JPH0732824A - 空気入りタイヤ、および該空気入りタイヤを含むアセンブリ - Google Patents
空気入りタイヤ、および該空気入りタイヤを含むアセンブリInfo
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Abstract
かも耐久性、操作性、ころがり抵抗およびその他のタイ
ヤ特性を向上させる。 【構成】 空気タイヤのビード部におけるカーカスプラ
イ12の折返し部は、ビードコア11とトーガード18
との間にあり、かつタイヤの最大幅の断面に向かって相
当な距離にわたって延びている。ビードコア11は、ほ
ぼ5角形の径方向断面を持つ。トーガード18には、タ
イヤのトー部分を保護する、ゴム部材、可撓性織物部
材、または熱収縮性部材が含まれている。ビード部とタ
イヤのサイドウォール下部にあるカーカスプライ12の
両側には、エラストマー強化材20が配されることがあ
る。このような構成の空気入りタイヤは特定のリムに取
り付けられてもよい。
Description
ド部に関し、特に、特定のリムに据え付けられたとき、
5角形を成し、アペックスを持たず、高位折り返し・固
定構造を有するビード部を持つタイヤに関する。
行された米国特許5058649号に記載されたものの
改良である。
たは複数カーカスプライ)の折返し部においては、ビー
ドコアの径方向外側に向かって延ばす距離を出来るだけ
短くすることが望ましい、これが、従来技術における封
鎖ビード開発の前提であった。この提案されたものの利
点には、ビードの耐久性の改善と、材料費の削減とが含
まれていた。
れ、既に公開されている米国特許4922985号に開
示されている従来技術のタイヤのビード部が示されてい
る。カーカスプライ30は、タイヤの両ビードコア31
に延びる主要部(不図示)と、各ビードコア31の周囲
に配置された折返し部とを有する。
コア31間に延びるカーカスプライ部分を指すものとす
る。当明細書および特許請求の範囲に記載されているよ
うなカーカスプライは、エラストマー物質が被覆された
複数の補強コードを備え、しかもこれらの部品から一つ
の構造体になっている。この従来技術の具体例と米国特
許5058649号によるタイヤでは、カーカスプライ
30の折返し部の径方向外側の端は、ビードコア31の
径方向外側に最小距離で配置され、カーカスプライ30
の主要部に接している。タイヤのビード部を構成するた
めに適当なエラストマー材が、ビードコア31、カーカ
スプライ30および他のエラストマー部品の周囲を覆っ
ている。
「径方向に」という用語は、タイヤの回転軸に向かう
か、またはこの軸から離れる方向を意味する。また「軸
方向の」および「軸方向に」という用語は、タイヤの回
転軸に平行な方向を指す。
649号によるタイヤでは、カーカスプライ30の折返
し部は、成形中および硬化中におけるカーカスプライ3
0のいくらかの引き下がりを考慮して、ビードコア31
の径方向外側に最小距離で延びている。たとえば、乗用
車用タイヤでは、折返し部の端は、ビードコア31から
径方向外側に約10mmの位置にあることもある。
は、米国特許5,058,649号によるタイヤおよび
タイヤ・ホイールアセンブリと同様に、締付け部材32
は、少なくとも2%の永久熱収縮率を有する適当なエラ
ストマー物質に埋め込まれた熱収縮材製の、並列コード
の細長い切れを含んでいる。このコードの細長い切れ
は、ビードコア31の径方向および軸方向の内側の位置
から、ビードコア31の径方向の外側でかつカーカスプ
ライ30の主要部に隣接する位置まで、径方向の最も内
側のカーカスプライ30に接してその周囲に延びてお
り、またカーカスプライ30の主要部と折返し部の間に
は、充填材の細長いきれもアペックスも配置されていな
い。ここで用いられている「コード」とは、一本のフィ
ラメントか、もしくは一本のケーブルを形成するために
互いに捩じり合わされた多数のフィラメントからなるも
のを指す。
ファー/締付け部材のように2重の目的を持つ単一構成
部品を用いることは、材料、労力および機械運転時間の
経済的使用になると考えられている。
部内に配置された他の構成部品には、トーガードとチェ
ーファーストリップが含まれている。「トーガード」
は、ビードコアから最も遠いカーカスプライの側面上
に、カーカスプライ30とビードコア31との周囲を囲
むように折り曲げられた補強コード層である。トーガー
ドの主な目的は、リムにタイヤを取り付ける時と、その
後車両に装着されたタイヤの使用時における損傷からビ
