JP2008525260A - タイヤビードの容易な取付け及びビードの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、外方に傾斜したリム受座（１１）を有する取付けリムに取り付けられるように設計されたタイヤに関する。このタイヤは、取付けリムに接触するよう設計されたビードを有し、各ビード（１）は、カーカス補強要素に対してアンカーとしての役目を果たす周方向補強要素を有し、周方向補強要素（４）は、回転中心を有し、周方向補強要素（４）は、ビードがリムに取り付けられているときに回転中心回りに回転することができる。ビードは、外部プロフィールを有し、この外部プロフィールは、子午線断面で見て、ビードの受座（８１）を形成する部分、側壁（８３）、及び受座と側壁を連結する連結プロフィール（８２）を有し、少なくとも１つのビードは、ビード補強要素（４）の回転中心（４１）からビードの側方プロフィール（８２）の点までの最大距離Ｌ１及びビード周方向補強要素の回転中心（４１）からビードの側方プロフィール（８３）の点までの最小距離Ｌ０が、次の関係式、即ち、Ｋ＜１％（ここで、Ｋ＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ１）を満たすようなものである。本発明は又、タイヤビードプロフィールの作製方法に関する。

Description

本発明は、リムに取り付けられるよう設計されたラジアルタイヤに関し、リムの少なくとも１つの受座は、外方に傾斜し、その軸方向外方への延長部として、低い突出部又はこぶ状突起が設けられている。本発明は、特に、かかるタイヤのビードに関する。

少なくとも１つの受座が外方に傾斜したリムに取り付けられるよう設計されたタイヤは、例えば国際公開第９５／２３０７３号パンフレットに記載されている。

かかるタイヤ組立体のビードの構造は、国際公開第９５／２３０７３号パンフレットに記載されており、かかるビード構造は、具体的には、タイヤの軸方向内側よりに位置するよう設計されたヒールを形成する部分と、タイヤをその取り付けリムに取り付けたときに軸方向外側に位置するよう設計されたビードトウとを有する。各ビードの外部プロフィールは、一連の部分、即ち、リム受座に接触するよう設計されたビード受座及び軸方向外部に設けられていて、リムの受座の連続部として軸方向外部に位置するリム受座に接触するよう設計されたビード側部を有する。

このタイヤは、カーカス補強材を更に有し、このカーカス補強材の端部は、各ビード内で繋留装置に繋留されており、この繋留装置は、少なくとも１つの周方向ビード補強要素（例えば、ビードワイヤ又は周方向に巻かれたコード若しくはケーブルの集まり）及び幾分三角形の形をした硬度の高いゴム配合物のウェッジで形成されている。子午線断面（即ち、タイヤの回転軸線を含む平面の断面）で見て、このウェッジは、半径方向側部外側フェース及び半径方向内側フェース及び最後にこれら２つのフェースを連結すると共に軸方向外部に位置するフェースによって境界付けられ、したがって、この側部フェースと反対側に位置するウェッジの頂点は、周方向ビード補強要素の半径方向内側よりに位置している。カーカス補強材は、その端部の各々が周方向ビード補強要素の回りに少なくとも部分的に二重に折り返されることにより繋留装置に繋留されていて、硬度の高いゴム配合物のウェッジ内又はその周りに延びている。

さらに、タイヤのインフレーション圧力が部分的に又は完全に無くなった場合に支持体となるよう設計された内部支持体も又、このタイヤに取り付けられている。

米国特許第５，８３６，３６６号明細書は、タイヤ、取り付けリム、及び支持リングにより形成されたかかるタイヤ組立体を記載している。この特許文献は、特に、タイヤ及び内部支持体を取り付けリムに取り付ける方法を記載している。この方法は、この米国特許の図２Ａ〜図２Ｄを用いて具体的に説明されている。この方法によれば、ビードを、取り付けリムへの取り付けのために、まず最初に、リムの外部に向かって軸方向に動かし、次にこれらのそれぞれの受座上に位置決めすることが必要である。

