JP4943329B2 - タイヤビード - Google Patents

Description

本発明は、半径方向カーカス補強材を有するタイヤに関し、特に、重い荷を支持する大型車、特に、トラック、バス又はトレーラに装着されるようになったタイヤであって、新規なビード補強材構造がタイヤの耐久性を向上させるよう設計されているタイヤに関する。

公知のように、考慮対象のタイプのタイヤは、取付けリムの受座と協働するよう設計されたビードを有し、かかるビードは、サイドウォールによってタイヤクラウンに連結されている。タイヤは、子午線方向、すなわち、円周方向と９０°に等しい又はこれに近い角度をなす方向に差し向けられている少なくとも複数本の金属製または非金属製のコードで形成されたカーカス補強材を有する。このカーカス補強材は、各ビード内で少なくとも１つの円周方向ビード補強材（例えば、ビードワイヤ）に繋留され、上曲がり部を形成している。カーカス補強材は、クラウン補強材によって半径方向に包囲され、このクラウン補強材は、金属製補強要素の少なくとも２つのスタックから成り、かかる金属製補強要素は、１つのスタックから次のスタックまで互いに交差しており、これらスタックは、円周方向と１０°〜４５°の角度をなしている。加わるに、カーカス補強材の上曲がり部は、通常、少なくとも１つの補足的補強材によって補強され、この補足的補強材の補強要素は、金属製であるにせよ、そうではないにせよ、いずれにせよ、円周方向と４５°よりも小さな角度をなすよう配置されている。

或る特定のタイプの応力付与下において、タイヤビードは平均的な動作温度と比較して比較的高い温度条件を受ける。これら温度は、主として大型車両のブレーキ部品の加熱及びこの結果として生じる輻射により生じる。

タイヤビードの耐久性を向上させるため、かかるタイヤビードに補足的補強材を設けることが知られており、かかる補足的補強材は、これらがビードの受座とカーカス補強材を繋留する円周方向補強材との間に介在して位置するようビード内に配置される。しかしながら、この解決策により、大きな応力が補足的補強材の半径方向外側端部に見られるようになり、これら応力は、タイヤの耐久性に悪影響を及ぼす場合がある。

別の解決策（特に、仏国特許第１，３２８，７５２号明細書に記載されている）では、カーカス補強材及びその上曲がり部が巻き付けられたビードワイヤを有するビードが記載されている。この解決策は、ビードの耐久性を効果的に向上させたが、それにもかかわらず、これは、全体として満足のいくものではない。というのは、特に、この解決策では、ビードワイヤの半径方向外側部分及び上曲がり部にコードから成る包装材を施して、上曲がり部をビードワイヤにしっかりと保持することが必要だからである。

仏国特許第１，３２８，７５２号明細書

かりにタイヤの有効寿命が延びているとしても（特に、トレッドの摩耗の判断基準を用いて判断した場合）、タイヤに高い温度が繰り返し加わることにより、ビードの永久変形が生じ、それによりビードの耐久性が低下することが判明した。

本発明の目的は、重い積荷を支持する車両用のタイヤビード構造体を得ることにより、この構造体は、部品数を減少させながらユーザの要望に対して適切な耐久性をビードに与える。

この目的のため、本発明のタイヤは、取付けリムの受座と協働するよう設計された２つのビードを有する。このタイヤは、上曲がり部によって各ビード内に繋留された半径方向カーカス補強材を有し、上曲がり部が、円周方向ビード補強材の周りに少なくとも１つのループを形成し、上曲がり部が、子午線断面で見て、カーカス補強材と、円周方向ビード補強材の半径方向最も内側の点を通っているカーカス補強材とタイヤの回転軸線に垂直な線の交点に一致する原点で始まるタイヤにおいて、上曲がり部の端部は、子午線断面で見て、カーカス補強材の上曲がり部と円周方向ビード補強材との間に位置している。

