JP2012512094A - 周方向補強要素の少なくとも１つの層を有するクラウン補強材を備えた重車両用タイヤ - Google Patents

Abstract

本発明は、トレッドにより半径方向に覆われたクラウン補強材を有するタイヤであって、クラウン補強材が、可変ピッチで軸方向に分布して配置された周方向補強要素の少なくとも１つの層を有する、タイヤに関する。本発明によれば、周方向補強要素の層は、少なくとも５つの部分、即ち、１つの中央部分（４２１）、２つの中間部分（４２２）及び２つの軸方向外側部分（４２３）から成り、中央部分の間隔は、軸方向外側部分の間隔の１〜１．５倍であり、中間部分の間隔は、軸方向外側部分の間隔の１．６〜２倍である。

Description

本発明は、半径方向カーカス補強材を備えたタイヤ、特に、重量物を運搬する車両、例えばローリ、トラクタ、トレーラ又はロード（路面）バスに取り付けられるようになったタイヤに関する。

タイヤ、特に重車両型の車両用のタイヤの補強構造体又は補強材は、現時点では―そして通常―従来「カーカスプライ」、「クラウンプライ」等と呼ばれている１枚又は２枚以上のプライのスタックで構成されている。補強材をこのように命名する仕方は、細線状補強材を備えた、多くの場合、長手方向のプライの形態をした一連の半完成状態の製品を作り、次に、これらを組み立て又は積み重ねてグリーンタイヤを作るという製造方法に由来している。プライを寸法が相当大きな状態で扁平に作り、次に、所与の製品の寸法に合わせて裁断する。また、プライを、当初、実質的に扁平に集成する。次に、このようにして作られたグリーンタイヤをシェーピングしてタイヤについて典型的なドーナツ形状を与える。次に、半完成状態の「完成途上」製品をグリーンタイヤに張り付けていつでも硬化させることができる製品を得る。

このような方法の「従来」形式では、特にグリーンタイヤを製造する段階の間、カーカス補強材をタイヤのビード領域内に繋留し又は保持するための繋留要素（一般にビードワイヤ）が用いられる。かくして、このような形式の方法では、カーカス補強材を構成するプライの全て（又はその何割かだけ）の一部をタイヤのビード内に納められたビードワイヤ周りに折り返す。すると、これにより、カーカス補強材がビード中に繋留される。

この従来型方法の業界全体にわたる普及の結果として、プライを構成して組み立てる仕方に多くの別法が存在しているにもかかわらず、当業者は、この方法に基づく語彙を用いており、それ故、一般に用いられている用語として、特に「プライ」、「カーカス」、「ビードワイヤ」、平らなプロフィールからドーナツ形プロフィールへの移行を意味する「シェーピング」という用語等が挙げられる。

今日、厳密に言えば、上述の定義から理解されるような「プライ」又は「ビードワイヤ」を備えていないタイヤが存在する。例えば、欧州特許第０５８２１９６号明細書は、プライの形態の半完成状態の製品を用いないで製造されたタイヤを記載している。例えば、種々の補強構造体の補強要素を隣接のゴムコンパウンド層に直接張り付け、次に、これら全てを連続した層の状態でドーナツ形コアに張り付け、このドーナツ形コアの形状が、製造中のタイヤの最終プロフィールとほぼ同じプロフィールを直接生じさせる。かくして、この場合、「半完成状態」の製品又は「プライ」若しくは「ビードワイヤ」は存在しない。基本的製品、例えばゴムコンパウンド及び細線又はフィラメントの形態をした補強要素は、コアに直接張り付けられる。このコアの形状は、ドーナツ形のものなので、平らなプロフィールからトーラス形状のプロフィールにするためにグリーンタイヤを形成することは最早不要である。

さらに、この特許文献に記載されたタイヤは、ビードワイヤ周りのカーカスプライの「伝統的な」折り返しを用いていない。この種の繋留に代えて、周方向細線がサイドウォール補強構造体に隣接して位置決めされる構造が用いられ、全てのものは、繋留又は結合ゴム配合物中に埋め込まれる。

また、中央コア上への迅速且つ効率的で、しかも簡単な積層向けに特に設計された半完成状態の製品を採用するドーナツ形コアへの組み付け方法が存在する。最後に、或る特定のアーキテクチャ上の観点を達成する或る幾つかの完成状態の製品（例えばプライ、ビードワイヤ等）を組み合わせたハイブリッド又は混成体を用いる一方で他のものをコンパウンド及び（又は）補強要素の直接的張り付けによって製作することも又、可能である。

上記特許文献では、製品製造分野と製品設計分野の両方における最近の技術進歩を考慮に入れるためには、従来の用語、例えば「プライ」、「ビードワイヤ」等に代えて、中立的な用語又は用いられる方法の形式とは無関係の用語を用いると好都合である。それ故、「カーカス型補強材」又は「サイドウォール補強材」という用語は、従来方法におけるカーカスプライの補強要素及び半完成状態の製品が用いられない方法に従って製作されたタイヤの対応の補強要素（これら補強要素は、一般的にサイドウォールに張り付けられる）を表すのに有効に用いられる。「繋留ゾーン」という用語は、その一部について、従来方法におけるビードワイヤ周りへのカーカスプライの「伝統的」折り返し部をまさしく容易に表すことができる。というのは、これは、周方向補強要素、ゴムコンパウンド及びドーナツ形コアへの張り付けを含む方法を用いて形成された底部領域の隣接のサイドウォール補強部分により形成された組立体だからである。

