JP4378055B2

JP4378055B2 - ラジアルタイヤ用補強ビード

Info

Publication number: JP4378055B2
Application number: JP2000561059A
Authority: JP
Inventors: パスカルオウセル
Original assignee: ソシエテドテクノロジーミシュラン; ミシュランルシェルシュエテクニークソシエテアノニム
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: FR2781425A1; FR2781425B1; EP1098781A1; BR9912380A; US6591883B2; CN1319052A; KR20010053552A; ES2183590T3; DE69902793D1; JP2002521253A; CN1151932C; US20010018941A1; WO2000005085A1; KR100647027B1; RU2230673C2; EP1098781B1; DE69902793T2

Description

【０００１】
本発明は、ラジアルカーカス補強体を有するタイヤに関し、特に、トラック、ロードトラクタ、バス、トレーラ等のような車両に取り付けられるようになっており且つビードに新規な補強構造を適用してビードの寿命を改善した「重車両」タイヤに関する。
【０００２】
一般に、問題の種類のタイヤは、少なくとも１つの金属ケーブルプライで形成されたカーカス補強体を含み、この少なくとも１つのプライは、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てターンアップを形成する。このカーカス補強体の上には、互いに交差し、円周方向に対し10°〜45°の角度を形成する少なくとも２つの金属ケーブルプライで構成されるクラウン補強体が半径方向に載っている。カーカス補強体のターンアップは、一般に、円周方向に対して小さな角度で配向した少なくとも１つの金属ケーブルプライによって補強される。
【０００３】
単一ビード補強プライが存在する場合、単一ビード補強プライは、半径方向上端をカーカス補強体のターンアップの半径方向上端の上または下に配置して、カーカス補強体のターンアップに沿って配置すればよい。このようなプライの半径方向下端について、一般に15°±2°で傾斜したリムシート上に装着することを意図したビードを有するタイヤの場合、回転軸と平行な直線上に配置されて、カーカス補強体における固定ビードワイヤの子午線断面の重心を通り、或いは、0°または5°±1°で傾斜したリムシート上に装着することを意図したビードを有するタイヤの場合は、回転軸と平行な直線上に配置されて、固定ビードワイヤの子午線断面の重心とカーカス補強体の最大軸方向幅の点との間を通る。この第２の場合、ビードの補強プライは、次いで、軸方向外側ストランドおよび軸方向内側ストランドを有するようにビードワイヤの回りに巻回され、半径方向内側ストランドの半径方向上端は、一般に軸方向外側ストランドの半径方向上端の下に位置する。
【０００４】
公知の解決策は、カーカス補強体のターンアップのケーブルの脱ラジアル化を回避し、ビードを覆ってリムへの結合を与える前記ターンアップおよび外側ゴム層の端が受ける半径方向および円周方向の変形を最小にすることを目的とする。
【０００５】
他の場合には、金属製補強プライが、例えばターンアップの同じ側または該ターンアップの両側に軸方向に配置され、或いは部分的にターンアップに沿って、且つ部分的にカーカス補強体に沿って配置された複数の織物プライでおきかえられる。もう１つの態様は、ターンアップに沿って、該ターンアップの両側の２つの補強プライを配置することと、前記カーカス補強体に沿って該補強プライの軸方向外側に第３のプライを配置することからなる。
【０００６】
「重車両」タイヤの寿命は、達成された進歩、および一定の種類の走行はトレッドの磨耗に関する限りハンディを小さくすることによって、ビード、特に長い走行に曝されるタイヤの磨耗を改善することが必要となり、この走行はしばしば、装着リムによって達成される温度に起因してビードの高温を誘発する。
【０００７】
