JP4521120B2

JP4521120B2 - ラジアルタイヤ用ビード

Info

Publication number: JP4521120B2
Application number: JP2000590869A
Authority: JP
Inventors: パスカルオーセール
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: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: US20010054467A1; RU2235025C2; KR100679875B1; BR9916528A; DE69919740D1; EP1144207A2; FR2787744A1; KR20010093215A; US6543504B2; JP2003512214A; CN1331639A; DE69919740T2; WO2000038938A3; EP1144207A3; EP1144207B1; WO2000038938A2; CN1132745C

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に関し、より詳しくは、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ことを意図した「重車両」用タイヤ、特に新規なビード構造に関する。
【０００２】
（背景技術）
一般に、本発明の対象とするタイヤは、金属ケーブル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外方には、１つのプライから隣接プライにかけて交差しかつ周方向に対して１０〜４５°の角度を形成するクラウン補強体が配置されている。カーカス補強体は、一般に、周方向に対して小さい角度で配向された金属ケーブルからなる少なくとも１つのプライにより補強される。
【０００３】
本発明の対象とするタイヤの場合、ビードの補強プライは、軸線方向外側ストランドおよび軸線方向内側ストランドが形成されかつ軸線方向内側ストランドの半径方向上端部が軸線方向外側ストランドの半径方向上端部の下に配置されるように、ビードワイヤの回りに巻かれる。
【０００４】
既知の解決法は、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（deradialisation）を防止すること、およびターンアップの端部とビードを被覆しかつリムへの連結を行うゴムの外側層とが受ける半径方向および周方向変形を最小にすることを目的としている。
【０００５】
１９９８年７月２３日付フランス国特許出願FR 98/09451に開示のタイヤは、水平または５°の角度で傾斜したリムシート上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耐久性を向上させるため、ラジアル要素を備えたビード補強アーマチャを使用している。上記特許出願に開示されたタイヤには、ラジアル補強要素からなる少なくとも１つのプライで形成された第１補強アーマチャが設けられており、この第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およびカーカス補強体の内面上に巻回されて、カーカス補強体の子午線方向輪郭に平行なその半径方向上縁部と固定ビードワイヤに対する接点との間の軸線方向内方のストランドが「最短経路（shortest-path）」と呼ばれている直線経跡に従がうように、かつ前記軸線方向内方のストランドの半径方向上端部が、距離Ｈ_RNC（カーカス補強体のターンアップの端部とビードの基部との間の半径方向距離）の８０〜１６０％のビードの基部からの距離Ｈ_LIの位置で半径方向に配置されるように２つのストランドを形成し、半径方向に対して傾斜した要素の第２アーマチャが前記固定ビードワイヤの回りに巻回されず、カーカス補強体のターンアップの外面に対して軸線方向に配置されている。
【０００６】
ビード補強アーマチャのプライ（単一または複数）のラジアル補強要素は、スチールで作られた非伸長性金属要素でケーブルの形態に作られるのが好ましい。
【０００７】
上記フランス国特許出願は更に、ビードの一体部分を形成する補強要素の部分に生じる破裂に対するカーカス補強体の抵抗を向上させるため、ラジアル要素を備えたビード補強プライの輪郭と同じ輪郭、すなわち直線状の輪郭を前記部分に付与することを提案している。
【０００８】
（発明の開示）
本件出願人の研究によれば、特に、固定ビードワイヤへの接点であるカーカス補強体の主要部の直線状子午線方向輪郭をもつビード補強構造は、タイヤのビードを形成する加硫ゴム配合物を思慮深く選択することにより大幅に改善できることが判明している。
