JP2005533708A - 補強構造体の非真直アンカーリングを備えたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の種々の欠点を解消し、タイヤのビード内のカーカス型補強構造の新規なアンカーリング技術を提供する。
【解決手段】 本発明は、タイヤの両側でビード（１）内にアンカーリングされる少なくとも１つのカーカス型補強構造体（１０）を有し、各ビードは、隣接する補強構造体部分と協働する複数の周方向ワイヤワインディングを備えたアンカーリングゾーンを有し、ワイヤワインディングは、第一ワインディングと、該第一ワインディングとのカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の距離「ｄ」および前記最終ワインディングと、該最終ワインディングとのカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の距離「ｄ」が、各ワインディングの軸線方向位置の増大を構成する少なくとも１つのワイヤアラインメントを形成するように配置されているタイヤに関する。

Description

本発明はタイヤに関し、より詳しくは、タイヤのビード内のカーカス型補強構造体のアンカーリングに関する。

タイヤのカーカス補強体は、現在、１つ以上のプライ（最も多くはラジアルプライ）により構成されており、該プライはビード内に配置された１つ以上のビードワイヤの回りでターンアップされる。ビードの回りでのプライのこのターニングアップは、ビード内でのプライの固定すなわちアンカーを可能にする手段を構成する。
しかしながら、今日では、ビードワイヤの回りのカーカスプライの慣用アップターンをもたないものが存在し、または慣用態様のビードワイヤすらもたないものも存在する。例えば、特許文献１には、好ましくは高弾性係数を有し全体がアンカーリングまたは接合ゴム配合物内に埋入される周方向補強構造フィラメントに隣接して、カーカス型補強構造体をビード内に配置する方法が開示されている。この特許文献１には、幾つかの構成が提案されている。一般に、周方向コードとカーカス型補強構造体との間の間隔すなわち距離は、アンカーリングゾーンの全体に沿って実質的に一定である。かくして、補強構造体により誘起される力の周方向コードによる吸収の大部分は、最初に、半径方向内方に位置する周方向コードにより行われる。この場合、アンカーリングゾーンの他の周方向コードにより力が回復されることはない。
また、移動が制限される半径方向内方部分と、例えばコーナリング時に誘起される圧力または力の作用による側壁の外方への変位により移動すなわち変位がより大きくなる半径方向外方部分との両部分において、周方向コードとカーカス型補強構造体との間に１つの同じ距離が観察される。

欧州特許ＥＰ ０ ５８２ １９６号明細書

本発明の目的は、上記の従来技術の種々の欠点を解消することにある。

本発明は、タイヤの両側でビード内にアンカーリングされる少なくとも１つのカーカス型補強構造体を有し、ビードの基部はリムシート上に装着されることを意図しており、各ビードは側壁により半径方向外方に延長され、側壁は半径方向外方に延びてトレッドに結合され、カーカス型補強構造体はビードから側壁に向かって周方向に延びており、クラウン補強体を更に有し、各ビードは更に、補強構造体を保持できるアンカーリングゾーンを備え、該アンカーリングゾーンはアンカーリングゴム配合物を介して補強構造体の隣接部分と協働する複数の周方向コードワインディングを備え、アンカーリングゾーンのコードワインディングは、第一ワインディングと最終ワインディングとの間に延びる少なくとも１つのコードアラインメントを形成するように配置され、第一ワインディングと、該第一ワインディングとのカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の距離「ｄ」および前記最終ワインディングと、該最終ワインディングとのカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の距離「ｄ」は、カーカス型補強構造体に対する各ワインディングの軸線方向位置から漸次変化（progression）していることを特徴とするタイヤを提供する。

