JP4130530B2

JP4130530B2 - ロックビード構造

Info

Publication number: JP4130530B2
Application number: JP2000537727A
Authority: JP
Inventors: アンドレラムック、; カルロバーナード、
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: EP1066165B1; AU6779198A; DE69805858T2; DE69805858D1; EP1066165A1; WO1999048708A1; CA2318768A1; JP2002507515A; ES2176996T3

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、空気入りタイヤのビード部に関するが、より詳しく言えば、円形状もしくは多角形状のビードコア、エイペックス（以下「頂端」とも言う）、各々が少なくとも１つの補強プライを有する３つの補強構造を有するカーカスを備えた重荷重用途向けのタイヤのビード部に関する。
【０００２】
（背景技術）
重荷重用ラジアルカーカスタイヤは、タイヤ内の部品を過酷な応力下に曝す重荷重条件下で使用されることが多い。このようなタイヤのビード領域は、特にカーカスプライ間にシヤーストレスを生じて熱を蓄積することがあるサイドウォールの撓みによる大きな変形を受けやすい。
【０００３】
空気入りタイヤのカーカスプライの折り返し部をビードコアの半径方向外向きにできるだけ短い距離しか延ばさないのが望ましいということが、従来技術の乗用車タイヤ用固定ビードが開発されてきた前提である。その利点はビード耐久性の向上、および材料コストの低減を含んでいた。
【０００４】
米国特許第４，９２２，９８５号は、タイヤの両ビード間を延びる主要部および各ビードコア周りに固定される折返し部を有するカーカスを持つ乗用車タイヤを開示している。この従来技術および米国特許第５，０５８，６４９号によるタイヤはビードコアの半径方向外向きの最少距離に配置されカーカスプライの主要部と接触するカーカスプライの折返し部の半径方向外端部を有する。カーカスプライの折返し部はビードコアの半径方向外向きに最少距離だけ延びて整形およびキュアリング工程中にカーカスプライがある程度引き下げられるようにする。
【０００５】
タイヤのビード部に通常配置される部品は、トウガードおよびチェーファーストリップを含む。トウガードはビードコアから最も遠いカーカスプライ側でカーカスプライおよびビードコア周りに折り重ねられた１層の補強コードである。トウガードの主要な目的はタイヤをリムに搭載しその後車両でタイヤを使用する間にビードを破損から保護することである。チェーファーはタイヤの搭載および使用中にビード部を磨耗から保護するタフなエラストマ材料、あるいは折返しの端部とほぼ同じ半径方向高さまでビード部から延びる布の層である。適切なエラストマ材料がビードコアを包囲しかつカーカスプライおよびブレイカプライを被覆し、他のエラストマ部品がタイヤのビード部を完成させる。
【０００６】
低廉に製作される特に耐久性のあるビード部を有するタイヤ構造を提供することが本発明の目的である。ビード部内の少なくとも１つのカーカスプライの固定方法を改善することが本発明のもう１つの目的である。本発明の他の目的は特許請求の範囲および下記の説明から明らかであろう。
【０００７】
（発明の開示）
