FR2550135A1 - Structure de pneumatique radial pour motocyclette - Google Patents

Abstract

PNEUS RADIAUX POUR MOTOCYCLETTES COMPORTANT UNE PORTION FORMANT BANDE DE ROULEMENT2, DES PORTIONS FORMANT FLANC3, DES PORTIONS FORMANT BOURRELET4, UNE CARCASSE5, DES NOYAUX DE BOURRELET9 CONSTITUES D'UN CAOUTCHOUC DE DURETE ELEVEE ET, EN OPTION, DES COUCHES DE RENFORT7 EN FILS DISPOSEES A L'EXTERIEUR DES NOYAUX DE BOURRELET, LADITE PORTION FORMANT BANDE DE ROULEMENT2 PRESENTANT DES GORGES D'EPAULEMENT11 A SA PORTION D'EPAULEMENT LS ET DES GORGES CENTRALES10 A SA PORTION CENTRALE LC ET LA PROFONDEUR DES GORGES D'EPAULEMENT ETANT DE 5 A 10 DE LA PROFONDEUR DES GORGES CENTRALES, CE PAR QUOI ON EVITE LA FISSURATION DE LA BASE DES GORGES D'EPAULEMENT CAUSEE PAR L'EXISTENCE DES NOYAUX DE BOURRELET EN CAOUTCHOUC DUR OU DES COUCHES DE RENFORT EN FILS.

Description

La présente invention se rapporte à un pneu pour motocyclettes

et plus particulièrement à un pneu pour motocyclettes ayant une excellente durabilité pour une allure élevée des motocyclettes.

Avec la prédominance récente des revêtements routiers, il a été prévu d'augmenter la vitesse des véhicules et il faut donc des pneus de motocyclette présentant des caractéristiques les rendant capables

de s'adapter aux allures élevées.

De façon générale, pour la carcasse d'un pneu de motocyclette, on emploie largement une stucture à plis croisés, c'est-à-dire une struc10 ture dans laquelle les fils des plis de la carcasse se croisent l'un l'autre sous un angle d'environ 15 à 60 par rapport à la direction circonférentielle du pneu Le motif en est que le pneu de motocyclette est en principe différent de celui des véhicules à quatre roues, comme une voiture de tourisme, en particulier en ce qui concerne les fonctions 15 relatives aux mouvements au moment du virage et que ce pneu doit présenter des caractéristiques de maintien d'une allure stable tout en résistant à la force centrifuge qui agit sur la motocyclette avec une force (réaction de carrossage) créée lorsque la motocyclette s'incline en virage sous un angle important par rapport à un plan perpendiculaire 20 à la surface de la route (lorsqu'il y a un angle de carrossage important), force qui agit horizontalement dans la direction dq$laquelle on donne l'angle de carrossage Par conséquent on renforce le pneu de motocyclette en rigidité transversale en utilisant une carcasse de structure à plis croisés comme décrit ci-dessus de façon à maintenir la 25 réaction de carrossage Du point de vue mentionné ci-dessus, on 'ôl pratiquement pas adopté pour les pneus de motocyclette la structure radiale, inférieure en rigidité transversale Toutefois le pneu à structure à plis croisés présente le désavantage qu'il apparaît des vibrations transversales (phénomène ondulatoire) de la motocyclette résul30 tant de l'intensité du virage et de la rigidité transversale du pneu,

aux allures élevées, et que la résistance à l'abrasion est faible.

Comme contre-mesures pour ces problèmes, on a réduit l'angle des fils de la carcasse par rapport à la direction ciroonférentielle du pneu

ou bien on a augmenté le nombre de plis de la carcasse pour augmenter 35 la rigidité du pneu, mais il n'est pas possible de supprimer complète-

ment les inconvénients qui doivent être attribués à la structure aussi

longtemps que l'on emploie la structure à plis croisés.

