JP2002531317A - 改善されたビード構造物を備えた、自動車用ホイールのタイヤ - Google Patents

改善されたビード構造物を備えた、自動車用ホイールのタイヤ

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JP2002531317A
JP2002531317A JP2000586532A JP2000586532A JP2002531317A JP 2002531317 A JP2002531317 A JP 2002531317A JP 2000586532 A JP2000586532 A JP 2000586532A JP 2000586532 A JP2000586532 A JP 2000586532A JP 2002531317 A JP2002531317 A JP 2002531317A
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カレッタ，レナト
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ピレリ・プネウマティチ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
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Abstract

(57)【要約】 自動車用ホイールのタイヤは、タイヤの回転軸線を含む半径方向の平面に位置する金属コードで補強されたゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプライから本質的に成る補強用構造物を有する円環形のカーカスと、クラウン部に位置し、前記カーカスのまわりに同軸に延在し、道路との転がり接触をさせるために隆起させたパターンを備えているトレッドストリップと、前記カーカスと前記トレッドストリップとの間に同軸に配置されるベルト構造物と、タイヤを対応する取付リムに固定するための、円周方向に非延伸性の少なくとも１つの環状の補強用コアをそれぞれ備えている一対のビードで終端する、軸線方向に対向する２つのサイドウォールと、を含む。前述のタイヤにおいて、カーカスの補強用構造物の端部は、前述の環状のビード補強用コアの最内周の輪郭を超えて半径方向内側に突出することはなく、また、ビード間に軸線方向に延びている前述の補強用構造物の中立輪郭は、前記環状のビード補強用コアを包囲する領域の断面と交差する。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車のタイヤに関し、特に、そのビード、すなわち、タイヤを対
応する取付リムに固定するように主として機能するタイヤの環状カーカス部に関
する。
【０００１】 さらに正確には、前述の発明は、一般に「ビードコア」という名称で呼ばれて
いる、前記ビードの内側に含まれる環状の補強用構造物と、カーカスプライの端
部とを共に接合するためのシステムに関する。
【０００２】 タイヤは、慣例的には、ドーナツ形に形作られたカーカス（toroidally shape
d carcass）を含み、前記カーカスは、軸線方向に対向する一対のサイドウォー
ルに対して端部において結合する中央クラウン部を有し、前記サイドウォールは
、半径方向に内側に延び、対応する取付リムにタイヤを固定するようになってい
るビードでそれぞれ終端する。このために、前述の補強用ビードコアがビード内
側に組み込まれている。
【０００３】 前記カーカスのクラウンは、カーカス表面に同軸に配置されたトレッドストリ
ップを有し、トレッドストリップは、地面におけるタイヤのころがり接触を意図
したものであり、前記ストリップの厚みに形成され使用中のタイヤの操縦性を確
かなものにするように設計されている切込みと溝とによって画定される隆起した
パターンを備えている。
【０００４】 カーカスの補強用構造物は、テキスタイルまたは金属の補強用コードが埋め込
まれているゴムシートから成るゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプラ
イを含み、前記コードは、タイヤの周方向に対して交差するように配置されてい
る。ラジアルカーカスタイヤの場合、前述のコードの方向は、前述の周方向、す
なわちタイヤの赤道面に対して垂直になっている。
【０００５】 補強用コードの方向がどのようなものであっても、カーカスプライの端部は、
前述のビードコアを中心にして軸線方向に内側から外側に向かって折り返されて
いる。
【０００６】 この幾何学配置のため、タイヤ断面でのカーカスプライの輪郭、したがってラ
ジアルタイプのカーカスの対応補強用コードの輪郭は、ビードコアの軸線方向に
内側、半径方向に外側の縁部において、前述の輪郭の曲がりがサイドウォールに
沿った凹形からビードコアを囲む凸形に反転する変曲点を有する。
【０００７】 本願明細書の以降の部分で、前述の変曲点を「Ｋ点」と呼ぶ。
【０００８】 カーカスがラジアルタイプのものである場合、タイヤは、カーカスのクラウン
部分に配置され、カーカスとトレッドストリップの間に位置し、タイヤの一方の
側面から他方の側面に広がる、すなわち、トレッドストリップとほぼ同幅である
ベルト構造物も有する。
【０００９】 前述の構造物は、慣例的に、補強用コードを備えたゴム引きファブリックのス
トリップを一対または複数対有し、前記コードは、各ストリップ内では互いに平
行であるが、隣接するストリップのコードとは交差し、好ましくはタイヤ赤道面
について対称に傾斜させられている
【００１０】 タイヤ取付リムは、その軸線方向端部に、タイヤビードの支持ベースを形成す
るほぼ円錐形の同軸の２つの表面を有する。前記ベースの軸線方向の外縁部は、
半径方向外側に延びるフランジで終端し、ビードの軸線方向外側面の支持物とし
て作用し、前述のビードをタイヤ空気圧で圧せられた状態に保つ。
【００１１】 そのシート内部でのタイヤビードの強制係合は、円周方向に非延伸性であり、
それ故に一定の直径を有する、タイヤビード内に含まれる金属の補強用ビードコ
アとともに、支持ベースが外方向に開いている円錐形であることによって確実な
