JP2013512814A - 改良型ビードを有するタイヤ - Google Patents

Abstract

タイヤであって、各ビードは、各々が少なくとも１つの環状補強構造体（７０）を有する２つのビード（２０）及び上曲がり部によって２つのビード内に繋留されたカーカス補強材（６０）を有し、各ビードは、ゴムコンパウンドで作られたビードフィラー（１１０）を有し、ビードフィラーは、ビードの環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から半径方向距離ＤＢＥまで半径方向に延び、半径方向距離ＤＢＥは、タイヤの半径方向高さＨの１０％以下であり、タイヤの少なくとも１つのサイドウォールは、周方向に対して１０°以下の角度に沿って差し向けられている複数本の金属補強要素で形成された補剛補強材（１４０）を更に有し、この補剛補強材は、環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所（７１）と補剛補強材の半径方向外端（１４２）との間の距離ＤＡＥが高さＨの２０％以上且つ４０％以下であると共に環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所（７１）と補剛補強材の半径方向内端（１４１）との間の距離ＤＡＩが高さＨの２０％以下であるように位置決めされていることを特徴とするタイヤ。

Description

本発明は、乗用車用タイヤ、特にこれらタイヤのビードに関する。

輸送に起因する温室ガスエミッションの減少は、車両製造業者が今日直面している主要な課題のうちの１つである、タイヤは、転がり抵抗の減少によって相当な技術進歩が見込まれる源である。というのは、これは、車両燃料消費量に直接的な影響を及ぼすからである。注目に値する技術的進歩の中には、立証されているように、例えば、ミシュラン（Michelin）社により商業化されたEnergy（商標）セーバー（Saver）タイヤの多大な成功によって得られたものがある。用いられた技術により、混合サイクルにおいて１００ｋｍ当たりほぼ０．２ｌの燃料を節約することができ、これは、１ｋｍ当たりほぼ４ｇのＣＯ₂又は車両の寿命の間に大気中には放出されない約１トンのＣＯ₂の減少に相当している。

石油価格の高騰が予測される共に消費者の環境への意識が一層の高まっていることを考慮しても、それにもかかわらず、タイヤの転がり抵抗を減少させようとする技術的努力を続けることが必要である。

タイヤのビード及びサイドウォールの半径方向内側部分により形成される組立体は、構造がタイヤの転がり抵抗に対して極めて顕著な影響を及ぼすタイヤのコンポーネントのうちの１つである。この組立体は、複合的な役割を果たし、即ち、この組立体は、カーカス補強材の応力を吸収し、タイヤがサイドウォールからリムまで受ける荷重を伝達する。タイヤの路面保持に対するその影響は、特にタイヤに大きな荷重が加わっている場合には相当なものである。これら機能は全て、慣例上、補強材（ビードワイヤ及びこの周りのカーカス補強材の上曲り部から成る）とゴムコンパウンドで作られた「ビードフィラー」の組み合わせにより提供される。特にクラウンの案内のために達成されるべき剛性と予想耐久性との妥協策により、一般に、カーカス補強材の或る特定の軌道が選択されると共にボリュームがあり（高く且つ／或いは厚い）しかも剛性のビードフィラーが用いられている。残念ながら、この幾何学的形状は、特にビードフィラーのところに高いヒステリシスロスを必然的に伴う。ビードワイヤから見て遠くに位置する半径方向外側領域では、ビードワイヤ及びカーカス補強材の上曲り部により提供される補剛硬化が減少する。この領域に十分な補剛を得るために、ビードフィラーは、更にボリュームがある状態でなければならず、その結果としてヒステリシスロスが更に大きくなる。

本発明の目的のうちの１つは、転がり抵抗が非常に低い乗用車用タイヤを提供することにある。この目的は、ビードフィラーの体積をできるだけ減少させると共にビードフィラーの補剛作用を受け持つのに適した極めて低いヒステリシスの補強材を提供することによって達成される。

具体的に言えば、この目的は、タイヤであって、
取り付けリムに接触するよう設計されている２つのビードを有し、各ビードは、少なくとも１つの環状補強構造体を有し、
ビードから半径方向外方に延びる２つのサイドウォールを有し、２つのサイドウォールは、トレッドを載せたクラウン補強材を含むクラウン内で合体し、
ビードからサイドウォールを通ってクラウンまで延びる少なくとも１本のカーカス補強材を有し、カーカス補強材は、複数本のカーカス補強要素を含み、カーカス補強材は、各ビード内に主要部分及び巻き上げ部分を形成するよう環状補強構造体周りの上曲がり部によって２つのビード内に繋留され、各巻き上げ部分は、ビードの環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から半径方向距離ＤＲＥのところに位置する端まで半径方向外方に延び、半径方向距離ＤＲＥは、タイヤの半径方向高さＨの５％以上且つ２０％以下であり、
各ビードは、ゴムコンパウンドで作られたビードフィラーを有し、ビードフィラーは、少なくとも部分的に環状補強構造体の半径方向外側に位置すると共に少なくとも部分的にカーカス補強材の主要部分と巻き上げ部分との間に配置され、ビードフィラーは、ビードの環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から半径方向距離ＤＢＥまで半径方向に延び、半径方向距離ＤＢＥは、タイヤの半径方向高さＨの１０％以下であり、
タイヤの少なくとも１つのサイドウォールは、タイヤの周方向に対して１０°以下の角度に沿って差し向けられている複数本の金属補強要素で形成された補剛補強材を更に有し、補剛補強材は、環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所と補剛補強材の半径方向外端との間の距離ＤＡＥがタイヤの半径方向高さＨの２０％以上且つ４０％以下であると共に環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所と補剛補強材の半径方向内端との間の距離ＤＡＩがタイヤの半径方向高さＨの２０％以下であるように位置決めされていることを特徴とするタイヤによって達成される。