国際公開第９５／２３０７３号パンフレット 米国特許第５，８３６，３６６号明細書

後者の取り付け作業では、ビードをもう一度部分的に（即ち、１８０゜以上に対応する広い角度の扇形にわたり）その受座に係合させ、ついには、従来の取り付けツールを用いて取り付けが完全に終了するようにする。後者の作業中、ビードをリムの突出部（こぶ状突起）上を通過させる際に問題が生じ、かかる問題の結果として、ビードに加わる力が増大し、しかも、ビードを損傷させる恐れが生じ、又はリム上へのビードの配置具合が不良になる恐れが生じ、結果的に、これら全てが生じる潜在的可能性がある。

本発明の目的は、リムに取り付けられるタイヤのビードの幾何学的形状であって、少なくとも１つの受座が外方に傾斜していて、タイヤをその取り付けリムに取り付けるのを容易にすると同時にタイヤがその取り付けリム上に正確に取り付けられるようにするビード幾何学的形状を提案することにある。本発明の別の目的は、タイヤを少なくとも１つの受座が外方に傾斜したリムに取り付けるためのビードを作製する方法を提案する。

本発明のタイヤは、外方に傾斜したリム受座、即ち、回転軸線を含む平面について断面で見て、真っ直ぐな母線が回転軸線に対して傾斜した切頭円錐形の形をしたリム受座を有する取付けリムに取り付けられるように設計されたタイヤであって、各母線の軸方向最も外側の点は、同一の母線の軸方向最も内側の点が位置する円の直径よりも小さな直径の円上に位置し、各受座の軸方向外方の延長部として突出部（又はこぶ状突起）が設けられている。こぶ状突起は、子午線断面（即ち、回転軸線を含む平面）で見て、半径Ｒの円の連結弧によって受座の母線に連結されている。

本発明によれば、タイヤは、取り付けリムに接触するよう設計されたビードを有し、各ビードは、タイヤのカーカス補強材を繋留するよう設計された周方向補強材を有し、ビードの外部プロフィールは、子午線断面で見て、ビード受座形成部を有し、このビード受座形成部は、リム受座に接触するよう設計されており、このビード受座は、軸方向且つ半径方向外方の延長部として、取り付けリムのこぶ状突起に接触するよう設計された側壁を有し、ビード受座は、連結プロフィールにより側壁に連結されている。このタイヤは、少なくとも１つのビードが、周方向ビード補強材の回転中心からビード連結プロフィール上の点までの最大距離Ｌ１及び周方向ビード補強材の回転中心から横方向ビードプロフィールまでの最小距離Ｌ０が、次の関係式、即ち、
Ｋ＜１％ ここで、Ｋ＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ１
を満たすようなものであることを特徴とする。

周方向ビード補強材の回転中心は、リムへの最後のビードの取り付けの最終作業において、子午面（即ち、回転軸線を含む平面）で見て、周方向ビード補強材の断面の回転中心を意味するものと理解されたい。実際、この最後の取り付け段階では、この回転中心は、周方向ビード補強材が広い角度の扇形にわたり（即ち、長い周長にわたり）実際に定位置にいったん位置すると、リムに対して多少固定される。回転中心までの距離を測定するのは、この形態である。

本発明のビードでは、こぶ状突起を通過する際に関与する力、特に周方向ビード補強材とビード連結プロフィールとの間に存在する材料中の圧縮応力及び剪断応力を著しく減少させることが可能である。

好ましくは、比Ｋは、連結プロフィールに相当するビードの部分中の圧縮応力がリムに接触していて、１％の圧縮変形に相当するビードの材料中の圧縮応力よりも極めて低いものであるように選択される。

有利には、この比Ｋは、０．６％よりも小さい。

本発明のビードは、通常、ビード受座とビードの側壁を連結する連結プロフィールを有する必要があり、この連結プロフィールは、タイヤをその取り付けリムにいったん取り付けてその公称圧力までインフレートさせると、ビード受座連結弧状部には当たらない。本発明は、タイヤのビードのうちの一方又は好ましくは両方のビードについて実施できる。

