JP2018535876A - モノフィラメントを含むワーキング層および切り込み付きのタイヤトレッドを有する空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、２枚のクロス掛けされたワーキング層（４１，４２）を有するタイヤの耐久性を向上させることにあり、このワーキング層は、空気圧タイヤの周方向（ＸＸ′）に対して２０°以上かつ５０°以下の角度をなす互いに平行な補強要素を有し、これら補強要素は、０．２０ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下の断面寸法を有する単一の金属ワイヤまたはモノフィラメントで作られている。空気圧タイヤは、軸方向外側に位置する切り込み（２４）を更に有し、これら切り込み（２４）は、１ｍｍ以下の平均幅Ｗおよび５ｍｍ以上の深さＤを有し、これら切り込み（２４）は、周方向（ＸＸ′）に見て、４ｍｍ以上の周方向ピッチをなして互いに隔てられており、空気圧タイヤは、軸方向外側に位置した溝（２５）を更に有し、これら溝（２５）は、１ｍｍ以上の平均幅Ｗおよび５ｍｍ以下の深さＤを有する。

Description

本発明は、乗用車用タイヤ、特にかかるタイヤのクラウンに関する。

タイヤは、回転軸線に関して回転対称を呈する幾何学的形状を有しているので、タイヤの幾何学的形状の説明は、一般に、タイヤの回転軸線を含む子午面に基づいて行われる。所与の子午面に関し、半径方向、軸方向および周方向は、それぞれ、タイヤの回転軸線に垂直な方向、タイヤの回転軸線に平行な方向および子午面に垂直な方向を意味している。

以下の説明において、「〜の半径方向内側に」および「〜の半径方向外側に」という表現は、それぞれ、「半径方向に見て〜よりもタイヤの回転軸線の近くに」および「半径方向に見て〜よりもタイヤの回転軸線から離れて」を意味している。「〜の軸方向内側に」および「〜の軸方向外側に」という表現は、それぞれ、「軸方向に見て〜よりも赤道面の近くに」および「軸方向に見て〜よりも赤道面から離れて」を意味する。「半径方向距離」は、タイヤの回転軸線に対する距離であり、「軸方向距離」は、タイヤの赤道面に対する距離である。「半径方向厚さ」は、半径方向に測定され、「軸方向幅」は、軸方向に測定される。

タイヤは、トレッド表面を介して路面に接触するようになったトレッドを有するクラウン、リムに接触するようになった２つのビード、およびクラウンをビードに連結する２つのサイドウォールを有する。さらに、タイヤは、クラウンの半径方向内側に位置していて２つのビードを互いに連結する少なくとも１つのカーカス層を含むカーカス補強材を有する。

タイヤのトレッドは、半径方向に見て２つの周方向表面によって画定され、これら周方向表面の半径方向最も外側は、トレッド表面と呼ばれており、その半径方向最も内側は、トレッドパターン底面と呼ばれている。加うるに、タイヤのトレッドは、軸方向に見て２つの側面によって画定されている。トレッドはまた、１種類または２種類以上のゴムコンパウンドで構成されている。「ゴムコンパウンド」という表現は、少なくとも１種類のエラストマーおよび充填剤（フィラー）を含むゴムの組成物を意味している。

クラウンは、トレッドの半径方向内側に位置した少なくとも１つのクラウン補強材を有する。クラウン補強材は、周方向と１５°〜５０°の角度をなす相互に平行な補強要素で構成されている少なくとも１つのワーキング層を有する少なくとも１つのワーキング補強材を含む。クラウン補強材は、周方向と０°〜１０°の角度をなす補強要素で構成された少なくとも１つのたが掛け層を更に有するのが良く、フープ補強材は、通常、ワーキング層の半径方向内側に位置しているが、必ずしもそうである必要はない。

濡れた路面に対する良好なグリップを得るために、切れ目がトレッドに入れられている。切れ目は、ウェルか溝かサイプか周方向溝かのいずれかを意味し、切れ目は、トレッド表面上に開口した空間を形成する。トレッド表面上では、ウェルには固有の主要寸法がない。サイプまたは溝は、トレッド表面上に、２つの固有の主要寸法、すなわち、幅Ｗおよび長さＬｏを有し、長さＬｏは、幅Ｗの少なくとも２倍に等しい。したがって、サイプまたは溝は、その長さＬｏを定めるとともに底フェースによって互いに連結された少なくとも２つの主要側フェースによって画定され、２つの主要側フェースは、サイプまたは溝の幅Ｗと呼ばれているゼロではない距離だけ互いに離れている。

定義上、サイプまたは溝は、
・オープンエンド（open-ended）であると言われている２つの主要な側フェースによって、
・ブラインド（blind）であると言われている３つの側フェースによって（これらのうちの２つは、切れ目の長さを定める主要フェースである）、
・ダブルブラインド（double-blind）であると言われている４つの側フェースによって（これらのうちの２つは、切れ目の長さを定める主要フェースである）画定される。

