JP2014504574A - 改良型ビードを備えたタイヤ - Google Patents

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Abstract

タイヤ(10)であって、カーカス補強材(60)及び2つのビード(50)を有し、各ビードが少なくとも1つの環状補強構造体(70)、15MPa以下の弾性モジュラスG′及びG″[MPa]≦0.2・G′[MPa]−0.2MPaであるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物で作られたビードフィラー(120)及び外側ストリップ(130)を有し、ビードフィラーは、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向(150)とビードフィラーの交差長さに一致した厚さE(r)を有し、rは、環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所からの距離を表し、ビードフィラー及び外側ストリップにより形成される組立体は、厚さET(r)を有し、厚さET(r)は、タイヤの高さHの25%〜45%の距離rの範囲内において、厚さの変化率がタイヤの高さHの少なくとも4%にわたって−0.25mm/mm以上であるよう変化し、距離rがタイヤの半径方向高さHの10%以上且つ35%未満であるような箇所の全てに関し、比E(r)/ET(r)は、0.3以上且つ0.5以下であり、任意の半径方向断面で見て、ビードフィラーは、断面積S1を有し、外側ストリップは、断面積S2を有し、比S1/(S1+S2)は、0.4以上且つ0.6以下であり、少なくとも1つの環状補強構造体は、比
Figure 2014504574

が10%以下であるような最大軸方向幅DEを有し、ET(r)maxは、厚さET(r)の最大値である、タイヤ。

Description

本発明は、ロードインデックス(load index)が100を超える乗用車用タイヤ、例えば4×4車両及びバンに用いられるタイヤの大部分に関する。本発明は、特に、これらタイヤのビードに関する。
タイヤのロードインデックスは、タイヤが取り付けリムに取り付けられてその使用圧力までインフレートされたときに支持することができる最大荷重を定量化するための当業者に周知のパラメータである。ロードインデックス100は、800kgの最大荷重に対応している。
タイヤのビードとサイドウォールの半径方向内側部分で形成される組立体は、構造がタイヤの耐久性に対して極めて大きな影響を及ぼすタイヤのコンポーネントの1つである。この組立体は、多くの役割を果たす。例えば、この組立体は、カーカス補強材の張力を吸収し、タイヤの受ける荷重をサイドウォールからリムに伝達する。したがって、この組立体は、タイヤのクラウンをリムから案内する。この組立体がタイヤの路面保持に対して及ぼす影響は、特にタイヤが重い負荷を受けた状態にあるときに相当大きい。高いロードインデックスの乗用車用タイヤの場合、これら機能の全ては、通常、二重カーカス補強材(ビードワイヤ及びビードワイヤ周りのこの二重カーカス補強材の上曲り部を含む)とゴム配合物で作られた「ビードフィラー」を組み合わせることによって実行される。特にクラウンを案内するために達成されるべき剛性と予想される耐久性との間に見出される妥協の結果として、二重カーカス補強材が或る特定の経路を辿らなければならず、しかも、嵩張っていて(背が高く且つ/或いは厚く)且つ剛性のビードフィラーが使用される。この幾何学的形状のマイナス面は、製造プロセスが複雑であること及びタイヤがコスト高になることである。ビードフィラーの補剛作用は、特にビードから距離を置いた領域において顕著であり、従って、ますます嵩張ったビードフィラーを必要とし、その結果複雑な製造プロセスを必要とする。
製造プロセスの複雑さ及びタイヤのコストを減少させる必要性により、製造業者は、たとえ高いロードインデックスのタイヤについても単一のカーカス補強材を用いることを望むようになっている。したがって、比較的低い転がり抵抗を維持する必要性により、ビード中に剛性の低いゴム配合物を用いることが要求されている。この場合、これらゴム配合物の低い剛性は、場合によってはそれ自体厚い外側ストリップと組み合わせた比較的厚いビードフィラーを用いることによって補償される。
それにもかかわらず、これら半完成品の使用により、製造上の問題が生じている。というのは、このような使用により、これら半完成品を供給するリールを頻繁に交換しなければならないからである。
この問題に取り組むと同時に問題のタイヤの性能を維持するため、本出願人は、ビードワイヤ上におけるフィラー(充填剤)及びこれと関連した外側ストリップの厚さの懸命な分布状態を見出すことを目的とした研究を行った。
本発明の目的の1つは、カーカス補強材が1つであるにもかかわらず高いロードインデックス及び満足の行く耐久性を有するタイヤを提供すると同時に製造生産性の向上を可能にすることにある。
この目的は、ビード内におけるゴム配合物の厚さの分布を最適化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た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に合体し、
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単一のカーカス補強材を有し、カーカス補強材は、複数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回りの上折り返し部によって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DECのところに位置する端まで半径方向外方へ延び、半径方向距離DECは、タイヤの半径方向高さHの5%以上且つタイヤの半径方向高さHの85%以下(好ましくは、20%以下)であるようなタイヤによって達成される。
各ビードは、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
Figure 2014504574
であるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物で作られたビードフィラーを有し、弾性モジュラス及び粘性モジュラスは、23℃で測定される。この種のゴム配合物は、特に、国際公開第2010/072736号パンフレットから知られている。
