JP2003511299A - 耐久性に優れたタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、クラウン（２）が、周方向に配向されかつ螺旋状に巻回された補強糸（７）の層を有しているタイヤ（１）に関する。前記層は、敏感ゾーン、例えばトレッドパターンの溝（８）の下に配置され、また周方向の補強糸の２つのターン間の距離はかなり大きいため、前記ゾーン内の周方向補強糸に損傷が加えられる危険性が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は車両用タイヤに関し、より詳しくは、高速での耐久性および強度を補
強するように構造が最適化されたタイヤに関する。

【０００２】 （背景技術） 特に高速で走行することを意図した乗用車用タイヤでは、クラウンを補強する
べく周方向に配向される補強糸からなる付加プライを使用することは今や慣用的
手法である。このプライは、慣用的に使用されている角度で、補強クラウンプラ
イ上に配置される。

【０００３】 このような構造では、周方向に配向された糸からなるプライはタイヤのクラウ
ンの半径方向最外方プライであり、走行中にタイヤが受ける種々の攻撃を最初に
受ける。

【０００４】 走行中に１本以上のこれらの周方向補強糸が破断することは、タイヤの寿命に
とって有害である。なぜならば、このような破断により、クラウンのフーピング
が低下するだけでなく、周方向補強糸に沿う水の浸透が可能になり、このため、
金属補強糸に腐食現象が発生するからである。

【０００５】 以下、用語「周方向溝」とは、タイヤの半径方向外表面に配置されかつ周方向
または実質的に周方向を向いておりかつタイヤの全周に亘って連続している溝を
意味するものと理解すべきである。

【０００６】 用語「周方向溝の軸方向幅」とは、溝が厳密に周方向を向いているか実質的に
周方向を向いているときの溝の最大軸方向幅、すなわち、周方向に対して僅かに
傾斜または波打っているときには、溝の両側に配置されかつ各々が溝の一方の面
に接している２つの周方向平面間の軸方向距離を意味するものと理解すべきであ
る。

【０００７】 用語「線密度」とは、補強糸１０００ｍ当りの重量（ｇ）を意味するものと理
解すべきである。線密度はテックス（tex）で表される。補強糸が受ける応力す
なわちこの補強糸のモジュラスは、「cN/texc」（cNは、センチニュートン）で
表される。

【０００８】 用語「補強糸」とは、所与のマトリックス、例えばゴムマトリックスを補強で
きる糸の形態のあらゆる補強要素を意味するものと理解すべきである。例えばマ
ルチフィラメントヤーンからなる補強糸については説明が必要である。これらの
ヤーンは、撚られたものでも、撚られないものでもよい。また、これらのヤーン
として、大きい基本繊維直径（elementary diameter）の単一コードのような単
位糸（unit thread）（撚りが加えられているか否かは問わない）、およびこれ
らの単位糸またはヤーンにケーブリング加工または撚り加工を加えることにより
得られるケーブルドヤーンまたはもろ撚り糸（plied yarn）（「コード」）があ
り、このような補強糸はハイブリッド糸、すなわち異なる性質をもつ基本繊維か
らなる複合糸で構成できる。

【０００９】 用語「もろ撚り糸（plied yarnまたはfolded yarn）」とは、撚り加工により
一体化された２本以上の単一ヤーンで形成された補強糸を意味するものと理解す
べきである。一般にマルチフィラメントヤーンで形成されるこれらの単一ヤーン
は、先ず第１に、第１撚り段階で一方向（ＳまたはＺ撚り方向）に個々に撚られ
、次に第２撚り段階で反対方向（それぞれ、ＺまたはＳ撚り方向）に一体に撚ら
れる。

【００１０】 用語「付着補強糸（adherent reinforcing thread）」とは、サイジングまた
は付着処理と呼ばれる適当なコーティング処理を受けた補強糸を意味すると理解
すべきであり、この補強糸は、適当な熱処理後に、意図するマトリックスに付着
させることができる。