一般に、重車両用タイヤ形式のタイヤでは、カーカス補強材は、ビードの領域で各側が繋留され、半径方向上側には、互いに重ね合わされた少なくとも２つの層により構成されるクラウン補強材が設けられ、これら層は、各層内で互いに平行であり、１つの層から次の層にクロス掛けされ、周方向と１０°〜４５°の角度をなす細線又はコードで形成されている。実働補強材を形成する実働層も又、補強要素で作られた少なくとも１つのいわゆる保護層で覆われるのが良く、これら補強要素は、有利には、金属であり且つ伸長性であり、弾性補強要素と呼ばれている。保護層は、周方向と４５°〜９０°の角度をなす伸長性の低い金属コード又は細線の層を更に含み、補強プライと呼ばれるこのプライは、カーカス補強材と絶対値でいってせいぜい４５°の角度をなして互いに平行なコード又は細線で作られた第１のいわゆる実働クラウンプライとの間に半径方向に位置する。補強プライは、少なくとも実働プライと一緒になって三角形構造補強材を形成し、この三角形構造補強材は、これが受ける種々の応力下において、生じる変形量が非常に僅かであり、補強プライの本質的の役割は、補強要素の全てがタイヤのクラウンの領域で受ける横方向圧縮力に反作用することにある。

重車両用のタイヤの場合、単一の保護層が一般的に設けられ、その保護要素は、大抵の場合、同一方向に且つ半径方向最も外側の、それ故に半径方向に隣接した実働層の補強要素の角度と絶対値として同一の角度で差し向けられている。幾分凸凹の路面上を走行するようになった土木工学作業車両用のタイヤの場合、２枚の保護プライが存在することは、有利であり、補強要素は、或る１つの層から次の層にクロス掛けされ、半径方向内側の保護層の補強要素は、半径方向外部に位置すると共にこの半径方向内側保護層に隣接して位置する実働層の非伸長性補強要素とクロス掛けされている。

コードは、かかるコードが破断強さの１０％に等しい引張り力を受けたときに、せいぜい０．２％に等しい相対伸び率を示す場合に非伸長性であると呼ばれる。

コードはかかるコードが、破断強さに等しい引張り力を受けたときに、最大接線モジュラスが１５０ＧＰａに等しい状態で少なくとも３％に等しい伸び率を示す場合に弾性であると呼ばれる。

周方向補強要素は、周方向と＋２．５°、−２．５°及び０°の角度をなす補強要素である。

タイヤの周方向又は長手方向は、タイヤの周囲に対応すると共にタイヤの走行方向によって定められる方向である。

タイヤの横方向又は軸方向は、タイヤの回転軸線に平行である。

半径方向は、タイヤの回転軸線と交差し且つこれに垂直な方向である。

タイヤの回転軸線は、タイヤが通常の使用中に回転する中心となる軸線である。

半径方向面又は子午面は、タイヤの回転軸線を含む平面である。

周方向中間平面又は赤道面は、タイヤの回転軸線に垂直であり且つタイヤを２つの半部に区分する平面である。

ゴム配合物の「弾性率」という用語は、１０％変形率且つ周囲温度での割線引張モジュラスを意味している。

ゴム配合物に関し、モジュラス測定は、１９８８年９月のＡＦＮＯＲ‐ＮＥＦＴ‐４６００に従って張力下で行われ、公称割線モジュラス（又は見掛けの応力、単位ＭＰａ）は、１０％伸び率における（１９７９年１２月のＡＦＮＯＲ‐ＮＥＦＴ‐４０１０１による標準温度及び湿度測定条件）２回目の伸び（即ち、順応サイクル後の伸び）で測定される。

金属細線又はコードに関し、破断点荷重（単位Ｎで表わされた最大荷重）、破断点強度（単位ＭＰａ）及び破断点伸び率（単位％で表わされた全伸び率）の測定は、１９８４年のＩＳＯ６８９２に従って張力下で行われる。

「ロード」タイヤと呼ばれている今日のタイヤの中には、道路ネットワークが向上していると共に自動車専用道路ネットワークワールドワイドが広がっているので、高速で且つますます長い距離にわたって走行するようになっているタイヤが存在する。タイヤが問題なく走行するための必要条件の全てにより、走行可能距離数を増大させることができるが、タイヤ耐摩耗性が低くなるので、このことによりタイヤの耐久性、特にクラウン補強材の耐久性が犠牲になっている。

問題は、クラウン補強材に応力が生じ、特に、クラウン層相互間に剪断応力が生じ、かかる応力が軸方向に最も短いクラウン層の端部のところの動作温度の取るに足らないとはいえないほどの増大と組み合わさり、その結果として、かかる端部のところでゴムに亀裂の発生及び進展が生じるということにある。同じ問題は、補強要素の２つの層の縁部の場合に存在し、上述の他の層は、必ずしも第１の層に半径方向に隣接して位置するわけではない。

検討中の形式のタイヤのクラウン補強材の耐久性を向上させるため、プライの端部、特に軸方向に最も短いプライの端部相互間且つ（或いは）これらの周りに位置決めされた層の構造及び品質並びに（或いは）ゴム配合物の異形材に関する解決策が既に提案されている。

