(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラウンと、２つの側壁と、２つのビードと、少なくとも前記のビードの一方から前記側壁の一方へと少なくとも１つの周方向整合をなして周方向に整合されかつ隣接して配置されかつ前記一方のビード内で係止された第一補強層を備えたカーカス補強体と、クラウン補強体とを備え、
前記一方のビードが係止ゾーンを備え、該係止ゾーンはカーカス補強体を維持できかつ周方向に配向された少なくとも１つの第二補強層を備え、該第二補強層はこれに接触しているゴム係止配合物を介してカーカス補強体の隣接部分と第一補強層の隣接するセクションと協働するタイヤにおいて、
前記ゴム係止配合物が、１０〜２０ＭＰａの範囲内の１０％変形時の弾性係数を有し、
前記ゴム係止配合物が、
−７０〜−２５℃の範囲内のＴｇのＳＢＲを、全エラストマ重量の２０重量％を超える割合で含有し、
−１１０〜−９０℃の範囲内のＴｇのポリブタジエンを、全エラストマ重量の４０重量％より少ない割合で含有し、
前記ゴム係止配合物における合成エラストマの全割合が、全エラストマ重量の５０％を越えている、
ことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記ゴム係止配合物が１０〜２０ＭＰａの範囲内の１０％変形時の弾性係数を有する、
請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
合成エラストマの全割合が、全エラストマ重量の５５〜６５％である、
請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記ゴム係止配合物が、１５０℃で２．３５ＭＰａの初期歪みを受けて少なくとも５時間破断することなく静的クリープ応力を支持する、
請求項１に記載のするタイヤ。
【請求項５】
前記ゴム係止配合物が、１５０℃で２．３５ＭＰａの初期歪みを受けて、３〜５時間で２．１０-3／分より低い静的クリープ速度を有している、
請求項４に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記ゴム係止配合物は、１０分後に１９７℃で１０％より小さい加硫戻り速度を有する、
請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記ゴム係止配合物は、１０分後に１９７℃で５％より小さい加硫戻り速度を有する、
請求項６に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記第一補強層が、隣接する往路部分と復路部分を形成し、各往路部分と復路部分を連結するループが前記一方のビード内に設けられている、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤに関し、より詳しくは、カーカスコードの構造およびビード内でのカーカスコードの係止技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、国際特許公開ＷＯ ９８／５４００６には、新しい形式のタイヤのカーカス補強体およびビード内でのその係止技術が提案されている。この国際特許出願によるタイヤは、クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、該ビードから側壁まで少なくとも１つの周方向整合体（circumferential alignment）の形態で周方向に整合して隣接して配置されかつビード内に係止された第一コードを備えたカーカス補強体と、クラウン補強体とを有し、各ビードは、カーカス補強体を維持できる係止ゾーンを備えかつゴム係止配合物（rubber-anchoring compound）を介してカーカス補強体の隣接部分と協働する周方向に配向された少なくとも１つの第二コードを含んでいる。このゴム係止配合物は、１０％変形時に、２０ＭＰａ以上、好ましくは３０ＭＰａ以上の弾性係数を有している。
【０００３】
タイヤビードのこの新しい構造は、特に疲労に関して優れた結果が得られる。
