JPH07164835A - ラジアルプライ空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤのビード部分に独特な表面を持たせ、
タイヤを従来より少ない力でリムに装着させ、かつリム
に対しタイヤの固着性を優れたものにする。 【構成】 タイヤの各ビードのヒールとトーの間にある
第一の環状表面およびヒールから半径方向外側に伸びる
第二の環状表面を有し、第一の環状表面はタイヤがリム
に装着され常圧に膨らまされた時、設計リムのビードシ
ートに接触され、均一な偏平化となるように設計され、
第一の環状表面はタイヤが装着されビードが設計リム幅
に等間隔な距離Ｄを軸方向に取り、タイヤ軸との角度β
はビードシートとタイヤの軸の間で作られる角度より
０．５度乃至３度大きい範囲にあり、より好ましくは
１．５度とする。第二の環状表面はタイヤ装着、常圧膨
張時、設計リムの環状フランジに接触するように設計さ
れ、回転軸に垂直である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気入りラジアルプライ
空気入りタイヤに関し、特に設計上のタイヤとリムの相
互関係に関する。

【０００２】

【従来の技術】歴史的にはチューブレスタイヤの導入に
伴い、設計上のリムに対するタイヤの各ビ−ド部分の適
合性は重要性を増している。この適合性は車両走行中に
おけるタイヤ内空気の密封性とリムに対する安全な密着
性を確かなものにしている。

【０００３】典型的なリムはタイヤビードの接触帯域を
限定するビードシートとリムフランジを持っており、タ
イヤビードはビードヒール（外端部）とビードトー（内
端部）の間にビードシートに接触するリム上部の組み合
わせ部となる環状表面を持っている。ビードはまたビー
ドヒールの半径方向外側の環状表面を持っており、タイ
ヤが装着されリムの上で膨ませられた時にこの環状表面
はリムフランジに接触する。

【０００４】従来の技術では円筒状あるいは非常に僅か
円錐形状のビードシートを有するリムの使用が知られて
いる。代表的なものとしては、ビードシートはタイヤの
回転軸に対し５度の角度だけ傾斜しており、固有の適合
性を保証するために、タイヤビ−ドはタイヤの回転軸に
対し同じく５度の傾斜の環状表面を持ち、各ビードはビ
ードシートより僅かに小さな直径を持っており、したが
って組み立てに当たって割合に簡単な作業が行われた。
このような従来技術のタイヤは図６に示される。

【０００５】その後の技術開発で、トーと環状の抗張材
の間にあるタイヤの半径方向の一番内側の可撓性トー部
分はビードシートより約５度大きめの傾斜表面で構成さ
れ、この角度の変化により作られ、付加された部分はタ
イヤの密封を容易にした。この従来技術は図６（Ｂ）な
らびに図６（Ｃ）に示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術によるタイヤ
はビードヒールの半径方向外側に向かうビードの表面を
持っている。この表面は理想的にはリムフランジと接触
するべきで、この軸方向の２つのリムフランジと半径方
向外側に向かう表面は車軸に対し約９０度配向されてい
る。前記表面の部分はタイヤがその表面全般に亘って膨
らまされた時に減圧状態となり、本質的にリムフランジ
に接触しタイヤをリムに固定する。

【０００７】従来技術による各タイヤは本質的にビード
の形状と配向を決めるのに、ビードの可撓性トー部分と
なる点を除き、ビードシートとフランジの配向に依存し
ていた。驚くべきことに、従来技術によるタイヤビード
設計はリムに対しあまり理想的な適合性のあるものとは
言えず、特にＪ型リムのリムフランジ部分についてそう
であることが分かっている。これらの公知の技術は、ビ
ードヒールの半径方向外側に向かう表面はリムフランジ
に強固に接触する表面であると思われていた。事実、接
線方向のＸ線はこのフランジ表面のある部分がリムとの
間に隙間を作っており、したがってタイヤをリムに強固
に密着するには役立ってないことを示している。

【０００８】本発明の目的はタイヤがリムに接触する独
特のビード表面を持つことによって、より低いサイドウ
ォールの剛性と、優れたローリングレジスタンスと、改
善された快適さを持つタイヤを提供することで、すなわ
ち、本発明によるタイヤがリムに装着した時に低いビー
ドシートへの装着力を均一に示し、なおかつリムに対す
るタイヤの優れた固着性を示すことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のラジアルプライ
空気入りタイヤは、回転軸と、環状抗張材を含む一対の
軸方向に間隔をおいたビ−ドと、各ビードの環状抗張材
の間に伸びる少なくとも一つのラジアルプライと、前記
各ビードがヒール部と、ビードシートを含む設計リムと
嵌合するように設計されたトー部と、タイヤが製造され
る地方により決められる工業標準で特定される設計リム
幅を有するラジアルプライ空気入りタイヤにおいて、各
ビードのヒールとトーの間にある第一の環状表面と、各
ビードのヒールから半径方向外側に向かう第二の環状表
面を有することを特徴としている。第一の環状表面は、
タイヤが組み込まれ常圧に膨らまされた時に、設計リム
のビードシートに接触する。タイヤが組み込まれない時
は、第一の環状表面はタイヤの軸と平均角度βを形成
し、この時各ビードは設計リム幅と等しい距離Ｄだけ軸
方向に間隔を有している。前記設計リム幅Ｄは最小推奨
リム幅と最大推奨リム幅の合計の半分に決められいる。
前記平均角度βは少なくとも０．５度から３度の範囲
で、かつ設計リムと嵌合するビードシートとタイヤの軸
のなす角度より大きい角度である。第二の環状表面はタ
イヤが組み込まれ常圧に膨らまされた時に設計リムの環
状フランジ部に接触する。各ビードが設計リム幅と等し
い距離Ｄだけ軸方向に間隔を置いている時に、タイヤが
組み込まれてない第二の環状表面は、回転軸に対し垂直
である。

【００１０】各ビードが設計リム幅である時に、第一の
環状表面の一部は、タイヤ軸に対し垂直でかつ環状抗張
材の中心を通る面Ｃと環状抗張材の軸方向外側に正接か
つタイヤの回転軸に垂直な面Ｔの間に配置されている。