仏国特許第１３８９４２８号明細書は、クラウン補強材の縁部の近くに位置するゴム配合物の耐損傷性を向上させるため、低ヒステリシストレッドと組み合わせて、クラウン補強材の少なくとも側部及び辺縁部を覆い、低ヒステリシスゴム配合物から成るゴム異形材の使用を推奨している。

仏国特許第２２２２２３２号明細書は、クラウン補強材プライ相互間の分離を回避する目的で、ショアＡスケール硬度が、クラウン補強材を包囲しているトレッドのショアＡスケール硬度とは異なり、しかもクラウン補強材プライの縁部とカーカス補強材との間に配置されたゴムコンパウンドの異形材のショアＡスケール硬度よりも大きいゴムのマットで補強材の端部を被覆することを教示している。

仏国特許出願第２７２８５１０号明細書は、一方において、カーカス補強材と回転軸線に対して半径方向最も近くに位置するクラウン補強材実働プライとの間に、周方向と少なくとも６０°の角度をなす非伸長性金属コードで形成され、少なくとも最短の実働クラウンプライの軸方向幅に等しい軸方向幅の軸方向に連続したプライを位置決めし、他方において、２つの実働クラウンプライ相互間に、実質的に周方向に平行に差し向けられた金属要素で作られた追加のプライを位置決めすることを提案している。

このようにして構成されたタイヤを特に過酷な条件下において長時間にわたって走行させると、これらタイヤの耐久性の面で限度のあることが分かった。

かかる欠点を解決すると共にこれらタイヤのクラウン補強材の耐久性を向上させるため、アングル実働クラウン層と関連して、実質的に周方向に平行な補強要素の少なくとも１つの追加の層を設けることが提案された。国際公開第９９／２４２６９号パンフレットは、特に、赤道面の各側で且つ周方向に実質的に平行な補強要素の追加のプライのすぐ隣りの軸方向連続部として、或る１つのプライから次のプライにクロス掛けされた補強要素で形成されている２つの実働クラウンプライが、或る特定の軸方向距離にわたって互いに結合され、次に、少なくとも２つの実働プライに共通の幅の残部にわたってゴム配合物の異形材により互いに分離されることを提案している。

周方向補強要素の層は、通常、周方向に対して８°未満の角度で布設された螺旋体を形成するよう巻かれた少なくとも１本の金属コードから成る。当初製造されたコードは、布設前にゴム配合物で被覆される。すると、このゴム配合物は、タイヤを硬化するときに、圧力及び温度の影響を受けてコードに入り込む。ゴム配合物によるコードの被覆は、コードの製造段階とリールの形態に貯蔵するようコードを布設する段階との間の中間段階で実施される場合がある。別の製造形態は、コードを布設するのと同時に又はより正確にいえばその直前にコードをゴム配合物で被覆することである。

欧州特許第０５８２１９６号明細書 仏国特許第１３８９４２８号明細書 仏国特許第２２２２２３２号明細書 仏国特許出願第２７２８５１０号明細書 国際公開第９９／２４２６９号パンフレット

高速道路上の長時間にわたる走行中における耐久性及び耐摩耗性の面において得られた結果は、満足の行くものである。それにもかかわらず、或る特定の走行条件下では、タイヤの中には、タイヤトレッドの一部分、特に中央に顕著な摩耗を示すものがあることが判明した。この現象は、トレッドの幅が増大するにつれて顕著になる。

本発明の目的は、耐久性及び耐摩耗性が使用条件の如何に関わらず路上使用について維持される「重車両」用のタイヤを提供することにある。

この目的は、本発明によれば、ラジアルカーカス補強材を備えたタイヤであって、ラジアルカーカス補強材が、一方の層から他方の層にクロス掛けされると共に周方向と１０°〜４５°の角度をなす非伸長性補強要素の少なくとも２つの実働クラウン層で形成されたクラウン補強材を有し、クラウン補強材それ自体には半径方向にトレッドが被せられ、トレッドが、２つのサイドウォールを介して２つのビードに連結され、クラウン補強材が、可変ピッチで軸方向に分布して配置された周方向補強要素の少なくとも１つの層を有する、タイヤにおいて、周方向補強要素の層は、少なくとも５つの部分から成り、該５つの部分は、１つの中央部分、２つの中間部分及び２つの軸方向外側部分であり、中央部分のピッチは、軸方向外側部分のピッチの１〜１．５倍であり、中間部分のピッチは、軸方向外側部分のピッチの１．６〜２倍であることを特徴とするタイヤによって達成される。

本発明の意味の範囲内において、周方向補強要素の層の一部分のピッチは、２つの連続して位置する補強要素相互間の距離である。このピッチは、長手方向軸線のうちの少なくとも１つに垂直な方向における補強要素の長手方向軸線相互間で測定される。したがって、したがって、ピッチは、実質的に軸方向に測定される。
本発明に従ってこのように構成されたタイヤは、軸方向に変化する剛性を周方向に有し、又は周方向剛性を有する層に至る可変ピッチで分布して配置された周方向補強要素の層を有する。本発明によれば、周方向補強要素の層は、周方向に剛性を有し、この剛性は、この層の軸方向端部のところの方が中央のところよりも高い。さらに、周方向補強要素の層の周方向剛性は、一方の軸方向端部から中間領域まで減少し、次に、この中間領域からこの層の中央部分まで再び増大する。