【００１１】 実質的に周方向に配向されかつ螺旋状に巻回された補強糸についての用語「敷
設ピッチ（laying pitch）ｐ」とは、補強糸の２つの隣接ターンの軸線間の横方
向距離を意味すると理解すべきである。敷設ピッチは、所与の軸方向幅内に含ま
れる補強糸のターンの数に一致する「敷設密度ｄ」の逆数である。慣用的に、ｄ
は、デシメートル当りの補強糸の数（f/dm）およびミリメートルのｐで表され、
ｐ＝１００／ｄとなる。

【００１２】 （発明の開示） 本発明の要旨は、両側壁および両ビードにより延長されるクラウンと、両ビー
ドに係止されるカーカスとを有するタイヤであって、クラウンが、その半径方向
内方から外方にかけて、周方向に対して１０〜７５°の角度αに配向された平行
補強糸で形成された少なくとも１つの補強プライと、実質的に周方向に配向され
かつ補強プライの組立体上で螺旋状に巻回されかつ実質的に軸方向に延びている
少なくとも１つの補強糸のプライと、トレッドとを有し、該トレッドの外面には
少なくとも１つの周方向溝を備えたトレッドパターンが設けられているタイヤに
ある。

【００１３】 本発明のタイヤは、周方向溝と、角度αで配向された補強糸で形成された補強
糸との間に半径方向に配置されたゾーン内で螺旋状に巻回される補強糸の敷設ピ
ッチは、周方向溝の軸方向幅に等しいか、これよりより大きいことを特徴とする
。

【００１４】 タイヤのトレッドパターンの周方向溝の下では、周方向に配向されかつ螺旋状
に巻回された補強糸の敷設ピッチは溝の軸方向に等しいか、これより大きい。こ
のことは、溝の一方の側面から他方の側面にかけて、周方向補強糸の巻回が多く
ても１つだけ存在することを意味する。従ってこの実施形態は、これらの補強糸
が不意に破断する確率を大幅に低減させ、このため、タイヤ全体の強度が増強さ
れる。

【００１５】 この解決法はまた、溝を通るときに、周方向に配向された補強糸により形成さ
れるベルトの剛性が幅方向に過度に変化すること防止できるという長所を有して
いる。この効果は、これらの周方向補強糸のモジュラスが大きいほど、大きいも
のとなる。このことは、補強プライの補強糸の配向角度αが増大する場合、すな
わち、周方向補強糸が耐える周方向応力の部分が、周方向に対して角度αで配向
された補強糸を有する単一または複数のプライが耐える部分に対して増大する場
合にも当てはまる。

【００１６】 周方向補強糸は、非常に大きい周方向応力を支持する。従って、これらの補強
糸の任意の終端点（point of stoppage）が、補強糸を包囲するゴム配合物の高
剪断ゾーンとなる。従って、任意の終端点は、損傷の発生および伝搬にとって好
ましいゾーンとなる。本発明の解決法は、溝の下またはこの近傍において補強糸
の終端点が生じないという長所を有している。

【００１７】 本発明の解決法はまた、タイヤの製造を複雑化しないという長所も有している
。本発明の解決法は、非常に容易に実施できるものである。

【００１８】 敷設ピッチは、周方向溝の軸方向幅の２倍に等しいか、これより大きくするの
が有効である。この場合には、溝と補強プライとの間に配置されるゾーンの任意
の軸方向セクションが螺旋状に巻回された補強糸をもたない領域がタイヤの少な
くとも１／２周に生じる。

【００１９】 実質的に周方向に配向された補強糸のプライは、同時に螺旋状に巻回された少
なくとも２本の補強糸で形成されるのが有効である。これにより、プライの敷設
時間を短縮できる。同時に巻回できる補強糸の最大数は、せいぜい４である。

【００２０】 本発明によるタイヤの周方向溝は、３．５ｍｍに等しいか、これより大きい軸
方向幅を有する。

【００２１】 特定の実施形態によれば、タイヤのトレッドは、クラウンの少なくとも１つの
所与の軸方向ゾーン上で、周方向に配向された補強糸と直接接触している。これ
により、敷設すべき部品数を低減できるため、タイヤの製造が容易になる。トレ
ッドが、地面と接触することを意図した第１配合物と、該第１配合物の半径方向
下方に配置されたアンダーレーヤとを有する場合には、周方向に配向された補強
糸と有効に直接接触するのはアンダーレーヤである。

