JP2012513340A - 側壁剪断分離層 - Google Patents

Abstract

圧縮空気式タイヤでは、肩部剪断層及びビード部剪断層の対が、カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれる。実施例は、１０％（ＭＡ１０）での引張弾性率が、カーカス層軸方向内側面の外側に置かれる側壁部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最低のＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で構成される、及び／又は、ＭＡ１０が２５ＭＰａ〜１００ＭＰａである、短繊維補強エラストマー組成物で構成される、１つ以上の剪断層、並びに／若しくは、ＭＡ１０が、側壁ビード部部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最高のＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で構成されるビード部剪断層を含む。挟み衝撃領域内の模範的な肩部剪断層及びビード部剪断層は、タイヤの内部を挟んで反対側にある。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、タイヤ側壁構造に関し、より具体的に、挟み衝撃からのタイヤの損傷を最小限にするための側壁内の剪断分離層に関する。

本明細書で用いられる場合、挟み衝撃は、タイヤの肩部がタイヤのビード部に接触するか、又は、ほぼ接触するように、タイヤのトレッド部分が衝撃を受ける際に生じ得るタイヤ条件を記述する。そのような条件では、タイヤの側壁は、肩部がビード部に接触するか又はほぼ接触するように、バックルで締め付けられるか、又は、それ自体の上に折り畳まれる。そのような挟み込みの間に、タイヤ複合構造のゴム混合物及びカーカス層は、リムと障害物又はタイヤの通過経路内の他の機構との間で圧縮される。タイヤに利用されるゴム系の材料は実質的に圧縮不可能であるので、ゴムは、挟み込みを生じさせる力にほぼ垂直な方向に伸びる。そのような伸びは、ポアソン効果として知られている。ゴムの伸びは、変位としてカーカス層コードに移され、強い衝撃等のある条件下で、カーカス層コードは、コードが切断される破断強さを超えて、変形を被り得る。

挟み衝撃からのそのような損傷により、多くの場合、カーカス層コードが、２つの異なる場所に、タイヤの肩部内、タイヤのビード部内のどちらか、又は、それらの両方に分断されることになることが観察されている。コードのそのような分断は、コードがタイヤの保全性に寄与するので、望ましくない。破壊されるコードの数に応じて、タイヤは、変形又は切断又は損傷が十分に激しい場合、タイヤの収縮を示し得る。

一般に、タイヤのトレッド部分への強い衝撃を生じさせる質の悪い道路条件又は他の要因は、挟み衝撃に寄与し得る。例えば、舗装されていない又は舗装が不十分な道路は、挟み衝撃をまねき得る様々な穴又は他の突然の高さの変化を有し得る。同様に、残骸又は他の障害物を含む道路により、タイヤが道路内のそのような障害物に突き当たる際に、挟み衝撃が生じ得る。従って、激しいタイヤの挟み込みをまねく条件が予期又は予想される道路表面に対して、ラジアル層の破壊に対してより耐性のあるタイヤが望まれている。

本発明の特定の実施形態は、挟み衝撃からの損傷への耐性が増した圧縮空気式のタイヤを含み、そのような実施形態は、タイヤの肩部及びビード部内に１つ以上の剪断層を有する。特定の実施形態は、肩部剪断層の対を有する圧縮空気式のタイヤを含み、その対の１つは、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層は、カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、肩部剪断層は、側壁からクラウンに向かって伸びている。そのようなタイヤは、ビード部剪断層の対を更に含み得る。その対の１つは、それぞれ各側壁に位置し、各ビード部剪断層は、カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、ビード部剪断層は、側壁からビードコアに向かって伸びている。

特定の実施形態は、１０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、カーカス層の軸方向内側の外側に置かれる側壁部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最低のＭＡ１０として選択されるＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で構成される剪断層のうちの少なくとも１つを含む。タイヤの挟み衝撃領域内の肩部剪断層とビード部剪断層は、タイヤの内部を挟んで互いに反対側にある。

特定の実施形態は、１０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、カーカス層の軸方向外側の側壁ビード部部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最高のＭＡ１０として選択されるＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で構成されるビード部剪断層のうちの少なくとも１つを含み得る。

特定の実施形態は、１０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が２５ＭＰａ〜１００ＭＰａである、単繊維補強エラストマー組成物で構成される肩部剪断層及びビード部剪断層の対のうちの少なくとも１つを含み得る。

特定の実施形態は、側壁からクラウン層の半径方向内側の位置へ、クラウン層及び／又はビード部分剪断層の軸方向末端から既定の距離ｄだけ伸びる肩部剪断層、及並びに／若しくは、タイヤの軸方向に垂直な方向に、ビードコアの中心から既定の距離ｈにある位置へ伸びるビード部分剪断層を含み得る。距離ｄは、例えば、少なくとも１０ｍｍであり得、高さｈは、例えば、１５ｍｍ以下であり得る。

特定の実施形態は、側壁に向かって、例えば、ビードコアの中心から少なくとも３０ｍｍにある点まで伸びるビード部剪断層を含み得るか、又は、クラウン層の軸方向末端からビード部に向かって、例えば、少なくとも２０ｍｍの距離にわたり伸びる肩部剪断層を含み得る。

本発明の上記の及び他の目的、特徴及び利点は、類似の参照番号が本発明の類似の部品を表している付属の図面で示されるような、本発明の特定の実施形態の以下のより詳細な記載から明らかになる。

