JP2000108613A - トレッド用コンパウンドをベルト状補強繊維コ―ドの放射方向最外側補強層上に直接取付けたタイヤ - Google Patents
トレッド用コンパウンドをベルト状補強繊維コ―ドの放射方向最外側補強層上に直接取付けたタイヤInfo
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Abstract
コードの放射方向最外側補強層上に直接取付けたタイ
ヤ。 【解決方法】 トレッド1と、タイヤ軸線に対して直角
な周方向中心面に対してほぼゼロの角度で配置されたベ
ルト状補強編成コード21の少なくとも1つの放射方向最
外側補強層2と、カーカス3と、編成コード21の放射方
向外側側面と直接接触したトレッドコンパウンド10とを
有するタイヤ。
Description
であり、特にタイヤのトレッド構造に関するものであ
る。
と、少なくとも1層(通常は2層以上)の補強コード層
からなるベルト状補強要素と、カーカスとで構成され
る。このタイヤトレッド部は地面と接触して自動車の操
縦に必要な力を伝達する必要があるため、トレッド部に
はかなりの剛性が要求されるとともに、地面と接地した
時に平坦になれるだけの十分な可撓性が要求される。望
まれる全ての性能をバランスさせるために、タイヤの特
定位置に特定の役目をする互いに異なる複数のコンパウ
ンドを配置することが一般的になってきている(特に普
通乗用車用高性能タイヤ場合)。例えば、補強コードを
ゴムと一緒にカレンダー加工してゴム中にコードを埋め
込んだプライを製造する際に、特定の機能を得る(例え
ば鋼コードに対するゴムの接着性を良くし、および/ま
たは、タイヤに独特な特性を付与する)ために、カレン
ダー加工するゴムコンパウンドとして特殊なものを選択
することが知られている。
るコンパウンドがトレッド部に高い剛性を与える上で重
要な役目をしていることも知られている。ベルトクロス
プライのカレンダー加工用ゴムコンパウンドは高い弾性
率を有するように設計されているのに対して、カーカス
コードのカレンダー加工用ゴムコンパウンドの弾性率は
一般に低くなっている。これはカーカスコードはタイヤ
のサイドウォールに加わる大きな変形に耐える必要があ
るためである。さらに、自動車の燃料消費量を減らすこ
とも常に要求される。そのためには他の性能(耐磨耗
性、接着性、操作性等)を損なわずに転がり抵抗を極め
て低くしたタイヤが望まれる。このことはゴムコンパウ
ンドおよびコード補強層の設計とこれらのタイヤでの位
置にも影響を及ぼす。しかし、補強コードに予備カレン
ダー加工してプライ半製品を作り、このプライ半製品を
用いてタイヤを組立てるのではなく、補強コードを直接
取り付けできるようになった場合でも、タイヤ設計者は
タイヤの全て位置でプライの所定側面に同じゴムコンパ
ウンドを用いようとする。
ヤ全体の重量を減らして、タイヤの他の性能を維持しま
まタイヤの転がり抵抗を減らすことにある。本発明の他
の目的は機械で自動的に製造するのに好したタイヤ構造
を提供することにある。
タイヤ軸線に対して直角な周方向中心面に対してほぼゼ
ロの角度で配置されたベルト状補強コードの少なくとも
1つの放射方向最外側補強層と、上記ベルト状補強繊維
コードの放射方向最外側補強層の放射方向内側に位置
し、タイヤの両側でビードにアンカーされたカーカスコ
ードを有するカーカスと、このカーカスをビードに固定
するためのアンカー手段とを有するタイヤにおいて、タ
イヤの上記の放射方向最外側補強層のコードと交差し且
つタイヤ軸線に対して直角な任意の断面における上記の
放射方向最外側補強層の軸線方向幅の実質的な部分に、
下記(1)および(2): (1)上記の少なくとも1つの放射方向最外側補強層の
コードの放射方向外側側面と直接接触するトレッドコン
パウンドと、(2)上記の少なくとも1つの放射方向最
外側補強層のコードの放射方向内側側面と直接接触し
た、上記トレッドコンパウンドとは異なるデカップリン
グコンパウンドからなる第1デカップリング層と、を有
し、トレッドコンパウンドは、上記の少なくとも1つの
