JP2015517438A - 乗り物用エアレスタイヤ - Google Patents

Abstract

膨らませない乗り物用タイヤ１は、ホイールリム２にはめ込んで固定できるように成形されたゴム製のカーカス３を備え、カーカス３を通って横方向に延びかつ等間隔に離間した一連の導管９と、導管９の間に設けられた弾性を有する支持リブ１０と、柔軟なスチール布地４Ａのバンドの補強具の上方のカーカス３に成形された、道路にひっかかるトレッド５Ａと、を有する。バンドは、コーティングされた硬鋼布地４Ａを含む重ねられた複数の層を有している。小導管９Ａがリブ１０の中を通る。

Description

本発明は、オンロードおよびオフロード用途で、動力つきおよび動力なしの、小型車から大型車までの多岐に渡る乗り物に用いられる、膨らませないタイヤに関する。

一般的なこの種の乗り物用タイヤのほとんどは、高価であり、激しく磨耗する。現在、これらのタイヤはエアで膨らまされるので、製造コストがかさむとともに、損傷を受けやすいものとなっている。

この種のタイヤを商業的に許容できるものにすべく、長年にわたり様々な努力が重ねられてきた。今日まで、タイヤメーカーは利用可能なあらゆる手段を試したが、いまだに満足のいくタイヤを作ることはできていない。

現在製造および使用されているタイヤは、擦り減ってしまうと修理のしようがないので、深刻な潜在的産業廃棄物である。

本発明の課題は、タイヤに要求される性能を満足に発揮でき、かつ耐用年数の長い、膨らませない乗り物用タイヤを提供することである。

本発明によれば、ホイールリムにはめ込んで固定できるように成形されたゴム製のカーカスを備える、膨らませない乗り物用タイヤであって、カーカスを通って横方向に延びかつ等間隔に離間した一連の導管と、導管の間に設けられた弾性を有する支持リブと、柔軟な補強具バンドの上方のカーカスに成形された、道路にひっかかるトレッドと、を有するタイヤが提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、生ゴム製カーカス、補強層、およびゴム製トレッドのアセンブリをホイールリムの上に成形し、補強具のバンドをゴム製トレッド材料のボディの下につけて密なタイヤを完成させ、熱および圧力を加えてゴムを固めてカーカスと補強具をトレッドに接合させることによって作られたタイヤが提供される。

また本発明によれば、複数の層をなすスチール布地バンドである補強具、くびれたリブを形成する導管の断面、そして選択的に、リブのくびれてない部分の少なくとも一部を通る小導管をさらに伴ったそのような断面が提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、タイヤの軸に対して傾斜している、タイヤを通る導管、および、導管を通る空気流を発生させる形状を有している、少なくとも前記導管へ通じる開口が提供される。

また本発明によれば、亜鉛メッキされているかまたは真鍮でコーティングされている、硬鋼でコーティングされた部品を含むスチール布地の補強具、および、直径が約２ｍｍであるスチール布地部品が提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、カーカスの辺に平行な布地部品の一対の外側の層と、カーカスを横切って反対方向に傾斜した布地部品を有する一対の内側の層と、を有する、スチール布地のバンド、および、傾斜が約３０°である布地部品が提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、トレッドを通る導管から径方向に外側に延びる孔が設けられているカーカスが提供される。

また本発明によれば、ホイールリムのフランジの間を延びるように成形されたカーカスの内側の周が提供される。ここで、フランジは、リムを囲み、かつ、外表面に沿って設けられた一連の外側に突出するフランジつきリブを囲む浅い水路形状を形成している。

本明細書で用いられる「ゴム」という用語は、天然ゴムおよび合成ゴム、これらの混合物、および、類似の物理特性を有する他のポリマー材料を含むものとして理解されるべきものである。

本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は、添付図面を参照しながら以下に行う説明より明らかとなるであろう。

タイヤおよびホイールリムの断面図。 タイヤに適したホイールリムの断面図。 タイヤに適したホイールリムの立面図。 タイヤおよび別のホイールリムの斜視図。 タイヤの詳細図。