転がり抵抗の低下は、本質的に、ビードフィラーの体積の減少に起因する。確かに、ビードフィラーは、従来、高いヒステリシスのゴムコンパウンドで作られていた。ビードフィラーが変形すると、従って、ビードフィラーは、多量のエネルギーを散逸させる。ビードフィラーの体積の減少により、タイヤのコーナリング剛性の低下が生じる。本発明のタイヤでは、コーナリング剛性は、金属製補剛補強材の存在により巧妙に維持される。

有利な一実施形態によれば、ビードフィラーは、軸方向厚さＥ（ｒ）を有し、かかる厚さは、ビードフィラーと、タイヤの回転軸線に平行であり且つ環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から半径方向距離ｒのところに位置するビードフィラーとの交点を有する直線との交線の長さに一致し、厚さＥ（ｒ）は、タイヤの半径方向高さＨの０％〜１０％の距離ｒの範囲内において、厚さの変化率

がタイヤの半径方向高さＨの少なくとも３％にわたり−０．５ｍｍ／ｍｍ以下であるようなものである。

また、ビードフィラーが軸方向厚さＥ（ｒ）を有し、かかる厚さがビードフィラーと、タイヤの回転軸線に平行であり且つ環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から半径方向距離ｒのところに位置するビードフィラーとの交点を有する直線との交線の長さに一致し、軸方向厚さの値Ｅ（ｒ）が、タイヤの半径方向高さＨの０％〜１０％の距離ｒの範囲内において、軸方向厚さの変化率

がタイヤの半径方向高さＨの少なくとも１．５％にわたり−１ｍｍ／ｍｍ以下であるようなものであるタイヤについて良好な結果が得られた。

驚くべきことに、転がり抵抗の減少は、補剛補強材が「分割されている」、即ち、複数個の不連続補強要素で構成されているときに特に顕著であることが観察され、これら補強要素は、タイヤの回転軸線と同心の複数個の円を描いて位置決めされている。この作用効果は、まだ完全には解明されておらず、これは、分割によって可能になる補剛補強材の伸び剛性の制御された減少に関連付けられるものと思われる。

予想外のこととして、補剛補強材の分割が米国特許第６９３５３９４（Ｂ２）号明細書（これは、国際公開第０３／１０３９９０（Ａ１）号パンフレットとしても公開されている）に教示されているようにこれらの耐久性を向上させる目的で土木工学車両のタイヤの或る特定の補足的補強材に実施された分割に相当している場合に優れた結果が得られた。なお、この特許文献を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。この有利な実施形態としてのタイヤでは、補剛補強材は、長さＬ０の複数個の不連続補強要素で構成され、かかる補強要素は、リムに取り付けられたタイヤの回転軸線と同心の複数個の円（Ｃ，Ｃ１，Ｃ２）を描いて位置決めされ、各円は、回転軸線に対して測定された平均半径（Ｒ，Ｒ１，Ｒ２）により定められ、半径Ｒの円Ｃを描いて位置決めされた長さＬ０の各不連続補強要素は、それぞれ結合長さＬ１１及び結合長さＬ１２にわたり半径Ｒ未満の半径Ｒ１の円Ｃ１を描いて位置決めされた２つの不連続補強要素に機械的に結合され、円Ｃ１は、円Ｃ２のすぐ隣りに位置し、結合長さＬ１１，Ｌ１２（Ｌ１１は、Ｌ１２以上である）は、次の関係式、即ち、１．５≦Ｋ≦４、ただしＫ＝（１−Ｌ１２／Ｌ０）／（１−Ｌ１１／Ｌ０）を満たす。

全ての円の不連続補強材の全てに関するこの関係式を考慮に入れることにより、不連続補強要素の端の最適分布状態が得られる。

この最適分布状態は、補剛補強材を付形する前に成型ドラム上のトーラス等として形作られたタイヤブランク上に配置することによって達成できる。

この関係式は、長さＬ０が全てのケーブルについて同一であるにせよそうでないにせよいずれにせよ当てはまる。

より好ましくは、Ｋは、２≦Ｋ≦２．５であるようなものである。

当然のことながら、補強要素が同心円を描いて配置されているとのように記載される場合、理解されるべきこととして、これら補強要素は、螺旋状に配置されるのが良く、又、各補強要素は、円弧に類似した曲線を描いて位置決めされる。

特に有利な一実施形態によれば、半径Ｒの円Ｃを描いて位置決めされた長さＬ０の各不連続補強要素は、結合長さＬ１１，Ｌ１２にわたり半径Ｒ１の円Ｃ１を描いて位置決めされた２つの不連続補強要素に機械的に結合され、円Ｃ１は、円Ｃのすぐ隣りに位置し、結合長さＬ１１は、Ｌ０の５５％以上且つＬ０の７５％以下であり、結合長さＬ１２は、Ｌ０の１０％以上且つＬ０の３０％以下であり、半径Ｒの円Ｃを描いて位置決めされた長さＬ０の各不連続補強要素は、結合長さＬ２１，Ｌ２２にわたり半径Ｒ２の円Ｃ２を描いて位置決めされた２つの不連続補強要素に機械的に結合され、円Ｃ２は、円Ｃ１のすぐ隣りに位置し、結合長さＬ２１は、Ｌ０の２０％以上且つＬ０の４０％以下であり、結合長さＬ２２は、Ｌ０の４５％以上且つＬ０の６５％以下である。

