JP2016504235A - 非対称クラウン付きタイヤ - Google Patents

Abstract

中央平面によって分離された２つの半分部分で形成されたタイヤであって、第１の補強プライ（８０）及び２つの軸方向端を備えた第２の補強プライ（９０）を含むクラウン補強材を備えたクラウンを有し、第２の補強プライは、第１の補強プライの半径方向外側に位置し、クラウン補強材の上には、円周方向に差し向けられている補強要素で構成されたたが掛け補強材（１００）が載っている、タイヤにおいて、中央平面からの第１の軸方向端（９２）の距離Ｄ１と中央平面からの第２の軸方向端（９３）の距離Ｄ２との差Ｄの絶対値は、４ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であり（４ｍｍ≦｜Ｄ｜＝｜Ｄ１−Ｄ２｜≦１０ｍｍ）、任意の半径方向断面で見て、次式、即ち、が成り立ち、上式において、Ｋは、１．１５以上且つ１．５０以下であり、Ｎ１は、タイヤの第１の半分部分内に位置するたが掛け補強要素の本数であり、ＭＡ１iは、タイヤの第１の半分部分内に位置する個々の補強要素の２％伸び率におけるモジュラスを示し、Ｎ２は、タイヤの第２の半分部分内に位置するたが掛け補強材の本数であり、ＭＡ２jは、タイヤの第２の半分部分内に位置する個々の補強要素の２％の伸び率におけるモジュラスを示していることを特徴とするタイヤ。

Description

本発明は、乗用車用タイヤ、及び乗用車用タイヤを有するタイヤ‐ホイール組立体に関する。

乗用車用タイヤを備えた車両が挙動する仕方は、車輪に関連付けられると共にタイヤ‐ホイール組立体に関連付けられた多数のパラメータの全体で決まる。これらパラメータのうちの幾つかは、車輪に対するホイールのオフセットを含む。このオフセットを変更することにより、車両の挙動の仕方及び運転手の感じるフィードバックに相当大きな影響を及ぼすことができる。ホイール設計を変更することにより又はホイールとハブとの間に位置するスペーサを用いることにより、オフセットを変更することが可能である。

タイヤが所与の車両について開発される場合、ホイール設計を変更すること又はスペーサを用いることがいつでも考慮できるわけでない。これは、一般に、互いに異なる設計又はブランドのタイヤがこの車両に取り付けられる場合があり、所望の挙動を達成するために必要なホイールオフセットがタイヤ設計又はブランドに応じて様々な場合があるからである。

この問題に対する一解決手段が国際公開第２０１２／０６５９３９号パンフレットにおいて法人としての本出願人によって提案された。この解決策では、非対称ビードを用いて側方シフトが得られる。

国際公開第２０１２／０６５９３９号パンフレット

本発明の目的のうちの１つは、ホイールを変更することなく又はスペーサを用いることなく、しかもタイヤのビードに対する改造を伴わずに、車両に対するタイヤ‐ホイール組立体のオフセットを加減することができるようにすることにある。

この目的は、タイヤと路面との間で働く垂直力の質量中心を側方にシフトさせるようかかる組立体で用いられるタイヤのクラウンを改造することによって達成される。

具体的に言えば、この目的は、回転軸線を有するタイヤであって、
タイヤの中央平面を定めるようにするために取り付けリムに接触するよう設計された２つのビードを有し、各ビードは、少なくとも１つの環状補強構造体を有し、中央平面は、タイヤの第１の半分部分（first half）とタイヤの第２の半分部分（second half）を分離形成し、中央平面は、２つのビードの環状補強構造体から等距離のところに位置する回転軸線に垂直な平面として定められ、
ビードの半径方向外方の延長部としての２つのサイドウォールを有し、２つのサイドウォールは、第１の補強プライ及び第２の補強プライを含むクラウン補強材を有するクラウンに合体し、第２の補強プライは、第１の補強プライの半径方向外側に位置決めされ、クラウン補強材の上には、好ましくは螺旋状に巻かれた円周方向に差し向けられている補強要素で構成されたたが掛け補強材（hooping reinforcement）が載っており、たが掛け補強材それ自体の上にはトレッドが載っており、
第２の補強プライは、任意の半径方向断面で見て、タイヤの第１の半分部分内に位置した第１の軸方向端及びタイヤの第２の半分部分内に位置する第２の軸方向端を有し、中央平面からの第１の軸方向端の距離Ｄ１と中央平面からの第２の軸方向端の距離Ｄ２との差Ｄの絶対値は、４ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であり（４ｍｍ≦｜Ｄ｜＝｜Ｄ１−Ｄ２｜≦１０ｍｍ）、任意の半径方向断面で見て、次式、即ち、