図１の断面図に示すように、膨らませないタイヤ１はホイールリム２にはめ込まれる。ホイールリム２は、カーカスおよびトレッドのアセンブリを受容するための外縁と、乗り物用のホイールハブにタイヤを取り付けるためのディスク５を有している。ホイールリム２は、図２に示す一体型ホイールドラム４を含んでいる。リム２は、図２に示すように、浅い水路のような形状を作るように外側を向いた縁６を有する。図３に示すように、横向きのＴ状断面を有するリブ８が、カーカス３をリム２とドラム４に固定するために、一定の間隔でドラム４の外表面を横切って延びている。これらのリブ８は、成形されたゴムをリム２へ固定するのを補助するためのフランジ８Ａも有している。

タイヤ１のカーカス３は、射出成形またはプレス成形のどちらかによって、タイヤが果たすべき特定の目的を果たすように選ばれたポリマーから成形することができる。そのポリマーにポリブタジエン化合物を混入させた天然ゴムの混合物を含有させることは極めて重要であり、タイヤ製造分野の専門家であれば、その混合物を適切に選択することができるであろう。

基本的な乗り物用タイヤのカーカスは、下記の特性を示す混合物を含有している。

引っ張り強度 ＭｐＡ − ２０
硬度 ＩＲＨＤ − ６５
破断点伸び ％ − ６５０
反発弾性 ％ − ７０
トレッド用の配合ゴムでは、上述の値はそれぞれ２１、６８、６００、５５となり、１ｍｍ^３あたりの磨耗減量は８５となる。これらの数値は当然タイヤの環境および目的の両方によって変化するものであり、当業者であれば、自身の知識を用いて必要な実験を行い、最終的な組成物を決定できるであろう。

成形工程によって、カーカス３は、径方向に突出するリブ１０を有する弾性材料のボディを持ち、ホイールリム２に固定される。リブ１０の間にはくびれた導管９が形成されており、リブ１０はホイールドラムを、タイヤのトレッド５Ａを支持する外側バンドに接続している。リブ１０の堅さを変えるには、成形されたカーカス３の固形材料を通る小導管９Ａを選択すればよい。

図示したホイールアセンブリの中で、導管９の形状は、径方向に延びかつ１１と１２においてくびれた支持リブ１０を形成している。リブ１０のくびれていない部分には、小導管９Ａが通っている。小導管９Ａの形状、位置、および数は、所望の弾性特性をもたらすように変えてもよいし、特定の目的に適したやり方でタイヤを識別するために用いてもよい。これらの導管は、例えば、図１において円形、楕円形、ダイアモンド形として示されている。タイヤのトレッド５Ａによく設けられる凹部を通るように、導管９から径方向に延びる開口が設けられてもよい。

図５に示すように、トレッド部分５Ａは、複数の柔軟なスチール布地層４Ａからなる無端バンドの上方のカーカス３に加硫して作られている。これらの層４Ａはタイヤ製造分野では公知であり、通常、亜鉛メッキされているか、または、真鍮でコーティングされている、絡み合わされた硬鋼の部品から作られて、布地材を形成する。これにより、布地材は、トレッド５Ａとカーカス３の間に、層の中の開口を通して接合される。これにより、完成品のホイールアセンブリの弾性に悪影響を与えることなく、荷重がかかった時に変形し、トレッドのカーカスへの固定を強化するといった、タイヤ１のあらゆる特性が実現される。それぞれの層の端部が、カーカスに対して角度をなして横切って延びるとともに他の層の端部から離間するコアエンドラインを持つように、層は配置される。外側の２つの層のコア要素がタイヤの軸に平行であるのに対し、内側の２つの層はタイヤの軸に対して約３０°の角度で反対方向に傾いた要素ラインを持つ。

使用中にタイヤやブレーキのアセンブリのオーバーヒートを防ぐために、カーカスとリムの幅を横切るような空気流を発生させる特性を有することは、タイヤアセンブリに特有の特徴である。これは、導管９の作用的外方の端部における１つの径方向端部を丸くすることで実現することができる。

