JP2022095559A - 改善されたビード構造を有するタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】強度を犠牲にすることなく軽量である改善されたビードコアを有する空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】ビードコア３０を備えたビード部分を有する空気入りラジアルタイヤであって、ビードコア３０にはフリッパー６０が巻き付けられており、フリッパー６０は補強材料で形成されており、フリッパーは基準線ＸＸ’から半径方向距離Ｌｉの位置まで半径方向外側に延びる軸方向内側レッグ６２を有し、線ＸＸ’はビードコアの幾何学的な中心を通って延び、半径方向距離Ｌｉは線ＸＸ’から半径方向に測定したとき、ビード半径と等しいか、またはビード半径よりもより大きい。【選択図】図３

Description

本発明は一般に空気入りタイヤに関し、より具体的には、航空機またはトラックのような重荷重車両用のビード構造に関する。

一般にタイヤビードコアと呼ばれる環状の引張部材は、使用中にタイヤをリムにしっかりと保持するように設計されている。タイヤビードは、ビードコアとリムとの間に、半径方向に圧縮される半径方向内側部分を提供する。そして、この部分が圧縮されると、ビードコアは引張状態に置かれる。半径方向の圧縮は、タイヤの内圧が垂直のビードフランジに向かってビードを軸方向外側に押す作用によって、タイヤがテーパーの付いたリムシートに取り付けられるときに生じる。

最近、軽量化された重荷重ビード構造を提供する試みがなされている。１つのアプローチは、スチールワイヤとアラミドコアの組み合わせを使用することである。合成コードの第１の問題はコードが撚られたケーブルに設けられた場合、いくつかの問題が引き起こされることである。第１は、荷重下のクリープと呼ばれる。合成ケーブルまたはコードは、荷重下で伸び、プラスチックが変形するにつれて、拘束力が時間と共に実際により低下し、したがって、ビードの保持力が高い確度で一定であれば、半径方向最内層でのスチールの使用は不可欠である。第２の問題はフレッチングであり、特にアラミド、そして他の多くのプラスチックは、コードが圧縮状態に置かれる場合、小さな脆性破壊が生じる状態を有する。このようなコードをケーブル状にすることは、実際に、これらの破壊を引き起こす可能性を増大させる。ビードコアでは、ビードが螺旋状または渦巻状に巻き付けられている場合を除き、殆どすべての荷重は引張状態にある。これらの場合、コードは互いに対して作用し、小さな曲げ力を引き起こし、これは、時間が経つにつれて隣接するコードの微小な研磨摩擦という結果になり、フレッチングという結果になる。

したがって、強度を犠牲にすることなく軽量であり、さらに上述の欠点を克服する、改善されたビード設計が望まれている。

本発明は、ビードコアを備えたビード部分を有する空気入りラジアルタイヤの第１の態様において、前記ビードコアにはフリッパーが巻き付けられており、前記フリッパーは補強材料で形成されており、前記フリッパーは前記基準線ＸＸ’から半径方向距離Ｌｉの位置まで半径方向外側に延びる軸方向内側レッグを有し、前記線ＸＸ’は前記ビードコアの幾何学的な中心を通って延び、前記半径方向距離Ｌｉは線ＸＸ’から半径方向に測定したとき、前記ビード半径と等しいか、または前記ビード半径よりもより大きいことを提供する。

（定義）
「約」とは、特に指定のない限り、プラスマイナス１０％を意味する。

「アスペクト比」とは、タイヤの断面幅に対するタイヤ断面高さの比を意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」とは、タイヤの回転軸に平行な線または方向を意味する。

「ビード」または「ビードコア」は一般的に、環状の引張部材を含むタイヤの一部分を意味し、半径方向内側ビードは、リムにタイヤを保持することに関連付けられており、プライコードが巻き付けられており、フリッパー、チッパー、エイペックスまたはフィラー、トウガードおよびチェーファーのようなその他の補強用要素を用いて形成してもよいし、または、それらを用いないで形成してもよい。

