JPH0359844B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は空気タイヤと車輪リムの組立体に関
する。 走行中かじ取力とそれに伴なう車輪リムとそれ
に取付けられたタイヤの間の路面発明力の伝達は
リムビードシート上補強タイヤビードの係合によ
り作用される。従つて、この目的のためリムビー
ドシート上にタイヤビードを保持するのが肝要で
あり、従来の空気と車輪リムの組立体において、
リムビードシートはテーパー状で且つ空気膨張圧
力によりタイヤビードをテーパーに押圧し、それ
によつてタイヤビードはリムビードシート上に、
内側空気圧力と伸張不能のビード補強材の下のタ
イヤビードのエラストマー材料の圧縮により生ず
る摩擦抑制の組合せによつて保持される。それに
よつて得られたビードの保持は組立体が通常走行
圧力で作動される時許容しうるとしても、タイヤ
の膨脹が不十分で、内側空気圧力により備えられ
るビード保持に対する寄与が少ない状態では、一
つ又は両方のタイヤビードがそのビードシートか
ら外れる事があり、特に側方かじ取力が付与され
た際生じやすく、かじ取力の効果的伝達が減退し
又は妨げられて、その結果車両制御を損なう。更
にウエル基台車輪リムの場合、タイヤが車輪リム
から完全に分離する事があり、車両や乗員に重大
な結果を持たらす事もある。 ビードの離脱の問題を解決するのに多くの提案
がなされたにもかかわらず、ウエルフイラ、ビー
ドスペーサ等のような別の構成部品なしに従来の
技術を用いて、修理又は交換のためタイヤの取付
け及び取外しができるウエル付き一体車輪リムの
利点を有する組立体は、本願出願人による英国特
許第1584553号及び特開昭56−124503号明細書に
はじめて示されたもので、そこにおいては車輪リ
ムはタイヤビードに係合する保持手段を含み、路
面発生力でタイヤビードの保持手段周囲の回転が
タイヤビードのトーの圧縮を増加し、ビード補強
体の張力を増加してビードシートにタイヤビード
を保持する反作用力を生じ、それによつてタイヤ
ビードがビードシートをテーパーを下降させる傾
向を克服するようにしてある。 英国特許第1584553号及び特開昭56−124503号
明細書に記載された型の組立体はタイヤの膨張が
小さい時のみならず、完全に収縮している時、即
わちパンクの後に生ずるようなゼロタイヤ圧の時
もビードを保持し、それにより従来の組立体より
も安全性について重要な改良を備えるものであ
り、本発明は英国特許第1584553号及び英国特許
第8038966号明細書に記載された組立体の改良に
関し、組立体の性能を更に改善し、且つ人任意に
得るべきタイヤビードの寸法を小さくできるよう
にするものである。 本発明によれば、空気タイヤがほぼ収縮状態で
も車輪リム上の位置から外れることなく作動可能
である該空気タイヤと一体部片よりなる車輪リム
との組立体が提供される。前記タイヤは各縁をそ
れぞれ一対の側壁の一つに連結したトレツド部分
を有し、各側壁はその半径内方縁を環状のタイヤ
ビードにて終結しており、該タイヤビードの少く
とも一つはタイヤの取付けを可能とすべく半径方
向に十分変形可能な補強体で補強されている。前
記車輪リムはタイヤビードの各１つが着座する軸
方向に間隔をおいた一対のビードシートを有し、
各ビードシートは車輪リムの回転軸に対して軸方
向および半径方向外側にテーパーづけられ、その
軸方向外縁を各タイヤビードを保持するフランジ
で終結している。ビードシートに隣接して各ビー
ドシートの延長したトーを収容する溝からなるビ
ード保持手段が設けられ、路面発生力の作用の下
で該ビード保持手段まわりにおけるタイヤビード