ビードフィラーは大部分が、環状補強構造体の半径方向外側に且つ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位置し、ビードフィラーは、ビードフィラーの半径方向外端まで半径方向に延び、ビードフィラーの半径方向外端は、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DEE1のところに位置し、半径方向距離DEE1は、タイヤの半径方向高さHの30%以上(好ましくは35%以上)且つ50%以下(好ましくは45%以下)である。
各ビードは、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
Figure 2014504574
であるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物で作られた外側ストリップを更に有し、弾性モジュラス及び粘性モジュラスは、23℃で測定される。
外側ストリップは、カーカス補強材の巻き上げ部分の軸方向外側に位置し、外側ストリップは、外側ストリップの半径方向内端と外側ストリップの半径方向外端との間に延び、外側ストリップの半径方向内端は、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DEI2のところに位置し、半径方向距離DEI2は、タイヤの半径方向高さHの1%以上且つ5%以下であり、外側ストリップの半径方向外端は、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DEE2のところに位置し、半径方向距離DEE2は、タイヤの半径方向高さHの30%(好ましくは35%以上)以上且つ50%以下(好ましくは45%以下)である。有利な実施形態によれば、半径方向距離DEE2は、半径方向距離DEE1よりも長い。
ビードフィラーは、厚さE(r)を有し、厚さは、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向とビードフィラーの交差長さに一致し、rは、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向とカーカス補強材との交点を環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から隔てる距離を表している。
ビードフィラー及び外側ストリップにより形成される組立体は、厚さET(r)を有し、厚さET(r)は、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向と組立体の交差長さに一致し、rは、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向とカーカス補強材との交点を環状補強構造体の半径方向最も内側箇所から隔てる距離を表し、厚さET(r)は、タイヤの高さHの25%〜45%の距離rの範囲内において、厚さの変化率
Figure 2014504574
がタイヤの高さHの少なくとも4%にわたって−0.25mm/mm以上(好ましくは、−0.3mm/mm以上)であるよう変化する。
環状補強構造体の最も半径方向内側の箇所からの距離rがタイヤの半径方向高さHの10%以上且つ35%未満であるようなカーカス補強材の主要部分に垂直な方向とカーカス補強材との交点の全てに関し、比E(r)/ET(r)は、0.3以上(好ましくは、0.35以上)且つ0.5以下である。
任意の半径方向断面で見て、ビードフィラーは、断面積S1を有し、外側ストリップは、断面積S2を有し、比S1/(S1+S2)は、0.4以上且つ0.6以下である。
少なくとも1つの環状補強構造体は、比
Figure 2014504574
が10%以下(好ましくは、7%以下)であるような最大軸方向幅DEを有し、ET(r)maxは、厚さET(r)の最大値である。
タイヤのこの寸法決めにより、タイヤ耐久性を少しも低下させないで製造速度を増大させることができる。
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。 基準タイヤの1/4部分の半径方向断面図である。 タイヤの高さHをどのようにして定めるかを示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤの1/4部分の半径方向断面図である。 図5の細部を示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤのビードの或る特定の部分の厚さの変化をどのようにして定めるかを示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤのビードの或る特定の部分の厚さの変化をどのようにして定めるかを示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤ及び基準タイヤのビードの或る特定の部分の厚さの変化を示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤ及び基準タイヤのビードの或る特定の部分の厚さの変化を示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤ及び基準タイヤのビードの或る特定の部分の厚さの変化を示す図である。
「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、点又は箇所(本明細書では、「点」と「箇所」は区別なく用いられる)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」(又は点P2の「内側に半径方向」)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、このような用語についてもこの意味が当てはまる。