ものとなる。タイヤの空気圧によって軸線方向内側から軸線方向外側に向かって
ビード側面に及ぼされる軸線方向に押す力によってもたらされるこの強制係合は
、使用中のリム上のタイヤビードの安定性を保証し、また、チューブレスタイヤ
の場合には、漸次的なタイヤ圧低下を防止するようにタイヤとリムの間の気密性
を保証するものでもある。
【００１２】 この機密性を完全に保証するために、チューブレスタイヤは、いわゆるドロッ
プセンターリム、すなわち、急な角度の円錐を有するビード支持ベース（リムの
回転軸線に対して１５°で傾斜させられているビード支持ベース）と一体部品に
構成されたリムに取り付けられる。
【００１３】 ビードベースのこの特別の傾斜は、タイヤがカーカスプライの特有の輪郭を持
たなければならないことを意味し、かかる特有の輪郭は、リム回転軸線に対して
強く傾斜している、Ｋ点における前記輪郭の接線によって特徴づけられる。
【００１４】 前述のすべてにおいて、本発明と関わることが好ましいタイヤは、金属のラジ
アルシングルプライカーカスを有し、常用圧力約８ｂａｒで使用される道路輸送
用のチューブレスタイヤである。
【００１５】 これらのタイヤの場合、ビード領域は構造的に極めてクリティカルな領域で、
その構造上の弱さのため、トレッドが完全に磨耗する以前にタイヤが使用できな
くなるというのは珍しいことではない。
【００１６】 この状況を改善するために当該技術分野において数多くの試み、詳細には、ビ
ードコアのねじり剛性を増加させることを目的として、ビードコア断面の変更、
ビードコアを作るスチールワイヤの変更、必要があればそれらの組み合わせ、な
らびに、カーカスプライの輪郭の変更、カーカスプライの折返し部の半径方向の
高さ値を最適にしようとする試み、が行われてきたが、いずれもこの問題を解消
しえなかった。
【００１７】 これらの試みは、完全に申し分のない解決策を提供することができず、また、
解消しようとしている問題よりも重大な問題をひき起こすことも少なくなかった
。
【００１８】 特に、ビードコアのねじり剛性を増加させると、同時にその曲げ剛性までも増
加し、それによってリムに対するタイヤの着脱が非常にやり難くなる。また、カ
ーカスプライの輪郭の変更は、使用中のタイヤの多くの挙動特性に対してマイナ
ス効果をもたらした。
【００１９】 本件出願人等の認識によれば、高いタイヤ空気圧は、互いに垂直な２つの構成
要素、すなわち軸線方向の構成要素と半径方向の構成要素、に沿ってビードコア
に伝達され、ビードコアの周方向の非変形性によって妨害される引張力をカーカ
スの各コードに生じさせるだけでなく、ビードコアの重心からＫ点までの距離に
よりビードコアにねじりトルクも作用させる。
【００２０】 タイヤ使用中のこのねじりトルクは、タイヤの各回転サイクルにともなって変
化し、ビード構造全体の周期的な微細動作、特に、結果的に多かれ少なかれタイ
ヤ寿命を短縮させる、ビードの軸線方向外縁部とフランジの縁部とを中心とする
ビードの微細回転を生じさせる。
【００２１】 カーカスプライの中立輪郭（the neutral profile）を、好ましくは重心を通
るようにビードコアの内側に入れ、したがって変曲点を無くすことによって、前
述の問題を有利に克服できることが判明した。
【００２２】 本発明は、既知のビードの柔軟性、弾性変形性、および機械的強度の利点をす
べて提供しつつ、前述欠点を持たない新しいビード構造物、特にジャイアントサ
イズのチューブレスタイヤのビード構造物に関する。
【００２３】 本件特許は、より大きな耐久性をタイヤに与える新しいビード構造物に関する
ものでもある。
【００２４】 さらに本特許は、より小さな転がり抵抗をタイヤに与える新しいビード構造物
に関するものでもある。
【００２５】 本特許の別の目的は、同一寸法の既知のタイヤと比較して、より大きな許容荷
重（load capacity）をタイヤに与える新しいビード構造物である。
【００２６】 本特許のさらに別の目的は、タイヤ製造工程を単純化し、より経済的な機械を
使用できるようにする新しいビード構造物である。
【００２７】 本特許のさらに別の目的は、同サイズの既知のタイヤと比較して、自動車ホイ
ール用のタイヤの許容荷重を増加させる方法である。
【００２８】 本特許のさらに別の目的は、自動車ホイール用のタイヤの環状のビード補強用
コアに作用する、半径方向断面におけるねじりトルクを取り除く方法である。
【００２９】 したがって、本発明の第１の態様によれば、本発明は、中央クラウン部と、タ
イヤを対応する取付リムに固定するための一対のビードであって、円周方向に非
延伸性の少なくとも１つの環状の補強用コアをそれぞれ備えている一対のビード
で終端する、軸線方向に対向する２つのサイドウォールとを有する円環形のカー
カスと、クラウン部に位置し、前記カーカスのまわりに同軸に延在し、道路と転
がり接触させるために隆起させたパターンを備えているトレッドストリップと、
前記カーカスと前記トレッドストリップとの間に同軸に配置されるベルト構造物
と、を有し、前記カーカスが、タイヤの回転軸線を含む半径方向の平面に位置す
る金属コードで補強されたゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプライか
ら本質的に構成されている補強用構造物を備え、前記補強用構造物は、前記環状
の補強用コアに固定される端部と、半径方向断面の平面内でビード間に軸方向に
延びる中立輪郭を有し、前記中立輪郭が、前記環状のビード補強用コアを包囲す
る領域の断面と交差し、前記補強用構造物の端部が、前記環状の補強用コアの最
内周の輪郭を超えて半径方向内側に突出していないことを特徴とする、自動車用
ホイールのタイヤに関する。
【００３０】 本発明の第２の態様によれば、本発明は、前述の従来のカーカス構造物を備え
ている自動車用ホイールのタイヤの許容荷重を増加させる方法に関し、その方法
は、カーカス構造物の端部が環状のビード補強用コアの半径方向に最も内側の輪
郭を越えないように、カーカス構造物の半径方向内側の伸張を制限する段階と、
カーカスプライの中立輪郭を、前記環状の補強用コアを包囲する領域の断面に交
差させる段階とを備える。
【００３１】 本発明のさらに別の態様によれば、本発明は、前述の自動車用ホイールのタイ