しかしながら、本件出願人は、これらのビードの著しく大きい剛性のため、例えばトラックタイヤのような大型タイヤの装着および取外し、特に手作業による装着および取外しには困難を伴うことを見出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この問題を解決するためのものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願明細書において使用する用語は下記のように定義される。
【０００６】
「コード」とは、モノフィラメント並びにマルチフィラメント、または同様なコード、ヤーンの組立体またはあらゆる形式の均等組立体を意味し、その材料およびゴムへの接着性を向上させるための表面処理、コーティングまたはプレサイジング等のこれらのコードの処理の如何とは無関係である。
【０００７】
コードとゴム係止配合物との「接触」とは、コードの外周面の少なくとも一部がゴム係止配合物と密接していることをいう。コードが被覆またはコーティングを含んでいるときは、用語「接触」は、ゴム係止配合物と被覆またはコーティングの外周面との密接をいう。
【０００８】
「軸線方向」とは、タイヤの回転軸線に平行な方向をいう。すなわち、タイヤの内側の方向をいうときは「軸線方向内方」、タイヤの外側の方向をいうときは「軸線方向外方」という。
【０００９】
「半径方向」とは、タイヤの回転軸線を通る方向をいう。通常、タイヤの回転軸線に向う方向は「半径方向内方」、タイヤの外方に向う方向は「半径方向外方」という。
【００１０】
ゴム配合物の「弾性係数」とは、１０％変形時および室温での割線伸び係数をいう。測定は、１０％変形への第一適合サイクル後に行なわれる。すなわち、
Ｅ10＝Ｆ10／（Ｓ×ε10）すなわちＥ10＝Ｆ10（１＋ε10）／（Ｓ0×ε10）、ここでε10＝０．１であるとすると、Ｅ10＝（Ｆ10×１．１）／（Ｓ0×０．１）となる。尚、Ｅ10は１０％伸び時の割線伸び係数、Ｆ10は１０％伸び時の引張り力、Ｓ0は試料すなわち試験片の初期断面積、Ｓはゴム材料の伸びεでの試料の断面積で、Ｓ＝Ｓ0／（１＋ε）、およびε10は１０％の伸びである。
【００１１】
エラストマの「Ｔｇ」とは、異なる温度分析により測定されたエラストマのガラス転移温度をいう。
【００１２】
「静的クリープ試験（static creep test）とは、試験片が作られるときの試験をいう。試験片の有効部分は、７０ｍｍの長さ、５ｍｍの幅および２．５ｍｍの厚さを有している（これらの試験片は、厚さ２．５ｍｍの加硫板に切断される）。試験片は１５０℃のオーブン内に置かれ、３ｋｇの重量が直ちに試験片に連結される。かくして、試験は下記の初期歪み、すなわち、
σ0＝（Ｍ×ｇ）／Ｓ0＝２．３５ＭＰａ
で行なわれる。ここで、Ｍは加えられる重量、ｇは重力の加速度、およびＳ0は測定試験片の初期断面積である。試験片の有効部分の伸びは時間の関数として測定される。「静的クリープ速度」は、所与の時間、例えば３〜５時間試験中の変形の変化に一致し、下記式で表される。
τ＝Δε／Δｔ
ここで、Δε＝ε（ｔ2）−ε（ｔ1）は、時間Δｔ＝ｔ2−ｔ1（分）の間に測定された変形の変化である。
【００１３】
「レオメータ試験」とは、±０．２°の変形、１００サイクル／分の周波数、１９７℃の温度および１０分間の時間で行なわれる別の剪断試験である。
【００１４】
「モンサントレオメータ（Monsanto rheometer）」とは、原料配合物ディスクについて行なわれる試験である。ディスクの２つの面間に加えられる剪断力から生じるトルクの発生は１０分間記録される。この場合、トルクの発生は、測定された最大値の後に特に注目される。測定されたトルクが安定している場合には、試験片の加硫戻り（reversion）すなわち剛性の低下は生じない。一方、測定されたトルクが減少する場合には、加硫戻りが生じたことが表示される。加硫戻り現象は、この試験条件下での試験片の剛性の低下を表す。これは、高温での配合物の熱的安定性の試験であり、下記の関係が観察される。
ｒ＝（Ｃmax−Ｃ10）×１００／Ｃmax
