JP3604039B2 - 反対方向渦巻きビードを有する空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は空気入りタイヤに関し、特にそのビードの分野に関する。より特別には、本発明は、タイヤの半径方向の力の振動を減らすことによりタイヤ性能を向上させるためのビードの方向付け及びタイヤ内におけるビードの配置に関する。更に特別には、本発明は、１対のビードが渦巻き状に巻かれかつタイヤに取り付けられるときビードの内周端部が反対側にある渦巻きと互いに一緒に位置決めされた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
すべてのタイヤ製造者はより効率よくかつ有能なタイヤの提供に努力しており、その一つは長寿命性及び車両搭乗者への最も満足な乗心地である。タイヤにおける不均一な力はその効率及び乗心地特性に影響を与え、ビードを含んだタイヤの各構成要素が回転しているタイヤの力の振動のサブテ（ｓｕｂｔｅ）に参与することが知られている。
【０００３】
これらの力の振動は、もしこれらが過大になり、又は力の振動の平衡を破るタイヤのある部分の擦り減りになるならばタイヤを削ることが必要であり、これらの総ては時間がかかりかつタイヤの製造費用を増加させる。
【０００４】
均一性の研究により、特別に位置決めされたボックスビード配置が用いられたときには、タイヤのビードがタイヤの半径方向の力の振動に影響を与えることが示された。このボックスビード配置は、通常は、それ自体の上に渦巻き状に巻かれ次いで仕上りタイヤビードの形成の際に軸方向受け台に置かれる多数の金属ワイヤーの個別撚り線より構成される。１本のビードの個々の撚り線の各の外側端部と内側端部は製造を容易にするために軸方向で揃えて置かれた。しかし、対向ビードのタイヤ内における相互の渦巻き方向が種々の力の振動に実質的に影響を与えることは知られていない。
【０００５】
従来の種々のビード構造及びその製造が以下の米国特許に示される。
【０００６】
米国特許第１５０３９８５号は、タイヤケーシングのビード部分内に埋められるビードを明らかにし、これにおいてはビードは渦巻き型の金属板の１個の連続ストリップより形成され、隣接層がその幅を減少しつつ実質的に三角形のビードを形成する。
【０００７】
米国特許第３９７４８７０号は、改良された横方向安定性を与えるために環状ビード用の異なった直径を有するタイヤを開示する。
【０００８】
米国特許第５０９９９０２号は、タイヤの均一性を向上させるために個々のワイヤーの巻回にオフセットを有する巻回螺旋状ワイヤーから形成されたビードを明らかにする。
【０００９】
米国特許第３１７０６６２号は、平行なワイヤーが複数巻回を有するコイル状に配列された状態で螺旋状に配置された４本のワイヤーよりビードが形成されるタイヤビードを開示する。
【００１０】
米国特許第３６５６５３２号は異なった直径を有する非対称タイヤを明らかにする。
【００１１】
上述のこれらの従来技術のビード構造及び指向はそれぞれの意図した目的は達成するかもしれないが、これらは、タイヤ内でビードを互いに適正に方向付けすることによりタイヤの半径方向の力の振動要因を減らすことには関連しない。
【００１２】
本発明の目的は、各が金属ワイヤーの渦巻き状に巻かれた１個又は複数個の撚り線で形成された１対のビードを有する改良された空気入りタイヤを提供することであり、これにおいては、渦巻きの内側端部及び外側端部はタイヤに強度を与えるように円周方向で互いに重なり、かつ対向ビードの内側端部が互いにタイヤの同一角度位置に位置決めされ、更に２個のビードの渦巻きビードの方向は互いに反対方向であり、この配列が仕上りタイヤにおける半径方向の力の振動を減らすことが見いだされた。
【００１３】
別の目的は、ビードの金属撚り線がゴム内に包まれ、かつ好ましくは円形断面構造を有する空気入りタイヤ構造を提供することである。
【００１４】
タイヤ構造、特にそのビードの別の目的は、ビードの内側端部及び外側端部がほぼ同じ量だけ重なり、その量は大部分の乗用車用タイヤのサイズに対して７６．２ｍｍ（３インチ）から１２７ｍｍ（５インチ）の範囲であることである。
【００１５】
別の目的は、ビードの適正な方向付けが材料費及び製造工程の余分な消費なしにタイヤの均一性を向上し、更に単純、効果的かつ有効な方法で説明された目的を達成するタイヤ構造を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び利点は本発明の改良された空気入りタイヤ構造により得られ、このタイヤは、トレッド、リムにおいてタイヤに取り付けるための環状ビード領域において各が終わる１対のサイドウオール、及び各が関連のビード領域内に収容されかつ前記タイヤの軸方向中心線に関して同軸で間隔を空けられた第１の環状ビードと第２の環状ビードを備えたタイヤであって、前記ビードの各が自分自身の上に渦巻きに巻かれかつ渦巻きの外周に置かれた外側端部と渦巻きの内周に置かれた内側端部とにおいて終わる金属ワイヤーの少なくも１本の撚り線を有し、第１のビードの内側端部が第２のビードの内側端部と実質的に軸方向で揃い、かつ第１のビードの渦巻きの方向が第２のビードの渦巻きの方向と反対である状態で、各撚り線の内側端部と外側端部が円周方向で重なった関係で終わる。
