JP4436975B2 - ビードワイヤの無いラジアルタイヤ用ビード - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、補強要素の少なくとも２つのプライから成るクラウン補強体により半径方向に覆われたカーカス補強体を備えていて、補強要素が各プライ内で互いに平行であり、一方のプライと他方のプライとでは互いに交差していて、周方向と鋭角をなしているタイヤの被覆材に関する。
【０００２】
欧州特許出願公開第６７２，５４７号は、ビードワイヤが設けられていないタイヤ被覆材を記載しており、このタイヤ被覆材は、引張強度が同一サイズの公知のタイヤ内のビードワイヤに必要な引張強度よりも実質的に低い環状要素と、環状要素に接触し又はこれに近接して位置していて、組合せ状態において引張破断強度が同一サイズの公知のタイヤ内のビードワイヤに必要な引張破断強度に少なくとも等しい２つの補強層から成る少なくとも１つのビード補強アーマチュアとを有している。かくして、ビード補強アーマチュアの機械的強度は、環状要素と上記アーマチュアとから成るビード補強組合せ体が従来型タイヤのビードワイヤにとって代わることができるようにするかかる組合せ体の機械的強度を得る上で必須である。
【０００３】
上記欧州特許出願には、２つの隣り合う補強プライから成るビード補強アーマチュアが例示として記載されており、補強プライの半径方向下端部は、環状要素と接触状態にあり、これら環状要素を越えて半径方向に延びている。追加の補強プライが環状要素及び第１の２つのプライを包囲し、各側が第１の層に押しつけられた２つの基本的な層を形成し、従って、第１の層はこれら基本層相互間にサンドイッチされ、接触状態にある４つの層が事実上、互いに平行になっている。
【０００４】
ビード補強アーマチュアは、２つだけの補強層、例えば、上述の第１のプライを有していてもよく、プライはその自体の上に折り返されて２つのを層を形成している。第１の２つの層は、単一のプライを折り畳むことにより得られ、これにより４つの層を備えたビード補強アーマチュアが得られ、これらの層は、２つのそれぞれのプライをそれ自体の上に折り返すことにより形成される。
【０００５】
また、カーカスプライを環状要素に直接巻き付けられたカーカスプライを備えた補強層とカーカスプライ及び環状要素に巻き付けられた２つの補強プライとの間に配置する方式が提案された。
【０００６】
一つの補強層の補強要素は、隣り合う又は軸方向に見て最も近くに位置する補強層の補強要素と交差して設けられ、換言すると、隣り合う又は軸方向に見て互いに最も近く位置した２つの層のそれぞれの補強要素は、互いに平行ではない。
【０００７】
耐久性の観点から見た場合の最善の解決策は、単一のプライをそれ自体の上に折り返すことにより一つの層と次の層とでは互いに交差したコード又はケーブルの補強層を得るような手法であるように思われる。周方向と０°〜１０°の角度をなす１又は２の重ね合わされたプライを折り畳む又は折り返すことは、手際を要する作業である。上述のようなやり方で補強されたビードから成るタイヤの製造は、別の製造上の問題を生じさせる。というのは、種々のビード要素の正確な位置の把握は満足の行くものではないからであり、その理由は、これら要素は、成型、付形及び硬化の各工程の実施中に位置が非常にずれ、その結果、製造されたタイヤのシリーズに品質及び特性上のばらつきが生じることになるからである。
【０００８】
本発明の目的は、容易に且つタイヤの特性について信頼性の高い均一性をもって製造できる上記形式のタイヤ被覆材を提案することにある。
【０００９】
本発明のタイヤは、ラジアルカーカス補強体をクラウン補強体で半径方向に覆い、クラウン補強体をトレッドで半径方向に覆い、トレッドを２つのサイドウォール部により２つのビードに連結して形成したものであり、各ビードには固定用ビードワイヤが設けられておらず、カーカス補強体が、一方のビードから他方のビードに延びており、各ビードは、軸方向に互いに近接した４つの補強層を形成するよう折り返された２枚のプライを有する補強アーマチュアによって補強され、各補強層は、各層内において互いに平行であって、周方向と０°＜α≦１０°であるような角度αをなす補強要素を含み、２つの軸方向に見て最も内側の補強