サイプと溝の差は、切れ目の２つの主要側フェースを隔てる平均距離、すなわちその幅Ｗの値である。サイプの場合、この距離は、２つの互いに向かい合った主要側フェースが、タイヤが路面に接触する接触パッチにサイプが入ったときに互いに接触することができるようにするのに適している。溝の場合、この溝の主要側フェースが通常の走行条件下においては互いに接触することはありえない。サイプに関するこの距離は、一般に、乗用車用タイヤに関し、多くとも１ミリメートル（ｍｍ）に等しい。周方向溝は、タイヤの周囲全体にわたり実質的に連続した実質的に周方向の切れ目である。

具体的に言えば、幅Ｗは、１ｍｍの半径方向距離のところでトレッド表面の半径方向内側に位置した第１の周方向表面と１ｍｍの半径方向距離のところで底面の半径方向外側に位置する第２の周方向表面との間に存在し、２つの主要側フェースがトレッド表面および底面に出会う接合部のところと関連した何らかの測定上の問題を回避するよう切れ目の長さに沿ってかつ切れ目の半径方向部分に沿って定められた平均距離である。

切れ目の深さは、トレッド表面と切れ目の底との間の最大半径方向距離である。切れ目の深さの最大値は、トレッド深さＤと呼ばれる。トレッドパターン底面は、トレッド深さに等しい半径方向距離だけ半径方向内方に平行移動されたトレッド表面の表面として定義される。

持続可能な開発という現在の事情では、資源の節約およびかくして原材料の節約は、産業界の重要な目的のうちの１つである。乗用車用タイヤの場合、この目的を達成するための研究方法のうちの１つは、クラウン補強材の種々の層中の補強要素として通常用いられている金属コードに代えて欧州特許第００４３５６３号明細書に記載されているような１本１本の原糸またはモノフィラメントを用いることであり、この欧州特許明細書では、この種の補強要素は、軽量化と転がり抵抗の減少という２つの目的で用いられている。

しかしながら、この種の補強要素の使用には、欧州特許第２５３７６８６号明細書に記載されているように、圧縮下において腰折れまたは座屈するという問題が生じ、それによりタイヤは、不十分な耐久性を示す。この特許文献が記載しているように、当業者は、この問題を解決するために、クラウン補強材の種々の層の特定のレイアウトおよびクラウン補強材の補強要素を構成する材料の特定の品質を提案している。

物理的現象についての細部にわたる分析結果の示すところによれば、モノフィラメントの腰折れは、日本国特開２０１２‐０７１７９１号公報に言及されているように切れ目の下のトレッドの軸方向最も外側の部分で起こる。タイヤのこの領域は、車両が曲線走行しているときに高い圧縮荷重受けるという特定の特徴を有する。モノフィラメントの耐腰折れ性は、切れ目の幾何学的形状で決まり、かくしてトレッドパターンがモノフィラメントの耐久性に対して及ぼす驚くべき影響が実証されている。

欧州特許第００４３５６３号明細書 欧州特許第２５３７６８６号明細書 日本国特開２０１２‐０７１７９１号公報

したがって、本発明の主要な目的は、ワーキング層の補強要素がモノフィラメントで構成されているタイヤの耐久性をトレッドについて適当なトレッドパターンの設計により向上させることにある。

この目的は、乗用車用のタイヤであって、
・トレッド表面を介して路面に接触するようになった軸方向幅ＬＴのトレッドを有し、
・トレッドは、各々が多くとも軸方向幅ＬＴの０．３倍に等しい軸方向幅を有する２つの軸方向外側部分を有し、
・少なくとも１つの軸方向外側部分は、軸方向外側切れ目を有し、軸方向外側切れ目は、トレッド表面上に開口した空間を形成するとともに底フェースによって互いに連結された側フェースと呼ばれる少なくとも２つの主要なフェースによって画定され、
・軸方向外側切れ目は、２つの主要な側フェースによって定められた平均幅Ｗ、トレッド表面と底フェースとの間の最大半径方向距離によって定められた深さＤを有し、
・タイヤは、トレッドの半径方向内側に位置するクラウン補強材を更に有し、
・クラウン補強材は、ワーキング補強材およびフープ補強材を含み、
・ワーキング補強材は、各々が補強要素を有する２つのワーキング層で構成され、補強要素は、エラストマー材料で被覆され、補強要素は、相互に平行でありかつそれぞれ、タイヤの周方向（ＸＸ′）と、絶対値で表して少なくとも２０°に等しくかつ多くとも５０°に等しくしかも１つの層と次の層との間で互いに逆の符号を持つ有向角度をなし、
・各ワーキング層中の補強要素は、最小寸法が少なくとも０．２０ｍｍに等しくかつ多くとも０．５ｍｍに等しい断面および破断強度Ｒ_mを有する個々の金属原糸またはモノフィラメントで構成され、
・各ワーキング層中の補強要素の密度は、１ｄｍ当たり少なくとも原糸１００本に等しくかつ１ｄｍ当たり多くとも原糸２００本に等しく、
・フープ補強材は、少なくとも１つのたが掛け層を有し、少なくとも１つのたが掛け層は、相互に平行でありかつタイヤの周方向（ＸＸ′）と絶対値で表して多くとも１０°に等しい角度Ｂをなす補強要素を有し、
・軸方向外側切れ目が多くとも１ｍｍに等しい平均幅Ｗを有する場合、サイプと呼ばれる軸方向外側切れ目は、少なくとも５ｍｍに等しい深さＤを有しかつタイヤの周方向（ＸＸ′）に見て少なくとも４ｍｍに等しい周方向間隔Ｐだけ互いに隔てられており、
・軸方向外側切れ目が少なくとも１ｍｍに等しい平均幅Ｗを有する場合、溝と呼ばれる軸方向外側切れ目は、多くとも５ｍｍに等しい深さＤを有し、
・各ワーキング層の破断強度Ｒ_cは、少なくとも３００００Ｎ／ｄｍに等しく、Ｒ_cは、Ｒ_c＝Ｒ_m・Ｓ・ｄによって定められ、この式で、Ｒ_mは、ＭＰａで表されたモノフィラメントの引張り破断強度であり、Ｓは、ｍｍ²で表されたモノフィラメントの断面積であり、ｄは、１ｄｍ当たりのモノフィラメントの本数で表された考察対象のワーキング層中のモノフィラメントの密度であることを特徴とするタイヤによって達成される。

