JPS5953209A - 平らに走行するタイヤとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラジアルの平らに走行する空気の入ったタイヤ
、特にタイヤのケーシングの内側に挿入されたらせんコ
イルの圧縮要素を有する平らに走行するタイヤ及びその
製造方法に関する。

長年にわたって研究者を関与させていたタイヤの一技術
分野は平らに走行する空気入りタイヤでちる。平らに走
行するタイヤはタイヤが部分的或は全体的にそのふくら
む圧力を失っても操作中車輛を支持するものである。か
かるタイヤの利点は安全性の面に於ても又コスト、重量
及び場所等の節約に於ても明らかである。平らに走行す
るタイヤの技術における最近の成功した開発は本出願の
発明者の一人によって発明されたバンドで補強されたラ
ジアルタイヤであり、このバンドで補強されたタイヤは
米国特許第４．１１１，２４９号であり、バンドで補強
された平らに走行するタイヤは、両側の頂部から環状の
ビード迄延長する頂部及び側壁をもったケーシングを有
する空気入りのラジアルタイヤで、このビードは通常タ
イヤをホイールのリムに対し気密に取付ける。通常高強
度のスチール或は繊維とエポキシの合成物の薄いリング
である／？バンド補強要素は踏み面下方のタイヤの頂部
内の周囲に組込まれる。公知のようにラジアルタイヤは
タイヤケーシングの側壁内に多数の接近して離間してい
る放射方向の補強のコード或はワイヤを有する。上述し
た特許に示されたタイヤに於ては、放射方向のコード或
はワイヤは周囲の補強バンドを安定させるスポーク状の
補強要素として作用する。タイヤの空気が抜けると、放
射方向のスポーク状の要素と補強バンドは弾性の弓形に
似た負荷を支持する構造を形成する。補強バンドは地面
から垂直、引張シ又側方の荷重を受け、それ等の荷重を
圧縮と曲げの形で吸収する。放射方向のスポーク状の要
素は引張り部材として作用し軸を支持する。接近して離
間している放射方向の要素の主な作用は薄い補強・守ン
ドが曲がらないように安定にする。本願で提示された補
強バンドタイヤは踏み面の下方のタイヤの頂部に埋めこ
まれたバンドを必要とする。

かくしてタイヤの製造中、補強ノ々ンドは新しい胴体即
ちケーシング内に一体に組込む事が要求さ９− れる。硬化サイクル中、バンドの一体化を弱くするかも
知れない一時的な鋳造圧力に対して対処する事が必要で
おる。勿論・々ンドがタイヤの頂部内に埋め込まれる時
は、その利点を引出すバンドをもった公知のラジアルタ
イヤの改良は経済的に実施不可能である。

米国特許第３，７３４，１５７号にはタイヤケーシング
の内面の複数の離間した突起を含む環状のワイヤ或はロ
ッドを有する車輛のタイヤの従来技術を示している。環
状の補強バンドと共動するタイヤの側壁内に放射方向の
スポーク状の補強ワイヤ或はロッド要素を備へていない
ので、上記米国特許は本案の意味の平らに走行するタイ
ヤを開示していないが、タイヤ頂部の内面の環状の補強
要素についての開示は注目に値する。環状要素は一群の
環状のロッド或はワイヤで補強されるから、それ等は高
度の剛性を有する。かくして環状要素はビードを形成す
る前に、その形成中タイヤ内に組込まれる。この考え方
は前記の米国特許第４，１１１，２４９号に示されたバ
ンドで１０− 補強された平らに走行するタイヤ内に開示された環状の
バンドにも適応する。

本発明は両側から環状のビードに延長する頂部と側壁の
下方の環状の圧縮要素をもったケーシングを有する平ら
に走行する空気入シタイヤに関する。ビードからビード
に延長する放射方向の繊維のコード或は金属ワイヤの一
つ或はそれ以上の補強部材を有する標準のラジアルタイ
ヤのケーシングが本発明のタイヤに対して用いられる。