層は、一つの層と次の層とで互いに平行な要素で構成され、軸方向に見てアーマチュアの中心に位置した２つの補強層は、一つの層と次の層とで互いに交差された補強要素で構成され、４つの補強層の組合せＲは、周方向で測定して、同一サイズの従来型タイヤのビードワイヤに必要な強度に少なくとも等しい引張破断強度を有し、４つの補強層は、ビード内で互いに異なる高さのところに位置した半径方向端部を有しており、少なくとも２つの補強要素の層から成っていて、かつタイヤの回転軸線を中心とする２つの円形平行線間に位置したビードの補強アーマチュアの任意の環状ストリップが、一つの層と次の層とでは互いに交差した少なくとも２つの補強要素層で形成されるようになっていることを特徴とする。
【００１０】
上記構造により、タイヤの製造時、長手方向引張破断強度が同一サイズの従来型タイヤ内のビードワイヤに必要な引張破断強度よりも実質的に低い環状要素を省くことができ、この環状要素の軸線は、タイヤの回転軸線に一致している。他方、かかる環状要素が設けられている場合、これは有利には、別の機能、即ち、ビードの半径方向下方部分を充填してその部分にタイヤの装着されるリムシートの幅と同程度の軸方向幅を与えると共にリムに対する回転作用を防止するのに必要なリムのタイトネスと同程度のタイトネスを与えるという機能を果たす。
【００１１】
カーカス補強体のターンアップ及びこれに対応したカーカス補強体の主要部分を２つの軸方向に見て最も内側の補強アーマチュア層と補強体の２つの軸方向に見て最も外側の層との間に軸方向に設けてもよいが、カーカス補強体をビードの補強アーマチュアの半径方向下方部分に巻き付けると有利であり、この部分は、２つの補強プライを折り返すことにより形成される。カーカス補強体のターンアップを２つの軸方向外側層相互間に挿入し、これに対応するカーカス補強体の大部分を２つの軸方向内側層相互間に挿入してもよい。
【００１２】
また、ビードの外部を少なくとも軸方向に被覆する部分に関し、タイヤの装着時に少なくともリムフックの領域においてリムと接触するようになった保護部分又は層の部分を加硫状態では動的損失弾性率Ｇ″が１未満のゴム配合物で作るのが有利であり、Ｇ″は、ＭPa（メガパスカル）で表され、上記動的損失弾性率は、１０％剪断率、５０℃の温度及び１０Ｈｚの振動数で測定され、上記部分の厚さは、高々２mmである。
【００１３】
ビード補強アーマチュアの折返しプライの補強要素という用語は、ケーブルだけでなく、コードをも意味していることは理解されるべきである。コードは、単一のモノフィラメント又はマルチフィラメント状ストランドから成るのがよく、ケーブルは、中央コアを備えるのがよいが、これを備えていなくてもよい。
【００１４】
補強要素の構成材料は、様々であってよく、例えば金属製、特に鋼製であるが、好ましくは天然又は合成繊維材料、例えばセルロース、ポリエステル又は脂肪族及び好ましくは芳香族ポリアミド材料、特にアラミド製のコードであり、また、かかる材料は、鉱物、例えばガラス又は炭素であってもよく、また、各ケーブルは、上記材料のうち数種類から成っていてもよい（これらは、混合ケーブルと呼ばれている）。
【００１５】
本発明の特徴は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。
【００１６】
本発明のツーリング用タイヤは図示の実施形態では、公知のように金属又は繊維材料製の補強要素の少なくとも２つのクラウンプライから成るクラウン補強体（図示せず）を有し、これら補強要素は、各プライ内では互いに平行であるが、一つのプライと次のプライとでは互いに交差しており、そして周方向と、０°〜３０°の範囲の角度をなしている。補強体は、２つのサイドウォール部５によってビードＢに連結されたトレードによって被覆されている。図示の実施形態では、繊維材料又は織物（ポリエステル）ケーブルの単一プライから成っていて、一方のビードＢから他方のビードに延びるラジアルカーカス補強体１（図１）は、その縁部が各ビードＢ内で折り返されて赤道面の各側にターンアップ１０を形成するようなものである。カーカス補強体１は、ビードワイヤが存在していないのでビードワイヤに巻き付けられることはなく、ビードＢの補強アーマチュアＲの半径方向下方部分に巻き付けられている。