重い荷重を運ぶことが要求され、且つ平坦なリムシートまたは5°で傾斜したリムシート上に装着することを目的としたビードを有するタイヤの寿命を改善するために、フランス国特許第2356528号は、カーカス補強体およびそのターンアップの内側に大きな伸びを有するラジアル金属要素の補強アーマチャーであって、該アーマチャーは、ビードワイヤの回りに巻かれて２つのストランドを形成し、軸方向外側のストランドは、一方では、カーカス補強体のターンアップの、他方では、円周方向に対して或る角度をなして配向された要素からなる第２の補強アーマチャーの上端の半径方向上方に一端を有している補強アーマチャーを配置することを提案している。
同じ目的で、フランス国特許第2776238号（本願出願日に未公開であったフランス国特許出願98/03570号）は、非伸長性補強要素の少なくとも１つのプライで形成され、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備え、その端は該ビードのベースから半径方向の距離H_RNCに位置し、各ビードは少なくとも２つの追加の補強アーマチャーによって補強され、少なくとも１つの第１のアーマチャーは半径方向金属補強要素で形成され、少なくとも１つの第２のアーマチャーは円周方向に対して0°≦α≦45°の角度αを形成するタイヤにおいて、子午線断面で見て、ラジアル金属要素で形成された第１の補強アーマチャーは、前記カーカス補強体の外側においてカーカス補強体の固定ビードワイヤの回りに巻回され、軸方向の外側ストランドの半径方向上端はビードのベースから半径方向に距離H_RNCの65％〜95％の距離H_LEに位置し、前記第２のアーマチャーは前記固定ビードワイヤの回りに巻回されないタイヤを提案している。
【０００８】
その使用リム上に装着され且つ推奨圧に膨張された上記のようなラジアルタイヤのカーカス補強体は、その１つのサイドウォールにおいて、クラウン補強体の子午線プロファイルとの接続領域とビードとの接続領域との間に、規則的な凸状子午線プロファイルを有する。特に、カーカス補強体が半径方向に対して傾斜した補強要素を有するビード補強プライの影響を受ける半径から出発すると、前記補強要素は、ビードにおいて、前記サイドウォールの曲面に対して反対方向に湾曲した、即ち、カーカス補強体のターンアップに沿って軸方向外側に配置される傾斜要素を有するビードのための補強要素の略半径方向上端レベルに位置した屈曲点からのリムフランジの湾曲に対して実質的に平行な、凹状の子午線プロファイルを有する。一般に、カーカス補強体の折り返しされない部分の軸方向内側または外側に存在する、如何なるビード補強アーマチャーの子午線プロファイルも、前記折り返しされない部分の子午線プロファイルと実質的に平行である。
【０００９】
出願人が行った研究および試験は、ラジアル要素を有するビードのための補強アーマチャーを異なって使用することにより、平坦なリムシートまたは5°で傾斜したリムシートに装着されることを目的としたビードを有する前記タイヤの寿命の改善を導いた。本発明によれば、リム上の高さHのタイヤは、少なくとも１つのラジアルカーカス補強体を備え、該ラジアルカーカス補強体は、ターンアップを形成するように夫々のビードにおいてビードワイヤに固定された非伸長性要素の少なくとも１つのプライで形成され、前記ターンアップの端は前記ビードワイヤのベースDから半径方向距離H_RNCに位置し、各ビードBは少なくとも２つの追加の補強アーマチャー、即ち、ラジアル補強要素で形成された少なくとも１つの第１のアーマチャーおよび円周方向に対して0°≦α≦45°の角度αを形成する金属要素で形成された少なくとも１つの第２のアーマチャーによって補強されたタイヤにおいて、子午線断面で見たときに、前記第１の補強アーマチャーはラジアル金属要素の少なくとも１つのプライで形成され、該ラジアル金属要素の少なくとも１つのプライは前記カーカス補強体の内側でカーカス補強体の固定ビードワイヤの回りに巻回されて２つのストランドを形成し、軸方向内側ストランドは、前記カーカス補強体に隣接したその半径方向上縁の半径方向下端Aとその固定ビードワイヤに対する正接点Tとの間で、「最短経路」と称する直線状軌跡ATを辿り、前記軸方向内側ストランドの半径方向上端は、ビードワイヤのベースDから距離Hの0.216〜0.432倍の距離H_LIに半径方向に位置し、前記カーカス補強体のターンアップの軸方向内側に位置する軸方向外側ストランドは、前記カーカス補強体のターンアップの端よりも回転軸から半径方向に遠くない半径方向上端を有し、前記軸方向外側ストランドの上端と前記ビードのベースDとの間の距離H_LEは、カーカス補強体のターンアップの高さH_RNCの0.2〜0.8倍であり、半径方向に対して傾斜した要素の第２のアーマチャーは、前記固定ビードワイヤの回りに巻回されず且つ前記カーカス補強体のターンアップの軸方向外側に配置されることとを特徴とする。