Les pneus radiaux sont supérieurs en stabilité directionnelle aux allures élevées et en résistance à l'abrasion, bien qu'ils aient les 5 inconvénients mentionnés ci-dessus Pour éliminer ces inconvénients tout en utilisant ces excellentes caractéristiques, il est proposé de prévoir des noyaux de bourrelets constitués d'un caoutchouc de dureté élevée ou des couches de renfort de fils de fibre s'étendant depuis une portion formant bourrelet jusqu'à une portion formant flanc, comme 10 exposé dans la publication du brevet japonais non examiné (Tokkyo Koyai) NO 22704/1983 En conformité avec une telle structure, on accroit la rigidité transversale du pneu et on améliore largement la réaction de carrossage Toutefois la zone de flexion et de déformation du pneu passe de la portion formant flanc à la portion formant épaulement et 15 il apparaît un autre problème consistant en ce qu'une contrainte se produit conjointement avec le fait que la zone ci-dessus soit déplacée à l'extrémité de la toile intermédiaire, qui est une zone de contrainte

élevée et en conséquence que des fissures se produisent à la base des gorges d'épaulement placées aux deux portions d'extrémité de la bande 20 de roulement.

C'est un objet de l'invention de résoudre les problèmes résultant

de l'adoption de la structure radiale.

Un autre objet de l'invention est d'apporter un pneu radial

pour motocyclette présentant une durabilité améliorée.

Ces objets, et d'autres objets de l'invention, apparaitront à

partir de la description suivante et d L dessin d'accompagnement.

On a maintenant découvert qu'il est possible d'éviter effectivement la formation de fissures à la base des gorges d'épaulement en déterminant les dimensions des gorges de la bande de roulement sur une 30 plage spécifique.

En accord avec l'invention il est prévu un pneu pour motocyclettes caractérisé en ce qu'il comporte une portion formant bande de roulement, uotportion formant flanc s'étendant vers l'intérieur depuis les deux

extrémités de la dite portion formant bande de roulement dans la direc35 tion radiale, des portions formant bourrelet placées aux extrémités radialement vers l'intérieur des dites portions formant flanc, une carcasse torique composée de fils qui s'étendent approximativement paral-

lèlement l'un à l'autre dans la direction radiale du pneu et dont les deux portions d'extrémité sont rabattues vers le haut autour des tringles de bourrelet, une toile intermédiaire disposée sur la face externe radialement de la dite carcasse de façon telle que ses fils s'éten5 dent sous un angle de 5 à 45 par rapport à la direction circonférentielle du pneu et des noyaux de bourrelet constitués de caoutchouc dur s'étendant depuis les positions situées juste au-dessus des dites tringles de bourrelet en direction des portions formant flancs, la dite portion formant bande de roulement présentant des gorges d'épaulement 10 à sa portion d'épaulement et des gorges centrales à sa portion centrale et la profondeur des dites gorges d'épaulement étant de 5 à 50 % de

la profondeur des dites gorges de centre.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple

de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel le pneu 1 comporte une portion 2 formant bande de roulement, des portions 3 formant flanc et s'étendant vers l'intérieur depuis les deux extrémités de la bande de roulement 2 dans la direction radiale du pneu et des portions 4 formant bourrelets placées aux extrémités radialement vers 20 l'intérieur des flancs 3 Iabandede roulement 2 s'étend sur toute la voûte de la carcasse 5, depuis le centre jusqu'aux deux extrémités et ceci approximativement parallèlement à la configuration en arc de la

voûte La largeur Wt de la bande de roulement excède habituellement la largeur maxima Ws entre les deux flancs, ce par quoi on peut reprendre 25 la réaction de carrossage produite lorsque le pneu s'incline.