が成り立ち、上式において、Ｋは、１．１５以上且つ１．５０以下であり、Ｎ１は、タイヤの第１の半分部分内に位置するたが掛け補強要素の本数であり、ＭＡ１_iは、タイヤの第１の半分部分内に位置する個々の補強要素の２％伸び率におけるモジュラスを示し、Ｎ２は、タイヤの第２の半分部分内に位置するたが掛け補強材の本数であり、ＭＡ２_jは、タイヤの第２の半分部分内に位置する個々の補強要素の２％の伸び率におけるモジュラスを示していることを特徴とするタイヤを用いることによって達成される。

法人である本出願人は、かかるタイヤを用いることによって、タイヤと路面との間で働く垂直力の質量中心の側方シフトを得ることができ、かかる側方シフトは、厚さ１〜５ｍｍのスペーサを用いてタイヤ‐ホイール組立体について得られる側方シフトと等価であることを見出した。

第２の補強プライを非対称に作るだけでなく第１の補強プライを非対称に作ることによってタイヤの製造を容易にすることができる。この好ましい実施形態によれば、第１の補強プライは、任意の半径方向断面で見て、タイヤの第１の半分部分内に位置する第１の軸方向端及びタイヤの第２の半分部分内に位置する第２の軸方向端を有し、中央平面からの第１の軸方向端の距離Ｄ１′と中央平面からの第２の軸方向端の距離Ｄ２′の差Ｄ′の絶対値は、非ゼロであり且つ差Ｄ以下であり、差Ｄと差Ｄ′は、同一の符号を有する（Ｄ・Ｄ′＞０）。

好ましくは、ちょうど１つの形式の補強要素は、たが掛け補強材を構成する補強要素が全て、同一の２％伸び率におけるモジュラスを有するよう用いられる。この場合、タイヤの第１及び第２の半分部分内に位置するたが掛け補強要素の本数を変えることによって本発明の作用効果が達成される。

好ましくは、たが掛け補強材を構成する補強要素は、繊維材料、例えばＰＥＴ、ナイロン、レーヨン、アラミドで作られる。

量Ｄ，Ｋにより採用される値の範囲を制限することによって得られる結果を更に一層向上させると共に特に過度のコニシティスラスト（conicity thrust ）を回避することが可能である。好ましくは、Ｄ及びＫの値は又、次の不等式、即ち、

を満足させ、より好ましくは、次の不等式、即ち、

を満足させる。

「コニシティスラスト（conicity thrust ）」は、ゼロコーナリング角度及びゼロキャンバ角で走行しているときにタイヤにより生じる横力ＦｙＣに対応している。この力ＦｙＣの特定の特性は、タイヤをホイールに取り付ける方向を逆にするとこの力が符号を変えることにあり、これは、このように方向を同様に逆にしても符号が不変のままである「プライステアスラスト（ply steer thrust）」（ＦｙＰ）とは異なる。製造業者は、車両が直線走行しているとき、車両の安定性を損なうのを回避するためにスラストＦｙＣ，ＦｙＰに対する制御を得ることが必要である（ステアリングプル（steering pull ））。

当然のことながら、本発明を国際公開第２０１２／０６５９３９号パンフレットの教示と組み合わせて非対称クラウン及び非対称ビードを有するタイヤを提供することが可能であり、それどころかそのことが有利な場合がある。