通常、主要側フェースは、実質的に同一形状のものでありかつ切れ目の幅Ｗに等しい距離だけ互いに離れている。

複雑な形状の切れ目に関し、切れ目の幅は、切れ目の主要側フェースの平均湾曲長さにわたって平均値が取られた主要側フェース相互間の平均距離である。

機械的作動の観点からは、補強要素の腰折れは、圧縮の際に起こる。この腰折れは、トレッドの軸方向最も外側の部分の半径方向内側でのみ起こり、と言うのは、横方向加重の場合に圧縮荷重が最も高いのは、このゾーンにおいてだからである。これら軸方向最も外側の部分は各々、タイヤのトレッドの全幅の０．３倍というこれらの最大軸方向幅を有する。

腰折れは、複雑かつ不安定な現象であり、それにより主要寸法よりも一桁小さい少なくとも１つの寸法を有する物体、例えばリムまたはシェルの疲れ破壊が生じる。モノフィラメントは、これらの長さよりも極めて小さい断面を備えたこの種の物体である。かかる現象は、主要寸法が圧縮下に置かれたときに始まる。この現象は、モノフィラメントの幾何学的形状の非対称のためまたは金属材料について非常に破壊的である応力負荷であるモノフィラメントの曲げによって生じる横方向力の存在のために続く。この複雑な現象は、境界条件、要素の可動性、加えられた荷重の方向およびこの荷重を原因として起こる変形に対する依存性が特に高い。この変形が実質的にモノフィラメントの主要寸法の方向に起こらない場合、腰折れが起こることはなく、しかもタイヤのワーキング層のゴムコンパウンドのマトリックスにより包囲されたモノフィラメントの場合、荷重は、モノフィラメント相互間のゴムコンパウンドの剪断によって吸収される。

加うるに、ワーキング層のモノフィラメントの腰折れは、トレッドの最も可動性の高い部分でのみ起こる。これらの部分は、幅が少なくとも１ｍｍに等しくかつ深さＤが少なくとも５ｍｍに等しい軸方向外側切れ目、すなわち溝を有するトレッドの軸方向外側部分に対応していると言える。これら部分はまた、高密度の幅の狭い切れ目、すなわち少なくとも５ｍｍに等しい深さＤを有しかつタイヤの周方向（ＸＸ′）で見て多くとも４ｍｍに等しい周方向間隔Ｐだけ互いに隔てられたサイプを有するトレッドの軸方向外側部分に対応していると言える。周方向間隔は、トレッドの関連の軸方向最も外側の部分について２つの周方向に連続して位置する軸方向外側サイプの平均直線プロフィール相互間の平均周方向距離である。通常、タイヤのトレッドは、ロードノイズを制限するよう特に不定である周方向間隔を有する場合がある。

ワーキング層中のモノフィラメントの腰折れを回避する一解決策は、軸方向外側切れ目が１ｍｍ未満の幅を有し、その結果これら軸方向外側切れ目が接触パッチ内で閉じ、したがってモノフィラメントを腰折れから保護するが、これら軸方向外側切れ目がタイヤの周方向（ＸＸ′）に見て少なくとも４ｍｍに等しい周方向間隔Ｐだけ互いに離されてトレッドのその部分の軟化を回避することである。また、溝、すなわち幅が少なくとも１ｍｍに等しい切れ目が多くとも５ｍｍに等しい幅Ｄを有することが必要である。