かくして、本発明のタイヤは、有利には、タイヤのクラウンのところの方が周方向補強要素の層の端部のところの周方向剛性よりも低い周方向剛性を有する周方向補強要素の層を有する。

周方向補強要素の層の中央部分の剛性は、タイヤにこの中央部分の十分なベルト締め作用を与えるのに十分なままであり、従って、タイヤは、特にインフレーション中又は高速で走行しているときに加えられる応力に耐えることができると共にクラウン補強材の周方向膨張を制限することができる。

有利には、本発明によれば、中央部分のピッチは、軸方向外側部分のピッチの１．１倍を超える。

試験結果の実証するところによれば、このように本発明に従って構成されたかかるタイヤは、満足の行く耐久性を維持すると共に使用条件とは無関係に、トレッドの幅全体にわたって耐摩耗性を示す。

さらに、このように本発明に従って構成されたタイヤは、タイヤが例えばアスファルトで舗装されていない路面上を走行しなければならない場合、耐攻撃性の観点において公知のタイヤと比較して向上した特性を有する。

本発明者は、事実、アスファルトで舗装されていない陸上で生じる攻撃がタイヤのトレッドの中央部分に本質的に悪影響を及ぼし、タイヤトレッドが外観上常に最も影響を受けていることを立証することができた。

本発明に従って構成されたタイヤにより、タイヤの軸方向中央部分の半径方向における軟化が生じる。というのは、特にタイヤのこの中央ゾーンの周方向補強要素の剛性が低いからであり、これは、種々の軸方向部分における周方向補強要素を被覆するゴム配合物の弾性率と関連している。この軟化により、得られる効果を考慮すると、トレッドは、車両が走行している地面上に存在する障害物、例えば石からの衝撃を吸収する。

層の軸方向幅全体にわたって一定のピッチで分布して配置された周方向補強要素の層を有するタイヤと比較して、本発明のタイヤの他の利点は、第１に軽量であること、第２にその製造費が安いことである。本発明のタイヤの構造は、一定ピッチで分布して配置された周方向補強要素の層を有する従来用いられているタイヤの構造と比較して軽量化されているので、本発明のタイヤの重量は、従来型タイヤの重量よりも低い。具体的に言えば、一定ピッチで分布して配置された周方向補強要素の層を有する従来型タイヤの補強要素相互間の離隔距離又はピッチは、タイヤのマーケティングに関する種々の合格基準を満たすのに必要な最小ピッチに基づいて定められる。したがって、本発明のタイヤでは、周方向補強要素の層を製作するのに必要な材料の量が減少する。

同様に、本発明のタイヤを製造するための材料費は、一定ピッチで分布して配置された周方向補強要素の層を有するタイヤの材料費よりも安上がりである。というのは、周方向補強要素の層を製作するのに必要な材料の量が少ないからである。さらに、同じ理由で、本発明のタイヤの周方向補強要素の層を製造するのに要する時間は、一定ピッチで分布して配置された周方向補強要素の層を製造するのに要する時間と比較して短い。

本発明の有利な変形実施形態によれば、周方向補強要素の層の軸方向幅は、０．５×Ｓを超える。

Ｓは、タイヤがその常用リムに取り付けられ、その推奨圧力までインフレートされたときのタイヤの最大軸方向幅を意味している。

補強要素の層の軸方向幅は、タイヤの横断面にわたって測定され、したがって、タイヤは、非インフレート状態にある。

本発明の好ましい実施形態によれば、周方向補強要素の層の中央部分の軸方向幅は、周方向補強要素の層の軸方向幅の３０〜４０％である。本発明者は、特にインフレーション中又は高速走行時に生じる応力に耐えることができるようにするためにこの中央部分におけるタイヤの満足の行くベルト締めをもたらすためにかかる領域では、周方向補強要素の密度が本発明に従って特定されるようなものであり、特に低くはないと考えている。

また、好ましくは、本発明によれば、周方向補強要素の層の軸方向外側部分の各々の軸方向幅は、周方向補強要素の層の軸方向幅の７〜１５％である。本発明者は、このように構成された中間領域では、周方向補強要素の密度を本発明において定められているように減少させることができ、この場合、タイヤの性能に悪影響を及ぼさないということを実証することができた。

有利には、本発明によれば、周方向補強要素の層の中間部分の各々の軸方向幅は、周方向補強要素の層の軸方向幅の１５〜３０％である。

本発明では、有利には、周方向補強要素の層のピッチ長さの分布状態は、タイヤの赤道面に関して対称である。

また、有利には、周方向補強要素の層は、タイヤのクラウン上に心出しされる。かくして、これら領域の分布状態は、タイヤの赤道面に関して対称である。したがって、周方向補強要素の分布状態も又、タイヤの赤道面に関して軸方向に対称である。

本発明によれば、有利には、クラウンアーキテクチャを構成する少なくとも１つの層が、軸方向最も外側の「リブ」又は主として長手方向に差し向けられたパターンの下に半径方向に存在する。この実施形態は、上述したように、かかるパターンの剛性を向上させる。また、有利には、周方向補強要素の層は、軸方向最も外側の「リブ」又は主として長手方向に差し向けられたパターンの下に半径方向に存在する。