本発明による圧縮空気式タイヤの代表的な実施形態の部分断面図である。 挟み込みを被っている図１に示されるタイヤの部分断面図である。

本発明の特定の実施形態は、挟み衝撃からの損傷に対する耐性が増した圧縮空気式タイヤを含む。様々な実施形態は、挟み衝撃損傷に対する耐性を与えるために、タイヤの側壁の様々な場所で与えられる剪断層を含む。そのような挟み衝撃による損傷は、例えば、カーカス層内の１つ以上のコードの破壊を含み得る。より具体的に、そのような実施形態では、剪断層は、タイヤの肩部及びビード部内において、タイヤが挟み衝撃条件にある場合に、タイヤの挟み衝撃領域内の肩部剪断層とビード部剪断層がタイヤ内部を挟んで互いに反対側にあるような位置に与えられる。

本明細書で用いられる場合、挟み衝撃は、タイヤの肩部がタイヤのビード部に接触するか又はほぼ接触するように、タイヤのトレッド部分が衝撃を受ける際に生じ得るタイヤ条件を記述する。従って、挟み衝撃を被るタイヤの挟み衝撃領域は、タイヤの肩部がタイヤのビード部分に接触するか又はほぼ接触する、タイヤの部分である。

剪断層は、挟み衝撃条件にあるタイヤから起こり得る損傷を最小限にする剪断分離層として働くと考えられる。カーカス層のコード及びそれらのコードを取り巻くゴム（エラストマー母材）は、異なる引張弾性率を有するので、タイヤが、挟み衝撃の際に極端な変形を被る場合、コードと、コードに接するゴム、つまり、カーカス層内のコードを包み込むゴムとの間の境界面で剪断が発現する。カーカス層の少なくとも片側に剪断層を配置することにより、境界面を分離することによる境界面での剪断が限定されると考えられる。剪断を分離すれば、挟み衝撃からのコードの損傷は、最小限にされる。

挟み衝撃によるタイヤの損傷に対する耐性が増加する剪断層は、１）タイヤの各側面の肩部領域内の、及び、２）タイヤの各側面のビード領域内の、カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれる。より具体的には、特定の実施形態は、カーカス層の軸方向内側に、カーカス層の軸方向外側に、又は、カーカス層の両側に位置する剪断層を含み得る。カーカス層の片側のみへの剪断層の配置を含むこれらの実施形態では、肩部剪断層とビード剪断層の配置は、カーカス層の同じ側であり得る。例えば、肩部剪断層とビード部剪断層の両方が、カーカス層の軸方向内側に、又は、カーカス層の反対側に位置する。特定の実施形態では、１つ以上の剪断層が、カーカス層の表面から、５ｍｍ以下だけ、又は代わりに、３ｍｍ以下だけ、又は１ｍｍ以下だけ分離され得る。より具体的には、これらの実施形態では、材料の介入層が、カーカス層の側面と、カーカス層の側面に隣接するが、その上ではない所に置かれる剪断層との間に含まれ得る。

特定の実施形態では、剪断層の一部分が、カーカス層の両側に剪断層を有し得るのに対し、剪断層の他の部分が、カーカス層の片側のみに剪断層を有し得ることに留意するべきである。例えば、ビード部剪断層は、カーカス層の両側にビード剪断層を含み得るのに対し、肩部剪断層は、カーカス層の片側のみに１つの肩剪断層を含み得る。

剪断層は、極めて薄く、幾つかの実施形態では、剪断層厚は、例えば、０．２ｍｍ〜２ｍｍであり得、他の実施形態では、剪断層厚は、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、０．３ｍｍ〜１ｍｍ、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、又は、０．４ｍｍ〜０．７ｍｍであり得る。剪断層は、カーカス層の向かい側に、例えば、タイヤ組立工程中にシートとして剪断層を置くことにより、又は、タイヤ組立工程中の押出成形により、又は、カーカス層との共押出により置かれ得る。全ての方法は、当業者に十分に知られている。

幾つかの実施形態では、剪断層は、全て同じ厚さを有するが、その事例である必要はないことに留意するべきである。１つ以上の剪断層は、他の剪断層とは異なる厚さを有し得る。更に、１つ以上の剪断層は、剪断層の長さにわたり、異なる厚さを有し得る。

本発明は、肩部剪断層とビード部剪断層として剪断層を記載し、そのような記載は、剪断層が、少なくともタイヤの肩領域及びビード領域で、カーカス層の上に及び／又はそれに隣接して置かれることを単に教示していることに留意するべきである。特定の実施形態は、例えば、カーカス層の１つ以上の側に、１つのビード領域から、クラウン領域を通り、他のビード領域までずっと連続剪断層を与えることを含み得る。他の実施形態は、例えば、ビード部から肩部層へビード剪断層を伸ばすことにより、ビード剪断層の開始端から、クラウン内の又はクラウン付近の肩剪断層の末端を通る連続的な剪断層を与えることを含み得る。

上記のように、本発明の特定の実施形態は、既定の場所に、既定の長さで、肩部剪断層とビード部剪断層を置いて、タイヤの挟み衝撃領域内の肩部剪断層とビード部剪断層が、タイヤ内部を挟んで互いに反対側にあることを確保する。

特定の実施形態では、肩部剪断層は、全て同じ長さを有し得、ビート部剪断層は、全て同じ長さを有し得る。従って、他の実施形態では、肩部剪断層の長さは、カーカス層の長さに沿って異なる場所で始まる、及び／又は、異なる場所で終わることにより異なり得る。その上、ビード部剪断層の長さは、カーカス層の長さに沿って異なる場所で始まる、及び／又は、異なる場所で終わることにより異なり得る。

特定の実施形態では、剪断層は、例えば、タイヤの構成に通常利用される組成物等のエラストマー組成物で構成され得る。剪断層は、以下に考察されるように、タイヤの他の側壁を構成する他のエラストマー組成物のＭＡ１０と比較して、１０％伸張（ＭＡ１０）での引張弾性率を基にして選択されるエラストマー組成物で構成され得るように定められている。