本発明の別の要旨は、タイヤをその取り付けリムに取り付ける際に生じる問題を軽減することができる取り付けリムに取り付けられるようになったタイヤビードのプロフィールの作製方法であって、取り付けリムは、外方に傾斜したリム受座を有し、即ち、リム受座は、母線が回転軸線に対して傾斜した切頭円錐形の形をしており、各母線の軸方向最も外側の点は、同一の母線の軸方向最も内側の点が位置する円の直径よりも小さな直径の円上に位置し、各受座の軸方向外方の延長部として突出部（又はこぶ状突起）が設けられ、こぶ状突起は、切頭円錐形の壁を有し、切頭円錐形の壁の母線は、受座が延びる受座の母線に多かれ少なかれ垂直であるような仕方で傾斜し、こぶ状部突起の壁母線は、子午線断面（即ち、回転軸線を含む平面）で見て、半径Ｒの円の連結弧により受座の母線に連結されている。

さらに、このタイヤは、取り付けリムに接触するよう設計されたビードを有し、各ビードは、タイヤのカーカス補強材を繋留するよう設計された周方向補強材を有し、ビードの外部プロフィールは、子午線断面で見て、ビード受座形成部を有し、ビード受座形成部は、リム受座に接触するよう設計されており、ビード受座の軸方向且つ半径方向外方への延長部として、取り付けリムのこぶ状突起の壁に接触するよう設計された側壁が設けられ、連結プロフィールが、ビード受座をビードの側壁に連結している。

本発明の作製方法は、
−特に受座のプロフィール、こぶ状突起のプロフィール、及び受座とこぶ状突起との間の連結プロフィールのプロフィールを含むリムのプロフィールを回転軸線を含む平面内で走査し、
−周方向ビード補強材をタイヤをそのリムにいったん取り付けたときに周方向ビード補強材の取る位置に配置し、
−外部ビードプロフィールをリムプロフィールから作製し、即ち、リム受座のプロフィールを少なくとも部分的に再現し、リムこぶ状突起のプロフィールを少なくとも部分的に再現し、ビードプロフィールの連結プロフィールは、連結プロフィールがリムプロフィールの外部に半径方向に位置するような仕方で作製されることを特徴とする。

連結プロフィールは、所与の幾何学的プロフィールの半径方向外部が、ここでは、連結プロフィールの点の全て又は事実上全てが幾何学的プロフィール上の対応の点の距離よりもタイヤの回転軸線からより大きな距離を置いたところに位置し、対応の点は、回転軸線に垂直であり、連結プロフィールの１点を通る直線の交点として得られるということを意味するものとして理解されたい。上述の例外は、少なくとも、連結プロフィールの端点に当てはまる。

この構成は、タイヤがその取り付けリム上の定位置にいったん位置すると、ビードの構成材料の圧縮変形の観点で、即ち、リムへのタイヤの取り付けの結果としてビードの構成材料の圧縮変形を付加することによりビード受座のプロフィール及び側壁のプロフィールを改変することにより改良される。圧縮変形を追加することは、この場合、ビード受座プロフィールが上述の圧縮変形に対応した量だけリムの受座プロフィールに対して半径方向内方にオフセットするということを意味するものと理解されたい。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下に行われる説明から明らかになろう。なお、添付の図面は、非限定的な例として、本発明の内容の幾つかの実施形態を示している。

理解を容易にするために、以下の説明は、互いに類似した要素を示すために同一の参照符号を用いており、したがって、これら参照符号は、少なくとも機能において同一である要素を示すようになっている。

図１は、タイヤの取り付けリム１０の子午線断面図であり、リムの少なくとも１つの受座１１は、「外方に傾斜している」と呼ばれ、即ち、軸方向最も内側の点が存在している円は、軸方向最も外側の点が存在している円よりも大きな直径のものである。このリム１０は、回転軸線１５に対して１５゜の角度だけ傾斜した多少真っ直ぐな受座１１を有している。この受座１１は、軸方向且つ半径方向外方の延長部として、突出部又はこぶ状突起を有し、このこぶ状突起の軸方向内壁１２は、凹状フェースがリムの内部の方へ向いた円の弧の形をしている。こぶ状突起のこの壁１２は、半径方向外方の延長部として、リップ又は唇部１４を有している。最後に、受座１１は、円弧の形をした連結プロフィール１３によりこぶ状突起１２の壁に連結されている。