La portion formant bande de roulement 2 comporte des gorges centrales 10 et des gorges d'épaulement 11 dans sa portion centrale L et c dans sa portion d'épaulement Ls, respectivement On choisit la profondeur Ds des gorges d'épaulement sur la plage de 5 à 10 % de la profon30 deur Dc des gorges centrales 10 Le terme "portion formant épaulement" Ls, tel qu'il est utilisé ici, signifie une zone qui s'étend depuis l'extrémité de la bande de roulement jusqu'à un point ne dépassant pas % de la demi longueur L de la distance développée sur la surface de la bànde de roulement Le terme "portion centrale" L 0, tel qu'il est 35 utilisé ici, signifie une zone s'étendant depuis le centre de la bande de roulement jusqu'à un point ne dépassant pas 30 % de la demi longueur L de la distance développée sur la bande de roulement Du fait que les portions formant épaulement L sont situées au-dessus des deux extrés mités de la toile intermédiaire 7 et de l'extrémité supérieure du noyau de bourrelet 9, il y a un risque qu'une contrainte se produise ici En particulier, une concentration de contraintes tend à se pro5 duire à la base de la gorge d'épaulement 11 Les inventeurs ont résolu le problème en apportant un pneu présentant des gorges de profondeur réduite Si la profondeur Ds de la rainure d'épaulement 11 dépasse % de la profondeur D de la rainure centrale 10, il se produit des fissures à la base des gorges d'épaulement, comme mentionné ci-dessus, 10 et d'un autre c 8 té, si D est inférieur à 5 % de De, il se présente s un problème dans les caractéristiques d'accrochage du pneu au momentdu virage De préférence la profondeur Ds de la gorge d'épaulement 11 est de-15 à 30 % de la profondeur de la gorge centrale D Dans cette invention, il est préférable que les profondeurs des gorges disposées 15 depuis le centre de la bande de roulement en direction de la portion formant épaulementsoientpeuà peu réduites dans l'ordre Le, Lm et Ls La carcasse 5 du pneu représenté sur le dessin est composéude deux plis et chacune de leurs deux extrémités est rabattue vers le haut autour d'une tringle 6 de bourrelet, vers l'extérieur, depuis 20 l'intérieur de la tringle de bourrelet 6 et se termine à la portion 4 formant bourrelet ou à la portion 3 formant flanc Il est souhaitable que la portion 5 a d'extrémité rabattue vers le haut et située à l'extérieur de la portion formant bourrelet s'étende Jusqu'à une position supérieure à celle de la portion 5 b d'extrémité rabattue vers 25 le haut et située à l'intérieur de la portion formant bourrelet, de façon à couvrir complètement la portion d'extrémité interne, relevée vers le haut, ci-dessus, atténuant ainsi la concentration de contrainte dans la portion d'extrémité interne tournée vers le haut De plus, pour renforcer le flanc 3 on détermine de préférence les hauteurs Hb 30 et Ha entre la base du bourrelet et chacune des extrémités, 5 b interne rabattue vers le haut, et 5 externe, rabattue vers le haut, pour être a sur les plages allant de 55 à 65 % et de 70 à 100 % de la hauteur H entre la base du bourrelet et une position o la largeur du flanc est la

plus grande, respectivement.

Les fils de la carcasse mentionnée ci-dessus sont disposés parallèlement ou approximativement parallèlement, à la direction radiale du pneu L'expression "approximativement parallèlement" telle qu'on l'utilise ici, signifie que les fils sont disposés sous un angle non supérieur à 100 par rapport à la direction radiale du pneu Si les fils sont disposés sous des angles supérieurs à 10 , on ne peut pas obtenir du pneu radial les excellentes caractéristiques qu'il faut montrer aux allures élevées Dans l'invention on utilise les matériaux textiles habituellement utilisés pour les fils de la carcasse, par exemple le nylon, le polyester, la rayonne et les fibres de polyamide aromatique. Dans cette invention on utilise pour la carcasse un ou plusieurs 10 plis En plus d'une structure dans laquelle la carcasse est rabattue vers le haut à ses deux extrémités, vers l'extérieur depuis l'intérieur, autour des noyaux de bourrelet 6 comme représenté sur le dessin, on peut employer une autre structure, dans laquelle les deux portions d'extrémité de la carcasse sont rabattues vers le haut, depuis l'exté15 rieur vers l'intérieur, autour des noyaux de bourrelet ou encore on

peut employer une structure dans laquelle on combine les deux structures précédentes On préfère la structure représentée sur le dessin.