【００１７】
補強アーマチュアＲは、繊維材料補強要素、より正確に言えば、芳香族ポリアミドケーブルの２つのプライ２，３から成っている。第１のプライは、２つの層、即ち、軸方向内側層２１及び軸方向外側層２２を形成するようそれ自体の上に折り返されている。同様に、第２のプライ３は、２つの層３１，３２を形成するようそれ自体の上に折り返されており、層３１は、第１のプライ２の層２１に軸方向に隣接し、層３２は、層２２に軸方向に隣接している。各補強プライ２，３内では、芳香族ポリアミドケーブルは、互いに平行であり、周方向と鋭角αをなし、換言すると、コードの任意の点において、そのコードの方向と軸線がタイヤの回転軸線であって、上記点を通る円の接線との間で定まる角度をなしている。各層２１，２２，３１，３２について、角度αは、測定点の半径方向位置の関数として様々であるが、常に０°よりも大きく、高々１０°である。
【００１８】
プライ２，３は、ビード補強アーマチュア又はカーカス補強体ブランクの成型ドラム上に配置されていて、２つのプライが折り返されると、軸方向内側の層２１，２２が、各層内で互いに平行であるだけでなく、１つの層２１と次の層３１に軸方向に隣接し又は最も近くに位置する層とにおいても互いに平行なケーブルで形成されるようになっている。同一プライ２，３の２つの層２１，２２又は３１，３２のケーブルは、同一プライの一方の層２１，３１と他方の層２２，３２とでは互いに交差しているが、２つのプライ２，３のそれぞれの２つの軸方向外側層２２，３２のケーブルは、一方の層２２と軸方向に隣接し又は最も近くに位置する層３２とでは互いに平行である。
【００１９】
カーカスプライ１と組合せＲとの間には、隔離部分として知られている２つの薄いゴム部分７，８が設けられており、このうち部分７は、層２１をカーカス補強体１の所要部分から隔離し、図示の例では、本質的に一定厚さのゴム層まで薄くされた部分８は、補強層２２，３１，３２をカーカスプライ１のターンアップ１０から隔離している。ゴム部分７，８の割線モジュラスＭＡ１０の値は好ましくは、カーカス補強体の補強要素の圧延用ゴムのＭＡ１０モジュラスと補強層２１，２２，３１，３２の補強要素の圧延用ゴムのＭＡ１０モジュラスの値（これは、非常に高い）との間である。
【００２０】
ＭＡ１０モジュラスは、１０％の相対伸び率について引張応力を測定することにより所与のゴム配合物について得られたモジュラスであり、応力は、１９７９年１２月のＡＦＮＯＲ−ＮＦ−Ｔ４０−１０１規格に従って通常の温度及び湿度の条件のもとで１９８８年９月のＡＦＮＯＲ−ＮＦ−Ｔ４６−００２規格に従って求められる。
【００２１】
補強層２１，２２，３１，３２の半径方向上端部は、互いに異なる高さＨ₂₁，Ｈ₂₂，Ｈ₃₁，Ｈ₃₂のところに配置されていて、これら高さは、回転軸線に本質的に垂直なビードの壁とビードのシートの母線との間の交点を通るタイヤの回転軸線に平行な線に関して測定されている。図１で分かるように、上記高さは、少なくとも２つの補強層２１，３２が設けられている環状補強ストリップ上、特に、２つの補強層だけが設けられているストリップ上において、２つの層は、一方の層と次の層とでは互いに交差された補強要素から成り、組合せＲの剛性は、２つの互いに交差した層が存在している場合、非常に大きい。種々の補強層の端部を上述のように設けることにより、同一サイズのタイヤ内の通常のビードワイヤの取り替えに必要な周方向引張剛性及び引張破断強度を維持することができ、それと同時に、２つの補強プライがこれらの補強要素が補強アーマチュアブランクの成型中、一方のプライと次のプライとでは互いに平行な状態で位置決めされているので、全体が、ビードを構成する製品の位置決め座標の十分な考慮が行われるという点で製作が容易である。カーカスプライ１のターンアップ１０の高さＨ_C の値について、図示の実施形態では、これは、上述の値全てよりも大きく、したがってターンアップ１０は、層２１，２２，３１，３２の端部全てを被覆し、そしてカーカスプライの主要部分に軸方向に隣接した縁部を有するようになっている。
【００２２】
