JPH09501368A - タイヤ・バランシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タイヤ外皮の内面の裏地になると共に裏地の上を移動してアンバランスの箇所を補償する大きさの異なる丸いバランシング要素を有する、車両のタイヤとリムのアセンブリをバランシングする方法及び混合物が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 タイヤ・バランシング 発明の背景及び概要 この発明は、タイヤの外皮内に流動性物質を用いたタイヤのバランシング方法 及びその流体における改良に関する。 タイヤとリムのアセンブリには、走行中に車両内での振動を防止するためにバ ランシングが要求される。よく行われるタイヤとリムのアセンブリのバランシン グ方法は、コンピュータ制御のバランシング機器の上でアセンブリを回転させて 、バランスされた回転を得るために必要な重りの位置と大きさを決定することを 含んでいる。決定された大きさの鉛製の重りは指定された箇所でアセンブリに取 り付けられ、バランシングを行う。タイヤ・バランシングのための同様の「固定 重り」のシステムが知られている。この種のシステムの欠点は、タイヤ・バラン シングの装置が高価で、タイヤのバランシングに熟練のオペレータを要すると共 に時間を要し、トレッドの磨耗の変化に基づいてタイヤを定期的にバランスし直 さなければならないことである。 連続的自己バランシング・システムは、上記の固定重りシステムの欠点の多く を克服する。連続的自己バランシング・システムは、回転する容器内に収容され た流動性物質が回転の中心に関してバランスよく分散し、容器に固有のアンバラ ンスを質量の減衰により補償しようとする原理を用いている。動的なバランシン グ・システムの効果は、容器内におけるアンバランスな点を補償する箇所へのバ ランシング物質の移動のしやすさに依存している。 この原理の一適用例においては、リムの周囲に環状リングが配置され、遠心力 の影響の下に流れる重い物質で部分的に満たされている。このようなバランサは 、リング上のいずれの箇所にもころがることができる、ボールベアリング等の可 動の重りを用いている。この方法の効果は、ボールベアリングの丸さ、幾何学的 な軸に対するリングの同心性、及びリング内のボールの固有のころがり抵抗によ って制約される。 自己バランシング・システムにおいて、バランシング物質の可動性を改良する ために液体が試みられている。Ｂｅｌｌの米国特許第２，６８７，９１８号は、 タイヤとリムのアセンブリを連続的にバランシングするために、タイヤ・リムに 取り付けられ且つ部分的に水銀で満たされた環状チューブを開示している。この 方法にはいくつかの欠点が存在し、その中の主要な欠点は、コストが高く、水銀 が毒性を有し、環状チューブの同心性を確保することが困難であり、特殊なリム を要することである。 バランシング補償機器に粉体からなる流動性物質を使用することが米国特許第 ４，１０９，５４９号に教示されており、環状チューブが粉状タングステン等の 他の高密度の物質で満たされている。 自己バランシングの原理を応用した別の手段が、Ｆｏｇａｌの米国特許第５， ０７３，２１７号に開示されている。流動性のバランシング粉体が同心状の環状 リングではなく空気タイヤの中に直接収容されている。８−１２スクリーンサイ ズと４０−２００スクリーンサイズの範囲の微粉状の重合／共重合合成樹脂材が 開示されている。この特許は、タイヤ内の粉体が遠心力の下にタイヤ内で分散し て振動を減衰させることを教示している。タイヤ内にバランシング媒体を配置す ることは、二つの大きな利点を有している。バランシング力がアンバランスの箇 所の近くに作用し、付加的な環状リングが不要となる。Ｆｏｇａｌの欠点は、グ ラインダあるいは微粉機から生成された粉体が不規則な形状を有する粒子になり 易く、流動性に対する抵抗あるいは摩擦が増加することである。しかしながら、 上述した安全性の理由及びタイヤの構成物質と合わず腐食性を有することがある ので、水銀等の重い液体がＦｏｇａｌの方法に置き替わることはありそうにない 。 