例えば、図１において、タイヤを通りタイヤの作用的外方から内方へ向かう空気流を発生させるために、タイヤの片面に導管９への入口９Ｂも設けられている様子が示されている。反対側の端部には、冷却効果を強めるためにえぐり取られた端部が設けられている。

タイヤは、冷却特性が達成できるように、乗り物の特定の姿勢に特化した設計がなされる。

導管９は、作用的外方から内方へ向かって後方に傾斜していることが好ましい。これによっても、ホイールが回転し前進する時に、導管を通って空気流が発生する。

さらに、アセンブリの中では、動くホイールの中を通って空気流がブレーキアセンブリへ向かうようにすることで、同じ冷却効果がドラムにももたらされる。これは図３の空気孔１４として示されている。

図５は、タイヤのカーカス３とトレッド５Ａの間に配置された柔軟なスチール布地４Ａを示す、タイヤの部分断面図である。

上述した本発明の実施形態は当業者によって様々な態様に改変され、異なった特有の詳細部品構成とすることができるが、それらは本発明の範囲から除外されるものではない。例えば、上述した補強具のバンドは、カーボン繊維、ナイロン、繊維織物、またはこれに類するものによって作ることが可能である。このタイヤが適用されうる広範囲にわたる乗り物の異なった要求に合致するように、さらなる改変が行われうる。この改変が達成されても、タイヤを膨らませることによって生じる問題とは無縁である。

Claims (13)

1. ホイールリムにはめ込んで固定できるように成形されたゴム製のカーカスを備える、膨らませない乗り物用タイヤであって、
   前記カーカスを通って横方向に延びかつ等間隔に離間した一連の導管と、
   前記導管の間に設けられた弾性を有する支持リブと、
   柔軟な補強具バンドの上方の前記カーカスに成形された、道路にひっかかるトレッドと、
   を有するタイヤ。
2. 生ゴム製カーカス、補強層、およびゴム製トレッドのアセンブリをホイールリムの上に成形し、補強具のバンドをゴム製トレッド材料のボディの下につけて密なタイヤを完成させ、熱および圧力を加えて前記ゴムを固めて前記カーカスと補強具を前記トレッドに接合させることによって作られた、請求項１に記載の乗り物用タイヤ。
3. 前記補強具は、複数の層をなすスチール布地バンドである、請求項１または２に記載の乗り物用タイヤ。
4. 前記導管の断面は、前記カーカスのゴムの中にくびれたリブを形成する、請求項１から３のいずれか１つに記載の乗り物用タイヤ。
5. 前記リブのくびれてない部分の少なくとも一部を通るように、小導管が形成されている、請求項４に記載の乗り物用タイヤ。
6. 前記タイヤを通る前記導管は、前記タイヤの軸に対して傾斜している、請求項１から５のいずれか１つに記載の乗り物用タイヤ。
7. 少なくとも前記導管へ通じる開口が、前記導管を通る空気流を発生させる形状を有している、請求項５または請求項６に記載の乗り物用タイヤ。
8. 前記スチール布地の補強具は、亜鉛メッキされているかまたは真鍮でコーティングされている、硬鋼でコーティングされた部品を含む、請求項３から７のいずれか１つに記載の乗り物用タイヤ。
9. 前記スチール布地部品は、直径が約２ｍｍである、請求項８に記載の乗り物用タイヤ。
10. スチール布地の前記バンドは、前記カーカスの辺に平行な前記布地部品を有する一対の外側の層と、前記カーカスを横切って反対方向に傾斜した布地部品を有する一対の内側の層と、を有する、請求項８または請求項９に記載の乗り物用タイヤ。
11. 前記布地部品の傾斜は約３０°である、請求項１０に記載の乗り物用タイヤ。
12. 前記カーカスには、前記トレッドを通る前記導管から径方向に外側に延びる孔が設けられている、請求項１または請求項２に記載の乗り物用タイヤ。
13. 前記カーカスの内側の周は前記ホイールリムのフランジの間を延びるように成形され、前記フランジは、前記リムを囲み、かつ、外表面に沿って設けられた一連の外側に突出するフランジつきリブを囲む浅い水路形状を形成している、請求項１または請求項２に記載の乗り物用タイヤ。

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