ビードの構造は、内部内張層６及びビードを保護するゴム部分４によって完全なものとされている。加硫状態では、保護層４は、１よりも小さい動的損失弾性率Ｇ″を有し、Ｇ″はＭPa（メガパスカル）で表され、図示の例では、モジュラスＧ″は０．０８ＭPaに等しく、したがって、従来型ビードワイヤを備えた従来型ビードの対応部分のモジュラスと比較して小さく、後者のモジュラスは一般に、少なくとも１に等しい。この部分４の厚さに関し、これは、リムフックの高さ位置のところの１．５mmに等しい。低い損失弾性率Ｇ″及びビードの外側領域において小さな厚さを有する部分４を用いることにより（これは、ビード全体を貫通して延びる補強アーマチュアＲの剛性により可能である）、リムへのタイヤの取付け状態を維持する上での有効性をなんら変えることなく、転がり抵抗をかなり減少させる。
【００２３】
図２は、環状要素、例えば、従来技術文献として記載した欧州特許出願に記載されたものを用いた変形例を示している。補強プライ２，３は、この環状要素２０の周りに巻き付けられて２つの軸方向内側層２１，３１を形成すると共に軸方向外側層２２，３２を形成している。他の点に関しては、ビードの設計思想は、上述すると共に図１に示すビードに関して説明したものと同一であり、カーカスプライ１は、補強アーマチュアＲに巻き付けられ、したがって、環状要素２０にも巻き付けられている。
【００２４】
周方向に測定した環状要素２０の引張破断強度は、３００daＮ以下であるので有利であり、即ち、同一サイズの公知のタイヤ内のビードワイヤに必要な値よりも非常に低いので有利であり、周方向に測定された補強プライのアーマチュアＲの引張破断強度は、同一サイズの公知のタイヤ、換言すると、上述の例の場合にはツーリングタイヤ内のビードワイヤに必要な引張破断強度に少なくとも等しく、１０００daＮよりも高いので有利であり、したがって、環状要素２０の機械的強度は、組合せＲの機械的強度に必ずしも貢献しないようになっている。しかしながら、引張破断強度は、通常のタイヤの成型作業、折返し作業、シェーピング作業及び加硫作業を可能にするよう選択されている。かくして、環状要素２０は、例えば軸線がタイヤの回転軸線に一致した円形コードから成るのがよい。このコードは、モノフィラメント又はマルチフィラメントのものであってもよく、繊維材料（織物）又は金属製であってもよいが、できるだけ軽く製造されたものであるのがよく、中空の金属製コードは、軽いということと嵩張らないということの２つの目標としている特性を兼ね備えているのでこれを用いることが好ましい解決策である。環状要素２０はまた、例えば芳香族ポリアミドで作られた繊維材料又は鉱物材料、例えばガラスで作られたケーブルであるのがよい。また、これに代えて、高い弾性引張割線モジュラス及び非常に高い硬さを持つゴム配合物体を用いてもよく、例えば、１０％相対伸び率において１５ＭPa以上のモジュラスＭＡ１０を備えた配合ゴムが最適である。この配合物は、ビードを一層効果的に充填するよう設計されたコード、ケーブル又はストリップから成る環状要素への付加物であるに過ぎないものであってよい。
【００２５】
図３に示すタイヤビードは、図２に示し上述したものと以下に列記する３つの特性において異なっている。
【００２６】
１．補強層に対する環状要素２０の位置
２．補強層２１，２２，３１，３２の半径方向上端部の半径方向位置
３．補強層に対するカーカスプライの軸方向位置
第２の補強プライ３は、環状要素２０に巻き付けられておらず、それ自体の上に折り返されただけで、層３１，３２を形成しており、第１のプライ２は、環状要素に巻き付けられている。図１に示す例では、補強層の端部の高さの値の順序は、小から大の順にＨ₂₂，Ｈ₃₁，Ｈ₃₂，Ｈ₂₁であるが、図３の例では、この順序は、Ｈ₃₂，Ｈ₂₁，Ｈ₂₂，Ｈ₃₁である。さらに、環状要素２０に巻き付けられたカーカスプライは、２つのプライ２，３相互間にサンドイッチされており、これら両方もまた折り返されており、プライの主要部分は、層２１，３１相互間に挿入され、カーカスプライのターンアップ１０は、層２２，３２相互間に挿入されている。このように構成することにより、アーマチュアＲの引張剛性特性を保持すると共にタイヤの構成要素の位置の正確さを向上させ、それにより製造されたタイヤの品質の一層の均一性を達成しながら、カーカス補強体を２つのアーマチュア、即ち、カーカス補強体とビード補強体によって形成される複合体の中立位置の繊維の近くに位置決めし、それにより接触面の通過中、カーカス補強体が移動してこれがビード領域内で圧縮状態になるのを制限することができる。