ここで、ｒは試験後の加硫戻り速度、Ｃmaxは測定された最大トルク、およびＣ10は試験の１０分後に測定されたトルクである。
【００１５】
「周方向に配向されたコード」とは、タイヤの周方向にほぼ平行、すなわちタイヤの周方向から５°を超えない角度に配向されたコードをいう。
【００１６】
「半径方向に配向されたコード」とは、軸線方向とほぼ同じ平面、すなわち軸線方向平面に対して１０°以下の角度を形成する平面内に含まれるコードをいう。
【００１７】
本発明によるタイヤは、クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、少なくとも一方のビードから一方の側壁へと、少なくとも１つの周方向整合をなして周方向に整合されかつ隣接して配置されかつ前記一方のビード内で係止された第一コードを備えたカーカス補強体と、クラウン補強体とを有し、前記一方のビードは係止ゾーンを備え、該係止ゾーンはカーカス補強体を維持できかつ周方向に配向された少なくとも１つの第二コードを備え、該第二コードはこれに接触しているゴム係止配合物を介してカーカス補強体の隣接部分と協働しかつ第一コードの隣接セクションとも協働する。本発明のタイヤのゴム係止配合物は１０〜２０ＭＰａの範囲内の１０％変形時の弾性係数を有し、かつＳＢＲグループの少なくとも１つの合成エラストマと、全エラストマ重量の５０％を超える合成エラストマの全割合をもつポリブタジエンとを有している。
【００１８】
本件出願人は、非常に驚くべきことに、このゴム係止配合物は、これまで推奨されているよりも遥かに小さい剛性であるにも係わらず、対象とするビードの非常に満足できる疲労特性を維持できることを見出した。
合成エラストマの全割合は、エラストマの全重量の５５〜６５％の範囲内にあることが好ましい。
６５％を超えると、接合ゴムの原料接着能力が不充分になり、タイヤビードの製造上の問題を引き起こす。一方、５５％より低いと、高温での静的クリープ応力に対するゴム係止配合物の抵抗力が低下する。
【００１９】
ゴム係止配合物は、−７０〜−２５℃の範囲内のＴｇのＳＢＲを、全エラストマ重量の２０重量％を超える割合で含有していることが好ましい。
ゴム係止配合物はまた、−１１０〜−９０℃の範囲内のＴｇのポリブタジエンを、全エラストマ重量の４０重量％以下の割合で含有することもできる。
実際に、ポリブタジエンの存在により、高温でのゴム係止配合物の熱的安定性が改善されるが、ゴム係止配合物が全エラストマ重量の４０％を超えると熱的安定性の達成は困難になる。
【００２０】
本発明はまた、クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、少なくとも一方のビードから一方の側壁へと、少なくとも１つの周方向整合をなして周方向に整合されかつ隣接して配置されかつ前記一方のビード内で係止された第一コードを備えたカーカス補強体と、クラウン補強体とを有し、前記一方のビードは係止ゾーンを備え、該係止ゾーンはカーカス補強体を維持できかつ周方向に配向された少なくとも１つの第二コードを備え、該第二コードはこれに接触しているゴム係止配合物を介してカーカス補強体の隣接部分と協働しかつ第一コードの隣接セクションとも協働する構成のタイヤにおいて、前記ゴム係止配合物が１０〜２０ＭＰａの範囲内の１０％変形時の弾性係数を有し、ゴム係止配合物が、１５０℃で２．３５ＭＰａの初期歪みを受けて少なくとも５時間破断することなく静的クリープ応力を支持することを特徴とするタイヤに関する。
ゴム係止配合物は、１５０℃で２．３５ＭＰａの初期歪みを受けて、３〜５時間で２．１０-3／分以下の静的クリープ速度を有することが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、クラウンと、２つの側壁および２つのビードと、少なくとも一方のビードから一方の側壁へと、少なくとも１つの周方向整合をなして周方向に整合されかつ隣接して配置されかつ前記一方のビード内で係止された第一コードを備えたカーカス補強体と、クラウン補強体とを有し、各ビードは係止ゾーンを備え、該係止ゾーンはカーカス補強体を維持できかつ周方向に配向された少なくとも１つの第二コードを備え、該第二コードはこれに接触しているゴム係止配合物を介してカーカス補強体の隣接部分および協働しかつ第一コードの隣接セクションとも協働する構成のタイヤにおいて、前記ゴム係止配合物が１０〜２０ＭＰａの範囲内の１０％変形時の弾性係数を有し、かつ１０分後に１９７℃で１０％以下、好ましくは５％以下の加硫戻り速度を有することを特徴とするタイヤに関する。