周方向コードの半径方向位置に関連して、周方向コードとカーカス型補強構造体との間の距離を変化させることにより、例えば、各周方向コードによる力の吸収レベル間の差を低減できる。幾つかの周方向コードは、非常に大きい割合の荷重を支持すること、および他の周方向コードが使用されているときに過大荷重を受けることが防止される。この場合、アンカーリングゾーンは、より均一で、より頑丈かつ耐久性に優れたものとなる。力が良く分散されるので、究極耐久応力レベルは高いものとなる。
カーカス型補強構造体に対する各ワインディングの軸線方向位置の漸次変化は、
・前記漸次変化の第一ワインディングが補強構造体に近接して配置され、
・前記漸次変化の最終ワインディングが補強構造体から最も離れるように構成するのが有利である。
前記漸次変化は、補強構造体に最も近接しているワインディングが漸次変化の半径方向最内方に位置するように構成するのが好ましい。かくして、距離「ｄ」は、前記ビードのシートに対して半径方向に最も近接して配置された第一ワインディングと、前記シートから半径方向に最も離れて配置された最終ワインディングとの間で増大する。

本発明の変更形態によれば、半径方向上方の周方向コードはカーカス型補強構造体からより大きい距離を隔てて配置されている。これにより、このビードゾーンに或る移動フレキシビリティをもたせることができ、同時に、周方向コードと補強構造体のコードとが接触する危険性を回避できる。
本発明の有利な一実施形態によれば、補強構造体に最も近接したワインディングは、漸次変化の半径方向最外方にある。かくして、前記漸次変化は、前記距離「ｄ」が、ビードのシートに対して半径方向に最も近接して位置する第一ワインディングと、前記シートから半径方向に最も離れて位置する最終ワインディングとの間で減少するように構成される。
この実施形態は、実質的に均一な力分散レベルを得ることを可能にする。

本発明の有利な一実施形態によれば、漸次変化は実質的に規則的である。
コードアラインメントとカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の角度αは、１０〜３０°の間にあるのが有利である。
本発明の有利な一実施形態によれば、前記カーカス型補強構造体に対する各ワインディングの軸線方向位置の漸次変化は、
・前記漸次変化の第一ワインディングおよび最終ワインディングが補強構造体の近傍に配置され、
・前記第一ワインディングと最終ワインディングとの間に位置する漸次変化のワインディングは、前記第一ワインディングおよび最終ワインディングよりも補強構造体に近接して配置される。
前記漸次変化は円弧を形成するように構成できる。このような実施形態は、図１および図２の実施形態に固有の長所を結合することができる。

アラインメントは１つ以上のコードで構成できる。コードのアラインメントは、幾つかの態様で配置しかつ製造することができる。例えば、アラインメントは、好ましくは最小直径から最大直径まで、数回のターンでスパイラルに（実質的に０°で）巻回された単一コードで形成するのが有利である。アラインメントはまた、直径が徐々に増大するリンクが重畳するように互いに敷設される複数の同心状コードで形成することもできる。コードまたはコードの周方向ワインディングを含浸するゴム配合物を付加する必要はない。また、コードは周方向に沿って不連続のコードで形成できる。

アラインメントの幾つかのまたは全てのコードは、非金属好ましくはテクスタイル、例えばアラミド、芳香族ポリエステルをベースとするコード、或いは他の種類の低弾性係数のコード、例えばＰＥＴ、ナイロン、レーヨン等をベースとするコードであるのが有利である。これらのコードは、アンカーリングゾーンの金属ワイヤの弾性係数より小さい弾性係数であるのが有利である。
コードのアラインメントは、高弾性係数の少なくとも１つのゴム配合物と接触するように配置するのが有利である。
有利な一例では、アラインメントは第一配合物により第一側が包囲され、第二配合物により他の側が包囲される。