完全なループの形態をしたこの構造体（すなわち、その上曲がり部が、上曲がり部の原点を通り又はその近くで少なくとも２回通る）により、カーカス補強材の繋留具合が向上し、この作用効果として、加熱を繰り返し受けた場合でもビードの良好な機械的耐久性が実現でき、事実、上曲がり部の端部について選択された位置は、タイヤがリムに取り付けられたときに使用されるビード補強材とリムの受座との間でカーカス補強材の端部をクランプする。

公知のように、ビード補強材は、少なくとも１本のビードワイヤ（すなわち、円周方向に連続した構造体を形成すると共に適当な引張剛性を有する少なくとも１本のワイヤ又はコード、或いはワイヤ又はコードの組み立て体）から成り、このビードワイヤの子午線断面は、具体的には、円形であってもよく或いは矩形であってもよいが、これには限定されない。

大抵の場合、大型車用のタイヤ又は非常に重い荷を支持する重機用のタイヤは、複数個の金属製補強要素（ワイヤ又はコードの形態をしている）から成るカーカス補強材を有する。問題のタイヤのサイズに応じて、これら金属製補強要素は、場合によっては、カーカス上曲がり部でループを形成することが望ましい場合に、かかる金属製補強要素を十分にきつく湾曲させるのが難しい特性を備えている。かかる場合、カーカス補強材を延長させ、延長部が本発明の繋留ループの形状をした上曲がり部を形成し、この延長部の一端部をカーカス補強材の上曲がり部と円周方向ビード補強材との間に配置することが提案される。注目されることとして、上曲がり部の開始点は、回転軸線を含む子午線断面で見て、カーカス補強材とタイヤの回転軸線に垂直な線の交点に一致し、この線は、円周方向ビード補強材の半径方向最も内側の点を通る。さらに、上曲がり部の他端部は、上曲がり部の開始点から直線的に最も遠くに離れた位置にある延長部の端点に一致する。

公知のように、例えば配合ゴムの被覆材を円周方向ビード補強材、例えばビードワイヤの周りに設けてカーカス補強材とビードワイヤの直接的な接触を阻止するのが良い。

ビード内に延び、通常のビード構造体のようにビードワイヤを半径方向に越えてカーカス補強材と協働する上曲がり部が存在しないことを補償するため、上曲がり部によって形成されたループの最も外側の箇所を回転軸線から、リムの半径方向最も外側の箇所のアールよりも大きな距離離れた所に配置するのが有利である（実際には、リムは、軸方向外側への延長部としてフランジ又はフックを備えた受座を有し、これらフランジ又はフックは、タイヤがリムに取り付けられてインフレートされると、リムの軸方向変位を制限するよう設計されている）。

かくして、ビードワイヤ及びその被覆材周りのループは、ホイールの各回転時におけるサイクル曲げ運動中、カーカス補強材の支持体を形成するのに適したサイズの半径方向外側部分を形成し、従って、特にリムフック周りの局所化曲げが回避される。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の要旨の種々の実施形態を非限定的な例として示す添付の図面を参照して以下にも行われる説明から明らかになろう。

図１は、本発明のタイヤビード１１の子午面（すなわち、タイヤの回転軸線を含む平面）で取った断面図である。軸方向外方の延長部としてフランジＪｒを備えた僅かに傾斜した受座Ｊｓ（１０°よりも小さい又はこれに等しい回転軸線とのなす角度）を有するリムＪに取り付けられるようになったこのタイヤビードは、本質的に円形断面のビードワイヤ１３から成る円周方向ビード補強材周りに繋留されたカーカス補強材１２を有している。繋留ビードワイヤ１３は、コアコード周りに螺旋に巻き付けられた複数本のコードで形成され、ビードワイヤ１３は、カーカス補強材１２への機械的結合部を保証する配合ゴムで作られた異形要素１４で被覆されている。