軸方向外側に位置していない切れ目の場合、タイヤの横方向加重の場合の圧縮荷重は、非常に小さいので腰折れを生じさせることはない。さらに、乗用車用タイヤでは、幅が１ｍｍ未満のサイプだけをトレッドの軸方向中央部分に配置することが慣例である。

軸方向外側切れ目は、任意の形状、例えば湾曲した形状、正弦波形状、ジグザグ形状を有する場合があり、そして適当な設計によって走行中にこれらの主要側フェースの相対運動を可能にする場合がありまたはそうではない場合がある。切れ目の主要側フェースの相対運動を阻止するために必要なのは、問題の運動が起こりそうな場合、フェースのうちの一方が他方に圧接するようになっているトレッド要素を作ることである。２つの主要側フェースが互いに圧接するよう設計されている場合、切れ目の長さに沿うジグザグまたは正弦波として切れ目が入れられているサイプは、この種の切れ目の例である。サイプの波形が深さ方向である場合、主要側フェースの相対半径方向運動が阻止されることになる。サイプが長さ方向および深さ方向に２組の起伏を有する場合、両方の運動が阻止されることになる。ワーキング層のモノフィラメントを座屈させるのがクラウンに対して許容される大きな運動、特にトレッドパターンにより許容される運動である限り、トレッドパターンの運動を阻止すると、その結果としてモノフィラメントの耐久性の向上を図ることができる。

トレッドの２つの軸方向外側部分は、潜在的に、濡れた路面上でのハイドロプレーニングの恐れを減少させるために１つまたは２つ以上の周方向溝を有するのが良い。乗用車用タイヤの場合、これら周方向溝は、一般に、接触パッチの僅かな幅を占め、そしてモノフィラメントの腰折れに対してよく知られている影響を生じさせない。

モノフィラメントは、長円形の断面の曲げの際の断面二次モーメントおよびかくしてこれらの耐腰折れ性が高いので小さなサイズの場合であっても長円形の断面が円形断面と比較して利点を奏するということを知った上で、任意の断面形状を有することができる。円形断面の場合、最も小さな寸法は、断面の直径に対応している。モノフィラメントの疲れ破断強度およびフィラメント相互間に位置するゴムコンパウンドの耐剪断性を保証するため、各ワーキング層の補強要素の密度は、１ｄｍ当たり少なくとも原糸１００本に等しくかつ１ｄｍ当たり多くとも原糸２００本に等しい。密度という用語は、ワーキング層の１０ｃｍ幅あたりのモノフィラメントの平均本数であり、この幅は、考察対象のワーキング層中のモノフィラメントの方向に垂直に測定される。連続して並んで位置する補強要素相互間の距離は、一定であっても良く不定であっても良い。補強要素は、層の状態で、ストリップの状態で、あるいは一つ一つ製造中に布設可能である。

さらに、モノフィラメントの耐腰折れ性は、軸方向に隣り合うフィラメントの抵抗にも依存する場合があり、１つの腰折れの開始は、腰折れしているモノフィラメント周りの荷重の分布状態の作用効果により別のフィラメント腰折れを導く可能性がある。耐久性の向上を得るため、モノフィラメント密度および直径に関する条件を観察するだけでなく、ワーキング層の強度に関する条件、すなわち少なくとも３００００Ｎ／ｄｍに等しいことが必要な各ワーキング層の破断強度Ｒ_cを満たすことが適切であり、Ｒ_cは、Ｒ_c＝Ｒ_m・Ｓ・ｄによって定められ、この式で、Ｒ_mは、ＭＰａで表されたモノフィラメントの引張り破断強度であり、Ｓは、ｍｍ²で表されたモノフィラメントの断面積であり、ｄは、１ｄｍ当たりのモノフィラメントの本数で表された考察対象の前記ワーキング層中のモノフィラメントの密度である。

取り付けに特定の方向が課されないタイヤの場合、解決策としては、本発明をトレッドの２つの軸方向最も外側の部分に利用する。

特定の取り付け方向が課されるタイヤの場合、一オプションは、本発明を乗用車の車外側に位置するトレッドの軸方向最も外側の部分にのみ利用することである。

乗用車用タイヤのトレッドパターンは、通常、実質的に対称であるか実質的に反対称であるか実質的に非対称であるかのいずれかである。

軸方向外側切れ目がトレッドの軸方向外側部分の外側上に軸方向に開口して濡れた路面上での走行時、切れ目内に蓄まった水を接触パッチの外側に移すことができるようにすることが有利である。

好ましくは、トレッドが少なくとも１本の周方向溝を有する場合、軸方向外側切れ目は、トレッドの周方向溝中に軸方向に開口し、それにより濡れた路面上での走行時、切れ目の中に蓄まっている水を主要な貯水手段に移すことができる。