【００１１】前記角度βは回転軸に対し平行な線と５．
５度と８度の範囲にある。最も適当な角度βは、設計リ
ムのビードシートと軸に対し平行な線との角度より約
６．５度大きい。

【００１２】第一の環状表面は面Ｔと面Ｓの間において
角度β配向されていることが理想的である。前記面Ｓは
環状抗張材の軸方向内側に正接し、かつタイヤの回転軸
に垂直な面である。

【００１３】角度β配向したビードシートを持ち、かつ
５度のビードシート面と組み合わされる時に、平坦に作
られた環状抗張材を使用しているタイヤは一般的に抗張
材とビードシートの間の材料に均一な圧縮力を生ずる。
この均一な圧縮力は同時にタイヤとリムの間に優れた固
着性を生じ、タイヤに対し必要とする低くかつ均一なビ
ード装着力を持つようにするものである。

【００１４】具体例では、第一の環状表面は角度βだけ
傾斜し面Ｔの軸方向外側に広がっている。第一の環状表
面はヒールに交差し、このヒールは単一の曲率半径を持
つ。このヒールの曲率は軸方向に半径方向外側に展開し
第二の環状表面に正接する。第二の環状表面は半径方向
外側に展開し、回転軸に対し垂直に第三の環状表面に展
開する。前記第三の環状表面は、設計リムフランジの極
率半径と等しいかまたはより大きい単一の極率半径Ｒを
有している。

【００１５】

【作用】本発明のラジアルプライ空気入りタイヤは、各
ビードのヒールとトーの間にある第一の環状表面と、各
ビードのヒールから半径方向外側に向かう第二の環状表
面を有する。

【００１６】第一の環状表面は、タイヤが組み込まれ常
圧に膨らまされた時に、設計リムのビードシートに接触
する。タイヤが組み込まれない時は、第一の環状表面は
タイヤの軸と平均角度βを形成し、各ビードは設計リム
幅と等しい距離Ｄだけ軸方向に間隔を有している。

【００１７】第二の環状表面は、タイヤが組み込まれ常
圧に膨らまされた時に、設計リムの環状フランジに接触
する。各ビードが設計リム幅と等しい距離Ｄだけ軸方向
に間隔を置いている時に、タイヤが組み込まれていない
第二の環状表面は、回転軸に対し垂直である。

【００１８】各ビードが設計リム幅である時に、第一の
環状表面は、環状抗張材の軸方向外側に正接し、かつタ
イヤの回転軸に垂直な面Ｔと、環状抗張材の軸方向内側
に正接し、かつタイヤの回転軸に垂直な面Ｓの間におい
て角度β配向されている。

【００１９】角度β配向したビードシートを持ち、かつ
５度のビードシート面を有する設計リムと組み合わされ
る時に、平坦に作られた環状抗張材を使用しているタイ
ヤは一般的に抗張材とビードシートの間の材料に均一な
圧縮力を生ずる。この均一な圧縮力は同時にタイヤとリ
ムの間に優れた固着性を生じ、タイヤに対し必要とする
低く、かつ均一なビード装着力を持つようにする。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明するが、
説明に際して使用する用語の定義を以下に示す。

【００２１】タイヤの“偏平比”はその断面幅（ＳＷ）
に対する断面高さ（ＳＨ）の比率にパーセント表示のた
めに１００パーセントを掛けたものである。

【００２２】“アキシャル”と“アキシャリイ”はタイ
ヤの回転軸に平行な線または方向を意味する。

【００２３】“ビード”はプライコードで包み込まれ、
かつ設計リムに適合するように形作られた環状抗張材を
構成するタイヤの一部であり、ひれ状、チップ状、舌
状、トーガード状、もみ殻状の補強材で、含むものとそ
うでないものがある。

【００２４】“ベルト構造”または“補強用ベルト”は
有織あるいは不織の平行なコードの少なくとも２つの環
状層またはプライを意味し、トレッドの下地となり、ビ
ードに固定されず、タイヤの赤道面に対し１７度乃至２
７度の範囲にある左右のコード角度を持っている。

【００２５】“カーカス”はベルト構造とトレッドとア
ンダートレッドとパイル上のサイドウォールゴムを除く
ビードを含むタイヤの構造である。

【００２６】“円周の”は軸方向に垂直な環状トレッド
の表面の周囲に沿った線または方向を意味する。

【００２７】“コード”はタイヤの中のプライを構成す
る一種の補強撚線を意味する。

【００２８】“設計リム”は規定の外形と幅を持つリム
を意味する。前記規定のために、設計リムと設計リム幅
はタイヤが生産される地域に有効な産業規格で決められ
る。例えば、アメリカ合衆国ではタイヤおよびリム協
会、欧州ではリムは欧州タイヤおよびリム技術機構の標
準書で規定される。そして設計リムは標準測定リムと同
義語である。日本での標準化組織は日本自動車タイヤ協
会である。

【００２９】“設計リム幅”はリムフランジ間に規定さ
れた軸方向距離を意味する。この規定のために、設計リ
ム幅（Ｄ）は専用の産業標準で（最小推奨リム幅と最大
リム幅）／２ときめられる。

【００３０】“赤道面（ＥＰ）”はタイヤの回転軸に垂
直な面を意味し、そのトレッドの中心を通る。

【００３１】“内側ライナー”はチューブレスタイヤの
内側表面を作り、膨脹性流体をタイヤ内部に包み込む弾
性体またはその他の材料による層または層類を意味す
る。

【００３２】“通常膨脹圧”は特定設計膨脹圧ならびに
タイヤ使用条件に対する専門の標準化組織によって指定
された荷重に関するものである。

【００３３】“通常荷重”は特定設計膨脹圧ならびにタ
イヤ使用条件に対する専門の標準化組織によって指定さ
れた荷重に関するものである。

【００３４】“プライ”はゴムが被覆された平行コード
の連続層を意味する。

【００３５】“ラジアル”または“ラジアリイ”はタイ
ヤの回転軸に向うか、または離れるようになる半径上の
方向を意味する。

【００３６】“ラジアルプライ空気入りタイヤ”はベル
トを付けたか、または円周方向に拘束された空気入りタ
イヤであり、ビードからビードに伸びるプライコードが
タイヤの赤道面に対し６５度乃至９０度のコード角に並
べられたものを意味する。