La toile intermédiaire 7 du pneu selon l'invention est disposée sur presque toute la largeur de la portion 2 formant bande de roulement, 20 augmentant par là l'effet de cerclage de la bande de roulement Les fils de la toile intermédiaire sont disposés sous un angle de 10 à 450 de préférence 20 à 35 par rapport à la direction circonférentielle du pneu Si l'angle de la disposition des fils est trop faible, on augmente la rigidité de la bande de roulement, ce qui fait que l'impact 25 causé par les petits cailloux répandus surla route ou par la rugosité de la route est plus fortement ressenti par le conducteur et que la stabilité d'allure ainsi que la sensation de conduite de la motocyclette sont compromises D'un autre côté, un angle trop grand s'oppose à la stabilité directionnelle aux allures élevées Habituellement la 30 toile intermédiaire 7 se compose de deux plis La largeur d'au moins l'un d'entre eux est adaptée pour être sensiblement égale à la largeur Wt de la bande de roulement Les matériaux textiles utilisés pour les fils de la toile intermédiaire peuvent être les mêmes que ceux utilisés pour une couche de renfort mentionnée ci-dessous En particulier 35 il est préférable d'utiliser des fils de polyamide aromatique d'une résistance à la traction non inférieure à 7 g/det d'un module initial non inférieur à 200 g/d, des fils d'acier, des fils de polyester d'un

module d'élasticité élevé et des fils de rayonne et de les noyer dans un caoutchouc présentant un allongement de 300 % sous 120 à 240 kg/cm 2.

Dans cette invention, on peut prévoir des couches de renfort composées chacune de couches de fils de fibre et s'étendant depuis le 5 bourrelet en direction du flanc de façon que son extrémité supérieure se termine de préférence à une position proche de la portion formant épaulement L'extrémité inférieure de la couche de renfort peut se rabattre vers le haut autour de la tringle de bourrelet 6 Les fils de la couche de renfort croisent les fils de la carcasse sous un certain 10 angle fixe pour renforcer la portion formant flanc Pour améliorer les caractéristiques en virage sans compromettre le confort de la conduite, il est nécessaire d'augmenter le coefficient d'élasticité transversale sans augmenter le coefficient d'élasticité verticale et donc il est nécessaire de disposer des fils de la couche de renfort 8 sous un angle 15 de 45 à 85 de préférence de 60 à 80 , par rapport à la direction circonfénentielle De préférence chacune des deux extrémités de la couche de renfort est placée pour former une couche avec les portions 5 aet 5 b d'extrémité rabattues vers le haut, ci-dessus mentionnées, de la carcasse, pour réduire la concentration de contrainte dans cette zone. 20 Les matériaux que l'on peut utiliser pour les fils sont les fibres organiques comme les fibres de nylon, de polyester, de rayonne, de polyamide aromatique On utilise également les fils d'acier ainsi que les fils des matériaux textiles cidessus On peut disposer, comme représenté sur le dessin, la couche de renfort 8 entre la surface exter25 ne du noyau de bourrelet 9 mentionné ci-après et les portions 5 a et b d'extrémité rabattues vers le haut ou bien on peut la disposer entre

la surface interne du noyau de bourrelet 9 et le pli de la carcasse.

Dans cette invention, on dispose un noyau de bourrelet 9, constitué de caoutchouc dur et s'étendant depuis la tringle de bourrelet 30 6 en direction du flanc, tout en diminuant d'épaisseur, entre la carcasse et sa portion d'extrémité rabattue vers le haut ou la couche de renfort, renforçant ainsi la rigidité transversale d'une portion située entre le bourrelet et le flanc L'extrémité supérieure du noyau de bourrelet 9 s'étend de préférence jusqu'à la zone proche de la bande de 35 roulement et chacune des deux extrémités de la toile intermédiaire 7 vient la recouvrir La dureté du noyau de bourrelet va de 65 à 95 , de

préférence de 85 à 95 , en termes de dureté JIS A (norme japonaise).