取り付けリムは、実質的に円の輪郭形状のリムフランジを有するリム受座を形成する部分を有し、補剛補強材の半径方向外端は、リムフランジの輪郭形状の中心Ｊを通り且つ軸方向外側且つ半径方向外側に向かって開いた角度α（アルファ）をなす直線Ｊ２上に位置し、角度α（アルファ）は、９０°以上且つ１２０°以下、好ましくは１００°以上且つ１１５°未満である場合に優れた結果が得られる。

当然のことながら、上述の実施形態のうちの２つ又は３つ以上を組み合わせることが可能であり、又、望ましい。

先行技術のタイヤを示す図である。 先行技術のタイヤの部分斜視図である。 先行技術のタイヤの１／４の半径方向断面図である。 タイヤの高さＨの求め方を示す図である。 本発明の一実施形態としてのタイヤの一部分の半径方向断面図である。 本発明の一実施形態としてのタイヤの一部分の半径方向断面図である。 本発明の一実施形態としてのタイヤの一部分の半径方向断面図である。 本発明の一実施形態としてのタイヤの一部分の半径方向断面図である。 ビードフィラーの軸方向厚さの求め方を示す図である。 図５及び図６に示されたタイヤのビードに用いられる補剛補強材のプライに属する補強材の配置状態を示す図である。 図５に示されたタイヤのビードフィラーの厚さを示す図である。 図５に示されたタイヤのビードフィラーの変形例の厚さを示す図である。

「半径方向」という用語を用いる際、当業者の間で用いられるこの言葉の数種類の異なる使い方を区別することが重要である。まず第１に、この表現は、タイヤの半径を意味している。この意味では、点Ｐ１が点Ｐ２よりもタイヤの回転軸線の近くに位置する場合、点Ｐ１は、点Ｐ２の「半径方向内側」に位置すると呼ばれる。これとは逆に、点Ｐ３が点Ｐ４よりもタイヤの回転軸線から見て遠くに位置する場合、点Ｐ３は、点Ｐ４の「半径方向外側」（又は点Ｐ４の「外側に半径方向」）に位置すると呼ばれる。小さな半径（大きな半径）の方向に進む場合、「半径方向内方に（又は外方）に」進むと呼ばれる。半径方向距離について説明している場合、かかる用語についてもこの意味が当てはまる。

しかしながら、細線又は補強材は、細線又は補強材の補強要素が周方向と８０°以上且つ９０°以下の角度をなす場合に「半径方向」と呼ばれる。注目されるべきこととして、本明細書において「細線」という用語は、最も広い意味に解されなければならず、細線は、細線の構成材料又はゴムとのその結合性を促進するために被着される被膜とは無関係に、モノフィラメント、マルチフィラメント、ケーブル又はコード、ヤーン（糸）又はこれらと同等の集成体の形態をした細線を含む。

最後に、「半径方向断面」という用語は、この場合、タイヤの回転軸線を含む平面に沿って取った断面を意味している。

「軸方向」は、タイヤの回転軸線に平行な方向である。点Ｐ５が点Ｐ６よりもタイヤの中間平面の近くに位置する場合、点Ｐ５は、点Ｐ６の「軸方向内側」に位置すると呼ばれる。これとは逆に、点Ｐ７が点Ｐ８よりもタイヤの中間平面から見て遠くに位置する場合、点Ｐ７は、点Ｐ８の「軸方向外側」に位置すると呼ばれる。タイヤの「中間平面」は、タイヤの回転軸線に垂直であり且つ各ビードの環状補強構造体から等距離のところに位置する平面である。

「周方向」は、タイヤの半径と軸方向の両方に対して垂直な方向である。「周方向断面」は、タイヤの回転軸線に垂直な平面に沿って取った断面である。

２つの補強要素は、２つの補強要素のなす角度が２０°以下である場合に本明細書では「平行」と呼ばれる。

「転動面」という用語は、本明細書では、タイヤが転動しているときに路面に接触するタイヤのトレッドの箇所全てを意味するものと理解されたい。

「ゴムコンパウンド」という用語は、少なくとも１種類のエラストマー及び少なくとも１種類のフィラー（充填材）を含むゴム組成物を意味している。

ゴムコンパウンドの「弾性率」という用語は、１９９８年の規格ＡＳＴＭ・Ｄ４１２（試験体“Ｃ”）に従って張力下で得られた割線引張りモジュラスを意味するものと理解され、“ＭＡ１０”で示されると共にＭＰａで表された１０％伸び率における見かけの割線モジュラスは、２回目の延びで（即ち、適合サイクル後）（１９９９年の規格ＡＳＴＭ・Ｄ１３４９による通常の温度及び湿度測定条件）測定される。この弾性率は、圧縮の際に得られた弾性率とは区別されるべきであり、かかる圧縮の際に得られる弾性率の値は、一般に、延びの際に得られる弾性率とは非常に異なっている。

図示の変形例の説明の理解を容易にするため、同一の構造要素を示すために同一の参照符号が用いられている。

図１は、先行技術のタイヤ１０の略図である。タイヤ１０は、トレッド４０を載せたクラウン補強材（図１では見えない）を含むクラウンと、クラウンから半径方向内側に向かって延びる２つのサイドウォール３０と、サイドウォール３０の半径方向内側に設けられた２つのビード２０とを有している。