ードを保護することにある。チェーファーは、タイヤの
装着時と使用時における摩耗からビード部を保護するた
めの強靭なエラストマー材か、または、ビードコア31
の径方向内側から折返し部の端と同じ径方向の高さまで
延びているファブリック層である。
は、材料が高温に曝されたとき、永久収縮の百分率で示
される固有寸法の安定性を指すものとする。収縮試験手
順では、コードは177°Cの温度に曝され、その収縮
率は収縮計の較正ダイヤルで直接に測定され、当該材料
固有の総収縮を決定する。
熱収縮材が約4%の永久熱収縮率を有する1260/2
ナイロン66である締付け部材を用いて、製造されてい
た。少なくとも2%の熱収縮率を有する、ポリエステル
やその他の熱収縮材もまた、従来技術の実施に使われて
いた。
を単純化し、タイヤ製造費を削減し、しかも耐久性、操
作性、ころがり抵抗およびその他のタイヤ特性を向上さ
せることが、常に変わらない目的である。本発明のその
他の目的については、以下の説明および請求の範囲より
明らかになるであろう。
に本発明は、軸方向に間隔をおいて離れている1対の環
状ビードコアと、この各ビードコアの周りを囲むように
折り返されているカーカスプライとを有する空気入りタ
イヤを供する。各ビードコアには、多数の被覆した金属
フィラメントが含まれており、ほぼ5角形の径方向断面
を有し、しかも前記ビードコアの軸方向の最大幅は、前
記ビードコアの径方向の最も内側の端から径方向外側に
向かって位置している。前記ビードコアの径方向の最も
外側の限度は、5角形の2つの辺の頂点になっている。
前記カーカスプライには、両ビードコアの間に延びる主
要部と、各ビードコアの周囲を囲むように折り返されて
いる折返し部とがある。前記各折返し部の径方向外側の
端は、前記カーカスプライの主要部と接しており、前記
ビードコアより上に約1.5〜3.5インチ延びてい
る。図示されている具体例では、トーガードは、タイヤ
の内側のカーカスプライに直接に隣接しており、タイヤ
内側のビードコア断面の最も広い幅とほぼ一致する位置
にまで延びている。カーカスプライの各折返し部は直
接、トーガードとビードコアの双方に隣接している。
イヤ・リム協会年鑑』には、当該タイヤのために指定さ
れたリムに取り付けられている、本発明の空気タイヤを
含むアセンブリも示されている。このリムには、ビード
固定機構を補助するためにタイヤと協動するフランジが
備えられている。
りタイヤのビードコアの径方向断面がほぼ5角形の形状
にされたことにより、タイヤが膨らんでいる時、タイヤ
とリムの間に生じる自然な圧力を補うので、リムにビー
ドを保持させるのに役立つ。
が高くされたことにより、折返し部とカーカスプライ主
要部間の接着域が多くなり、ビードがさらに安定する。
て説明する。
の図にはそれぞれ本発明による空気入りタイヤの一例の
断片的な断面図と、リムに取り付けられたビード部とサ
イドウォール下部の拡大された断面図とが示されてい
る。本発明による空気入りタイヤ10は、上述の従来技
術によるタイヤとほぼ同様であるが、その主な相違点
は、締付け部材が除去されていることと、カーカスプラ
イの折返し部の高さが増していることである。
方向に間隔をおいた一対のビードコア11があり、しか
もこの両ビードコア11には、多数の被覆した金属フィ
ラメントが収められている。各ビードコア11は、ビー
ドコア11の軸方向の最大幅がビードコア11の径方向
の最も内側の端から径方向外側にあるとともに、ほぼ5
角形の径方向断面を有している。ここで用いられている
「径方向断面」とは、タイヤもしくはタイヤアセンブリ
の回転軸を含む平面で切断された断面を指す。ここで用
いられている「ほぼ5角形」とは、ある辺または全ての
辺が、正規の5角形のように直線というよりはむしろ曲
線であったとしても、まがりなりにも5つの辺を持つ断
面を指す。ビードコア11の径方向の最も外側の限度
は、5角形の2つの辺の頂点になっている。カーカスプ
ライ12とトーガード18は、従来技術によるタイヤと
同様に、各ビードコア11の周囲を囲むように折り返さ
れている。しかしながら、本発明による空気入りタイヤ
では、締付け部材を用いることなしで、アペックスを使
用しない適当な封鎖ビード配置が可能であることが判明
した。ビードの固定化は、高位の折返し部とカーカスプ
ライ主要部の間の粘着力、およびタイヤがリムに取り付
けられ、膨らまされた時のリムフランジによる拘束によ
って達成される。特に図2に示されているように、ビー
ド構造全体がフランジ頂部22aより下にあり、そして