これとは対照的に、細線又は補強材は、細線又は補強材の補強要素が円周方向と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。明記すべきこととして、本明細書においては、「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これがゴムとのその結合性を促進するために受ける表面処理とは無関係に、モノフィラメント、マルチフィラメント、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」又は「半径方向横断面」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」(又は点P6の「内側に軸方向」)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」(又は点P8の「外側に軸方向」)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。
「円周方向」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。
本明細書における開示の関係において、「ゴム配合物」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種類のフィラーを含むゴムコンパウンドを意味している。
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40と、サイドウォール40の半径方向内側に設けられた2つのビード50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をリム(図示せず)上に取り付けた状態に保持する円周方向補強材70を含む2つのビード50とを有している。カーカス補強材60は、ビード20の各々の中に繋留されている。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。プライ80,90の各々は、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、円周方向と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、円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30がたが掛け補強材上に設けられており、タイヤ10と路面の接触をもたらすのは、このトレッド30である。図示のタイヤ10は、「チューブレス」タイヤである。このタイヤは、インフレート用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」110を有する。
図3は、基準タイヤの一部分を半径方向断面で概略的に示している。このタイヤは、取り付けリム(図示せず)に接触するよう設計された2つのビード50(一方だけが図示されている)を有し、各ビード50は、環状補強構造体、この場合、ビードワイヤ70を有している。2つのサイドウォール40がビード50の半径方向外方に向かう延長部をなしており、これらサイドウォールは、トレッドを半径方向に載せたクラウン補強材を含むクラウン(図示せず)に合体している。
タイヤは、ビード50からサイドウォール40を通ってクラウン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、実質的に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円周方向と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む。カーカス補強材は、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50内に繋留されている。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71から半径方向距離DECのところに位置した端63まで半径方向外方に延びており、半径方向距離DECは、この場合、タイヤの半径方向高さHの14%に等しい。
タイヤの「半径方向高さ」Hは、タイヤ10を取り付けリム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50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30の半径方向最も外側に位置する箇所31(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120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その良好な比率を得るためにカーカス補強材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。
ビードフィラー120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の半径方向外側にこの箇所71から半径方向距離DEE1のところまで延びており、半径方向距離DEE1は、タイヤの半径方向高さHの18%に等しい。
各ビード50は、ゴム配合物で作られた外側ストリップ130を有し、外側ストリップ130は、カーカス補強材の巻き上げ部分62の軸方向外側に配置され、外側ストリップ130は、外側ストリップ130の半径方向内端132と外側ストリップの半径方向外端131との間に延び、外側ストリップ130の半径方向内端132は、環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DEI2のところに位置している。半径方向距離DEI2は、この場合、半径方向高さHの4%に等しい。外側ストリップ130の半径方向外端131は、環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DEE2のところに位置している。この場合、半径方向距離DEE2は、半径方向高さHの41%に等しい。
この場合と同様、半径方向距離DEE2は、好ましくは、特にビードフィラー120を形成するために用いられるゴム配合物がコバルト塩を含む場合、半径方向距離DEE1よりも長い。というのは、これにより、外側ストリップ130を形成するために用いられるゴム配合物と比較してコストが増大するからである。
タイヤの内面は、内側ライナ110で覆われている。
図5は、本発明の一実施形態としてのタイヤ10の一部分を半径方向断面で示している。このタイヤ10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ている2つのビード50(一方しか図示されていない)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、
