JP4130530B2 - ロックビード構造 - Google Patents
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Description
(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 (2)
- 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。
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