の回転がタイヤビードをビードシートに保持する
ように作用する。前記補強体は8.5N・m²より大
きい軸方向こわさ係数Ｋを有し、該係数Ｋは次式 １／Ｋ＝0.233／El_X＋0.0189／Ｃ で表され、 ここで、El_Xは車軸に垂直な第１の軸（Ｘ）ま
わりにおける補強体の屈曲による曲げこわさであ
り、Ｃは第１の軸（Ｘ）に垂直でありかつ車軸に
平行な第３の軸（Ｙ）に垂直である第２の軸
（Ｚ）まわりにおける補強体のねじりこわさであ
ることを特徴とする。 本発明による組立体は、路面発生力の作用の下
でビード保持手段すなわち溝まわりにおけるタイ
ヤビードの回転がタイヤビードをビードシートに
保持するように作用する。すなわち、路面との接
触部よりタイヤに側方力が加わると、タイヤビー
ドは溝に収容されたトーの先端を中心としてビー
ドシートより離れるように回転するが、補強体は
実質的に非伸張性であるため半径を拡大すること
なく車軸の内方に移動する。その結果、補強体と
トー先端との間の距離が縮少してトーの延長部を
圧縮し、その反作用力が補強体が元来有するビー
ド保持力に加つてビード保持力を増す。このた
め、タイヤビードのトー延長部は相当の剛性を有
する。 補強体の軸方向こわさ係数Ｋは好ましくは
9.0N・m²より大きく、さらに好ましくは20.0N・
m²より大きい。該係数Ｋの測定については後に詳
細に説明する。 一体部片よりなる車輪リムのビードシートに隣
接して設けた溝内に収容されたトーを有するタイ
ヤビード内に、8.5N・m²より大きい軸方向こわ
さ係数をもつタイヤビード補強体を使用すること
により、タイヤに側方力が加わつた場合、延長し
たトーの先端まわりにおけるタイヤビードの回転
は、周方向で考えると、路面接触部分に対応する
タイヤビードの部分よりもかなり大きな範囲に亘
つて起る。この結果、タイヤビードのトーの増大
した圧縮により生じた反作用力は、路面接触部分
に対応したタイヤビード部分のみにおけるよりも
より大きな周方向に亘るタイヤビード部分に作用
する。その結果、ビードが部分的に変形すること
がなく、ビードの保持が改善される。 すなわち、上述したように、タイヤビード補強
体は実質的に非伸張性であるため、タイヤに側方
力が加わつた場合、タイヤビード補強体は溝又は
トー先端まわりに回転し車軸の内方に移動するに
つれトーを圧縮し、それにより生じた反作用力に
よりタイヤビードの保持力が増大する。この場
合、本発明のようにタイヤビード補強体が大きな
軸方向こわさを有すると、路面接触部分に対応し
たタイヤビード部分のみならずより大きな周方向
部分に亘つて反作用力を生ずるためタイヤビード
の保持力が改善される。 非変形ビード補強体の一つの型は好ましくは金
属の、中実又は中空で押出しにより成形されるフ
ープを備えている。この型の適当なビード補強体
は英国特許第1597657号及び英国特願第8220277号
及び第8220276号明細書に記載されているもので
ある。非変形ビード補強体の他の型は殆ど伸張不
能のストリツプ材料、例えば金属ストリツプの重
層で形成された組立体を含む。ストリツプ材料は
平坦でも、屈曲してもよく、連続するターンが互
いに群を形成する。この型の適当なビード補強体
は英国特許第1042861号及び米国特許第4321957号
明細書に記載されたものである。然しながら、更
に好ましくは、非変形ビード補強体はその間の相
互の運動を妨げるように構成された一つ又はそれ
以上のワイヤのターンにより形成された組立体を
含んでいる。好ましくは、ワイヤは非円形横断面
をしている。この型の適当なビード補強体が英国
特許第1467490号及び第1593797号、英国特願第
8005619号（公告第2043558号）及び米国特許第