【００１７】
【実施例】
本発明の原理を適用したと考える本発明の最良の様式を示す好ましい実施例が以下の説明において述べられかつ図面に図示され、更に実施態様及び特許請求の範囲において特に明確に指摘されかつ説明される。
【００１８】
全図面を通じて同じ番号は同じ部分を指す。
【００１９】
全体を１で示された空気入りタイヤが、図３に分解状態において示される。タイヤ１は通常のトレッド２及び１対のサイドウオール３を有し、後者は普通の製造手順でビード５及び６が取り付けられる１対のビード領域４で終わる。ビード５と６とは構造が同じであり、従って図１、５及び６には、その一方のみが示される。
【００２０】
各ビードは図１及び５に示されるように１本の撚り線８で構成され、又は図２、３及び６に示されるように各が渦巻きに巻かれた複数の個別撚り線８より構成される。各撚り線８は、渦巻き状撚り線のそれぞれ内周上の内側端部９及び外周上の外側端部１０において終わる。図５及び６に示されるように、各撚り線は円形断面を有しかつゴムの薄層１１内に埋められることが好ましい。大多数のタイヤ構造においては、ビード５及び６は図６に示されるように軸方向で接して置かれた多数の同様な個別撚り線８よりなり、これらもまた薄いゴム１２に包まれる。図２及び３に示されるように、各個別撚り線８の内側端部及び外側端部は、均一なビード５、６を提供するために、撚り線の各の渦巻きが同方向に伸びている状態で、他の撚り線の内側端部及び外側端部に軸方向で揃えて置かれるであろう。
【００２１】
特に図２及び３に示されるように空気入りタイヤに取り付けられたときビード５及び６の相互の方向が重要であることが発見された。本発明により、対向する両ビードの内側端部９は軸方向の想像線１５により示されたようにタイヤ内で同じ角度位置に位置決めされる。個別撚り線８においては、内側端部９及び外側端部１０は、ビードの強度を増加するために、ビードを作る際に通常の方法と同様に、図１の半径方向の線１３と１４とで示されるように円周方向で重なる。重なりの量は一般に各ビードにおいて同じである。端部９及び１０は、サイズ１３、１４及び１５（サイズ１３インチ、１４インチ及び１５インチ）の大多数の乗用車用タイヤについて７６．２ｍｍから１２７ｍｍ（３インチから５インチ）の間の重なり範囲を持つことが好ましい。しかし、本発明により、図２及び３に示されるように、ビード５及び６の内側端部９は、タイヤ内に置かれたときに想像線１５で示されたようにタイヤ内の同じ角度位置に位置決めされる。
【００２２】
更に本発明により、図２及び３に示されるように、ビード５と６との同じ角度位置におけるビードの内側端部の位置決めと組み合わせて、互いに反対方向の渦巻きにされるようにビードを取り付けることにより、半径方向の力の変動の最適な減少が達せられる。図２及び３に示されるように、ビード５は、撚り線８が反時計方向に巻かれるようにタイヤ１内に置かれ、ビード６の撚り線は時計方向に巻かれる。この場合も、両方の内側端部９は、タイヤの中心線２０と平行に両者間を軸方向に伸びている同一の想像線上にある。
【００２３】
図４は、対向した渦巻き状ビードの内側端部の位置決めに対する半径方向の力の変動（ＲＦＶ）の感度を示すグラフである。ＲＨ１の破線１６は内側渦巻き端部の位置決めが変わったときのタイヤの発生する半径方向の第１次の高調波を示す。ＲＨ２の線１７は、半径方向の第２次の高調波を表し、そしてＲＰＰの線１８は半径方向の力のピークピーク値を示す。明らかに示されるように、対向した渦巻き状ビードの内側端部の位置決めがタイヤに最良のＲＦＶを与える。一方、内側端部が図４の左右の端部ビードの方向で示されるように互いに方向付けされない場合は、ＲＨ１係数、並びにＲＰＰ係数が相当に増加する。ある角度関係においてＲＨ２係数が減少するにしても、内側端部が角度的に揃えられかつビードが反対方向の渦巻きであるときにＲＦＶの総合的な減少が生ずる。
【００２４】
試験は、反対方向の渦巻きだけ、又は内側端部の適切な位置決めのみでは実質的な利点が得られないことを示した。２個のビードが反対方向の渦巻きを有しかつ内側端部が軸方向で実質的に揃ったときだけ最も有効な結果が得られる。また、試験は、外側端部に関してビードを反対方向に取り付けた場合でも、図４の中心に示されたような反対方向の渦巻きビードの内側端部の位置決めにより達成されたものと同じ結果又は最良の結果は達成しなかった。
【００２５】