図２は、先行技術のタイヤ１０の概略部分斜視図であり、図２は、このタイヤの種々のコンポーネントを示している。タイヤ１０は、ゴムコンパウンドで被覆された細線６１から成るカーカス補強材６０と、各々がタイヤ１０をホイールリム（図示せず）上に取り付けた状態に保持する環状補強構造体７０を含む２つのビード２０とを有している。カーカス補強材６０は、ビード２０の各々に繋留されている。タイヤ１０は、２枚のプライ８０，９０を含むクラウン補強材を更に有している。各プライ８０，９０は、各層中で平行であり且つ一方の層から他方の層にクロス掛けされていて、周方向と１０°〜７０°の角度をなすフィラメント状補強要素８１，９１によって補強されている。タイヤは、クラウン補強材の半径方向外側に配置されたたが掛け補強材１００を更に有している。このたが掛け補強材は、周方向に差し向けられると共に螺旋の状態に巻かれた補強要素１０１で構成されている。トレッド４０がたが掛け補強材上に配置されており、タイヤ１０と路面の接触をもたらすのは、このトレッド４０である。図示のタイヤ１０は、「チューブレス」タイヤであり、このタイヤは、インフレーションガスに対して不透過性であると共にタイヤの内面を覆うゴムコンパウンドで作られている内側ライナ５０を有する。

図３は、ミシュラン社により商業化されたEnergy（商標）セーバー（Saver）タイヤの１／４の概略半径方向断面図である。タイヤ１０は、ホイールリム（図示せず）と接触関係をなすよう設計された２つのビード２０を有し、各ビード２０は、ビードワイヤ７０を有している。ビード２０の半径方向外方の延長部として２つのサイドウォール３０が設けられ、これらサイドウォール３０は、補強要素の第１の層８０及び補強要素の第２の層９０で構成されたクラウン補強要素を含むクラウン２５内で合体し、これら層の上には半径方向にトレッド４０が載っている。各補強要素層は、ゴムコンパウンドのマトリックスで被覆されているフィラメント状補強要素から成る。各補強要素層中の補強要素は、互いにほぼ平行であり、２つの層の補強要素は、いわゆるラジアルタイヤの技術分野における当業者には周知のように約２０°の角度をなして一方の層と他方の層との間でクロス掛け関係にある。タイヤの中間平面は、符号１３０で示されている。

タイヤ１０は、ビード２０からサイドウォール３０に沿ってクラウン２５まで延びるカーカス補強材６０を更に有する。このカーカス補強材６０は、この場合、ほぼ半径方向に差し向けられたフィラメント状補強材から成り、このことは、フィラメント状補強要素が周方向と８０°以上且つ９０°以下の角度をなすことを意味している。

カーカス補強材６０は、複数本のカーカス補強要素を含み、これらカーカス補強要素は、各ビード２０内に主要部分６２及び巻き上げ部分６３を形成するようにビードワイヤ７０周りの上曲がり部によって２つのビード２０内に繋留されている。巻き上げ部分６３は、ビードの環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所７１から半径方向距離ＤＲＥのところに位置した端６４まで半径方向外方に延びており、半径方向距離ＤＲＥは、この場合、タイヤの半径方向高さＨの１９％に等しい。

タイヤの「半径方向」高さＨは、タイヤ１０をホイールリム５（図４に示されている）に取り付けてその使用圧力までインフレートさせたとき、ビード２０の環状補強構造体７０の半径方向最も内側の箇所７１とトレッド４０の半径方向最も内側の箇所４１（図４）との間の半径方向距離であると定義される。

各ビードは、ビードフィラー１１０を更に有し、ビードフィラーは、大部分がビードワイヤ７０の半径方向外側に且つカーカス補強材６０の主要部分６２と巻き上げ部分６３との間に位置している。この場合、用いられるゴムコンパウンドの弾性率は、５６ＭＰａである。

各ビードは、カーカス補強材及びビードフィラーの軸方向外側に配置された外側バンド又は層１２０を更に有する。外側バンド１２０は、ビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１から距離ＤＥＩのところに位置した半径方向内側の端１２１からビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１から距離ＤＥＥのところに位置した半径方向外側の端１２２まで半径方向外方に延びている。この場合、距離ＤＥＩは、タイヤの半径方向高さＨの６．５％に等しく、距離ＤＥＥは、タイヤの半径方向高さＨの４１．５％に等しい。

図５及び図６は、本発明の一実施形態としてのタイヤの一部分の半径方向断面図である。

図５は、取り付けリム（図示せず）と接触関係をなすよう設計された２つのビード２０（これらのうち１つだけが図示されている）を有するタイヤ１０を概略的に示しており、各ビードは、ビードワイヤ７０を有する。２つのサイドウォール３０は、ビード２０から半径方向外方に延びている。２つのサイドウォールは、２枚のプライ８０，９０で構成されたクラウン補強材を有するクラウン２５内で互いに合体し、このクラウン２５の上にはトレッド４０が載っている。カーカス補強材６０がビード２０からサイドウォール３０を通ってクラウン２５まで延びている。カーカス補強材６０は、複数個のカーカス補強要素を有し、カーカス補強材は、各ビード内に主要部分６２及び巻き上げ部分６３を形成するようビードワイヤ７０周りの上曲り部によって２つのビード２０内に繋留されている。巻き上げ部分６３は、ビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１から半径方向距離ＤＲＥのところに位置した端６４まで半径方向外方に延びている。半径方向距離ＤＲＥは、この場合、タイヤの半径方向高さＨの１６％に等しい。

