JP6006735B2 - 改良型ビード付きタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、4×4型車両及びバン用の大抵のタイヤと同様、100を超えるロードインデックス(load index)を備えた乗用車用タイヤに関する。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、当業者に周知のパラメータであり、ロードインデックスは、タイヤをリムに取り付けて使用圧力までインフレートさせたときにタイヤが耐えることができる最大荷重を定量化したものである。100というロードインデックスは、800kgの最大荷重に相当している。
大抵の乗用車用タイヤは、
‐リムに接触するよう設計されている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少なくとも1本のカーカス補強材を有し、カーカス補強材は、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、
‐環状補強構造体の半径方向外側に位置すると共に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配置されたエペックス(「ビードフィラー」又は「スチフナ」と呼ばれることがある)を有し、
‐カーカス補強材及びエペックスの軸方向外側に位置決めされた外側ストリップを有する。
近年、乗用車用タイヤのビードを最適化することによって乗用車用タイヤの転がり抵抗を改善する提案がなされた。国際公開第2010/072736号パンフレットは、特に、専用ゴム配合物の使用を教示しており、外側ストリップ及び場合によっては、エペックスは、15MPa以下の弾性モジュラスG′を有すると共に
であるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物を用いて作られ、弾性モジュラス及び粘性モジュラスは、23℃で測定される。
この特許文献は又、これらモジュラスを備えたタイヤの1つの又は複数の部分の幾何学的形状を最適化することにより転がり抵抗を一段と減少させることを推奨しており、15MPa以下の弾性モジュラスG′を有すると共に
であるような粘性モジュラスG″を有するゴム配合物のかかる部分は、任意の半径方向断面で見て、厚さEp(r)を有し、この厚さは、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向とゴム配合物の部分との交差長さに相当し、rは、カーカス補強材の主要部分に垂直な方向とゴム配合物の部分との交差部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である。厚さEp(r)は、20mm〜50mmの距離rの範囲内において、厚さの変化率
が負であり且つ少なくとも5mmにわたって0.25mm/mm以上の絶対値(即ち、この値は、−0.25mm/mm未満である)を有するように変化する。換言すると、エペックス及び外側ストリップにより形成される物体又は要素が「スクワット(squat)」であり、即ち、従来型タイヤの場合よりも長さが短く且つ幅が広いようにすることが有利である。
100を超えるロードインデックスを有する“4×4”型の車両に取り付けられるよう設計されたタイヤ、即ち、従来、極めて硬い(50MPaを超える)エペックスを有するタイヤにおいてこの教示を具体化する場合、厚手の外側ストリップを組み込むことにより工業的な堅牢性の問題が生じることが判明した。具体的に言えば、関与するゴム配合物の量がかなり多いので、タイヤが硬化されている間、ゴムが動くのを阻止することが困難である。その結果、仕様に合わないタイヤの比率が大幅に増える。
この問題を制限するため、本出願人は、比
が10%未満であるような最大軸方向幅DEを環状補強構造体に与えることが有利であることを見出しており、ここで、Ep(r)maxは、厚さEp(r)の最大値である。
国際公開第2010/072736号パンフレット
これら解決策の具体化と関連した1つの問題は、特にエペックスの使用及び弾性モジュラスが低いゴム配合物で作られた厚い外側ストリップの使用に起因してこれらのコストが比較的高いことにある。
本発明の目的のうちの1つは、たった1つのカーカス補強材の存在にもかかわらず、ロードインデクッスが高く且つ転がり抵抗が優れており、同時に、製造生産性の向上及び低コストの実現を可能にするタイヤを提供することにある。
この目的は、カーカス補強材の上折り返し部を短くすると同時に体積が小さい高弾性モジュラスのエペックスを提供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、
‐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1つの単一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、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に延び、半径方向距離DECは、タイヤの半径方向高さHの10%以下(好ましくは、8%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、40MPa以上の弾性モジュラスを有するゴム配合物で作られたエペックスを有し、エペックスは、本質的に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、エペックスは、エペックスの半径方向外端まで半径方向に延び、エペックスの半径方向外端は、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10%以上且つ15%以下であり、各ビードは、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
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20%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25%以上(好ましくは、40%以上)である。好ましくは、半径方向距離DEE2は、タイヤの半径方向高さHの45%以下である。
エペックスは、軸方向厚さE(r)を有し、軸方向厚さは、エペックスと軸方向の交差長さに一致し、rは、軸方向とカーカス補強材の主要部分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、厚さE(r)は、rの実質的に線形関数である。
エペックス及び外側ストリップにより形成される物体は、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平行な方向と物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直交する方向とカーカス補強材の主要部分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
0以下であり且つタイヤの高さHの少なくとも4%にわたって0.25mm/mm以上の絶対値(即ち、この値は、−0.25mm/mm未満である)を有するよう変化する。
少なくとも1つの環状補強構造体は、比
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。
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。 基準タイヤの一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一部分の半径方向断面図である。 図5の細部を示す図であり、特にエペックスの軸方向厚さE(r)をどのようにして定めるかを示す図である。 距離rの関数としてのエペックスの軸方向厚さE(r)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のエペックス及び外側ストリップにより形成された物体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エペックス及び外側ストリップにより形成された物体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エペックス及び外側ストリップによって形成された物体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のエペックス及び外側ストリップによって形成された物体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、かかる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。注目されるべきこととして、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。