【０００９】
本発明によるタイヤは、ターンアップを形成すべく、各ビードにおいて固定ビードワイヤに固定されたラジアルカーカス補強体を有し、固定ビードワイヤの半径方向外方には加硫ゴム配合物からなりかつ実質的に三角形の子午線方向断面を有する第１異形部材が配置され、ターンアップの上縁部が、加硫ゴム配合物からなる第２異形部材により前記カーカス補強体の主要部から分離されている構成のタイヤにおいて、第１異形部材の引張り割線弾性係数は８〜１０Mpaの間にあり、同条件下で測定した第２異形部材の引張り割線弾性係数は３〜５Mpaの間にあり、カーカス補強体のターンアップの軸線方向外方には加硫ゴム配合物からなる第３異形部材が配置され、該第３異形部材の同条件下で測定した引張り割線弾性係数は３５〜５０Mpaの間にあり、第３異形部材の半径方向外方に配置された第４異形部材は、同条件下で測定した３〜５Mpaの間の引張り割線弾性係数を有し、第４異形部材の半径方向下端部は、カーカス補強体のターンアップの端部とビードの基部Ｄとの間の距離より小さい距離だけ半径方向に隔てて配置されており、第３異形部材は半径方向外方に向かって減少する厚さを備え、この厚さが最大厚さの１０％に等しくなる、回転軸線方向に平行な直線の点が直線Ｄから隔てられる半径方向距離は、カーカス補強体のターンアップと前記直線Ｄとの間の距離より小さく、固定ビードワイヤへの接点Ｔと基部Ｄから距離Ｈ_Aに位置する点Ａとの間の実質的に直線状の子午線方向輪郭をもつカーカス補強体の前記主要部は、カーカス補強体の最大軸線方向幅の点と基部Ｄとの間の半径方向距離Ｈ_Eの３５〜６５％の間にあることを特徴とするタイヤである。
【００１０】
非常に大きい弾性係数を有しかつカーカス補強体のターンアップと、リムフランジと接触しかつ１０〜１５Mpaの引張り割線弾性係数を有するゴム配合物の層との間で軸線方向に配置される第３異形部材の存在により、カーカス補強体の固定ビードワイヤの事実上全ての回転移動を防止でき、これは、ビードワイヤの構造の如何に係わらずいえることであるが、「編組形（braided）」タイヤのビードワイヤの場合に特に大きい効果が得られる。
【００１１】
ビードワイヤ組立体の回りでターンアップして、該ビードワイヤ組立体の周囲の少なくとも１／２を覆うことができるようにするには、第３異形部材を半径方向内方に延長するのが特に有効である。用語「ビードワイヤ組立体（bead wire assembly）」とは、主として、ビードワイヤと、カーカス補強体と、可能ならば１つ以上の付加補強アーマチャとで形成された組立体を意味するものと理解すべきである。
【００１２】
カーカス補強体の固定ビードワイヤは、一般に、加硫ゴム配合物の層により包囲され、該層の引張り割線弾性係数は、第３異形部材の引張り割線弾性係数に実質的に等しい。
【００１３】
このような異形部材を備えたビードの寿命は、カーカス補強体の主要部とカーカス補強体のターンアップとの間に、２つのストランドを形成すべく固定ビードワイヤの回りに巻回されるラジアル補強要素のプライで形成された補強アーマチャを付加することにより改善される。軸線方向内方のストランドの半径方向上端部は、カーカス補強体のターンアップの端部とビードの基部との間の半径方向距離Ｈ_RNCの８０〜１６０％の間の距離Ｈ_L1だけビードの基部から半径方向に隔たった位置にあり、カーカス補強体のターンアップの軸線方向内方に位置する軸線方向外方のストランドの半径方向上端部の回転軸線からの半径方向距離は、好ましくは、カーカス補強体のターンアップの端部の回転軸線からの半径方向距離より小さく、前記端部とビードの基部との間の距離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倍の間にある。
【００１４】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の特徴は、本発明の実施形態を非制限的態様で例示する添付図面に関連して述べる以下の説明からより良く理解されよう。
【００１５】