先行技術のタイヤを示す図である。 先行技術のタイヤの部分斜視図である。 対称ビードを備えた基準タイヤを含むタイヤ‐ホイール組立体の一部分の半径方向断面図である。 本発明の実施形態としてのタイヤの一部分の半径方向断面図である。 量Ｄ，Ｋに関する値の好ましい範囲を示す図である。 本発明の実施形態としてのタイヤで得られた作用効果を示す図である。

「半径方向」という用語を用いる際、当業者の間で用いられるこの言葉の数種類の使い方を区別することが妥当である。第１に、この表現は、タイヤの半径を意味している。この意味では、点又は箇所（本明細書では、「点」と「箇所」は区別なく用いられる）Ｐ１が点Ｐ２よりもタイヤの回転軸線の近くに位置する場合、点Ｐ１は、点Ｐ２の「半径方向内側」（又は点Ｐ２の「内側に半径方向」）に位置すると呼ばれる。これとは逆に、点Ｐ３が点Ｐ４よりもタイヤの回転軸線から見て遠くに位置する場合、点Ｐ３は、点Ｐ４の「半径方向外側」（又は点Ｐ４の「外側に半径方向」）に位置すると呼ばれる。進み方は、これが小さな半径（又は大きな半径）に向かう方向である場合、「半径方向内方（又は外方）」であると呼ばれる。半径方向距離について説明している場合についてもかかる用語の意味が当てはまる。

これとは対照的に、細線又は補強材は、細線又は補強材の補強要素が円周方向と８０°以上であるが９０°を超えない角度をなす場合に「半径方向」であると呼ばれる。明記すべきこととして、本明細書においては、「細線」という用語は、最も広い意味に解されるべきであり、細線は、細線の構成材料又は細線をゴムに結合させるために細線の受ける表面処理とは無関係に、モノフィラメント、マルチフィラメント、コード、もろより糸又はこれらと均等な集成体の形態をした細線を含む。

最後に、「半径方向断面」又は「半径方向横断面」という用語は、この場合、タイヤの回転軸線を含む平面に沿って取った断面又は横断面を意味している。

「軸方向」は、タイヤの回転軸線に平行な方向である。点Ｐ５が点Ｐ６よりもタイヤの中央平面の近くに位置する場合、点Ｐ５は、点Ｐ６の「軸方向内側」（又は点Ｐ６の「内側に軸方向」）に位置すると呼ばれる。これとは逆に、点Ｐ７が点Ｐ８よりもタイヤの中央平面から見て遠くに位置する場合、点Ｐ７は、点Ｐ８の「軸方向外側」（又は点Ｐ８の「外側に軸方向」）に位置すると呼ばれる。タイヤの「中央平面」は、タイヤの回転軸線に垂直であり且つ各ビードの環状補強構造体から等距離のところに位置する平面である。中央平面が任意の半径方向断面で見てタイヤを２つのタイヤ「半分部分」に分離すると言った場合、このことは、中央平面が必然的にタイヤの対称平面を構成することを意味するものではない。「タイヤ半分部分」という表現は、ここでは広い意味をもっており、タイヤの軸方向幅の１／２に近い軸方向幅をもつタイヤの部分を示している。

「円周方向」は、タイヤの半径と軸方向の両方に対して垂直な方向である。

本明細書における開示との関係において、「ゴム組成物」（ゴムコンパウンドとも呼ばれる）という用語は、少なくとも１種類のエラストマー及び少なくとも１種類の充填剤を含むゴムの組成物を意味している。

「２％伸び率におけるモジュラス」という用語を本明細書において言及する場合、これは、補強要素がタイヤに組み込まれる前に補強要素が有する値である。

乗用車タイヤのたが掛け補強材に用いられる補強要素は、好ましくは、性状が繊維である。これら補強要素は、これらの２％伸び率におけるモジュラスを測定する前に、事前状態調整を受けなければならず、「事前状態調整」という用語は、補強要素（乾燥後）を測定に先立って、欧州規格ＤＩＮ・ＥＮ・２０１３９（２０±２℃の温度、６５±２％の相対湿度）に従って標準雰囲気中で少なくとも２４時間にわたって貯蔵することを意味している。