子午線断面図は、ここでは、図がタイヤの回転軸線を含む断面の平面に作られていることを意味しているものと理解されたい。同様に、「要素の半径方向内側」という表現は、この要素とタイヤの回転軸線との間の位置を意味し、「〜の軸方向内側」という表現は、タイヤのインフレーション圧力を制限するキャビティと同一の側に位置する位置を意味するものと理解されたい。

図２は、子午線断面において（即ち、回転軸線を含む平面の断面において）、図１に示すようにリムに取り付けられるよう設計されたタイヤのビード１を示している。このビード１は、カーカス補強材２を有し、このカーカス補強材の一端部は、周方向補強材を形成するビードワイヤ４の下を半径方向に通って硬質ゴムの配合物で作られた異形コア５を包囲するループ２１を形成しており、このコア５は、ウェッジの形を有し、このコアの一方の先端部５１は、ビードワイヤ４の下に半径方向に位置決めされている。プロフィール５の完全なターンを形成すると、カーカス補強材２の端部２２は、補強材それ自体及びビードワイヤ４に軸方向にくさび止めされる。

この場合、サイズが６０５−６５０ Ｒ ４４０ Ａのタイヤの２つのビードは、本発明に従って構成され、したがって、２つのビードの容易な取り付けを可能にする。
このビード１は、タイヤをその取り付けリム（サイズ２０５×４４０）に取り付けたときにリムに接触するように設計されたプロテクタ又はガード７を形成する第１のゴム配合物を有し、このガード７の配合物は、その耐擦れ摩耗性及びその耐圧縮性があるものとして選択される。

別のゴム配合物は、カーカス補強材２とビードワイヤ４との間にスクリーン６を形成し、かくして、直接的な接触の恐れの発生を阻止する。ビードワイヤ４は、円形断面のものであり、互いに捩じられた複数本の金属コードで形成され、このビードワイヤは、充填材料３により包囲されている。

図１はまた、ビードの外部プロフィール又は輪郭８を示している。この輪郭８は、一連のプロフィール部分で形成され、即ち、内側部分８５は、リムに接触していないプロフィール８の部分に対応し、受座部分８１は、リムの受座に接触するよう特に設計され、多少真っ直ぐな側部分８３は、リムのこぶ状突起に接触するよう設計され、連結部分８２は、受座部分８１と側部分８３との間の連結部となっている。

プロフィール８１は、点Ｂで終端し、このプロフィールは、この点Ｂから連結プロフィール８２を介して点Ａまで続いている。点Ａ，Ｂによりビードワイヤ４の中心のところに張られた角度αは、この場合、２２゜に等しい。有利には、この角度は、少なくとも１０゜に等しい。側プロフィール８３は、軸方向且つ半径方向外方延長部として、リムこぶ状突起の半径方向最も外側の部分を形成する湾曲プロフィール８４を有している。この湾曲部分８４は、点Ｃのところで側プロフィール８３に接線方向に接している。

本発明のビード１では、連結プロフィール８２及び側プロフィール８３は、Ｌ１がビードワイヤ４の回転中心４１と連結プロフィール８２の部分との間の最大距離を示すために用いられると共にＬ０が同じ回転中心４１と側部分８３との間の最小距離を示すために用いられている場合、比（（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ１）として定義された比Ｋがせいぜい１％（１／１００）に等しいようなものである。この場合、この比Ｋの値は、０．５１％（０．５１／１００）である。

図３は、図２のビード１が図１に示すようにリム１０に取り付けられているプロセス中にある状態で図２のビード１を示している。この形態は、周方向扇形にわたって測定された区分を示しており、この扇形を除き、ビードは、ホイールの周囲の大部分にわたりそのリム上の定位置に位置している。この位置では、ビードは、周方向におけるビードワイヤの引っ張り剛性が非常に大きいと仮定すると、実際には軸方向の運動が行われないで、ビードワイヤ４の幾何学的中心４１回りに一種の回転又は捩じりによって取り付けられている。この回転運動（これは、この場合、局所捩じりに等しい）では、ビードの外部プロフィール８の連結部分８２は、リムこぶ状突起の部分１４に接触する。