この発明の目的は、タイヤの外皮内に改良された固体の粒状物質を用いてタイ ヤとリムのアセンブリを効率よくバランシングするために流動性を向上させたバ ランシング方法を提供することにある。 この発明は、質量減衰によるバランシングの公知の原理と、空気タイヤ内に固 体物質を用いて車輪の回転中に動的バランスを得る公知の方法を使用している。 この発明における改良は、主にバランシング物質の混合物の構成にある。混合物 は、小さく高密度の粒子と、大きく低密度の粒子とを含んでいる。ほぼ球形の粒 子は、摩擦を低減し、バランシングの際の可動性を向上させる。 小さく高密度の粒子は、噴霧の際に小さなボールとして形成される霧状金属粒 子から構成することができる。青銅、真鍮、亜鉛、錫、銅、ステンレス鋼、ニッ ケル、銀、あるいはこれらの合金等の耐食性金属が用いられる。コスト、入手の 可能性、小さな球形の形成の適応性等の要素を考慮して選択される。好適な実施 の形態では、金属の成分は青銅、真鍮あるいは亜鉛から選択され、噴霧されて「 マイクロ球体」と後述される小さなボールを形成する。マイクロ球体は、角がと がった粒子より小さな摩擦で互いに転がることができるような丸い面を有してい る。この金属のマイクロ球体は混合物の中で最も大きな密度（およそ５−９ｇ／ ｃｍ³）を有しているので、回転中は他の物質より外側に追いやられる。マイク ロ球体は小さなサイズを有しているため、回転中に他の物質の間を通って濾過さ れる。通常、タイヤの内周部はタイヤのモールド工程中に形成された小さな窪み と隆起部とで穴だらけになっている。これらの表面欠陥は、バランシング媒体の 不規則な移動を生じさせ、その効果を低減させてしまう。回転中は、マイクロ球 体はタイヤの外皮に対して押しつけられ、タイヤ壁面の欠陥を満たして滑らかな 裏地を形成し、これにより他のバランシング媒体は妨害をあまり受けずにタイヤ の外皮に対して移動できる。窪みと隆起部とが同一高さになった後に、余ったマ イクロ球体はバランシング媒体の一部として作用し、移動してアンバランスの箇 所を補償する。 大きく低密度の粒子も丸く、ガラス、セラミック、アルミナ、コージェライト 、磁器あるいはチタン酸塩から形成することができる。これらの粒子は、主にバ ランシング媒体として機能し、混合物の重量の最も大きな部分を占める。密度２ −３ｇ／ｃｍ³のガラス球体あるいは粒子が好ましい。ガラス粒子は、金属のマ イクロ球体より大きいが密度は低い。従って、ガラス粒子は、金属のマイクロ球 体の上に乗って容易にアンバランスの箇所へ移動し、振動エネルギーを減衰させ ようとする。ガラス粒子は、Ｆｏｇａｌの熱可塑性の粒子より耐久性に優れ、品 質が低下しにくい。 混合物は、混合物を分離し潤滑させて全ての成分の流動性を維持することがで きる、バーミキュライト、雲母、その他の単斜晶系の非反応性鉱物等の仕切り剤 をも含んでいる。バーミキュライトが好ましい。 水分の存在により凝集するのを防止するために、シリカゲル、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｃａ Ｃｌ₂、ＣａＳＯ₄等の適当な乾燥剤を混合物に付加することができる。タイヤの 外皮内を乾燥した雰囲気に保つ乾燥剤としてシリカゲルが好ましい。この種のバ ランシング・システムに用いられる小さな粒子は、水に影響を受けやすく、水分 が存在すると塊りになる。塊りになった粒子は、バランシングの効果を著しく低 減させる。シリカゲルは、この状態を改善しようとする。 この発明の好適な混合物は次の通りである。 この発明は従来の複数車輪を有する車両のタイヤとリムのアセンブリに効果的 に作用することが分かった。しかしながら、特定のアセンブリをバランスさせる ための物質の量は、アセンブリのタイプと大きさによって量及び比率の点におい て変化する。正しい量と比率は、この開示の恩恵を受けた当業者により経験的に 決定され得る。一般的に、トラックのステアリング・タイヤ（１１×２４．