意味する。内圧保持性とは、内圧が充填されたタイヤがその内圧を長期間にわたって保持する能力を意味する。表１において、各評価項目は、良好である場合を「○」で示し、許容レベルを満たす場合を「△」で示し、許容レベルを満たさない場合を「×」で示した。

この表１より、空気入りタイヤの内径と平底リムの外径との差を１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にした場合に特に良好な結果が得られていることが判る。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤに埋設されたカーカス構造体の単体をタイヤ側方から見た状態を示す側面図である。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 組み付け対象となるリムの径よりも仮想円の径を小さく設定した場合のコードの状態を示す説明図である。 カーカス構造体のトレッド中央位置でのコード角度を大きく設定した場合のコードの状態を示す説明図である。 カーカス構造体のトレッド中央位置でのコード角度を小さく設定した場合のコードの状態を示す説明図である。 カーカス構造体の成形装置を示す斜視図である。 拡縮自在のドラムを用いて拡張された状態のカーカス構造体を示す斜視図である。 カーカス構造体を構成するコードの各工程における軌跡を表す平面図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１０の空気入りタイヤに埋設されたカーカス構造体の単体をタイヤ側方から見た状態を示す側面図である。 図１１のＹ−Ｙ矢視断面図である。 組み付け対象となるリムの径よりも仮想円の径を大きく設定した場合のコードの状態を示す説明図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。 図１４のタイヤホイール組立体の組立方法を示し、（ａ）〜（ｃ）は各工程の子午線断面図である。 本発明の更に他の実施形態からなるタイヤホイール組立体を示す子午線断面図である。

符号の説明

１，２１ トレッド部
２，２２ サイドウォール部
３，２３ ビード部
４，２４ カーカス構造体
４ａ 筒状部材
５，２５ ブレーカー層
Ｃ コード
Ｃ₁ ，Ｃ₂₁ビード部の内端円
Ｃ₂ ，Ｃ₂₂ 仮想円
ＣＬ トレッド中央位置
Ｗ タイヤ最大幅位置

Claims (12)

1. トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接する直線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 組み付け対象となるリムの径よりも前記仮想円の径を小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカス構造体を複数重ね合わせたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接する直線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除した空気入りタイヤを製造する方法であって、
   タイヤ内径に相当する周長を持つ未加硫ゴムの筒状部材に周方向及び幅方向の座標軸を設定し、該筒状部材を前記カーカス構造体の形状へ膨脹させたときの前記座標軸から前記カーカス構造体のコード軌跡の座標点を求め、これら座標点に基づいて前記カーカス構造体のコード軌跡を達成するように前記筒状部材にコードを埋設し、該コードが埋設された筒状部材を用いて未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
5. トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除したことを特徴とする空気入りタイヤ。
6. 組み付け対象となるリムの径よりも前記仮想円の径を大きく設定したことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記カーカス構造体を複数重ね合わせたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. トレッド中央位置から一方のビード部に至り、該一方のビード部からトレッド中央位置に戻り、該トレッド中央位置から他方のビード部に至り、該他方のビード部からトレッド中央位置に戻る経路で、少なくとも１本のコードをタイヤ周方向に位相をずらしながら巻き回し、かつタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側の部分では前記コードを各ビード部の内端円と同軸の仮想円に接しつつ該仮想円への接点を頂点としてタイヤ径方向外側へ凸となる屈曲線に沿うように配置してカーカス構造体を形成し、該カーカス構造体の張力支持能力に基づいて各ビード部からビードコアを排除した空気入りタイヤを製造する方法であって、
   タイヤ内径に相当する周長を持つ未加硫ゴムの筒状部材に周方向及び幅方向の座標軸を設定し、該筒状部材を前記カーカス構造体の形状へ膨脹させたときの前記座標軸から前記カーカス構造体のコード軌跡の座標点を求め、これら座標点に基づいて前記カーカス構造体のコード軌跡を達成するように前記筒状部材にコードを埋設し、該コードが埋設された筒状部材を用いて未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
9. 請求項６又は請求項７に記載の空気入りタイヤを平底リムを備えたホイールに装着したことを特徴とするタイヤホイール組立体。
10. 前記平底リムのビード座と隣接する部位に、リム周方向に沿って延在しながらリム外周面から突出する少なくとも１本の突起を設けたことを特徴とする請求項９に記載のタイヤホイール組立体。
11. 前記平底リムのビード座と隣接する部位に、リム周方向に沿って延在しながらリム外周面から突出する少なくとも１本の環状弾性体を埋設したことを特徴とする請求項９に記載のタイヤホイール組立体。
12. 前記空気入りタイヤの内径を前記平底リムの外径よりも大きくし、その径差を１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定した請求項９〜１１のいずれかに記載のタイヤホイール組立体。

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