以下、本発明の全ての実施形態の詳細を添付図面を参照して説明する。
添付図面において、同じ構成要素は同じ参照番号で示されている。
タイヤの補強アーマチャすなわち補強体は、現在、その殆どが、慣用的に「カーカスプライ」、「クラウンプライ」等と呼ばれている１つ以上のプライを積層（スタッキング）することにより構成されている。補強アーマチャを指称するこの態様は、後でタイヤブランクを製造すべく組立てすなわち積層される、多くは長手方向のコード補強スレッドが設けられた、プライの形態をなす一連の半成品を製造することからなる製造方法から生じたものである。プライは大きい寸法をもつ平らな形状に作られ、後で所与の製品の寸法に従って切断される。プライはまた、第一フェーズで実質的に平らに組立てられる。このように作られたブランクは、次に、タイヤに一般的なトロイダルプロファイルとなるように成形される。「フィニッシング」プロダクツと呼ばれる半成品は、次に、加硫の準備が整えられた製品を得るため、ブランクに適用される。

このような「慣用」形式の方法として、特に、タイヤのブランクの製造フェーズに、カーカス補強体をタイヤのビードのゾーン内にアンカーリングすなわち保持するのに使用されるアンカーリング要素（一般にはビードワイヤ）を使用することを含む。かくして、この形式の方法では、カーカス補強体を形成する全てのプライの一部が、タイヤのビード内に配置されたビードの回りでターンアップされる。この方法では、ビード内でのカーカス補強体のアンカーリングが形成される。
プライの製造方法および組立て方法には種々のものがあるにもかかわらず、この慣用形式の方法がタイヤ工業界で広範囲に使用されているという事実は、当業者が、この方法にモデル化された語彙を用いるようにした。従って、平らなプロファイルからトロイダルプロファイルへの変化を指称するのに広く受入れられている用語として、特に、「プライ」、「カーカス」、「ビードワイヤ」、「シェ−ピング」がある。

しかしながら、今日では、正確にいえば前の定義による「プライ」または「ビードワイヤ」を備えていないタイヤが存在する。例えば上記特許文献１には、プライの形態をなす半成品の補助なくして製造されるタイヤが開示されている。例えば、異なる補強構造体からなるコードがゴム配合物の隣接層に直接的に適用され、この全体が、製造すべきタイヤの最終プロファイルと同様なプロファイルを直接得ることを可能にする形状を有するトロイダルコア上の連続層に適用される。かくして、この場合には、もはや「半成品」が存在しないだけでなく、「プライ」または「ビードワイヤ」も存在しない。ゴム配合物およびコードまたはフィラメントの形態をなす補強スレッド等の基本製品がコアに直接的に適用される。このコアはトロイダル形状を有するので、もはやブランクは、平らなプロファイルからトーラス（円環状）の形状に移行させるべく成形する必要がない。

また、上記特許文献１に開示されたタイヤは、ビードワイヤの回りのカーカスプライの「慣用」アップターンを備えていない。この形式のアンカーリングは、周方向フィラメントが側壁の補強構造体に隣接して配置され、全体がアンカーリングまたは接合ゴム配合物内に埋入される。
また、中央コア上に迅速、有効かつ簡単に敷設するのに特に適した半成品を用いてトロイダルコア上に組付ける方法も存在する。最後に、或る構造的特徴（例えばプライ、ビードワイヤ等）を作るための或る半成品からなる混合物を使用することもでき、これに対し、他は、配合物および／またはフィラメントの形態をなす補強スレッドの直接的適用から作られる。

本願明細書では、製品の製造および設計の両分野での最近の技術的開発を考慮に入れるため、「プライ」、「ビードワイヤ」等の慣用用語は、使用される方法の形式とは無関係の中立的用語（単一または複数）により有利に置換される。かくして、用語「カーカス型補強スレッド」または「側壁補強スレッド」は、慣用方法でのカーカスプライの補強コード、および半成品を用いない方法に従って作られるタイヤの対応コード（一般に側壁のレベルに適用される）を指称するものとして有効である。その一部としての用語「アンカーリングゾーン」は、慣用方法のビードワイヤの回りのカーカスプライの「伝統的」アップターン、または周方向フィラメントにより形成される組立体（底ゾーンのゴム配合物および隣接側壁補強体部分はトロイダルコアに適用される方法で作られる）を首尾良く同等に指称する。