【００２２】
本発明によるタイヤは、第一コードが、前進経路および後退経路に隣接して、前進経路と戻り経路とを連結するループを前記一方のビード内に形成することが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
図１には、本発明によるタイヤのビードおよび側壁が部分断面図で示されている。このタイヤは、ビード２に隣接する側壁１を有している。カーカス補強体３はビード２から側壁１まで周方向に延びておりかつ図示の例では第一コード４の周方向整合体を必要とする。第一コード４は、ビードおよび側壁内で半径方向に配向されかつビード２の係止ゾーン２０内で係止されている。係止ゾーン２０は２つの主要要素、すなわちゴム係止配合物９と協働する第一コード４のセクション４０に隣接して該セクション４０の両側に配置された第二コード７からなる２つの周方向ワインディング４１、４２を有している。ゴム係止配合物９は、第一コード４のセクション４０と第二コード７の周方向ワインディング４１、４２との間で、第一コード４のセクション４０の両側に配置されている。ゴム係止配合物９は、第一コード４の周方向の少なくとも一部と、係止ゾーン２０内に存在する第二コード７とに直接接触している。図示の例では、ゴム係止配合物９は、係止ゾーン２０内に配置された第一コード４のセクション４０の軸線方向両側で該セクション４０の全体と直接接触しかつ隣接する第一コード４間の隙間を充填している。係止ゾーン２０内でのゴム係止配合物９と、第一コード４と、第二コード７との間の直接接触は、第二コード７とゴム係止配合物９との間の良好な機械的協働を得て、係止ゾーン２０内の第一コード４のセクション４０を強固に固定しかつ特にタイヤの膨張圧力から受ける応力を吸収する上で重要である。第二コード７は非伸長性の高いものであり、ワイヤコードで形成できる。第一コードは、通常、アラミド補強体のような高弾性係数をもつテクスタイル補強体で形成できる。
【００２４】
第二コードの周方向ワインディング４１から軸線方向内方には、「内側ゴム」と呼ばれる標準ゴム配合物１０が設けられている。第二コードの周方向ワインディング４２から軸線方向外方にはフィラー配合物１１および保護配合物１２が設けられ、更に半径方向外方には、徐々にこれらに代わるようにして側壁配合物１３が設けられている。係止ゾーン２０から半径方向外方の領域では、カーカス補強体３の第一コード４が配合物１４と直接接触している。
【００２５】
このタイヤビードの第一コード４および第二コード７は、２つの異なるゴム配合物すなわち、係止ゾーン２０のゴム係止配合物９および半径方向外方の配合物１４と接触している。ゴム係止配合物９の主な機械的特性は、１０〜２０ＭＰａの範囲の弾性係数に関連する優れたクリープ強度を有することである。配合物１４は、通常、３〜１０ＭＰａの範囲の低い剛性を有する。
【００２６】
図２には、本発明によるタイヤの他の実施形態が示されている。このタイヤは大型トラックに装着するためのものである。カーカス補強体３は、第一コードの２つの周方向整合体４、５（この図面では、２つのコードセクション４０、５０に一致する）により形成されている。ここに説明する本発明のタイヤの場合には、２つのコードセクション４０、５０は、側壁１内で半径方向に配向されておりかつアラミド繊維からなる。第一コードセクション４０、５０は平行に配置されかつゴム配合物６により分離されている。タイヤのビードの係止ゾーン２０では、第一コードからなる２つの周方向整合体４，５が、第一コードセクション４０、５０の軸線方向両側に配置されかつゴム係止配合物９により第一コードの一部に連結されたた第二コード７の周方向ワインディング４１、４２、５１、５２および６１により係止されている。周方向第二コードのワインディングすなわちプライは、補強体のスパイラルワインディングで形成するのが有効である。この例では、これらの周方向第二コードは、スパイラルに巻回されたワイヤコードである。ゴム係止配合物９は周方向コードおよびラジアルコードに直接接触している。このゴム配合物は、１つのコードと他のコードとのあらゆる接触を防止する。