【００３７】“断面高さ”（ＳＨ）はタイヤの赤道面で
公称リム直径からタイヤの外周直径までの半径上の距離
を意味する。

【００３８】“断面幅”（ＳＷ）はタイヤを常圧で膨ら
ました直後および２４時間後でかつ荷重をかけず、ラベ
リングや装飾あるいは保護バンドによる影響を除いた時
のタイヤの軸に平行でかつそのサイドウオールの外側間
の最大直線距離を意味する。“シャープ直径”はビード
シートあるいは一番目の表面に正接して伸びる線とビー
ドフランジまたは二番目の表面に正接して伸びる線の交
差により規定される軸をとおりタイヤを半径方向に計っ
た直径を意味する。

【００３９】“ショルダー”はトレッド端直下のサイド
ウォールの上部を意味し、かどを形成する。

【００４０】“サイドウォール”はタイヤのトレッドと
ビードの間の部分を意味する。

【００４１】“トレッド幅”は軸方向、即ちタイヤの回
転軸を通過する面におけるトレッド表面の円弧の長さを
意味する。

【００４２】次に、本発明のラジアルプライ空気入りタ
イヤの実施例について図面を参照して、具体的に説明す
る。

【００４３】図１に本発明により製造されたタイヤの断
面図が示され、詳細な実施例としてタイヤ３０は低偏平
比の乗用車用タイヤである。図に示されているように、
各ビード３３は軸方向規定の設計リム幅と等しい距離
（Ｄ）間隔を置いている。

【００４４】タイヤ３０は両ショルダー３２でその横方
向の両端が終端する対地接触トレッド３１を有す。半径
方向外側のサイドウォール２１はショルダー３２から始
まり環状で拡大できない環状抗張材３５を有するビード
３３に達している。タイヤ３０は、更に環状抗張材３５
から始まりサイドウォール２１と、トレッド３１と、対
面するサイドウォール２１を通り、対面する環状抗張材
３５に達するカーカス補強部材３６を有する。カーカス
補強部材３６の両上向き端３８は環状抗張材３５をほぼ
包み込んでいる。図に示されているように、ビード３３
はカーカス補強部材３６および環状抗張材３５をほぼ包
み込むチッパー４１を有する。タイヤ３０は、若しタイ
ヤをチューブレスタイヤとする場合には、タイヤ内部円
周面を形成する通常の内部ライナー３７を有する。

【００４５】トレッド３１の下方でカーカス補強部材３
６の半径方向外側表面に円周方向に置かれているのはト
レッド補強用のベルト補強材３９である。実際の例とし
て、ベルト補強材３９は二つのシングルカットとベルト
プライのコードがタイヤの赤道面に対し１７度乃至２５
度の角度範囲に配向した構造となっている。一つのベル
トのコードは赤道面に対して他のベルトとは反対向きに
配置される。しかし、ベルト補強材３９は任意の数と形
のベルトプライとコードでもよく、また任意の角度で配
置してもよい。

【００４６】カーカス補強部材３６は各々平行なコード
の層からなる少なくとも一つの補強プライ構造を持ち、
カーカス補強部材３６の各コードはタイヤ３０の赤道面
ＥＰに対し少なくとも７５度には配向されている。カー
カスを補強する各コードはゴム製品用のコード補強材と
して通常使われるいかなる材料でも良く、例えばこれに
限定されることなくレーヨン、ナイロンあるいはポリエ
ステルが使われる。カーカス補強部材３６は、環状抗張
材３５をほぼ包み込み、タイヤの断面高さの約２０乃至
５０パーセントに達する、カーカス補強部材３６の両上
向き端３８を有する。

【００４７】タイヤ３０はリムに装着し膨らませる前に
は金型により与えられた形に保たれているが、リムに装
着後はタイヤのビード部の勾配はリムにより決められ
る。

【００４８】ビード３３はビードトー２２Ａとビードヒ
ール２２Ｂの間に位置する第一の環状表面２３有し、こ
の第一の環状表面は各ビード３３が距離Ｄの間隔に置か
れたときに角度βに傾けられる。距離Ｄは設計リム幅あ
るいは成型されたビード幅として定義される。この仕様
目的のため、設計リム幅（Ｄ）はリムフランジ間を半径
上で計った最大と最小のリム幅の平均と規定されてい
る。設計リム幅の範囲はタイヤの製造された場所で認め
られる産業標準により決められる。例えばアメリカ合衆
国では１４インチから１６インチ直径の“Ｊ”型リムの
推奨されるリム幅としてタイヤおよびリム協会標準では
２２５／５５Ｒ１６タイヤに対する幅の範囲として６．
５乃至８．０インチが決められている。それ故、ここで
は設計リム幅は２２５／５５Ｒ１６タイヤに対し７．２
５インチとする。異なったビード幅で成型されたタイヤ
は当然異なるビード表面配向を有するが、各ビードが定
義された距離Ｄの間隔を置くときには、表面の配向は本
発明の特徴を生かす範囲にとどまる。

【００４９】ビード３３はビードヒール２２Ｂから半径
方向外側に伸びる第二の環状表面２４を有する。第二の
環状表面２４は各ビードが定義された距離Ｄの間隔を置
くときに、好ましくは回転軸に垂直に配向される。第二
の環状表面２４の延長は湾曲した第三の環状表面２５と
なる。第三の環状表面２５は第二の環状表面２４から好
ましくは単一の極率半径Ｒ１をもって接線方向に伸び
る。極率Ｒ１は設計リムフランジの極率に少なくとも等
しいかあるいは大きめである。極率Ｒ１は、１４インチ
あるいは１６インチの“Ｊ”型リム用タイヤの通常直径
に対するものより、好ましくは半径方向で公称直径より
約０．３７５インチ上に中心がくるように決められる。
この位置決めは、タイヤが設計リムに装着され膨らまさ
れた時には、第三の表面２５を半径方向にリムフランジ
に正接または外側方向におかれるようにする。