本明細書に用いられる場合、明細書及び請求項の両方で、そのような引張弾性率は、ＭＰａで表記され、ＡＳＴＭ規格Ｄ４１２に従ってダンベル試験片上で、２３℃の温度で計測される。これらの計測は、試験片の原断面積に基づいた、ＭＰａでのセカント弾性係数である。一般に、ＭＡ１０が高い材料は、硬い材料であり、ＭＡ１０が低い材料は、軟らかい材料である。

従って、第２の材料よりも軟らかい材料は、ＭＡ１０が第２の材料のＭＡ１０未満である材料である。第２の材料よりも「やや軟らかい」材料は、第２材料のＭＡ１０の１１０％以下、又は代わりに、１０７％以下、１０５％以下、１０３％以下、若しくは、第２材料のＭＡ１０に等しいＭＡ１０を有する材料である。

更に、剪断層は、カーカス層の軸方向内側面の外側に置かれるタイヤの他の側壁部品を構成する他のエラストマー組成物のＭＡ１０と比較して、ＭＡ１０を基に選択されるエラストマー組成物で構成され得る。より具体的に、特定の実施形態において剪断層が構成され得る適切なエラストマー組成物は、ａ）カーカス層の軸方向内側面から軸方向外側の側壁部品を構成する最も軟らかい材料よりも軟らかいか、又は、やや軟らかいこと、若しくは、ｂ）剪断層が位置するタイヤ断面内での、且つ、カーカス層の軸方向内側面から軸方向外側にある、側壁部品を構成する最も軟らかい材料よりも軟らかいか、又は、やや軟らかいことを特徴し得る組成物である。従って、内部ライナーは、剪断層材料を選択するための側壁部品と見なされるものとして、除外されることに留意するべきである。

例えば、ビード部剪断層は、いずれかの側壁部品（内部ライナーを考慮に入れない）を構成する最も軟らかい材料よりも軟らかい材料で、又は、ビード部部品（内部ライナーを考慮に入れない）を構成する最も軟らかい材料よりも軟らかい材料で構成され得る。加えて、肩部剪断層は、いずれかの側壁部品を構成する最も軟らかい材料よりも軟らかい材料で、又は、肩部部品（両方に対して、内部ライナーを考慮に入れない）を構成する最も軟らかい材料よりも軟らかい材料で構成され得る。

適切なエラストマー組成物が選択され得る別の基準は、ビード部剪断帯を選択することに該当する。ビード部剪断帯では、材料は、ｃ）ビード部内の最も硬いエラストマー組成物よりも軟らかいか、又は、やや軟らかいものとして選択され得る。大抵のタイヤでは、最も硬いエラストマー組成物は、タイヤのビード充填剤を構成する組成物であり得る。

特定の実施形態の剪断帯を構成するのに適切なエラストマー組成物が選択され得る別の基準は、ｄ）ＭＡ１０が２５ＭＰａ〜１００ＭＰａ、又は代わりに、４０ＭＰａ〜８０ＭＰＡ、４５ＭＰａ〜７５ＭＰａ又は５０ＭＰａ〜７０ＭＰａである短繊維補強エラストマー組成物を特徴とし得る材料を選択することである。

短繊維補強エラストマー組成物は、エラストマーの１０００重量部当たり１〜２０重量部（ｐｈｒ）、又は代わりに、２ｐｈｒ〜１５ｐｈｒ、３ｐｈｒ〜１３ｐｈｒ又は５ｐｈｒ〜１０ｐｈｒを有する組成物である。短繊維は、例えば、アラミド、ガラス、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）又はナイロンのような材料から構成され得る。１つ以上の異なる種類及び／又は長さの短繊維の混合物が、剪断層の特定の実施形態に加えられ得る。短繊維は、例えば、０．０１〜５ｍｍ、又は代わりに、０．１〜５ｍｍ、０．５ｍｍ〜５ｍｍ若しくは１〜４ｍｍの長さを有し得る。特定の実施形態では、ゴム組成物内に組み込まれ得る、あらゆる長さの短繊維が適切であり得る。

本発明による剪断層として適切な材料を選択するのに利用され得る手続の実施例は、内部ライナーを除いて、側壁、ビード部及び肩部の部品を構成する各エラストマー材料のＭＡ１０を得ることを含み得る。そのような部品は、例えば、側壁の外部薄皮、ビード充填剤、トレッド及びカーカス層のエラストマー母材を含み得る。次に、カーカス層のエラストマー母材は、通常、壁面内で最も軟らかい材料であるので、肩部剪断層及びビード部剪断層は、カーカス層のエラストマー母材よりも軟らかい材料で構成され得る。その上、肩部剪断層及び／又はビード部剪断層は、ＭＡ１０が５０ＭＰａである短繊維補強エラストマー材料で構成され得る。代わりに、ビード部剪断層は、（通常、その事例であるように）ビード充填剤がタイヤのビード部内で最も硬い材料の場合、ビード充填剤よりも軟らかい材料から構成され得る。

本発明の特定の実施形態では、剪断層は、上に与えられた材料の選択についての制約ａ〜ｄが満足される限り、同じ材料で構成され得る。代わりに、１つ以上の剪断層は、上に与えられた制約ａ〜ｄが満足される限り、他の材料とは異なる材料で構成され得る。その上、１つ以上の剪断層の各々は、上に与えられた制約ａ〜ｄが満足される限り、剪断層の長さに従って異なる材料から、及び／又は、剪断層の長さに従って同じ材料から構成され得る。

剪断層を構成するのに適切なエラストマー組成物は、当業者に周知のようなタイヤ構造での利用に適している、それらのエラストマー組成物を含む。通常、そのようなエラストマー組成物は、天然ゴム、合成ジエンゴム又はそれらの組み合わせ等のジエン系ゴムに基づく。