かくして、Ｌ１及びＬ０が選択された値の場合、ガード７のゴム配合物中の剪断力及び圧縮力を制限し、かくして、取り付けを容易にすると同時にこの最後の取り付け段階中、ビードを損傷させる恐れを回避することが可能である。

今、図４は、本発明のビードの外部プロフィール８を作製する方法を説明するために用いられる。これを行うため、図４に点線で示されている取り付けリム１０のプロフィールをまず最初にプロットする。次に、捩じり変形における回転中心４１が図の紙面（回転軸線１５を含む平面）内に位置していることが規定される周方向ビード補強材、この場合、ビードワイヤ４を位置決めする。次に、ビード受座プロフィール８１を作製し、ビードワイヤとリム受座との間でのビードの構成材料の圧縮を計算に入れるようビード受座プロフィール８１をリム受座プロフィール１１に対して半径方向内方に（即ち、回転軸線に向かって）オフセットさせる。この受座プロフィール８１は、点Ｂまで軸方向外方に延び、例えば、リム受座１１と多少同一であり、且つこれに平行なプロフィールを取ることができる。当然のことながら、任意他の形状のプロフィールを使用してもよい。

次に、リムこぶ状突起の側プロフィール１２に対して外方に軸方向にオフセットした側プロフィール８３を作製する。このプロフィールは、点Ａから延び、このプロフィールは、ビードがいったん定位置に位置すると、こぶ状突起１２に対するビードの材料の圧縮を考慮に入れた量だけオフセットしている。

最後に、受座プロフィールの点Ｂと側プロフィールの点Ａとの間の連結部となる連結プロフィールを、ビードワイヤ４の回転中心４１から連結プロフィール８２上の任意の点までの最大距離Ｌ１（この連結プロフィールの端点Ａ，Ｂを除く）及び側プロフィール１３の回転中心４１からの最小距離Ｌ０が、次の関係式、即ち、
（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ１＜１％
を満たすようなものであるように選択する。

この場合、Ａ，Ｂ相互間のプロフィールは、少なくとも部分的に、リム受座を同一のリムのこぶ状突起に連結するリムの連結プロフィールの半径方向外部に位置している。このプロフィールは、多少真っ直ぐであってもよく、又は任意他の幾何学的形状を取っていてもよい。

点Ａ，Ｂを連結する連結プロフィール８２は、ビードワイヤ４の回転中心４１のところに角度を張り、点Ｂを通る直線Ｄ１及び点Ａを通る直線Ｄ２により境界付けられる扇形を形成している。有利には、この扇形により張られた角度αは、少なくとも１０゜に等しい。

受座が外方に傾斜していて、タイヤビードを受け入れるようになったリムの部分断面図である。 本発明のビードの部分断面図である。 図１に示すようにリムに取り付ける際の中間段階における図２のビードの断面図である。 リムプロフィールからの本発明のビードの作製法を概略的に示す図である。

Claims (5)