カーカス補強材１２は、本質的に半径方向に差し向けられた（すなわち、円周方向と９０°に近い角度又はこれに等しい角度をなす）複数本の金属製コードで補強された配合ゴムから成る。

図１の子午面では、カーカス補強材１２の上曲がり部１５の開始部は、カーカス補強材１２とタイヤの回転軸線に垂直であって、ビードワイヤ１３の半径方向最も内側の点Ａを通る線Ｄの交点として得られた点Ａ１によって定められる。アルファベット文字Ｆは、カーカス補強材の上曲がり部１５の他端部を示している。

図示のビード１１では、上曲がり部は、完全なループ、すなわち、上曲がり部が始まる点Ａ１の他に、線Ｄを点Ａ２のところで再び切断し、線Ｄの軸方向外側に位置する端点Ｆで終わるループを形成するようビードワイヤに巻き付けられている（「軸方向外側」という用語は、タイヤにより画定されたキャビティの外側を意味するものと理解される）。上曲がり部の端部分（点Ａ２と点Ｆとの間の部分）はかくして、上曲がり部それ自体とビードワイヤとの間にクランプされ、その結果、ビードワイヤ１３の半径方向最も内側の箇所とリム受座Ｊｓとの間のクランプによりカーカス補強材１２の繋留具合が向上している。

好ましくは、この種の大型車用タイヤに関し、上曲がり部１５は、少なくとも点Ａとビードワイヤの軸方向最も外側の箇所に相当する点Ｂとの間に配置されている。このように、リムフランジＪｒに加わる接触圧力は、カーカス補強材の繋留具合を向上させるのに役立つ。

理解できるように、ビード１１は、円周方向に対して９０°よりも小さな角度だけ傾斜した複数個の補強要素で形成された補足的補強材１６を更に有し、図示の例では、この補足的補強材１６は、点Ｂに対して半径方向内側に設けられた半径方向内端部を有している。上曲がり部により形成されたループの把持効果を更に一段と高めるため、この補足的ビード補強材１６をビードワイヤ１３の下に半径方向に延長させるのがよい。

同一構造体は、補強要素がテキスタイルタイプのものであるカーカス補強材の場合に有利に使用できる。

図２は、受座Ｊｓが本質的に１５°に等しい角度だけ傾斜したリムＪに取り付けられるよう設計されているタイヤビード２１の子午線断面を示しており、この受座は、軸方向外方への延長部としてフックＪｃを有している。

本発明のタイヤのこの例では、金属製コードの形態をした複数本の補強要素を有するカーカス補強材２２が、各ビード内で本質的に四辺形断面のビードワイヤ２３に繋留され、このビードワイヤ断面の側部のうちの２つは、リム受座Ｊｓの傾きに近い又はこれに等しい傾きを有している。ビードワイヤ２３は、異形要素２４で被覆され、この異形要素は図２の平面で見て、本質的に円形の外形を有している。

カーカス補強材２２の上曲がり部２５は、カーカス補強材とタイヤの回転軸線に垂直であって、ビードワイヤの２３の半径方向最も内側の点Ａを通る線Ｄの交点として得られる点Ａ１で始まる完全なループを形成している。カーカス補強材の上曲がり部の他端部は、図２では点Ｆで示され、この点Ｆは、ビードワイヤ２３の半径方向外側の部分内に位置している。補足的ビード補強材２６も又設けられ、この補足的ビード補強材は、カーカスの上曲がり部２５により形成されたループの軸方向外側に（すなわち、取付けリムのフックＪｃに接触するようになったビードの部分の側に）位置している。

図示していない変形例では、補足的補強材２６を軸方向内方へ延長させてビードワイヤ２３と取付けリム受座Ｊｓとの間で半径方向にくさび止めする。

本発明のビード構造は、補強要素が金属製（コードの形態をしている）であるカーカス補強材の場合に関し、先行技術と比較して幾つかの利点を奏する。事実、かかる場合、本発明の技術的原理を適用することにより、製作前又は製作中、補強要素の永久変形（コードを構成する金属製要素の塑性変形）を実施する必要性を無くすことができる。当然のことながら、かかる塑性変形は又、例えばループの形成後、必要に応じて実施してもよい。