次に、“ＩＮＳＴＲＯＮ”引張試験機を用いて当業者に周知である仕方で荷重（力）‐伸び曲線を測定作成する（これについては、ＡＳＴＭ・Ｄ・８８５‐０６も又参照されたい）。試験対象の試験片に張力を０．５ｃＮ／ｔｅｘの標準予備張力下でＬ０ｍｍ／ｍｉｎの公称速度で初期長さＬ０（ｍｍ）にわたって加える（少なくとも１０個測定値について平均を取る）。次に、２％伸び率におけるモジュラスを荷重‐伸び曲線から求める。

金属補強要素の場合、伸びモジュラスをＩＳＯ・６８９２規格に従って求める。

図１は、先行技術のタイヤ１０を概略的に示している。タイヤ１０は、トレッド４０を載せたクラウン補強材（図１では見えない）を含むクラウンと、クラウンの半径方向内方の延長部としての２つのサイドウォール３０と、サイドウォール３０の半径方向内側に設けられた２つのビード２０とを有している。

図２は、先行技術の別のタイヤ１０を部分斜視図で概略的に示すと共にとこのタイヤの種々の構成部品を示している。タイヤ１０は、ゴム組成物で被覆された細線６１で構成されているカーカス補強材６０と、各々がタイヤ１０をリム（図示せず）に取り付けた状態に保持する円周方向補強材７０（この場合、ビードワイヤ）を含む２つのビード２０とを有している。カーカス補強材６０は、ビード２０の各々の中に繋留されている。タイヤ１０は、２枚のプライ８０，９０を含むクラウン補強材を更に有している。プライ８０，９０の各々は、各層内で平行であり且つ一方の層から他方の層にクロス掛けされていて、円周方向と１０°〜７０°の角度をなす細線状補強要素８１，９１で補強されている。タイヤは、クラウン補強材の半径方向外側に位置するたが掛け補強材１００を更に有し、このたが掛け補強材は、円周方向に差し向けられると共に螺旋状に巻かれた補強要素１０１で形成されている。トレッド４０がたが掛け補強材上に配置され、タイヤ１０が路面に接触するのは、このトレッド４０を介してである。図示のタイヤ１０は、「チューブレス」タイヤであり、このタイヤは、インフレート用ガスに対して不透過性であると共にタイヤの内面を覆うゴム組成物で作られた「インナーライナ」５０を有する。

図３は、サイズ２４５／４５Ｒ１８の基準タイヤ１０を含むタイヤ‐ホイール組立体の一部分を半径方向断面で示している。このタイヤ１０は、図示されていない回転軸線を有する。タイヤ１０は、ＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術協会）規格に準拠した中空取り付けリム６に取り付ける。

タイヤ１０は、取り付けリム６に接触するよう設計された２つのビード２０を有する。各ビードは、少なくとも１つの環状補強構造体（この場合、ビードワイヤ７０）を有する。２本のビードワイヤ７０は、タイヤの中央平面２００を定め、この中央平面２００は、タイヤ１０の第１の半分部分Ｉとタイヤ１０の第２の半分部分ＩＩを分離形成し、中央平面２００は、２つのビード２０のビードワイヤ７０から等距離のところに位置する回転軸線に垂直な平面として定められている。

タイヤ１０は、ビード２０の半径方向外方の延長部としての２つのサイドウォール３０を有し、２つのサイドウォール３０は、第１の補強プライ８０及び第２の補強プライ９０を含むクラウン補強材を有するクラウンに合体し、第２の補強プライは、第１の補強プライ８０の半径方向外側に位置決めされている。第２の補強プライ９０は、任意の半径方向断面で見て、タイヤの第１の半分部分Ｉ内に位置した第１の軸方向端９２及びタイヤの第２の半分部分ＩＩ内に位置する第２の軸方向端９３を有する。第２の補強プライ９０は、中央平面２００に関して対称であり、中央平面２００からの第１の軸方向端９２の距離Ｄ１は、中央平面２００からの第２の軸方向端９３の距離Ｄ２に等しい。