「ベルト構造」または「補強ベルト」はトレッドの下層にあり、ビードに固定されていない、織られまたは織られていない平行なコードからなる少なくとも２つの環状の層またはプライを意味し、その左コード角度および右コード角度は、タイヤの赤道面に対して０度から４５度の範囲である。

「バイアスプライタイヤ」はカーカスプライ内の補強コードがビードからビードへタイヤを斜めに横切ってタイヤの赤道面に対して約２５度から６５度の角度で延びることを意味し、各プライコードは互いに隣り合う層において互いに逆向きの角度で延びる。

「ブロック要素」とは、周方向の溝またはショルダーと、横方向に延びる一対の溝と、によって画定されるトレッド要素を意味する。

「ブレーカー」または「タイヤブレーカー」とは、ベルトまたはベルト構造または補強ベルトと同じ意味である。

「カーカス」とは、タイヤプライ材料と、接合に適した長さに切断され、またはすでに接合された他のタイヤの構成要素との積層体で、円筒形または環状形にされたものを意味する。成型タイヤを製造するためにカーカスを加硫する前に、カーカスに追加の構成要素を添加してもよい。

「周方向の」とは、プラスマイナス５度以内で軸線方向に垂直なラインまたは方向を意味する。

「コード」とは、プライを補強するために使用される、ファイバーを含む補強ストランドの１つを意味する。

「伸縮自在な」とは、硬化したタイヤから引き抜かれたコードから測定した場合、破断荷重の１０％で０．２％よりも大きな相対破断伸びを有するコードを意味する。破断伸び（全伸び（単位％））の引張測定は、ＩＳＯ６８９２－１Ｂ（２０１９）にしたがって、硬化したタイヤから取り出したとき、ケーブルまたはコード上で試験された２５ｍｐａ未満の予荷重で行われる。

「インナーライナー」とは、チューブレスタイヤの内部表面を形成し、タイヤ内に膨張流体を封じ込めるエラストマーまたは他の材料の１つの層または複数の層を意味する。

「インサート」とはランフラット型タイヤの側縁部を補強するために典型的に使用される補強材を意味し、トレッドの下にあるエラストマーインサートをも指す。

「プライ」とは、エラストマーで被覆された複数のコードからなるコード補強層を意味し、複数のコードは半径方向に展開されるか、または平行である。

「半径方向の」および「半径方向に」とは、径方向にタイヤの回転軸に向かい、または離れる方向を意味する。

「ラジアルプライ構造」とは、１つ以上のカーカスプライであって、そのうちの少なくとも１つのプライが、タイヤの赤道面に対して６５度から９０度の角度で配向した補強コードを有するカーカスプライを意味する。

「リブ」とは、少なくとも１つの周方向溝と、第２の周方向溝または側縁のいずれかと、によって画定される、トレッド上の周方向に延びるゴムのストリップを意味し、ストリップは、最も深い溝によって分割されない。

「ラジアルプライタイヤ」とは、ビードからビードへ延びるプライコードが、タイヤの赤道面に対して６５度から９０度のコード角で配置される、ベルト構造の、または周方向に拘束された空気入りタイヤを意味する。

「側縁部」とは、トレッドとビードとの間のタイヤの一部分を意味する。

「サイプ」とは、典型的には薄いスチールブレードによって形成され、閉じたままである傾向があり、トラクションを増大させるように働く、小さなスロットまたは細長い空隙領域を意味する。

「積層構造」とは、タイヤまたはエラストマー構成要素の１つ以上の層で作られた未加硫構造を意味し、タイヤまたはエラストマー構成要素の１つ以上の層は、例えばインナーライナー、側縁部および任意のプライ層である。
本発明は、例として、添付の図面を参照して説明される。

ラジアルプライタイヤの半部断面図である。 図１のタイヤの下部サイドウォールおよびビード部分の拡大図である。 図１のタイヤのビード領域の拡大図である。

図１を参照すると、ラジアルプライタイヤ１００の半部断面図が示されている。図示されているように、タイヤ１００は、航空機のタイヤとして使用するための構造である。一例として、タイヤ１００は、高い内圧および巨大な荷重に曝されるラジアル航空機タイヤである。土工機械、商業用トラックおよび農業用タイヤのようなその他のタイヤもまた、本発明のビードコアを使用するのに理想的に適している。