本発明によれば、（ａ）各々が実質的に円形もしくは多角形の半径方向断面形状を持った環状のビードコアを有する、軸方向に互いに間隔をおいて位置する一対のビード部と、（ｂ）半径方向高さＡを有し、ビードコアからタイヤのサイドウォール内へ半径方向外向きに延びる、ビードコアに隣接する概ね三角形状の断面を有する一対のゴムエイペックスストリップと、（ｃ）ビード部同士の間を延びる主要部分（主要部）と、ビード部内に固定されている端部とをそれぞれ有する、少なくとも３組のカーカス補強構造、すなわち、少なくとも、半径方向内側の第１のカーカス補強構造の組と、中間部の第２のカーカス補強構造の組と、半径方向外側の第３のカーカス補強構造の組と、を有する空気入りタイヤが提供される。第２のカーカス補強構造は、その２つの端部がエイペックスとそれらに隣接するビードコアとの間に位置するように、各ビードコアの周りを半径方向外向きに折り重ねられている。第３のカーカス補強構造は、そのプライの端部がビードコアの半径方向内側の近傍に位置するように、第２のカーカス補強構造およびビードコアの周りを半径方向内向きに折り重ねられた折下げ部分（折下げ部）を有している。第１のカーカス補強構造は、そのプライの端部が前記ビードコアの半径方向外側の部分とタイヤの最大断面高さの部分との間に位置するように、各ビードコアと第２のカーカス補強構造と第３のカーカス補強構造の周りを半径方向外向きに折り重ねられた折返し部分（折返し部）を有している。
【０００８】
さらに、（ａ）各々が実質的に円形もしくは多角形の半径方向断面形状を持った環状のビードコアを有する、軸方向に互いに間隔をおいて位置する一対のビード部と、（ｂ）半径方向高さＡを有し、ビードコアからタイヤのサイドウォール内へ半径方向外向きに延びる、ビードコアに隣接する概ね三角形状の断面を有する一対のゴムエイペックスストリップと、（ｃ）第１のビード包みプライ構造と、（ｄ）ビード部同士の間を延びる主要部分（主要部）と、ビード部内に固定されている端部とをそれぞれ有する、少なくとも２組のカーカス補強構造、すなわち、中間部の第２のカーカス補強構造の組と、半径方向外側の第３のカーカス補強構造の組と、を有する空気入りタイヤが提供される。第２のカーカス補強構造は、その２つの端部がエイペックスとそれらに隣接するビードコアとの間に位置するように、各ビードコアの周りを半径方向外向きに折り重ねられている。第３のカーカス補強構造は、そのプライの端部がビードコアの半径方向内側に位置するように、第２のカーカス補強構造およびビードコアの周りを半径方向内向きに折り重ねられた折下げ部分（折下げ部）を有している。第１のビード包みプライ構造は、そのプライの端部がビードコアの半径方向外側の部分とタイヤの最大断面高さの部分との間に位置するように、各ビードコアと第２のカーカス補強構造と第３のカーカス補強構造の周りを半径方向外向きに折り重ねられた折返し部分（折返し部）を有している。第１のビード包みプライ構造は、ビードコアの半径方向内側部分から、ビードコアの半径方向高さの少なくとも半分の半径方向距離の位置まで、軸方向内向きかつ半径方向外向きに延びている。
【０００９】
さらに、（ａ）各々が実質的に円形もしくは多角形の半径方向断面形状を持った環状のビードコアを有する、軸方向に互いに間隔をおいて位置する一対のビード部と、（ｂ）半径方向高さＡを有し、ビードコアからタイヤのサイドウォール内へ半径方向外向きに延びる、ビードコアに隣接する概ね三角形状の断面を有する一対のゴムエイペックスストリップと、（ｃ）第１のビード包みプライ構造と、（ｄ）ビード部同士の間を延びる主要部分（主要部）と、ビード部内に固定されている端部とを有する、少なくとも１組のカーカス補強構造、すなわち、第２のカーカス補強構造の組と、を有する空気入りタイヤが提供される。第２のカーカス補強構造は、その２つの端部がエイペックスとそれらに隣接するビードコアとの間に位置するように、各ビードコアの周りを半径方向外向きに折り重ねられている。第１のビード包みプライ構造は、そのプライの端部がビードコアの半径方向外側の部分とタイヤの最大断面高さの部分との間に位置するように、各ビードコアおよび第２のカーカス補強構造の周りを半径方向外向きに折り重ねられた折返し部分（折返し部）を有している。第１のビード包みプライ構造は、ビードコアの半径方向内側の部分から、ビードコアの半径方向高さの少なくとも半分の半径方向距離の位置まで、軸方向内向きかつ半径方向外向きに延びている。
【００１０】
本発明は、補強材料とビードコアと頂端のゴムとの間に剛性勾配を作り出すことにより、ビードコアとカーカスプライと頂端との間の凝集力を高めた構造を開示する。さらに、本発明はピボットとして作用して、カーカスプライとビードコアと頂端とのしっかりとしたかみ合いを作り出すビードコアを有している。