この構造は、タイヤの膨張時にコード４０、５０の部分に発生する張力を吸収できる。
【００２７】
ゴム配合物６は、図示の例では、剛性の異なる３つのゴム配合物からなる。第一配合物６２は、限界Ａまでの第一コードの２つの周方向整合体間のカーカス補強体３の係止ゾーン２０内に配置される。第一配合物は前述のゴム係止配合物９と同じであり、１０〜２０ＭＰａの範囲の弾性係数を有している。第二配合物６３はクラウンゾーンおよびクラウンに隣接する側壁の一部すなわち肩部およびほぼ赤道に位置する限界Ｂより半径方向上方の全部に配置される。タイヤの最大軸線方向幅に一致する「線」は、「赤道」と呼ばれている。第二配合物は、約２〜５ＭＰａの小さい弾性係数を有している。最後に、第三配合物６４は、前記２つの限界ＡとＢとの間の中間ゾーンに配置されている。この第三配合物は、６〜１０ＭＰａの範囲の中間弾性係数を有している。両配合物６３、６４は同一物で形成することもできる。
【００２８】
図２のタイヤビードの係止ゾーンでは、ゴム係止配合物は、第一および第二コードと接触するゴム配合物のみである（多分、第一コードのセクション４０、５０の半径方向下端部を除く）。この配合物は、この構造に、タイヤの膨張時および走行時に受ける応力に対する優れた機械的抵抗を与える。
【００２９】
図３は、本発明のタイヤビードの１つの実施形態における第一および第二コードの相対配置を示す斜視図である。図３にはコードのみが示されている。第一コードの周方向整合体５は、コード５０のセクションからなることが理解されよう。ワイヤ部分５０は、これらの半径方向下端部において、ビード２内に配置される並置ループ５５を形成している。これらのループ５５は隣接しているが、重なってはいない。第一コードの周方向整合体５の軸線方向両側では、該整合体５に軸線方向に直接隣接するプライ６１、５１のみが示されている。
【００３０】
図面の明瞭化のため、第一コードの周方向整合体５のみが示されているが、第一コードの周方向整合体４もコード４０の部分が同じ配置を呈している。
第一コード周方向整合体５を実現する他の実施形態を使用することもできる。
一例として、前進経路および後退経路に隣接してビード内にループを形成する１つのコードの代わりに、連続的に配置される個々のコードまたはコードのストリップを使用することもできる。
【００３１】
従って本発明によるゴム係止配合物は、本質的な機械的特性として、１０％片経時の伸び弾性係数が１０〜２０ＭＰａの範囲内にあるような剛性、高温での優れたクリープ強度、および高温での非常に優れた安定性を有している。選択される剛性によって、大型タイヤであっても疲労性能を低下させることなく、サービスリムへのタイヤの容易な装着および取外しを可能にする充分な可撓性がビード構造に付与される。ビード内でのカーカス補強体の強固で耐久性のある係止を得るためにはクリープ強度が重要であり、特に、あらゆる種類のトラック用タイヤのタイヤビードが非常に苛酷な温度条件を受けることから、高温での熱安定性も重要である。
【００３２】
優れた疲労結果を得るには、単独で使用されまたはポリブタジエンと混合される−７０〜−３０℃の範囲のＴｇをもつＳＢＲ合成エラストマを含有するゴム係止配合物を使用できる。ポリブタジエンは、−１１０〜−９０℃の範囲のＴｇを有するものが好ましい。エラストマ（単一または複数種類）は、エラストマの全重量の少なくとも５０％の許容割合で使用され、そのバランスは天然ゴムからなる。ゴム係止配合物は更に、カーボンブラックのような補強フィラーおよび所望の剛性を得るのに適した加硫系（vulcanization system）を含有している。図示の例では、第二コードは黄銅ワイヤコードである。従って、ゴム係止配合物には、高い硫黄含有量をもたせかつ黄銅との接着性を高める添加剤（例えば、コバルトまたはニッケルの金属塩）を含有させる必要がある。例えば、エラストマの全重量の５〜８％の範囲内の硫黄含有量およびエラストマの全重量の６０〜７０％の範囲内のカーボンブラック含有量を使用できる。使用するカーボンブラックは、Ｎ３４７が好ましい。