タイヤ１００は、チューブレス型構造のラジアルプライタイヤである。タイヤ１００は、圧力をかけた流体または空気を含む遮空気性インナーライナー２２を有する。インナーライナー２２の半径方向外側には、１つ以上のラジアルプライ２０がある。各プライ２０は、一般にビードコア３０と呼ばれる環状の引張部材から延びている。図示されているように、プライ２０は、軸方向外側を向いて上方に折り返してプライ折り返しを形成するか、またはビードコア３０の軸方向内側を向いてビードコア３０の下で向きを変えるかの何れかで、ビードコア３０の周囲に巻き付いている。ビードコア３０の半径方向上方には、ゴム製のエイペックス４０がある。

カーカスプライ２０の半径方向外側には、複数のベルト補強層を含むベルトパッケージ５０があり、各層は平行な補強コードで補強されている。頂部ベルト層５３が、ベルト層５０の半径方向外側に示されている。頂部ベルト層５３の上方には図示のようなトレッド１８があり、トレッド１８は複数の任意設置の円周方向に連続する溝１７を有する。ここで説明するタイヤ構造１００は、本発明のビードコア３０を利用可能なタイヤ構造の一種の例である。図示のタイヤ１００は航空機のタイヤ構造であるが、本発明は如何なる高負荷・ヘビーデューティタイヤ構造においても使用可能である。

図２を参照すると、本発明のビードコア３０が示されている。図示されるように、中心コア３３は３６０度で巻き付けられた単一のワイヤまたはロッドとして示され、ワイヤの両端は、１つの連続したフープまたは中心コア３３を形成するように、好ましくは溶接されている。中心コア３３は、好ましくは３ｍｍから１５ｍｍの範囲、より好ましくは５ｍｍから１５ｍｍの範囲の直径を有する。中心コア３３は、アルミニウムの合金、またはマグネシウム、チタニウムなどの軽量金属合金、またはスチールよりも重量がより小さい任意の金属合金で作られることが好ましい。中心コアは、図示のような中実金属であってもよく、あるいはアルミニウムのような金属で形成された、またはプラスチック、アラミド、炭素繊維またはナイロンで形成された環状体であってもよい。環状体（管）の中心は、空気またはアラミド、炭素繊維、もしくはプラスチック樹脂などのフィラーで充填されていてもよい。中心コアはまた、中実アラミドまたはアラミド環状体（パイプ）、中実炭素繊維、または炭素繊維環状体（パイプ）、もしくはプラスチック樹脂または空気の何れかで充填された金属環状体（パイプ）で形成されていてもよい。

さらに図示されるように、中心コア３３には、内側シース層３５の環状の列、好ましくは環状の内側シース層３５の少なくとも２つの列が巻き付けられ、各内側シース層は、直径Ｂの円に配置された複数のワイヤを有する。好ましくは、内側シース層３５のワイヤの直径は同じであり、サイズが１．５ｍｍから約３ｍｍの範囲であり、より好ましくは、１．８ｍｍから約２．５ｍｍの範囲である。環状のシース層３５は、好ましくは３列から４列設けられている。シース層のワイヤ３６は、中心コア３３の周囲に螺旋状または渦巻状に巻き付けられたスチールである。

ビードコア３０は、外側シース層３７の１つ以上の環状の列をさらに含む。外側の環状列のワイヤは、内側環状シース層のワイヤの直径よりも小さい直径を有する。好ましくは、外側シース層３７のワイヤの直径Ｃは同じであり、１．５ｍｍから約２．５ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍから約２．０ｍｍのサイズの範囲である。