【００１１】
本発明により得られる利点は、リムに対するタイヤ構造の固定が改善されることである。典型的な従来技術の構造において上部頂端ゾーンに位置する、カーカス曲げ作業における応力集中屈曲点は、ビードコア軸周りにピボットするカーカスの概念により解消される。カーカスプライ端部における応力のピークは、ビード部の耐久性を改善するように低減される。もう１つの利点は、タイヤの組立工程において引張プライ状態の発生が低減されることである。
【００１２】
（定義）
“アスペクト比”は、断面幅（ＳＷ）に対する断面高さ（ＳＨ）の比を意味する。
【００１３】
“軸線方向”および“軸線方向に”は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【００１４】
“ビード”は、タイヤの、環状の引張部材を有する部分を意味し、ビードコアがプライコードに被覆されて形作られて、設計リムに適合するように、フリッパ、チッパ、エイペックスまたはフィラー、トウガードおよびチェーファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともある。ビードコアは、環状に巻かれた鋼線で一般に造られる。
【００１５】
“ベルト補強構造”は、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、左および右のコード角を有する、織物または不織布の平行なコードの少なくとも２つの環状の層すなわちプライを意味する。
【００１６】
“バイアスプライ”は、補強コードのコード角がタイヤの赤道平面に対して約３５°〜６５°であるバイアス角度を持つカーカスを有するタイヤを意味する。各隣接プライのコードは、角度が相等しいが向きは反対である。
【００１７】
“カーカス”は、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびプライ上のサイドウォールから離れているが、ビードを包むタイヤ構造を意味する。
【００１８】
“周方向”は、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びているラインまたは方向を意味する。
【００１９】
“赤道面（ＥＰ）”は、タイヤの回転軸線に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００２０】
“インナー”は、タイヤの内側に向かうことを意味し、“アウター”はタイヤの外側に向かうことを意味する。
【００２１】
“プライ”は、ゴム被覆された平行するコードの連続する層を意味する。そのコードは、金属製または繊維製でもよい。
【００２２】
“ラジアル（半径方向の）”および“半径方向に”は、タイヤの回転軸線に半径方向に向かうかタイヤの回転軸線から半径方向に離れる方向を意味する。
【００２３】
“ラジアルプライタイヤ”は、ビードからビードへ延びるプライコードがタイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度で配置された、ベルトが巻かれ、または周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。
【００２４】
“断面高さ（ＳＨ）”は、赤道面における公称リム直径からタイヤの外径までの半径方向の距離を意味する。
【００２５】
“断面幅（ＳＷ）”は、標準圧で空気を入れられて２４時間経過後、荷重がかけられていない状態での、サイドウォールのラベル、装飾または保護バンドによる***部を除いた、タイヤの軸線に平行な、サイドウォールの外側間の最大直線距離を意味する。
【００２６】
（発明の詳細な説明）
次に、特に図１および図２に本発明により造られる空気入り農業用タイヤ１０の好ましい一実施形態例を示す。
【００２７】
図示されたタイヤ１０は、３００〜１４７５ｍｍ（１２〜５８インチ）の範囲の公称リム径（Ｄ）を有する。タイヤ１０は、回転軸Ｒ，赤道面（ＥＰ）および最大断面幅（ＳＷ）を有する。