ヤの環状のビード補強用コアに作用する、半径方向断面の平面におけるねじりト
ルクを取り除く方法に関し、その方法は、カーカス補強用構造物の中立輪郭の伸
張に沿って変曲点を取り除く段階と、前記中立輪郭を、前記環状の補強用コアを
包囲する領域の断面に交差させる段階とを備える、。
【００３２】 いずれの場合においても、本発明は、いずれも非限定的な例として記載されて
いるにすぎない以下の説明および添付図面の支援を得て、より深く理解されるで
あろう。
【００３３】 図１に、公知技術によるタイヤの対応輪郭と比較して、タイヤの外形輪郭の軌
跡よびカーカスプライの中立輪郭の軌跡について特別に参照して、本発明による
タイヤを部分断面で概略的に示す。
【００３４】 タイヤは円環形のカーカス（torus-shaped carcass）を含み、該カーカスは、
中央クラウン部Ｃと、軸線方向に対向する２つのサイドウォールＡとを有し、各
サイドウォールは、タイヤを対応する取付リムに固定するためのビードＢでそれ
ぞれ終端している。ビードは、通常は「ビードコア」と呼ばれ、本図面ではその
断面を含む領域の重心Ｇと輪郭Ｓだけが示されている、円周方向に非延伸性の少
なくとも１つの環状の補強用コアを内部に組み込んでいる。
【００３５】 カーカスをかこんで同軸上に延在するカーカスのクラウンには、本発明の目的
にほとんど関連性がないので記載されていないが、道路と転がり接触させるため
の隆起したパターンを備え、特に接地性、路面保持性、および耐ハイドロプレー
ニング性に関してタイヤの使用中の操縦性を決定するトレッドストリップＭが配
置されている。
【００３６】 カーカスは、ゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプライを有する補強
用構造物を備えており、かかるプライは、ビード間に延在して補強用要素を形成
するテキスタイルおよび／または金属のコードで補強され、前述のビードコアに
固定される。
【００３７】 以下に示されるように、この構造物の輪郭Ｎだけが示されている。
【００３８】 同一の最大全体寸法及び同一のサイズを有する同等のタイヤを使用して本発明
によるタイヤと公知タイヤの間の比較をよりはっきりと示すために、輪郭Ｅは、
本発明のタイヤと公知タイヤとの両方で共通のタイヤの外形形状を示している。
【００３９】 輪郭ｌ１とｌ２は、本発明によるタイヤと公知タイヤの、タイヤの内側輪郭を
示しており、それぞれサイドウォールの半径方向内側部およびビードにおいて互
いに離間されている。
【００４０】 輪郭Ｎ１とＮ２は、本発明によるタイヤと公知タイヤの、１又は複数のカーカ
スプライの輪郭を示しており、やはりそれぞれサイドウォールの半径方向内側部
およびビードにおいて互いに離間されている。
【００４１】 公知のタイプのタイヤに関して述べると、輪郭Ｎ２は、その伸張に沿ってビー
ド領域に変曲点Ｋを有し、かかる変曲点Ｋにおいて、ビードコアのまわりにカー
カスプライを巻きつけることに起因して、輪郭の湾曲が方向を変え、内側方向の
凹から外側方向の凹になる。詳細には、Ｋ点は、ビードコアの軸線方向に内側の
端部に位置し、さらに具体的には、実質的にビードコアの軸線方向に内側で半径
方向に外側の縁部（th axially internal and radially external edge of the
bead core）に位置することもある。輪郭Ｎ２のＫ点における接線は、タイヤの
回転軸線に対して、比較的小さい傾斜角度「ｗ」、おおよその目安として２０°
〜３５°の間の傾斜角度を有している。
【００４２】 本発明によるタイヤの輪郭Ｎ１は、そうではなく、ビード補強部を形成する
ビードコアまたはビードコア群の断面を含む領域の内部、好ましくはビードコア
または前述の補強用ビードコア群の重心Ｇ、を通る。便宜上、参照領域は曲線Ｓ
によって区切られており、かかる曲線Ｓは、ビードコア又はビードコア群の頂点
を通過し、領域すなわち外接エリアの面積値を最小限にしている。
【００４３】 図１は、いかにして前述の輪郭Ｎ１がＫ点を欠き、輪郭Ｎ１がその伸張に沿っ
て湾曲の反転を有さず、公知タイヤの前述のＫ点を通る接線の傾斜よりも著しく
大きい、重心Ｇを通る輪郭Ｎ１の接線の傾斜によって画定される、タイヤの回転
軸線に対する傾斜「ｙ」を有するかを明確に示している。
【００４４】 本願明細書の以下の部分では、カーカスプライの中立輪郭を参照する。事実、
中立輪郭は、前記プライが互いに接触しているときは前記プライの輪郭と一致し
ているが、プライが互いに離れるように動くとそこから逸れる。この場合、中立
輪郭は、複数のカーカスプライによって外側が区切られており、内部に化合物お
よび／またはテキスタイル、金属、または他の適切な材料で作られたファイバ、
ヤーン（yarn）、スレッド、コードなどの充填用または補強用の要素をさらに組
み込んだ、組立体の中立軸の輪郭に一致している。
【００４５】 ここで、カーカスプライの輪郭が技術文献では一般に「プライライン」という
用語で呼ばれており、前記輪郭の部分（タイヤ荷重とタイヤに許容荷重と縦方向
の弾性を与える空気圧との変化に応じて変形する部分）は、技術文献では一般に
「ｐｙ」という用語で示され、Ｋ点の半径方向外側の部分のプライラインに実質
的に一致していることを思い出すことは価値がある。本願明細書では、「ｐｙ」
を「活動輪郭」と呼ぶこともある。
【００４６】 本発明によるカーカスプライの中立輪郭が、いかにしてビード厚を実質的に削
減し、いかにして活動輪郭をビードコアの重心くらいまで広げることができたか
は、図１からすぐに分かる。この厚さの削減、すなわち、図の斜線が引いてある
ビード部分が取り除かれることにより、タイヤに収容される空気容積の量が約２
％〜５％増加するだけでなく、タイヤの最内周部にこの増加が集中する。その結
果、タイヤの体積中心腺がリムの回転軸線の方向に移動し、タイヤ自体の許容荷
重も対応して増加し、当該技術の同等のタイヤに匹敵する状態となる。
【００４７】 ビードの簡素化は、それ自体が、タイヤ重量の減少と、タイヤの転がり動作に
関連して周期的な変形をうける材料の量が減ることにより、その動作温度の低下
をもたらす。
【００４８】 図２に、本発明によるタイヤのカーカス構造物の第１の実施形態を、依然とし