クラウン補強材の上には、当業者には周知な仕方で螺旋状に巻かれた円周方向に差し向けられている補強要素で構成されるたが掛け補強材１００が載っている。たが掛け補強材それ自体の上には、トレッド４０が載っている。この特定の場合、補強要素は全て、これらの直径及びこれらの化学的性質の面で互いに同一である。中央平面２００の各側には同一本数の補強要素が存在する。

タイヤは、ビード２０からサイドウォール４０を通ってクラウンまで延びるカーカス補強材６０を更に有している。カーカス補強材６０は、各ビード内に主要部分６２及び巻き上げ部分６３を形成するよう環状補強構造体７０に折り返されることによって２つのビード内に繋留されている。この特定の場合、カーカス補強材６０は、同様にビード２０からサイドウォール３０を通ってクラウンまで延びるが、折り返し部分によって環状補強構造体７０には繋留されていない第２の層６４を更に有する。

図４は、同様にサイズ２４５／４５Ｒ１８の本発明の実施形態としてのタイヤ１０の一部分を半径方向断面で示している。このタイヤは、クラウン補強材の補強プライ８０，９０及びたが掛け補強材１００を除き、図３に示されているタイヤとあらゆる点で同じである。

中央平面２００からの補強プライ９０の第１の軸方向端９２の距離Ｄ１と中央平面２００からの補強プライ９０の第２の軸方向端９３の距離Ｄ２（この場合、この距離は、Ｄ１よりも短い）の差Ｄの絶対値は、この場合、６．５ｍｍに等しい。

同様に、中央平面２００からの補強プライ８０の第１の軸方向端８２の距離Ｄ１′と中央平面２００からの補強プライ８０の第２の軸方向端８３の距離Ｄ２′との差Ｄ′の絶対値は、２ｍｍに等しい。ＤとＤ′は、同一の符号を有する。

加うるに、任意の半径方向断面で見て、次式が成り立つ。

この特定の場合、補強要素は全て、これらの直径及びこれらの化学的性質に関して互いに同一である（これらは、１４０×２ｔｅｘナイロン細線である）、このことは、ｉ及びｊとは無関係に、ＭＡ１ｉ＝ＭＡ２ｊであることを意味している。したがって、この特定の場合、上述の方程式をＮ２＝１．４×Ｎ１に変形することができる。この特定の場合、Ｎ２＝１６３且つＮ１＝１１７である。換言すると、タイヤの第１の半分部分Ｉ内におけるたが掛け補強材１００の平均布設ピッチは、タイヤの第２の半分部分ＩＩ内のたが掛け補強材１００の平均布設ピッチよりも大きい。

図４では、本発明の実施形態としてのタイヤの値Ｄ，Ｋは、それぞれ、６．５ｍｍ及び１．４ｍｍなので、（Ｋ−１）／Ｄ［ｍｍ］の値＝０．４／６．５＝０．０６１５が得られ、このことは、このタイヤが上述の好ましい条件、こうして、即ち、

且つ

を満足させることを意味している。

図５は、これらの不等式が表す内容を示している。具体的に説明すると、好ましい実施形態を特徴付けるこれら不等式は、Ｄ（４以上且つ１０以下である）及びＫ（１．１５以上であり且つ１．５以下である）についてクレーム請求されている範囲内の好ましいゾーンを画定している。条件、即ち、

は、Ｄ，Ｋの値を直線ＬＳ１，ＬＩ１との間に定められた空間に制限し、条件、即ち、

は、Ｄ，Ｋの値を直線ＬＳ２，ＬＩ２相互間に境界付けられた空間に制限する。

基準タイヤに代えて本発明の実施形態としてのタイヤ（図４）を用いることによって、タイヤと路面との間で働く垂直力の質量中心は、側方にシフトされた。図６は、図３の基準タイヤの接触パッチ（垂直の線影が施されている）と図４の本発明の実施形態としてのタイヤの接触パッチ（水平の線影が施されている）を比較することによって得られた結果を示している。この場合、タイヤが、２．１ｂａｒの圧力までインフレートされ、そしてＥＴＲＴＯロードインデックスの８０％まで負荷がかけられ、タイヤは、８０ｋｍ／ｈの速度で駆動される。理解できるように、本発明の実施形態としてのタイヤの接触パッチの質量中心Ｂ′は、基準タイヤの接触パッチの質量中心Ｂと比較して４ｍｍだけシフトされている。同じシフトは、ホイールオフセットを４ｍｍだけ変更することによって得られた。