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40を有し、2つのサイドウォール40は、トレッド30を載せたクラウン補強材(図示せず)を含むクラウン25に合体し、
ビード50からサイドウォール40を通ってクラウン25まで延びる単一のカーカス補強材60を有し、カーカス補強材60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62及び巻き上げ部分63を形成するように環状補強構造体周りの上折り返し部によって2つのビード内に繋留されている。各巻き上げ部分は、ビード50の環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DECのところに位置する端64まで半径方向外側に延びている。半径方向距離DECは、タイヤの半径方向高さHの5%以上且つタイヤの半径方向高さHの85%以下であり、この特定の場合、半径方向距離DECは、タイヤの半径方向高さHの14%に等しい。
各ビード50は、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
Figure 2014504574
であるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物で作られたビードフィラー120を有し、弾性モジュラス及び粘性モジュラスは、23℃で測定される。この種のゴム配合物は、特に、国際公開第2010/072736号パンフレットから知られている。ビードフィラー120は大部分について環状補強構造体70の半径方向外側に且つ少なくとも部分的にカーカス補強材の主要部分62と巻き上げ部分63との間に位置している。ビードフィラー120の「大部分」が環状補強構造体70の半径方向外側に位置しているということが記載されている場合、このことは、ビードフィラーの僅かな部分が環状補強構造体70の周りに延び、その結果、その半径方向内側に位置するが、大部分(代表的には、任意の半径方向断面で見てビードフィラーの表面積の少なくとも80%)が環状補強構造体70の半径方向外側に位置していることを意味している。ビードフィラー120は、ビードフィラーの半径方向外端121まで半径方向に延び、ビードフィラーの半径方向外端121は、ビード50の環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DEE1のところに位置し、半径方向距離DEE1は、タイヤの半径方向高さHの30%以上且つ50%以下である。この特定の場合、半径方向距離DEE1は、タイヤの半径方向高さHの33%に等しい。
各ビードは、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
Figure 2014504574
であるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物で作られた外側ストリップ130を更に有し、弾性モジュラス及び粘性モジュラスは、23℃で測定されている。
表1は、本発明の実施形態としてのタイヤの適した外側ストリップを形成するよう使用できる2つのゴム配合物の処方を例示として記載している。この組成は、phr(「ゴム100部当たり」)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。相当する動的モジュラスも又示されている。
Figure 2014504574
表1
表1の注記:
[1] 天然ゴム
[2] 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
[3] N‐t‐ブチル‐2‐ベンゾチアジルスルホンアミド
ゴム配合物は、好ましくは、少なくとも1つ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(又はゴムと区別なく用いられる)という表現は、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。
ゴム配合物は、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Tgの可塑化樹脂)、非硬化状態の配合物の処理(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)系の全て又は幾つかを更に含むのがよい。
配合物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(mixing mill )、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配合物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外側ストリップを形成する。
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配合物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。
外側ストリップ130は、カーカス補強材の巻き上げ部分63の軸方向外側に位置すると共に外側ストリップの半径方向内端132と外側ストリップの半径方向外端131との間に延びる。外側ストリップ130の半径方向内端132は、ビード50の環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DEI2のところに位置し、半径方向距離DEI2は、この場合、タイヤの半径方向高さHの4%に等しい。外側ストリップ130の半径方向外端131は、ビード50の環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DEE2のところに位置し、半径方向距離DEE2は、この場合、タイヤの半径方向高さHの41%に等しい。
任意の半径方向断面で見て、ビードフィラー120は、断面積S1を有し、外側ストリップ130は、断面積S2を有する(図6参照)。比S1/(S1+S2)は、0.4以上且つ0.6以下である。この特定の場合、この比は、0.6に等しい。ビードフィラー120の半径方向外端121と外側ストリップ130の半径方向外端131は、好ましくは、互いに近接しており、即ち、好ましくは5mm以下の距離のところに位置する。