ジエンエラストマー又はゴムは、ジエン単量体（共役型の又は非共役型の２つの二重炭素間結合を有する単量体）から少なくとも部分的に（即ち、同種重合体又は共重合体）生じる、それらのエラストマーを意味すると理解される。本質的に、不飽和ジエンエラストマーは、１５ｍｏｌ％を超えるジエン源物質（共役ジエン）の部又はユニットの含有量を有する共役ジエン単量体から少なくとも部分的に生じる、それらのジエンエラストマーを意味すると理解される。本質的に不飽和のゴムエラストマー。

従って、例えば、ブチルゴム、ニトリルゴム又は、ジエンと、エチレン−プロピレンジエン三元重合体（ＥＰＤＭ）型又は酢酸エチレンビニル共重合体型のアルファオレフィンとの共重合体等のジエンエラストマーは、先の定義内にはなく、特に、「本質的に飽和した」ジエンエラストマー（ジエン源物質のユニットの低い又は極めて低い含有量、即ち、１５ｍｏｌ％未満）として記載され得る。本発明の特定の実施形態は、本質的に、飽和ジエンエラストマーを含み得ない。

本質的に不飽和ジエンエラストマーの分類内に、高度不飽和ジエンエラストマーがあり、特に、５０ｍｏｌ％を超えるジエン源物質（共役ジエン）のユニットの含有量を有するジエンエラストマーを意味すると理解される。本発明の特定の実施形態は、高度不飽和ジエンエラストマーのみに基づく剪断層を提供する。

本発明の特定の実施形態での利用に適したゴムエラストマーは、高度不飽和ジエンエラストマーを、例えば、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエン共重合体、イソプレン共重合体及びそれらのエラストマーの混合物を含む。

その上、本発明の特定の実施形態での利用に適しているのは、共重合体であり、例えば、ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＲ）、ブタジエン−イソプレン共重合体（ＢＩＲ）、イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＲ）及びイソプレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＩＲ）、それらの混合物、並びに／若しくは、他の本質的に不飽和の及び／又は高度に不飽和のゴムエラストマーとの混合物を含む、ゴムエラストマーである。

その上、本発明の特定の実施形態での利用に適しているのは、例えば、天然ゴム、合成シス−１，４ポリイソプレン、並びに、それらの混合物、及び／又は、他の本質的に不飽和の及び／又は高度に不飽和のゴムエラストマーとの混合物を含むゴムエラストマーである。これらの合成シス−１，４ポリイソプレンは、９０ｍｏｌ％を超える、又は代わりに、９８ｍｏｌ％を超えるシス−１，４結合を有することを特徴とし得る。

ジエンエラストマーに加えて、剪断層を構成するのに適したエラストマー組成物は、当業者に知られているような追加の成分を含み得る。そのような追加の成分として、例えば、補強充填材、結合剤、可塑剤、様々な処理補助剤、油増量剤、劣化防止剤又はそれらの組み合わせが挙げられ得る。適切な充填剤として、カーボンブラック並びに、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、粘土及び／又は炭酸カルシウム等の無機充填剤（「白色充填剤」）が挙げられる。エラストマー組成物として、例えば、硫黄、促進剤、酸化亜鉛及びステアリン酸を含む硫黄硬化系等の硬化系が更に挙げられ得るが、これらに限定されない。

ここでは、本発明の実施形態について詳細に述べられ、それらのうちの１つ以上の実施例が、図面に示される。各実施例は、本発明の説明のために与えられ、何らかの形で本発明の範囲を限定することを意味するものではない。考察の目的のために、模範的なタイヤの実施形態の半分のみが図に示されていることに留意するべきである。当業者は、本明細書に開示される教示内容を利用して、同じ又は実質的に類似の特徴が、タイヤの両側で繰り返されていることを理解するであろう。

ここで、図１に関して、上に考察されたような、ある不利な移動条件下での挟み衝撃に対して向上した耐性を与えるために、ここで更に記載されることになるような特徴を有する圧縮空気式ラジアルタイヤ１０が与えられる。タイヤ１０は、路面に接触するトレッド１１を有する。トレッド１１は、トレッド１１の半径方向内側に位置するクラウン１２により支えられ、クラウン１２は、ベルト束又はクラウン層１３を有し、外包を堅くし、向上された装着性と運転応答を与える。側壁１４は、クラウン１２の軸方向末端１５から半径方向内側に方向に伸びる。タイヤ１０の肩部１８は、側壁１４の上部に形成される。タイヤビード１６は、壁面１４の半径方向内側に位置し、円周方向に伸縮しないビードコア１７を含む。タイヤのビード部１９は、側壁１４の下部に形成される。ビードコア１７は、単一要素として示されているが、通常、ビード１６を通して円周方向に置かれる金属製の撚り線の束を含み得る。タイヤ１０は、タイヤの内面を形成し、膨張ガスがタイヤ１０を通過するのを抑制する、内部ライナー２６を更に含み得る。当業者は、本明細書に開示される教示内容を利用して、本発明が、添付の図１及び図２に示されるようなビード１６、トレッド１１、側壁１４又はタイヤ１０の正確な形状に限定されないことを理解するであろう。様々な異なる寸法及び形状のリム上にタイヤを備え付けるための他の実施形態は、本発明の範囲内にある。