本明細書における説明との関連において、「ゴム配合物」という用語は、少なくとも1つのエラストマー及び少なくとも1つの充填剤(フィラー)を含むゴム配合物を意味している。
ゴム配合物の「弾性モジュラス」という用語は、1998年の規格ASTM・D412(試験体“C”)に従って張力下で得られた割線引張りモジュラスを意味するものと理解され、“MA10”で示されると共にMPaで表された10%伸び率における見かけの割線モジュラスは、2回目の延びで(即ち、適合サイクル後)(1999年の規格ASTM・D1349による通常の温度及び湿度測定条件)測定される。
厚さE(r)が「rの実質的に線形関数(1次関数)」であると呼ばれる場合、このことは、rとE(r)との間の1次相関係数の絶対値が0.95以上であることを意味している。より数学的な用語で言えば、N個の試験体を測定した場合(ri,E(r)i)(i=1,...N)、値
は、0.95以上である。好ましくは、厚さE(r)は、この値が0.98以上でさえあるようなばらつきを有する。
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30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、先行技術の別のタイヤ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、ゴム配合物で被覆された細線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構造体70(この場合、ビードワイヤ)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50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で形成されている。トレッド30がたが掛け補強材上に配置されており、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」タイヤであり、このタイヤは、インフレーション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配合物で作られた「インナーライナ」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、構造的に、国際公開第2010/072736号パンフレットに開示されているタイヤとほぼ同じであり、このタイヤは、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を有し、各ビードは、環状補強構造体、この場合ビードワイヤ70を有している。タイヤは、ビード50から半径方向外方に延びる2つのサイドウォール40を更に有している。1つの単一カーカス補強材60がビード50からサイドウォール40を通って延びている。このカーカス補強材は、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、端64まで半径方向外方に延びている。この端は、ビードワイヤ70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DECのところに位置し、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、タイヤをリム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の半径方向最も内側の箇所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、弾性モジュラスG′が5MPaに等しく、粘性モジュラスG″が0.8MPaに等しいゴム配合物で作られたエペックス120を有し、弾性モジュラス及び粘性モジュラスは、23℃で測定されている。
エペックスは、実質的にビードワイヤ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。エペックス120は、ビードワイヤ70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DEE1のところに位置した半径方向外端121まで半径方向に延びている。半径方向距離DEE1はこの場合、タイヤの半径方向高さHの19%に等しい。
各ビード50は、エペックス120と同種のゴム配合物で作られた外側ストリップ130を更に有する。外側ストリップ130は、カーカス補強材の巻き上げ部分63の軸方向内側に位置し、この外側ストリップは、半径方向内端132と半径方向外端131との間に延びている。外側ストリップ130の半径方向内端132は、ビードワイヤ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、この場合、タイヤの半径方向高さHの41%に等しい。
タイヤの内面は、インナーライナ110で覆われている。
図5は、本発明の実施形態としてのタイヤの一部分を半径方向断面で示している。このタイヤは、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を有し、各ビードは、ビードワイヤ70及びビードワイヤ50から半径方向外方に延びる2つのサイドウォール40を有している。2つのサイドウォールは、クラウン(図示せず)に合体し、クラウンは、トレッドを載せたクラウン補強材を有している。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単一のカーカス補強材60を更に有している。カーカス補強材は、複数個のカーカス補強要素から成っている。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を形成するようビードワイヤ70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ている。各巻き上げ部分63は、端64まで半径方向外方に延びている。この端は、ビードワイヤ70の半径方向最も内側の箇所71から半径方向距離DECのところに位置した端64まで半径方向外方に延び、半径方向距離DECは、この場合、タイヤの半径方向高さHの8%に等しい。
ビード50は、弾性モジュラスが40MPa以上であるゴム配合物で作られたエペックス120を有している。エペックス120は、大部分が、ビードワイヤ70の半径方向内側に且つ少なくとも部分的にカーカス補強材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。エペックス120は、エペックス120の半径方向外端121まで半径方向に延び、エペックスの半径方向外端121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DEE1のところに位置し、半径方向距離DEE1は、この場合、タイヤの半径方向高さHの13%に等しい。
各ビードは、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
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。
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)系のうち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。
エペックス120は、軸方向厚さE(r)を有し、この軸方向厚さは、エペックス120と軸方向150の交差長さに一致し、rは、軸方向とカーカス補強材の主要部分62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、軸方向厚さE(r)は、rの実質的に線形関数である。
