JP4184445B2 - タイヤカーカスの係止構造 - Google Patents

Description

本発明はタイヤに関し、より詳しくは、カーカス補強コードを配置する方法およびカーカス補強コードをビードに係止（anchor）する方法に関する。
欧州特許出願EP 0 582 196 A1およびEP 0 664 232 A1には、最近、新規な形式のタイヤカーカスケーシングおよびおよび該ケーシングを２つのビードに係止する方法が提案されている。これらの特許出願におけるタイヤは、クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、各ビードと互いに周方向に隣接して前後に配置されたコードからなりかつ両ビードに係止されたカーカスケーシングと、ループとを有し、各ループは前後のコード部分を連結しており、各ビードにはカーカスケーシングを係止する手段が設けられ、該手段は、前記前後に配置されたカーカスケーシングコードの周方向列を周方向および軸方向に境界付けるように配向されたコードのパイルからなる。これらのタイヤにおいては、膨張時にカーカスに発生する張力の支持（taking up）は、係止手段に対して横方向に各カーカスコードを接着することによってのみ達成される。
またこれらの特許出願は、カーカスケーシングを非常に強くする必要があるときには、コードを周方向の単列をなしてビードに配置することは幾何学的に不可能であること、単一の周方向前後列は各側壁内に保護すべきであること、および、この列は、側壁からビードのベースに向かって互いに徐々に軸方向に拡開する２つの列に分割すべきであることを提案している。
この解決法の長所は、側壁に大きな可撓性を維持できると同時に、高密度のコードを使用でき、従って、カーカスコードの本数を増大できることであるが、これにより、全てのコードを収容するためのビードの空間が欠乏するため、別の付加カーカスの補助を受ける必要がある。
ビードで２つに分割される、クラウンおよび側壁内の周方向列で形成されるカーカスケーシングをもつこのようなタイヤを製造することは非常に面倒であることが判明している。これは、或る数のコードを互いに接触しないようにすることは困難であるという工業化上での制約のためであり、これは耐久性の問題にもつながることである。
本発明の目的は、この問題を解決することにある。
以下の記載において、用語「コード」は、モノフィラメントおよびマルチフィラメント、またはプライコード、撚りコード等のアセンブリ、または、これらのコードの材料および処理、例えばゴムへのコードの付着性を促進する接着剤での表面処理、コーティングまたは予備コーティングの如何を問わず、あらゆる種類の等価構造体を意味するものと理解すべきである。
ゴム混合物についての用語「弾性モジュラス」は、室温での約１０％の単軸伸び変形で得られる割線伸び係数（secant extension modulus）であると理解すべきである。
本発明によるタイヤは、クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、互いに隣接して前後に配置されかつ周方向に整合された第１コードを備えた２つのビードに係止されたカーカスケーシングとを有し、各ビードにはループが設けられ、各ループは前後のコード部分を連結し、各ビードでは、カーカスケーシングを係止する手段が、前後配置のカーカスケーシングの第１コードの周方向列を境界付ける、周方向および軸方向に配向された第２コードを有し、これらの係止手段は、単に各カーカスコードを第２コードに横方向に接着することにより、膨張時にカーカスに生じる張力を支持し、少なくともビードおよび側壁において、前記カーカスケーシングが、フィラーにより分離された２つまたは３つの周方向列を形成している。
好ましい実施形態によれば、フィラーは、各ビードにおいて、周方向に配向される第３コードにより補完される。
本発明によるカーカスケーシングは、コード間に大きな平均間隔を許容できる長所を有し、これにより、この平均間隔が変化する場合でも、コードが、コーティングまたはフィラーのゴム混合物により実際に分離されることを良く確保できる。或いは、所与のカーカスケーシング強度を得るのに、コードが接触することなく、より多くのコードを使用できるため、従来技術の解決法に使用されているものより小さい断面のコードを使用することができる。また、これにより、特に高荷重を受けたときに、このケーシングをより確実にビードに係止できる。
好ましくは、フィラーは、カーカスケーシングが係止される領域に配置されかつ非常に大きい弾性係数をもつ第１ゴム混合物と、クラウン領域および該クラウン領域に隣接する側壁の少なくとも一部に配置される小さい弾性係数をもつ第２ゴム混合物とを有する。
非常に大きい弾性係数をもつ第１ゴム混合物は、２０Ｍpa好ましくは３０Ｍpaを超える弾性係数を有し、小さい弾性係数をもつ第２ゴム混合物は、６Ｍpa以下、好ましくは２〜５Ｍpaの弾性係数を有する。
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
第１図は、本発明によるタイヤの側壁およびビードを本質的に示す半径方向断面図である。
第２図は、幾つかの補強コードの配置を概略的に示す斜視図である。