グリップ性能に関し、軸方向外側サイプがタイヤの周方向［ＸＸ′］に見て多くとも２０ｍｍに等しい周方向間隔Ｐだけ互いに隔てられて不適当なグリップ性能の原因となるサイプの密度の過度の低下を回避することもまた好ましい。

好ましい解決策は、軸方向外側サイプを橋渡しすることである。切れ目中のゴムのブリッジは、この切れ目の深さの局所減少に対応している。この極めて簡単な解決策により、あらゆる方向における主要側フェースの相対運動を制限することができる。他方、この解決策には、偏平化に抵抗しかくして転がり抵抗を不利益をもたらしかつ切れ目の底における溝の循環に抵抗するという欠点がある。偏平化を容易にしかくして転がり抵抗を向上させるため、ゴムのブリッジは、サイプを含むのが良い。

好ましくは、軸方向外側サイプの深さＤは、トレッドパターンの過剰の可撓性ならびに耐摩耗性および転がり抵抗性の低下を回避するためには多くとも８ｍｍに等しい。

軸方向外側サイプの底フェースとクラウン補強材との間の半径方向距離Ｄ１が少なくとも１．５ｍｍに等しいことが特に有利である。これは、ゴム状材料のこの最小量がクラウンを保護して路面上に存在する障害物、石、または任意のデブリによる攻撃および穴あけを受けないようにするからである。

転がり抵抗の面で良好に働くタイヤを得るためには、軸方向外側サイプの底フェースとクラウン補強材との間の半径方向距離Ｄ１が多くとも３．５ｍｍに等しいことが好ましい。

特に騒音性能の面においては、好ましい一解決策は、軸方向外側切れ目の全てがサイプであるということである。

有利には、トレッドの２つの軸方向外側部分は各々、トレッドの軸方向幅ＬＴの多くとも０．２倍に等しい軸方向幅（ＬＳ１，ＬＳ２）を有する。

好ましくは、各ワーキング層は、最小寸法が少なくとも０．３ｍｍに等しくかつ多くとも０．３７ｍｍに等しい断面を有する個々の金属原糸またはモノフィラメントで構成されている補強要素を有し、これら補強要素は、標的性能の観点、すなわち、軽量化およびワーキング層の補強要素の腰折れ耐久性のバランスを取る上での最適手段となる。

好ましい一解決策は、各ワーキング層がタイヤの周方向（ＸＸ′）と少なくとも２２°に等しくかつ多くとも３５°に等しい角度をなす補強要素を有することであり、これら補強要素は、タイヤ挙動とタイヤ耐久性との最適妥協策となる。

補強要素相互間の剪断の際に働くゴムコンパウンドの耐久性ならびにその張力および圧縮耐久性を保証するためには、各ワーキング層中の補強要素の密度は、１ｄｍ当たり少なくとも原糸１２０本に等しくかつ１ｄｍ当たり多くとも原糸１８０本に等しいことが有利である。

ワーキング層の補強要素は、直線であっても良くそうでなくても良い。これら補強要素は、正弦波形状、ジグザグ形状、もしくは波形形状または螺旋を辿る形状のものとしてあらかじめ形成されるのが良い。ワーキング層の補強要素は、スチール、好ましくは炭素鋼、例えば「スチールコード系」のコードで用いられている炭素鋼で作られ、ただし、当然のことながら、他のスチール、例えばステンレス鋼または他の合金を用いることが可能である。

炭素鋼が用いられる場合、その炭素含有量（スチールの重量パーセント）は、好ましくは、０．８％から１．２％までの範囲にある。本発明は、特に、非常に高い強度のスチールコード系（「超高張力（Super High Tensile）」の英語標記の頭文字をとって“ＳＨＴ”と呼ばれる）、極超高強度（「極超高張力（Ultra High Tensile）」の英語標記の頭文字をとって“ＵＨＴ”と呼ばれまたは「メガ級高張力（Mega Tensile）」の英語標記の頭文字をとって“ＭＴ”と呼ばれる）スチールコード系の諸スチールに特に当てはまる。炭素鋼レインフォーサは、この場合、好ましくは３０００ＭＰａを超え、より好ましくは３５００ＭＰａを超える引張り強度（Ｒ_m）を有する。これらの破断時全伸び率（Ａｔ）は、好ましくは２．０％を超え、Ａｔは、弾性伸び率と塑性伸び率の合計である。

スチールレインフォーサに関する限り、Ｒ_m（ＭＰａで表される）で示される破断強度およびＡｔ（％で表される全伸び率）で示される破断時伸び率の測定値は、１９８４年のＩＳＯ規格６８９２に準拠して張力下で取られる。