【００２７】
カーカス補強体１の各縁部もまた、軸方向内側補強層及び軸方向外側補強層（図示せず）相互間に挿入してよい。２つの構成例が考えられ、即ち、カーカス補強体の縁部を折り返して折り目を形成し、次に、主要部分及び折り目をこれら層相互間に軸方向に保持する場合、或いは縁部を折り畳まず、したがってターンアップを持たない場合がありうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 子午線断面で見た本発明のタイヤのビードの略図である。
【図２】 本発明のビードの第２の実施形態の略図である。
【図３】 本発明の第３の実施形態の略図である。

Claims (6)

1. ラジアルカーカス補強体（１）をクラウン補強体で半径方向に覆い、クラウン補強体をトレッドで半径方向に覆い、トレッドを２つのサイドウォール部（５）により２つのビードＢに連結して形成したタイヤであって、各ビードには固定用ビードワイヤが設けられておらず、カーカス補強体（１）が一方のビードＢから他方のビードに延びているタイヤにおいて、各ビードは、軸方向に互いに近接した４つの補強層（21,31,32,22）を形成するよう折り返された２枚のプライ（2,3）を有する補強アーマチュアＲによって補強され、各補強層は、各層内において互いに平行であって、周方向と０°＜α≦１０°であるような角度αをなす補強要素を含み、２つの軸方向に見て最も内側の補強層（21,31）は、一つの層（21）と次の層（31）とで互いに平行な要素で構成され、軸方向に見てアーマチュアの中心に位置した２つの補強層（31,32）は、一つの層（31）と次の層（32）とで互いに交差された補強要素で構成され、４つの補強層（21,31,32,22 ）の組合せＲは、周方向で測定して、同一サイズの従来型タイヤのビードワイヤに必要な強度に少なくとも等しい引張破断強度を有し、４つの補強層（21,31,32,22 ）は、ビード内で互いに異なる高さＨ₂₁，Ｈ₂₂，Ｈ₃₁，Ｈ₃₂のところに位置した半径方向端部を有しており、少なくとも２つの補強要素の層から成っていて、かつタイヤの回転軸線を中心とする２つの円形平行線間に位置したビードＢの補強アーマチュアＲの任意の環状ストリップが、一つの層と次の層とでは互いに交差した少なくとも２つの補強要素層で形成されるようになっていることを特徴とするタイヤ。
2. ビードＢは、周方向の引張破断強度がこれと同一方向に測定した補強アーマチュアＲの引張破断強度よりも相当低い環状要素（20）を有し、前記環状要素（20）の軸線は、タイヤの回転軸線に一致していることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
3. カーカス補強体（１）の各縁部は、ターンアップの有無にかかわらず２つの軸方向内側層と２つの軸方向外側層との間に軸方向に保持されていることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ。
4. カーカス補強体（１）は、ビードＢの補強アーマチュアＲの半径方向下端部に巻き付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ。
5. カーカス補強体（１）のターンアップ（10）は、２つの軸方向外側層相互間に挿入され、これに対応するカーカス補強体の大部分は、２つの軸方向内側層相互間に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ。
6. 取付けリムに接触するよう設計されているビードの部分を、タイヤの装着時に少なくともリムフックの領域について外側から且つ少なくとも軸方向に覆う部分（４）は、加硫状態では動的損失弾性率Ｇ″が１未満のゴム配合物から成り、Ｇ″は、ＭPa（メガパスカル）で表され、前記動的損失弾性率は、１０％剪断率、５０℃の温度及び１０Ｈｚの振動数で測定され、前記部分（４）の厚さは、高々２mmであることを特徴とする請求項１〜５のうち何れか一に記載のタイヤ。

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