ビード２０は、弾性率が４０ＭＰａ以上且つ６０ＭＰａ以下のゴムコンパウンドで作られたビードフィラー１１０を有している。

表１は、一例として、ビードワイヤとして用いることができるゴムコンパウンドの組成を記載している。この組成は、ｐｈｒ（“parts per hundred of rubber ”（ゴムの１００部当たりの部））で与えられ、即ち、ゴムの１００重量部当たりの重量部で記載されている。対応の弾性率ＭＡ１０も又示されている。

表Ｉ

表Ｉの注記
［１］ 天然ゴム
［２］ カーボンブラック系統３３０（ＡＳＴＭ）
［３］ Ｎ‐（１，３‐ジメチルブチル）‐Ｎ′‐フェニル‐Ｐ‐フェニレンジアミン
［４］ ヘキサメチレンテトラミン
［５］ Ｎ‐ｔ‐ブチル‐２‐ベンゾチアジルスルホンアミド

ビードフィラーは、好ましくは、少なくとも１種類のジエンエラストマー、補強充填剤及び架橋系を主成分としている。

「ジエン」エラストマー（又は均等表現としてゴム）という用語は、公知のように、少なくとも一部がジエンモノマー、即ち、２つの共役又は非共役炭素−炭素２重結合を有するモノマーから得られるエラストマー（すなわち、ホモポリマー又はコポリマー）を意味するものと理解されたい。用いられるジエンエラストマーは、好ましくは、ポリブタジエン（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレン（ＩＲ）、ブタジエン‐スチレンコポリマー（ＳＢＲ）、イソプレン‐ブタジエンコポリマー（ＢＩＲ）、イソプレン‐スチレンコポリマー（ＳＩＲ）、ブタジエン‐スチレン‐イソプレンコポリマー（ＳＢＩＲ）及びこれらエラストマーの配合物から成る群から選択される。

好ましい一実施形態は、「イソプレン」エラストマー、即ち、イソプレンホモポリマー又はコポリマー、換言すると、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレン（ＩＲ）、種々のイソプレンコポリマー及びこれらエラストマーの配合物から成る群から選択されたジエンエラストマーを用いる。

イソプレンエラストマーは、好ましくは、天然ゴム又はシス−１，４系の合成ポリイソプレンである。これら合成ポリイソプレンのうち、好ましくは、シス−１，４結合の含有率（モル％）が９０％以上、より好ましくは９８％以上のポリイソプレンが用いられる。他の好ましい実施形態によれば、ジエンエラストマーは、その全体又は一部が、配合物として用いられ又は例えばＢＲ系の別のエラストマーとは一緒には用いられない別の１つのジエンエラストマー、例えばＳＢＲ（Ｅ‐ＳＢＲ又はＳ‐ＳＢＲ）エラストマーで構成されるのがよい。

ゴムコンパウンドは、タイヤの製造向きのゴムマトリックス中に通常用いられる添加剤、例えば、補強充填剤、例えばカーボンブラック又は無機充填剤、例えばシリカ、結合剤、老化防止剤、酸化防止剤、可塑化剤、又はエキステンダ油（エキステンダ油は、性質上芳香性又は非芳香性のものであり、特に、ほんの僅かに芳香性であり或いは全く芳香性ではない油、例えば、粘度の高い又は好ましくは低いナフテン系の油又はパラフィン系の油、ＭＥＳ又はＴＤＡＥ油、３０℃よりも高いＴ_gの可塑化樹脂）、非硬化状態のコンパウンドの処理（処理性）を容易にする作用剤、粘着性樹脂、硫黄又は硫黄ドナー及び／又は過酸化物、促進剤、加硫活性剤又は遅延剤、加硫戻り防止剤、メチレン受容体及び供与体、例えばＨＭＴ（ヘキサメチレンテトラミン）又はＨ３Ｍ（ヘキサメトキシメチルメラミン）、補強樹脂（例えばレソルチノール又はビスマレイミド）を主成分とする架橋系、金属塩系、例えばコバルト若しくはニッケル塩系の公知の密着性促進（定着）系のうちの全て又は幾つかを更に含むのがよい。

コンパウンドを当業者には周知である２つの連続的な準備段階を用いて、即ち、最高１１０℃〜１９０℃、好ましくは１３０℃〜１８０℃までの高い温度での第１の熱機械加工又は混練段階（「非生産的」段階と呼ばれている）を行い、次に、代表的には１１０℃以下の低い温度での第２の機械的加工段階（「生産的」段階と呼ばれている）を実施することにより適当な混合機で製造し、最終段階の際に架橋系を混入する。

一例を挙げると、非生産的段階は、数分間（例えば、２〜１０分間）の単一の熱機械的ステップで実施され、その間、架橋系又は加硫系とは別に必要な成分及び他の添加物を適当な混合機、例えば標準型密閉式混合機内に導入する。次に、このようにして得られた混合物の冷却後、加硫系を低い温度（例えば３０℃〜１００℃）に保たれた開放式混合機、例えば開放式ロール機中に投入する。次に、各種成分を数分間（例えば、５〜１５分間）混合する（生産的段階）。

次に、このようにして得られた最終コンパウンドを例えば特徴化のためのフィルム又はシートの形態に圧延し或いは押し出し、本発明のタイヤで用いられるゴムコンパウンドの１つ又は複数の層を形成する。