【００２８】
幾つかのカーカス補強構造１５，１６，１７の半径方向外面周りに円周方向に、かつラグ１１が設けられたトレッド部１２の下に、トレッド補強ベルト構造１３が配置されている。図示された特定の実施形態例では、ベルト構造１３は匹敵する幅の４つのカットベルトプライを含む。ベルトプライを補強するコードはポリエステルやアラミドのような織物材料を含む。異なるベルトプライのコードは、タイヤの赤道面に対して１５°〜３０°の範囲好ましくはおよそ２３°の角度とされている。ここでいう角度はキュアリングしたタイヤについて測定される。２つの隣接するベルトプライのコードは赤道面とは反対方向に配置されている。しかしながら、ベルト構造１３は任意所望の構成の任意数のベルトプライを含むことができ、コードは如何なる所望の角度ででも配置されることができる。
【００２９】
ラジアルカーカス補強構造１５，１６，１７は、ビード部２１からサイドウォール部１８、トレッド部１２、サイドウォール部１９を通ってビード部２１’まで延びている。３つのカーカス補強構造１５，１６，１７の折返し部２５，２６および折下げ部２７はそれぞれビードコア２０，２０’周りに巻き付けられている。タイヤ１０はチューブレス型であればその内周面を形成する従来のインナーライナー１４を含むことができる。
【００３０】
図示された特定の実施例では、半径方向内側の第１のカーカス補強構造１５、第２の半径方向中間カーカス補強構造１６および半径方向外側の第３のカーカス補強構造１７が設けられている。本発明の好ましい実施形態例では、これらの各構造１５，１６，１７のおのおのが1つのプライすなわち平行コードの層を有する。本発明は１つ以上のカーカス補強構造、２つ以上のプライを使用して実施することもできる。カーカス補強構造１５，１６，１７のプライのコードはタイヤ１０の赤道面に対して少なくとも５５°の角度とされている。図示された特定の実施形態例では、前記コードはタイヤの赤道面に対して８０°〜９０°の範囲の角度とされている。コードは農業用タイヤのコード補強に使用することができる任意の材料で作ることができ、その材料として、限定はしないが例えば、スチールコード、フレクステン、レイヨン、ハイテンおよびポリエステルおよびカーボンファイバーが挙げられる。図示された特定の実施形態例では、コードは２１００／３ナイロンで作られ横方向間隔は２３ＥＰＩ（インチ当たり端部の数）である。
【００３１】
図３の特定の例を参照すれば、第１、第２および第３のカーカス補強構造１５，１６，１７はそれぞれ折返し部２５，２６および折下げ部２７を有し、それらはビードコア２０，２０’周りに巻きつけられ、その主要部はタイヤ１０の２つのビード２１，２１’間を延びている。この実施形態例では、ビードコア２０は軸方向最大幅Ｃを持ったほぼ矩形の断面を有する。本発明は円形あるいは６角形等の多角形を有するビードコアにも同様に応用されることが理解される。図示された実施形態例では、ビードコアはスチールワイヤにより少なくとも部分的に補強されており、ワイヤの隣接折返し部間の自由空間はゴム状材料で充填されている。
【００３２】
ビードコアの半径方向外側で、頂端３１は目立たせることができる。頂端はショアＡ硬度６０〜９５の値を有しビードコア近くに軸方向最大幅Ｂを有するゴムで造られており、この幅は図示された実施形態例ではビードコアの軸方向最大幅Ｃに匹敵するものとすることができる。農業用タイヤでは、頂端はビードコアから最大半径方向高さＡまで延び、それはタイヤの最大断面高さのおよそ３０％である。
【００３３】
第２のカーカス補強構造１６の折返し部２６は、ビードコア２０周りに折り重ねられビードコアの半径方向上部で終わる。第２のカーカス補強構造１６の端部３６は、頂端３１とその近隣のビードコア１０との間に位置する。好ましい実施形態例では、端部３６は第２のカーカス補強構造１６の主要部に近く頂端３１とビードコア２０間でビードコアの軸方向最大幅Ｃの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８０％延びるようにされており、それによりビード周りへの第２のカーカス補強構造の優れた固定が行われる。