本発明においてはタイヤの頂部内の環状の圧縮要素は接
近して離間したコイル状のらせんであシ、このらせんは
踏み面の放射方向内方でタイヤ頂部の内面のタイヤのケ
ーシング内に位置する。操作に於ては、環状の圧縮要素
はタイヤの側壁内の放射方向の要素と共に作用しこの放
射方向の要素は独立した引張りスポークとして作用して
荷重を支持する強度を与へ、それによって圧縮要素は補
強される。連続して作用をする為に、圧縮要素はタ、イ
ヤ内に接着されることが好ましい。圧縮要素は適宜の横
断面のむくの或は中空のロッドをシリンダに巻くことに
よって形成されたらせんである。らせんの軸方向内方の
コイルに対して軸方向外方のコイルの寸法、形状或は材
料の特性を変化することによυ、圧縮要素の横方向の可
撓性の変化が得られる。圧縮要素はタイヤの製造行程中
にタイヤ内に組込まれるか或は適宜の公知のラジアルタ
イヤを改良する為に組込まれる。タイヤ内に圧縮要素を
組込むにはらせんをその直径を減少するように巻き込む
ことによってなされ、ビードを経てタイヤ内に挿入され
る。又らせんの端部コイルの端部がらせんの他方のコイ
ルから離間されてビードを超へてタイヤケーシング内に
挿入され、タイヤとらせんとの間に相対回転を与へるこ
とによシ残シのコイルはケーシング内に供給される。

かくして本発明の主目的は、従来のラジアルタイヤの鋳
造装置に変化を与へずに工場の設備及び製造行程に僅か
の変化を与へるだけでタイヤ内に設置される平らに走行
する空気入りタイヤにらせんの圧縮要素を提供し、更に
従来のラジアルタイヤ内に容易に組込まれて・センタに
抵抗し且平らに走行し得るよう標準のラジアルタイヤが
改良され得る圧縮要素を提供することである。

本発明の他の目的は、平らに走行する空気入シタイヤの
圧縮要素に対しらせんを提供することで、らせんのコイ
ルは異なる断面形状及び機械的特性のロッドと管から巻
かれ、この要素の性能特性は種々の操作要求に合致する
よう変化する。

本発明の別の目的は事故の場合に圧縮要素を交換したり
修理し得る平らに走行する空気入シタイヤの環状の圧縮
要素を提供することである。

本発明の更に他の目的は、物理的特性が圧縮要素の両側
の軸方向に於て変化し、操作的にタイヤ内に所望の性能
応答を与へる平らに走行するタイヤに圧縮要素を提供す
ることである。

本発明の又他の目的は、内部のタイヤの頂部領域に任意
に与へられた自己シール塗装によシ１３− 圧縮要素の特性を増大することである。

本発明の更に別の目的は、強固で簡単な構造をなし、従
来のラジアルタイヤに簡単々改良を施して平らに走行し
得るようにし、放射方向の側壁の要素で補強した時必要
な強度を有してタイヤの空気がぬけた状態に於ても必要
な距離理想的な速度で安全に走行し得る平らに走行する
空気入シタイヤに改良された圧゛線要素を提供すること
である。

本発明の他の目的は挿入行程中接着剤が用いられ、平ら
に走行する荷重を吸収する能力を強めるプレストレスを
生ずるように内部圧力が与へられる圧縮要素を提供する
ことである。

次に図面について説明すると、第１図はホイール１２上
１６に溶接されたセンタリム１４を有する従来の形のホ
イール１２上に設けられた本発明のタイヤ１０の実施例
を示している。タイヤ１０は胴体即ちケーシング１８を
有し、このケーシングはケーシング及び側壁２４の頂部
２２に外周の踏み面部２０を有し、側壁は頂部１４− の両側から側壁の内側周辺部のビード２６に延びている
。所望形状の溝２８がケーシング１８の踏み面部２０に
設けられている。通常の環状のワイヤ３０で補強された
ビード２６は、タイヤがホイール１２に組込まれる時、
リム１４内に気密に取）つけられる。ケーシングの側壁
２４は、公知の補強部材３２で補強される。頂部２２内
に別の補強が通常の環状のベルト３４−　によってなさ
れる。補強部材３２とベルト３４とは公知の鋼線或は適
宜の繊維で製造される。

