JP4357746B2 - ラジアルタイヤの補強ビード - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、ラジアルカーカス補強体を備えたタイヤ、より詳しくは、ビードの新規な補強構造がビードの寿命を改善するように構成されたローリ、ロードトラクタ、バス、トレーラ等の車両に装着するための「重車両」用タイヤに関する。
【０００２】
（背景技術）
概略的にいえば、対象とする形式のタイヤは、各ビードにおいて少なくとも１つのビードワイヤに固定されかつターンアップを形成する、少なくとも１つの金属ケーブルのプライで形成されたカーカス補強体を有している。カーカス補強体の半径方向上方には、１つのプライから次のプライにかけて交差しかつ周方向に対して１０〜４５°の間の角度を形成している少なくとも２つの金属ケーブルのプライからなるクラウン補強体が載置されている。カーカス補強体のターンアップは、一般に、周方向に対して小さい角度で配向された少なくとも１つの金属ケーブルのプライにより補強されている。
【０００３】
単一のビード補強プライが存在する場合、該ビード補強プライは、その半径方向上端部がカーカス補強体のターンアップの半径方向上端部の上方または下方に位置するようにして、カーカス補強体のターンアップに沿って配置される。このようなプライの半径方向下端部は、一般に、１５±２°の角度で傾斜したリムシートに取り付けられることを意図したビードを備えたタイヤの場合には、カーカス補強体の固定ビードワイヤの子午線方向断面のほぼ重心を通りかつ回転軸線方向に対して平行な直線上に位置するか、０°または５±１°の角度に傾斜したリムシートに取り付けられることを意図したビードを備えたタイヤの場合には、固定ビードワイヤの子午線方向断面の重心とカーカス補強体の最大軸線方向幅の点との間の点を通りかつ回転軸線に対して平行な直線上に配置されている。この第２の場合には、ビード補強プライは、次にビードワイヤの回りに巻かれ、これにより軸線方向外方のストランドおよび軸線方向内方のストランドが形成され、軸線方向内方のストランドの半径方向上端部は、一般に、軸線方向外方のストランドの半径方向上端部の下に配置される。
【０００４】
また、「重車両」用タイヤの寿命は向上しており、かつトレッドの摩耗に関する限り、或る走行形式にハンディキャップがなくなっていることから、ビード、特に長時間走行（長時間走行は、装着リムが到達する温度によってビードに高温を誘起することがよくある）が課されるタイヤのビードの寿命を改善することが必要になっている。
【０００５】
タイヤが、１５°シートのリム、平リムまたは５°シートのリムのいずれに装着することを意図したものであろうと、タイヤのビードの寿命を改善する多くの解決方法が提案されている。例えば、金属補強プライを、例えば１つのプライから次のプライにかけて交差しておりかつ前記ターンアップと同じ側またはターンアップの両側に軸線方向に配置されているかターンアップに沿っておよびカーカス補強体に沿って部分的に配置された複数の補強要素のプライまたはテクスタイルプライに置換することが提案されている。
【０００６】
ビードの寿命はまた、カーカス補強体に沿って２つの補強プライを配置することにより、カーカス補強体のターンアップは補強しなくても改善できる。
【０００７】
フランス国特許第2 730 190号の開示から、前記改善は、周方向金属要素で形成された少なくとも１つの補強プライであって、カーカス補強体の巻回部分の外方でビードワイヤの回りに巻かれており、これにより軸線方向外方および内方のストランドのそれぞれの半径方向上端部が、回転軸線から最も離れたビードワイヤの点を通って回転軸線に対して平行な直線より半径方向上方に配置されている補強プライをビード内に設けることによっても達成できる。かくして、ビードワイヤとの接触面のレベルには、ラジアルコードまたはケーブルで形成されたカーカス補強体が形成される。このカーカス補強体は、既知のように、巻回コード、ケーブル、バンドまたはストリップの形態をなす一般に金属である実質的に周方向の要素からなり、かつ該要素と金属要素の付加プライ（該プライも周方向である）との間に挿入されている。かくしてこの構造は、カーカス補強体が受ける引張り応力に対抗でき、従って走行条件の如何に係わらず、カーカス補強体のターンアップの端部におけるあらゆる変形を最小にする。
【０００８】