て公知技術の同等のカーカス構造物（破線で示す）と比較して、やはり部分断面
で概略的に示す。
【００４９】 図１を参照しながらすでに説明および記載されたものに加え、本発明によるタ
イヤは、半径方向に配置された金属コード、すなわち実質的にタイヤ断面の平面
内にある金属コード、で補強されたカーカスプライ１を有する。カーカスプライ
１は、１枚のゴム引きファブリックのシートあってもよいし、以下に説明される
ように適切に配置されたいくつかのシート群またはバンド系列（a series of ba
nds）であってもよい。
【００５０】 前述のプライの端部は、タイヤビードの環状の補強用コアをともに形成する２
つのビードコア２ａおよび２ｂの間に挿入される。プライの端部は、半径方向内
側にビードコアから突出せず、すなわちビードコアまたはビードコア群の半径方
向に最も内側の輪郭「ｐ」を越えて半径方向内側に突出せず、したがって、ビー
ドコアを中心に折り返すことさえできないことが好ましい。これに反し、公知の
構造では、内側から外側に向かって軸線方向に回り込む端部３がビードコア２を
取り囲み、カーカスプライの側面に沿って半径方向に立ち上がり、前述の折返し
部のリップ４の高さにおいてビードの構造的不連続を生じる。
【００５１】 この不連続による影響は、通常は、前記リップの両側に半径方向に延びるテキ
スタイルまたは金属のサイドピース５を挿入することによって補償しなくてはな
らない。
【００５２】 内側から外側へおよび外側から内側への両方の、ビードコアを中心とするカー
カスプライの折り返すを無くすことにより、タイヤ製造工程が単純化され、期待
に反する結果をもたらす主原因が取り除かれる。
【００５３】 ある一実施形態において、本発明によるカーカスは、カーカスのクラウンに同
軸状に配置され、前述のカーカスとトレッドストリップＭとの間に位置する、ベ
ルト構造６も有する。
【００５４】 図３は、本発明によるタイヤの好適実施形態を示す。かかる実施形態は、本件
と同一の出願人によってＥＰＣ特許出願第９７−８３０７３１．２号として出願
された同時係属中の欧州特許出願明細書に記載されている技術を利用して形成さ
れている。
【００５５】 タイヤの内部構成要素が、円環形の雄ドラム（torus-shaped male drum）２０
の上に置かれる。ドラム２０の外側輪郭は、未加工のタイヤの半径方向内面の輪
郭と一致し、かかる内面は、いわゆるライナ７、すなわち、加硫後のタイヤにお
いてタイヤの内部気密面を形成するゴムシートから始まる。
【００５６】 次に、ライナの上に、円周方向に連続して、複数のバンド８、すなわち、ある
本数のスチールコードをそれぞれが含んでいるゴム引きファブリックのストリッ
プを置くことにより、カーカスプライが形成される。前記バンドは、コードが半
径方向に配置された状態で、すなわち雄ドラムの円周方向に対して９０°の角度
で配置された状態で、好ましくはバンド幅と等しい間隔を互いに幅方向にあけて
配置されている。バンドは、雄ドラムの外面に沿ってビード間に延在し、その長
手方向伸張の全体が、ライナに固定される。
【００５７】 バンドは、幅３〜１５ｍｍ（さらに好ましくは、５〜１０ｍｍ）、厚さ０．５
〜２．５ｍｍ、コードを２〜１５本（さらに好ましくは、３〜１０本）含み、タ
イヤ１の赤道面近傍で円周方向にカーカスプライ上で測定したときに、好ましく
は１センチメートル当たり４〜８本の密度となることが好ましい。
【００５８】 隣接するコード間に適切なゴム引きができるように、コードは、軸線間距離が
コード径の少なくとも１．５倍であるようにバンド８内に配置されている。
【００５９】 しかしながら、必要があれば、特別のコンパクト性および均質性を備えたカー
カスプライを提供するために、コードをバンド内でより大きな密度で有利に配置
してもよい。
【００６０】 コードは、タイヤカーカスの作製に通常使用されるもので、直径０．３ｍｍ〜
２．１ｍｍであることが好ましい。サイズ３１５／８０ Ｒ ２２．５”のプロ
トタイプタイヤを作製するために、本件出願人らは、３＋９＋１５ｘ０．２２と
いう構成の金属コードを使用することが便利であることを発見した。
【００６１】 次に、補強用ビードコア９が、前記ビードコアの半径方向外側の位置にあり、
タイヤ断面の高さＨの１０％〜５０％であることが好ましい半径方向の高さ「ｈ
」を越えて半径方向に外側に延び、ビードコアの反対側の端部に向かって次第に
細くなる三角形の充填物１０とともに、ビードの領域内で、この第１のバンド系
列の上に貼り付けられる。
【００６２】 ビードコア９は、適切な準備ドラム上で別々に作製してから、組み立て中のカ
ーカスに組み付けることもできるし、あるいは、雄ドラム上で、ビード領域内の
前述のバンドの上に、直接に形成することもできる。
【００６３】 好ましくは、ビードコアは金属の環状コアを含み、かかる環状コアは、円周方
向に非延伸性で、半径方向に重ね合わされて軸線方向に互いに並んで配置されて
いる金属ワイヤの螺旋系列（a series of spirals of metal wire）である。
【００６４】 螺旋系列は、ワイヤまたは互いに並んで配置された複数の金属ワイヤから成る
ストリップを、半径方向に互いに重なり合わせていくつかの螺旋形状に、適切な
ドラムに巻きつけることによって、形成することができる。または、半径方向に
重ね合った螺旋状に単一金属ワイヤをそれ自体に巻きつけることによって作られ
る複数の金属の螺旋を、連続的に互いに並んで配置することによって、形成する
ことができる。または、軸線方向に互いに並んで配置される螺旋状に単一金属ワ
イヤを巻きつけることによって形成される複数の金属層を、互いに半径方向に重
ね合わせることによって、形成することができる。
【００６５】 カーカスプライの中立輪郭が、ビードコアの断面を包囲している領域の内側、
詳細にはビードコア自体の重心を通るため、後者がねじりトルクを受けることは
なくなり、したがって、その断面に作用する牽引力に耐えるだけでよいことに注
意されたい。
【００６６】 その結果、ビードコアが特別のねじり強度を備えている必要がなくなり、その
ため、ビードコアの断面の非変形性や、リム上のビードシートの角度にほぼ等し
い角度のビードコアの半径方向内面の傾斜といった特性の重要性が低くなる。