次に、加硫（又は硬化）を公知の仕方で、一般に１３０℃〜２００℃の温度で、好ましくは圧力下で、特に硬化温度、用いられる架橋系及び問題のコンパウンドの加硫反応速度論に応じて例えば５分から９０分までの様々であって良い十分な期間にわたり実施する。

ビードフィラー１１０は、全体として、カーカス補強材６０の主要部分６２と巻き上げ部分６３との間でビードワイヤの半径方向外側に配置されている。ビードフィラーは、ビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１から半径方向距離ＤＢＥのところまで半径方向に延びている。半径方向距離ＤＢＥは、この場合、タイヤ１０の半径方向高さＨの８％に等しい。このようにビードフィラーの半径方向高さが低いことは、本発明のタイヤの主要な特徴のうちの１つである。体積を極めて減少させたビードフィラーを特にこれが相当大きなヒステリシスロスをもたらすことなく、ビード全体の製造を容易にするために保持するのが良い。確かに、剛性が極めて高いビードワイヤ及びリムの受座の近くの包囲体の中において、転動中における変形は、極めて僅かである。他方、特に大きな荷重を受けた状態におけるタイヤの良好な取り扱い性を維持するため、ビードフィラー体積の全体的減少は、有利には、僅かなヒステリシスロスを生じさせるに過ぎない補足的補剛補強材の存在によって補償される。

確かに、サイドウォール３０も又、周方向に対してゼロ又は僅かな角度に沿って、即ち、１０°以下の角度に沿って差し向けられた複数個の金属補強要素で形成された補剛補強材１４０を有する。ビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１と補剛補強材１４０の半径方向外側の端１４２との間の距離ＤＡＥは、タイヤ１０の半径方向高さＨの３５％に等しく、ビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１と補剛補強材１４０の半径方向内側の端１４１との間の距離ＤＡＩは、タイヤ１０の半径方向高さＨの４％に等しい。

「デカップリングコンパウンド」１５０が補剛補強材１４０とカーカス補強材６０の主要部分６２との間に軸方向に設けられている。このデカップリングコンパウンド１５０は、剪断力を受けることにより、子午線張力をカーカス補強材６０から補剛補強材１４０に伝える。したがって、デカップリングコンパウンドは、補剛補強材１４０とカーカス補強材６０との間の応力の伝達を制限すると同時にこれら応力の及ぶ深さを調節し、これがこれら応力の良好な分布に寄与する。

ビードフィラー１１０は、図９に示されているように求められる軸方向厚さＥ（ｒ）を有する。軸方向厚さＥ（ｒ）は、タイヤの回転軸線（図４において符号３により示されている）に平行であり且つビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１から半径方向距離ｒを置いたところでビードフィラー１１０との交点を有する直線２００とのビードフィラーの交線長さに一致している。

図５に示されているタイヤのビードフィラー１１０の軸方向厚さＥ（ｒ）の値は、図１１にプロットされており（曲線Ｅ）、これを図３に示されているコントロール（基準）タイヤのビードフィラー１１０の軸方向厚さＥ（ｒ）の値（曲線Ａ）と比較する。図１２は、２つのビードフィラーに関する厚さの変化率

を比較している。図５に示されているビードフィラーは、特定の一実施形態に対応しており、この特定の一実施形態によれば、軸方向厚さＥ（ｒ）の値は、タイヤの半径方向高さＨの０％〜１０％の距離ｒの範囲内において、厚さの変化率

がタイヤの半径方向高さＨの３％を僅かに超える寸法にわたり−０．５ｍｍ／ｍｍ以下であるようなものである。この場合、軸方向厚さの変化率

は、実際には、タイヤの半径方向高さＨの１．５％にわたり−１ｍｍ／ｍｍ以下である。

図５に示されているタイヤ１０の補剛補強材１４０は、複数個の不連続補強要素で構成されており、これら補強要素は、タイヤの回転軸線と同心の複数個の円（Ｃ，Ｃ１，Ｃ２）を描いて位置決めされ、各円は、図１０に示されているように回転軸線に対して測定された平均半径Ｒ，Ｒ１，Ｒ２によって定められる。これは、当然のことながら、補強材の配置原理を説明するために３つのターンに制限された単純化された図である。補剛補強材は、当然のことながら、これよりも多くのターンを有することができる。

図１０は、３つの隣り合う円Ｃ，Ｃ１，Ｃ２上におけるタイヤ１０の補剛補強材１４０の補強要素の配置状態を示しており、各円の中心は、タイヤ及び取り付けリムにより構成された組立体の回転軸線に位置している。補強要素は全て金属製であり、実質的に互いに同一の長さＬ０、この場合１２５ｍｍを有している。しかしながら、注目されるべきこととして、補強要素の長さＬ０は、補強要素の全ての点について同一である必要はない。不連続補強要素が位置決めされている隣り合う円Ｃ，Ｃ１，Ｃ２相互間のピッチは、補強要素の直径に少なくとも０．２ｍｍ、好ましくは少なくとも０．５ｍｍだけ増大させた長さに等しい。