放射方向最外側補強層のコードが軸線方向で終る界面
で、デカップリングコンパウンドに接触する、ことを特
徴とするタイヤを提供する。
およびマルチフィラメントの両方またはそれらの組み合
せ物、例えばプライコード、ツイストコード、あるいは
これらと均等な任意のものを意味し、コードの材料や処
理には無関係である。すなわち、このコードはゴムとの
接着性をよくするために例えば表面処理され、接着剤で
被覆または予備被覆されていてもよい。「補強層」とは
互いに平行に配置されたコードを意味し、一般にはタイ
ヤ軸線に対して直角な周方向中心面CPに対してコードが
成す角度で特徴付けられる。
って望ましいコンパウンド特性となるように選択された
1種または複数のベースエラストマーと添加剤を含むゴ
ム混合物を意味する。「接触」とはコードとゴム混合物
またはコンパウンドとがコードの少なくともいくつかの
外側面がコンパウンドと密接することを意味する。「弾
性率」とは室温で一軸に約10%伸した時の変形で得られ
るコンパウンドの割線(secant)伸び率を意味する。
ずに補強コード上、好ましくは編成コードの最外側層上
にトレッドコンパウンドを直接取付けことを提案するも
のである。本発明タイヤの特徴はトレッドコンパウンド
が編成コードと直接接触している点にある。多くの実施
例で編成コードの放射方向内側に用いられるコンパウン
ドの種類が異なま。この場合には、異なるコンパウンド
間に界面がある点に特徴がある。この界面はベルト状補
強繊維コードの放射方向最外側補強層でコードからコー
ドへと向かう線上にできる。
ドコンパウンドとは異なるデカップリングコンパウンド
からなる第1デカップリング層を有する。このデカップ
リングコンパウンドはベルト状補強繊維コードの放射方
向最外側補強層の編成コードの放射方向内側側面と直接
接触する。トレッドコンパウンドはベルト状補強繊維コ
ードの放射方向最外側補強層の編成コードが軸線方向で
終る界面でデカップリングコンパウンドと接触する。
少なくとも1つの放射方向最外側補強層の軸線方向幅の
大部分にカレンダー加工用ゴムを全く含まないので、ベ
ルト補強繊維コードの少なくとも1つの放射方向最外側
補強層の編成コードの放射方向外側側面に直接接触した
コンパウンド(トレッドコンパウンド)の厚さは、タイ
ヤの軸線に対して直角な断面で且つ編成コードの片側か
ら放射方向上方に測定した時に、通常のカレンダー加工
用ゴム層の厚さより厚い。これは少なくとも1つの放射
方向最外側補強層の軸線方向幅の大部分についてのこと
であり、トレッドコンパウンドが直接接触することに上
記の重要な技術的特徴があるということは当業者に理解
できよう。このことは少なくとも軸線方向に連続した部
分で互いに隣接する複数のコードの所で直接接触が起こ
ることを意味する。例えば、ベルト状補強繊維コードの
放射方向最外側補強層の全幅の少なくとも5%の部分に
含まれる全ての編成コードが直接接触することが重要で
ある。
は、本発明の好ましい実施例の説明で明らかなように、
複数のデカップリング層で同じものを用いることができ
る。本発明の好ましい実施例では、カーカスに横方向か
ら隣接する周方向コードの放射方向束によってビード補
強材が得られるが、本発明はカーカスをアンカーするた
めのアンカー手段の特定の実施例に限定されるものでは
ない。
ある。このクラウンはトレッド1と放射方向で最も外側
の補強層2とを有している。この放射方向最外側層2は
タイヤ軸線に対して直角な周方向中心面CPに対してほぼ
ゼロの角度で配置されたベルト状補強編成コード21で構
成されている。この実施例では、この補強編成コード21
は、図1から明らかなように、タイヤの一方のショルダ
ーから他方のショルダーへ螺旋状に巻き付けられたナイ
ロンコードである。このことは、繊維コードは中心面CP
に対して実際にはゼロでない小さい角度を成し、繊維コ
ードの全ての旋回が隣接しているということを意味す
る。
ド繊維のコードまたはこれらをベースにした任意のハイ
ブリッドコードあるいは他の均等な繊維コードにするこ