本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの実働クラウン層は、互いに異なる軸方向幅を有し、軸方向に最も幅の広い実働クラウン層の軸方向幅と軸方向に幅の最も狭い実働クラウン層の軸方向幅との差は、１０〜３０ｍｍである。

また、好ましくは、軸方向に幅の最も広い実働クラウン層は、他方の実働クラウン層の内部上に半径方向に設けられる。

本発明の好ましい実施形態によれば、周方向補強要素の層は、２つの実働クラウン層相互間に半径方向に位置決めされている。

また、有利には、本発明によれば、周方向補強要素の層に半径方向に隣接して位置する実働クラウン層の軸方向幅は、周方向補強要素の層の軸方向幅よりも大きく、好ましくは、周方向補強要素の層に隣接して位置する実働クラウン層は、赤道面の各側で且つ周方向補強要素の層のすぐ隣りの軸方向連続部として所与の軸方向幅にわたって互いに結合され、その後、少なくとも２つの実働層に共通の軸方向幅の残部にわたってゴム配合物の異形材により互いに分離されるようになっている。

本発明の意味の範囲内において、相互結合層は、補強要素が半径方向にせいぜい１．５ｍｍだけ離された層であり、ゴムの厚さは、補強要素の上側母線と下側母線との間で半径方向に測定される。

周方向補強要素の層に隣接して位置する実働クラウン層相互間におけるかかる結合部の存在により、この結合部の最も近くに位置する軸方向最も外側の周方向要素に左右する引張り応力を一段と減少させることができる。

幅の最も狭い実働プライの端部と一線をなして測定された内側実働プライ分離異形材の厚さは、少なくとも２ミリメートルに等しく、好ましくは２．５ｍｍを超えるであろう。

本発明の有利な実施形態によれば、周方向補強要素の少なくとも１つの層の補強要素は、０．７％伸び率における割線モジュラスが１０〜１２０ＧＰａであり、最大接線モジュラスが１５０ＧＰａ未満である。

好ましい実施形態によれば、補強要素の０．７％伸び率における割線モジュラスは、１００ＧＰａ未満であり且つ２０ＧＰａを超え、好ましくは３０〜９０ＧＰａ、より好ましくは８０ＧＰａ未満である。

この場合も又、好ましくは、補強要素の最大接線モジュラスは、１３０ＧＰａ未満、好ましくは１２０ＧＰａ未満である。

上述のモジュラスは、２０ＭＰａの予荷重を補強要素の金属の断面に加えた状態で求められた伸び率の関数としての引張り応力の曲線に基づいて測定され、引張り応力は、補強要素の金属の断面に加えられた張力の測定値に対応している。

同一の補強要素のモジュラスは、１０ＭＰａの予荷重を補強要素の金属の断面全体に加えた状態で求められた伸び率の関数としての引張り応力の曲線に基づいて測定され、引張り応力は、補強要素の金属の断面全体に加えた張力の測定値に対応している。補強要素の断面全体は、金属及びゴムで作られた複合要素の断面であり、ゴムは、特に、タイヤ硬化段階の際、補強要素に浸透している。

補強要素の断面全体に関するこの構成によれば、周方向補強要素の少なくとも１つの層の補強要素は、０．７％伸び率における割線モジュラスが５〜６０ＧＰａであり、最大接線モジュラスが７０ＧＰａ未満の金属補強要素である。

好ましい実施形態によれば、０．７％伸び率における補強要素の割線モジュラスは、５０ＧＰａ未満であり且つ１０ＧＰａを超え、好ましくは１５〜４５ＧＰａであり、より好ましくは４０ＧＰａ未満である。

また、好ましくは、補強要素の最大接線モジュラスは、６５ＧＰａ未満であり、より好ましくは６０ＧＰａ未満である。

好ましい実施形態によれば、周方向補強要素の少なくとも１つの層の補強要素は、低い伸び率については緩い勾配を有し、高い伸び率については実質的に一定で且つ急な勾配を有する相対伸び率の関数としての引張り応力曲線を有する金属補強要素である。追加のプライのかかる補強要素は、通常、「バイモジュラス（bi-modulus）」要素と呼ばれている。

本発明の好ましい実施形態によれば、実質的に一定で且つ急な勾配は、０．１％〜０．５％の相対伸び率を超えたところから現われる。

補強要素の種々の上述の特性は、タイヤから取られた補強要素について測定される。

本発明の周方向補強要素の少なくとも１つの層を作るのに特に適した補強要素は、例えば規格２１．２３の組立体であり、その構成は３×（０．２６＋６×０．２３）４．４／６．６ＳＳであり、このストランド状コードは、規格３×（１＋６）の２１本の単位細線で構成され、３本の撚り合わせストランドは各々、７本の細線で構成され、１本の細線は、直径が２６／１００ｍｍに等しい中央コアを形成し、６本の巻き細線の直径は、２３／１００ｍｍに等しい。このようなコードは、２０ＭＰａの予荷重を補強要素の金属の断面に加えた状態で求められた伸び率の関数としての引張り応力の曲線に基づいて測定して、０．７％伸び率における割線モジュラスが４５ＧＰａに等しく、最大接線モジュラスが９８ＧＰａに等しく、なお、引張り応力は、補強要素の金属の断面に加えられた張力の測定値に対応している。１０ＭＰａの予荷重を補強要素の金属の断面全体に加えた状態で求められた伸び率の関数としての引張り応力の曲線に基づいて測定して、規格２１．２３のこのコードは、２３ＧＰａに等しい０．７％伸び率における割線モジュラス及び４９ＧＰａに等しい最大接線モジュラスを有し、なお、引張り応力は、補強要素の金属の断面全体に加えた張力の測定値に対応している。