図１に示すビードＢは、１５°の角度で傾斜したリムシートを備えたリム上に取り付けられることを意図した305/70 R 22.5タイヤのビードである。ビードワイヤ（２）の回りには、事実上非伸長性の金属ケーブルからなる単一プライで形成されたカーカス補強体（１）が固定されており、該カーカス補強体（１）は、各ビードにおいて、加硫ゴムの層（２０）で被覆されたビードワイヤ（２）に固定され、ターンアップ（１０）を形成している。ビードの基部Ｄ（この基部Ｄは、回転軸線に最も近いビードワイヤ（２）の点を通る、回転軸線に対して平行な直線により慣用的に表される）から距離Ｈ_A（この距離Ｈ_Aは、カーカス補強体の最大軸線方向幅の点と前記基部Ｄとの間の半径方向距離Ｈ_Eの５０％に等しい）に位置する点Ａと、被覆層（２０）が設けられたビードワイヤ（２）へのカーカス補強体の接点Ｔとの間で、カーカス補強体（１）は、その主要部において、実質的に直線状の子午線方向輪郭を有している。「実質的に直線状」とは、第１に、直線状の輪郭であること、第２に、僅かに凹状または凸状の輪郭であって、その中央部での変位がせいぜいＨ_Eの１％であることを意味するものと理解されたい。ここに対象としている例では、ターンアップ（１０）の半径方向上端部とビードの基部Ｄとの間の半径方向距離Ｈ_RNCは、距離Ｈ_Aより小さい。
【００１６】
カーカス補強体（３）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、加硫ゴム配合物からなる第１異形部材すなわち第１ビードフィラー（３）が配置されており、該第１ビードフィラー（３）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀は１０Mpaに等しい。所与のゴム配合物について、係数Ｍ₁₀は、１０％の相対伸びδＬ／Ｌについての引張り応力σ₁₀と、前記伸びとの間の比を表す。ここで、Ｌは試験片の初期長さ、δＬは試験片の伸びを表す。係数Ｍ₁₀は、１９７９年１２月の標準規格AFNOR-NF-T40-101による常態の温度および湿度の下で、１９８８年９月の標準規格AFNOR-NFT-46-002に従って決定されたものである。フィラー（３）は、上記と同じ条件下で測定された４Mpaの割線弾性係数Ｍ₁₀の加硫ゴム配合物からなる第２異形部材すなわち第２ビードフィラー（４）により半径方向に延長されている。
【００１７】
カーカス補強体のターンアップ（１０）の軸線方向外方には、加硫ゴム配合物からなる実質的に菱形の第３異形部材（５）が配置されており、該第３異形部材（５）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀は４５Mpaに等しい。前記異形部材（５）は実質的に一定厚さをもつ同じゴム配合物からなる層（５′）により軸線方向内方に延長されており、かつビードワイヤ（２）およびその被覆（２０）により形成された組立体を包囲している。第３異形部材（５）の半径方向外方には第４異形部材（６）が配置されており、該第４異形部材（６）は４Mpa、従って第２ビードフィラー（４）の係数Ｍ₁₀に等しい引張り割線弾性係数Ｍ₁₀を有している。
【００１８】
第１フィラー（３）の半径方向上端部（３Ａ）は、ビード基部Ｄから、距離Ｈ_RNCより大きい半径方向距離の位置に配置されており、一方、これ自体は既知であるが、第２異形部材（４）の半径方向下端部（４Ａ）はカーカス補強体のターンアップの端部より半径方向下方に配置されている。異形部材（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配置されている。
【００１９】
第４異形部材（６）の半径方向上端部（図示せず）は、第２異形部材（４）の半径方向上端部と同様にほぼタイヤの最大軸線方向幅のレベルに配置されているが、異形部材（４）の半径方向上端部よりは半径方向上方に位置している。第４異形部材（６）と第３異形部材（５）との接合部は、その半径方向下端部（６Ａ）が、カーカス補強体のターンアップ（１０）の端部と前記基部Ｄとの間の距離Ｈ_RNCより小さい距離だけ、直線Ｄから半径方向に間隔を隔てた位置に配置されている。第３異形部材（５）の半径方向上端部（５Ａ）は、直線ＤからほぼＨ_RNCに等しい半径方向距離の位置に配置できる。回転軸線に対して平行な直線上で測定した異形部材（５）の厚さｅは半径方向外方に向かうにつれて減少し、回転軸線に平行な直線上で測定した厚さが最大厚さｅ_Mの１０％に等しい点Ｃは、いかなる場合でも、直線Ｄから、値Ｈ_RNCより小さい距離だけ隔たった位置にある。
【００２０】
ビードＢの外面を形成しかつ取付けリムとの接触を行う加硫ゴム配合物の層（８）は、ここに説明する例では、１１Mpaの引張り割線弾性係数を有している。ビードＢは、側壁層（９）および内面層（１１）により完成されており、これらの層（９）、（１１）は、それぞれ、これらの機能に適したゴム配合物で形成されている。
【００２１】