圧縮空気式タイヤ１０は、カーカス層２１を更に含む。カーカス層２１は、タイヤ１０のビード１６間で伸び、カーカス層末端２２の対で終結する。各カーカス層末端２２は、ビードコア１７のうちの１つの周りをカーカス層２１で包み込み、次に、側壁１４に沿って半径方向外側方向に既定の距離にわたりカーカス層２１を伸ばした後に、前記カーカス層を終結することにより形成される。カーカス層２１は、ベルト束１３の半径方向内側にある位置で、クラウン１２を通り抜けるように伸びる。硬質ゴム組成物から成るビード充填剤２３は、各ビード１６の半径方向外側に置かれ、カーカス層末端２２からカーカス層２１を分離する。当業者に周知のように、ビード充填剤２３とカーカス層末端２２の配置及び寸法は、タイヤの設計基準により事前に定められ、これらの部品のいずれかの適切な幾何学形状は、本発明の範囲内にある。

通常、カーカス層２１は、ゴム組成物の薄層等のエラストマー母材中に埋め込まれる複数の互いに平行な繊維コードで構成される。当業者に周知のように、カーカス層２１は、通常、コードを互いに平行に置いてエラストマー母材中に包み込む、挟み加圧工程を利用して形成される。コードは、例えば、ポリエステル、ナイロン、アラミド、レーヨン又はこれらの繊維材料の組み合わせ等の材料から作製され得る。次に、カーカス層２１は、コードが一般的にタイヤ１０の側壁１４に沿って半径方向に向けられるように配置される。より具体的に、タイヤ１０の側壁１４に沿って、カーカス層２２のコードは、タイヤ１０の回転軸に実質的に垂直である。

加えて、タイヤ１０に、肩部１８剪断層３３、３４及びビード部１９剪断層３１、３２が与えられる。この模範的実施形態の肩部剪断層は、カーカス層２１の軸方向外側に置かれる１つの肩部剪断層３４と、カーカス層２１の軸方向内側に置かれる１つの肩部剪断層３３とを含む。同様に、ビード部剪断層は、カーカス層２１の軸方向外側に置かれる１つのビード剪断層３４と、カーカス層２１の軸方向内側に置かれる１つのビード部剪断層３３とを含む。

肩部剪断層３３、３４は、側壁１４からベルト束１３の半径方向内側の位置へ伸びる。特定の実施形態では、肩部剪断層は、クラウン１２に向かって既定の距離ｄだけ伸び、半径方向内側ベルト１３の軸方向末端２７を通り過ぎる。特定の実施形態では、既定の距離ｄは、少なくとも１０ｍｍであるが、例えば、挟み衝撃以外の製造プロセス又はタイヤ性能の考慮等の他の考慮に応じて、長く又は短くあり得る。特定の実施形態では、肩部剪断層は、ベルト１３の軸方向末端２７からビード部１９に向かって、少なくとも２０ｍｍである既定の距離にわたり伸びる。しかしながら、そのような距離は、本発明の範囲を限定するものとして与えられていない。

ビード部剪断層３１、３２は、側壁１４からビード部１９内の位置へ伸びる。特定の実施形態では、ビード部剪断層３１、３２は、側壁から、タイヤ１０の軸方向に垂直な方向に、ビードコア１７の中心から既定の距離ｈにある位置に伸びる。特定の実施形態では、既定の距離ｈは、１５ｍｍ以下であるが、例えば、挟み衝撃以外の製造プロセス又はタイヤ性能の考慮等の他の考慮に応じて、長く又は短くあり得る。特定の実施形態では、ビード剪断層３１、３２は、側壁に向かって、ビードコア１７の中心から少なくとも３０ｍｍ以上にある点へ伸びる。しかしながら、そのような距離は、本発明の範囲を限定するようには与えられない。

図２は、挟み衝撃を被っている、図１に示されたタイヤの部分的断面図である。タイヤ１０の挟み衝撃領域は、タイヤの肩部１８がタイヤ１０のビード部１９に接触する、又は、ほぼ接触するタイヤのその部分である。肩部剪断バンド３３、３４及びビード部剪断バンド３１、３２は、本発明の特定の実施形態に従って、タイヤ内部を挟んで互いに反対側にある。従って、挟み衝撃領域を通過する軸方向に、ビードコア１７の中心を通過する線から垂直に引かれる線４１は、剪断バンドがタイヤ内部を挟んで互いに反対側にある場合、ビード部剪断バンドのうちの少なくとも１つと肩部剪断バンドの少なくとも１つとを通過することになる。

本発明は、単に説明として見なされるべきであり、何らかの形で本発明の範囲を限定するものではない、次の実施例により更に示される。実施例で開示される組成物の特性は、以下に記載されるように評価される。

引張弾性率（ＭＰａ）は、ＡＳＴＭ基準Ｄ４１２に基づいてダンベル試験片上で、２３℃の温度で、１０％（ＭＡ１０）と１００％（ＭＡ１００）で計測された。計測は、第２の引張において、即ち、適応サイクル後に行われた。これらの計測は、試験辺の原断面に基づいた、ＭＰａでのセカント弾性係数である。

この実施例は、本発明に従ってカーカス層と、カーカス層を取り巻く材料との間に剪断層を与えることにより、挟み衝撃により生じるタイヤ損傷に対する耐性が向上することを実証する。試料は、調製され、本質的に準静的であってタイヤに対する挟み衝撃損傷の尤度を正確に予期する試験方法により試験された。

試験方法は、互いに角度を付けて置かれた２つの棒の間で、複合試料を圧する。複合試料は、厚さが１０ｍｍであり、カーカス層が周囲混合物の中央に配置されている。第１カーカス層コードの破壊されるまで、２つの棒の間で複合試料を圧するのに必要な力が計測された。第１カーカス層コードを破壊するのに必要な力が大きいほど、複合試料は、挟み衝撃からの損傷に耐えるのにより優れていると位置づけた。