【００５０】図４（Ａ）に示す実施例では、サイドウォ
ール１２１の下部は第三の環状表面に正接し、かつ第三
の環状表面は半径方向外側に伸びている。

【００５１】図２に設計リム４０が示されている。設計
リム４０は回転軸に対し角度β_R 傾くビードシート４２
と、角度α_R が回転軸に対して公称垂直である面と角度
α_R配向するフランジ４４を有する。図に示めされるよ
うに前記β_R は公称５度である。フランジ４４とビード
ーシート４２の間で、リムはＲ_R1の極率半径を持つ。リ
ムフランジの半径方向外側の部分で、フランジの表面は
Ｒ_R2の極率半径を持つ。

【００５２】図６（Ａ）は、通常の従来技術による、各
ビ−ドが環状抗張材１５を持つ一対のビ−ド１３と、環
状抗張材１５をおおよそ包み込みかつ伸びる補強プライ
１６と、半径方向外側のトレッド１１と、ベルト補強材
１９と、トレッド１１から各ビード１３に伸びる一対の
サイドウォール６を有するタイヤ１０を示す。図に示さ
れているように、設計リム幅Ｄの間隔が置かれている
時、各ビード１３はビードヒール２とビードトー１の間
に展開する環状表面３を有し、環状表面３は約５度の角
度β_R だけ配向するかリムビードシート４２と同一の配
向となる。なお、従来技術によるタイヤは図示されてい
るように、半径方向外側に展開する環状表面４を有し、
環状表面４はビードヒール２から伸びて回転軸に対し９
０度配向されている。

【００５３】図６（Ｂ）は第２の従来技術によるタイヤ
１３０が示されており、ビ−ドに環状抗張材１３５のあ
る一対のビ−ド１３３と、環状抗張材１３５をおおよそ
包み込みかつ伸びる補強プライ１３６と、半径方向外側
のトレッド１３１と、ベルト補強材１３９と、トレッド
１３１から各ビード１３３に伸びる一対のサイドウォー
ル１２１を有している。図６（Ｃ）に示されているよう
に、設計リム幅Ｄの間隔を置いている時、各ビード１３
３はビードヒール１２２Ｂとビードトー１２２Ａの間に
展開する第一の環状表面１２３を有する。第一の環状表
面１２３はビード１３３の軸中心に軸方向に並ぶビード
ヒール１２２Ｂから点Ｃに伸びる第一の部分１２３Ａを
有し、第一の部分１２３Ａは回転軸に対し５度配向され
ている。第一の環状表面１２３は更に第一の部分１２３
Ａから伸びる第二の部分１２３Ｂを有し、第二の部分１
２３Ｂは軸に対し１０．５度傾斜している。第二の部分
１２３Ｂは半径方向内向きに湾曲した第三の部分１２３
Ｃに伸び、第三の部分１２３Ｃはトーに近接しＲ３の極
率半径を持つ。第一の環状表面１２３の３つの部分とビ
ードヒール１２２Ｂの半径方向の内側表面はビードシー
ト表面を構成する。従来技術によるタイヤ１３０のビー
ド１３３は更に半径方向外側に展開する第二の環状表面
１２４を有し、第二の環状表面１２４はビードヒール１
２２Ｂから伸び、タイヤ１３０の軸に対し垂直に配向さ
れる。湾曲した第三の環状表面は第二の環状表面１２４
から下部サイドウォール２２１Ｂに伸びる。第三の環状
表面は単一の極率半径Ｒ１を持つ。ビードトー１２２Ａ
と第一の部分１２３Ａの間に増加する勾配がある複合第
一の環状表面１２３はタイヤ１３０のリム４０に対する
気密性および固着性を増大するように設計されていた。
角度勾配の増大、特にビード抗張材の直接半径方向内側
に対する増大はビード１３３とリム４０の間の材料の圧
縮率により組み立てが大いに変動することを意味する。
製造工程での通常の許容差からみて、前記圧縮された材
料の変動はビードの装着力に広く影響し、かつタイヤの
装着の不均一性の原因ともなる。

【００５４】図３の拡大された図に示されているよう
に、本発明により製造されたビード３３は軸方向に設計
リム幅Ｄと同じ間隔をおいて位置決めされている。軸方
向外側のビードヒール２２Ｂと内側のビードトー２２Ａ
の間の表面は第一の環状表面２３である。第一の環状表
面２３はタイヤ３０の回転軸に平行な線に対し角度βだ
け傾斜している。角度βは好ましくは５．５度から８度
の範囲に、より好ましくは６度から７度の範囲にある。
５度のβ_R 傾斜角を持つリム４０に装着した時は、βと
β_R 間の角度の変動差は０．５度から３度より少なく、
約１．５度の角度の変動差が好ましい。

【００５５】前記角度の変動に加え、本発明によるタイ
ヤ３０はビードヒール２２Ｂの半径方向外側の第二の環
状表面２４を有し、第二の環状表面２４はタイヤ３０が
装着され常圧に膨らまされた時に設計リム４０の環状の
フランジ４４に接触する。第二の環状表面２４は回転軸
に対する垂直面に角度αだけ傾斜している。言いかえれ
ば、角度αは第一の環状表面の角度βとリムの配向角度
β_R との角度差に実質的に等しい。このことは角度αは
垂直面Ｐから０度から３度より少ない範囲に、好ましく
は０度から１．５度垂直面から傾斜させることができる
ことを意味する。

