JP4030868B2 - ビードにおけるよりも側壁に多数のカーカス層が設けられたタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明はタイヤに関し、より詳しくは、収縮状態でも連続走行できる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
（背景技術）
空気入りランフラット・タイヤ（pneumatic runflat tires）、すなわち通常は膨張状態で走行するが、一定距離ならば収縮状態でも走行可能な空気入りタイヤについて、種々のタイヤ構造が提案されている。これらのタイヤ構造は、一般に、各ビードに配置された１つ以上のビードワイヤの回りでターンアップされ、ビードワイヤの回りに幅広の曲線部分を形成する１つ以上のラジアルカーカスで形成されている。このような構造の直接的結果は、ビードワイヤの回りに巻くため、カーカス経路が、ビードワイヤと側壁の軸線方向最内方部分との間で自動的にビードワイヤの半径方向内方を通り、次にビードワイヤの下を通ってビードの軸線方向外方ゾーンに導かれる構成である。このような経路は、広範囲の形状を得ることができない設計者にとって、フレキシビリティを制限するものである。カーカスのこのような円形すなわち曲線経路は、大きい体積を占めてしまう。
【０００３】
収縮状態で所望の走行可能性を得るため、これらの多くのタイヤは更に、カーカス同士の間、またはカーカスとタイヤの内側ライナとの間に付加ゴム層を介在させることにより補強されかつ厚くされた側壁を使用している。
また、収縮状態走行中に、ランフラット・タイヤがリム上に座合した状態を保持できるようにするため、収縮したビードの適正な保持ができることも重要である。
このため、例えば機械的なビードロック、特殊なリムプロファイル、または細長い断面形状をもつビードワイヤ束の使用を含む多くの解決法が提案されている。細長いビードワイヤ束は、カーカス内に発生する張力に耐えるようにカーカスをビード内に係止させる機能、および収縮状態走行中にビードをリムシート上に保持する機能の両機能を有している。この両機能は、設計上の妥協を必要とする。
【０００４】
米国特許第５ ６６０ ６５６号には、カーカスの両側に配置される円形補強ワイヤまたはコードを用いてビード部分内に係止されたカーカスを備えたタイヤが開示されている。このようなタイヤは、ビードワイヤの回りにターンアップ部分を使用する必要がない。しかしながら、この米国特許は、タイヤの側壁部分におけるよりもビード部分に多数のカーカス層が設けられたタイヤを提案している。
【０００５】
（発明の開示）
本発明は、タイヤの各側でビード内に係止されるカーカス構造体を有し、各ビードは、タイヤの設計装着リム（design mounting rim）上に装着されることを意図したベースを備え、各ビードは側壁部分により半径方向上方に延長されており、補強された頂部を有し、前記側壁部分は前記頂部を結合し、前記ビードは更に、前記カーカス構造体をビード内に係止するための係止ゾーンを備えているタイヤにおいて、前記カーカス構造体は、ビードの係止ゾーン内に少なくとも１つの周方向コード整合体を有し、該周方向コード整合体は側壁部分内で少なくとも２つの周方向コード整合体に徐々に分れ、２つの周方向コード整合体の間にはランフラット補強部材が配置されており、前記ランフラット補強部材は前記２つの周方向整合体のコードと直接接触していることを特徴とするタイヤを提供する。
【０００６】
タイヤの側壁部分内でのカーカス構造体をこのように分割することにより、カーカスコードの最適廃棄が可能になる。ビード内では係止が適当なものとなり、側壁内では、２つのカーカス層は、これらの間にランフラット補強部材の挿入を可能にして、ハンドリングおよび耐久性等のランフラット性能を向上させることができる。ランフラットインサートと隣接する２つのカーカス層のコードとが直接接触することにより、カーカス構造体の機械的特性に優れた均一性を付与し、これにより０−ｐｓｉ性能（0-psi performance）に優れた耐久性が得られる。この構造は、製造に必要なゴム配合物の数を最少にできるため、簡単化される。
【０００７】