補強材１４０（図５参照）が図１０では部分的に示されており、タイヤの回転軸線は、図の平面に垂直である。半径Ｒの円Ｃの長さＬ０の補強要素１４５は、これがオーバラップしている円弧長さＬ１１，Ｌ１２にわたり、円Ｃの隣りに位置する半径Ｒ１（Ｒ１は、Ｒよりも小さい）の円Ｃ１の２つの補強要素１４６に機械的に結合されていることが理解できる。同じ補強要素１４５が、これがオーバラップしている円弧長さＬ２１，Ｌ２２に沿って、円Ｃ１の隣りに位置する半径Ｒ２（Ｒ２は、Ｒ１よりも小さい））の円Ｃ２の２つの補強要素１４７に結合されている。この場合、結合長さは、次の通りであり、即ち、Ｌ１１＝８７．９ｍｍ（即ち、Ｌ０の７０％）、Ｌ１２＝３７．７ｍｍ（即ち、Ｌ０の３０％）、Ｌ２１＝５０．２ｍｍ（即ち、Ｌ０の４０％）、Ｌ２２＝７５．３ｍｍ（即ち、Ｌ０の６０％）。これら結合長さは、関係式１．５≦Ｋ≦４を満たし、ただし、Ｋ＝（１−Ｌ１２／Ｌ０）／（１−Ｌ１１／Ｌ０）である。確かに、Ｋの取る値は、円Ｃの長さＬ０の補強要素１４５と円Ｃの隣りに位置する半径Ｒ１（Ｒ１は、Ｒよりも小さい）の円Ｃ１の補強要素１４６との間の結合値を考慮すると、２．３である。

タイヤへの補強要素の組み込み方は、当業者には容易に明らかである。例えば、補強要素を１つずつシェーピングされたタイヤ又はコンフォメーション前にタイヤ材料に張り付けることができる。

図６は、本発明の別の実施形態としてのタイヤのビード及びサイドウォールの一部分の半径方向断面図である。図５に示されているタイヤ１０とは異なり、このタイヤは、ビードワイヤ７０まで下方に延びてはいない補剛補強材１４０を有している。確かに、補剛補強材１４０の半径方向内側の端１４１は、ビードワイヤ７０の半径方向最も内側の箇所７１と補剛補強材１４０の半径方向内側の端１４１との間の距離ＤＡＩがタイヤの半径方向高さＨの１６％に等しいような半径方向高さのところに位置している。

タイヤは、取り付けリム５に取り付けられ、この取り付けリムは、リム受座を形成すると共に半径方向外側に実質的に円の輪郭形状のリムフランジ６を備えた部分を有する。円の中心（「リムフランジの中心」６を定める）は、参照符号Ｊで示されている。補剛補強材１４０の半径方向外側の端１４２は、リムフランジの中心を定める中心Ｊを通ると共に軸方向内側に向かって且つ半径方向外側に向かって開いた角度α（アルファ）をなす直線Ｊ２上に位置し、角度α（アルファ）は、この場合、１４０°に等しい。

図７及び図８は、本発明の他の実施形態のビード及び一部分の半径方向断面図である。図７は、本発明の一実施形態としてのタイヤでは、補剛補強材１４０をカーカス補強材６０の上曲り部の軸方向外側に延長させるのが良いことを示している。図８は、補剛補強材１４０が必ずしもカーカス補強材１６０の軸方向外側に位置する必要はなく、カーカス補強材６０の軸方向内側に位置しても良いことを示している。

図５に示されているタイヤに対応した本発明の実施形態としてのタイヤと図３に示されているタイヤに対応したコントロールタイヤを転動時に比較した（検討サイズ：２０５／５５Ｒ１６）。図５に示されているタイヤは、コントロールタイヤに対して１トン当たり０．４ｋｇの転がり抵抗の向上結果を得ると同時に同一荷重及び同一インフレーション圧力ではコーナリング剛性が同一であった。表ＩＩは、コントロールタイヤの転がり抵抗に対するこの同一の結果を示している。

表ＩＩ

Claims (10)

1. タイヤであって、
   取り付けリム（５）に接触するよう設計されている２つのビード（２０）を有し、各ビードは、少なくとも１つの環状補強構造体（７０）を有し、
   前記ビードから半径方向外方に延びる２つのサイドウォール（３０）を有し、前記２つのサイドウォールは、トレッド（４０）を載せたクラウン補強材（８０，９０）を含むクラウン（２５）内で合体し、
   前記ビードから前記サイドウォールを通って前記クラウンまで延びる少なくとも１本のカーカス補強材（６０）を有し、前記カーカス補強材は、複数本のカーカス補強要素（６１）を含み、前記カーカス補強材は、各ビード内に主要部分（６２）及び巻き上げ部分（６３）を形成するよう前記環状補強構造体周りの上曲がり部によって前記２つのビード内に繋留され、各巻き上げ部分は、前記ビードの前記環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所（７１）から半径方向距離ＤＲＥのところに位置する端（６４）まで半径方向外方に延び、前記半径方向距離ＤＲＥは、前記タイヤの半径方向高さＨの５％以上且つ２０％以下であり、
   各ビードは、ゴムコンパウンドで作られたビードフィラー（１１０）を有し、前記ビードフィラーは、少なくとも部分的に前記環状補強構造体の半径方向外側に位置すると共に少なくとも部分的に前記カーカス補強材の前記主要部分と前記巻き上げ部分との間に配置され、前記ビードフィラーは、前記ビードの前記環状補強構造体の前記半径方向最も内側の箇所から半径方向距離ＤＢＥまで半径方向に延び、前記半径方向距離ＤＢＥは、前記タイヤの前記半径方向高さＨの１０％以下であり、
   前記タイヤの少なくとも１つのサイドウォールは、前記タイヤの周方向に対して１０°以下の角度に沿って差し向けられている複数本の金属補強要素で形成された補剛補強材（１４０）を更に有し、前記補剛補強材は、前記環状補強構造体の前記半径方向最も内側の箇所（７１）と前記補剛補強材の半径方向外端（１４２）との間の距離ＤＡＥが前記タイヤの半径方向高さＨの２０％以上且つ４０％以下であると共に前記環状補強構造体の前記半径方向最も内側の箇所（７１）と前記補剛補強材の半径方向内端（１４１）との間の距離ＤＡＩが前記タイヤの半径方向高さＨの２０％以下であるように位置決めされている、タイヤ。
2. 前記半径方向距離ＤＲＥは、前記タイヤの前記半径方向高さＨの７％以上且つ１８％以下である、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記環状補強構造体（７０）の前記半径方向最も内側の箇所（７１）と前記補剛補強材の半径方向外端（１４２）との間の前記距離ＤＡＥは、前記タイヤの前記半径方向高さＨの２５％以上且つ３５％以下である、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記ビードフィラー（１１０）は、軸方向厚さＥ（ｒ）を有し、該厚さは、前記ビードフィラーと、前記タイヤの回転軸線（３）に平行であり且つ前記環状補強構造体（７０）の前記半径方向最も内側の箇所（７１）から半径方向距離ｒのところに位置する前記ビードフィラーとの交点を有する直線（２００）との交線の長さに一致し、前記厚さＥ（ｒ）は、前記タイヤの前記半径方向高さＨの０％〜１０％の距離ｒの範囲内において、前記厚さの変化率
   