【００３３】
本発明によるゴム係止配合物の特性を示すため、４種類の配合物が作られかつ試験された。
これらの配合物の配合の主な特性を下記表に示す。
尚、配合物４は、本発明の参考例である。
【表１】
0004625606.tif 000002
【００３４】
これらの４種類の配合物は、次のように試験された。
剛性：１０％伸びおよび室温での弾性係数の決定
クリープ：前述のような１５０℃で７時間の静的クリープ試験
熱的安定性：前述のような１９７℃で１０分間のレオメータ試験
【００３５】
【表２】
0004625606.tif 000003
【００３６】
４種類の配合物は、満足できる剛性を有する。
天然ゴムのみをベースとする配合物１は、全体として不充分な高温での静的クリープ強度を有する。試験片の破断は、試験の３０分後に観察された。この配合物は非常に速い加硫戻り速度を有するので、その熱的安定性も満足できないものである。
配合物２は、第一配合物に比べて優れた結果が、依然として満足できるものではない。
配合物３および配合物４は、静的クリープ試験およびレオメータ試験を首尾良くパスした。これらの配合物のクリープ強度は全体として妥当なものであり、高温でのこれらの熱的安定性も妥当なものであった。３種類のエラストマを含有している配合物３は、配合物４よりも僅かに満足できる加硫戻り結果を呈した。
【００３７】
試験配合物と同様な配合のゴム係止配合物を用いて空気圧試験も行なった。タイヤは装着および取外し作業について妥当な能力を呈したが、ビード内のカーカスプライの係止について充分な疲労限度を呈したのは配合物３および配合物４の配合と同じ配合のゴム係止配合物を含有するタイヤのみであった。
【００３８】
図１の実施形態は乗用車用タイヤに関するものであり、図２の実施形態は商業用車両のタイヤに関するものである。しかしながら、当業者ならば、本発明のタイヤが二輪車両等の他の車両用タイヤとしても使用できることは理解されよう。
【００３９】
本発明によるタイヤは、原料状態での形状変更を殆どまたは全く加えない方法に従って有効に製造される。一例として、内側キャビティの形状を固定する剛性コア上でタイヤの種々の構成要素を組み立てることができる。タイヤの全ての構成要素は、最終構造により必要とされる順序に従ってコア上に置かれ、いかなる製造時点においても成形を受けることなく構成要素の最終位置に直接配置される。このタイヤの製造には、カーカス補強体のコードを配置するための欧州特許ＥＰ ０,２４３,８５１に開示の装置およびゴム質ガムを配置するための欧州特許ＥＰ ０,２６４,６００に開示の装置を使用できる。タイヤは、次に、米国特許第４，８９５，６９２号に開示されているようにして成形および加硫される。
【００４０】
以上、本発明をその実施形態に関連して説明したが、上記教示を考慮すれば、当業者には種々の変更を行なうことは明白であろう。従って、そのような変更は、特許請求の範囲に記載の本発明の精神および範囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタイヤの側壁およびビードを示す部分断面図である。
【図２】本発明による第二タイヤの側壁およびビードを示す部分断面図である。
【図３】コードの一部の構造を示す概略斜視図である。
【図４】静的クリープ試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
２  ビード
３  カーカス補強体
４  第一コード
７  第二コード
９  ゴム係止配合物
２０  係止ゾーン
４１、４２、５１、５２、６１  周方向ワインディング
５５  ループ
６２  第一配合物
６３  第二配合物
６４  第三配合物
【図１】
0004625606.tif 000004
【図２】
0004625606.tif 000005
【図３】
0004625606.tif 000006
【図４】
0004625606.tif 000007