図３は、本発明のビード３１の別の変形例を示しており、このビードは、カーカス補強材の上曲がり部３５が、延長部３７によって延長されて、点Ａ１（回転軸線に垂直であって、ビードワイヤ３３の軸方向最も内側の点Ａを通る線Ｄの交点）と延長部の端部のところの点Ｆとの間に完全なループを形成する点を除き、図２のビードに相当している。

カーカス補強材３２は、配合ゴムの異形要素３４で被覆されたビードワイヤ３３周りに繋留され、このカーカス補強材は、点Ａで始まり、異形要素３４を一部のみ包囲するよう点Ｆまで延びる上曲がり部３５を有し、上曲がり部３５は、この上曲がり部の長さの約半分に等しい距離にわたり、点Ｅ１と上曲がり部３５の端点Ｆとの間でカーカス補強材に結合された延長部３７によって延長されている。この場合、上曲がり部３５を延長させた延長部３７は、点Ａと点Ａ１との間の点Ａ２を通り、ビードワイヤ３３の半径方向外側に位置する点Ｅ２で終わっている。

この構造は、カーカス補強材のコードがビードワイヤの周りに完全なループを形成してこれを定位置に保つのを困難にする特徴としての曲げ剛性を有する場合に特に有利である。延長部を形成する結合補強材は、とりわけ、湾曲しやすくしてループを形成しやすくする特性を有するよう選択される。図３に示すこの変形例としてのビード構造体は、上曲がり部の同一側又はその各側に設けられた１つ（図示の場合）又は２つ以上の結合補強材を有するのがよい。別の変形例では、少なくとも１つの延長部が、上曲がり部の全体に結合され又はカーカス補強材に沿ってビードの内方側部上に延長されるまで長くなっている。

本発明は、説明すると共に図示した例には限定されず、本発明の範囲を逸脱しないで種々の仕方で改造できる。特に、少なくとも１つの塑性変形を金属製補強要素を備えたカーカス補強材の上曲がり部に対して実施しても良い（この塑性変形は、例えば、タイヤの製造前に行われる）。

さらに、タイヤの内側から外方へ延びるものとして説明した変形例に示すカーカス補強材上曲がり部の巻き方向を逆にしても良い（外側から内方へ）。

本発明のビード付のタイヤを製造するため、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに子午線断面で示された巻き付け装置４０を用いる。カーカス補強材の上曲がり部を円周方向補強材（ビードワイヤ）に巻き付けることができる。この巻き付け装置４０は、特に、互いに異なる直径の２つのリング４２，４３にそれぞれ固定された２つの軸方向端部を備える本質的に円形の形をした巻きシート４１を有する（図示の例では、軸方向を内側に位置するリング４２の直径は、リング４３の直径よりも小さい）。リング４２，４３はそれら自体、駆動機構体（図示せず）に軸方向に固定されている。

加うるに、ヘッド４４は、軸方向内側に凹状キャビティ４５を備えた外面を有し、この凹状キャビティは、ビードワイヤ４７の周りに上に曲げられるべきカーカス補強材４６の一端部を少なくとも部分的に包囲するよう設計されている。

巻き付け形態では、シート４１は、ヘッドの外面上を滑ることによりヘッド４４と協働してカーカス補強材４６の端部をビードワイヤ４７の周りに引っ張る。

カーカス補強材４６の端部をビードワイヤ４７に巻き付けるために、このビードワイヤを、すでに円筒形成型ドラム上にそれ自体配置されたカーカス補強材と同心状に位置決めし、次に、装置４０を、軸方向最も内側のリング４２がビートワイヤの内側に半径方向且つ軸方向に配置されると共にビードワイヤ及びカーカス補強材の端部がキャビティ４５内に位置するよう位置決めする（この段階は、図４Ａに対応している）。次に、ヘッド４４を軸方向内方へ動かして（図４Ｂにおいて矢印Ａで指示する方向に沿って）ヘッド４４の外面上でのシート４１の相対的摺動を生じさせ、かくして、カーカスの端部を引っ張ってループ４８をビードワイヤの周りに形成することができる。