本発明の説明では、用語「コード」は、ケーブル、プライドヤーンまたは他のあらゆる均等形式の組立体等のモノフィラメントおよびマルチフィラメントまたは組立体の両者（これらのコードの材料および処理の如何を問わない）を非常に広範囲に指称する。これらは、例えば、ゴムへの接着を促進するための表面処理、コーティングまたはプレサイジングでもよい。表現「ユニタリコード」は、組立てることなく単一要素で形成されたコードを指称する。これに対し、用語「マルチフィラメント」は、ケーブル、プライドヤーン等を形成する少なくとも２つのユニタリ要素からなる組立体を指称する。
慣用的に、カーカスプライ（単一または複数）はビードワイヤの回りでターンアップされることは知られている。この場合、ビードワイヤは、カーカスをアンカーリングする機能を遂行する。かくして、ビードワイヤは、特に、例えば膨張圧力の作用によりカーカスコードに生じる張力に耐える。本願明細書で説明する構成は、同様なアンカーリング機能を付与できる。また、慣用形式のビードワイヤを使用してリム上にビードをクランプする機能を付与する。また本願明細書で説明する構成は、同様なクランプ機能を付与できる。

本発明の説明において、「接合」ゴムまたは配合物とは、補強コードと接触して、補強コードに接着しかつ隣接コード間の隙間を充填できるゴム配合物を意味するものと理解されたい。
コードと接合ゴムの層との「接触」とは、コードの外周面の少なくとも一部が、接合ゴムを構成するゴム配合物と密接しているという事実を意味するものと理解されたい。
「側壁」とは、タイヤのクラウンとビードとの間に位置する、曲げ強度が最も小さい部分をいう。「側壁配合物」とは、カーカスの補強構造体のコードおよびこれらの接合ゴムに対して軸線方向外方に位置するゴム配合物をいう。通常、これらの配合物は小さい弾性係数を有している。
「ビード」とは、側壁に対して半径方向内方に隣接するタイヤの部分をいう。ゴム配合物の「弾性係数」とは、大気温度で約１０％の単軸伸び変形時に得られる割線伸び係数を意味するものと理解されたい。

この他、「半径方向上方に」または「半径方向上方」または「半径方向外側」とは、最大半径に向かう方向を意味する。
カーカス型の補強体または補強構造体とは、そのコードが９０°（但し、使用用語によっては９０°に近い角度）に配置されるときには半径方向となる。
「コードの特性」とは、例えば、その寸法、その組成、その特徴および機械的特性（より詳しくは、弾性係数）、化学的特徴および特性等を意味するものと理解されたい。
距離「ｄ」とは、前記補強構造体に実質的に垂直でかつコード２１を通る線から測定した、コード２１と、カーカス型補強構造体の隣接部分との間の距離をいう。
角度「α」とは、カーカス型補強構造体と、アンカーリングコードにより形成されたコードアラインメントの軸線との間の角度である。

図１は、本発明の第一実施形態によるタイヤの底ゾーン、より詳しくはビード１を示すものである。ビード１は軸線方向外方部分２を有し、該部分２は、リムのフランジに当接して配置されるようにした形状を有する。部分２の上方部分すなわち半径方向外方部分は、リムフックに適合する部分５を形成する。この部分５は、図１および図２に示すように、軸線方向外方に向かって滑らかに湾曲している。部分２は、半径方向および軸線方向内方に向かって、リムシートに当接して配置されるビードシート４に終端している。ビード１はまた軸線方向内方部分３を有し、該部分３は、ビードシート４から側壁６に向かって実質的に半径方向に延びている。タイヤはまたカーカス型の補強体すなわち補強構造体１０を有し、該補強構造体１０には、実質的にラジアル構成の有利な形状を有する補強体が設けられている。この補強構造体１０は、タイヤの側壁およびクラウンを通って一方のビードから他方のビードへと連続的に配置されるか、例えばクラウン全体を覆うことなく、側壁に沿って配置される２つ以上の部分で構成できる。