【００２２】 実質的に周方向に配向されかつ螺旋状に巻回された補強糸は、３％変形下で、
１２cN/texより大きい応力、好ましくは２０cN/texより大きい応力を発生する。
従って、これらの補強糸は、大きい変形時に高い弾性係数を有し、このため、こ
れらの補強糸が形成するプライが、その全ての機能、より詳しくは、高速でのク
ラウンのフーピングを遂行することを可能にする。

【００２３】 これらの補強糸はまた、９００cN/texより小さい初期モジュラス（initial mo
dulus）、好ましくは８００cN/texより小さい初期モジュラスを有する。これら
の補強糸の初期モジュラスが小さいと、タイヤの快適性を向上させかつ低速での
コーストバイ・ノイズ（coast-by noise）を低下させる長所が得られる。

【００２４】 このような補強糸は、少なくとも１本のアラミド単一ヤーンと組み合わされた
少なくとも１本の単一ナイロンヤーンの組立体で形成することができる。

【００２５】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、添付図面を参照して、本発明の多数の実施形態を説明する。

【００２６】 図１は、本発明によるタイヤ１の軸方向半部の概略断面図である。タイヤ１は
、両側壁３および両ビード（図示せず）により延長されたクラウン２を有してい
る。クラウン２は、既知の態様で両ビードに係止されたカーカスプライ４と、２
つの補強プライ５、６とを有し、該補強プライ５、６は、各プライ内で平行でか
つ一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約３０°の角度（
α、β）なしている補強糸で形成されている。クラウン２は更に、実質的に周方
向に配向された補強糸のプライを有している。カーカスプライ４は周方向に対し
て実質的に９０°の角度に配向されている。すなわち、このカーカスプライ４は
ラジアルカーカスプライである。

【００２７】 周方向に配向された補強糸７のプライは、クラウン２の有効フーピングを確保
すべく螺旋状に巻回されたテクスタイル補強糸で形成されている。プライは、補
強糸自体の上に補強糸を螺旋状に巻回することにより作られる。すなわち、補強
糸はゴムストリップ内には埋入されない。この補強糸は、ゴム配合物の半径方向
内方に直接隣接して、該ゴム配合物に直接適用される。好ましくは、２〜４本の
補強糸が同時に敷設される。図１の例では、これらのテクスタイル補強糸は、２
８０ターン／ｍで個々に過剰に撚られた（overtwisted）１６７texの２本の同一
アラミド単一ヤーンと、２８０ターン／ｍで過剰に撚られた１４０texのナイロ
ン単一ヤーンとから製造された５２１texの線密度の付着もろ撚り糸（adherent
plied yarn）であり、これらの３本の単一ヤーンは、次に、反対方向に２８０タ
ーン／ｍで同時に撚られる。この補強糸の初期モジュラスは、７４０cN/texに等
しく、３％変形の下で生じる応力は３０cN/texに等しい。

【００２８】 図４は、この補強糸（曲線ｃ）および他の２つの慣用補強糸すなわち、 曲線ａ：ナイロン補強糸（４４１texのナイロンの２本の単一ヤーン）； 曲線ｂ：アラミド補強糸（線密度１６７texの２本のアラミド単一ヤーン）； 曲線ｃ：ナイロンアラミド補強糸 についての力−伸び曲線を示す。

【００２９】 ナイロン補強糸（曲線ａ）は、２００ターン／ｍで個々に過剰に撚られかつ次
に反対方向に２００ターン／ｍで同時に撚られた２１０texの２本の同一ナイロ
ン単一ヤーンで作られた４４１texの線密度の付着もろ撚り糸である。この補強
糸の初期モジュラスは５３０cN/texに等しく、３％変形下で発生される応力は９
cN/texである。従って、この補強糸は、小変形時および大変形時に小さい弾性係
数を有する。