好ましくは、前記係止ゾーンには、前記カーカス構造体に少なくとも部分的に隣接する少なくとも１つの第一ビード補強体と、ビード内にカーカス構造体を係止するための、ビード補強体およびカーカス構造体と協働するエラストマ材料とが設けられる。前記ビード補強体は、カーカス構造体の少なくとも一方の側で該カーカス構造体に軸線方向に隣接する少なくとも１つの実質的に周方向のコードを有していることが有利である。
【０００８】
カーカス構造体とビード補強体とのこの形式の協働は、多くの点で設計上のフレキシビリティを与える。また、このような係止ゾーンはコンパクトでかつ非常に強靭である。
このような構成は、タイヤの膨張状態または収縮状態で走行中にカーカスに生じる張力を低減させることができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、カーカス構造体は、タイヤの頂部に単一の周方向整合体を有している。この構成は、タイヤの頂部の厚さを制限する上で有利である。このようなタイヤは、重量および転がり抵抗を低減させ、かつ膨張状態時および収縮状態時の性能を改善できる。
【００１０】
本発明はまた、タイヤの各側でビード内に係止されるカーカス構造体を有し、各ビードは、タイヤの設計装着リム上に装着されることを意図したベースを備え、各ビードは側壁部分により半径方向上方に延長されており、補強された頂部を有し、前記側壁部分は前記頂部を結合し、前記ビードは更に、前記カーカス構造体をビード内に係止するための係止ゾーンを備えているタイヤにおいて、前記カーカス構造体は、ビードの係止ゾーン内に少なくとも１つの周方向コード整合体を有し、該周方向コード整合体は側壁部分内で少なくとも２つの周方向コード整合体に徐々に分れ、前記カーカス構造体はタイヤの頂部に単一の周方向整合体を有していることを特徴とするタイヤを提供する。
【００１１】
（発明を実施するための最良の形態）
「軸線」および「軸線方向」とは、タイヤの回転軸線に対して平行な線または方向を意味するものである。
「半径方向（ラジアル）」および「半径方向に」とは、タイヤの回転軸線に対して半径方向に向かう方向または離れる方向を意味する。
「軸線方向に対して形成される角度」とは、タイヤの内側から軸線方向および半径方向外方に測定した角度を意味し、この角度は０〜１８０°の間にある。
【００１２】
本発明のタイヤはビード１を有し、該ビード１には、特に、タイヤの設計装着リムに嵌合できるシート１２が設けられている。ビード１は、側壁１３へと実質的に半径方向に延びている。頂部１１には、既知の形式の補強層を有している。
【００１３】
タイヤは、ビードからビードへと延びているカーカス構造体５を有し、該構造体５は、例えば頂部１１の実質的に中央部において、２つの半構造体の間にギャップを残している。カーカス構造体５の半径方向最内方部分は、ビード１の係止ゾーン２に終端している。有利なことは、カーカス構造体がビードコアまたは他のビード補強体の回りにターンアップされないことである。すなわち、カーカス構造体のプロファイルを定める各軸線方向座標は、各半径方向位置について、赤道の半径方向位置より小さいユニークな半径方向位置を有している。カーカス構造体は、ビード補強体３によりビード部分内に係止されている。このような補強体の好ましい実施形態はコード構造体４を有する。該コード構造体４には、実質的に周方向に配向されたコードが設けられており、該コードは、カーカス構造体の少なくとも一方の側でカーカス構造体に軸線方向に隣接している。この場合、ビード部分における「係止される（anchored）」とは、コード構造体が、伝統的なビードコアの回りに巻かれるのではなく、カーカス構造体に軸線方向横に接着されることにより、タイヤの膨張状態または収縮状態での使用中にカーカス構造体内に生じる張力に抵抗することを意味する。
【００１４】
係止ゾーン４の機械的特性は、高弾性係数をもつ弾性ビード充填剤の使用により最適化される。
【００１５】
本願に援用するHerbelleau等の米国特許第５，６６０，６５６号には、ビード部分内でのカーカス層の他の係止すなわち配置方法が開示されている。
【００１６】