【００３４】
第３のカーカス補強構造１７の折下げ部２７は、第２のカーカス補強構造折返し部２６およびビードコア２０周りに巻き付かれる。折下げ部２７は第２のカーカス補強構造１６およびビードコア２０周りに半径方向内向きに折り重ねられ、第３のカーカス補強構造のプライの端部がビードコアの軸方向内側に位置するようにされる。本実施形態例では、ビードがほぼ四角であるので、カーカス補強構造１７の端部３７は好ましくは半径方向内側ビードコア端部に近い。端部３７は第１および第２のカーカス補強構造１５，１６間をさらに頂端３１の半径方向内部まで延ばすこともできる。
【００３５】
第１のカーカス補強構造１５の折返し部２５は、各ビードコア２０、第２のカーカス補強構造１６の折返し部２６および第３のカーカス補強構造１７の折下げ部２７の周りに半径方向外向きに折り重ねられ、第１のカーカス補強構造１５の端部３５が頂端３１の半径方向外向きに終わるようにされる。本実施形態例では、端部３５は頂端３１の半径方向高さＡのおよそ８０％に配置される。好ましくは、第1のカーカス補強構造１５の端部３５は、頂端３１の半径方向高さＡの半分ないし全部の間に配置される。しかしながら、本質的に端部３５はタイヤのサイドウォール１８，１９内へさらに遠くへ、その最大断面幅まで延びることができることをお判り願いたい。
【００３６】
タイヤのビード部は、さらにトウガード２２を有し、その主要目的はタイヤをリムに搭載して車両で使用する間ビード２１，２１’を破損に対して保護することである。トウガードゴムは織物で補強されており、それは本実施形態例では四角の織物ナイロンである。タイヤの軸面に対するナイロンコードの傾斜は重要ではなく通常３５°〜５５°である。トウガード２２はタイヤのビード部２１内の第１のカーカス補強構造１５周りに少なくとも部分的に巻き付けられて、その半径方向内端部２３が軸方向内側ビードコア部の半径方向拡がりのおよそ５０％に配置され、その半径方向外端部２４が軸方向外側ビードコア部の最大半径方向拡がりの上に配置されるようにされる。トウガード２２の半径方向外端部２４を第１のカーカス補強構造１５の半径方向外端部３５に近づけることは回避しなければならず、隣接させると、せん断応力が生じてプライ分離問題を引き起こすことがある。本実施形態例では、トウガード２２は第１のカーカス補強構造１５の端部３５をカバーし、トウガード２２の半径方向外端部２４は頂端３１の半径方向外端部に近い。あるいは、このトウガード２２は後述するようにビード包みプライ構造２２とすることができる。
【００３７】
本発明は農業用タイヤに特に有利であるが、このようなビード構造をバイアスタイヤや、図４に示すような少なくとも2つのカーカス補強構造を有する他の任意のタイヤに実施することも考えられる。選択されたカーカスおよび補強材料に必要な強度に応じて、さまざまな構造が１つ、２つもしくはそれ以上の補強プライを含むことができる。図４に示すように、第１のプライ構造は、図３のトウガード２２として前記した第１のビード包みプライ構造２２で置換することができる。第１のビード包みプライ構造は半径方向に延びるコードを有することができ、あるいはプライのバイアス層を構成することができる。いずれの場合も構造に使用するプライはより少ないプライとすることができる。
【００３８】
前記したように、ビード包みプライ構造２２および第２のプライ構造だけを採用することにより第３のプライ構造を省くことも考えられる。図５は、本発明が１つの第２のプライ構造１６と前記した第１のビード包みプライ構造２２のみを考える例を示す。
【００３９】
本発明を例示する目的で或る代表的な実施形態例および詳細を示してきたが、当業者ならば添付した特許請求の範囲に限定された本発明の範囲から逸脱することなくさらに変更および修正を加えられることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により造られた農業用タイヤ１０の好ましい一実施形態例の斜視図である。