第１図は、本発明によるタイヤ１の側壁２およびビード３を本質的に示す半径方向断面図である。カーカスケーシングは、この図面では２つのコード部分４０、５０に対応する、第１コードの２つの周方向列４、５からなる。本願で説明する本発明のタイヤの場合には、コード４０、５０の２つの部分は、側壁２内で半径方向に配向されかつアラミド繊維からなる。第１コード４０、５０の部分は、互いに平行に配置されかつフィラー６により分離される。第１コードの２つの周方向列４、５は、第１コード４０、５０の部分の軸方向両側に配置される第２周方向コードのパイル４１、４２、５１、５２によりビード３内に係止される。ビード３の領域では、フィラー６は、第３周方向補強コードの少なくとも１つのパイル６１により補完するのが好ましい。第２および第３周方向補強コードのパイルは、コードのワインディングで構成するのが有効である。周方向コードおよび半径方向コードは、１つのコードと他のコードとのあらゆる直接接触を防止するため、何らかのゴム混合物により互いに分離される。各カーカスコード４０、５０と周方向コードのパイルとの横方向接着は、膨張時にこれらのカーカスコード４０、５０に発生する張力の支持を達成する。
図示の例におけるフィラー６は剛性が異なる３つのゴム混合物からなる。第１混合物６２は、カーカスケーシングが第１コードの２つの周方向列間で係止される限界Ａまでの領域内にある。この第１混合物は３０Ｍpaを超える非常に大きい弾性係数を有している。クラウン領域およびクラウンに隣接する側壁２の部分すなわちショルダ内、およびほぼ赤道Ｅの位置にある限界Ｂより半径方向上方の全ての部分には、第２ゴム混合物６３がある。タイヤの最大軸方向幅に一致する「ライン」Ｅは、「赤道」として知られている。この第２混合物は、約２〜５Ｍpaの小さい弾性係数を有している。最後に、前記２つの限界Ａ、Ｂの間の中間領域内には第３混合物６４がある。この第３混合物は、６〜２０Ｍpaの中間弾性係数を有している。
係止領域に大きい弾性係数をもつ第１ゴム混合物があるという事実は、ビードが優れた機械的強度をもつことに寄与する。また、クラウン領域および赤道より上方のクラウンに隣接する側壁の部分、すなわち大きな曲げが生じる領域内にある小さい剛性の第２ゴム混合物は、第１コードの２〜３個の周方向列が存在することによって、側壁の撓み剛性が顕著に増大しないようにすることができる。
第２図は、第１コードの１つの周方向列（列５）の斜視図であり、ここには補強コードのみが示されている。この図面には、コード５０の部分からなる第１コードの周方向列５が示されている。コード５０の半径方向下端部で、コード５０の部分は、互いに並んだ状態でビード３内に配置されるループ５５を形成している。これらのループ５５は隣接しているが、オーバーラップしてはいない。第１コードの周方向列５の軸方向両側には、この列５に対して軸方向に直接隣接しているパイル６１、５１のみが示されている。
図面の明瞭度を高めるため、第１コードの周方向列５および２つのパイルのみが示されているが、第１コードの周方向列４も、コード４０の部分と同じ構造を有している。
図示の例では、２つの周方向列が、これらの全長に亘ってフィラー６により分離されている。カーカスケーシングの分割を、ビードおよび側壁では２つまたは３つの周方向列に制限し、かつ１つまたは２つのみの列をタイヤのクラウンに設けることもできる。これは、この領域では、カーカスケーシングが受ける機械的応力が、側壁の領域における機械的応力よりもかなり小さいことによる。
本発明によるタイヤは、内部キャビティの形状を定める剛性コア上で製造するのが有効である。タイヤの全ての構成部品は、最終設計により要求される順序でこのコア上に置かれる。これらの構成部品は、任意の時点で成形する必要のある構造を用いることなく、直接、構成部品の最終位置に配置される。この構造は、欧州特許EP 0 243 851に開示されたカーカスコードを敷設する装置および欧州特許EP 0 264 600に開示されたゴム混合物を敷設する装置に有効に使用できる。タイヤは、次に、米国特許第4 895 692号に開示されているようにして成形および加硫することができる。
本発明によるタイヤは、２つの魅力的な長所を有している。
第１に、第１コードの周方向列４、５のコード４０、５０の部分における１つのコードが他のコードと接触する危険性がかなり低下することである。これにより、特に、信頼性および低コストの基準である工業的製造のための運転公差を緩和できる。これはまた、タイヤの耐久性を一層信頼できるものとする。
また、カーカスケーシングの所与の破壊強度、すなわち第１コード４０、５０の所与の全断面にとっては、平行コードの２つの周方向列４、５の存在は、欧州特許出願EP 582 196で推奨されている解決方法（この方法では、ビードで２つに分割される１つのみの周方向コード列がクラウンおよび側壁に存在する）と比較して、より多数のコードの使用を可能にする。この結果、使用されるコードの直径を小さくできかつこれらのコードと隣接ゴム混合物との間の全接触面積を大きくでき、これにより、ビードが高い応力を受けたときにその機械的強度を増大できる長所が得られる。
また、２つまたは３つの平行な周方向列からなるカーカスケーシングが側壁２に存在しても、側壁の撓み剛性を有害なまでに増大させないことも判明している。この結果は、特に、小さい剛性をもつゴム混合物の周方向列間に存在することに関連している。これに対し、コードの列数が３つより多い場合には、撓み剛性が過大になってしまう。