【００１０】
「直線状の軌跡」とは、直線から僅かに異なり得る軌跡を意味し、本発明が関連するタイヤの場合において、ビードのラジアル補強要素のプライの軸方向内側ストランドの軌跡もまた、それが最大でも2 mmだけ直線に対する偏向を有する湾曲、凹状または凸状であれば、直線状と言われる。
【００１１】
ビード補強アーマチャーの第１のプライにおけるラジアル要素は、好ましくは鋼製ケーブル形態の非伸長性金属要素である。
【００１２】
ビードの一体的部分を形成している部分に生じる補強要素の破壊に対するカーカス補強体の耐性を改善するためには、前記部分に、ラジアル要素を有するビード補強プライと同じプロファイル、即ち、直線状のプロファイルを与えることが有利である。
【００１３】
カーカス補強体のターンアップの子午線方向応力の吸収を促進し、カーカス補強体ターンアップの端部で始まるゴムのクラックの開始および伝播に対する抵抗性を改善するためには、ラジアル要素の第１の補強プライに、該要素の第２のプライを追加するのが有利である。この場合、要素の第１のプライ（その２つのストランドがカーカスプライとそのターンアップの間で軸方向に位置する）は、固定ビードワイヤに極めて近接した軸方向外側ストランドの半径方向上端を有し、また前記端とビードのベースとの間の距離は、タイヤが装着されるリムフランジの高さよりも小さくなる。第２のプライについては、それはカーカスプライの外側の固定ビードワイヤおよびそのターンアップの回りに巻回され、軸方向外側ストランドの端は、距離H_RNCの0.4〜1.2倍の距離H_LE2だけビードのベースから離間しており、また軸方向内側ストランドH_LI2は、リムフランジの高さよりも小さい量だけビードベースから離間している。前記第２の補強プライは、凹状のカーカスのターンアップの軸方向外側に位置するので、好ましくは最短経路軌跡を有するが、必ずしも直線状ではない。第１のプライの場合のように、第２のプライの補強要素は好ましくは非伸張性の金属要素であり、より好ましくは鋼製ケーブルであり、ビードに存在する全てのプライに鋼製ケーブルを使用することによって最良の結果が得られる。
【００１４】
本発明の特徴は、非制限的実施例を例示した図面に言及している以下の説明を参照することによって、更に良く理解されるであろう。
【００１５】
図１に示したビードBは、5°で傾斜したリムシートを含むリムに装着することを意図した、D 20 Xタイヤのビードである。該ビードは、ビードワイヤ（2）によって補強される。該ビードワイヤ（2）の回りには、単一の金属ケーブル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）を覆うゴム混合物の層（20）の回りのターンアップ（10）によって行われ、タイヤ寸法D 20 Xの問題のタイヤの例では、前記ターンアップ（10）の半径方向上端とビードのベースD（慣例により、該ビードは回転軸に最も近いビードワイヤ（2）の点を通る回転軸と平行な直線で表される）との間の半径方向距離H_RNCは、そのリム上のタイヤの高さHの0.27倍に等しく、後者は、回転軸から半径方向に最も遠いタイヤの点と装着リムの最小距離を測定するための直線との間の距離である。カーカス補強体（1）とそのターンアップ（10）には、ビードワイヤ（2）の半径方向上方に、一般に高いショアA硬度のゴム混合物の第１のビードフィラー（3）が配置されており、該第１のフィラー（3）は、それよりも低いショア硬度のゴム混合物の第２のフィラー（4）によって半径方向に延長されており、また前記フィラー（4）の半径方向上端は、実質的にタイヤの最大軸方向幅のレベルに位置している。
【００１６】