Du fait que l'on adopte dans la carcasse une structure radiale et que l'on utilise une toile intermédiaire, le pneu pour motocyclette de cette invention présente les avantages que la résistance au roulement diminue, tandis que l'on augmente encore la durabilité aux allures élevées, qui est une caractéristique propre de la structure radiale, et de façon plus précise à la vitesse critique de production des ondes stationnaires De plus, du fait de la disposition de la toile intermédiaire, et du fait de la portion d'extrémité, rabattue vers le haut, de la carcasse et du fait de la couche de renfort dans une structure 10 particulière, on améliore la faible rigidité transversale, qui est un inconvénient propre au pneu radial; on accroît ainsi la réaction de carrossage pour permettre un comportement stable en virage et on interdit efficacement le phénomène dit "flottement" Selon l'invention, on peut également réduire la contrainte dans la portion formant bande de 15 roulement en optimisant les dimensions des gorges de cette zone, et

on peut donc éviter la formation de fissures à la base de ces gorges.

On décrit et on explique de façon plus spécifique l'invention

au moyen des exemples suivants.

Exemples 1 à 3 et exemples comparatifs 1 et 2 On a fabriqué des pneus de roue arrière de dimension 120/90-18

ayant la structure représentée sur le dessin joint et ayant une structure partiellement modifiée (Exemples 1 à 3 concrétisant l'invention).

Ils ont été soumis au test du tambour et à un test d'utilisation réelle pour estimer les performances des pneus A titre de comparaison on a 25 également utilisé dans les tests un pneu conventionnel à plis croisés et un pneu radial conventionnel Le tableau 1 donne la spécification

détaillée de ces pneus.

On a effectué le test du tambour sous les conditions suivantes:

tambour de diamètre 1524 mm, 200 kg de charge sur le pneu et 2,25 kg/cm 2 30 de pression interne.

Le tableau 1 donne la réaction de carrossage en valeur relative sur la base de la valeur pour le pneu à plis croisés (exemple compara tif 2), pris pour valeur 100 Plus élevée est la valeur meilleure et le résultat On a mesuré la vitesse de création des ondes stationnaires 35 (vitesse à laquelle les ondes stationnaires sont créées) en augmentant la vitesse de marche à partir de 150 km/hpar pas de 10 km/het intervalles

de 10 minutes et en observant visuellement l'apparition des ondes station-

naires. On a évalué par sensation la vitesse à laquelle des vibrations se produisent spontanément lorsqu'une motocyclette roule à allure élevée

sur autoroute.

On indique la résistance à l'abrasion de la portion centrale de la bande de roulement sous forme de valeur relative par rapport à cette valeur pour le pneu à plis croisés (exemple comparatif 2) pris pour valeur 100 Plus faible est cette valeur, plus élevée est la résistance

à l'abrasion.

En ce qui concerne la production des fissures, on a pris une évaluation visuelle cotée sur 5 relative à la taille des fissures à la base des gorges d'épaulement Plus élevée est la cotation et plus élevée la qualité, La motocyclette utilisée pour l'évaluation des performances du 15 pneu était une Kawasaki GPZ 750 équipée d'un pneu à plis croisés 100/ V 19 pour la roue avant et du pneu donné dans le tableau 1 pour la

roue arrière.

Le tableau 1 donne les résultats.

Tableau 1.

Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex Com 1 Ex Com 2 ( 1) Carcasse Structure Radiale Radiale Radiale Radiale A plis croisés Nombre de plis 2 2 2 2 4 Angle de la disposition des fils par rapport à la direction ciroonférentielle 90 90 90 900 34 Matériau textile Nylon Nylon Nylon Nylon Nylon Denier 2/1260 d 2/1260 d 2/1260 d 2/1260 d 2/1260 d ( 2) Toile intermédiaire Nombre de plis Matériau textile polyamide aromatique 2/1500 d polyamide aromatique 2/1500 d polyamide aromatique 2/1500 d polyamide aromatique 2/1500 d Denier Angle de la disposition des fils par