図6は、この軸方向厚さE(r)をどのようにして定めるかを示している。カーカス補強材の主要部分62とエペックス120との間のインターフェースに続き、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のところに位置する。環状補強構造体の半径方向最も内側の箇所が数個ある場合、これら点のうちの任意の1つが基準として選択される。所要の距離r0の場合、インターフェースの対応の点65は、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周りにプロットすることにより得られる。次に、インターフェースの点65を通る軸方向150をプロットする。エペックス120の厚さE(r0)は、方向150とエペックス120の交差長さに一致している。
図7は、図3に示されている基準タイヤ(三角形の記号を用いた曲線“R”)と図5に示されている本発明の実施形態としてのタイヤ(菱形の記号を用いた曲線“I”)の両方について距離rの関数としてのエペックスの軸方向厚さE(r)をタイヤの高さHで除算して得られた値の変化を示している。後者の場合、線形回帰の結果も又示されている。1次相関係数rの絶対値は、曲線“R”については0.83に等しく、曲線“I”に関しては0.99に等しい。換言すると、本発明の実施形態としてのタイヤでは、基準タイヤとは異なり、軸方向厚さE(r)は、実質的にrの1次関数である。
エペックス120及び外側ストリップ130によって形成された物体は、厚さET(r)を有する。この厚さは、カーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向とこの物体の交差長さに一致しており、rは、上述したように定められる。
図8及び図9は、この厚さをどのようにして定めるかを示しており、図9は、図8のボックス200に囲まれている領域の拡大図である。この場合も又カーカス補強材60の主要部分62とエペックス120との間のインターフェースを辿ると、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。所要の距離r1の場合、インターフェースの対応の点66は、図8に示されているように半径r1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周りにプロットすることによって見出される。次に、インターフェースの点66を通るカーカス補強材60の主要部分62に垂直な方向160をプロットする。エペックス120及び外側ストリップ130によって形成された物体の厚さET(r1)は、方向160とこの物体の交差長さに一致している。巻き上げ部分63の厚さは、この方向160がこれと交差する場合、無視される。
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
が負であり且つタイヤの高さHの少なくとも4%にわたって0.25mm/mm以上の絶対値(即ち、この値は、−0.25mm/mm未満である)を有するよう変化する。
図10は、図5に示されている本発明の実施形態としてのタイヤと図3に示されている基準タイヤの両方に関し、距離の関数r/Hとしての厚さET(r)の変化を示しており、確かに、これらの曲線は、互いに完全に重なり合っている。
関数
は、半径rの関数として、図11に示されている。理解できるように、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
は、負であり且つタイヤの高さHのほぼ10%にわたって0.25mm/mm以上の絶対値を有する、
最後に、本発明のタイヤでは、環状補強構造体70は、比
が10%以下であるような最大軸方向幅DE(図6参照)を有し、ET(rmax)は、厚さET(r)(図9参照)の最大値である。この場合、この比は、6%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。
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カーカス補強材について約5%の工業上の費用の削減が可能であった。この減少は、距離DECの減少によって説明でき、エペックスの性状及び特別な形状は、この距離を減少させることによってはタイヤの製造を何ら損なわないということを意味している。

Claims (5)

  1. タイヤであって、
    ‐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)を有する2つのビード(50)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、前記2つのサイドウォールは、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、サイドウォール(40)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1つの単一カーカス補強材(60)であって、該カーカス補強材は複数のカーカス補強要素(61)を含み、該カーカス補強材が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、各巻き上げ部分が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)まで半径方向外方に延び、前記半径方向距離DECは、前記タイヤの半径方向高さHの10%以下である、1つの単一カーカス補強材(60)と、を備え、
    各ビードは、40MPa以上の弾性モジュラスを有するゴム配合物で作られたエペックス(120)を有し、前記エペックスは、本質的に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、前記エペックスは、前記エペックスの半径方向外端(121)まで半径方向に延び、前記エペックス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10%以上且つ15%以下であり、
    各ビードは、15MPa以下の弾性モジュラスG′及び
    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、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20%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25%以上であり、
    前記エペックスは、軸方向厚さE(r)を有し、前記軸方向厚さは、前記エペックスと軸方向(150)の交差長さに一致し、rは、前記軸方向と前記カーカス補強材の前記主要部分の交点(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、厚さE(r)は、rの実質的に線形関数であり、
    前記エペックス及び前記外側ストリップにより形成される物体は、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直交する方向(160)と前記物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平行な前記方向と前記カーカス補強材の前記主要部分の交点(66)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
    0以下であり且つ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以上の絶対値を有するよう変化し、前記少なくとも1つの環状補強構造体は、比
    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、前記タイヤの前記半径方向高さHの8%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40%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
    は、負であり且つ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以上の絶対値を有する、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  5. 前記比
    は、7%以下である、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤ。
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