用いられるスチールは、これが特に炭素鋼であるにせよステンレス鋼であるにせよいずれにせよ、それ自体、例えばスチールモノフィラメントの作業性またはレインフォーサおよび／またはタイヤ自体の耐摩耗性、例えば決着性、耐腐食性またはそれどころか耐老化性を向上させる金属の層で被覆されるのが良い。好ましい一実施形態によれば、用いられるスチールは、黄銅（Ｚｎ‐Ｃｕ合金）または亜鉛の層で覆われ、思い起こされるように、ワイヤ原子を製造するプロセスの際、黄銅または亜鉛被膜は、ワイヤを引き抜きやすくするとともにワイヤ原子をゴムに良好に接着させる。しかしながら、レインフォーサは、例えばこれら原子の耐腐食性および／またはこれらのゴムへの接着性を向上させる機能を有する黄銅または亜鉛以外の金属の薄い層、例えばＣｏ、Ｎｉ、Ａｌの薄い層、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎのうちの２つまたは３つ以上の合金配合物の薄い層で覆われるのが良い。

好ましくは、少なくとも１つのたが掛け層の補強要素は、繊維材料、好ましくは脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドまたは脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドの組み合わせ、ポリエチレンテレフタレートまたはレーヨン類で作られ、と言うのは、繊維材料は、これらの質量が低くかつ剛性が高いのでこの種の使用に特に好適だからである。たが掛け層中の連続して並んで位置する補強要素相互間の距離は、一定であっても良く不定であっても良い。補強要素は、補強要素は、層の状態で、ストリップの状態で、あるいは一つ一つ製造中に布設可能である。

フープ補強材は、ワーキング補強材の良好な耐久性を保証するためにワーキング補強材の半径方向外側に位置することが有利である。

本発明の特徴および他の利点は、図１〜図４の助けにより良好に理解され、これらの図は、縮尺通りには描かれておらず、本発明を理解しやすくするために単純化された仕方で描かれている。

本発明のタイヤの部分、特にそのアーキテクチャおよびそのトレッドを示す斜視図である。 クラウンの子午線断面図であり、トレッドの軸方向外側部分２２，２３およびその幅を示す図である。 乗用車用タイヤのトレッドの２種類の半径方向外側子午線輪郭を示す図（ＡおよびＢ）、 トレッドの「内部エッジ」および「外部エッジ」の用語の意味を示す図である。

図１は、タイヤのクラウンの一部を示している。タイヤは、トレッド表面２１を介して路面に接触するようになったトレッド２を有する。トレッドの軸方向外側部分２２，２３には、サイプ２４および溝２５を含む軸方向外側切れ目が設けられている。タイヤは、ワーキング補強材４およびフープ補強材５を含むクラウン補強材３を更に有し、ワーキング補強材は、２つのワーキング層４１，４２を有する。図１は、２つの側フェースのある特定の相対運動を阻止するために単一でかつ複雑なブラインド切れ目、ダブルブラインド切れ目、および外側にまたは内側に軸方向に開口した切れ目すなわち、互いに平行な側フェースを有しまたは切れ目の主要方向にまたはその深さにジグザグまたは正弦波部分を備えた側フェースを有する切れ目を更に示している。

図１は、トレッドの軸方向外側部分２２，２３において軸方向軸線（ＹＹ′）に沿って延びる軸方向外側溝だけを示している。実際には、この記載は、図１を読みやすくするための純粋に便宜であり、性能上の目的に応じて、特にウェットグリップ（wet grip：ウェット時におけるグリップ）の面で、乗用車のトレッドの軸方向外側溝が軸方向（ＹＹ′）と±６０°の角度をなすことが可能である。

図２は、本発明のタイヤのクラウンの概略子午線断面図である。図２は、特に、トレッドの軸方向外側部分２２，２３の幅ＬＳ１，ＬＳ２ならびにタイヤのトレッドの全幅ＬＴを示している。タイヤの子午線断面に沿って測定した軸方向外側切れ目２４の深さＤおよび軸方向外側切れ目２４の底フェース２４３とクラウン補強材３との間の距離Ｄ１もまた示されている。タイヤの子午線断面は、タイヤを２つの子午面で切断することによって得られる。一例を挙げると、タイヤの子午線断面は、周方向に見てトレッドのところでは約６０ｍｍの厚さを有する。測定値は、２つのビード相互間の距離がタイヤのリムに取り付けられて軽くインフレートされたタイヤの２つのビード相互間の距離と同一に維持された状態で取られる。

図３Ａおよび図３Ｂでは、トレッド幅を測定することができるようにするトレッドの軸方向エッジ７が定められている。トレッド表面２１がタイヤ８の軸方向外面と交差している図３Ａでは、軸方向エッジ７は、当業者により自明の仕方で定められる。トレッド表面２１がタイヤ８の軸方向外面と連続している図３Ｂでは、サイドウォールよりの移行領域におけるトレッド表面上の任意の箇所のところにおけるトレッド表面の接線がタイヤの子午線断面上にプロットされている。第１の軸方向エッジ７は、この接線と軸方向ＹＹ′とのなす角度βが３０°に等しい箇所である。この接線と軸方向とのなす角度βが３０°に等しい幾つかの箇所が存在する場合、採用されるのは、半径方向最も外側の箇所である。同じやり方がトレッドの第２の軸方向エッジを定めるために使用される。