ビードフィラー120は、厚さE(r)を有し、厚さは、カーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向とビードフィラーの交差長さに一致し、rは、カーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向とカーカス補強材60との交点を環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から隔てる距離を表している。
ビードフィラー120及び外側ストリップ130により形成される組立体は、厚さET(r)を有する。この厚さET(r)は、カーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向とこの組立体の交差長さに一致し、rは、上述した通りである。
図7及び図8は、この厚さをどのようにして定めるかを示しており、図8は、図7のボックス200で囲まれている領域の拡大図である。カーカス補強材60の主要部分62とビードフィラー120との間のインターフェースを辿る。このインターフェース上の各点は、環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71から距離rのところに位置している。環状補強構造体70の数個の半径方向最も内側の箇所が存在する場合、これら箇所の任意の1つが基準箇所として選択される。所要の距離r0の場合、インターフェースの対応の箇所65は、図7に示されているように半径r0の円140を環状補強構造体70の半径方向最も内側の箇所71周りに描くことによって見出される。次に、インターフェースの箇所65を通るカーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向150を描く。ビードフィラー120の厚さE(r0)は、方向150とビードフィラー120の交差長さに一致する。同様に、ビードフィラー120及び外側ストリップ130により形成される組立体の厚さET(r0)は、方向150とこの組立体の交差距離に相当している。巻き上げ部分63の厚さは、方向150がこの巻き上げ部分と交差している場合には考慮に入れられない。
本発明のタイヤでは、環状補強構造体70の最も半径方向内側の箇所71からの距離rがタイヤの半径方向高さHの10%以上且つ35%未満であるようなカーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向150とカーカス補強材60との交点の全てに関し、比E(r)/ET(r)は、0.3以上(好ましくは、0.35以上)且つ0.5以下である。
さらに、環状補強構造体70は、比
Figure 2014504574
が10%以下であるような最大軸方向幅DE(図5参照)を有し、ET(r)maxは、厚さET(r)の最大値である。この刃合い、比は、7%に等しい。
本発明は、特定の一形式のビードワイヤには限定されないことは強調されるべきである。本発明は、編組ビードワイヤで実施できるが、個々のワイヤ又はストランドをゴムで被覆し、互いに積み重ねられた連続ターンの状態で螺旋に巻いて構成した丸形ワイヤ(例示としてカナダ国特許第2,026,024号明細書に開示されている)又は角形ワイヤ(米国特許第3,949,800号明細書がこの一例を記載している)を用いた「ビード束」でも実施でき、複数の重ね合わされた層は、多角形断面の無端補強環状体を形成する。国際公開第01/54929号パンフレットに開示されているビードワイヤ、具体的に説明すると、3‐4‐3‐2構造のビードワイヤのようなビードワイヤの使用は、これによりワイヤを不必要な追加なしで十分に取り扱うことができるので特に有利であることが判明した。
図9は、2つのビードを幾何学的形状に関する距離Rの関数としての厚さE(r)の変化を示している。幾何学的形状“A”(記号:菱形)は、図5に示されているタイヤと同様、本発明の実施形態としてのタイヤに対応している。幾何学的形状“R”(記号:三角形)は、図3に示されたタイヤと同様の基準タイヤに対応している。全厚ET(r)は、両方の幾何学的形状について同一である。これは又、図9においても示されている(記号:正方形)。
図10は、同じ2つのビード幾何学的形状に関する比h/Hの関数としての比E(r)/ET(r)を示している。理解できるように、本発明の実施形態としてのタイヤ(幾何学的形状“A”)に関し、全てのR/Hの比が10%〜35%である場合、比E(r)/ET(r)は、0.3以上且つ0.5以下であり、これに対し、基準タイヤ(幾何学的形状“R”)に関する比は、同じR値では、はるかに小さい。
図11に示されているように再び半径Rの関数
Figure 2014504574
を検討する。本発明のタイヤでは、厚さET(r)は、タイヤの高さHの25%〜45%の距離rの範囲内において、厚さの変化率
Figure 2014504574
が−0.25mm/mm以上であり、即ち、この値がタイヤの高さHの少なくとも4%にわたって−0.25mm/mm以上であるように変化する。この場合、厚さET(r)は、タイヤの高さHの10%に近い距離にわたり0.25mm/mm以上である。
本出願人は、235/65R17サイズのタイヤについて比較試験を実施した。図3に示されているビードを備えたタイヤを図5に示されているビードを備えたタイヤと比較した。2本のタイヤは、同一の耐久性、同一のコーナリング剛性及び同一の転がり抵抗を有していた。本発明の実施形態としてのタイヤにより、先行技術のタイヤと比較して生産性(単位時間当たりに製造されるコンプライアントタイヤの本数)に関して約20%の向上が可能であった。この向上を特に半完成品のリールを変更しなければならない頻度の減少によって説明できる。タイヤ耐久性の面での違いは、特筆されなかった。

Claims (8)

  1. タイヤ(10)であって、
    取り付けリム(5)に接触するよう設計された2つのビード(50)であって、各ビードが少なくとも1つの環状補強構造体(70)を有しているビードと、
    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(40)であって、トレッド(30)を載せたクラウン補強材(80,90)を含むクラウン(25)に合体する2つのサイドウォールと、