【００３０】 アラミド補強糸（曲線ｂ）は、４４０ターン／ｍで個々に過剰に撚られかつ次
に反対方向に４４０ターン／ｍで同時に撚られた１６７texの２本の同一アラミ
ド単一ヤーンで作られた３７６texの線密度の付着もろ撚り糸である。この補強
糸の初期モジュラスは２０３０cN/texに等しく、３％変形下で発生される応力は
６８cN/texである。この補強糸は大きい弾性係数を有する。

【００３１】 曲線ｂ、ｃで示した補強糸は、大きい変形時に大きい弾性係数を有するという
長所を有しており、このため、これらの補強糸にタイヤのクラウンをフーピング
する有効性を与えると同時に、補強糸の必要密度を制限する。ナイロンアラミド
補強糸も小さい初期モジュラスを有し、これは、タイヤの快適性を改善しかつ低
速でのコーストバイ・ノイズを低減させるという長所を有する。

【００３２】 タイヤ１は、図１に示すその軸方向半部断面図で、３つの溝８、すなわち中央
溝および２つの側方溝を有している。これらの溝８は周方向に延びており、それ
ぞれ、軸方向幅Ｌ、Ｌ′、Ｌ″を有している。これらの３つの溝の軸方向幅は３
．５ｍｍより大きい。図１は、それぞれの環状ゾーンＣ、Ｂ、Ａに存在するのは
、プライ７の単一の補強糸であることを示している。これは、これらの敏感ゾー
ンにおける補強糸の劣化の危険性を制限することを可能にする。

【００３３】 図２は、本発明によるタイヤ１０の軸方向半部断面を示す。この実施形態では
、トレッド１１がプライ７の補強糸と直接接触している。このことは、周方向補
強糸上に直接巻回することにより、トレッド１１を形成するゴム配合物が、いか
なるゴム連結手段をも介在させることなくして適用されることを意味している。
これにより、敷設すべき種々の部品点数が減少されかつこれらの部品の製造に要
する時間が減少され、タイヤの製造が容易になる。

【００３４】 １００f/dm（従って、敷設ピッチは１ｍｍである）でのハイブリッド１６７*
１６７*１４０の場合には、この構成は、各周方向溝の下から４〜５本のフーピ
ング補強糸を除去することができる。大きい変形で大きいモジュラスを与えれば
、過度の遠心張力は非常に小さくなる。

【００３５】 図３では、タイヤ２０は、トレッド１１と周方向に配向された補強糸のプライ
との間にアンダーレーヤ２２を有している。このアンダーレーヤ２２は、プライ
７の補強糸に直接適用される。

【００３６】 第１実施形態によれば、本発明によるタイヤの製造は、欧州特許EP 242 840ま
たはEP 822 047に開示されているように、内部キャビティの形状を付与する剛性
コア上で有効に行われる。このコアには、製造作業のいかなる時点での成形加工
を受けることもなく、任意の瞬間最終構成に必要とされる順序で、タイヤの全て
の構成要素（これらは、最終位置に直接配置される）が適用される。コア上で硬
化が行われるが、コアは加硫フェーズ後まで除去されない。この製造作業には、
特に、カーカス補強体の糸を敷設するための欧州特許EP 0243 851、クラウン補
強糸を敷設するための欧州特許EP 0 248 301およびゴム配合物を敷設するための
欧州特許EP 0 264 600に開示の装置を使用する。

【００３７】 この製造方法は、慣用の成形フェーズ中に、特に０°の角度に配向される補強
糸に付与される予応力を大幅に低減させるか、無くする長所を有している。

【００３８】 また、補強糸を、敷設時に付与された変形状態に維持するため、コア上の固形
タイヤを部分的に冷却することができる。

【００３９】 また、国際特許出願WO 97/47 463または欧州特許EP 718 090に開示されている
ように、周方向に配向される補強糸を敷設する前にタイヤのブランクの成形を行
うドラム上でタイヤを等価的に製造することができる。

【００４０】 更に、周方向に配向される補強糸を、硬化金型の意図した形状と同じ幾何学的
形状をもつ形状に敷設することもできる。次に、当業者に知られた搬送技術に従
ってタイヤの補完ブランクを用いてクラウンブロックが組み立てられ、次に、既
知の原理を用いて、タイヤは、タイヤ内の膜を拡大することにより調整されかつ
加圧される。