【００５６】ビード表面を精密に計測するためには、タ
イヤの規定リム幅であるビード３３を持つ未装着で未膨
張のタイヤ３０の使用が推奨される。ビード上の隣り合
う２つの参照点が同じ横断面上の２つの点に決められ、
第一の点はビードトー２２Ａに、第二の点は第二の表面
のいずれかの点にすることが勧められている。タイヤの
回転軸から一定距離を計ることにより、参照線は回転軸
に対し平行にすることができる。ほどよく寸法的に安定
なタイヤビードは２つの参照点が同じ平面の横断面にタ
イヤから切り取られることができる。参照線を再度決め
ることにより、２つの参照点が参照線上の正確な半径方
向距離に位置付られる時に、設計リム幅のビードを有す
る環状表面の傾斜が決定される。参照線は回転軸に置か
れるか、または回転軸に平行な任意の線で、軸と２つの
参照点の間にある平面に置かれるかの何れかに注意すべ
きである。

【００５７】参照寸法が再度決められたのち、第一の環
状表面２３と第二の環状表面２４の正確な配向が測定さ
れる。この測定方法はビードの断面を拡大し、より正確
な測定を容易にするコンパレーター（比較機）を使うこ
とでさらに改善される。この測定方法は公知のものであ
りタイヤのような弾性を有する複合体においても非常に
正確な測定となる。

【００５８】図７（Ａ）には、設計リム４０に装着され
膨らまされた従来技術によるタイヤが示されている。拡
大図７（Ｂ）はビードとリムへの適合状態を示してい
る。点Ａはタイヤのトーであり、点Ｄはフランジに接触
するビード部の半径上の一番外側の表面を示す。点Ａと
点Ｄの間の環状表面部分は従来技術のタイヤで得られる
最大のリム接触面である。図に見られるように点Ｃと点
Ｂの間の面はタイヤビードとリムの隙間部分である。こ
のことはリムとタイヤの固着が最高の条件でも１００パ
ーセントでないことを意味する。

【００５９】図４（Ａ）と図４（Ｂ）は本発明によるタ
イヤである。タイヤは点Ａから点Ｄまで実質的に隙間無
しに適合されている。

【００６０】公称タイヤ直径を与えられたタイヤはリム
設計幅の範囲にあるリムに適合可能でなければならな
い。図７（Ａ）と図７（Ｂ）に示される比較のための標
準となる従来技術によるタイヤは２２５／５５Ｒ１６で
つくられている。前記標準タイヤは８．０インチ成型ビ
ード幅で成型されている。前記タイヤは今後ビード直径
と称する１６．１４インチの環状抗張材３５の内径を持
っている。シャープ直径は１５．９０８インチである。
同様に本発明による実験タイヤが作られ、２２５／５５
Ｒ１６実験タイヤは７．２５インチの成型リム幅または
成型ビード幅、１５．９２３インチのシャープ直径１
６．１８インチのビード直径を有している。

【００６１】回転軸との角度５度のビードシートを持つ
通常の“Ｊ”型リムに標準タイヤと実験タイヤが装着さ
れた。リム幅は１インチ増量で６インチから９インチの
間にある。各タイヤとリムの組み立て体に対して、接線
方向のＸ線が、各タイヤの両側面の１８０度離れた点で
当てられ、この４ケ所における間隙はＸ線フィルムから
測られ、隙間の平均が計算されている。結果は表１に示
される。

【００６２】

【表１】 この結果はヒール半径とリムヒール半径の隙間である
“Ｈ”で示されない限り第二の表面とリムフランジの軸
方向の隙間である。本発明で全ての隙間を除こうとした
のにもかかわらず、極く僅かな表面部分が残ることと堅
いビードがリム幅の全体にわたってリム輪郭に適合する
ことが不可能なことからヒール半径における隙間の存在
は認めざるを得なかった。 表１から容易にわかるよう
に、従来技術による標準タイヤは６インチと、７インチ
および８インチのリムについてリムフランジに沿って隙
間があり、かつ９インチサイズのリム幅ではヒール面に
隙間がある。それにひきかえ、本発明の方法で製造され
た実験タイヤはリムフランジ面に隙間を示さず、８イン
チと９インチのリム幅のものにつきビードヒール半径面
に僅かな隙間を示すのみである。成型されたビード幅の
変更と共にビードのかたちの変更がタイヤとリムの適合
性を改良したと思われる。ビード直径の増大とシャープ
直径の変更は適合性にとって重要と思われるが、後でも
述べるようにビードシート力と圧縮化の均一性がより重
要なものと思われる。

【００６３】従来技術によるタイヤ１３０と他の市販タ
イヤで適合性が悪いと思われる要因はリム幅が成型され
たビード幅と異なること、ならびにビードの湾曲した第
三の表面１２５がリムフランジの湾曲した部分に接触す
ることにあり、これは特に軸方向にリム幅がタイヤの成
型されたビード幅より小さい時に問題となる。その場合
第三の表面１２５の湾曲は事実半径方向に低くなり図７
（Ａ）に示されるように先ず点Ｃのフランジの湾曲のと
ころでリムフランジと接触する。このことはビード全体
を軸方向内側に押しやり、表１の表に記載されているよ
うに隙間を作り出す。それにひきかえ、本発明では軸方
向内側への移動を最小限にするように成型設計のリム幅
を有し、ビードの形状は湾曲した第三の部分２５が第二
の表面２４から展開し、第三の表面２５の極率半径が推
奨された幅の範囲にわたり設計リムフランジの極率に等
しいかまたは大きくなるように半径上外側に十分に隙間
をとっている。これら寸法上の条件で湾曲はビードを軸
方向内側に押しやることができず従来技術によるタイヤ
に示されるように第二の環状表面に沿って隙間をつくり
だす。

【００６４】図８と図５は、従来技術によるタイヤ１３
０のビード１３３の一部と本発明のタイヤ３０のビード
３３の一部を、二点鎖線で示される設計リム４０と共
に、実線で図示するものである。図面におけるビード環
状抗張材３５は矩形の断面を有する。図中の面Ｔは環状
抗張材３５の軸方向外側部分を示し、面Ｓは環状抗張材
３５の軸方向内側部分を示し、各面は環状抗張材と軸方
向内側と外側で正接しタイヤ軸に対しては垂直になる。
ビードの環状抗張材３５は鋼の繊維を環状に層に包み込
んで形成される、公知の技術ではストラップビードとし
て知られる。図示されている環状抗張材３５の半径方向
内面はタイヤの回転軸に平行な水平面である。これにひ
きかえ、環状抗張材は六角形、四角形、あるいは半径方
向の内側平坦部あるいは水平表面を持つ他の断面を持つ
ことができる。