ビード全体が接着性のゴム層で被覆され、次いで、織物のプライコードが、ビードコードの周囲に渦巻状に巻き付けられる。

ビードコア全体の周囲に、軸方向内側レッグ６２と軸方向外側レッグ６４とを有するフリッパー６０が巻き付けられている。フリッパー６０は、ビードコアの周囲に巻き付けられた、ナイロンまたはポリエステルのような補強ファブリックから形成される。フリッパー材料の補強コードは、好ましくは８４０ｄ／２、または１２６０ｄ／２、または１２６０ｄ／３、１８９０ｄ／２、および１８９０ｄ／３のナイロンコード構造を有することができる。好ましくは、フリッパー材料はナイロン６／６である。図３に示すように、フリッパー６０の軸方向内側レッグ６２は基準線ＸＸ’から半径方向距離Ｌｉに配置されており、ここで、線ＸＸ’はビードコアの幾何学的な中心を通って延びる。半径ビード高さＬｉは、線ＸＸ’から半径方向に測定したとき、ビード半径よりもより大きいことが好ましい。フリッパー６０の軸方向外側端部６４は、ビードコアの底部６６から半径方向距離Ｌに配置されている。軸方向外側端部６４は、ビードコアの底部６６の半径方向外側から、ビードコア中心の半径方向外側であるが半径方向内側までの範囲で終端することができ、半径方向距離Ｌは、ビードコアの底部６６から測定される。

本明細書で提供される説明に照らして、本発明の変形が可能である。本発明の内容を説明する目的で、特定の代表的な実施例および詳細を示したが、本発明の内容の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。したがって、以下の添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の全範囲内にある、本明細書に記載される特定の実施例において変更を行うことができることを理解されたい。

Claims (15)

1. ビードコアを備えたビード部分を有する空気入りラジアルタイヤであって、
   前記ビードコアにはフリッパーが巻き付けられており、前記フリッパーは補強材料で形成されており、前記フリッパーは前記基準線ＸＸ’から半径方向距離Ｌｉの位置まで半径方向外側に延びる軸方向内側レッグを有し、前記線ＸＸ’は前記ビードコアの幾何学的な中心を通って延び、前記半径方向距離Ｌｉは線ＸＸ’から半径方向に測定したとき、前記ビード半径と等しいか、または前記ビード半径よりもより大きいことを特徴とする、空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記軸方向内側レッグは、前記ビードコアの直径よりも小さい半径方向高さを有することを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記フリッパーは、前記ビードコアの中心より半径方向内側に配置された軸方向外側端部を有することを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記フリッパーの軸方向外側端部は、前記ビードコアの前記半径方向の最内点のより半径方向外側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ビードコアは、前記ビードの中心コアを囲む複数のシース線の第１の層と、前記第１の層を囲む複数のシース線で形成された第２の層と、を有する中心コアを有し、前記第２の層のシース線は、前記第１の層のシース線よりも小さい直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記第１の層の前記シース線の直径は、１．５ｍｍから３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記第２の層の前記シース線の直径は、１ｍｍから２ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記ビードの中心コアの断面形状は環状体であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
9. 前記環状体は、中空の内側部分を有すことを特徴とする、請求項７に記載の空気入りラジアルタイヤ。
10. 前記ビードの中心コアの材料は、チタニウム、アルミニウム、マグネシウムまたは他の金属合金のグループから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
11. 前記ビードの中心コアの材料は、アラミド、炭素繊維、プラスチックまたは他の非金属材料のグループから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
12. 前記第１の層に合計３つの環状の列があることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
13. 前記外側の層にシース線の２つの列があることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
14. ビードコアを備えたビード部分を有する空気入りラジアルタイヤであって、
    前記ビードコアにはフリッパーが巻き付けられており、前記フリッパーは補強材料で形成されており、前記フリッパーは、軸方向内側端部と、前記ビードコアの中心より半径方向内側に配置された軸方向外側端部と、を有することを特徴とする、空気入りラジアルタイヤ。
15. 前記フリッパーは前記基準線ＸＸ’から半径方向距離Ｌｉへ半径方向外側に延びる軸方向内側レッグを有し、前記線ＸＸ’は前記ビードコアの幾何学的な中心を通って延び、前記半径方向距離Ｌｉは線ＸＸ’から半径方向に測定されたとき、前記ビード半径と等しいか、または前記ビード半径よりも大きいことを特徴とする、請求項１４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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