その使用リム上に装着され且つ推奨圧に膨張されたタイヤのカーカス補強体（1）は、その一方のサイドウォールに、クラウン補強体（図示せず）の子午線プロファイルへの接続領域とビードBへの接続領域との間に、規則的な凸状の子午線プロファイルを有している。特に、半径Ｒ_Cの屈曲点（カーカス補強体のターンアップに沿って配置された従来のビード補強プライ（7）の半径方向上端のレベルにほぼ位置し、且つカーカス補強体が前記ビード補強プライ（7）の影響下にある）から出発して、前記カーカス補強体は、サイドウォールにおける湾曲に対して反対方向に湾曲した（即ち、前記屈曲点から出発して前記リムフランジの曲面に対して実質的に平行な）凹状の子午線プロファイルを有する。
【００１７】
説明した例では、単一プライ（60）で構成された第１のビード補強アーマチャー（６）が、カーカスプライ（1）の折り返しされていない部分の軸方向外側に、またビードワイヤ（2）の回りで折り返された後には、プライ（1）のターンアップ（10）の軸方向内側にに配設されており、２つのストランド、即ち、軸方向内側ストランド（601）および軸方向外側ストランド（602）を形成している。２つのストランド（601）および（602）の半径方向上端は、夫々、ビードのベースに対して高さH_L1およびH_LE（夫々86 mmおよび38 mmに等しい）で配置され、距離H_LEは距離H_RNCの65％に等しい。前記第１のアーマチャーのプライ（60）は、ここに説明する例では円周方向に対して90°に向いたラジアル金属製コードまたはケーブルで形成されている（円周方向に対して-85°、+85°の範囲内の角度を形成する補強要素は半径方向とみなされるであろう）。カーカス補強体のターンアップおよび補強プライ（60）の軸方向外側ストランドの２つの端は、それぞれ軸方向外側に第３のフィラー（5）によって覆われ、これは「埋め込みフィラー」と呼ばれ、また最初は第２のビードフィラー（4）およびプライ（601）および（10）の一部に支持される。前記プライ（60）の軸方向内側ストランド（601）の縁部、および補強プライの「縁部」は、その端から出発して、少なくとも15 mmの長さを有する前記プライの一部を意味すると理解されるべきであり、カーカスプライ（1）の折り返されていない部分に対して軸方向に実質的に平行である一方、ゴム混合物の層（8）によって前記部分から分断されている。前記縁部は直線状部分によって半径方向内側に延長されており、第１には、Aにおいて前記縁部の経線プロファイルに対して接線方向に、次いで極めて短い距離だけカーカスプライ（1）の凸状子午線プロファイルと平行に延び、第２には、Tにおいて被覆ビードワイヤ（2）の外側輪郭に対して接線方向に延びている。カーカス補強体（1）と前記直線状部分との間には、ゴム混合物のフィラー形材（9）が配置される。
【００１８】
第２のビード補強アーマチャー（7）の場合、説明した例においては、当該プライの中で相互に平行で且つ円周方向に対して22°の角度を形成する鋼製の非伸長性金属ケーブルのプライ（7）が形成されており、該プライ（7）は、カーカス補強体のターンアップの軸方向外側に位置し、第１に、ビードのベースDから50 mmに等しい距離H_RSに位置する（即ち、第１のビード補強アーマチャー（6）のプライ（60）における軸方向外側ストランド（602）の端の半径方向上方に位置する）半径方向上端と、実際にはビードのベースのレベルに位置する半径方向下端を有する。
【００１９】
図２に示した実施例は、カーカス補強体（1）の子午線プロファイルに関する。特に、先に述べた点Aと同じ回転軸と平行な直線上に位置する点A'から出発したタイヤのビードにおけるプロファイルに関するものであり、前記補強体は子午線プロファイルを有し、その軌跡は、断面で見ると補強プライ（60）の軸方向内側ストランドの直線状部分の軌跡と平行であり、前記軌跡はT'においてビードワイヤ（2）に対して接線方向になる。この実施例は周知のビード縮小を可能にし、このようなビードの脆弱な強度に関する全ての好ましい結果と共に低い動作温度をもたらし、またタイヤ重量の顕著な減少をもたらす。
【００２０】