【００６７】 これにより、ビードコアおよびビードコアを形成するワイヤの断面の形に大き
な選択の自由がもたらされる。
【００６８】 ビードコア９の断面に関して述べると、前述の実施形態では、ビードコア断面
は、それぞれ半径方向内面９ａと半径方向外面９ｂである２つの底、および、そ
れぞれ軸線方向内面９ｃと軸線方向外面９ｄである傾斜した２つの辺、を有する
変則的な台形に形成されることが好ましい。底９ａは、タイヤの回転軸線に対し
て、リム上のビードベースの角度とほぼ等しい角度、すなわち約１５°、で傾斜
させられているが、対応するシートに対してビードを強制係合させるのに有利で
あるように、より小さい傾斜、好ましくは０°〜１２°、を有することもできる
。別の好適態様によれば、前記台形の軸線方向外側の辺のタイヤの回転軸線に対
する傾斜角度は、前記両辺の領域のカーカスプライの中立輪郭の傾斜角度よりも
大きく、前記台形の軸線方向内側の辺の傾斜角度は、前記両辺の領域のカーカス
プライの中立輪郭の傾斜角度よりも小さい。
【００６９】 特に重要なのは、図３記載の、ビードコア９の長さ寸法、すなわち、長手方向
の伸張（ｚ）（傾斜している辺）および横方向の軸線方向厚さ（ｖ）（半径方向
の底）であり、寸法ｚは１０〜２５ｍｍ、寸法ｖは７〜２０ｍｍであることが好
ましい。
【００７０】 ビードコアの材料は、テクスタイル材料または金属材料であればどれであって
もよく、また、適切な機械強度を有していれば他の種類の任意の材料であっても
よい。この材料は、タイヤ技術で広く使用されている通常のスティールワイヤま
たは高炭素量（高抗張力）のスティールワイヤ、または、相応する許容荷重およ
び強度を備えた金属コードであることが好ましい。
【００７１】 金属ワイヤが使用される場合、その断面は、直径０．３〜２．１ｍｍの円形で
あることが好ましい。別の選択肢として、断面が、各辺の寸法が１．５〜２．５
ｍｍで、好ましくは縁部が丸められている、概ね矩形であることが好ましい平坦
な金属ストリップを使用することもできる。
【００７２】 種々の実施態様において、平坦なストリップは、例えば本件と同一の出願人の
名義の米国特許第５，００７，４７１号に記載されているように、概ね六角形の
断面を有することもできる。
【００７３】 本件出願人らは、金属コードを使用する場合には、７×４×０．２８のコード
、すなわち直径０．２８ｍｍの４本のワイヤからそれぞれ構成されている７本の
ストランドから成るコード、が有利であることを見出した。
【００７４】 ビードコア９の螺旋を形成する金属要素（ワイヤまたはストリップ）はベア（
bare）、すなわちゴムでライニングされてないことが好ましい。この場合、各金
属要素は、隣接する金属要素との関係で、効果的な小さい周方向変位を生じさせ
る可能性を保持し、それにより、ビードコアの柔軟性が最大となる。隣接するス
トリップの断面間の軸線方向相互接続の場合においても同様である。それゆえ、
タイヤをリムに取り付ける間のビードワイヤの楕円形化の可能性が最大となる。
【００７５】 新規なバンド連続体８ｂは、先に所定の位置に配置されたバンド８ａ間に残さ
れた空間に配置される。これらバンドの端部は、雄ドラム上に既に組み付けられ
たビードコアの軸線方向外側の所定の位置において、ビードコアが２つのカーカ
スコード層の間に配置されるように重ね合わされる。特に、ビードの領域におい
て、バンドは、ビードコアの軸線方向に対向する両側面に対して交互に配置され
ている。第１の一連のバンドは軸線方向内側にあり、第２の一連のバンドは軸線
方向外側にあって、第１の一連のバンドに対向する位置には配置されない。言い
換えると、このように形成されたカーカスは、クラウン上と、サイドウォールの
半径方向外側中心線に沿っては、ラジアルシングルプライカーカスのように作用
し、サイドウォールの半径方向内側中心線に沿ってと、ビード領域内では、デュ
アルプライカーカスとして作用する。このように、本発明によるカーカスは、軽
さ、快適さ、柔軟性の面でのシングルプライカーカスのすべての利点、および、
構造強度、ビードの垂直およびねじり剛性、および横方向の変位力が存在する場
合の安定性の面でのデュアルプライカーカスのすべての利点を含んでいる。
【００７６】 第１の実施形態において、すべてのバンドは全く同じもの、すなわち、すべて
のバンドが同タイプの補強用コードを同じ本数ずつ有している。しかしながら、
ビードコアの軸線方向外側の所定の位置に固定されているバンドの特性から、ビ
ードコアの軸線方向内側の所定の位置に固定されているバンドの特性を変えるこ
とが好都合な場合もある。第１の変形例では、いわゆる軸線方向内側のバンドが
、好ましくはいわゆる軸線方向外側のバンドよりも大きい、異なる幅を有してお
り、バンド内のコード密度を変えないために、ビードコアの軸線方向内側のコー
ドの本数が軸線方向外側の本数よりも大きくなるようにして、カーカスプライ内
部の密度を均一に維持している。
【００７７】 実施形態の第２の変形例では、ビードコアの軸線方向内側のコードが、軸線方
向外側のコードと比較して、異なるタイプ、すなわち、好ましくはより強いタイ
プのものである。この場合、カーカスプライの均一性をクラウン上で周方向に周
期的に変更させるものであるが、この変更は、必要があれば種々のバンドのコー
ド密度を変えることによって元に戻せることが明らかである。
【００７８】 実施形態のさらに別の変形例では、本発明によるタイヤのビードは第２の補強
用ビードコア１１を有し、かかる第２のビードコアは、軸線方向外側の位置にあ
るカーカスバンドの軸線方向外側に配置されることが好ましい。この第２のビー
ドコアは、タイヤの回転軸線と同心で、前述のバンドの端部に対して軸線方向外
側の位置に配置される円形リムのように実質的に形成される、円周方向に非延伸
性の環状のインサートを含むことが好ましい。
【００７９】 この環状のインサートは、実質的に同心のいつくかの螺旋を形成するように巻
き付けられる、少なくとも１つの細長い金属要素で構成される。この螺旋は、連
続的な螺旋によって画定することもできるし、細長い別個の金属要素によって形
成される同心のリングによって画定することもできる。
【００８０】 別の実施形態において、環状のインサートは、軸線方向内側位置の台形のビー