【００６５】図８および図５に示されるように、従来技
術のタイヤ１３０およびに本発明のタイヤ３０は設計リ
ムのビードシート４２の直径とタイヤのビード３３、１
３３の間に締め代を有し、図示されたこの締め代材料は
動くか圧縮されなければならない。環状抗張材が実質的
に伸張し得ないものであることは前記材料部材がビード
３３の半径方向内側に直接圧縮されざるを得ないことを
意味する。

【００６６】表２および表３に技術計算による表が示さ
れている。従来技術のタイヤおよび本発明のタイヤが１
４インチ公称直径“Ｊ”型リムに適合するように設計さ
れた時、圧縮される材料に劇的なパーセント差のあるこ
とを示している。

【００６７】

【表２】 表２に示されるように従来技術によるタイヤは場所Ｂ，
ＣならびにＤでそれぞれ２１．５パーセント、２５．３
パーセントならびに２８．５パーセントの材料パーセン
ト圧縮率を示す。７パーセントの差が示され、この差は
タイヤをリムに装着した時にビードを装着するに必要な
力に大いに影響する。理想的な状態はパーセント圧縮率
が場所Ｂ，ＣならびにＤで一定である時に示されると信
じられる。平均パーセントで割った時７パーセントの範
囲は材料の圧縮率として高低２８パーセントの変動範囲
を示す。

【００６８】

【表３】 表３に示されるように本発明によるタイヤで面Ｓと面Ｔ
の間で場所Ｂ，ＣおよびＤではでそれぞれ２１．２パー
セント、２１．４パーセントならびに２１．５パーセン
トの一般的に均一な材料半径方向圧縮率を示し、その差
は０．３パーセントである。この小さなパーセント変化
はビードをリムに装着するに必要な膨脹圧力が劇的に減
らされることを後の表に示す。理想的とは言えない一定
のパーセント圧縮率で、平均で割ったパーセント材料圧
縮率の０．３パーセントの変動は高低間で１．５パーセ
ント圧縮率パーセント範囲の変動を生ずる。タイヤ３０
がその設計リムに装着された時は面Ｓと面Ｔの間のパー
セント圧縮率の変動は１パーセントか中間あるいは平均
の圧縮率より少ない。好ましくは、ビードのパーセント
圧縮率は面Ｓと面Ｔの間で２２パーセントより少ない。

【００６９】この改善された圧縮率の均一化の影響は表
４ならびに表５に見ることができる。表４ならびに表５
材料の圧縮率変動の影響をグラフで示す。

【００７０】

【表４】 表４においては２２５／６０Ｒ１６標準タイヤが本発明
の方法により製造された２２５／６０Ｒ１６実験タイヤ
と比較されている。各タイヤは１６．１４インチのビー
ド直径を有し、標準タイヤは理想値を超え、ここでは実
験タイヤより僅かな勾配を有し理想値より僅か低めであ
る。このことは実験タイヤのビードを装着する力が標準
タイヤより低いことを意味する。

【００７１】

【表５】 理想的には標準タイヤは１６．０インチ公称直径のリム
のものにビードを装着するのに２５００ニュートンある
いは５５０ポンドを必要とする。表５の従来技術による
２２５／６０Ｒ１６標準タイヤは１６．１４インチのビ
ード直径と１５．９０８インチの公称シャープ直径を有
し、約−０．０１５インチ（−４ミリメートル）の点で
その曲線は理想値を横切る。公称シャープ直径では必要
とする力は約３３００ニュートンである。二点鎖線で囲
まれる四角の範囲は公称シャープ直径に相応するビード
変位に対する力の許容範囲を決めている。理想的には、
前記曲線はその許容範囲の公称シャープ直径の垂直線部
を横切るべきである。

【００７２】２２５／６０Ｒ１６標準タイヤは表５に示
すように、傾斜は可なり大きめであり公称シャープ直径
は１５．９０８インチから０．０１５インチあるいは４
ミリメートル増大させなくてはならぬことが分かり、こ
の１５．９２３インチへの増大は理想的な力は新しい公
称シャープ直径に対する値になることを意味するであろ
う。

【００７３】表５では１６．１４インチのビード直径を
持つ従来技術による標準タイヤが本発明の方法で製造さ
れた４つの実験タイヤと比較されている。実験タイヤの
曲線は０．０１５インチ増大された公称シャープ直径を
有する。これに相当して、公称ビード直径は１６．１６
インチから１６．２２インチへ１インチの増大当たり
０．０２０インチ増加した。興味深いことには、１６．
１６インチ直径２２５／５５Ｒ１６実験タイヤは理想的
な２５００ニュートン力の線にその通り落ち着いてい
た。表５の下部５５偏平比のタイヤが表４の下部６０偏
平比のタイヤより固くなることは低偏平比のタイヤは僅
かながら大きなビード装着力を要することを説明してい
る。ビード直径１６．１６インチと、１６．１８インチ
および１６．２０インチのタイヤに関する各曲線は１
６．２２インチ実験タイヤがかなり離れているのに比較
しかなり接近していた。標準タイヤに比較し実験タイヤ
の曲線はそれぞれ緩やかな傾斜の力を示し、第一の環状
表面２３が好ましいβ角度の６．５度だけ傾斜している
時環状抗張材３５のもとで均一な圧縮されたものとな
る。

【００７４】重要なことは本発明を使用しビード直径を
１６．１８インチに変えた時、プラスマイナス０．０２
０インチ変動の公差はビード装着力を大きく変えること
なく吸収してしまうことができる。このことは本発明に
より製造されたタイヤは従来技術のタイヤのものと比較
しそれほど公差に敏感でないことを意味する。好ましく
は環状抗張材はタイヤが装着を意図されるリムの公称直
径より０．１４インチから０．２２インチ（３．５ミリ
メートルから５．６ミリメートル）範囲で大きい直径を
持つ半径方向内側表面を有する。