周方向補強要素を用いたビード補強プライの問題の解決法は、いわゆる平リムまたは５°の角度で傾斜したシートをもつリムに装着することを意図したビードを備えたタイヤにとっては技術的および工業的に最適な解決法とは思われない。なぜならば、周方向要素を設けることが重要なファクタであるとは考えられないからである。
【０００９】
また、０°または５±１°の角度で傾斜したシートをもつリムに装着される重車両用タイヤの軽量化を目的として、ビードの補強プライの軸線方向内方のストランドを省略すること、および使用される２つの形式のリム用のカーカス補強体および補強プライを実質的に同じ構造にすることに多くの試みがなされている。
【００１０】
前記既知の解決法は、その目的がカーカス補強体のケーブルの脱ラジアル化（deradialisation）を防止しかつターンアップの端部および補強プライの半径方向上端部がそれぞれ受ける半径方向変形および周方向変形を最小にすることにあっても、ビード補強補強体の寿命を改善した。他方で、０°または５±１°のシートを備えたリムに装着されるタイヤの性能は、ビードを覆いかつリムへの連結部を形成するゴムの外層にひび割れ（breaks）が発生しかつ伝播することによって低下されてしまう。
【００１１】
（発明の開示）
本発明は、上記欠点を解消できるタイヤを提供することにある。
【００１２】
平リムシートまたは５°の角度で傾斜したリムシートに取り付けることを意図したビードを備えた重荷重を支持するタイヤの寿命を改善するため、本発明によるタイヤは、非伸長性補強要素からなる少なくとも１つのプライで形成されかつ各ビードＢにおいてビードワイヤに固定されてターンアップを形成する少なくとも１つのラジアルカーカス補強体を有し、ターンアップの端部はビードの基部から半径方向距離Ｈ_RNCに配置されており、各ビードＢは少なくとも２つの付加補強アーマチャにより補強され、ラジアル補強要素の少なくとも１つのプライで形成された少なくとも１つの第１アーマチャと、周方向に対して０°≦α≦４５°の範囲内の角度αを形成する非伸長性要素からなる少なくとも１つのプライで形成された少なくとも１つの第２アーマチャとを更に有するタイヤにおいて、子午線方向断面で見て、第１補強アーマチャは、カーカス補強体の固定ビードワイヤの回りに巻かれておらずかつ第２補強体の軸線方向外方に配置されているラジアルテクスタイル補強要素で形成され、第１補強要素の半径方向内端部は、固定ビードワイヤの、回転軸線からそれぞれ最も離れた点と最も近い点とを通りかつ回転軸線に対して平行な２つの直線の間に配置され、半径方向外端部は、ビードの基部からの前記距離Ｈ_RNCの８０〜１２０％の間の距離Ｈ_LEに配置され、一方、第２アーマチャは、固定ビードワイヤの回りに巻かれておらずかつビードワイヤの断面の重心を通って回転軸線に対して平行な直線とビードワイヤの基部を通って回転軸線に対して平行な直線との間に配置された半径方向内端部と、前記距離Ｈ_RNCの６０〜７５％の間の距離Ｈ_Rに配置された半径方向外端部とを有することを特徴とする。
【００１３】
補強要素は、該補強要素がタイヤの周方向に対して形成する角度が８０〜１００°の範囲内にある場合にはラジアルにすべきであると考えられる。
【００１４】
同様に、本発明の精神において、１つ以上のプライで形成されるビード補強アーマチャの「半径方向上端部」とは、回転軸線から最も離れた補強プライの端部を意味すると理解すべきである。補強プライの上端部は、大きくても２０ｍｍの半径方向距離の範囲内に含まれる。同様に、ビード補強プライアーマチャの半径方向下端部とは、回転軸線に最も近いプライの下端部をいう。
【００１５】
ラジアル補強要素の第１アーマチャは、少なくとも２５０／２５０撚数／メートルで撚られた２プライ形コードからなる脂肪族ポリアミドテクスタイルケーブルの単一プライで形成するのが好ましい。また、第１補強アーマチャは、少なくとも２ｍｍの厚さをもつ配合ゴムの異形要素により第２アーマチャから軸線方向に分離されていることが好ましい。
【００１６】
第２付加ビード補強アーマチャは、周方向の金属補強要素の少なくとも１つのプライで形成できる。この場合、製造を容易にしかつコストを低減させるには、前記プライの補強要素として、ビードワイヤの中心軸線の周方向長さより小さい周方向長さをもつ金属ケーブルの組立体を選択するのが好ましい。また、このこと自体は既知であるが、前記第２付加ビード補強アーマチャは、プライ内で互いに平行でかつ周方向に対して５〜３０°の間の小さい角度を形成している金属ケーブルの単一プライで形成できる。あらゆる場合において、前記第２アーマチャは、大きくても３ｍｍの厚さをもつ配合ゴムの異形要素によりカーカス補強体のターンアップから分離されることが好ましい。