とができ、タイヤ設計者の希望する補強効果によって選
択できる。コードをカレンダー加工するための特殊なゴ
ムコンパウンドの使用を避けることを提案している本発
明では一般に放射方向最外側補強層2のコードは非金属
コード(すなわち、編成(テキスタイル)コード)であ
る。この編成コードはカレンダー加工用ゴム中に埋め込
まれることが多いが、金属コードへゴムを接着させる場
合のような特殊配合のカレンダー加工用ゴムを用いる必
要がない。
2の放射方向内側に、バイアス角度で配置されたコード
からなる互いに放射方向に重ねられた2層のベルト補強
層5、6をさらに有している。この実施例では2層のベ
ルト補強層5、6に同じ鋼コード56が用いられている
が、本発明の範囲がこの特徴に限定されるものではない
ことは明らかである。鋼コード56はバイアス角度で配置
されている。当業者に周知のように、一方のベルト補強
層ではこの角度の方向は一般に他方のベルト補強層の逆
である。換言すれば、一方のベルト補強層の角度は正
で、他方のベルト補強層の角度は負である。周知のよう
に、このバイアス角度の絶対値は中心面CPに対して約10
〜75°である。この角度の絶対値は両プライで同じであ
る必要はないが、一般にこの角度は互いに近い値を有す
る。タイヤのクラウンはカーカスコードを有するカーカ
ス3をさらに有し、このカーカスはサイドウォールまで
延びてビード(図示せず)に固定(アンカー)されてい
る。この実施例ではカーカスコードにポリエステルコー
ドが用いられているが、他のコード、特に繊維コード、
例えばアラミドコード、ガラス繊維コード、レーヨンコ
ード、ポリエステルコードまたはハイブリッド繊維コー
ドを用いることができ、重量トラック用タイヤの場合に
は鋼コードを用いることもできる。
られている。このトレッドコンパウンド10は少なくとも
1つの放射方向最外側補強層2の編成コード21の放射方
向外側側面と直接接触している。第1デカップリング層
11はデカップリングコンパウンドで作られている。デカ
ップリングコンパウンドは少なくとも1つの放射方向最
外側補強層2の編成コード21の放射方向内側側面と直接
接触している。さらにトレッドコンパウンド10も編成コ
ード21との界面4で第1デカップリング層11のデカップ
リングコンパウンドと接触している。この界面4は、例
えば図1に示すように、軸線方向で互いに隣接した2本
の編成コード21の間に、放射方向最外側補強層2の編成
コード21の中心とほぼ同じ所にある。この界面の放射方
向位置は実質的に異なっていてもよい。すなわち、編成
コード21の最外面より放射方向にわずかに上側にある
か、編成コード21の最内側面より放射方向にわずかに内
側にあっていてもよい。
法、すなわち、所定プロフィル(断面形状)を有するト
レッド半製品を1回で巻き付けるのとは対照的に、スト
リップ17(図3参照)を放射方向最外側補強層2上に連
続的に巻き付ける方法で取り付けるのが有利である。所
望のプロフィルは加硫段階で金型のプロフィル18によっ
て与えられる。図3の概念図に示すように、ストリップ
巻付け法を用いた時にストリップ17の放射方向内側部分
と放射方向最外側補強層21との間およびデカップリング
層11との間に残ることがある空間(ボイド)は全て加硫
段階で消失する。
載のような複数のコード(例えば10本のコード)をカレ
ンダー加工用ゴム中に平行に埋め込む一般的なストリッ
プの取り付け方法とは対照的に、単一のコード21を所望
の軌道に沿って巻き付けることによって少なくとも1層
の放射方向最外側補強層21を取り付けるのが有利であ
る。「単一のコードを巻き付ける」とは、単一のコード
を放射方向最外層21に所定の軌道に沿って配置すること
を意味するが、2本以上のコードで放射方向最外側補強
層を組立てることを除外するものではない。要は、取り
付け時に全てのコードが個々別々に案内されることを意
味する。例えば、放射方向最外側補強層21の左部分に1
本のコード21を巻き付け、それとは別のコード21を放射
方向最外側補強層21の右部分に巻き付けることができ
る。さらには、例えば2本のコード21を左ショルダー部