図２に示しかつ説明する第２実施形態は、カーカス補強体（１）とそのターンアップ（１０）との間に、ビードＢの付加補強アーマチャ（７）が存在する点で図１に示した例とは異なっている。カーカスプライ（１）の非ターンアップ部分の軸線方向外方で、プライ（１）のターンアップ（１０）より軸線方向内方には、単一プライ（７０）からなるビード補強アーマチャ（７）が配置されており、２つのストランド、すなわち軸線方向内方ストランド（７０１）および軸線方向外方ストランド（７０２）を形成している。２つのストランド（７０１）、（７０２）のそれぞれの半径方向上端部は、ビードの基部に対して高さＨ_L1、Ｈ_LEの位置に配置されている。距離Ｈ_LE、Ｈ_L1は、距離Ｈ_RNCのそれぞれ４０％、１５０％に等しい。前記補強体のプライ（７０）は、ラジアル金属コードすなわちケーブルで形成されており、ここに説明する例では周方向に対して９０°に配向されている（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ラジアルであると考えられている）。補強プライ（７０）の軸線方向外方のストランド（７０２）およびカーカス補強体（１）のターンアップ（１０）の軸線方向外方には、非常に大きい弾性係数をもつフィラー（５）が配置されている。この実施形態のフィラー（５）の弾性係数は４０Mpaに等しいので、フィラー（５）の半径方向外方には、前述の実施形態と同様に、図１および図２の例において説明した異形部材（６）と同じ特性をもつ異形部材（６）が配置されている。軸線方向内方のストランド（７０１）の縁部および前記プライ（７０）の軸線方向外方の縁部（７０２）は、それぞれ、カーカスプライ（１）のターンアップ（１０）および非ターンアップ部分に対して実質的に軸線方向に平行であり、同時に、ゴム配合物の層（４０）により前記部分および前記ターンアップから分離されている。
【００２２】
図３に示す第３実施形態は、カーカス補強体（１）のターンアップ（１０）が、前に定めた点Ａの回りの領域におけるカーカス補強体の主要部に対する接線を軸線方向に形成する点で図１の実施形態とは異なっており、カーカス補強体（１）は実質的に直線状の子午線方向輪郭を有している。「点Ａの回りの領域」は、前記カーカス補強体の最大軸線方向幅の点とビードの基部Ｄとの間の半径方向距離Ｈ_Eのせいぜい２０％の半径方向距離を意味すると理解すべきである。ここに特別に説明する例では、カーカス補強体（１）の主要部とそのターンアップ（１０）との間の接点Ｔ′は、基部Ｄから半径方向距離Ｈ_Tの位置にあり、この距離Ｈ_Tは高さＨ_Eの３５％に等しい。一方、点Ａは、Ｈ_Eの５０％に等しい距離Ｈ_Aの位置にある。接点Ｔ′より軸線方向下方において、カーカス補強体（１）およびターンアップ（１０）は、第１ビードフィラー（３）により軸線方向に分離されており、該フィラー（３）の引張り割線係数は１０Mpaに等しい。接点T′より半径方向上方で、ターンアップ（１０）の上縁部（「補強プライの縁部」とは、該補強プライの端部から出発して少なくとも１５ｍｍの長さを有する前記補強プライの部分を意味するものと理解すべきである）、より詳しくは前記ターンアップ（１０）の端部と、カーカス補強体（１）の主要部との間には分離層（４′）が配置されており、該層（４′）は、カーカス補強体（１）の約２〜３倍の間の一定厚さにすることができる。また、層（４′）を形成するゴム配合物は、前述の２つの例で使用された異形部材（４）のゴム配合物と同じ組成および特性を有している。ターンアップ（１０）の軸線方向外方には、２つの異形部材（５）、（６）が配置されており、これらの異形部材は、それぞれ、前述の第１例の異形部材（５）、（６）と同じゴム配合物で形成されている。異形部材（６）の半径方向下端部（６Ａ）は、接点Ｔ′より僅かに半径方向上方に配置されている。異形部材（５）は、該異形部材（５）と同じゴム配合物で形成された層（５′）で延長されているという特別な特徴を有するが、ビードのつま先の領域では事実上三角形の形状となるように厚さを変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビードの第１実施形態を示す子午線方向断面図である。
【図２】本発明によるビードの第２実施形態を示す子午線方向断面図である。
【図３】本発明によるビードの第３実施形態を示す子午線方向断面図である。

Claims

ターンアップ（１０）を形成すべく、各ビードＢにおいて固定ビードワイヤ（２）に固定されたラジアルカーカス補強体（１）を有し、固定ビードワイヤ（２）の半径方向外方には加硫ゴム配合物からなりかつ実質的に三角形の子午線方向断面を有する第１異形部材（３）が配置され、ターンアップ（１０）の上縁部が、加硫ゴム配合物からなる第２異形部材（４）により前記カーカス補強体（１）の主要部から分離されている構成のタイヤにおいて、第１異形部材（３）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀は８〜１０Mpaの間にあり、第２異形部材（４）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀は３〜５Mpaの間にあり、カーカス補強体のターンアップ（１０）の軸線方向外方には加硫ゴム配合物からなる第３異形部材（５）が配置され、該第３異形部材（５）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀は３５〜５０Mpaの間にあり、第３異形部材（５）の半径方向外方に配置された第４異形部材（６）は３〜５Mpaの間の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀を有し、第４異形部材（６）の半径方向下端部（６Ａ）は、カーカス補強体（１）のターンアップ（１０）の端部とビードの基部Ｄとの間の距離Ｈ_RNCより小さい距離だけ、直線Ｄから半径方向に隔てて配置されており、第３異形部材（５）は半径方向外方に向かって減少する厚さｅを備え、この厚さｅが最大厚さｅ_Mの１０％に等しくなる、回転軸線方向に平行な直線の点Ｃが直線Ｄから隔てられる半径方向距離は距離Ｈ_RNCより小さく、固定ビードワイヤ（２）への接点Ｔと基部Ｄから距離Ｈ_Aに位置する点Ａとの間の実質的に直線状の子午線方向輪郭をもつカーカス補強体（１）の前記主要部は、カーカス補強体（１）の最大軸線方向幅の点と基部Ｄとの間の半径方向距離Ｈ_Eの３５〜６５％の間にあることを特徴とするタイヤ。
リムフランジと接触するゴム配合物（８）の層は、１０〜１５Mpaの間の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀を有することを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
前記固定ビードワイヤ（２）は「編組形」ビードワイヤであることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
前記カーカス補強体（１）の固定ビードワイヤ（２）を包囲する加硫ゴム配合物の層（２０）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀は、第３異形部材（５）の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀に実質的に等しいことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
前記第３異形部材（５）は、ビードワイヤ組立体（２）の回りでターンアップされ、従って前記ビードワイヤ組立体（２）の周囲の少なくとも１／２を覆うように、同じゴム配合物からなりかつ実質的に一定の厚さをもつ層（５′）により半径方向内方に延長されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のタイヤ。
前記固定ビードワイヤ（２）の回りに巻回されるラジアル補強要素のプライ（７０）で形成された付加補強アーマチャ（７）が、それぞれ、カーカス補強体（１）の主要部の軸線方向外方に設けられた軸線方向内方のストランド（７０１）およびターンアップ（１０）の軸線方向内方に設けられた軸線方向外方のストランド（７０２）を形成し、前記軸線方向内方のストランド（７０１）の半径方向上端部は、カーカス補強体（１）のターンアップ（１０）の端部とビードの基部Ｄとの間の半径方向距離Ｈ_RNCの８０〜１６０％の間の距離Ｈ_L1だけビードの基部Ｄから半径方向に隔たった位置にあり、軸線方向外方のストランド（７０２）の半径方向上端部の回転軸線からの半径方向距離は、カーカス補強体のターンアップ（１０）の端部の回転軸線からの半径方向距離より小さく、前記ストランド（７０２）の半径方向上端部とビードの基部Ｄとの間の距離Ｈ_LEは、カーカス補強体のターンアップ（１０）の高さＨ_RNCの０．２〜０．８倍の間にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のタイヤ。
カーカス補強体（１）のターンアップ（１０）はカーカス補強体（１）の主要部への接点Ｔ′を形成し、該接点Ｔ′は、点Ａの回りで半径方向距離Ｈ_Eのせいぜい２０％の半径方向距離に亘って延びている領域内に半径方向に位置し、前記接点Ｔ′より半径方向下方にあるカーカス補強体（１）およびそのターンアップ（１０）は、第１異形部材（３）により軸線方向に分離され、該第１異形部材（３）の引張り割線弾性係数は８〜１０Mpaの間にあり、点Ｔ′より半径方向上方のターンアップ（１０）の端部は、３〜５Mpaの間の引張り割線弾性係数Ｍ₁₀をもつ加硫ゴム配合物からなる分離層（４′）によりカーカス補強体（１）の主要部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１〜５のいずれか１項記載のタイヤ。