【００７５】当然、通常の従来技術の一つとしてビード
の直径を増大することはタイヤを装着する時ビードをリ
ムに装着する力が少なくてすむと思われているであろ
う。しかし、タイヤとリムの間の固着力の減少を生む結
果となるであろう。歴史的にはタイヤ技術者は従来のタ
イヤで明らかなように固着を最大にするためにタイヤと
リムの締め代を増加することを期待していた。本発明は
均一な圧縮によりより一層依存しかつリムとタイヤビー
ド表面の接触と固着を最大にする。

【００７６】

【表６】 表６は２２５／５５Ｒ１６従来技術タイヤ１３０はビー
ド装着に３９乃至４５ポンド／平方インチの力を必要と
することを示している。本発明のタイヤでは同じビード
の装着に２４乃至２５ポンド／平方インチの力を必要と
する。更に検討されることであるが、次いでタイヤはブ
レーキと加速試験でリムスリップの試験が行われた。従
来技術によるタイヤも本発明によるタイヤもリムスリッ
プは示されてない。

【００７７】タイヤとリムのスリップはビードの装着に
潤滑剤が使われた時はもっと厳格である。表７には図６
（Ｂ）の形状の従来技術によるビードと本発明の形状の
ビードを使用した場合のＰ２５５／６０Ｒ１６サイズタ
イヤが評価された表が示されている。この試験では、標
準タイヤと実験タイヤの両方の各ビードの直径は同一の
１６．１４インチである。タイヤ対リムのスリップの総
量は停止状態からスロットル全開加速とブレーキ時とに
ついて試験された。インチ当たりで測られたスリップは
３回の相次ぐ試験の合計値である。タイヤとリムはそれ
ぞれマークが付けられ試験後円周上のマーク間距離が測
られた。車輛の相対的な位置が表示され、右後方と、右
前方とが表示されている。加速試験では両後方タイヤは
後輪駆動車の常からも予想されるようによりスリップし
やすい。実験タイヤは後輪の位置では標準タイヤより遥
かに良好である。ブレーキ時スリップでは最悪スリップ
を示す。実験タイヤではまたスリップが少なかった。総
括的な結果として各タイヤの最悪の場合でも、実験タイ
ヤは少なくとも２０回少ないスリップを示し、タイヤと
リム接着が改善されたことを示している。

【００７８】

【表７】 固着が改善されると共に同時にビード装着力を少なくす
る、実験タイヤの形状は一般的に設計上の制限に反する
ものと考えられていた点を改善するものであった。

【００７９】

【表８】 表８にビード耐久試験の結果が示される。従来技術によ
る標準タイヤと本発明技術による実験タイヤが過大で過
酷な試験条件で試験された。本発明技術によるタイヤの
耐久力は約２５０パーセント改善されたものとなった。
標準タイヤは８、５００乃至１０、０００マイル範囲で
プライ端部剥離が始まったが、実験タイヤは２０、００
０乃至２５、０００マイル範囲でプライ端部剥離が始ま
った。通常の使用条件ではプライ端部剥離はタイヤの寿
命全般に影響する問題ではないが、この試験は本発明の
設計においては歪みはかなり少なくなるものであること
を示唆している。

【００８０】図１、図３、図４（Ａ）、図４（Ｂ）なら
びに図５に示されるように本発明によるタイヤはビード
トー２２Ａに近接する表面を持つ第一の環状表面と共に
示される、この表面はトーから軸方向に僅かの距離伸び
かつ回転軸に平行なものである。この好ましい実施例の
特徴はビードトー２２Ａの耐久性の改善にある。

【００８１】加うるに、ビードヒール２２Ｂは湾曲した
ヒール２２Ｂを短く面取りされた表面を含むように決め
られている。

【００８２】

【発明の効果】本発明のタイヤは、ビードの第一の表面
で均一な圧縮率により、ビードをリムに装着するに必要
な膨脹圧力を劇的に減らし、ビードの均一な圧縮力が、
タイヤとリムの間に優れた固着性を有しているので、リ
ムとタイヤビード表面の接触と固着が最大となる効果が
ある。

【００８３】更に、各種テスト結果からも、タイヤとリ
ムの固着が改善されたことを示し、タイヤの耐久力を約
２５０パーセント改善し、プライ端部剥離による歪みを
かなり減少することが示されているので、ビードの形状
も、従来のタイヤと比較して、固着を改善し、ビード装
着力を少なくする諸々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたタイヤの断面図であ
る。

【図２】標準設計リムの断面図である。

【図３】図１の２点鎖線範囲のビード部分の断面拡大図
である。

【図４】（Ａ）は本発明により製造されたタイヤの設計
リムに装着され膨らまされた状態の断面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）の２点鎖線範囲のビード部分の断面拡大
図である。

【図５】本発明により製造されたタイヤのビード部分の
断面拡大図である。

【図６】（Ａ）は第一の従来技術によるタイヤの断面
図、（Ｂ）は第二の従来技術によるタイヤの断面図、
（Ｃ）は（Ｂ）の２点鎖線範囲のビード部分の断面拡大
図である。

【図７】（Ａ）は従来技術によるタイヤの設計リムに装
着され膨らまされた図６（Ｂ）の断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の２点鎖線範囲のビード部分の断面拡大図であ
る。

