乗り物用エアレスタイヤ

本発明は、オンロードおよびオフロード用途で、動力つきおよび動力なしの、小型車から大型車までの多岐に渡る乗り物に用いられる、膨らませないタイヤに関する。

一般的なこの種の乗り物用タイヤのほとんどは、高価であり、激しく磨耗する。現在、これらのタイヤはエアで膨らまされるので、製造コストがかさむとともに、損傷を受けやすいものとなっている。

この種のタイヤを商業的に許容できるものにすべく、長年にわたり様々な努力が重ねられてきた。今日まで、タイヤメーカーは利用可能なあらゆる手段を試したが、いまだに満足のいくタイヤを作ることはできていない。

現在製造および使用されているタイヤは、擦り減ってしまうと修理のしようがないので、深刻な潜在的産業廃棄物である。

本発明の課題は、タイヤに要求される性能を満足に発揮でき、かつ耐用年数の長い、膨らませない乗り物用タイヤを提供することである。

本発明によれば、ホイールリムにはめ込んで固定できるように成形されたゴム製のカーカスを備える、膨らませない乗り物用タイヤであって、カーカスを通って横方向に延びかつ等間隔に離間した一連の導管と、導管の間に設けられた弾性を有する支持リブと、柔軟な補強具バンドの上方のカーカスに成形された、道路にひっかかるトレッドと、を有するタイヤが提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、生ゴム製カーカス、補強層、およびゴム製トレッドのアセンブリをホイールリムの上に成形し、補強具のバンドをゴム製トレッド材料のボディの下につけて密なタイヤを完成させ、熱および圧力を加えてゴムを固めてカーカスと補強具をトレッドに接合させることによって作られたタイヤが提供される。

また本発明によれば、複数の層をなすスチール布地バンドである補強具、くびれたリブを形成する導管の断面、そして選択的に、リブのくびれてない部分の少なくとも一部を通る小導管をさらに伴ったそのような断面が提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、タイヤの軸に対して傾斜している、タイヤを通る導管、および、導管を通る空気流を発生させる形状を有している、少なくとも前記導管へ通じる開口が提供される。

また本発明によれば、亜鉛メッキされているかまたは真鍮でコーティングされている、硬鋼でコーティングされた部品を含むスチール布地の補強具、および、直径が約2mmであるスチール布地部品が提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、カーカスの辺に平行な布地部品の一対の外側の層と、カーカスを横切って反対方向に傾斜した布地部品を有する一対の内側の層と、を有する、スチール布地のバンド、および、傾斜が約30°である布地部品が提供される。

本発明のさらなる特徴によれば、トレッドを通る導管から径方向に外側に延びる孔が設けられているカーカスが提供される。

また本発明によれば、ホイールリムのフランジの間を延びるように成形されたカーカスの内側の周が提供される。ここで、フランジは、リムを囲み、かつ、外表面に沿って設けられた一連の外側に突出するフランジつきリブを囲む浅い水路形状を形成している。

本明細書で用いられる「ゴム」という用語は、天然ゴムおよび合成ゴム、これらの混合物、および、類似の物理特性を有する他のポリマー材料を含むものとして理解されるべきものである。

本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は、添付図面を参照しながら以下に行う説明より明らかとなるであろう。

タイヤおよびホイールリムの断面図。

タイヤに適したホイールリムの断面図。

タイヤに適したホイールリムの立面図。

タイヤおよび別のホイールリムの斜視図。

タイヤの詳細図。

図1の断面図に示すように、膨らませないタイヤ1はホイールリム2にはめ込まれる。ホイールリム2は、カーカスおよびトレッドのアセンブリを受容するための外縁と、乗り物用のホイールハブにタイヤを取り付けるためのディスク5を有している。ホイールリム2は、図2に示す一体型ホイールドラム4を含んでいる。リム2は、図2に示すように、浅い水路のような形状を作るように外側を向いた縁6を有する。図3に示すように、横向きのT状断面を有するリブ8が、カーカス3をリム2とドラム4に固定するために、一定の間隔でドラム4の外表面を横切って延びている。これらのリブ8は、成形されたゴムをリム2へ固定するのを補助するためのフランジ8Aも有している。

タイヤ1のカーカス3は、射出成形またはプレス成形のどちらかによって、タイヤが果たすべき特定の目的を果たすように選ばれたポリマーから成形することができる。そのポリマーにポリブタジエン化合物を混入させた天然ゴムの混合物を含有させることは極めて重要であり、タイヤ製造分野の専門家であれば、その混合物を適切に選択することができるであろう。