同様に、補強要素の別の例は、例えば規格２１．２８の組立体であり、その構成は３×（０．３２＋６×０．２８）６．２／９．３ＳＳである。このコードは、両方とも２０ＭＰａの予荷重を補強要素の金属の断面に加えた状態で求められた伸び率の関数としての引張り応力の曲線に基づいて測定して、０．７％伸び率における割線モジュラスが５６ＧＰａに等しく、最大接線モジュラスが１０２ＧＰａに等しく、なお、引張り応力は、補強要素の金属の断面に加えられた張力の測定値に対応している。１０ＭＰａの予荷重を補強要素の金属の断面全体に加えた状態で求められた伸び率の関数としての引張り応力の曲線に基づいて測定して、規格２１．２８のこのコードは、２７ＧＰａに等しい０．７％伸び率における割線モジュラス及び４９ＧＰａに等しい最大接線モジュラスを有し、なお、引張り応力は、補強要素の金属の断面全体に加えた張力の測定値に対応している。

かかる補強要素を周方向補強要素の少なくとも１つの層中に用いることにより、特に、従来の製造方法における付形及び硬化ステップ後であっても、満足の行く層の剛性を維持することができる。

本発明の第２の実施形態によれば、周方向補強要素は、長さの最も短いプライの周長よりも非常に短いが、好ましくはこの周長の０．１倍を超える長さの部分を形成するよう切断された非伸長性金属要素で形成されるのが良く、これら部分相互間の切れ目は、互いに軸方向にオフセットしている。また、好ましくは、追加の層の単位幅当たりの引張り弾性率は、同一条件下で測定された伸長性の最も高い実働クラウン層の引張り弾性率よりも低い。例えばこのような実施形態により、容易に調節できる（同一の列の部分相互間の間隔の選択により）が、あらゆる場合において、同一の金属要素であるが、連続した金属要素で構成された層のモジュラスよりも低いモジュラスを周方向補強要素の層に与えることが簡単な仕方で可能であり、追加の層のモジュラスは、タイヤから取られた切断要素の加硫済み層について測定される。

本発明の第３の実施形態によれば、周方向補強要素の少なくとも１つの層の補強要素は、波形金属補強要素であり、波の振幅ａと波長λの比ａ／λは、せいぜい０．０９に等しい。好ましくは、追加の層の単位幅当たりの引張り弾性率は、同一条件下で測定された伸長性の最も高い実働クラウン層の引張り弾性率よりも低い。

金属要素は、好ましくは、スチールコードである。

軸方向に最も外側の周方向要素に作用する引張り応力を減少するため、本発明によれば、これ又有利には、実働クラウン層の前記補強要素と周方向とのなす角度は、３０°未満、好ましくは２５°未満である。

本発明の実施形態の別の有利な変形形態によれば、実働クラウン層は、一方のプライから他方のプライにクロス掛けされ、周方向とは軸方向に従って変化する角度をなす補強要素から成り、かかる角度は、周方向中間平面のところで測定された補強要素の角度と比較して、補強要素の層の軸方向外縁部についての方が大きい。本発明のかかる実施形態により、カーカス補強材の圧縮度を減少させるため、周方向剛性を或る特定のゾーンでは増大させ、他方、周方向剛性を他のゾーンでは減少させることができる。

また、本発明の好ましい実施形態では、クラウン補強材の半径方向外部には、いわゆる弾性補強要素の保護プライと呼ばれる少なくとも１つの追加のプライが設けられ、弾性補強要素は、周方向に対して１０°〜４５°の角度をなして差し向けられると共に追加のプライに半径方向に隣接して位置する実働プライの非伸長性要素のなす角度と同一の方向のものである。

保護層は、幅の最も狭い実働層の軸方向幅よりも小さな軸方向幅を有するのが良い。かかる保護層は、幅の最も狭い実働層の軸方向幅よりも大きな軸方向幅を有しても良く、その結果、保護層は、幅の最も狭い実働層の縁とオーバーラップし、この保護層が、幅の最も狭い半径方向最も内側の層である場合、保護層は、追加の補強材の軸方向連続部として、軸方向幅にわたって幅の最も広い実働クラウン層に結合され、その後、厚さが少なくとも２ｍｍの異形材によりこの幅の最も広い実働層から軸方向外部が分離されるようになる。弾性補強要素で形成された保護層は、上述の場合、一方において、２つの実働層の縁を互いに分離する異形材の厚さよりもかなり小さい厚さの異形材により上述の幅の最も狭い実働層の縁部から分離される場合があり、他方、幅の最も広いクラウン層の軸方向幅よりも小さな又は大きな軸方向幅を有する。

本発明の上述の実施形態のうちの任意の１つによれば、カーカス補強材の半径方向内側には、カーカス補強材とこのカーカス補強材の最も近くに位置する半径方向内側実働層との間で、半径方向に最も近いカーカス補強層の補強要素相互間のなす角度と同一の方向で周方向と６０°よりも大きな角度をなす鋼で作られた非伸長性金属補強要素の三角形構造層が更に設けられるのが良い。