   

   が前記タイヤの前記半径方向高さＨの少なくとも３％にわたり−０．５ｍｍ／ｍｍ以下であるようなものである、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. 前記ビードフィラー（１１０）は、軸方向厚さＥ（ｒ）を有し、該厚さは、前記ビードフィラーと、前記タイヤの回転軸線（３）に平行であり且つ前記環状補強構造体（７０）の前記半径方向最も内側の箇所（７１）から半径方向距離ｒのところに位置する前記ビードフィラーとの交点を有する直線（２００）との交線の長さに一致し、前記軸方向厚さの値Ｅ（ｒ）は、前記タイヤの前記半径方向高さＨの０％〜１０％の距離ｒの範囲内において、前記前記軸方向厚さの変化率
   

   

   が前記タイヤの前記半径方向高さＨの少なくとも１．５％にわたり−１ｍｍ／ｍｍ以下であるようなものである、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. 前記補剛補強材（１４０）は、複数個の不連続補強要素で構成され、該補強要素は、前記タイヤの前記回転軸線と同心の複数個の円（Ｃ，Ｃ１，Ｃ２）を描いて位置決めされている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
7. 前記補剛補強材は、長さＬ０の複数個の不連続補強要素（１４５，１４６，１４７）で構成され、該補強要素は、リムに取り付けられた前記タイヤの前記回転軸線（３）と同心の複数個の円（Ｃ，Ｃ１，Ｃ２）を描いて位置決めされ、各円は、前記回転軸線に対して測定された平均半径（Ｒ，Ｒ１，Ｒ２）により定められ、半径Ｒの円Ｃを描いて位置決めされた長さＬ０の各不連続補強要素（１４５）は、それぞれ結合長さＬ１１及び結合長さＬ１２にわたり前記半径Ｒ未満の半径Ｒ１の円Ｃ１を描いて位置決めされた２つの不連続補強要素（１４６，１４７）に機械的に結合され、前記円Ｃ１は、前記円Ｃ２のすぐ隣りに位置し、前記結合長さＬ１１，Ｌ１２（Ｌ１１は、Ｌ１２以上である）は、次の関係式、即ち、１．５≦Ｋ≦４、ただしＫ＝（１−Ｌ１２／Ｌ０）／（１−Ｌ１１／Ｌ０）を満たす、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. （ａ）半径Ｒの円Ｃを描いて位置決めされた長さＬ０の各不連続補強要素（１４５）は、結合長さＬ１１，Ｌ１２にわたり半径Ｒ１の円Ｃ１を描いて位置決めされた２つの不連続補強要素（１４６）に機械的に結合され、前記円Ｃ１は、前記円Ｃのすぐ隣りに位置し、前記結合長さＬ１１は、Ｌ０の５５％以上且つＬ０の７５％以下であり、前記結合長さＬ１２は、Ｌ０の１０％以上且つＬ０の３０％以下であり、
   （ｂ）半径Ｒの円Ｃを描いて位置決めされた長さＬ０の各不連続補強要素（１４５）は、結合長さＬ２１，Ｌ２２にわたり半径Ｒ２の円Ｃ２を描いて位置決めされた２つの不連続補強要素（１４７）に機械的に結合され、前記円Ｃ２は、前記円Ｃ１のすぐ隣りに位置し、前記結合長さＬ２１は、Ｌ０の２０％以上且つＬ０の４０％以下であり、前記結合長さＬ２２は、Ｌ０の４５％以上且つＬ０の６５％以下である、請求項７記載のタイヤ。
9. 前記取り付けリム（５）は、実質的に円の輪郭形状のリムフランジ（６）を有するリム受座を形成する部分を有し、前記補剛補強材の前記半径方向外端は、前記リムフランジの前記輪郭形状の中心Ｊを通り且つ軸方向外側且つ半径方向外側に向かって開いた角度α（アルファ）をなす直線Ｊ２上に位置し、前記角度α（アルファ）は、９０°以上且つ１２０°以下である、請求項８記載のタイヤ。
10. 前記角度α（アルファ）は、１００°以上且つ１１５°以下である、請求項９記載のタイヤ。

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