基本的な乗り物用タイヤのカーカスは、下記の特性を示す混合物を含有している。

引っ張り強度 MpA − 20 硬度 IRHD − 65 破断点伸び % − 650 反発弾性 % − 70 トレッド用の配合ゴムでは、上述の値はそれぞれ21、68、600、55となり、1mm³あたりの磨耗減量は85となる。これらの数値は当然タイヤの環境および目的の両方によって変化するものであり、当業者であれば、自身の知識を用いて必要な実験を行い、最終的な組成物を決定できるであろう。

成形工程によって、カーカス3は、径方向に突出するリブ10を有する弾性材料のボディを持ち、ホイールリム2に固定される。リブ10の間にはくびれた導管9が形成されており、リブ10はホイールドラムを、タイヤのトレッド5Aを支持する外側バンドに接続している。リブ10の堅さを変えるには、成形されたカーカス3の固形材料を通る小導管9Aを選択すればよい。

図示したホイールアセンブリの中で、導管9の形状は、径方向に延びかつ11と12においてくびれた支持リブ10を形成している。リブ10のくびれていない部分には、小導管9Aが通っている。小導管9Aの形状、位置、および数は、所望の弾性特性をもたらすように変えてもよいし、特定の目的に適したやり方でタイヤを識別するために用いてもよい。これらの導管は、例えば、図1において円形、楕円形、ダイアモンド形として示されている。タイヤのトレッド5Aによく設けられる凹部を通るように、導管9から径方向に延びる開口が設けられてもよい。

図5に示すように、トレッド部分5Aは、複数の柔軟なスチール布地層4Aからなる無端バンドの上方のカーカス3に加硫して作られている。これらの層4Aはタイヤ製造分野では公知であり、通常、亜鉛メッキされているか、または、真鍮でコーティングされている、絡み合わされた硬鋼の部品から作られて、布地材を形成する。これにより、布地材は、トレッド5Aとカーカス3の間に、層の中の開口を通して接合される。これにより、完成品のホイールアセンブリの弾性に悪影響を与えることなく、荷重がかかった時に変形し、トレッドのカーカスへの固定を強化するといった、タイヤ1のあらゆる特性が実現される。それぞれの層の端部が、カーカスに対して角度をなして横切って延びるとともに他の層の端部から離間するコアエンドラインを持つように、層は配置される。外側の2つの層のコア要素がタイヤの軸に平行であるのに対し、内側の2つの層はタイヤの軸に対して約30°の角度で反対方向に傾いた要素ラインを持つ。

使用中にタイヤやブレーキのアセンブリのオーバーヒートを防ぐために、カーカスとリムの幅を横切るような空気流を発生させる特性を有することは、タイヤアセンブリに特有の特徴である。これは、導管9の作用的外方の端部における1つの径方向端部を丸くすることで実現することができる。

例えば、図1において、タイヤを通りタイヤの作用的外方から内方へ向かう空気流を発生させるために、タイヤの片面に導管9への入口9Bも設けられている様子が示されている。反対側の端部には、冷却効果を強めるためにえぐり取られた端部が設けられている。

タイヤは、冷却特性が達成できるように、乗り物の特定の姿勢に特化した設計がなされる。

導管9は、作用的外方から内方へ向かって後方に傾斜していることが好ましい。これによっても、ホイールが回転し前進する時に、導管を通って空気流が発生する。

さらに、アセンブリの中では、動くホイールの中を通って空気流がブレーキアセンブリへ向かうようにすることで、同じ冷却効果がドラムにももたらされる。これは図3の空気孔14として示されている。

図5は、タイヤのカーカス3とトレッド5Aの間に配置された柔軟なスチール布地4Aを示す、タイヤの部分断面図である。

上述した本発明の実施形態は当業者によって様々な態様に改変され、異なった特有の詳細部品構成とすることができるが、それらは本発明の範囲から除外されるものではない。例えば、上述した補強具のバンドは、カーボン繊維、ナイロン、繊維織物、またはこれに類するものによって作ることが可能である。このタイヤが適用されうる広範囲にわたる乗り物の異なった要求に合致するように、さらなる改変が行われうる。この改変が達成されても、タイヤを膨らませることによって生じる問題とは無縁である。