本発明の他の細部及び他の有利な特徴は、図１及び図２を参照して行われる本発明の幾つかの例示の実施形態の説明から以下において明らかになろう。

本発明の一実施形態としてのタイヤの子午線略図である。 本発明の第２の実施形態としてのタイヤの子午線略図である。

理解を容易にするために、図は、縮尺通りには示されていない。図は、タイヤの半分しか示しておらず、タイヤの他方の半分は、タイヤの周方向中間平面又は赤道面を表すＸＸ′軸線に関して対称に連続している。

図１では、サイズが３１５／７０Ｒ２２．５のタイヤ１は、０．７０に等しいアスペクト比Ｈ／Ｓを有し、Ｈは、タイヤ１の取り付けリム上におけるタイヤ１の高さであり、Ｓは、最大軸方向幅である。タイヤ１は、図示されていない２つのビード内に繋留された半径方向カーカス補強材２を有している。カーカス補強材は、金属コードの単一の層で形成されている。このカーカス補強材２は、クラウン層４で巻かれ又はベルト締めされており、このクラウン層４は、次のように内側から外側に半径方向に、即ち、
‐プライの幅全体にわたって連続していて、１８°に等しい角度に差し向けられた非ベルト締め状態の非伸長性１１．３５金属コードで形成された第１の実働層４１、
‐スチール２１×２８金属コードで形成されていて、５つの部分（これらは、１つの中央部分４２１、２つの軸方向外側部分４２３及び２つの中間部分４２２である）で構成された「バイモジュラス」型の周方向補強要素の層４２、
‐プライの幅全体にわたって連続していて、１８°の角度に差し向けられると共に層４１の金属コードとクロス掛け関係をなす非ベルト締め状態の非伸長性１１．３５金属コードで形成された第２の実働層４３、
‐６×３５弾性金属コードで形成された保護層４４で形成されている。

クラウン補強材それ自体には、トレッド６が被せられている。

タイヤの最大軸方向幅Ｓは、３１９ｍｍに等しい。

第１の実働層４１の軸方向幅Ｌ₄₁は、２６０ｍｍに等しい。

第２の実働層４３の軸方向幅Ｌ₄₃は、２４５ｍｍに等しい。

周方向補強要素４２の層の軸方向幅Ｌ₄₂は、１９８ｍｍに等しい。

中央部分４２１の軸方向幅Ｌ₄₂₁は、３３ｍｍに等しい。この中央部分４２１では、周方向補強要素相互間のピッチは、２．８ｍｍに等しい。軸方向幅Ｌ₄₂₁の２倍と軸方向幅Ｌ₄₂の比は、３３％に近く、したがって、３０〜４０％である。

軸方向外側部分４２３の各々の軸方向幅Ｌ₄₂₃は、２４ｍｍに等しい。これら軸方向外側部分４２３では、周方向補強要素相互間のピッチは、１．９ｍｍに等しい。軸方向幅Ｌ₄₂₃と軸方向幅Ｌ₄₂の比は、１２％に近く、したがって、７〜１５％である。

中間部分４２２の各々の軸方向幅Ｌ₄₂₂は、４２ｍｍに等しい。これら中間部分４２２では、周方向補強要素相互間のピッチは、３．３ｍｍに等しい。軸方向幅Ｌ₄₂₂と軸方向幅Ｌ₄₂の比は、２１％に近く、したがって、１５〜３０％である。

中央部分のピッチと軸方向外側部分のピッチの比は、１．４７に等しく、したがって、１〜１．５である。

中間部分のピッチと軸方向外側部分のピッチの比は、１．７４に等しく、したがって、１．６〜２である。

保護プライと呼ばれている最終のクラウンプライ４４の幅Ｌ₄₄は、１８０ｍｍに等しい。

図２では、タイヤ１は、２つの実働層４１，４３が赤道面の各側で且つ周方向補強要素の層４２の軸方向連続部として軸方向幅ｌにわたって互いに結合されている点において図１に示されているタイヤとは異なっている。２つの実働層４１，４３は、２つの実働層に共通の残りの幅にわたり、図示されていないゴム異形材により互いに分離され、かかる異形材の厚さは、結合ゾーンの軸方向端部から幅の最も狭い実働層の端部に向かって増大している。かかる異形材は、有利には、幅の最も広い実働層４１の端部とオーバーラップするのに十分半径方向に幅が広く、この幅の最も広い実働層は、この場合、カーカス補強材に対して半径方向最も近くに位置する実働層である。

図１の構成に従って本発明に従って製造されたタイヤについて試験を行い、試験結果を同一であるが、従来構成を備えるよう製造された基準タイヤと比較した。

この基準タイヤは、幅が本発明に従って製造されたタイヤの幅と同一であるが、周方向補強要素相互間のピッチがその幅全体にわたって一定である周方向補強要素の層を有していた。

同一の車両にタイヤの各々を取り付け、車両の各々を経路を直線状に駆けらせることにより第１の耐久性試験を実施し、タイヤには、この種の試験を促進するために公称荷重を超えた荷重を受けさせた。