ドコアと、場合によっては寸法が異なるが、同じ形を有する。
【００８１】 バンドが同じ軌道にしたがっている部分のプライの中立輪郭に相応するカーカ
スプライの中立輪郭は、充填物の半径方向外側端部において互いに離れるときに
バンドから遠ざかる方向に移動し、ビードコアまたは前述の２つのビードコアの
断面を包囲する領域内部の２つのバンド系列の間を通り、さらに好ましくはビー
ドコアまたはビードコア群の重心を通る。このように、カーカスの活動輪郭は、
ビードコアのすぐ近傍の箇所に至るまで半径方向内側に続く。
【００８２】 その後、カーカスは、ベルト構造物６、サイドウォール１２、およびトレッド
ストリップＭを配列して完成し、その後、成形および加硫される。特別の要件に
より必要があれば、ビードの構造部は、軸線方向内側および／または外側の位置
にテキスタイルファブリックおよび／または金属ストリップなどの別の補強用要
素、および／または、例えばタイヤビードをリムショルダの摩擦から保護する軸
線方向外側位置の摩擦防止フィレット１３など、特別の特性を備えたブレンドの
フィレットを有することもできる。
【００８３】 例えば、任意の材料、好ましくは金属材料、で作られたコードで補強されたゴ
ム引きファブリック製のストリップから構成される補強用縁部１４を有すること
もできる。コードは、ゴム引きファブリック内で、タイヤの半径方向に対して角
度０°〜６０°、さらに好ましくは角度１５°〜２５°に配置されている。補強
用縁部の高さｈ２は、タイヤ断面の高さＨの１５％〜３５％であることが好まし
い。
【００８４】 本発明のさらに別の実施形態において、第１の一連のバンドは、互いに並んで
配置され、あるいは、第２の一連のバンドの幅の最少幅に相当する間隔をあけて
配置されている。これら第２のバンドの配置は、下に置かれたバンドの上に完全
に重ね合わせることによって実施され、その結果、クラウン上およびサイドウォ
ールの半径方向外側部においてもデュアルカーカスプライが形成される。この場
合、タイヤ重量の増加に対しても、非常に大きいカーカスの強度を得ることがで
きる。この解決策を利用することにより、第１の一連の補強用コードと第２の一
連の補強用コードとを、必要があれば周方向に対して互いに異なる傾斜角度で、
交差させた状態で、バンドを半径方向に重なり合うように配置することも可能で
ある。
【００８５】 本発明のこの実施形態では、第１および第２のバンド系列の、タイヤ赤道面近
傍のカーカスプライで周方向に測定されるコード厚（the thickness of the cor
ds）を変更することが有利である。詳細には、第１の系列のバンド８ａ、すなわ
ち第２の系列のバンド８ｂに対して半径方向に最も内側にあるバンドに関し、よ
り大きいコード厚を用いることが有利である。例えば、第１の系列については、
１センチメートル当たりコード８本の厚さ、第２の系列については、１センチメ
ートル当たりコード４本の厚さを使用することが可能である。
【００８６】 提案される解決策の技術的有効性を確認するために、本件出願人は、本発明に
よるビードのモデルを作製し、タイヤ使用時にタイヤビードに伝達されるあらゆ
る単位力をが作用させた。
【００８７】 図４を参照すると、これらのうち主な力は、 −タイヤ空気圧による力Ｐ、 −荷重に対応する力Ｑ、 −タイヤ空気圧に起因する、カーカスプライよって及ぼされる引張り力、詳細に
はカーカスプライの補強用コードによって及ぼされる引張り力による力Ｔ、 である。
【００８８】 全体的にＰ１で示されるこれらの力は、（Ｂ１〜Ｂ６の各点にて、それぞれ）
リムのショルダに伝達され、荷重を受けた状態でタイヤが回転するときに、その
強度および方向が周期的に変化する。図５の線図は、リムショルダ上のタイヤビ
ードによって及ぼされる圧力Ｐ１の平均推移を点別（Ｂ１〜Ｂ６）に示している
。
【００８９】 これら平均力は、サイズ３１５／８０ Ｒ ２２．５”の前述のプロトタイプ
タイヤについて測定および計算されたものであるが、これを図６に図示するモデ
ルに適用した。かかるモデルは、前述のタイヤと同じ材料を使って同じ幾何形状
に作製している。
【００９０】 このモデルは、カーカスプライと同じファブリックで作られ、前述サイズのタ
イヤのカーカスで一般的に使用される、３＋９＋１５×０．２２という構成の４
本の補強用スチールコードを含んでいる、ゴム引きファブリック製のバンド８（
長さ１２ｃｍ、幅１ｃｍ、厚さ２．６ｍｍ）を使って作製した。
【００９１】 図２記載のビードコアをシミュレートするように、前述のバンドの一方の端部
を、カーカスストリップのコードに対して垂直に配置され、７×４×０．２８と
いう構成の８本の金属コードで補強された厚さ２．３ｍｍ、高さ２０ｍｍのゴム
引きファブリック製の２本のストリップからそれぞれ構成されている保持要素１
５および１６の間に密封した。
【００９２】 このモデルを、温度１９０℃、持続時間３０分、圧力３０ｂａｒで加硫した。
【００９３】 バイス（万力）により、タイヤビードをリムショルダに押し付けるときの平均
圧力値と同等の６０ｂａｒの圧力Ｐで、２つの保持要素を一緒にプレスし、他方
、バンドの反対側の端部に、牽引荷重（tractional load）が加わるクランプに
より、牽引力を作用させた。前記荷重は、バンドコードと保持要素のコードとの
間において化合物に裂傷が生じるまで増加させた。
【００９４】 前述の裂傷を生じさせた力Ｆは、４００ｋｇより大きく、したがって、コード
１本当たり１００ｋｇを超えていた。
【００９５】 タイヤの転がり動作中に各カーカスコードにかかる引張力Ｔは約２０ｋｇであ
るので、本発明によるビード構造物の安全係数は約５である、すなわち現状技術
によりタイヤを正確に設計したときに一般に利用される安全係数と完全に合致し
ていることが分かる。
【００９６】 本発明によるタイヤは、多くの重要利点を達成するものであるが、実質的にそ
のすべてが、公知技術のタイヤのリムに作用するねじりトルクを取り除くことに
よってもたらされされるものである。
【００９７】 第１に、ビードベース上およびリムショルダのまわりのタイヤビードの微細動
作の大きさが大幅に減少し、完全に取り除かれない場合でも、荷重下での回転中
のビードのクリティカル領域における疲労度が小さくなるため、タイヤの可使寿