２組の試験が行われた。第１組は、周囲混合物を有し、ＭＡ１０が３０ＭＰａであった複合試料で実行され、その結果は、表１に示される。第２組は、周囲混合物を有し、ＭＡ１０が３．５ＭＰａであった複合試料で実行され、その結果は、表２に示される。これらのゴム組成物は、タイヤに利用される通常のゴム組成物である。より具体的に、より高いＭＡ１０を有する、利用された組成物は、タイヤのビード充填剤として利用される通常のゴム組成物であった。より低いＭＡ１０を有する組成物は、カーカス層のエラストマー母材として利用される通常の組成物である。そのような組成物及びそれらを作製し、硬化させる方法は、当業者に十分に知られている。

各組は、周囲混合物の中央に覆い込まれるカーカス層のみを有する対照（Ｗ１及びＷ２）複合試料で実行された。カーカス層は、３．２ＭＰａのＭＡ１０を有するエラストマー母材中に閉じ込まれるＰＥＴコードを含んだ。ＰＥＴは、３７０ｔｐｍでのＰＥＴ１６７０／２であった。ＰＥＴコードを裂く力は、２０ｄａＮに近く、破壊で１５％の伸びであった。利用されたコード密度は、１１９ｆ／ｄｍであり、収縮は、０．９％の近くであった。

追加の複合試料（Ｓ１〜Ｓ１０）は、表１及び表２に示されるＭＡ１０計測を有するゴム組成物から成る剪断層を用いて調製された。これらのゴム組成物は、タイヤに利用される通常のゴム組成物であった。より具体的に、Ｓ１及びＳ２の剪断層に利用される組成物は、カーカス層内のエラストマー母材として通常利用される組成物であった。Ｓ３の剪断層に利用される組成物は、タイヤクラウン内のベルトを分離するのに通常利用される組成物であった。Ｓ４及びＳ５の剪断層に利用される組成物は、タイヤのビード充填剤として通常利用される組成物であった。そのような組成物及びそれらを作製し、硬化させる方法は、当業者に十分に知られている。

剪断層は、各々が０．６ｍｍの厚さであり、カーカス層の片側に又は両方に加えられた。複合試料の厚さは、剪断層の追加の厚さを含めて、１０ｍｍに維持された。

次に、第１カーカス層コードを破壊するのに必要な力が、各複合試料に対しいて計測され、対照試料内の前記第１コードを破壊するのに必要な力と比較された。結果は、規格化され、表１及び表２に報告される。

表１−１−３０ＭＰａのＭＡ１０を有する周囲混合物での挟み衝撃試験の結果

表２−３．５ＭＰａのＭＡ１０を有する周囲混合物での挟み衝撃試験の結果

試料組成物の最も軟らかい材料が、カーカス層エラストマー母材（３．２ＭＰａ）であるので、表１及び表２に示される結果は、周囲のエラストマー材料（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６）よりも軟らかいか、又は、ほぼ同程度に軟らかい剪断層により、挟み衝撃に対する耐性が増すことを実証する。しかしながら、他の試料で示されるように、その弾性率が最も軟らかい材料の弾性率を超えて十分に増加するので、挟み衝撃に対する耐性は、対照試料よりも上には増加しない、又は、実際には減少する。挟み衝撃に対する耐性が、カーカス層の両側の剪断層で増加することに留意するべきである。

この実施例は、本発明に従って、カーカス層とそのカーカス層を取り巻く材料との間に剪断層を与え、前記剪断層混合物内に短繊維を組み込むことにより、挟み衝撃により生じるタイヤ損傷に対する耐性が向上することを実証する。

同じ試験方法が、実施例１で利用されたように、本実施例の試料複合物について行われた。複合試料に加えられた剪断層は、それぞれ５０及び７５ＭＰａのＭＡ１０を有する短繊維補強エラストマー組成物で構成された。短繊維は、アラミド（テイジン・トワロン・アラミド社から、３ｍｍの長さのＴ−３２０繊維として入手可能）であり、それぞれ、５ｐｈｒ及び１０ｐｈｒの量で加えられた。

表３−３０ＭＰａのＭＡ１０を有する周囲混合物での挟み衝撃試験の結果

表４−３．５ＭＰａのＭＡ１０を有する周囲混合物での挟み衝撃試験の結果

当業者に周知にように、短繊維は、短繊維補強材料が粉砕機にかけられるか又はロール成形される際に、本質的に整列される。そのような整列は、表３及び表４に示されるように、Ｘ方向のＭＡ１０がＹ方向のＭＡ１０よりも高いような異方性を与える。それらの表の結果に示されるように、剪断層の異方特性は、試験結果への影響がない。

用語「構成する」、「含む」、及び「有する」は、本請求項及び本明細書で用いられる場合、特定されない他の要素を含み得る開放群を指すものと見なされるべきである。用語「で本質的に構成される」は、本請求項及び本明細書で用いられる場合、特定されない他の要素が、請求される本発明の基本的な及び新規の特性を材料面で変えない限り、それらの他の要素を含み得る部分的な開放群を指すものと見なされるべきである。用語「ａ」、「ａｎ」、及び単語の単数形は、前記用語が１つ以上の何かを与えることを意味するように、同じ単語の複数形を含むものと受け取られるべきである。用語「少なくとも１つ」及び「１つ以上の」は、交換可能に用いられる。用語「１つの」又は「単一の」は、１つ及び単に１つのものが意図されていることを示すものとして用いられるべきである。同様に、「２つの」等の他の特定の整数値は、物の特定数が意図される場合に用いられる。用語「好ましくは」、「好ましい」、「好む」、「任意選択で」、「得る」、及び類似の用語は、参照される項目、条件又は工程が、本発明の任意選択の（任意の）特徴であることを示すように用いられる。「ａ〜ｂ」として記載される範囲は、「ａ」及び「ｂ」の値を含む。