車両は、４０００ｋｇのタイヤ１本当たりの荷重と関連していた。

荷重及び横滑り角度をタイヤに課した試験用リグについて他の耐久性試験を実施した。基準タイヤに加えられた同一の荷重及び同一の横滑り角度で試験を本発明のタイヤについて実施した。

このようにして実施された試験結果の実証するところによれば、これら試験の各々において及んだ距離は、本発明のタイヤと基準タイヤについて実質的に同一であった。したがって、本発明のタイヤは、耐久性の面で基準タイヤと実質的に同等の性能を有しているように思われる。

最後に、アスファルトで舗装されておらず、タイヤトレッドに特に有害な石の存在をシミュレートするよう凹凸のある路面について他の走行試験を実施した。

最後のこれら試験結果の実証するところによれば、同一の距離に及んだ後、本発明のタイヤは、基準タイヤよりも生じた損傷の深刻さは小さく、基準タイヤの損傷は、基準タイヤのそれ以上の使用ができないほど大きいと考えられた。

さらに、本発明のタイヤの製造と基準タイヤの製造の比較にあたり、第１に材料費、特に周方向補強要素の層を形成するのに用いられるコードの費用を念頭に置くと共に第２に本発明の方法と関連した製造費、特に周方向補強要素の布設と関連した製造費を念頭に置いて、本発明のタイヤは、基準タイヤと比較して重量及び費用の面での節約をもたらしている。

Claims (14)

1. ラジアルカーカス補強材を備えたタイヤであって、前記ラジアルカーカス補強材が、一方の層から他方の層にクロス掛けされると共に周方向と１０°〜４５°の角度をなす非伸長性補強要素の少なくとも２つの実働クラウン層で形成されたクラウン補強材を有し、前記クラウン補強材それ自体には半径方向にトレッドが被せられ、前記トレッドが、２つのサイドウォールを介して２つのビードに連結され、前記クラウン補強材が、可変ピッチで軸方向に分布して配置された周方向補強要素の少なくとも１つの層を有する、タイヤにおいて、前記周方向補強要素の層は、少なくとも５つの部分から成り、該５つの部分は、１つの中央部分、２つの中間部分及び２つの軸方向外側部分であり、前記中央部分のピッチは、前記軸方向外側部分のピッチの１〜１．５倍であり、前記中間部分のピッチは、前記軸方向外側部分のピッチの１．６〜２倍である、タイヤ。
2. 前記周方向補強要素の層の前記中央部分の軸方向幅は、前記周方向補強要素の層の軸方向幅の３０〜４０％である、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記周方向補強要素の層の前記軸方向外側部分の各々の軸方向幅は、前記周方向補強要素の層の軸方向幅の７〜１５％である、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記周方向補強要素の層の前記中間部分の各々の軸方向幅は、前記周方向補強要素の層の軸方向幅の１５〜３０％である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. 前記周方向補強要素の層のピッチ長さの分布状態は、前記タイヤの赤道面に関して対称である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. 前記周方向補強要素の層は、前記２つの実働クラウン層相互間に半径方向に位置決めされている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
7. 前記少なくとも２つの実働クラウン層は、互いに異なる軸方向幅を有し、軸方向に最も幅の広い実働クラウン層の軸方向幅と軸方向に幅の最も狭い実働クラウン層の軸方向幅との差は、１０〜３０ｍｍである、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. 前記軸方向に幅の最も広い実働クラウン層は、他方の実働クラウン層の半径方向内側に設けられている、請求項７記載のタイヤ。
9. 前記周方向補強要素の層に半径方向に隣接して位置する前記実働クラウン層の軸方向幅は、前記周方向補強要素の層の軸方向幅よりも大きい、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ。
10. 前記周方向補強要素の層に隣接して位置する前記実働クラウン層は、赤道面の各側で且つ前記周方向補強要素の層のすぐ隣りの軸方向連続部として所与の軸方向幅にわたって互いに結合され、その後、少なくとも前記２つの実働層に共通の前記軸方向幅の残部にわたってゴム配合物の異形材により互いに分離されるようになっている、請求項９記載のタイヤ。
11. 前記周方向補強要素の少なくとも１つの層の前記補強要素は、０．７％伸び率における割線モジュラスが１０〜１２０ＧＰａであり、最大接線モジュラスが１５０ＧＰａ未満である、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ。
12. 周方向補強要素の少なくとも１つの層の前記補強要素は、短い伸びについてはなだらかな勾配を持つと共に長い伸びについては実質的に一定であり且つ急な勾配を持つ相対伸びの関数としての引張り応力曲線を持つ金属補強要素である、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のタイヤ。
13. 前記周方向補強要素の少なくとも１つの層の前記補強要素は、長さの最も短いプライの周長よりも短いが、この周長の０．１倍を超える長さの部分を形成するよう切断された金属補強要素であり、前記部分相互間の切れ目は、互いに軸方向にオフセットしており、前記追加の層の単位幅当たりの引張り弾性率は、好ましくは、同一条件下で測定された伸長性の最も高い実働クラウン層の引張り弾性率よりも低い、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ。
14. 前記周方向補強要素の少なくとも１つの層の前記補強要素は、波形金属補強要素であり、波の振幅ａと波長λの比ａ／λは、せいぜい０．０９に等しく、前記追加の層の単位幅当たりの引張り弾性率は、好ましくは、同一条件下で測定された伸長性の最も高い実働クラウン層の引張り弾性率よりも低い、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ。

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