図４は、車両２００のホイールの取り付けリムに取り付けられていて車両への所定の取り付け方向を有するタイヤを概略的に示している。各タイヤは、外部軸方向エッジ４５および内部軸方向エッジ４６を有し、内部軸方向エッジ４６は、タイヤが所定の取り付け方向において車両に取り付けられたときの車両のボデーシェルに取り付けられたエッジであり、外部軸方向エッジ４５は、その反対側である。本明細書では、「車両の車外側」という表現は、外部軸方向エッジ４５を指している。

本発明者は、２ｂａｒの圧力までインフレートされたサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤについて本発明に基づく計算を行ったが、このタイヤは、直径０．３ｍｍのスチールモノフィラメントを有する２つのワーキング層を有し、スチールモノフィラメントは、１ｄｍ当たり原糸１５８本の密度で分布して配置されかつ周方向ＸＸ′とそれぞれ２７°、−２７°に等しい角度をなしている。モノフィラメントは、３５００ＭＰａに等しい破断強度Ｒ_mを有し、ワーキング層は各々、３９０００Ｎ／ｄｍに等しい破断強度Ｒ_cを有する。タイヤは、トレッドの軸方向幅の０．２１倍に等しい軸方向幅を有するタイヤのトレッドの２つの軸方向外側部分に軸方向外側切れ目を有する。軸方向外側切れ目の底フェースとクラウン補強材との間の半径方向距離Ｄ１は、少なくとも２ｍｍに等しい。

切れ目の厚さおよび周方向間隔を変えた状態で種々のタイヤについて計算を行った。先行技術のタイヤＡは、厚み中に３．５ｍｍに等しい一定幅および６．５ｍｍに等しい深さの長方形断面の溝を有する。これら溝の周方向間隔は、７２本の溝がタイヤの周囲に存在している場合、２７ｍｍである。本発明のタイヤＢは、厚み中に１ｍｍに等しい一定幅の長方形断面のサイプを有する。これらサイプの周方向間隔は、２５２本のサイプがタイヤの周囲に設けられている場合７．８ｍｍである。軸方向外側溝の相互間隔および軸方向外側サイプの相互間隔は、タイヤＡ，Ｂのトレッドの体積ボイド比が同一であるようなものである。計算に用いられた条件は、カーブの外側に位置するフロントタイヤ、すなわち乗用車において最も荷重のかかるタイヤの走行条件を再現している。横加速度が０．７Ｇの場合、これら荷重条件は次の通りであり、すなわち、７４９ｄａＮの荷重（Ｆｚ）、５０９ｄａＮの横荷重（Ｆｙ）および３．１２°のキャンバ角である。切れ目、この場合サイプの厚さおよび間隔ならびにタイヤＢ中におけるこれらの周方向間隔は、体積ボイド比が同一の場合、ワーキング補強材のモノフィラメントの曲げ応力がモノフィラメントを疲労荷重により破断させる曲げ応力であるタイヤＡと比較して、７４％だけ減少させることができる。

Claims (16)