4290471号明細書に示されている。 上記の非変形ビード補強体の使用によりビード
保持が改良されたばかりでなく、この改良により
これまでよりも使用横断面面積の小さいビード補
強体で十分な大きさになる事が分つた。この事は
多くの利点を有する。先ず、ビード補強体の材料
の量が少なくなり、次にタイヤビードの全体的大
きさが減り、両方共コストの節約になると共に、
タイヤビードの重さの縮少に貢献する。 ビード保持手段は英国特許第1584553号に記載
された如く、リムの中一つ又は両方のビードシー
トに隣接して環状みぞを含み、その中に関連タイ
ヤビードの軸方向且つ半径方向内側に延長するト
ーが位置している。或いは保持手段は英国特願第
8038966号に記載される如く、一つ又は両方のビ
ードシートにほぼ連続する環状受面を含み、関連
タイヤビードのトーに係合するようにしてもよ
い。 次に添付の図を参照して、本発明の幾つかの実
施例を単に例としてより詳細に説明する。 先ず、第１図を参照して、空気タイヤ１と一体
部材車輪リム２の組立体が示されており、そこに
おいて車輪リム２はタイヤ取付ウエル４により分
離され、半径方向外側に向いたビード保持フラン
ジ５に終端する一対の軸方向に間隔をおいたテー
パー状リムビードシート３を有し、タイヤ１は各
側縁を一対の側壁７の一つに連結した補強トレツ
ド６を有し、各側壁はその内縁を個々のビードシ
ート３上に位置した補強タイヤビード８に終端し
ている。ビード保持手段９は各タイヤビードに対
して備えられ、かつリム２に各ビードシート３に
隣接して形成された個々の周辺延長みぞ１０を含
み、この中に半径方向且つ軸方向内方に延長する
トー１１が位置している。上記のようなタイヤと
車輪リムの組立体は英国特許第1584553号の主体
を形成しており、本発明の組立体の構造と作動に
ついての情報を提供する。 第２図から第６図を参照して、ここには５つの
異なる非変形タイヤビード補強体２０，２１，２
２，２３及び２４の構造が示されている。 ビード補強体２０と２１はほぼ同様で、各矩形
断面（３mm×1.5mm）のワイヤ２５と２６を互い
に隣接して巻き、密に詰まつた３×３（ストラン
ド×ターン）の平行四辺形横断面構造を形成す
る。補強体２０の連続ターンの対応するワイヤの
側縁は垂直に並べられ、一方補強体２１連続ター
ンの対応するワイヤの側縁は軸方向に少し位置ず
れしている。 ビード補強体２２は台形断面のワイヤ２７から
構成され、互いに隣接して巻いて、密に詰まつた
３×３（ストランド×ターン）の平行四辺形横断
面の構造を形成する。連続するターンの対応する
ワイヤの側縁は軸方向に少し位置ずれしている。 ビード補強体２３は高張力鋼ストリツプの六つ
の重層らせん巻きターン２８を含む。ストリツプ
は屈曲輪郭をなし、凸状側は半径方向の最も内側
で、連続ターンは一つが他の内部に留まるように
なつて、ターンが互いに軸方向に移動する傾向が
ないようにしてある。 ビード補強体２４は内側斜め補強リブ３０を有
する正方形断面の管状金属フープ２９を含む。 各ビード補強体２０，２１，２２は非円形断面
のワイヤのみから形成され（即わち個々の巻線を
分離するゴムがない）非常に高い固有の安定性を
有し、使用時個々の巻線は固定されてその間の相
互の運動を妨げる。それら同様、円心状の金属ス
トリツプ集合ターン２８からなるビード補強体２
３の管状フープ２９からなるビード補強体２４も
高い固有の安定性を有する。その結果補強体２
０，２１，２２，２３及び２４は軸方向には殆ど
変形しないが、それと直角の半径方向には十分な
可撓性を有し、その通常の円形輪郭から楕円輪郭
に変化して取付けウエルを用いての一体部片車輪