【００１７】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の特徴は、本発明の一実施形態を例示する添付図面を参照して述べる以下の記載から一層良く理解されよう。
【００１８】
図１に示すビードＢは、５°の角度に傾斜したリムシートを備えたリムに装着することを意図した１０．００．Ｒ．２０Ｘタイヤのビードである。該ビードは、ビードワイヤ（２）により補強されている。該ビードワイヤ（２）の周囲には、金属ケーブルの単一プライからなるカーカス補強体（１）が固定されている。この固定は、ビードワイヤ（２）を覆う配合ゴムの層（２０）の周囲のターンアップ（１０）により行われている。ターンアップ（１０）の半径方向上端部とビードの基部（ビードの基部は、タイヤの回転軸線に最も近いビードワイヤ（２）の位置を通って回転軸線に対して平行な直線Ｄにより慣用的に表されている）との間の半径方向距離Ｈ_RNCは、対象例としての１０．００．Ｒ．２０の寸法のタイヤでは、リム上でのタイヤの高さＨの０．２５倍に等しい。リム上でのタイヤの高さＨは、回転軸線から半径方向に最も離れたタイヤの位置と、装着リムの公称直径を測定するための直線との間の半径方向距離であり、２７０ｍｍに等しい。カーカス補強体（１）とそのターンアップ（１０）との間で、ビードワイヤ（２）の半径方向上方には、一般に高いショアＡ硬度をもつ配合ゴムの第１ビードフィラー（３）が設けられている。該第１フィラー（３）は、これより低いショアＡ硬度をもつ配合ゴムの第２フィラー（４）により半径方向に延長されており、該第２フィラー（４）の半径方向上端部は、ほぼ、タイヤの最大軸線方向幅のレベルに位置している。
【００１９】
プライ（１）のターンアップ（１０）の軸線方向外方には第２ビード補強アーマチャが配置されており、該第２ビード補強アーマチャは、ここに説明する例では、ビードワイヤ（２）の回りに巻かれていない単一プライ（６）からなる。該プライ（６）の半径方向上端部は、ビードの基部に対して５０ｍｍに等しい高さに配置されている。この距離Ｈ_Rは距離Ｈ_RNCの６６％に等しく、単一プライ（６）の半径方向内端部は、実際に、回転軸線方向に対して平行なビードの基部を通る直線Ｄの位置に位置している。前記第２アーマチャのプライ（６）は、周方向に対して２２°の角度に配向された金属ケーブルで形成されている。プライ（６）の半径方向上方の半部は、異形要素（５）によりカーカス補強体（１）のターンアップ（１０）から軸線方向に分離されている。異形要素（５）はフィラーを構成する配合ゴムの硬度に実質的に等しいショアＡ硬度をもつゴム混合物からなり、プライ（６）の半径方向上端部のレベルにおいてターンアップ（１０）に対して垂直に測定した異形要素（５）の厚さｅ₀は３ｍｍに等しい。カーカス補強体（１）のターンアップ（１０）およびビードの補強プライ（６）の両者のそれぞれの半径方向外端部の軸線方向外方は、第２ビードフィラー（４）上、異形要素（５）上およびターンアップ（１０）の部分上に支持されかつ「インフィル・フィラー（infill filler）」と呼ばれる第４異形要素すなわちフィラー（７）により覆われており、第２ビード補強アーマチャ（６）の半径方向外端部のレベルで測定したフィラー（７）の厚さｅ₁は２ｍｍに等しい。
【００２０】
インフィル・フィラー（７）の軸線方向外方で該フィラー（７）に沿って、４８５／４８５撚数／分で撚られた９４／２（テックス）脂肪族ポリアミドケーブルの単一プライ（８）からなる第１ビード補強アーマチャが配置されている。既知の態様では、このような構成は、各プライを形成する糸またはケーブルが２つのストランド（マルチフィラメント繊維）で形成されており、各ストランドは撚る前に９４テックスの線密度を有している。両ストランドは、最初に、所与の方向に４８５撚数／分で個々に撚られ、次に、反対方向に４８５撚数／分で一体に撚られる。プライ（８）の前記ケーブルはラジアルであり、正確には、ここに説明する例では、平均で８９°に等しい角度を形成する。プライ（８）の半径方向外端部は、ビードの基部から８０ｍｍの半径方向距離Ｈ_LE（この距離Ｈ_LEは、カーカスプライ（１）のターンアップの端部と前記基部との間の距離Ｈ_RNCの１０６％に相当する）に位置している。前記プライ（８）の半径方向内端部は、実際には、前に定義した直線Ｄと回転軸線から最も離れたビードワイヤ（２）の頂部を通り回転軸線に対して平行な直線Ｄ′との間で、固定ビードワイヤ（２）の断面の重心を通るタイヤの回転軸線に対して平行な直線上に位置している。