図１は本発明の第一実施形態を示し、この実施形態では、カーカス構造体５が、タイヤの或る部分内に１つ以上のカーカス層を有している。このカーカス構造体５は、頂部１１に、コードの１つの周方向整合体を有している。タイヤの側壁部分１３では、カーカス構造体５が、ラジアルコードからなる２つの周方向コード整合体５１、５２に分割されている。これらの２つの周方向コード整合体は、互いに軸線方向に徐々に離れるように配置されている。ビード内では、２つの周方向コード整合体５１、５２が結合されて、共通の周方向コード整合体５を形成している。従って、ビード１内では、単一の周方向コード整合体が存在する。
【００１７】
このカーカス構造体は非常に可撓性に富み、かつカーカスコードを最も有効な位置に配置することができる。例えば、カーカス層５２のコード密度を、カーカス層５１のカーカスコード密度より大きくするのが有利である。外側カーカス層のコードは、膨張状態および収縮状態での走行時に、高張力応力歪みサイクルを受ける。これらのコードは、これらの高張力サイクルを支持するように良く設計されており、これに応じてコード数が定められる。内側カーカス層のコードは、収縮走行状態で、圧縮応力歪みサイクルを受ける。この場合、これらの圧縮応力を支持すべく首尾良く設計されるのはゴム配合物である。コード数は多くする必要はない。また、頂部でのカーカス構造体の厚さは制限できるし、ビード部分での適当な係止も可能である。カーカス構造体５の係止は、周方向コードからなる２つのワインディング４１、４２により達成され、これらのワインディングは、高弾性係数のゴム配合物を介在させることにより、カーカス構造体の周方向コード整合体に軸線方向に隣接する。
【００１８】
側壁内では、ランフラット・インサート９２を、カーカス層５１と５２の間に配置するのが有利である。また、優れた０−ｐｓｉ性能（0-psi performance）を得るため、タイヤのカーカス構造体５とタイヤ内側面との間にランフラット・インサート９１を配置する。これらのランフラット・インサートは、隣接カーカス層のコードと直接接触するのが好ましい。このことは、ランフラット・インサートを構成するゴム配合物がコードの外周面の少なくとも一部と密接すること、およびタイヤ製造中に、通常の小さい弾性係数のクッションゴム配合物が全く使用されないことを意味する。従って、側壁構造体は、収縮走行時でも優れた耐久性を有する。
【００１９】
図２は本発明の第二実施形態を示し、この実施形態では、カーカス構造体５が、頂部１１内に、１つの周方向コード整合体を有している。タイヤの側壁部分１３では、カーカス構造体５が、ラジアルコードからなる３つの周方向コード整合体５１１、５１２、５２に分割されている。これらの３つのコード整合体は、互いに軸線方向に徐々に離れるように配置されている。ビード１内では、コード５１１、５１２の２つの周方向整合体が結合されて、共通の周方向コード整合体５１を形成している。従って、ビード１内では、２つの周方向コード整合体５１、５２が存在する。
【００２０】
カーカス層５２のコードの密度は、カーカス層５１１、５１２のカーカスコード密度より大きいことが有利である。この構造により、頂部１１内のカーカス構造体の厚さを制限できかつビード部分内に適当な係止を行なうことができる。カーカス構造体５の係止は、周方向のコードの３つのワインディング４１、４２、４３により達成され、これらのワインディングは、高弾性係数のゴム層を介在させて、カーカス構造体の２つの周方向コード整合体５１、５２に軸線方向に隣接している。
【００２１】
０−ｐｓｉ性能を向上させるには、側壁内には、カーカス層５１２、５２の間にもう１つのランフラット・インサート９３を配置するのが有利である。ランフラット・インサートは、第二実施形態におけるように、隣接カーカス層のコードに直接接触するのが好ましい。
【００２２】
図３は、第二実施形態のビード１のラジアルコードおよび周方向コードの構造を示す。係止ゾーンでは、軸線方向外方に向かって、順次、第一周方向ワインディング４１と、第一周方向コード整合体５１と、第二周方向ワインディング４２と、第二周方向コード整合体５２と、第一周方向ワインディング４３とが設けられる。係止ゾーン２の半径方向外方では、第一周方向コード整合体５１が２つの周方向コード整合体５１１、５１２に分割されている。図面を明瞭化するため、この図面にはゴム配合物が示されていない。これらの全てのコードは、少なくとも係止ゾーンでは、高弾性係数のゴム配合物内に埋入される。このゴム配合物は７０以上のショアＡ硬度を有することが好ましい。