補強コードをできる限り正確に位置決めするため、剛性支持体、例えばその内側キャビティの形状を付与するコア上でタイヤを製造することは非常に有利である。このコアには、製造中にタイヤのプロファイルを修正する必要なく、最終位置に直接的に配置されるタイヤの全ての構成要素が、最終構成により要求される順序で適用される。
好ましくはスタック２２の形態で配置される周方向コード２１は、各ビードに設けられアンカーリングコードの構造を形成する。これらのコードは金属が好ましく、黄銅被覆金属とすることもできる。コードは、例えばアラミド、ナイロン、ＰＥＴ、ＰＥＮまたはこれらのハイブリッドのようなテクスタイルの性質をもつコードとする種々の変更を有利に行うことができる。各スタック２２では、コードは、実質的に同心状で、かつ重畳されるのが有利である。

補強構造体の完全アンカーリングを確保するため、層状複合ビードが作られる。ビード２１内で、補強構造体のコードアラインメント間には、周方向に配向されたコード２１が配置されている。これらのコード２１は、図示のようにスタック２２として配置されるか、タイヤの種類および／または所望の特性に基いて、複数の隣接スタックとして、または任意の適当な構成に配置される。
補強構造体１０の半径方向内端部は、コードワインディングと協働する。かくして、前記ビード内でのこれらの内端部のアンカーリングが形成される。このアンカーリングを促進するため、周方向コードと補強構造体との間の空間には、接合またはアンカーリングゴム配合物６０が充填される。また、複数のゾーンを形成する、異なる特性をもつ複数の配合物の使用も可能であり、配合物の組合せおよび得られる構成は事実上制限されない。非制限的な例として、このようなゴム配合物の弾性係数は１０〜１５ＭＰａ以上にすることができ、或る場合には４０ＭＰａ以上にすることもできる。

コードの構成は幾つかの方法で配置しかつ製造できる。例えば、スタックは、好ましくは最小直径から最大直径に向かって、数回のターンでスパイラルに巻回される単一コードで有利に形成できる。スタックはまた、直径が徐々に増大するリングが重畳されるように互いに敷設される複数の同心状コードで形成することもできる。補強コードまたは周方向のコードワインディングを含浸すべく、ゴム配合物を付加する必要はない。
スタック２２は、カーカス型補強構造体の漸次変化アンカーリングを形成すべく配置される。かくして、スタック２２は、カーカス型補強構造体の隣接部分に対して或る角度を形成すなわち傾斜している。例えば図１では、角度αは、各スタック２２について半径方向外方に向かって開いている。ビード１の半径方向外方部分２では、スタックは、コード２１と補強構造体１０の隣接部分との間の距離「ｄ」が、半径方向外方に向かうにつれて増大するように、（シート４から離れる方向に向かうにつれて）半径方向および軸線方向外方に配向される。構造体１０に関して他方の側３に位置するスタック２２は対称的に傾斜しており、コード２１と補強構造体１０の隣接部分との間の距離「ｄ」は、半径方向外方に向かうにつれて増大している。この後者の場合には、スタックは、（シート４から離れる方向に向かうにつれて）半径方向外方に配向され、軸線方向の傾斜は実質的にゼロであるか、軸線方向内方に僅かに傾斜している。

図２では、スタック２２の傾斜は図１の例の傾斜とは逆である。かくして、この角度αは、各スタック２２について、半径方向内方に向かって開いている。ビードの半径方向外方部分２では、スタックは、実質的にゼロの軸線方向傾斜で、または僅かに内方または外方に傾斜して、（シート４に向かうにつれて）半径方向内方に配向され、これにより、コード２１と補強構造体１０の隣接部分との間の距離「ｄ」が、半径方向内方に向かうにつれて増大する。構造体１０に関して他方の側３に位置するスタック２２は対称的に傾斜しており、コード２１と補強構造体１０の隣接部分との間の距離「ｄ」は、半径方向内方に向かうにつれて増大している。この後者の場合には、スタックは、（シート４に向かうにつれて）半径方向および軸線方向内方に配向される。