図５及び６に示されたビード形状は、タイヤ工業においてはしばしばボックスビードと呼ばれる。しかし、本発明により得られる効率向上は、各ビードが渦巻き状に繰り返し巻かれ内側端部と外側端部で終わる１本の連続撚り線により形成されたプログラムビードと呼ばれるある種のビードでも達成できる。
【００２６】
従って、改良された空気入りタイヤ構造は単純化され、有効性、安全性、低費用、及び多くの目的の総てを達成する有効な構造を提供し、従来のタイヤで遭遇した難点をなくし、更に問題点を解決しかつ技術における新しい結果を得た。
【００２７】
以上の説明においては、簡潔、明徹、及び理解のためにいくつかの用語が使用されたが、かかる用語は説明のために使用され広義に解釈されることを意図しており、従来技術の要求を越えた不必要な限定は意味しない。
【００２８】
更に、本発明の説明及び図面は例示的なものであり、本発明の範囲は図示され説明された通りの正確な詳細に限定されない。
【００２９】
本発明の特徴、創見及び原理が説明され、改良された空気入りタイヤの構成と使用の方法、特徴と構成、及び有利で新規かつ有用な結果が得られた。新規かつ有用な構造、装置、要素、配列、諸部品及び組合せは実施態様に説明される。
【００３０】
本発明の実施態様は次の通りである。
【００３１】
１．トレッド（２）、リムにおいてタイヤに取り付けるための環状ビード領域（４）において各が終わる１対のサイドウオール（３）、及び各が関連のビード領域内に収容されかつ前記タイヤの軸方向中心線に関して同軸で間隔を空けられた第１の環状ビード（５）と第２の環状ビード（６）を備えた空気入りタイヤ（１）において、前記ビードの各が自分自身の上に渦巻きに巻かれかつ渦巻きの外周に置かれた外側端部（１０）と渦巻きの内周に置かれた内側端部（９）とにおいて終わる金属ワイヤー（８）の少なくも１本の撚り線を有すること、及び第１のビードの内側端部が第２のビードの内側端部と実質的に軸方向で揃い、かつ第１のビードの渦巻きの方向が第２のビードの渦巻きの方向と反対である状態で、各撚り線の内側端部と外側端部とが円周方向で重なった関係で終わることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００３２】
２．前記撚り線の各の内側端部と外側端部とが円周方向で重なること、及び両ビードにおける重なり量が互いに実質的に等しいことを特徴とする上記１による空気入りタイヤ構造。
【００３３】
３．金属ワイヤーの撚り線がゴム（１１）内に埋められることを特徴とする上記１による空気入りタイヤ構造。
【００３４】
４．金属ワイヤーの多数の個別撚り線が軸方向に横並びの関係にあり、前記撚り線の各はそれ自体の上に渦巻き状に巻かれかつ内側端部と外側端部において終わること、及び各撚り線の前記外側端部と内側端部が他方の撚り線の内側端部と外側端部とに軸方向で揃っていることを特徴とする上記１による空気入りタイヤ構造。
【００３５】
５．金属ワイヤーの撚り線が円形断面であることを特徴とする上記１による空気入りタイヤ構造。
【図面の簡単な説明】
【図１】１本型渦巻き状タイヤビードの軸方向に見た比例せず誇張した平面図である。
【図２】各が図１の１本型渦巻き状ビードの撚り線の多数により形成された２個のビードのタイヤ内に取り付ける前の適正方向における斜視図である。
【図３】空気入りタイヤの両側における適正方向の２個のビードを誇張した尺度で示す図２と同様な斜視図である。
【図４】反対方向渦巻き配置に置かれたときのビードの内側端部の位置決めに対する半径方向の力の振動の感度を示すグラフである。
【図５】図１の線５−５において得られた拡大断面図である。
【図６】図２の線６−６において得られた図５と同様な拡大断面図である。
【符号の説明】
２ トレッド
３ サイドウオール
５ 第１の環状ビード
６ 第２の環状ビード
８ 金属ワイヤー
９ 内側端部
１０ 外側端部

Claims (1)

1. トレッドと、リムにタイヤを取り付けるための環状ビード領域において各々が終わる１対のサイドウオールと、各々が関連のビード領域内に収容され、前記タイヤの軸方向中心線に関して同軸で間隔を空けられた第１及び第２の環状ビードを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードの各々が、それ自体の上に渦巻きに巻かれ、渦巻きの外周に置かれた外側端部と渦巻きの内周に置かれた内側端部とにおいて終わる金属ワイヤーの少なくも１本の線状部材を有すること、
   第１のビードの内側端部が第２のビードの内側端部と実質的に軸方向で揃い、
   第１のビードの渦巻きの方向が第２のビードの渦巻きの方向と反対であり、各線状部材の内側端部と外側端部とが円周方向で重なった関係で終わる
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。

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