図１に示した実施例の場合と同様に、ビードBの構造は、これもプライの中で相互に平行で且つ円周方向に対して22°の角度を形成する、鋼製の非伸長性金属ケーブルのプライ（7）で形成された第２のビード補強アーマチャー（7）の存在によって完結し、前記プライ（7）はカーカス補強体のターンアップの軸方向外側に位置し、また図１の場合と同様に位置する半径方向上端部および半径方向下端部を有する。
【００２１】
図３に示した第３の実施例は、上記で説明し且つ図２に示したことから直接導かれる。それは、補強アーマチャー（6）の第２のプライ（61）の存在において機能的に異なり、該第２のプライは半径方向の金属製補強要素で構成され且つビードワイヤ（2）の回りに巻回されて２つのストランドを形成する。即ち、カーカス補強体（1）のターンアップ（10）の軸方向外側に位置し、且つその半径方向上端がビードのベースから58mmの半径方向距離H_LE2または前記ターンアップの0.78高さH_RNCに位置する半径方向外側ストランドと、カーカスプライの折り返されていない部分の軸方向内側に位置し、且つその半径方向上端がビードのベースからの半径方向距離H_LI2（タイヤが装着されるリムフランジの高さH_Cよりも小さい）にある軸方向内側ストランド（612）である。前記ビード補強アーマチャー（6）の前記第２のプライ（61）における軸方向外側ストランドのプロファイルは、カーカスプライ（1）のターンアップ（10）における子午線プロファイルの軌跡に対して必ずしも平行でない軌跡を有し、ストランド（611）の前記軌跡は、該軌跡がリムフランジの存在のために全ての場合に直線状であり得ないので、可能な限界内での「最短経路」と称される。補強プライにおける軸方向外側ストランドの場合、この「最短経路」の軌跡は、その上端Eとそのビードワイヤ（2）上に外接する円に対して平行な円との正接点T''との間で、カーカスのターンアップ（10）の軌跡の長さ（上端Eを通るカーカス補強体(1)のターンアップ(10)と垂直な直線上に位置するターンアップ(10)の点E'と、前記ターンアップの前記ビードワイヤとの正接点T'''の間）よりも短い長さを有する軌跡として定義される。なお、T'''は、点T''と同じ回転軸と平行な直線上に位置する。この軌跡はカーカスプライのターンアップの軌跡に対して平行である可能性があり、また前記ターンアップの軌跡に比較して常に短いであろうことは明らかである。何故なら、それは、カーカス補強体のターンアップ（10）に対するストランド（611）の軸方向外側位置の選択のために、前記ターンアップの軌跡の凹状曲面に対応する円内にあるからである。
【００２２】
高さがリムフランジの高さH_Cよりも大きく、且つその軌跡が最短経路軌跡の定義に合致する第１のビード補強アーマチャー（6）における第２のプライ（61）のストランド（611）の存在は、ターンアップのレベルでの引張り応力の更に良好な吸収を可能にし、結果として、ターンアップの端部における応力を減少させる。前記存在は、第１のプライ（60）の軸方向外側ストランド（602）（そのより大きな高さはリムフランジの高さよりも高い：従って、高さH_LIは高さH_Cよりも小さい）を提供することを不要にする。
【００２３】
ビードは、第２の補強アーマチャー（7）によって、先に述べた２つの実施例の場合と同じ方法で仕上げられる。それが図２の実施例または図３の実施例の何れの場合であっても、本発明によるビードの構造はまた、これも鋼製の非伸長製金属ケーブルの単一プライ（7）で形成された第２の補強アーマチャー（7）を備えている。該ケーブルは前記層の中で相互に平行であり、円周方向に対して22°の角度を形成しており、前記プライ（７）は、第１のビード補強アーマチャー（6）の第２のプライ（61）における軸方向外側ストランド（611）の軸方向外側に位置する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による第１の実施例のビードを示す図である。
【図２】図２は、全体に縮小された、本発明による第２の実施例のビードを示す図である。
【図３】図２は、本発明の第３の好ましい実施例を示す図である。

Claims