Claims (6)

1. クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、互いに隣接して前後に配置されかつ周方向に整合されて周方向列を形成しかつ２つのビードに係止された第１コードとを有し、各ビードにはループが設けられ、各ループは前後のコード部分を連結し、各ビードでは、前記第１コードの係止構造が、前後配置の第１コードの周方向列を境界付ける、周方向および軸方向に配向された第２コードを有し、第２コードは、単に各第１コードを第２コードに横方向に接着することにより、膨張時に第１コードに生じる張力を支持し、少なくともビードおよび側壁において、第１コードが、フィラーにより分離された２つの周方向列を形成していることを特徴とするタイヤ。
2. クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、互いに隣接して前後に配置されかつ周方向に整合されて周方向列を形成しかつ２つのビードに係止された第１コードとを有し、各ビードにはループが設けられ、各ループは前後のコード部分を連結し、少なくとも１つのビードでは、前記第１コードの係止構造が、前後配置の第１コードの前記周方向列を境界付ける、周方向および軸方向に配向された第２コードを有し、第２コードは、単に各第１コードを第２コードに横方向に接着することにより、膨張時に第１コードに生じる張力を支持し、少なくともビードおよび側壁において、第１コードが、フィラーにより分離された３つの周方向列を形成していることを特徴とするタイヤ。
3. 前記フィラーは、各ビードにおいて、周方向に配向された第３コードにより補完されることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のタイヤ。
4. 前記フィラーは、第１コードが係止される領域に配置されかつ２０Mpaを越える非常に大きい弾性係数をもつ第１ゴム混合物と、クラウン領域および該クラウン領域に隣接する側壁の少なくとも一部に配置される小さい６Mpa以下の弾性係数をもつ第２ゴム混合物とを有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載のタイヤ。
5. 前記非常に大きい弾性係数をもつ第１ゴム混合物は、３０Mpaを越える弾性係数を有し、小さい弾性係数をもつ第２ゴム混合物は、２〜５Mpaの弾性係数を有することを特徴とする請求の範囲第４項に記載のタイヤ。
6. 前記フィラーは更に、第１コードが係止される領域であって第１ゴム混合物が配置される領域と、クラウンに隣接する側壁の部分であって第２ゴム混合物が配置される領域との間の側壁の部分に配置されかつ中間の大きさの弾性係数をもつ第３ゴム混合物を有することを特徴とする請求の範囲第４項または第５項に記載のタイヤ。

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