図３に示す全てのカーカスコードは周方向シフト位置に配置され、これにより、カーカスコードがタイヤの頂部で単一の周方向コード整合体を形成することができる。これにより、頂部の厚さを最小にできる。
【００２３】
例えば図１および図２の実施形態に示すように、カーカス構造体５には、実質的な直線部分６が設けられている。この部分６は、係止ゾーン２と遷移ゾーン８との間に延びている。直線部分６の全体的方向は、ビード１の軸線方向内方部分から壁の半径方向外方かつ軸線方向外方部分に向かって僅かに傾斜しているのが好ましい。
【００２４】
３次元で考察すると、カーカス構造体５は、係止ゾーン２と側壁部分に沿う遷移ゾーン８との間で截頭円錐状をなしている。
【００２５】
前記実質的な直線部分６の長さは、タイヤ側壁の高さＨの２５〜７５％が好ましく、最も好ましくは高さＨの４０％である。タイヤ側壁の高さＨは、図１に示すように、係止ゾーンの底部すなわち半径方向内方部分から、頂部の補強体層のベースすなわち半径方向内方部分まで延びている半径方向直線の長さである。
【００２６】
遷移ゾーン８は、実質的な直線部分６より半径方向外方の、カーカス経路が方向すなわち形状を変える部分に実質的に一致する。遷移ゾーン８の半径方向外方で、カーカスには、遷移ゾーン８から頂部１１の軸線方向外方部分まで延びている第二部分７が設けられている。遷移ゾーン８の始点は、タイヤ側壁の高さＨの２５〜７５％が好ましく、最も好ましくは、高さＨの約４０％である。
遷移ゾーン８は、好ましくは、実質的な直線部分６と第二部分７との間に位置して、カーカスのこれらの両部分６、７を連結する実質的な曲線部分からなる。小さい半径は、カーカス経路の方向変換を小さい領域内に集中させることができる。
遷移ゾーン８では、カーカス構造体５はもはや直線状ではなく、むしろ曲線状である。このゾーン８から頂部ゾーンにかけて、カーカス構造体５は、遷移ゾーン８からタイヤ頂部１１に向かって軸線方向内方かつ半径方向外方に配向されて、第二部分すなわち頂壁部分７を形成するような全体的形状および方向を有している。
【００２７】
好ましくは図１に示すように、第二部分７は、中心線１４に関して壁の外方部分に位置する。第二部分７は、実施形態に基いて、カーカス構造体が妨げられることがないように頂部１１まで延びている。
【００２８】
図１および図２に示す実施形態では、頂側壁部分７は、大きい半径をもつ実質的な曲線プロファイルを有している。頂側壁部分７は、遷移ゾーン８と頂部１１の境界部との間で実質的な直線プロファイルを有している。
実際には、タイヤ側壁のこの上方セクションでは、第一直線部分と同様に、カーカス構造体の経路をタイヤ側壁厚および幾何学的形状に適合させることも有利である。側壁のプロファイルによっては、カーカス構造体５の実質的な直線部分の比率を曲線経路に比べて幾分長くするのが好ましいこともある。
【００２９】
前述のように、本発明のタイヤは、好ましくは、側壁の軸線方向内方部分に設けられるランフラット・インサート９１を有している。このインサート９１は実質的に気密性を有するのが有利である。かなり厚いランフラット・インサートを使用する場合には、効率的な不透過性が得られる。このような構成にすれば、側壁部分の大きい部分に内側ライナを設ける必要がない。実質的に厚いランフラット・インサートにより、適正な不透過性が得られる。これにより、ブチルベースの内側ライナのような実質的な気密性を有する内側ライナ１０を、プロファイルの限定部分、例えば頂部に沿って使用し、頂部を拡散（diffusion）から保護することが可能になる。
【００３０】
図１および図２に示す実施形態では、係止ゾーン２は実質的に傾斜している。ゾーン２の全体的方向は、ビードの半径方向内方かつ軸線方向内方の部分から、ビードの半径方向外方かつ軸線方向外方の部分に向かって僅かに傾斜していることが好ましい。軸線方向平面に対して測定した角度αは、係止ゾーン２内に埋入されたカーカス構造体の内側部分の傾斜を示す。この傾斜は、１１０〜１４０°の間が有利であり、好ましくは１２０〜１３０°の間にある。コード構造体４の協働コードは、実質的に同じ角度を形成するように配置すなわち整合させるのが好ましい。