Claims (6)

1. 回転軸線を有するタイヤであって、
   それぞれが少なくとも１つの環状補強構造体（７０）を有し、取り付けリム（６）に接触するよう設計された２つのビード（２０）であって、この２つのビードは、前記タイヤの第１の半分部分（Ｉ）と前記タイヤの第２の半分部分（ＩＩ）とを分離形成する前記タイヤの中央平面（２００）を定め、この中央平面は、前記２つのビードの前記環状補強構造体から等距離のところに位置する回転軸線に垂直な平面として定められる、前記２つのビードと、
   前記ビードの半径方向外方の延長部としての２つのサイドウォール（３０）であって、この２つのサイドウォールは、第１の補強プライ（８０）及び第２の補強プライ（９０）を含むクラウン補強材を有するクラウンに合体し、前記第２の補強プライは、前記第１の補強プライの半径方向外側に位置決めされ、前記クラウン補強材の上には、好ましくは螺旋状に巻かれた、円周方向に差し向けられている補強要素で構成されたたが掛け補強材（１００）が載っており、前記たが掛け補強材それ自体の上にはトレッド（４０）が載っている、前記２つのサイドウォールと、
   を有し、
   前記第２の補強プライ（９０）は、任意の半径方向断面で見て、前記タイヤの前記第１の半分部分内に位置した第１の軸方向端（９２）及び前記タイヤの前記第２の半分部分内に位置する第２の軸方向端（９３）を有し、前記中央平面からの前記第１の軸方向端の距離Ｄ１と前記中央平面からの前記第２の軸方向端の距離Ｄ２との差Ｄの絶対値は、４ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であり（４ｍｍ≦｜Ｄ｜＝｜Ｄ１−Ｄ２｜≦１０ｍｍ）、
   任意の半径方向断面で見て、次式、即ち、
   

   

   が成り立ち、上式において、Ｋは、１．１５以上且つ１．５０以下であり、Ｎ１は、前記タイヤの前記第１の半分部分内に位置するたが掛け補強要素の本数であり、ＭＡ１_iは、前記タイヤの前記第１の半分部分内に位置する個々の補強要素の２％伸び率におけるモジュラスを示し、Ｎ２は、前記タイヤの前記第２の半分部分内に位置するたが掛け補強材の本数であり、ＭＡ２_jは、前記タイヤの前記第２の半分部分内に位置する個々の補強要素の２％の伸び率におけるモジュラスを示している、タイヤ。
2. 前記第１の補強プライ（８０）は、任意の半径方向断面で見て、前記タイヤの前記第１の半分部分内に位置する第１の軸方向端（８１）及び前記タイヤの前記第２の半分部分内に位置する第２の軸方向端（８２）を有し、前記中央平面からの前記第１の軸方向端の距離Ｄ１′と前記中央平面からの前記第２の軸方向端の距離Ｄ２′の差Ｄ′の絶対値は、非ゼロであり且つ前記差Ｄ以下であり（０≦｜Ｄ′｜＝｜Ｄ１′−Ｄ２′｜≦Ｄ）、差Ｄと差Ｄ′は、同一の符号を有する（Ｄ・Ｄ′＞０）、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記たが掛け補強材（１００）を構成する前記補強要素は全て、２％伸び率における同一のモジュラスを有する、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記たが掛け補強材（１００）を構成する前記補強要素は、繊維材料で作られている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. Ｄ及びＫの値は、更に、次の不等式、即ち、
   

   

   を満たす、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. Ｄ及びＫの値は、更に、次の不等式、即ち、
   

   

   を満たす、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。

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