リムに対するタイヤの取付けを可能にする。 次に第７図及び第８図を参照するとクリールビ
ード補強体３１とケーブルビード補強部材３２が
示されている。クリールビード補強部材３１は矩
形断面をなし、ゴムで被覆した円形断面（直径
0.965mm）のワイヤ３３を含み、ワイヤ３３は互
いに隣接して巻きつけて、６層×６列（ストラン
ド×ターン）構造を形成する。個々のワイヤはエ
ラストマー（第７図に斜線で示す）に埋設されて
互いに分離され、ワイヤが相互に運動できるよう
にする。その結果クリールビード補強体は軸方向
に上記のビード補強体２０，２１，２２，２３及
び２４のいずれより大きい程度に変形可能であ
る。ケーブルビード補強体３２は円形横断面（直
径6.6mm）で中央ワイヤ3.4（直径３mm）と、中央
ワイヤ周囲を囲む８つの外側ワイヤ３５（直径
1.8mm）を含み、（１×３）＋（８×1.8）構造を形
成している。外側ワイヤ３５は中央ワイヤ３４周
囲を回転す事ができる。その結果ケーブルビード
補強体は上記のビード補強体２０，２１，２２，
２３及び２４のいずれよりも大きい程度に軸方向
に変形可能である。 タイヤビード補強体の軸方向変形に対する抵抗
は軸方向こわさ係数Ｋにより表わされる。次に二
つの相対する点４１，４２でクランプされた半径
Ｒのタイヤビード補強体４０を示す第９図を参照
してＫと測定を説明する。クランプされた補強体
がクランプされた点４１、４２の間の中間点４３
にｙ方向に与えられた力Ｐを受けると、屈曲平面
度又は軸方向変位Ｓが生じ、Ｓは補強体の二つの
性質、即わちＸ軸周囲の屈曲による曲げこわさ
（E1_x）とＺ軸周囲のねじりこわさ(C)の関数であ
る。これらの性質及びＲ、Ｐ及びＳの間の関係は Ｓ＝PR³（0.233／E1_x＋0.0189／Ｃ）(1) 又は PR³／Ｓ＝１／（0.233／E1_x＋0.0189／Ｃ）(2) で示す事ができる。 E1_x及びＣはビード構造に依存し、Ｐ、Ｒ及び
Ｓを測定する事により、所定の構造の軸方向こわ
さ係数ＫはＫ＝PR³／Ｓ、或は１／Ｋ＝0.233／E1_X＋0.0
189／Ｃ で表される。 次の表は第３図に示した型（変形不能）のビー
ド補強材および第７図及び第８図に示した型（変
形可能）のビード補強材を各々組込んだ２つの型
第１図の組立体が前輪外側すなわち右側Ｊターン
テストにおける左側又は近い側又はその逆に取付
けた時の二つの組立体の取外し作用とビード補強
体の軸方向こわさ係数Ｋを比較するものである。
Ｊターンテストは一定速度での直線走行と次の全
かじ取りロツクの突然の付与を含む。テストは
0psi膨脹圧力、即わち完全収縮状態のタイヤを用
い、速度を16Km／ｈから８Km／ｈの間隔で増加し
てタイヤが外れるまで行われた。

【表】 これらの結果を比較すると、一定のタイヤサイ
ズで第３図に示した型の非変形型タイヤビード補
強体を含む本発明による組立体の取外し作用が第
７図及び第８図に示された型の変形可能のクリー
ル又はケーブルを含む組立体のものよりも相当よ
い事がわかる。この改良は本発明による組立体の
ビード補強体のより高い軸方向こわさ係数Ｋに一
致し、それによつて取外し作用の改良が得られた
と考えられる。なお、上記実施例ではタイヤビー
ド補強体をタイヤビードの双方に設けたが、タイ
ヤに加わる側方力は主にタイヤの外側にかかるた
め、本発明によるタイヤビード補強体はタイヤビ
ードの一方に設ければ十分である。

【図面の簡単な説明】

第１図は英国特許第1584553号明細書に示され
たビード保持手段を含むタイヤと車輪リムの組立
体の図式的横断面輪郭を示す図、第２図から第６
図までは非変形タイヤビード補強体の５つの構造