図３の実施形態でのスタック２２の構成は、前の２つの例の特殊な特徴を使用している。かくして、半径方向外方のコード２１は図１の実施形態のコードと同様に配置され、一方、半径方向内方のコード２１は図２の実施形態のコードと同様に配置され、これにより、コードが、半径方向内方の端ゾーンおよび半径方向外方の端ゾーンにおけるよりもカーカス型補強構造体１０に近接している中央ゾーンが形成されている。
図３には、スタック２２が２つの半月を形成し、両半月の丸い部分が、カーカス型補強構造体を介して互いに対面するように対向して、実質的に対称的な配置を形成している。このような配置は、タイヤの底ゾーンの優れた均一性を得ることに寄与する。
これらの全ての実施形態において、補強構造体の各側のスタックの数を変更できることはもちろんである。この場合、補強構造体１０に関して同一側に配置される隣接スタックは実質的に平行に配向されることが好ましい。

本発明の第一実施形態によるタイヤの側壁およびビードを示す半径方向断面図である。 本発明の第二実施形態によるタイヤの側壁およびビードを示す半径方向断面図である。 本発明の第三実施形態によるタイヤの側壁およびビードを示す半径方向断面図である。

符号の説明

１ ビード
２ 軸線方向外方部分
３ 軸線方向内方部分
４ ビードシート
６ 側壁
１０ 補強構造体
２１ 周方向コード
２２ スタック
６０ ゴム配合物

Claims (8)

1. タイヤの両側でビード内にアンカーリングされる少なくとも１つのカーカス型補強構造体を有し、ビードの基部はリムシート上に装着されることを意図しており、各ビードは側壁により半径方向外方に延長され、側壁は半径方向外方に延びてトレッドに結合され、カーカス型補強構造体はビードから側壁に向かって周方向に延びており、クラウン補強体を更に有し、各ビードは更に、補強構造体を保持できるアンカーリングゾーンを備え、該アンカーリングゾーンはアンカーリングゴム配合物を介して補強構造体の隣接部分と協働する複数の周方向コードワインディングを備え、アンカーリングゾーンのコードワインディングは、第一ワインディングと最終ワインディングとの間に延びる少なくとも１つのコードアラインメントを形成するように配置され、第一ワインディングと、該第一ワインディングとのカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の距離「ｄ」および前記最終ワインディングと、該最終ワインディングとのカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の距離「ｄ」は、カーカス型補強構造体に対する各ワインディングの軸線方向位置から漸次変化しており、前記複数の周方向コードワインディングはカーカス型補強構造体の隣接部分と直接的に協働することを特徴とするタイヤ。
2. 前記カーカス型補強構造体に対する各ワインディングの軸線方向位置の漸次変化は、
   ・前記漸次変化の第一ワインディングが補強構造体に近接して配置され、
   ・前記漸次変化の最終ワインディングが補強構造体から最も離れるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
3. 前記漸次変化は、補強構造体に最も近接しているワインディングが漸次変化の半径方向最内方に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ。
4. 前記補強構造体に最も近接したワインディングが漸次変化の半径方向最外方に位置していることを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ。
5. 前記漸次変化は実質的に規則的であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のタイヤ。
6. コードアラインメントとカーカス型補強構造体の実質的隣接部分との間の角度αは、１０〜３０°の間にあることを特徴とする請求項５記載のタイヤ。
7. 前記カーカス型補強構造体に対する各ワインディングの軸線方向位置の漸次変化は、
   ・前記漸次変化の第一ワインディングおよび最終ワインディングが補強構造体の近傍に配置され、
   ・前記第一ワインディングと最終ワインディングとの間に位置する漸次変化のワインディングが補強構造体に近接して配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
8. 前記漸次変化は円弧を形成していることを特徴とする請求項１または７記載のタイヤ。

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