ホイーＡ／１２に組込まれる時タイヤ１０はホイールの
リム内に図示しない通常のバルブを介してふくらまされ
る。

この点に関する記述は通常のラジアルタイヤに適用され
得る。平らに走行する可能性は、踏み面部２０の放射方
向内方にケーシング１８の内面３８に於てタイヤ内に挿
入された環状のらせん状のコイル圧縮要素３６（第２図
）によってラジアルタイヤに与へられる。圧縮要素３６
は、適宜の金属或はプラスチックを補強したような高強
度の材料の多数のらせん状コイルである事が好゛ましい
。環状の圧縮要素に用いられた材料に関し、高強度とは
約１５０　ｋｇ、４．％及びそれ以上の引張り強さを有
する材料を意味する。

圧縮要素３６は、種々の操作状態に対し所望の物理的反
応を与へるように、適当な横断面形状を有するロッド或
は管からまかれる。第３図に示すように、圧縮要素のら
せんのコイルは断面管状をなし、この“管状”なる言葉
は第１０図に示す偏平管のような円或は楕円等の形状を
含むが、コイルは断面正方形（第４図）でも良く或は矩
形でも良い。第３図に示すように、もしらせんが管から
巻かれると、構造は中空となる。若し、第２図の圧縮要
素の巾Ｗの両側に加へられる垂直方向の負荷に対して圧
縮要素の反応を変へることが望ましいならば、らせんが
作られる材料の物理的特性は、らせんの特別の部分を焼
なまし或は焼戻し或は他の処理をすることによって巾の
両側で変化し、所望の特性を得る。例えば、らせんの外
端に於けるコイルは中間よシも強固に作られる。巾の部
分の物理的特性を変化する代りに横断面の寸法或は形状
が変へられる。かくして第６図に示すように、コイルは
外側から内方に向って断面を減少する。勿論、設計要求
の指示があれば、圧縮要素の横方向の特性は中間のコイ
ルが外方のコイルよシも強固になるように設計される。

若しよシ大きな剪断抵抗が圧縮要素内で要求されるなら
ば、相互に係合するコイルがらせんに対して設けられる
。

第８図に示すように、コイルの一方の側部４０は突起４
２を設け、他方の側部４４は溝４６を設け、突起と溝と
はらせんの長さに延長している。

らせんがタイヤ内に設置される時は、突起４２は溝４６
内に挿入され、互いにらせんのコイルを係合する。若し
少ない剪断抵抗が要求されるならば、小さい相互係合が
なされる。かくして第７図に示すように、コイルの一側
４８は凸形状５０をなし、他側５２は凹形凹形状５４１
７− を力し、これら凸面体と凹面体とはらせんの長さに延長
している。突起と溝のようにらせんがタイヤ内に設置さ
れる時は凸面体は凹面体内に係合する。よシ大きい剪断
抵抗を与へるのに加えて、相互係合コイルはタイヤの頂
面内のパンクの抵抗を強める。若しらせんの巾の両側で
変化する剪断抵抗が要求されるならばらせんのコイルの
あるものは相互係合し、構成るものは相互係合しない。

本発明の平らに走行するタイヤの製造に於て従来のラジ
アルタイヤのケーシングが用いられる。圧縮要素がタイ
ヤを製造する行程の追加の行程として設けられ又圧縮要
素の設置は公知のラジアルタイヤの改良行程としてなさ
れる。圧縮要素の設置に先立って、タイヤケーシングの
内表面３８は任意適宜の接着の前処理材料及び従来用い
られていた技術を用いて化学的に清浄される。圧縮要素
の接着面は要素が構成される月料に対して適する公知の
プライマーで処理される。室温で固まるような可撓のエ
ポキシ或は１８− ゴムの接着合成物がケーシング及び圧縮要素の接合面に
用いられる。この段階の次に、圧縮要素はタイヤケーシ
ング内に挿入され、ケーシングの内面に対して放射方向
外方に押され、ケーシングに圧縮要素を接着する接着剤
は用いられた接着剤に対して適当な時間経過後固まる。