命（working life）が長くなる。
【００９８】 特に折返しの縁部の破損の原因となる、カーカスプライの折返しの存在によっ
て公知タイヤにもたらされていた構造上の不連続を取り除いた結果、タイヤの可
使寿命の長期化に関連してさらに別のプラス効果が得られる。
【００９９】 重荷重用のタイヤは、磨耗時に、車の作業コストに及ぶ影響の点から、少なく
とも１回、好ましくは数回、新しいトレッドストリップで被覆できなくてはなら
ない、ということはここで思い出す価値がある。しかし、この作業は完全なカー
カスに対してのみ可能であり、したがって、トレッド付け直しに送られるカーカ
スは、予め検査され適切に選択される。トレッド付け直し前に廃棄処分されるカ
ーカスの大部分が、ビードの欠陥のために取り除かれていることを考えれば、本
発明の重要さが明らかである。
【０１００】 本発明によるビードコアまたは一対のビードコアは、その幾何学寸法を縮小さ
せたことにより、柔軟性に富み、したがって容易に変形できる環状の補強用コア
を形成する。特に、タイヤをリムに取り付けるとき、またはその逆にタイヤをリ
ムから取り外すときに、ビードをリムショルダに通すのに楕円形（卵型）の形状
が必要であることを想定すると、この作業は道路輸送に使用されるジャイアント
サイズのタイヤの場合には、特に面倒である。
【０１０１】 前述に加え、本発明によるタイヤは、ビードに加わるねじりモーメントを取り
除いたことにより、ビードコアおよびビード構造物全体の両方が軽量化され、そ
れに伴って前述の構造物を形成する材料のヒステレシスマス（hysteretic masse
s）および変形が減少するので、タイヤの重量が軽減され、その結果として、転
がり抵抗が減少して、燃料消費が減少する。
【０１０２】 タイヤの総容量が同一の場合は、カーカスプライの活動輪郭がビードコアの中
心近くにまで半径方向内側に広がり、結果的に円環状の空洞が拡張し、タイヤの
回転軸線に対する環状体の子午面が低くなるので、車の許容荷重も増加する。な
お、タイヤの荷重負担能力は、リムの半径方向外面と前述の容積測定子午面（vo
lumetric meridian plane）との間に含まれる円環状の空洞の体積に直接的に比
例することを思い出されたい。
【０１０３】 これに関連して、本発明が、自動車用ホイールの伝統的なタイヤの許容荷重を
増加させる方法も含むことは明らかであり、それは、前述のようなカーカス構造
物によって提供される。
【０１０４】 この方法によれば、公知のタイヤ製造法は、カーカス補強用構造物の端部の半
径方向内側の伸張を制限するように変更され、したがって、それらがビードコア
の半径方向に最も内側の輪郭を越えないので、ビードコアを中心とするカーカス
プライの折返しが不可能になり、カーカスプライは、前述のプライの中立輪郭が
ビード補強用コアを包囲する領域の断面を交差するように、ビードコアに対して
軸線方向の位置に配置される。
【０１０５】 ビードコアのまわりのカーカスプライの折返しをなくしたことによる、製造工
程ならびに関連製造用機械の単純化は、本発明によって提供される、別の少なか
らぬ利点である。
【０１０６】 最後に、本発明は、前述の自動車用ホイールのタイヤのビード補強用ビードコ
アに対し、半径方向断面の平面において、作用するねじりトルクを取り除く方法
についても提供する。その結果として、特にタイヤの軽量化および転がり抵抗の
低減化に関わる、前述の利点が達成される。
【０１０７】 前述の方法は、、カーカス補強用構造物の中立輪郭の伸張に沿う変曲点を取り
除く段階と、前述の中立輪郭を、環状の補強用コア、すなわち既に何回となく引
用されているビードコア、を包囲する領域の断面に交差させる段階と、を備えて
いるので、既知のタイヤ製造法とは異なるものである。
【０１０８】 本発明の全般的な特徴をこうして理解した当業者であれば、本願明細書には明
示的に記載されてないが、それにもかかわらず、請求項記載の本発明の保護範囲
から逸脱することなく、非限定的な例として記載されているだけの本発明の説明
から容易に導き出されるであろう重要要素に対するこれらの構造上の修正および
変更を実施できるであろうことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるタイヤのカーカスプライの中立輪郭経路を、公知技術のものと比
較して示す、部分断面概略図である。
【図２】 本発明によるタイヤのカーカス構造物の第１の実施形態を、やはり公知技術の
ものと比較して示す、部分断面概略図である。
【図３】 図１記載のタイヤのカーカス構造の第２の好適実施形態の部分断面図である。
【図４】 使用中にタイヤビードに作用する力の状態を部分断面図で見たときの図である
。
【図５】 タイヤビードがリムのビードシートに及ぼす圧力の平均推移を点別に示す図
である。
【図６】 タイヤ使用中にタイヤに伝達されるあらゆる単位力が作用している状態にあ
る本発明に基づくビードモデルを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月４日（２００１．１．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＴＲ，ＵＳ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車用ホイールのタイヤにおいて、 中央クラウン部と、タイヤを対応する取付リムに固定するための一対のビード
    であって、円周方向に非延伸性の少なくとも１つの環状の補強用コアをそれぞれ
    備えている一対のビードで終端する、軸線方向に対向する２つのサイドウォール
    とを有する円環形のカーカスと、 クラウン部に位置し、前記カーカスのまわりに同軸に延在し、道路と転がり接
    触させるために隆起させたパターンを備えているトレッドストリップと、 前記カーカスと前記トレッドストリップとの間に同軸に配置されるベルト構造
    物と、を有し、 前記カーカスが、タイヤの回転軸線を含む半径方向の平面に位置する金属コー
    ドで補強されたゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプライから本質的に