【図２】図１のタイヤ１０の断面図である。
【図３】本発明によるタイヤの２つのビード部のうちの一方の概略断面図である。
【図４】別の実施形態例のタイヤの２つのビード部のうちの一方の概略断面図である。
【図５】さらに別の実施形態例のタイヤの２つのビード部のうちの一方の概略断面図である。

Claims

各々が実質的に円形もしくは多角形の半径方向断面形状を持った環状のビードコアを有する、軸方向に互いに間隔をおいて位置する一対のビード部と、
半径方向高さＡを有し、前記ビードコアからタイヤのサイドウォール内へ半径方向外向きに延びる、前記ビードコアに隣接する概ね三角形状の断面を有する一対のゴムエイペックスストリップと、
前記ビード部同士の間を延びる主要部分と、前記ビード部内に固定されている端部とをそれぞれが有する、少なくとも３組のカーカス補強構造、すなわち、少なくとも、半径方向内側の第１のカーカス補強構造の組と、中間部の第２のカーカス補強構造の組と、半径方向外側の第３のカーカス補強構造の組と、
を有する空気入りタイヤにおいて、
前記第２のカーカス補強構造は、その２つの端部が前記エイペックスとそれらに隣接する前記ビードコアとの間に位置するように、前記各ビードコアの周りを半径方向外向きに折り重ねられ、
前記第３のカーカス補強構造は、該第３のカーカス補強構造の端部領域である折下げ部分が、前記第２のカーカス補強構造および前記ビードコアよりも半径方向内側に位置するように、かつ前記第３のカーカス補強構造の前記折下げ部分のプライの端部が前記ビードコアの軸方向内側に位置するように、前記第２のカーカス補強構造および前記ビードコアの周りで折り曲げられ、
前記第１のカーカス補強構造は、そのプライの端部が前記ビードコアの半径方向外側の部分とタイヤの最大断面高さの部分との間に位置するように、前記各ビードコアと前記第２のカーカス補強構造と前記第３のカーカス補強構造の周りを半径方向外向きに折り重ねられた折返し部分を有している
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
各々が実質的に円形もしくは多角形の半径方向断面形状を持った環状ビードコアを有する、軸方向に互いに間隔をおいて位置する一対のビード部と、
半径方向高さＡを有し、前記ビードコアからタイヤのサイドウォール内へ半径方向外向きに延びる、前記ビードコアに隣接する概ね三角形状の断面を有する一対のゴムエイペックスストリップと、
第１のビード包みプライ構造と、
前記ビード部同士の間を延びる主要部分と、前記ビード部内に固定されている端部とをそれぞれ有する、少なくとも２組のカーカス補強構造、すなわち、中間部の第２のカーカス補強構造の組と、半径方向外側の第３のカーカス補強構造の組と、
を有する空気入りタイヤにおいて、
前記第２のカーカス補強構造は、その２つの端部が前記エイペックスとそれらに隣接する前記ビードコアとの間に位置するように、前記各ビードコアの周りを半径方向外向きに折り重ねられ、
前記第３のカーカス補強構造は、該第３のカーカス補強構造の端部領域である折下げ部分が、前記第２のカーカス補強構造および前記ビードコアよりも半径方向内側に位置するように、かつ前記第３のカーカス補強構造の前記折下げ部分のプライの端部が前記ビードコアの軸方向内側に位置するように、前記第２のカーカス補強構造および前記ビードコアの周りで折り曲げられ、
前記第１のビード包みプライ構造は、そのプライの端部が前記ビードコアの半径方向外側の部分とタイヤの最大断面高さの部分との間に位置するように、前記各ビードコアと前記第２のカーカス補強構造と前記第３のカーカス補強構造の周りを半径方向外向きに折り重ねられた折返し部分を有し、
前記第１のビード包みプライ構造は、前記ビードコアの半径方向内側の部分から、前記ビードコアの半径方向高さの少なくとも半分の半径方向距離の位置まで、軸方向内向きかつ半径方向外向きに延びている、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。