【００３１】
傾斜係止ゾーンすなわち係止ゾーン２内のカーカス経路の傾斜部分を備えたこのような構造は、カーカス構造体の直線部分６に対して実質的に整合した係止ゾーンの全体的経路を形成できる。かくして、係止ゾーンの半径方向外方ゾーンの伝統的な湾曲カーカス部分は、図２に示すように短縮または押圧される。この傾斜ゾーンは、タイヤが収縮した場合に、優れたビード保持レベルを与える。また、カーカス構造体５を、中心線１４に対して軸線方向外方に配置することもできる。図１および図２に示すように、係止ゾーン２の半径方向外方で、カーカス経路は側壁の軸線方向外方部分にある。
【００３２】
補強コードをできる限り正確に位置決めするには、剛性支持体例えば内部キャビティの形状を付与する剛性コア上でタイヤを製造するのが非常に有利である。最終位置に直接配置されるタイヤの全ての構成要素は、任意の製造瞬間での成形を受けることなく、最終構成に必要とされる順序で前記剛性コア上に適用される。この場合には、タイヤは、米国特許第４，８９５，６９２号において説明された方法で成形および加硫することができる。
【００３３】
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、上記教示から、当業者には種々の変更を行なうことは明白であろう。従って、そのような変更は、特許請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるランフラット・タイヤの回転軸線を通る子午面に沿う断面図であり、タイヤのビードおよび頂部内に１つのカーカス層を備えかつ側壁内に２つのカーカス層を備えている側壁およびビード部分を示すものである。
【図２】 本発明の第二実施形態によるランフラット・タイヤの断面図であり、タイヤの側壁内に３つのカーカス層を備え、ビード内に２つのカーカス層を備えかつ頂部内に１つのカーカス層を備えている側壁およびビード部分を示すものである。
【図３】 本発明の第二実施形態によるランフラット・タイヤのビード部分の斜視図であり、第一および第二カーカス層の共通周方向配置を示すものである。

Claims (5)

1. タイヤの各側でビード内に係止されるカーカス構造体を有し、各ビードは、タイヤの設計装着リム上に装着されることを意図したベースを備え、各ビードは側壁部分により半径方向上方に延長されており、補強された頂部を有し、前記側壁部分は前記頂部を結合し、前記ビードは更に、前記カーカス構造体をビード内に係止するための係止ゾーンを備えているタイヤにおいて、前記カーカス構造体は、ビードの係止ゾーン内に少なくとも１つの周方向コード整合体を有し、該周方向コード整合体は側壁部分内で少なくとも２つの周方向コード整合体に徐々に分れ、２つの周方向コード整合体の間にはランフラット補強部材が配置されていることを特徴とするタイヤ。
2. 前記カーカス構造体は、タイヤの頂部に単一の周方向コード整合体を有していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記ランフラット補強部材は前記２つの周方向コード整合体のコードと直接接触していることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
4. 前記係止ゾーンには、前記カーカス構造体に少なくとも部分的に隣接した少なくとも１つの第一ビード補強体と、該ビード補強体およびカーカス構造体と協働するエラストマ材料とが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に項記載のタイヤ。
5. 前記ビード補強体は、カーカス構造体の少なくとも一方の側で該カーカス構造体に軸線方向に隣接する少なくとも１つの実質的に周方向のコードを有していることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ。

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