から始まって右ショルダー部で終わるように個別に巻き
付け、しかも、取り付け操作中各コードを個別に案内す
ることもできる。
グ層11のデカップリングコンパウンドとは種類が異なる
ので、これら2つのコンパウンドの間には図に示すよう
な極めて明確な界面4ができる。一般に普通乗用車用タ
イヤのデカップリングコンパウンドはベースエラストマ
ーが天然ゴムであるか、少なくともベースエラストマー
として基本的に天然のゴムを含むゴム混合物である。デ
カップリングコンパウンドの弾性率は2.5〜30MPa、一般
には5〜30MPaである。トレッドコンパウンドはエラスト
マーの全重量の100%が合成ゴム[SBR(スチレンブタジ
エンゴム)またはPB(ポリブタジエン)]であるゴム混
合物か、エラストマーの全重量の60%以上、好ましくは
少なくとも70%が合成ゴムと天然ゴム(NR)とのブレン
ドである。トレッドコンパウンドの弾性率は2.5〜7.5MP
aである。トレッドの異なる軸線方向部分および/また
はトレッドの異なる厚さ方向部分を2種以上のゴム混合
物で作ることもできる。例えば、トレッドのショルダー
部に第1ゴム混合物を用い、中央部に別のゴム混合物を
用いることができる。
ゴム混合物を放射方向に重ねて用いることもできる。例
えば、トレッドの設計上の溝16の底15と、放射方向最外
側補強層2の編成コード21の放射方向外側側面との間に
ゴムの最小厚さを維持するための部分に「サブトレッ
ド」8(トレッドの下側のゴムコンパウンドの層)(図
2参照)とよばれるゴム混合物を設けることができる。
このゴム混合物は以下の利点、すなわち転がり抵抗を低
下させ、コストの削減し、操作性を向上させ、低ヒステ
リシスゴム混合物使用時の熱蓄積を減少させてショルダ
ー部でのベルト分離を防止するという利点が満たされる
ように選択できる。「トレッドコンパウンド」とはサブ
トレッド8を含むものとする。この実施例ではタイヤト
レッドは一般に弾性率が2.5〜7.5MPaの少なくとも1つの
第1トレッドコンパウンドと編成コードの放射方向外側
側面に直接接触した弾性率が5〜50MPaのサブトレッドコ
ンパウンドとで構成される。
とは完全に異なる役目をする。サブトレッド(任意のト
レッドコンパウンド)はカレンダー加工用ゴムより厚
い。従って、一般に、ベルト状補強繊維コードの少なく
とも1層の放射方向最外側補強層の編成コードの放射方
向外側側面と直接接触しているトレッドコンパウンドの
厚さTHはタイヤ軸線に対して直角な断面且つ編成コード
の外側側面の放射方向上方へ測定して1mm以上、好まし
くは2mm以上である。本発明は、タイヤ性能を良好に維
持しながら放射方向の積層数を減らすことによってタイ
ヤの製造工程をできるだけ単純化するものである。
ドで作られた第2デカップリング層12を有し、この第2
デカップリング層12は放射方向に互いに積層された2層
のベルト状補強層5、6の間に挿入される。第2デカッ
プリング層12のデカップリングコンパウンドは放射方向
上側のベルト状補強層6の鋼コード56の放射方向内側側
面に直接接触し且つ放射方向内側のベルト状補強層5の
コードの放射方向外側側面に直接接触している。本発明
タイヤはデカップリングコンパウンドで作られた第3デ
カップリング層13を有する。この第3デカップリング層
13は最も内側のベルト状補強層5とカーカス3との間に
挿入される。この実施例では1998年3月31日出願の米国
特許出願第09/052,846号(この内容は本明細書の一部を
成す)に記載のように、第3デカップリング層のデカッ
プリングコンパウンドは、放射方向最も内側のベルト状
補強層5のコード56の放射方向内側側面に直接接触し且
つカーカス3のコードの放射方向外側側面に直接接触し
ている。
6〜12MPaの同じデカップリングコンパウンドを用いるの
が勧められる。本発明タイヤのカーカスはタイヤの2本
のビードにアンカーされた一層の周方向補強コードで構
成される単一のカーカス3にすることができる。この場
合、カーカス補強コードの放射方向外側はデカップリン