５） は約４００グラムの混合物を要し、トラックのドライビング・タイヤは約５００ グラムの混合物を要する。乗用車のタイヤは１６０グラムの混合物のみで済むが 、トラックのタイヤより振動に敏感であるので、車両の特定の注意深い測定が必 要となる。 図面の簡単な説明 この発明の好適な実施の形態が示されている図面において、 図１はこの発明のバランシング物質が収容されているタイヤ外皮の内部を示す タイヤとリムのアセンブリの一部破断図、 図２はこの発明のバランシング物質を示すタイヤとリムのアセンブリの断面図 、 図３はこの発明の混合物の分布を示すタイヤの側断面図である。 発明の詳細な説明 この発明を示す図面において、同一の参照番号は同一の部材を示す。 図１において、リム（２）上に設けられたタイヤ（１）が示されており、リム （２）は車両（４）のアクスル（３）上に設けられている。外皮（５）の内部は 通常空気で満たされている。車輪が回転する間は、この発明のバランシング物質 （６）に作用する遠心力のために、バランシング物質（６）がタイヤ外皮（５） の周縁部に位置する。 図２に示されるように、タイヤ外皮（５）には多数の窪みと表面の凹凸（７） （図では強調されている）がある。 霧状の金属マイクロ球体（８）がタイヤ外皮（５）の表面の凹凸（７）内及び その回りに位置している。マイクロ球体（８）は、窪みと表面の凹凸（７）を満 たし、他のバランシング物質が移動するための滑らかな滑りやすい表面を形成す る。余ったマイクロ球体はバランシング物質として作用する。ガラス粒子（９） はマイクロ球体（８）の上を転がって主たるバランシング物質として作用する。 バーミキュライト（図示せず）とシリカゲル（図示せず）は物質の中に散在し、 それぞれ潤滑剤及び乾燥剤として作用する。 トラックのタイヤに使用されるバランシング混合物の好適な比率は次の通りで ある。 霧状金属 １７％ ガラス粒子 ７０％ バーミキュライト １０％ シリカゲル ３％ 乗用車のタイヤの好適な比率は、 霧状金属 ２４％ ガラス粒子 ６５％ バーミキュライト ９％ シリカゲル ２％ である。 動作にあたり、バランシング混合物は、新しいタイヤ外皮がリム上に組み立て られるときにそのタイヤ外皮内に注入される。既に形成されたタイヤとリムのア センブリにおいては、リムの回りのシーリング・ビームを破ってタイヤ外皮内に 混合物を注入することができる。あるいは、混合物はバルブ・ステム内に注入さ れるか、タイヤを圧縮する空気に混合される。車両のタイヤが回転すると、バラ ンシング物質（６）は自らタイヤ外皮（５）内で分散する。回転の速度が上昇す ると、金属マイクロ球体（８）はタイヤ外皮に隣接する最外部まで濾過されて窪 みと表面の凹凸（７）を満たそうとし、これにより滑らかな内面が形成される。 次に、より軽量で大きなガラス粒子（９）はマイクロ球体の上を転がってアンバ ランスの箇所（１０）と反対側に位置する。 図３に示されるように、物質（６）はタイヤ外皮（５）内で分散し、その結果 物質（６）の厚い部分がアンバランスの箇所（１０）の反対側に位置すると共に 物質（６）の一部はタイヤ外皮（５）の内周面全体に分散する。バランシング物 質（６）の分散は質量減衰として作用し、アンバランスの箇所（１０）によって 生じた偏心的な力を補償し、タイヤ（１）は滑らかに回転する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の密度と第１の大きさとを有する第１の粒子からなる第１の成分と、第 ２の密度と第２の大きさとを有する第２の粒子からなる第２の成分とを備え、第 １の成分は第２の成分より少なく、第１の密度は第２の密度より大きく且つ第１ の大きさは第２の大きさより小さいことを特徴とするタイヤのバランシング物質 の混合物。 ２．仕切り及び潤滑用の微粒子物質からなる第３の成分を有することを特徴とす る請求項１の混合物。 ３．バーミキュライトからなる第３の成分を有することを特徴とする請求項１の 混合物。 ４．乾燥剤からなる第４の成分を有することを特徴とする請求項１、２あるいは ３の混合物。 ５．