1. 乗用車用のタイヤ（１）であって、
   ・トレッド表面（２１）を介して路面に接触するようになった軸方向幅ＬＴのトレッド（２）を有し、
   ・前記トレッド（２）は、各々が多くとも前記軸方向幅ＬＴの０．３倍に等しい軸方向幅（ＬＳ１，ＬＳ２）を有する２つの軸方向外側部分（２２，２３）を有し、
   ・少なくとも１つの軸方向外側部分（２２，２３）は、軸方向外側切れ目（２４，２５）を有し、軸方向外側切れ目（２４，２５）は、前記トレッド表面（２１）上に開口した空間を形成するとともに底フェース（２４３）によって互いに連結された側フェース（２４１，２４２）と呼ばれる少なくとも２つの主要なフェースによって画定され、
   ・前記軸方向外側切れ目（２４，２５）は、前記２つの主要な側フェース（２４１，２４２）によって定められた平均幅Ｗ、前記トレッド表面（２１）と前記底フェース（２４３）との間の最大半径方向距離によって定められた深さＤを有し、
   ・前記タイヤは、前記トレッド（２）の半径方向内側に位置するクラウン補強材（３）を更に有し、
   ・前記クラウン補強材（３）は、ワーキング補強材（４）およびフープ補強材（５）を含み、
   ・前記ワーキング補強材（４）は、各々が補強要素（４１１，４２１）を有する２つのワーキング層（４１，４２）で構成され、前記補強要素（４１１，４２１）は、エラストマー材料で被覆され、前記補強要素（４１１，４２１）は、相互に平行でありかつそれぞれ、前記タイヤの周方向（ＸＸ′）と、絶対値で表して少なくとも２０°に等しくかつ多くとも５０°に等しくしかも１つの層と次の層との間で互いに逆の符号を持つ有向角度（Ａ１，Ａ２）をなし、
   ・各ワーキング層中の前記補強要素は、最小寸法が少なくとも０．２０ｍｍに等しくかつ多くとも０．５ｍｍに等しい断面および破断強度Ｒ_mを有する個々の金属原糸またはモノフィラメントで構成され、
   ・各ワーキング層中の補強要素の密度は、１ｄｍ当たり少なくとも原糸１００本に等しくかつ１ｄｍ当たり多くとも原糸２００本に等しく、
   ・前記フープ補強材（５）は、少なくとも１つのたが掛け層を有し、前記少なくとも１つのたが掛け層は、相互に平行でありかつ前記タイヤの前記周方向（ＸＸ′）と絶対値で表して多くとも１０°に等しい角度Ｂをなす補強要素を有する、タイヤにおいて、
   前記軸方向外側切れ目（２４）が多くとも１ｍｍに等しい平均幅Ｗを有する場合、サイプと呼ばれる前記軸方向外側切れ目（２４）は、少なくとも５ｍｍに等しい深さＤを有しかつ前記タイヤの前記周方向（ＸＸ′）に見て少なくとも４ｍｍに等しい周方向間隔Ｐだけ互いに隔てられており、
   前記軸方向外側切れ目（２５）が少なくとも１ｍｍに等しい平均幅Ｗを有する場合、溝と呼ばれる前記軸方向外側切れ目（２５）は、多くとも５ｍｍに等しい深さＤを有し、
   各ワーキング層（４１，４２）の破断強度Ｒ_cは、少なくとも３００００Ｎ／ｄｍに等しく、Ｒ_cは、Ｒ_c＝Ｒ_m・Ｓ・ｄによって定められ、この式で、Ｒ_mは、ＭＰａで表された前記モノフィラメントの引張り破断強度であり、Ｓは、ｍｍ²で表された前記モノフィラメントの断面積であり、ｄは、１ｄｍ当たりのモノフィラメントの本数で表された考察対象の前記ワーキング層中のモノフィラメントの密度である、タイヤ。
2. 少なくとも１つの軸方向外側切れ目（２４，２５）は、前記トレッド（２）の軸方向外側部分（２２，２３）の軸方向外側に開口している、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記トレッドは、少なくとも１本の周方向溝（２６）を有し、少なくとも１つの軸方向外側切れ目（２４，２５）は、前記トレッド（２）の前記周方向溝（２６）中に軸方向に開口している、請求項１または２記載のタイヤ。
4. 前記軸方向外側サイプ（２４）は、前記タイヤの前記周方向（ＸＸ′）に見て、多くとも２０ｍｍに等しい周方向間隔Ｐだけ互いに隔てられている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. 少なくとも１本の軸方向外側サイプ（２４）は、橋渡しされている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. 前記軸方向外側サイプ（２４）の前記深さＤは、多くとも８ｍｍに等しい、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
7. 前記軸方向外側サイプ（２４）の前記底フェース（２４３）と前記クラウン補強材（３）との間の半径方向距離Ｄ１は、少なくとも１．５ｍｍに等しい、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. 前記軸方向外側サイプ（２４）の前記底フェース（２４３）と前記クラウン補強材（３）との間の半径方向距離Ｄ１は、多くとも３．５ｍｍに等しい、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ。
9. 前記軸方向外側切れ目（２４）の全ては、サイプである、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ。
10. 前記トレッド（２）の前記２つの軸方向外側部分（２２，２３）は各々、多くとも前記軸方向幅ＬＴの０．２倍に等しい軸方向幅（ＬＳ１，ＬＳ２）を有する、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のタイヤ。
11. 各ワーキング層（４１，４２）は、直径が少なくとも０．３ｍｍに等しくかつ多くとも０．３７ｍｍに等しい個々の金属原糸またはモノフィラメントで構成された補強要素（４１１，４２１）を有する、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ。
12. 各ワーキング層（４１，４２）は、前記タイヤの前記周方向（ＸＸ′）と少なくとも２２°に等しくかつ多くとも３５°に等しい角度（Ａ１，Ａ２）をなす補強要素（４１１，４２１）を有する、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のタイヤ。
13. 各ワーキング層（４１，４２）中の補強要素の密度は、１ｄｍ当たり少なくとも原糸１２０本に等しくかつ１ｄｍ当たり多くとも原糸１８０本に等しい、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載のタイヤ。
14. 前記ワーキング層（４１，４２）の前記補強要素は、スチール、好ましくは炭素鋼で作られている、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
15. 前記少なくとも１つのたが掛け層の前記補強要素は、繊維材料、好ましくは脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドまたは脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドの組み合わせ、ポリエチレンテレフタレートまたはレーヨン類で作られている、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
16. 前記フープ補強材（５）は、前記ワーキング補強材（４）の半径方向外側に位置している、請求項１〜１５のうちいずれか一に記載のタイヤ。

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