グコンパウンドの第3デカップリング層に接触してい
る。このタイヤのカーカスを2本のビードにアンカーさ
れた複数の周方向補強コードからなるカーカスにするこ
ともできる。この場合には当然、タイヤの外側へ向って
放射方向で最も遠い周方向補強コードのみが第3デカッ
プリング層と接触する。
すると、カーカス3のプロフィルを規定する各軸線方向
座標はビード内の各放射方向位置に対して独特な放射方
向位置を有する。その放射方向最内位置では、米国特許
第5,660,656号に記載のように、カーカス3をビードコ
アの周りで反転させずにビード部で終結させることがで
きる。例えば、上記米国特許第5,660,656号の図4に記
載のように、軸線方向の少なくとも片側からカーカス3
に横方向から隣接する螺旋状に巻付けられた少なくとも
1本の周方向コード(52参照)によってカーカス3をビ
ード部にアンカーされる。この場合、ビード部に「アン
カーされる」とは、コード(軸線方向の他方の側面でカ
ーカスコードに隣接する第2の螺旋状に巻き付けられた
周方向コード51、図4では両側)が、カーカスコードの
接着力のみによってタイヤ膨張圧によってカーカス3に
生じる張力に抵抗するということを意味する。
ができるが、タイヤの内部空洞形状を付与する硬質内部
コア上でタイヤを組立てるのが有利である。すなわち、
タイヤの全ての構成部品を最終タイヤの構造から要求さ
れる順序でこのコア上に取付け、その最終位置に直接配
置し、その間は成形を全く必要としない。この構造には
米国特許第4,804,436号または第5,261,795号に記載の装
置を用いることができる。このタイヤは米国特許第4,89
5,692号または第5,639,326号に記載の成形および加硫を
行なうことができる。上記の参考文献は単に説明のため
であることは理解できよう。
状補強繊維コードの放射方向最外側補強層上に直接接触
させて載せることを提案しているが、トレッドに2つ以
上のコンパウンドを使用することや、トレッドに回転体
コンパウンドを使用することを除外するものではない。
以上、普通乗用車用タイヤに関して説明したが、本発明
は特定用途に限定されるものではなく、トラックタイヤ
または他の任意のタイヤで使用することができる。本発
明は従来互いに対立していた性能、例えばベルトの分
離、転がり抵抗、操作性および製造コストをバランスさ
せる極めて簡単な方法を提案するものである。
図。
断面図の拡大図。
断面図。
Claims (15)
- 【請求項1】 トレッドと、タイヤ軸線に対して直角な
周方向中心面に対してほぼゼロの角度で配置されたベル
ト状補強コードの少なくとも1つの放射方向最外側補強
層と、上記ベルト状補強繊維コードの放射方向最外側補
強層の放射方向内側に位置し、タイヤの両側でビードに
アンカーされたカーカスコードを有するカーカスと、こ
のカーカスをビードに固定するためのアンカー手段とを
有するタイヤにおいて、 タイヤの上記の放射方向最外側補強層のコードと交差し
且つタイヤ軸線に対して直角な任意の断面における上記
の放射方向最外側補強層の軸線方向幅の実質的な部分
に、下記(1)および(2): (1)上記の少なくとも1つの放射方向最外側補強層の
コードの放射方向外側側面と直接接触するトレッドコン
パウンドと、(2)上記の少なくとも1つの放射方向最
外側補強層のコードの放射方向内側側面と直接接触し
た、上記トレッドコンパウンドとは異なるデカップリン
グコンパウンドからなる第1デカップリング層と、を有
し、 トレッドコンパウンドは、上記の少なくとも1つの放射
方向最外側補強層のコードが軸線方向で終る界面で、デ
カップリングコンパウンドに接触する、ことを特徴とす
るタイヤ。 - 【請求項2】 少なくとも1つの放射方向最外側補強層
のコードの放射方向外側側面に直接接触したトレッドコ
ンパウンドの厚さが、タイヤ軸線に対して直角な断面で
コードの外側側面の放射方向上方へ測定した時に、1mm
以上である請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項3】 少なくとも1つの放射方向最外側補強層