を示す横断面図、第７図及び第８図は変形可能タ
イヤビード補強体の二つの構造を示す横断面図、
第９図はタイヤビード補強体の軸方向こわさ係数
Ｋを決定するテスト法を示す図である。 １……空気タイヤ、２……車輪リム、３……ビ
ードシート、６……トレツド部分、７……側壁、
８……タイヤビード、９……ビード保持手段、１
０……みぞ、２０，２１，２２，２３，２４……
非変形ビード補強体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気タイヤ１がほぼ収縮状態でも車輪リム２
   上の位置から外れることなく作動可能である該空
   気タイヤ１と一体部片よりなる車輪リム２との組
   立体であつて、前記タイヤ１は各縁をそれぞれ一
   対の側壁７の一つに連結したトレツド部分６を有
   し、各側壁７はその半径内方縁を環状のタイヤビ
   ード８にて連結しており、該タイヤビード８の少
   くとも一つはタイヤの取付けを可能とすべく半径
   方向に十分変形可能な補強体２０，２１，２２，
   ２３，２４で補強されており、前記車輪リム２は
   タイヤビード８の各１つが着座する軸方向に間隔
   をおいた一対のビードシート３を有し、各ビード
   シート３は車輪リムの回転軸に対して軸方向およ
   び半径方向外側にテーパーづけられ、その軸方向
   外縁を各タイヤビードを保持するフランジ５で終
   結しており、ビードシートに隣接して各タイヤビ
   ード８を延長したトー１１を収容する溝からなる
   ビード保持手段９が設けられ、路面発生力の作用
   の下で該ビード保持手段９まわりにおけるタイヤ
   ビード８の回転がタイヤビード８をビードシート
   ３に保持するように作用する該組立体において、
   前記補強体２０，２１，２２，２３，２４は
   8.5N・m²より大きい軸方向こわさ係数Ｋを有し、
   該係数Ｋは次式 １／Ｋ＝0.233／El_X＋0.0189／Ｃ で表わされ、 ここで、El_Xは車軸に垂直な第１の軸（Ｘ）ま
   わりにおける補強体の屈曲による曲げこわさであ
   り、Ｃは第１の軸（Ｘ）に垂直でありかつ車軸に
   平行な第３の軸（Ｙ）に垂直である第２の軸
   （Ｚ）まわりにおける補強体のねじりこわさであ
   ることを特徴のする組立体。 ２ 前記タイヤビード８の各々が8.5N・m²より
   大きい軸方向こわさ係数Ｋをもつ補強体２０，２
   １，２２，２３，２４を有する第１項の組立体。 ３ 前記補強体２０，２１，２２，２３，２４が
   9.0N・m²より大きい軸方向こわさ係数Ｋをもつ
   第１項または第２項の組立体。 ４ 前記補強体２０，２１，２２，２３，２４が
   20.0N・m²より大きい軸方向こわさ係数Ｋをもつ
   第１項、第２項、第３項のいずれか１つによる組
   立体。 ５ 前記補強体２０，２１，２２，２３，２４が
   金属フープよりなる第１項から第４項のいずれか
   １つによる組立体。 ５ 前記金属フープ２０，２１，２２，２３，２
   ４が押出しにより成形された第５項の組立体。 ７ 前記補強体２０，２１，２２，２３，２４が
   非円形断面の少くとも一本のワイヤ２５，２６，
   ２７のターンにより形成された組立体の含む第１
   項から第４項のいずれか１つによる組立体 ８ 前記少くとも一本のワイヤ２５，２６，２７
   が台形または矩形の横断面をもつ第７項の組立
   体。 ９ 前記補強体２３がほとんど伸長不能のストリ
   ツプ材料よりなる重層ターン２８により形成され
   た組立体を含み、各ターンは湾曲または屈曲した
   輪郭をもつ第１項から第４項のいずれか１つによ
   る組立体。