    構成されている補強用構造物を備え、 前記補強用構造物は、前記環状の補強用コアに固定される端部と、半径方向断
    面の平面内でビード間に軸方向に延びる中立輪郭を有し、 前記中立輪郭が、前記環状のビード補強用コアを包囲する領域の断面と交差し
    、 前記補強用構造物の端部が、前記環状の補強用コアの最内周の輪郭を超えて半
    径方向内側に突出していないことを特徴とするタイヤ。
  2. 【請求項２】 前記中立輪郭が、前記ビード間の伸張に沿って、変曲点がな
    い連続する湾曲を有していることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
  3. 【請求項３】 前記環状の補強用コアが、第１の軸線方向に最も内側のビー
    ドコアと、第２の軸線方向に最も外側のビードコアとを有し、前記カーカスプラ
    イの一方の端部が、前記第１および第２のビードコアの間に挿入されることを特
    徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
  4. 【請求項４】 前記カーカスプライが、複数のゴム引きファブリックバンド
    を有しており、これらのバンドは、少なくとも１つの前記ビード内で、前記環状
    の補強用コアの軸線方向に対向する側面上に交互配置されることを特徴とする、
    請求項１に記載のタイヤ。
  5. 【請求項５】 前記カーカスプライが、前記タイヤの少なくともクラウン上
    において半径方向に重ねられる２つのバンド系列を有することを特徴とする、請
    求項４に記載のタイヤ。
  6. 【請求項６】 前記環状の補強用コアが、その断面の平面において、２つの
    底、すなわち半径方向内側の底９ａと半径方向外側の底９ｂ、および、２つの斜
    辺、すなわち軸線方向内側の辺９ｃと軸線方向外側の辺９ｄ、を有する変則的な
    台形に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
  7. 【請求項７】 タイヤの回転軸線に対する前記台形の軸線方向外側の辺の傾
    斜角度が、前記両辺の領域におけるカーカスプライの中立輪郭の傾斜角度よりも
    大きく、軸線方向内側の辺の傾斜角度が、前記両辺の領域におけるカーカスプラ
    イの中立輪郭の傾斜角度よりも小さいことを特徴とする、請求項６に記載のタイ
    ヤ。
  8. 【請求項８】 ビードドコア（９）の斜辺の縦方向の寸法（ｚ）が、１０〜
    ２５ｍｍであり、前記ビードコアの底の向の横方向の寸法（ｖ）が、７〜２０ｍ
    ｍであることを特徴とする、請求項６に記載のタイヤ。
  9. 【請求項９】 前記環状の補強用コアが、半径方向に重ね合わされて軸線方
    向に互いに並んで配置されている金属ワイヤの螺旋系列を含む、請求項１に記載
    のタイヤ。
  10. 【請求項１０】 前記金属ワイヤの螺旋の材料が、高炭素量のスティールで
    あることを特徴とする、請求項９に記載のタイヤ。
  11. 【請求項１１】 前記金属ワイヤの断面が、六角形であることを特徴とする
    、請求項９に記載のタイヤ。
  12. 【請求項１２】 前記環状の補強用コアが、平坦な金属ストリップを半径方
    向に重ね合わせた螺旋の系列を有することを特徴とする、請求項１に記載のタイ
    ヤ。
  13. 【請求項１３】 前記環状の補強用コアが、タイヤの空気圧によるねじりト
    ルクを受けないことを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
  14. 【請求項１４】 自動車用ホイールのタイヤの許容荷重を増加させる方法で
    あって、 前記タイヤは、 中央クラウン部と、タイヤを対応する取付リムに固定するための一対のビード
    であって、円周方向に非延伸性の少なくとも１つの環状の補強用コアをそれぞれ
    備えている一対のビードで終端する、軸線方向に対向する２つのサイドウォール
    とを有する円環形のカーカスを備え、 前記カーカスが、タイヤの回転軸線を含む半径方向の平面に位置する金属コー
    ドで補強されたゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプライから本質的に
    構成されている補強用構造物を備え、 前記補強用構造物は、前記環状の補強用コアに固定される端部と、半径方向断
    面の平面内でビード間に軸方向に延びる中立輪郭を有しており、 −前記補強用構造物の端部が前記環状の補強用コアの半径方向に最も内側の輪
    郭を越えないように、前記補強用構造物の半径方向内側の伸張を制限する段階と
    、 −前記中立輪郭を、前記環状の補強用コアを包囲する領域の断面に交差させる
    段階と、 を備える方法。
  15. 【請求項１５】 自動車用ホイールのタイヤの環状のビード補強用コアに作
    用する半径方向断面の平面内のねじりトルクを取り除く方法であって、 前記タイヤは、タイヤの回転軸線を含む半径方向の平面に位置する金属コード
    で補強されたゴム引きファブリック製の少なくとも１つのプライから本質的に構
    成されている補強用構造物を備えた円環形のカーカスを有し、 前記補強用構造物は、前記環状の補強用コアに固定される端部と、半径方向断
    面の平面内でビード間に軸方向に延びる中立輪郭を有しており、 −補強用構造物の前記中立輪郭の伸張に沿って変曲点を取り除く段階と、 −前記中立輪郭を、前記環状の補強用コアを包囲する領域の断面に交差させる
    段階と、 を備える方法。
JP2000586532A 1998-12-07 1999-11-22 改善されたビード構造物を備えた、自動車用ホイールのタイヤ Pending JP2002531317A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98830736 1998-12-07
US11992599P 1999-02-12 1999-02-12
US60/119,925 1999-02-12
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