このビードの5角形の形状は、タイヤが膨らんでいる
時、タイヤとリムの間に生じる自然な圧力を補って、リ
ムにビードを保持するのに役立つ(フランジへ及ぼされ
る、ビード頂部における圧力は、ビードコアにて下向き
のベクトルになることに留意されたい)。これは、たと
えば50psiのような高い圧力を用いているタイヤが
本発明のビード構造を採用している場合に、特に適す
る。さらに、トーガード18の軸方向の外側端は、リム
フランジ22aの頂部より下で締付けられているので、
このトーガード18が、プライの端から分離する危険性
が極めて少なくなっている。折返し部の位置が高く、そ
の当然の結果、折返し部とカーカスプライ主要部間の接
着域も高くなるため、さらにビードが安定する。
適当なエラストマー配合物に包まれている。カーカスプ
ライ12のケーブルは、当該技術において一般にラジア
ルプライタイヤと呼ばれているものと同じような方向で
配置されている。
方向外側に配置されており、そして各トーガード18の
軸方向の外側部分は、該タイヤが製造されている年の
『タイヤ・リム協会年鑑』において、もしくは該タイヤ
が製造されている年の『欧州タイヤおよびリム技術協
会』の年鑑において、当該タイヤのために特に指定され
ている、リム22の規定された最も外側の半径Rの径方
向内側に配置されていることが、当該技術の重要な特徴
である。『タイヤ・リム協会』の本部は、アメリカ合衆
国、アクロン44313、ウエスト・マーケット・スト
リート3200にあり、『年鑑』には、タイヤの呼称、
寸法、リムの輪郭と寸法、その他タイヤ/リムの交換可
能性に必要なデータと注意に関する、当該協会の承認規
格が記載されている。このビードコア11、カーカスプ
ライ12およびトーガード18の特殊な配置の利点は、
該構造の体積と重量が軽減されているにもかかわらず、
耐久性の良いビードが得られることである。
ト構造部は、タイヤ頭頂部におけるカーカスプライ12
の径方向外側に位置する。このベルト構造部の径方向外
側には、エラストマー・トレッド部15が配置されてい
る。図示されている実施例のビードコア11に用いられ
ている金属フィラメントは、ゴムとの結合力を高めるた
めに青銅でコーティングされた、直径0.050インチ
の高張力鋼線である。もちろん、タイヤの寸法次第で、
本発明の具体例に他の直径のフィラメントを使用するこ
ともできる。
径方向断面を持つ。たとえば、サイズLT235/85
R16のピックアップトラック用タイヤでは、ビードコ
ア11はそれぞれ、上述した多数の被覆した金属フィラ
メントを8層に径方向に重ね合わせて作られる。各層に
おけるフィラメントの数は、径方向における最も内側の
層から数えて、4,5,6,5,4,3,2,1となっ
ている。他の寸法のタイヤでは、異なる層数と、それぞ
れの層において異なる数のフィラメントを用いることが
できる。
適当なエラストマー配合物に包まれている。カーカスプ
ライ12と5角形のビードコア11の間には、ビードコ
ア11を越えて径方向外側には延びない範囲で、強靭な
磨耗抵抗性ゴムの薄い層を挿入するのが望ましい。この
強靭な磨耗抵抗性ゴムの薄い層は、カーカスコードがビ
ードコア11の鋭角な縁に当たって擦りむけないように
するためのものである。 本発明による空気入りタイヤ
は、図3に示したようなアラミド製コードの単一カーカ
スプライでも、またはポリエステル製コードの複数カー
カスプライでも用いることができる。もちろん、カーカ
スプライの数とコード素材の組合せは、所与のタイヤの
動作変数によって左右される。図示されている具体例に
よるタイヤは、インチ当たり19コードの割合で間隔を
とり、かつタイヤの赤道面に平行な面に対し45°で配
置した、1260/3ナイロン66製のコードからなる
トーガード18を備えている。なお、赤道面とは、両タ
イヤサイドウォール間の中間で、タイヤ回転軸に垂直な
面である。
は、5角形のビード束11の周囲を囲むように折り返さ
れ、サイドウォール16によりカーカスプライ12の主
要部に固定されている。図示されている具体例では、高
位端12a,12bを有する2つのカーカスプライ折返
し部はそれぞれ、金型リング割型位置19より上方に2
インチと3インチの所にある。カーカスプライ折返し部
の径方向外側の端が、ビードコア11より上に約1.5
〜3.5インチ延びていると、満足すべき結果が得られ
ると考えられている。
入っているとき、下型と上型が接するタイヤ上の点であ
る。特に図示されている具体例では(図1参照)、トー