圧縮要素の内径に放射方向外方の圧力を加へる為にふく
らみ得る内方のチューブにより、固定サイクル中プレス
トレスが加わる。おそらく内０１！１のチューブには固
定サイクル中タイヤの通常の操作圧力の略々２倍の圧力
が加わる。この圧力は接着剤が固まる迄維持される。公
知のように、ポリビニールクロライドフィルムのような
分離剤が圧縮要素の内側と加圧チューブの外側との間に
用いられる。固定サイクルの完了時に内方の加圧チュー
ブは除去されタイヤは実質的に使用の準備をする。

圧縮要素のらせんの設計に於て、その巾Ｗはケーシング
の内面３８の一側の肩部５６から他側の肩部５８迄であ
る。らせんにおいて、第３図乃至第６図に示した横断面
形状を有するコイルでは、コイル間の間隙は横方向の可
撓性の函数として表わされる。かくして、コイルは物理
的に接触するか或は所定の間隙がコイル間に存在する。

横方向の可撓性を得る別の方法が、らせんのコイルを離
間し、又はコイル間に挿入されたゴム或は適当な弾性材
料の層を設けることによって得られる。らせんの径はタ
イヤの内側よシも若干大きく、放射方向の圧縮負荷が挿
入　　０物とタイヤとの間に生ずる。この負荷はタイヤ
の側壁を直すぐにするが、らせんをプレストレスするこ
の技術は操作中タイヤの接触面にかかる応力が多少小さ
いという利点がある。更に環状のベルト３４を設けたタ
イヤに於ては、タイヤの頂部に対し、らせんによって与
へられた負荷はベルトを引張りその性能を改良する。

圧縮要素のらせんは頂部の下方のタイヤの内側のケーシ
ングの直径よシも大きい径Ｄ（第２図）を有し、直径り
は勿論らせんがタイヤ内に挿入される時らせんが通過す
るビードの内径よりも遥かに太きい。小径のビードを経
てらせんを挿入する問題に打勝つ為２つの方法がある。

その方法の一つに於て、らせんはビードの径よりも小径
の円筒状の適宜のマンドレル上におかれ、端部コイルの
一方の端部を掴み或はマンドレルに対して保持する。ら
せんの他方の端部のコイルの端部は適宜の工具によって
保持され、工具とマンドレルとを相対的に回転してらせ
んを直径が減少する方向に巻く。らせんがビードの直径
よりも小径にまかれると、マンドレルとらせんはその一
側のビードを経てタイヤ内に挿入される。ビード間に適
当に位置すると、その自由径になる迄巻戻され、マンド
レルと工具は除去される。勿論、若しタイヤの内側とら
せんの外側が接着の準備をしていないと、タイヤ内にら
せんを挿入する前に前述のように接着の準備がなされる
。らせんが挿入された後、らせんは前述のようにタイヤ
内に接着される。

圧縮要素のらせんを挿入する第２の方法において、らせ
んの端部コイルの一端は適宜の工具−２１＝ に保持され、端部コイルは他方のコイルから離間するよ
うに引張られる。端部コイルの端部はビードを経てケー
シング内に挿入される。らせんとタイヤとの相対回転に
よシらせんコイルはタイヤの内部に供給される。この方
法に於ては、らせんとタイヤはらせんがタイヤ内に供給
される前に接着の準備をする。一旦らせんが挿入される
と、次の接着と固定が前述のようになされる。

一般的には内部ケーシング面とらせんの外径との間に生
ずる剪断負荷に抵抗し得る接着剤でタイヤ内にらせんを
接着することが好ましいが、きびしくない走行をするよ
うなタイヤに対しては接着されないらせんを用いる事が
出来る。操作中に上昇する熱の原因となるケーシングと
らせんとの間に生ずる摩擦を最小にする為、摩擦係数の
低い材料の薄膜がケーシングの内面或はらせんの外径に
用いられる。