シリカゲルからなる第４の成分を有することを特徴とする請求項１、２ある いは３の混合物。 ６．比重５−９で８０−３２５メッシュの第１の粒子からなる重量比１５〜３０ ％の第１の成分と、比重２−５で２０−４０メッシュの第２の粒子からなる重量 比７０〜８５％の第２の成分とを備えたことを特徴とするタイヤのバランシング 用混合物。 ７．比重５−９で８０−３２５メッシュの第１の粒子からなる重量比１０〜３０ ％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュの第２の粒子からなる重量 比６０〜８０％の第２の成分と、比重２−３で２０−３２５メッシュの仕切り及 び潤滑用の微粒子物質からなる重量比５〜１５％の第３の成分とを備えたことを 特徴とするタイヤのバランシング用混合物。 ８．比重５−９で８０−３２５メッシュの第１の粒子からなる重量比１０〜３０ ％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュの第２の粒子からなる重量 比６０〜８０％の第２の成分と、比重２−３で２０−３２５メッシュの仕切り及 び潤滑用の微粒子物質からなる重量比５〜１５％の第３の成分と、２０−４０メ ッシュの乾燥剤微粒子物質からなる重量比１〜５％の第４の成分とを備えたこと を特徴とするタイヤのバランシング用混合物。 ９．比重５−９で８０−３２５メッシュの霧状金属マイクロ球体の第１の粒子か らなる重量比１５〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュの ガラスの第２の粒子からなる重量比７０〜８５％の第２の成分とを備えたことを 特徴とするタイヤのバランシング用混合物。 １０．比重５−９で８０−３２５メッシュの霧状金属マイクロ球体の第１の粒子 からなる重量比１０〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュ のガラスの第２の粒子からなる重量比６０〜８０％の第２の成分と、比重２−３ で２０−３２５メッシュのバーミキュライトからなる重量比５〜１５％の第３の 成分とを備えたことを特徴とするタイヤのバランシング用混合物。 １１．比重５−９で８０−３２５メッシュの霧状金属マイクロ球体の第１の粒子 からなる重量比１０〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュ のガラスの第２の粒子からなる重量比６０〜８０％の第２の成分と、比重２−３ で２０−３２５メッシュのバーミキュライトからなる重量比５〜１５％の第３の 成分と、２０−４０メッシュのシリカゲルからなる重量比１〜５％の第４の成分 とを備えたことを特徴とするタイヤのバランシング用混合物。 １２．重量比で１５〜２０％の霧状金属マイクロ球体と、６５〜７５％のガラス 粒子と、７〜１２％のバーミキュライトと、２〜４％のシリカゲルとを備えたこ とを特徴とするトラック用タイヤのバランシング用混合物。 １３．重量比で１７％の真鍮、青銅あるいは亜鉛から選択された霧状金属と、７ ０％の無鉛ソーダライムガラスのガラス粒子と、１０％のバーミキュライトと、 ３％のシリカゲルとを備えたことを特徴とするトラック用タイヤのバランシング 用混合物。 １４．重量比で２０〜３０％の霧状金属マイクロ球体と、６０〜７０％のガラス 粒子と、５〜１２％のバーミキュライトと、１〜３％のシリカゲルとを備えたこ とを特徴とする乗用車用タイヤのバランシング用混合物。 １５．重量比で２４％の真鍮、青銅あるいは亜鉛から選択された霧状金属マイク ロ球体と、６５％の無鉛ソーダライムガラスのガラス粒子と、９％のバーミキュ ライトと、２％のシリカゲルとを備えたことを特徴とするトラック用タイヤのバ ランシング用混合物。 １６．空気で満たされ且つ加圧されるリムの回りの空間を囲む中空のタイヤ外皮 を有するタイヤとリムのアセンブリを用意し、 第１の密度と第１の大きさとを有する第１の粒子からなる第１の成分と第２の 密度と第２の大きさとを有する第２の粒子からなる第２の成分とを備えると共に 第１の成分は第２の成分より少なく、第１の密度は第２の密度より大きく且つ第 １の大きさは第２の大きさより小さい混合物をタイヤ外皮の内部に注入し、 タイヤとリムのアセンブリを回転させてタイヤ外皮内の物質を分散させ、アン バランスな力を補償する ことを特徴とするタイヤとリムのアセンブリのバランシング方法。 １７．混合物が、比重５−９で８０−３２５メッシュの第１の粒子からなる重量 比１５〜３０％の第１の成分と、比重２−５で２０−４０メッシュの第２の粒子 からなる重量比７０〜８５％の第２の成分とを備えていることを特徴とする請求 項１６の方法。 １８．混合物が、比重５−９で８０−３２５メッシュの第１の粒子からなる重量 比１０〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュの第２の粒子 からなる重量比６０〜８０％の第２の成分と、比重２−３で２０−３２５メッシ ュの仕切り及び潤滑用の微粒子物質からなる重量比５〜１５％の第３の成分とを 備えていることを特徴とする請求項１６の方法。 １９．混合物が、比重５−９で８０−３２５メッシュの第１の粒子からなる重量 比１０〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４０メッシュの第２の粒子 からなる重量比６０〜８０％の第２の成分と、比重２−３で２０−３２５メッシ ュの仕切り及び潤滑用の微粒子物質からなる重量比５〜１５％の第３の成分と、 ２０−４０メッシュの乾燥剤微粒子物質からなる重量比１〜５％の第４の成分と を備えていることを特徴とする請求項１６の方法。 ２０．混合物が、比重５−９で８０−３２５メッシュの霧状金属マイクロ球体の 第１の粒子からなる重量比１５〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４ ０メッシュのガラスの第２の粒子からなる重量比７０〜８５％の第２の成分とを 備えていることを特徴とする請求項１６の方法。 ２１．混合物が、比重５−９で８０−３２５メッシュの霧状金属マイクロ球体の 第１の粒子からなる重量比１０〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４ ０メッシュのガラスの第２の粒子からなる重量比６０〜８０％の第２の成分と、 比重２−３で２０−３２５メッシュのバーミキュライトからなる重量比５〜１５ ％の第３の成分とを備えていることを特徴とする請求項１６の方法。 ２２．混合物が、比重５−９で８０−３２５メッシュの霧状金属マイクロ球体の 第１の粒子からなる重量比１０〜３０％の第１の成分と、比重２−３で２０−４ ０メッシュのガラスの第２の粒子からなる重量比６０〜８０％の第２の成分と、 比重２−３で２０−３２５メッシュのバーミキュライトからなる重量比５〜１５ ％の第３の成分と、２０−４０メッシュのシリカゲルからなる重量比１〜５％の 第４の成分とを備えていることを特徴とする請求項１６の方法。 ２３．タイヤがトラック用タイヤであり、混合物が、重量比で１５〜２０％の霧 状金属マイクロ球体と、６５〜７５％のガラス粒子と、７〜１２％のバーミキュ ライトと、２〜４％のシリカゲルとを備えていることを特徴とする請求項１６の 方法。 ２４．タイヤがトラック用タイヤであり、混合物が、重量比で１７％の真鍮、青 銅あるいは亜鉛から選択された霧状金属と、７０％の無鉛ソーダライムガラスの ガラス粒子と、１０％のバーミキュライトと、３％のシリカゲルとを備えている ことを特徴とする請求項１６の方法。 ２５．タイヤが乗用車用タイヤであり、混合物が、重量比で２０〜３０％の霧状 金属マイクロ球体と、６０〜７０％のガラス粒子と、５〜１２％のバーミキュラ イトと、１〜３％のシリカゲルとを備えていることを特徴とする請求項１６の方 法。 ２６．タイヤが乗用車用タイヤであり、混合物が、重量比で２４％の真鍮、青銅 あるいは亜鉛から選択された霧状金属マイクロ球体と、６５％の無鉛ソーダライ ムガラスのガラス粒子と、９％のバーミキュライトと、２％のシリカゲルとを備 えていることを特徴とする請求項１６の方法。