上の記載から理解されるべきことは、本発明の実施形態に対して、その真の趣旨から逸脱することなく様々な修正及び変更がなされ得ることである。上の記載は、単に説明目的のために与えられており、意味を限定するものとして解釈されるべきではない。以下の請求項の言語のみが、本発明の範囲を限定するべきである。

Claims (37)

1. クラウンにより支えられるトレッドであって、前記クラウンが、前記トレッドの半径方向内側に置かれる、トレッドと、
   各側壁が、前記クラウンの軸方向末端から半径方向内側に向かって伸び、各側壁が、前記タイヤの側面を定める、側壁の対と、
   各ビードが、円周方向に伸縮せずにビードコアの中心を定めるビードコアを有し、各ビードが、それぞれ各側壁の半径方向内側に置かれる、ビードの対と、
   エラストマー母材中に埋め込まれ、前記ビードの間で前記クラウンを通り抜けるように伸びる、半径方向に向けられた複数のカーカス層コードから構成されるカーカス層であって、前記カーカス層がカーカス層末端の対を有し、各末端がそれぞれ各ビードに固定される、カーカス層と、
   前記トレッドの半径方向内側に、且つ、前記カーカス層の半径方向外側に配置され、前記タイヤの前記側壁の間に伸びる、１つ以上のクラウン層と、
   肩部剪断層の対であって、前記対の１つが、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層が、前記カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、前記肩部剪断層が、前記側壁から前記クラウンに向かって伸びている、肩部剪断層の対と、
   ビード部剪断層の対であって、前記対の１つが、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層が、前記カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、前記ビード部剪断層が、前記側壁から前記ビードコアに向かって伸びている、ビード部剪断層の対と
   を含む圧縮空気式タイヤであって、
   １０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、前記カーカス層の軸方向内側面の軸方向外側に置かれる前記側壁部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最低のＭＡ１０として選択されるＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で、前記肩部剪断層及びビード部剪断層の対の１つ以上が構成され、
   前記タイヤの挟み衝撃領域内の前記肩部剪断層及び前記ビード部剪断層が、前記タイヤの内部を挟んで互いに反対側にある、圧縮空気式タイヤ。
2. １０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、前記側壁ビード部部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最高のＭＡ１０として選択されるＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で、１つ以上のビード剪断層が構成される、請求項１に記載の圧縮空気式タイヤ。
3. １０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、前記側壁ビード部部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最高のＭＡ１０として選択される前記ＭＡ１０未満である、エラストマー組成物で、前記１つ以上のビード部剪断層が構成される、請求項２に記載の圧縮空気式タイヤ。
4. 前記肩部剪断層が、前記側壁から前記クラウン層の半径方向内側の位置へ、前記クラウンの軸方向末端から既定の距離ｄだけ伸びる、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
5. 前記距離ｄが少なくとも５ｍｍである、請求項４に記載の空気圧縮式タイヤ。
6. 前記ビード部剪断層が、前記タイヤの軸方向に垂直な方向に、前記ビードコアの中心から既定の距離ｈにある位置へ伸びる、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
7. 前記高さｈが１０ｍｍ以下である、請求項６に記載の空気圧縮式タイヤ。
8. 前記肩部剪断層の対の各１つが、１つの肩部剪断層を有し、前記肩部剪断層が、前記カーカス層の軸方向内側に置かれる、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
9. 前記肩部剪断層の対の各１つが、２つの肩部剪断層を有し、一方が、前記カーカス層の軸方向内側に置かれ、他方が、前記カーカス層の軸方向外側に置かれる、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
10. 前記ビード部剪断層の対の各１つが、１つのビード部剪断層を有し、前記ビード剪断層が、前記カーカス層の軸方向内側に置かれる、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
11. 前記ビード部剪断層の対の各１つが、２つのビード部剪断層を有し、一方が、前記カーカス層の軸方向内側に隣接して置かれ、他方が、前記カーカス層の軸方向外側に隣接して置かれる、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
12. 前記カーカス層の側面に隣接する各剪断層の厚さが、０．２ｍｍ〜２ｍｍである、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
13. 前記厚さが０．３ｍｍである、請求項１２に記載の空気圧縮式タイヤ。
14. 前記剪断層エラストマー組成物の前記ＭＡ１０が、前記最低のＭＡ１０の１０５％以下である、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
15. 前記剪断層エラストマー組成物の前記ＭＡ１０が、前記最低のＭＡ１０の１００％以下である、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
16. 前記剪断層エラストマー組成物の前記ＭＡ１０が、前記最低のＭＡ１０の１００％未満である、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
17. 前記剪断層の対の両方が、前記最低のＭＡ１０の１１０％以下の前記ＭＡ１０を有する前記エラストマー組成物で構成される、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
18. 前記剪断層の対の１つが、２５ＭＰａ〜１００ＭＰａのＭＡ１０を有する短繊維補強弾性材料で構成される、請求項１に記載の空気圧縮式タイヤ。
19. クラウンにより支えられるトレッドであって、前記クラウンが、前記トレッドの半径方向内側に置かれる、トレッドと、
    各側壁が、前記クラウンの軸方向末端から半径方向内側に向かって伸び、各側壁が、前記タイヤの側面を定める、側壁の対と、
    各ビードが、円周方向に伸縮せずにビードコアの中心を定めるビードコアを有し、各ビードが、それぞれ各側壁の半径方向内側に置かれる、ビードの対と、
    エラストマー母材中に埋め込まれ、前記ビードの間で前記クラウンを通り抜けるように伸びる、半径方向に向けられた複数のカーカス層コードから構成されるカーカス層であって、前記カーカス層がカーカス層末端の対を有し、各末端がそれぞれ各ビードに固定される、カーカス層と、