【００２１】
第１補強プライ（８）は、軸線方向外方のビードの残部から保護配合ゴム（９）を隔絶しており、該保護配合ゴム（９）は、これ自体は既知であるが、ビードの大部分を包囲している。配合ゴム（９）は、その軸線方向内方が、内方ゴム補強体（１２）の慣用層により半径方向外方に延長されており、一方、軸線方向外方は側壁層（１１）により半径方向外方に延長されている。
【００２２】
カーカス補強体のターンアップ（１０）の軸線方向外方に、ラジアルカーカス補強体（１）の固定ビードワイヤ（２）の回りに巻かれていないラジアルテクスタイル要素からなる第１補強要素（８）が存在することと、カーカス補強体のラジアルケーブルの脱ラジアル化を最小にする第２補強アーマチャ（６）が存在することとの組合せにより、ビードを形成する配合ゴム、より詳しくはプライの端部での配合ゴムに作用する応力を大幅に低減できるだけでなく、保護層（９）にひび割れが生じる時期を大幅に遅延できる。なぜならば、上記本発明のタイヤは８５，０００ｋｍ（２つの結果の平均）の走行距離を達成するタイヤ耐久性が得られたのに対し、ラジアルテクスタイルケーブルのプライが設けられていない全てのタイヤは、同じ走行条件下で３２，５００ｋｍの平均走行距離しか得られなかったからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるビード構造を示す概略図である。

Claims (5)

1. 平リムシートまたは５°の角度で傾斜したリムシートに取り付けることを意図したビードＢを備えた重荷重を支持するタイヤであって、非伸長性補強要素からなる少なくとも１つのプライで形成されかつ各ビードＢにおいてビードワイヤ（２）に固定されてターンアップ（１０）を形成する少なくとも１つのラジアルカーカス補強体（１）を有し、ターンアップ（１０）の端部はビードの基部から半径方向距離Ｈ_RNCに配置されており、各ビードＢは少なくとも２つの付加補強アーマチャにより補強され、少なくとも１つの第１アーマチャ（８）は、カーカス補強体（１）の固定ビードワイヤ（２）の回りに巻かれておらずラジアルテクスタイル補強要素の１つのプライで形成され第２アーマチャ（６）の軸線方向外方に配置され、第２アーマチャは、０°≦α≦４５°の周方向角度αを形成する非伸長性要素からなる少なくとも１つのプライ（６）で形成され、第１アーマチャ（８）の半径方向内端部は、固定ビードワイヤ（２）の、回転軸線からそれぞれ最も離れた点と最も近い点とを通りかつ回転軸線に対して平行な２つの直線ＤとＤ′との間に配置されているタイヤにおいて、
   子午線方向断面で見て、第１アーマチャ（８）の半径方向外端部は、ビードの基部Ｄから、前記距離Ｈ_RNCの８０〜１２０％の距離Ｈ_LEに配置され、一方、第２アーマチャ（６）は、固定ビードワイヤ（２）の回りに巻かれておらずかつビードワイヤ（２）の断面の重心を通って回転軸線に対して平行な直線とビードワイヤ（２）の基部を通って回転軸線に対して平行な直線Ｄとの間に配置された半径方向内端部と、前記基部から前記距離Ｈ_RNCの６０〜７５％の距離Ｈ_Rに配置された半径方向外端部とを有する、
   ことを特徴とするタイヤ。
2. ラジアル補強要素の第１アーマチャは、少なくとも２５０／２５０撚数／メートルで撚られた２プライ形コードからなる脂肪族ポリアミドテクスタイルケーブルの単一プライ（８）で形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. 前記第１アーマチャ（８）は、少なくとも２ｍｍの厚さｅ₁をもつ配合ゴムの異形要素（７）により前記第２アーマチャ（６）から軸線方向に分離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. 前記第２アーマチャは、プライ内で互いに平行でかつ周方向に対して５〜３０°の間の小さい角度を形成している金属ケーブルの単一プライ（６）で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のタイヤ。
5. 前記第２アーマチャ（６）は、大きくても３ｍｍの厚さｅ₀をもつ配合ゴムの第２異形要素（５）によりカーカス補強体（１）のターンアップ（１０）から軸線方向に分離されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のタイヤ。

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