圧縮要素はラジアルタイヤ内に設置される時、タイヤの
側壁をまっすぐにすることによりタイ２２− ヤの負荷を運搬する能力を強める負荷を提供する。然し
乍ら、その大きな機能は放射方向の側壁の補強と共に作
用する事であり、かくしてタイヤが圧縮されない時でも
全負荷を支持し得る溝端を生ずる。タイヤが圧縮される
と、らせんはタイヤの性能に殆んど影響をしない柔軟な
引張り部材として作用する。然し乍らタイヤが収縮する
と、らせんは放射方向の側壁の要素によって支持されて
安定し、らせんは可撓の弓形圧縮部材として作用し圧縮
されないタイヤを負荷のもとで作用する為支持し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイヤが使用される状態のホイールの部分的断
面を示す本発明タイヤの一実施例の断面図、第２図は本
発明のタイヤのらせんの圧縮要素の斜視図で、第３図乃
至第１０図は本発明タイヤのらせんの圧縮要素の種々の
実施例の断面図である。 １０・・・タイヤ、１２・・・ホイール、１４・・・リ
ム、１８・・・ケーシング、２０・・・踏み面部、２２
・・・頂部、２４・・・側壁、２６・・・ビード、３２
・・・補強要素、３６・・・圧縮要素。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）頂部に踏み面部をもったケーシングと、この頂部
   から両側にむかってタイヤの両側の内周の環状のビード
   に延長する側壁とを有し、上記ビードによシタイヤをホ
   イールのリムに設置し、上記踏み面部の放射方向内側の
   頂部の内面に於て上記ケーシング内に高強度の材料の弾
   性の環状圧縮要素を設け、上記側壁は内部にこの圧縮要
   素と共動する多数の接近した実質的に放射方向のスポー
   ク状の補強要素を有し、この要素は互いに剪断に対して
   自由であり、上記ビードに連結され、又そこからタイヤ
   の少くとも頂部附近に延長し、上記環状の圧縮要素はら
   せんをなし、そのコイルは互いに隣接している平らに走
   行するタイヤ。
2. （２）圧縮要素のらせんの径はタイヤ頂部の内面の内径
   より実質的に大きく、放射方向外方に指向する負荷が上
   記らせんによってタイヤに与へられる特許請求の範囲１
   項記載の平らに走行するタイヤ。
3. （３）圧縮要素のらせんはケーシングの頂部の内面に対
   して自由であシ、減摩手段がそれらの間に挿入される特
   許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ。
4. （４）圧縮要素の外面は上記タイヤの頂部の内面に接着
   される特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ
   。
5. （５）圧縮要素を形成するらせんのコイルは互いに接触
   する特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ。
6. （６）上記圧縮要素は上記タイヤの頂部の内面にまたが
   る巾を有している特許請求の範囲１項記載の平らに走行
   するタイヤ。
7. （７）圧縮要素のらせんの各コイルは断面が円形をなし
   ている特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ
   。
8. （８）圧縮要素のらせんの各コイルは断面が正方形をな
   している特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイ
   ヤ。
9. （９）圧縮要素のらせんの各コイルは断面が矩形をなし
   ている特許請求の範囲１項記載の平ら側は凸形状をなし
   、他側は凹形状をなし、上記圧縮要素が上記タイヤ内に
   設置される時、上記凸部と四部とが互いに係合する特許
   請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ。 ０］）圧縮要素のらせんのコイルのあるものの一側には
   突片を設け、他側には溝を設け、上記圧縮要素が上記タ
   イヤ内に設置される時、上記突片と溝とが互いに係合す