【図８】従来技術によるタイヤのビード部分の断面拡大
図である。

【符号の説明】 １、２２Ａ、１２２Ａ ビードトー ２、２２Ｂ、１２２Ｂ ビードヒール ３、４ 環状表面 ６、２１、１２１ サイドウォール １０、３０、１３０ タイヤ １１、３１、１３１ トレッド １３、３３、１３３ ビード １５、３５、１３５ 環状抗張材 １６、１３６ 補強プライ １９、３９、１３９ ベルト補強材 ２３、１２３ 第一の環状表面 ２４、１２４ 第二の環状表面 ２５、１２５ 第三の環状表面 ３２ ショルダー ３６ カーカス補強部材 ３７ 内部ライナー ３８ 上向き端 ４０ 設計リム ４１ チッパー ４２ ビードシート ４４ フランジ １２３Ａ 第一の部分 １２３Ｂ 第二の部分 １２３Ｃ 第三の部分 １２５ 湾曲した第三の表面 ２２１Ｂ 下部サイドウォール Ｃ 環状抗張材の軸方向中心タイヤ軸に垂直な面 Ｄ 設計リム幅 Ｐ タイヤ軸に垂直な面 Ｓ 環状抗張材の軸方向内側タイヤ軸に垂直な面 Ｔ 環状抗張材の軸方向外側タイヤ軸に垂直な面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル デヴィッド カーチナー アメリカ合衆国、44312、オハイオ州、ア クロン、オーヴァールック ドライヴ 3463

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と、環状抗張材を含む一対の軸方向
   に間隔をおくビードと、前記ビードの環状抗張材の間に
   展開する少なくとも一つの半径方向のプライと、前記ビ
   ードがビードシートと設計リム幅Ｄを持つ前記設計リム
   と嵌合するように設計されたヒール部とトー部と、前記
   設計リム幅Ｄが最大推奨リム幅と最小推奨リム幅の合計
   の半分と定義され、前記リム幅がタイヤの製造される地
   方で有効な産業標準として規定されているリム幅を有す
   るラジアルプライ空気入りタイヤにおいて、 各ビードのヒールとトーの間にある第一の環状表面と、 ビードヒールから半径方向外側に展開する第二の環状表
   面とを有し、 第一の環状表面は、タイヤの非装着時に、各ビードが設
   計リム幅と同じ幅だけ軸方向に間隔をおいた時に、タイ
   ヤの軸と平均角度βを形成し、前記角度βは設計リムの
   ビードシートとタイヤの軸とでつくる角度より大きく、
   この角度が０．５度から３度より少ない範囲の平均角度
   βであり、タイヤが装着され常圧に膨らまされた時に設
   計リムのビードシートに接触し、 第二の環状表面は、タイヤが装着され常圧に膨らまされ
   た時に設計リムの環状フランジ部に接触することを特徴
   とするラジアルプライ空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】タイヤがリムに非装着状態の時、前記第二
   の環状表面が、 回転軸に垂直な面Ｐに０度以上３度より少ない範囲の角
   度αで傾斜している請求項１記載のラジアルプライ空気
   入りタイヤ。
3. 【請求項３】タイヤビードが設計リム幅である時、前記
   第一の環状表面の一部が、 タイヤの軸に垂直で環状抗張材の中心を通る面Ｃと、 環状抗張材の軸方向外側に正接しタイヤの回転軸に垂直
   な面Ｔの間にある請求項１記載のラジアルプライ空気入
   りタイヤ。
4. 【請求項４】前記角度βが、回転軸に平行な線に対し
   ５．５度以上８度より少ない範囲にある請求項１記載の
   ラジアルプライ空気入りタイヤ。
5. 【請求項５】前記第一表面の角度βが、設計リムの嵌合
   するビードシートとタイヤの軸に平行な線の間で形成さ
   れる角度よりほぼ１．５度大きい請求項４記載のラジア
   ルプライ空気入りタイヤ。
6. 【請求項６】前記角度αが、面Ｐに対し０度から１．５
   度の範囲にある請求項２記載のラジアルプライ空気入り
   タイヤ。
7. 【請求項７】各タイヤビードが設計リム幅Ｄである時
   に、前記第一の表面の一部が、環状抗張材の軸方向内側
   に正接しタイヤの回転軸に垂直な面Ｓと環状抗張材の軸
   方向外側に正接しタイヤの回転軸に垂直な面Ｔの間にあ
   る請求項３記載のラジアルプライ空気入りタイヤ。
8. 【請求項８】更に第三の環状表面を有し、 前記第三の環状表面は、第二の環状表面の延長であり、 タイヤが設計リムに装着され常圧に膨らまされた時に、
   前記第三の環状表面は、設計リムフランジの極率半径と
   等しいかまたはより大きい単一の極率半径Ｒを持ち、半
   径方向に正接するかリムフランジの外側にある請求項１
   記載のラジアルプライ空気入りタイヤ。
9. 【請求項９】前記環状抗張材が、タイヤに成型される前
   に、半径方向内側に平坦な表面を有する請求項３記載の
   ラジアルプライ空気入りタイヤ。
10. 【請求項１０】前記抗張材が、矩形の横断面を有する請
    求項９記載のラジアルプライ空気入りタイヤ。
11. 【請求項１１】前記抗張材が、六角形の横断面を有する
    請求項９記載のラジアルプライ空気入りタイヤ。
12. 【請求項１２】前記ビ−ドヒールが、単一の極率半径を
    持ち、かつ面Ｔの軸方向外側第一の環状表面に交差する
    請求項３記載のラジアルプライ空気入りタイヤ。
13. 【請求項１３】前記環状抗張材が、タイヤが装着される
    リムの公称リム直径より３．５乃至５．６ミリメートル
    の範囲内で大きい直径を持つ半径方向内面を有する請求
    項１記載のラジアルプライ空気入りタイヤ。
14. 【請求項１４】タイヤがその設計リムに装着される時
    に、ビードが、半径方向圧縮化の百分率として、面Ｔお
    よび面Ｓ間の第一の環状表面と前記抗張材の間でほぼ均
    一に半径方向に圧縮される請求項１３記載のラジアルプ
    ライ空気入りタイヤ。
15. 【請求項１５】タイヤがその設計リムに装着される時
    に、第一の環状表面と前記環状抗張材の間のビードが、
    半径方向面Ｓと面Ｔの間で直径方向に圧縮され、面Ｓと
    面Ｔの間の圧縮化の百分率の変動が、１パーセントまた
    はそれ以下となる請求項１３記載のラジアルプライ空気
    入りタイヤ。
16. 【請求項１６】前記ビード圧縮化の百分率が、面Ｓと面
    Ｔの間で２２パーセント以下である請求項１３記載のラ
    ジアルプライ空気入りタイヤ。