1 A; Y: %F on -; 4-n "o + 4 4 A 1 1 -

1. 0 o '-o " 90 ( 3) Couche de renfort Matériau textile Nylon Nylon Nylon Angle de la disposition des fils par rapport à la direction circonférentielle 75 75 750 ( 4) Noyau du bourrelet Dureté (dureté JIS A) 85 95 95 85 O Hauteur de l'extrémité supérieure 48 mm Note Note 48 mm

48 mm Note 1 Note 1 48 mmdepuis la base du bourrelet.

suite -

u 1 o ov u J Suite Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex Com 1 Ex Com 1 ( 5) Gorge d'épaulement Profondeur (D s) 1,5 mm 1,5 mm 1,5 mm 7,5 mm 7,5 mm s Position CL 5) 6 mm 6 mm 6 mm 6 mm 6 mm Rainure centrale Profondeur (D) 7, 5 mm 7,5 mm 7,5 mm 7,5 mm 7,5 mm Position (LS) 8 mm 8 mm 8 mm 8 mm 8 mm Test du tambour Réaction de carrossage O 90 95 84 90 100 Vitesse d'apparition des ondes 230 km/h 245 km/h 220 km/h 230 km/h 160 km/h stationnaires. Test en marche réelle Vitesse à laquelle la vibration se aucune aucune aucune aucune produit spontanément Jusque jusque jusque jusque 160 km/h km/h 200 km/h 200 km/h 200 km/h Reprise de forme du pneu soumis à une perturbation extérieure oui oui oui oui oui Résistance à l'abrasion 55 55 55 60 100 Cotation des fissures produites 5 5 5 3 5 o l l Note 1: l'extrémité supérieure du noyau de bourrelet mm. était prévue pour recouvrir la seconde toile intermédiaire de t A Ln En A'n En 1 1

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décris uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 Pneu pour motocyclettes caractérisé en ce qu'il comporte une portion 2 formant bande de roulement,uvo portion formant flanc 3 s'étendant vers l'intérieur depuis les deux extrémités de la dite portion formant bande de roulement 2 dans la direction radiale, des portions formant bourrelet 4 placées aux extrémités radialement vers l'intérieur des dites portions 3 formant flancs, une carcasse torique composée de fils qui s'étendent approximativement parallèlement l'un à l'autre dans la direction radiale du pneu et dont les deux portions d'extrémité sont rabattues vers le haut autour des tringles 6 de bour10 relet, une toile intermédiaire 7 disposée sur la face externe radialement de la dite carcasse de façon telle que ses fils s'étendent sous un angle de 5 à 450 par rapport à la direction circonférentielle du pneu et des noyaux de bourrelet constitués de caoutchouc dur s'étendant depuis les positions situées juste au-dessus des dites tringles 6 de 15 bourrelet en direction des portions 3 formant flancs, ladite portion 2 formant bande de roulement présentant des gorges d'épaulement 11 à sa portion d'épaulement LS et des gorges centrales 10 à sa portion centrale LC et la profondeur des dites gorges d'épaulement étant de à 50 % de la profondeur des dites gorges de centre. 2 Pneu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur des gorges d'épaulement 11 est de 15 à 30 % de la profondeur des

gorges centrales 10.

3 Pneu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les profondeurs des gorges de la portion formant bande de roulement se rédui25 sent peu à peu depuis les gorges centrales 10 vers lesgorgesd'épaulement 11.

4 Pneu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite carcasse 5 est une carcasse à 2 plis; et en ce que les deux extrémités de chacun d'entre eux sont relevées vers l'extérieur, depuis l'intérieur, autour des tringles 6 de bourrelet, de sorte que les hauteurs, depuis 30 la base du bourrelet, de la portion d'extrémité,relevée vers le haut, située à l'intérieur et de la portion d'extrémité relevée vers le haut située à l'extérieur sont de 55 à 65 % et de 70 à 100 % de la hauteur entre la base du bourrelet et une position à laquelle la largeur du

dit flanc 3 est maxima, respectivement.

5 Pneu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de renfort 8 est disposée entre le noyau du bourrelet 9 et la portion

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d'extrémité relevée vers le haut de la carcasse, de façon à s'étendre depuis la portion formant bourrelet en direction de la portion formant flanc.