ガード18の軸方向の外側端18aは、金型リング割型
位置19(16.32インチ直径の金型上)より上に約
0.2インチの所にある。
3,400ポンド/平方インチ(p.s.i.)以上であるエ
ラストマー配合物を含む軸方向外側のエラストマー強化
部材であるチェーファー20は、カーカスプライ12と
トーガード18の軸方向外側にあって、ビードコア11
の径方向の最も外側の限度から、リムフランジ22の径
方向外側に配置された径方向外側の端まで延びている。
たとえば、約7.8インチの最大断面高Aを有するサイ
ズLT235/85R16のタイヤにおいて、軸方向外
側のエラストマー強化部材は、タイヤのシャープ直径か
ら約2.5インチの距離Bだけ径方向外側に延びてい
る。
ー20は、共に押出成形されたが、異なる特性を有する
配合物XとYを含ませることもある。これらの特性は、
タイヤのサイドウォール16下部を強化してより良い取
扱特性を与えるため、チェーファー20の内側部Yに特
別の剛性を与えるよう工夫することができる。チェーフ
ァーの外側部分X内の配合物の剛性をより小さくするこ
とは、タイヤの外側よりかけられる力からカーカスプラ
イと折返しを緩衝することになり、その結果、リムの磨
耗を最小にすることができる。
かつ、広範囲な特性を有するプライ被膜配合物とチェー
ファー(強化)配合物を用いることにより、さらに高い
安定性が示されることが判明した。プライ被膜配合物と
強化材配合物の適切な特性は、以下の範囲である。
ライ12の縁から離す助けをし、そのため、タイヤ構成
部品の分離による失敗を少なくすると予想される。サイ
ドウォールゴム層16は、タイヤのサイドウォール部に
おいて通常の方法でカーカスプライの軸方向外側に配置
される。
は、タイヤのビード域にアペックスも、締付け部材もチ
ッパーも使用せずに作ることができることが判明した。
この構造は、従来技術の構造より軽量な重量にすること
ができ、その結果動作効率が上昇する。また製造効率も
上がる。この構造は、ビードの耐久性を向上させること
が判明した。
説明する。
9号のビード構造および従来型の6角形ビード構造の耐
久性を、本発明のビード構造の耐久性と比較する目的で
実施された。試験された全てのタイヤは、サイズLT2
35/85R16 HTであり、また以下の表に示され
ている点を除き、全て同じように作られた。「A」構造
と「B」構造は、前記の米国特許にしたがって作られた
もので、「G」構造と「H」構造は、本発明にしたがっ
て製造されたものである。対照標準は、6角形ビードを
有する従来型のタイヤとした。
カーカスプライの主要部と折返しの間にあるゴムからな
り、そしてアペックス2は、該アペックスが2重になっ
ているとき、前記のゴムの上半分である。アペックス3
は、折返しの外側(すなわち、タイヤのリム側)のゴム
であり、アペックス4は、カーカスプライの主要部と内
側ライナーとの間のゴムである。
27epi.において1300d/3ポリエステルケー
ブル(計3900デニール)が含まれている。S.M.
は標準弾性率を指し、H.M.は高弾性率ケーブルを指
す。(高弾性率ケーブルは、加熱され、延びた時を除
き、標準弾性率ケーブルと同様である。)各構造で用い
られるプライ被膜配合物は、以下の特性を有する。すな
わち、
この試験では、スケールの一端において、荷重は100
マイル毎に7%ずつ増加され、スケールの他端において
は、荷重は800マイル毎に7%ずつ増加される。各タ
イヤ構造のそれぞれの試験毎に破損時の荷重が点で表わ
され、その点からなる線の傾きが指標になる。この試験
では、より大きい数値がより良い結果を示している。
張の80%まで膨らませられ、そして試験膨張には、定
格荷重の200%を含む荷重が課せられる過酷な条件の
テストである。試験の結果は、定められた条件下でのタ
イヤ走行マイル数によって、規定される。A構造とB構
造および対照標準に比して、G構造とH構造ではより反
復性の高い結果を示し、そして対照標準に比しG構造と
H構造の耐久性に改善が見られた。
験)は、試験されたH構造の一つに改善が見られた。
施例とその詳細が示されたが、本発明の思想あるいは範
囲から逸脱せずに様々な変更や修正が可能であること
は、当該技術に熟達している専門家には、明らかなこと
であろう。
アの軸方向の最大幅がビードコアの径方向の最も内側の
端から径方向外側にあるとともに、ほぼ5角形の径方向
断面を有したビードコアを持つタイヤ構造にしたことに
より、締付け部材を用いることなしで、アペックスを使