少なくとも１つのラジアルカーカス補強体（1）を備え、該ラジアルカーカス補強体（1）は、ターンアップ（10）を形成するように夫々のビードにおいてビードワイヤ（2）に固定された非伸長性要素の少なくとも１つのプライで形成され、前記ターンアップの端は前記ビードワイヤのベースDから半径方向距離H_RNCに位置し、各ビードBは少なくとも２つの追加の補強アーマチャー、即ち、ラジアル金属補強要素で形成された少なくとも１つの第１の補強アーマチャー（6）および円周方向に対して0°≦α≦45°の角度αを形成する金属補強要素で形成された少なくとも１つの第２の補強アーマチャー（7）によって補強された、リム上にあるときに高さHを有するタイヤにおいて、子午線断面で見たときに、前記第１の補強アーマチャー（6）はラジアル金属補強要素の少なくとも１つのプライ（60）で形成され、該ラジアル金属補強要素の少なくとも１つのプライ（60）は前記カーカス補強体（1）の内側でカーカス補強体（1）の固定ビードワイヤ（2）の回りに巻回されて２つのストランド（601，602）を形成し、軸方向内側ストランド（601）は、前記カーカス補強体（1）に隣接したその半径方向上縁の半径方向下端Aとその固定ビードワイヤ（2）に対する正接点Tとの間で、「最短経路」と称する直線状軌跡ATを辿り、前記軸方向内側ストランド（601）の半径方向上端は、ビードワイヤのベースDから高さHの0.216〜0.432倍の距離H_LIに半径方向に位置し、前記カーカス補強体（1）のターンアップ（10）の軸方向内側に位置する軸方向外側ストランド（602）は、前記カーカス補強体のターンアップ（10）の端よりも回転軸から半径方向に遠くない半径方向上端を有し、前記軸方向外側ストランド（602）の上端と前記ビードのベースDとの間の距離H_LEは、カーカス補強体（1）のターンアップ（10）の高さH_RNCの0.2〜0.8倍であり、半径方向に対して傾斜した要素の第２の補強アーマチャー（7）は、前記固定ビードワイヤ（2）の回りに巻回されず且つ前記カーカス補強体（1）のターンアップ（10）の軸方向外側に配置されることとを特徴とするタイヤ。
請求項１に記載のタイヤにおいて、回転軸と平行なAと同じ直線上に位置する点A'から出発して、ビードワイヤ（2）に対するその正接点T'に至る前記カーカス補強体（1）の子午線プロファイルは、プライ（60）における軸方向内側ストランド（601）の直線状部分の軌跡ATと平行であることを特徴とするタイヤ。
請求項１または２に記載のタイヤにおいて、第１の補強アーマチャー（6）における第１のプライ（60）の前記ラジアル金属補強要素は、鋼製で且つケーブル形態の非伸長性金属要素であることを特徴とするタイヤ。
請求項３に記載のタイヤにおいて、前記第１の補強アーマチャー（6）は、ラジアル金属補強要素からなり且つビードワイヤ（2）の回りに巻回されて２つのストランドを形成する第２のプライ（61）を含み、その１つの軸方向外側ストランド（612）はカーカス補強体（1）のターンアップ（10）の軸方向外側に位置し、且つその半径方向上端は距離H_RNCの0.4〜1.2倍の距離H_LE2だけビードのベースから離間しており、また軸方向内側ストランド（6１1）の端は、タイヤが装着されるリムフランジの高さH_Cよりも小さい量だけビードベースから離間していることを特徴とするタイヤ。
請求項４に記載のタイヤにおいて、第１の補強アーマチャー（6）の前記第２のプライ（61）における軸方向外側ストランド（612）のプロファイルは、その上端Eとそのビードワイヤ（2）上に外接する円に対して平行な円との正接点T''との間の「最短経路」軌跡を有し、該「最短経路」軌跡は、軸方向外側ストランド（612）の上端Eを通るカーカス補強体(1)のターンアップ(10)と垂直な直線上に位置するターンアップ(10)の点E'と、回転軸と平行な前記正接点T''と同じ直線上に位置する前記ビードワイヤとの正接点T'''との間のカーカス補強体(1)のターンアップ（10）の軌跡の長さよりも短い長さを有することを特徴とするタイヤ。
請求項４または５に記載のタイヤにおいて、半径方向に対して傾斜した要素の前記第２の補強アーマチャーは、第１の補強アーマチャー（6）における第２のプライ（61）の軸方向外側ストランド（612）の軸方向外側に配置されていることを特徴とするタイヤ。
請求項４〜６の何れか1項に記載のタイヤにおいて、第１の補強アーマチャー（6）における第２のプライ（61）のラジアル金属補強要素は、鋼製で且つケーブルの形態であることを特徴とするタイヤ。