    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単一のカーカス補強材(60)と、を備え、前記カーカス補強材は、複数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回りの上折り返し部によって前記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DECのところに位置する端(64)まで半径方向外方へ延び、前記半径方向距離DECは、前記タイヤの半径方向高さHの5%以上且つ前記タイヤの半径方向高さHの85%以下であり、
    各ビードは、ゴム配合物で作られたビードフィラー(120)を有し、前記ビードフィラーは大部分が、前記環状補強構造体の半径方向外側に且つ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位置し、前記ビードフィラーは、前記ビードフィラーの半径方向外端(121)まで半径方向に延び、前記ビードフィラーの前記半径方向外端は、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DEE1のところに位置し、前記半径方向距離DEE1は、前記タイヤの前記半径方向高さHの30%以上且つ50%以下であり、
    各ビードは、ゴム配合物で作られた外側ストリップ(130)を更に有し、前記外側ストリップは、前記カーカス補強材の前記巻き上げ部分の軸方向外側に位置し、前記外側ストリップは、前記外側ストリップの半径方向内端(132)と前記外側ストリップの半径方向外端(131)との間に延び、前記外側ストリップの前記半径方向内端は、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DEI2のところに位置し、前記半径方向距離DEI2は、前記タイヤの前記半径方向高さHの1%以上且つ5%以下であり、前記外側ストリップの前記半径方向外端は、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DEE2のところに位置し、前記半径方向距離DEE2は、前記タイヤの前記半径方向高さHの30%以上且つ50%以下であり、
    前記ビードフィラー及び前記外側ストリップを構成する前記ゴム配合物は、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
    Figure 2014504574
    であるような粘性モジュラスG″を有し、前記弾性モジュラス及び前記粘性モジュラスは、23℃で測定され、
    前記ビードフィラーは、厚さE(r)を有し、前記厚さは、前記カーカス補強材の前記主要部分に垂直な方向(150)と前記ビードフィラーの交差長さに一致し、rは、前記カーカス補強材の前記主要部分に垂直な前記方向と前記カーカス補強材との交点(65)を前記環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所から隔てる距離を表し、
    前記ビードフィラー及び前記外側ストリップにより形成される組立体は、厚さET(r)を有し、前記厚さET(r)は、前記カーカス補強材の前記主要部分に垂直な前記方向(150)と前記組立体の交差長さに一致し、rは、前記カーカス補強材の前記主要部分に垂直な前記方向と前記カーカス補強材との交点(65)を前記環状補強構造体の前記半径方向最も内側箇所から隔てる距離を表し、前記厚さET(r)は、前記タイヤの前記高さHの25%〜45%の距離rの範囲内において、厚さの変化率
    Figure 2014504574
    が前記タイヤの前記高さHの少なくとも4%にわたって−0.25mm/mm以上であるよう変化し、
    前記環状補強構造体の前記最も半径方向内側の箇所からの前記距離rが前記タイヤの前記半径方向高さHの10%以上且つ35%未満であるような前記カーカス補強材の前記主要部分に垂直な前記方向と前記カーカス補強材との交点(65)の全てに関し、比E(r)/ET(r)は、0.3以上且つ0.5以下であり、
    任意の半径方向断面で見て、前記ビードフィラーは、断面積S1を有し、前記外側ストリップは、断面積S2を有し、比S1/(S1+S2)は、0.4以上且つ0.6以下であり、
    前記少なくとも1つの環状補強構造体は、比
    Figure 2014504574
    が10%以下であるような最大軸方向幅DEを有し、ET(r)maxは、前記厚さET(r)の最大値である、
    ことを特徴とするタイヤ。
  2. 前記半径方向距離DECは、前記タイヤの半径方向高さHの5%以上且つ前記タイヤの半径方向高さHの20%以下である、
    請求項1記載のタイヤ。
  3. 前記半径方向距離DEE2は、前記タイヤの前記半径方向高さHの35%以上且つ45%以下である、
    請求項1又は2記載のタイヤ。
  4. 前記半径方向距離DEE1は、前記タイヤの前記半径方向高さHの35%以上且つ45%以下である、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  5. 前記環状補強構造体の前記最も半径方向内側の箇所からの前記距離rが前記タイヤの前記半径方向高さHの10%以上且つ35%未満であるような前記カーカス補強材の前記主要部分に垂直な前記方向と前記カーカス補強材との交点(65)の全てに関し、比E(r)/ET(r)は、0.35以上且つ0.5以下である、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  6. 前記タイヤの前記高さHの25%〜45%の距離rの範囲内において、厚さの変化率
    Figure 2014504574
    は、前記タイヤの前記高さHの少なくとも4%にわたって−0.3mm/mm以上である、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載のタイヤ。

  7. Figure 2014504574
    は、7%以下である、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のタイヤ。
  8. 前記半径方向距離DEE2は、前記半径方向距離DEE1よりも長い、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載のタイヤ。
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