    前記トレッドの半径方向内側に、且つ、前記カーカス層の半径方向外側に配置され、前記タイヤの前記側壁の間に伸びる、１つ以上のクラウン層と、
    肩部剪断層の対であって、前記対の１つが、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層が、前記カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、前記肩部剪断層が、前記側壁から前記クラウンの半径方向内側の位置へ、前記クラウンの軸方向末端から既定の距離ｄだけ伸びる、肩部剪断層の対と、
    ビード部剪断層の対であって、前記対の１つが、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層が、前記カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、前記ビード部剪断層が、前記側壁から、前記タイヤの軸方向に垂直な方向に前記ビードコアの中心から既定の距離ｈにある位置へ伸びる、ビード部剪断層の対と
    を含む圧縮空気式タイヤであって、
    １０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、前記カーカス層の軸方向内側面の軸方向外側に置かれる前記側壁部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最低のＭＡ１０として選択されるＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で、前記肩部剪断層及びビード部剪断層の対の１つ以上が構成される、
    圧縮空気式タイヤ。
20. 前記距離ｄが少なくとも１０ｍｍである、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
21. 前記肩部剪断層が、前記クラウンの前記軸方向末端から前記ビード部に向かって、少なくとも２０ｍｍの距離にわたり伸びる、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
22. 前記高さｈが１５ｍｍ以下である、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
23. 前記ビード部剪断層が、前記側壁に向かって、前記ビードコアの中心から少なくとも３０ｍｍにある点へ伸びる、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
24. １０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が、前記側壁ビード部部品を構成する全エラストマー組成物のうちの最高のＭＡ１０として選択されるＭＡ１０の１１０％以下である、エラストマー組成物で、１つ以上のビード剪断層が構成される、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
25. 前記肩部剪断層の対の各１つが、１つの肩部剪断層を有し、前記肩部剪断層が、前記カーカス層の軸方向内側に置かれる、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
26. 前記肩部剪断層の対の各１つが、２つの肩部剪断層を有し、一方が、前記カーカス層の軸方向内側に置かれ、他方が、前記カーカス層の軸方向外側に置かれる、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
27. 前記ビード剪断層の対の各１つが、１つのビード剪断層を有し、前記ビード剪断層が、前記カーカス層の軸方向内側に置かれる、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
28. 前記ビード剪断層の対の各１つが、２つのビード剪断層を有し、一方が、前記カーカス層の軸方向内側に隣接して置かれ、他方が、前記カーカス層の軸方向外側に隣接して置かれる、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
29. 前記カーカス層の側面に隣接する各剪断層の厚さが、０．２ｍｍ〜２ｍｍである、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
30. 前記厚さが０．３ｍｍ〜１ｍｍである、請求項２９に記載の圧縮空気式タイヤ。
31. 前記剪断層エラストマー組成物の前記ＭＡ１０が、前記最低のＭＡ１０の１０５％以下である、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
32. 前記剪断層エラストマー組成物の前記ＭＡ１０が、前記最低のＭＡ１０の１００％以下である、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
33. 前記剪断層エラストマー組成物の前記ＭＡ１０が、前記最低のＭＡ１０の１００％未満である、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
34. 前記ＭＡ１０が前記最低のＭＡ１０の１１０％以下であるエラストマー組成物で、前記剪断層の対の両方が構成される、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
35. ＭＡ１０が２５ＭＰａ〜１００ＭＰａである短繊維補強弾性材料で、前記剪断層の対の１つが構成される、請求項１９に記載の圧縮空気式タイヤ。
36. クラウンにより支えられるトレッドであって、前記クラウンが、前記トレッドの半径方向内側に置かれる、トレッドと、
    各側壁が、前記クラウンの軸方向末端から半径方向内側に向かって伸び、各側壁が、前記タイヤの側面を定める、側壁の対と、
    各ビードが、円周方向に伸縮せずにビードコアの中心を定めるビードコアを有し、各ビードが、それぞれ各側壁の半径方向内側に置かれる、ビードの対と、
    エラストマー母材中に埋め込まれ、前記ビードの間で前記クラウンを通り抜けるように伸びる、半径方向に向けられた複数のカーカス層コードから構成されるカーカス層であって、前記カーカス層がカーカス層末端の対を有し、各末端がそれぞれ各ビードに固定される、カーカス層と、
    前記トレッドの半径方向内側に、且つ、前記カーカス層の半径方向外側に配置され、前記タイヤの前記側壁の間に伸びる、１つ以上のクラウン層と、
    肩部剪断層の対であって、前記対の１つが、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層が、前記カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、前記肩部剪断層が、前記側壁から前記クラウンに向かって伸びている、肩部剪断層の対と、
    ビード部剪断層の対であって、前記対の１つが、それぞれ各側壁に位置し、各々の前記剪断層が、前記カーカス層の少なくとも軸方向片側に置かれ、前記ビード部剪断層が、前記側壁から前記ビードコアに向かって伸びている、ビード部剪断層の対と
    を含む圧縮空気式タイヤであって、
    １０％（ＭＡ１０）で計測される引張弾性率が２５ＭＰａ〜１００ＭＰＡである、短繊維補強エラストマー組成物で、前記肩部剪断層及びビード部剪断層の対の１つ以上が構成され、
    前記タイヤの挟み衝撃領域内の前記肩部剪断層及び前記ビード部剪断層が、前記タイヤの内部を挟んで互いに反対側にある、
    圧縮空気式タイヤ。
37. 前記ＭＡ１０が４５ＭＰａ〜８０ＭＰａである、請求項３６に記載の圧縮空気式タイヤ。

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