1. 外方に傾斜したリム受座（１１）、即ち、母線が回転軸線に対して傾斜した切頭円錐形の形をしたリム受座（１１）を有する取付けリムに取り付けられるように設計されたタイヤであって、各母線の軸方向最も外側の点は、同一の母線の軸方向最も内側の点が位置する円の直径よりも小さな直径の円上に位置し、各受座（１１）の軸方向外方の延長部として突出部（１２）（又はこぶ状突起）が設けられ、前記こぶ状突起は、子午線断面で見て、連結プロフィール（１３）によって前記受座の母線に連結され、前記タイヤは、前記取付けリムに接触するよう設計されたビードを有し、各ビード（１）は、前記タイヤのカーカス補強材（２）を繋留するよう設計された周方向補強材（４）を有し、前記周方向補強材（４）は、回転中心を有し、前記周方向補強材（４）は、子午面（即ち、回転軸線を含む平面）で見て、最終的な前記リムへのビードの装着作業の際に前記回転中心回りに回転し、前記ビードの外部プロフィールは、子午線断面で見て、ビード受座形成部（８１）を有し、このビード受座形成部（８１）は、前記リム受座（１１）に接触するよう設計され、前記ビード受座（８１）の軸方向及び半径方向延長部として側壁（８３）が設けられ、前記側壁は、前記取付けリムの前記こぶ状突起（１２）の前記切頭円錐形壁に接触するよう設計され、前記ビード受座（８１）は、連結プロフィール（８２）によって前記側壁に連結されている、タイヤにおいて、少なくとも１つのビード（１）に関し、前記ビード受座（８１）と前記ビードの前記側壁（８３）との間の連結プロフィール（８２）は、前記周方向ビード補強材（４）の回転中心（４１）から前記ビード連結プロフィール（８２）上の点までの最大距離Ｌ１及び前記周方向ビード補強材（４）の回転中心（４１）から横方向ビードプロフィール（８３）までの最小距離Ｌ０が、次の関係式、即ち、
   Ｋ＜１％ ここで、Ｋ＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ１
   を満たすようなものであることを特徴とするタイヤ。
2. 前記比Ｋは、０．６％よりも小さい、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記比Ｋは、前記連結プロフィール（８２）に相当する前記ビードの部分中の圧縮応力が前記リムに接触していて、１％の圧縮変形に相当するビードの材料中の圧縮応力よりも極めて低いものであるように選択されている、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. タイヤをその取り付けリムに取り付ける際に生じる問題を軽減することができる取り付けリムに取り付けられるようになったタイヤビードのプロフィールの作製方法であって、前記取り付けリムは、外方に傾斜したリム受座（１１）を有し、即ち、前記リム受座は、母線が回転軸線に対して傾斜した切頭円錐形の形をしており、各母線の軸方向最も外側の点は、同一の母線の軸方向最も内側の点が位置する円の直径よりも小さな直径の円上に位置し、各受座の軸方向外方の延長部として突出部（１２）（又はこぶ状突起）が設けられ、前記こぶ状突起は、切頭円錐形の壁を有し、前記切頭円錐形の壁の母線は、受座が延びる受座の母線に多かれ少なかれ垂直であるような仕方で傾斜し、前記こぶ状部突起の前記壁母線は、子午線断面（即ち、回転軸線を含む平面）で見て、半径Ｒの円弧の形態をした連結プロフィール（１３）により前記受座の前記母線に連結され、前記タイヤは、前記取り付けリムに接触するよう設計されたビードを有し、各ビードは、前記タイヤのカーカス補強材を繋留するよう設計された周方向補強材を有し、前記ビードの外部プロフィールは、子午線断面で見て、ビード受座形成部（８１）を有し、前記ビード受座形成部（８１）は、前記リム受座（１１）に接触するよう設計されており、前記ビード受座の軸方向且つ半径方向外方への延長部として、前記取り付けリムの前記こぶ状突起（１２）の前記切頭円錐形壁に接触するよう設計された側壁（８３）が設けられ、前記方法は、
   −特に前記受座（１１）のプロフィール、前記こぶ状突起（１２）のプロフィール、及び前記受座と前記こぶ状突起との間の前記連結プロフィール（１３）のプロフィールを含む前記リムのプロフィールを前記回転軸線を含む平面内で走査し、
   −前記周方向ビード補強材（４）を前記タイヤをそのリムにいったん取り付けたときに前記周方向ビード補強材（４）の取る位置に配置し、
   −外部ビードプロフィール（８）を前記リムプロフィールから作製し、即ち、前記リム受座の前記プロフィールを少なくとも部分的に再現し、前記リムこぶ状突起の前記プロフィールを少なくとも部分的に再現し、前記ビードプロフィールの前記連結プロフィール（８２）は、前記連結プロフィールが前記リム受座（１１）と前記リムこぶ状突起（１２）との間の前記連結プロフィール（１３）の外部に少なくとも部分的に半径方向に位置するような仕方で作製されることを特徴とする作製方法。
5. 前記ビードの構成材料の圧縮変形を付加することにより前記ビード受座（８１）のプロフィール及び前記側壁（８３）のプロフィールを改変し、前記変形は、前記リムへの前記タイヤの取り付けの結果である、請求項４記載のビードプロフィールの作製方法。

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