用しない封鎖ビード配置が可能である。特に、ビードの
5角形の形状は、タイヤが膨らんでいる時、タイヤとリ
ムの間に生じる自然な圧力を補って、リムにビードを保
持するのに役立つ。また、カーカスプライの折返し部の
位置が高いので、その折返し部とカーカスプライ主要部
間の接着域も高くなり、さらにビードの保持が安定す
る。
面図である。
りタイヤの一例のビード部の断片的断面図である。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 軸方向に間隔をおいて離れている1対の
環状ビードコアと、該各ビードコアの周囲を巻くように
折り返されているカーカスプライとを有する空気入りタ
イヤであって、 前記各ビードコアはそれぞれ、多数の被覆した金属フィ
ラメントを含み、ほぼ5角形の径方向断面を有し、しか
も前記ビードコアの軸方向の最大幅は、前記ビードコア
の径方向の最も内側の端から径方向外側に向かって位置
しており、かつ、前記ビードコアの径方向の最も外側の
限度は、5角形の2つの辺の頂点になっており、 前記カーカスプライには、両ビードコアの間に延びる主
要部と、各ビードコアの周囲を囲むように折り返されて
いる折返し部とがあり、前記各折返し部の径方向外側の
端は、前記主要部と接し、かつ前記ビードコアより上に
約1.5〜3.5インチ延びており、また前記折返し部
と、前記ビードコアの径方向外側にあるカーカスプライ
の主要部との間にあるエラストマー物質は、前記ビード
コア内にあるエラストマー物質と同じであることを特徴
とする空気入りタイヤ。 - 【請求項2】 前記ビードコアの軸方向内側の位置にあ
って、かつ前記ビードコアの径方向外側約1インチの位
置から、前記ビードコアの最も広い断面の幅と径方向に
おいてほぼ一致する位置まで、前記ビードコアより離れ
ているカーカスプライの側面にて前記カーカスプライに
直接的に隣接しているトーガードをも備え、 前記カーカスプライの各折返し部は直接、前記トーガー
ドと前記ビードコアの双方に隣接していることを特徴と
する、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 【請求項3】 前記トーガードは、少なくとも2%の永
久熱収縮率を有する非金属の熱収縮材の並列コードのス
トリップと、ラバーストリップとからなるグループから
選択されていることを特徴とする、請求項2に記載の空
気入りタイヤ。 - 【請求項4】 指定されたリムに取り付けられている空
気入りタイヤを含むアセンブリであって、 前記リムはフランジを有し、かつ前記タイヤは、軸方向
に間隔をおいて離れている1対の環状ビードコアと、該
各ビードコアの周りを囲むように折り返されているカー
カスプライとを有し、 前記各ビードコアはそれぞれ、多数の被覆した金属フィ
ラメントを含み、ほぼ5角形の径方向断面を有し、しか
も前記ビードコアの軸方向の最大幅は、前記ビードコア
の径方向の最も内側の端から径方向外側に向かって位置
しており、かつ、前記ビードコアの径方向の最も外側の
限度は、5角形の2つの辺の頂点になっており、 前記カーカスプライには、両ビードコアの間に延びる主
要部と、各ビードコアの周囲を囲むように折り返されて
いる折返し部とがあり、前記各折返し部の径方向外側の
端は、前記主要部と接し、かつ前記ビードコアより上に
約1.5〜3.5インチ延びており、また前記折返し部
と、前記ビードコアの径方向外側にあるカーカスプライ
の主要部との間にあるエラストマー物質は、前記ビード
コア内にあるエラストマー物質と同じであることを特徴
とする空気入りタイヤを含むアセンブリ。 - 【請求項5】 前記ビードコアの軸方向内側の位置にあ
って、かつ前記ビードコアの径方向外側約1インチの位
置から、前記ビードコアの最も広い断面の幅と径方向に
おいてほぼ一致する位置まで、前記ビードコアより離れ
ているカーカスプライの側面にて前記カーカスプライに
直接的に隣接しているトーガードをも備え、 前記カーカスプライの各折返し部は直接、前記トーガー
ドと前記ビードコアの双方に隣接していることを特徴と
する、請求項4に記載の空気入りタイヤを含むアセンブ
リ。 - 【請求項6】 前記トーガードは、少なくとも2%の永
久熱収縮率を有する非金属の熱収縮材の並列コードのス
トリップと、ラバーストリップとよりなるグループから
選択されていることを特徴とする、請求項5に記載の空
気入りタイヤを含むアセンブリ。
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