の全幅の少なくとも5%の部分に含まれる全てのコード
が上記の直接接触をする請求項2に記載のタイヤ。 - 【請求項4】 放射方向最外側補強層のコードが編成コ
ードである請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項5】 少なくとも1つの放射方向最外側補強層
のコードがナイロンコード、ポリエステルコード、ガラ
ス繊維コード、アラミドコードおよびこれらをベースに
したハイブリッドコードからなる群の中から選択される
請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項6】 トレッドコンパウンドが放射方向最外側
補強層上に巻き付けられたストリップに取り付けられる
請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項7】 少なくとも1つの放射方向最外側補強層
が単一のコードを所望軌道に沿って個別に案内して巻き
付けて取り付けたものである請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項8】 少なくとも1つの放射方向最外側補強層
の放射方向内側にバイアス角度で配置されたコードから
なる放射方向に互いに重ねられた少なくとも2層のベル
ト補強層をさらに有し、一方のベルト補強層のバイアス
角度は他方のベルト補強層とは逆方向を向き、バイアス
角度の絶対値は約10〜75°であり、タイヤはバイアス角
度に配置されたコードからなる放射方向に互いに重ねら
れた少なくとも2層のベルト補強層の間に挿入されたデ
カップリングコンパウンドの第2デカップリング層をさ
らに有し、この第2デカップリング層のデカップリング
コンパウンドはバイアス角度に配置されたコードからな
る放射方向で上側のベルト補強層のコードの放射方向内
側側面と直接接触し、バイアス角度で配置されたコード
からなる放射方向で内側のベルト補強層のコードの放射
方向外側側面と直接接触している請求項1に記載のタイ
ヤ。 - 【請求項9】 トレッドコンパウンドの弾性率が2.5〜
7.5MPaである請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項10】 トレッドコンパウンドが天然ゴムとエ
ラストマーの全重量のパーセンテージで30%以上の合成
ゴムとのブレンドを含むゴム混合物である請求項1に記
載のタイヤ。 - 【請求項11】 トレッドコンパウンドが天然ゴムとエ
ラストマーの全重量のパーセンテージで少なくとも70%
の合成ゴムとのブレンドを含むゴム混合物である請求項
1に記載のタイヤ。 - 【請求項12】 トレッドコンパウンドがエラストマー
の全重量で100%の合成ゴムを含むゴム混合物である請
求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項13】 トレッドが弾性率が2.5〜7.5MPaの第
1トレッドコンパウンドと編成コードの放射方向外側側
面と直接接触している弾性率が5〜50MPaのサブトレッド
コンパウンドとからなる請求項1に記載のタイヤ。 - 【請求項14】 カーカスコードの位置を規定する各軸
線方向座標がビードでの各放射方向位置に対する対応す
る独特な放射方向位置を有し、アンカー手段が軸線方向
の少なくとも1つの片側でカーカスのコードと軸線方向
で隣接する螺旋状に巻き付けられた少なくとも1本の周
方向コードで構成され、タイヤ膨張圧によってカーカス
に生じる張力がカーカスコードがアンカー補強材に横方
向から接着するだけで上記の螺旋状に巻き付けられた少
なくとも1本の周方向コードによって吸収される請求項
1に記載のタイヤ。 - 【請求項15】 アンカー手段が軸線方向の他方の側で
カーカスのコードと軸線方向で隣接する螺旋状に巻き付
けられた周方向を向いた少なくとも1本の第2コードを
さらに有する請求項11に記載のタイヤ。
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