【００４１】 この製造方法はまた、加硫プレスでの成形により予応力が生じないことを保証
する。

【００４２】 上記全ての実施形態は、周方向に配向される補強糸が、クラウン２の全幅に亘
って、加硫後のタイヤのこれらの補強糸の最終直径から０．５％以下だけ異なる
直径で螺旋状に巻回されることを確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるタイヤの軸方向半部の断面図である。

【図２】 本発明によるタイヤの第２実施形態の軸方向半部の断面図である。

【図３】 本発明によるタイヤの第３実施形態の軸方向半部の断面図である。

【図４】 本願明細書で説明した３種類の補強糸についての力−伸び曲線を示すグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コスタ ペレイラ ペドロ フランス エフ−63000 クレルモン フ ェラン リュー ラモー 16

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両側壁および両ビードにより延長されるクラウンと、両ビー
   ドに係止されるカーカスとを有するタイヤであって、前記クラウンが、その半径
   方向内方から外方にかけて、 周方向に対して１０〜７５°の角度αに配向された平行補強糸で形成された少
   なくとも１つの補強プライと、 実質的に周方向に配向されかつ前記補強プライの組立体上で螺旋状に巻回され
   かつ実質的に軸方向に延びている少なくとも１つの補強糸のプライと、 トレッドとを有し、該トレッドの外面には少なくとも１つの周方向溝を備えた
   トレッドパターンが設けられているタイヤにおいて、 前記溝と、角度αで配向された補強糸で形成された前記補強糸との間に半径方
   向に配置されたゾーン内で螺旋状に巻回される前記補強糸の敷設ピッチは、前記
   溝の軸方向幅に等しいか、これよりより大きいことを特徴とするタイヤ。
2. 【請求項２】 螺旋状に巻回される前記補強糸の敷設ピッチは、前記溝の軸
   方向幅の２倍に等しいか、これより大きいことを特徴とする請求項１記載のタイ
   ヤ。
3. 【請求項３】 前記周方向に配向される補強糸は、同時に螺旋状に巻回され
   た少なくとも２本の補強糸を有することを特徴とする請求項１または２記載のタ
   イヤ。
4. 【請求項４】 前記周方向に配向される補強糸は、同時に螺旋状に巻回され
   た多くても４本の補強糸を有することを特徴とする請求項３記載のタイヤ。
5. 【請求項５】 前記周方向溝は、３．５ｍｍに等しいか、これより大きい軸
   方向幅を有す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。
6. 【請求項６】 前記トレッドは、前記クラウンの少なくとも１つの所与の軸
   方向ゾーン上で螺旋状に巻回された前記補強糸と直接接触し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。
7. 【請求項７】 前記トレッドは、地面と接触することを意図した第１配合物
   と、前記クラウンの少なくとも１つの所与の軸方向ゾーンに亘って前記第１配合
   物の半径方向下方に配置されたアンダーレーヤとを有し、該アンダーレーヤは螺
   旋状に巻回された前記補強糸と直接接触していることを特徴とする請求項１〜６
   のいずれか１項記載のタイヤ。
8. 【請求項８】 前記周方向に配向された補強糸は、３％変形下で、１２cN/t
   exより大きい応力を発生することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載
   のタイヤ。
9. 【請求項９】 前記周方向に配向された補強糸は、３％変形下で、２０cN/t
   exより大きい応力を発生することを特徴とする請求項８項記載のタイヤ。
10. 【請求項１０】 前記周方向に配向された補強糸は９００cN/texより小さい
    初期モジュラスを有することを特徴とする請求項８または９記載のタイヤ。
11. 【請求項１１】 前記周方向に配向された補強糸は８００cN/texより小さい
    初期モジュラスを有することを特徴とする請求項１０記載のタイヤ。
12. 【請求項１２】 前記周方向に配向された補強糸は、少なくとも１本の単一
    アラミドヤーンと組み合わされた少なくとも１本の単一ナイロンヤーンの組立体
    で形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載のタイヤ
    。