   る特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ。 ０■　圧縮要素のらせんは剛体のロッドによシ巻かれる
   特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ。 ０′３　　圧縮要素のらせんは管状のロッドから巻かれ
   る特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ。 αゆ　弾性材料が圧縮要素のらせんのコイル間に挿入さ
   れる特許請求の範囲１項記載の平ら九走行するタイヤ。 Ｑｏ　　圧縮要素のらせんのコイルの弾性はらせんの一
   方の軸部のコイルの可撓性が他方の細部に対して異なる
   ように変化しそれによってらせんの横方向の可撓性が変
   化する特許請求の範囲１項記載の平らに走行するタイヤ
   。 ０Ｑ　　凸部と四部とがらせんの長さに沿って延長しコ
   イルの総てはそれによって相互係合する特許請求の範囲
   １０項記載の平らに走行するタイヤ。 θη　突片と溝とがらせんの長さに沿って延長しコイル
   の総てはそれによって相互係合する特許請求の範囲１１
   項記載の平らに走行し得るタイヤ。 ０→　圧縮要素のらせんのコイルの弾性はラセんが作ら
   れる材料の長さに沿う選ばれた部分の物理的特性を変化
   することによって制御され、この選ばれた部分から巻か
   れるコイルは所望の弾性を有する特許請求の範囲１５項
   記載の平らに走行するタイヤ。 ｕつ　　圧縮要素のらせんのコイルの弾性はそのコイル
   の横断面の寸法を変へることによって制御される特許請
   求の範囲１５項記載の平らに走行するタイヤ。 に）圧縮要素のらせんのコイルの弾性はそのコイルの横
   断面の形状を変へることによって制御される特許請求の
   範囲１５項記載の平らに走行するタイヤ。 ０１）　　頂部内面に対する位置で且踏み面の放射方向
   内方にタイヤ内にシリンダに巻かれることによってらせ
   んに形成された所定の横断面形状のロッドよシなる圧縮
   要素を設置する方法でおって、上記らせんの端部コイル
   の一端を掴み、上記らせんの他端を回転して巻きこみ、
   らせんの外径を上記タイヤの環状のビード部分を介して
   通過し得るような寸法に減少させ、この巻かれたらせん
   をビード部分の中間位置に軸方向に５− 挿入し、上記らせんをもとの直径になるように巻戻す事
   を特徴とする平らに走行するタイヤの製造方法。 （イ）頂部内面に対する位置で且踏み面の放射方向内方
   にタイヤ内にらせんに形成された所定の横断面形状のロ
   ッドよシなる圧縮要素を設置する方法であって、上記ら
   せんの端部コイルの端部な他方のコイルから離間し、そ
   の端部コイルの端部をビードを超へて上記タイヤの内部
   に挿入し、タイヤとらせんとの間に相対回転を与へて残
   シのコイルをタイヤ内にビードの中間位置に移動させる
   事を特徴とする平らに走行するタイヤの製造方法。 に）　タイヤ内に圧縮要素を挿入する前に上記らせんと
   タイヤとの接触面を清浄にし、上記接触面を接着剤で覆
   い、らせんをタイヤ内に挿入した後、上記接着剤を硬化
   させ、らせんをタイヤケーシングの内面に固定する事を
   特徴とする特許請求の範囲２２項記載の平らに走行する
   タイヤの製造方法。 ６一 （ハ）外方に指向する放射方向の力は硬化サイクル中圧
   縮要素のらせんに加わる特許請求の範囲２３項記載の平
   らに走行するタイヤの製造方法。 （ハ）外方にむく放射方向の力が上記らせんの直径がタ
   イヤの内面の直径よシ大きい為、らせん自身によって与
   へられる特許請求の範囲２４項記載の平らに走行するタ
   イヤの製造方法。 （ハ）外方にむく放射方向の力が圧縮要素のらせん内に
   挿入され次でふくらまされる環状の空気の入った内方チ
   ー−プによって加わる特許請求の範囲２４項記載の平ら
   に走行するタイヤの製造方法。 （ロ）環状の空気入シの内方チューブはタイヤの通常の
   操作圧力の２倍の圧力にふくらまされる特許請求の範囲
   ２６項記載の平らに走行するタイヤの製造方法。