この装置により、当然のことながら、装置のヘッドの軸方向変位を前もって決定することによりビードワイヤ周りのカーカス補強材の巻き付けターン（すなわち、ループ）の数を調節することができる。

円周方向ビード補強材が円形断面のビードワイヤであるタイヤビードの断面図である。 外形が本質的に円形である異形要素で被覆された断面が本質的に矩形のビードワイヤを備えたタイヤの断面図である。 図２のビードワイヤに該当しているが、カーカス補強材が延長部により延長されている変形例としての別のビードを示す図である。 本発明のビードを製造するのに適した装置を示す図である。 本発明のビードを製造するのに適した装置を示す図である。

Claims (7)

1. 取付けリム（Ｊ）の受座と協働するよう設計されている２つのビード（１１，２１，２２）を備えたタイヤであって、前記タイヤが、上曲がり部（１５，２５，３５）によって各前記ビード内に繋留された半径方向カーカス補強材（１２，２２，３２）を有し、前記上曲がり部が、円周方向ビード補強材（１３，２３，３３）の周りに少なくとも１つのループを形成し、前記上曲がり部が、子午線断面で見て、前記カーカス補強材と、前記円周方向ビード補強材（１３，２３，３３）の半径方向最も内側の点（Ａ）を通っている前記タイヤの回転軸線に垂直な線（Ｄ）の交点に一致する原点（Ａ１）で始まるタイヤにおいて、前記上曲がり部の端部は、子午線断面で見て、前記カーカス補強材の前記上曲がり部（１５，２５，３５）と前記円周方向ビード補強材（１３，２３，３３）との間に位置していることを特徴とするタイヤ。
2. 前記円周方向ビード補強材は、ビードワイヤ（１３，２３，３３）から成り、前記ビードワイヤは、少なくとも１つの配合ゴムで形成された異形要素（１４，２４，３４）で被覆されており、前記カーカス補強材の前記上曲がり部は、前記ビードワイヤと前記被覆材の両方を包囲する少なくとも１つのループを形成している請求項１記載のタイヤ。
3. 前記カーカス補強材（１２，２２，３２）の前記補強要素は、金属コードである請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記カーカス補強材（３２）の少なくとも１つの繋留ループは、前記補強材の前記上曲がり部（３５）を形成する第１の部分と、前記上曲がり部で前記繋留ループを形成するよう前記上曲がり部を延長させる延長部（３７）を形成する第２の部分とから成り、前記延長部の一端部は、前記カーカス補強材の前記上曲がり部と前記円周方向ビード補強材との間に位置している請求項１乃至３の何れか１項に記載のタイヤ。
5. 少なくとも１つの前記ビードは、補足的補強材（１６，２６）を有し、前記補足的補強材の補強要素は、前記円周方向と４５°よりも小さな角度をなし、前記補足的補強材（１６，２６）は、前記カーカス補強材の前記上曲がり部（１５，２５）に対して軸方向を外側に位置している請求項１乃至４の何れか１項に記載のタイヤ。
6. 前記カーカス補強材（１２，２２，３２）は、前記タイヤの内側から外側へ向かって延びる上曲がり部によって前記円周方向ビード補強材（１３，２３，３３）周りに繋留されている請求項１乃至５の何れか１項に記載のタイヤ。
7. 前記カーカス補強材の前記上曲がり部（１５，２５，３５）は、少なくとも１つの塑性変形部から成る請求項１乃至６の何れか１項に記載のタイヤ。

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