JP2022095560A - 保護ベルト構造を有するタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】異物損傷に対する改善された切断抵抗を有する切断保護ベルトを有するタイヤを提供する。【解決手段】継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、継ぎ目なし切断保護ベルトは、１つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられ、１つ以上の補強コードのストリップは波状であり、主として円周方向に延び、好ましくは、正弦波パターンで巻き付けられる。【選択図】なし

Description

本発明は、一般にタイヤに関し、より具体的には、トラック、バス、または航空機のタイヤなどの重荷重用タイヤに関する。

航空機、トラックまたはバスのタイヤは、大型で複雑なタイヤカーカスを複数回再利用するために一般的に再生される。しかしながら、トラック、バス、または航空機のタイヤのトレッドは、道路または滑走路表面にある石または他の鋭利な物体で頻繁にパンクする可能性がある。パンクの頻度および過酷によっては、タイヤカーカスをスクラップにする可能性がある。切断保護ベルトは、典型的にはカーカスが損傷することを防止しようとするために使用される。しかしながら、切断保護ベルトは、カーカスへの損傷を防止するのに十分な剛性を有していない場合が多い。鋭利な物体は、カーカスを突き刺すためにベルトを邪魔にならないように移動させる傾向がある。

図１は補強材を備えた切断保護ベルトの典型的な荷重対変形曲線を図示する。領域１０は、膨張したときのタイヤ圧力による補強コード予荷重を表し、設計目標は、この領域１０を最小化することである。領域２０は、切断エネルギーの吸収能力を表し、設計目標は領域２０を増加させることである。プライマリーベルト材料の弾性率を制御しながら、カット保護層により高い弾性率の補強材を使用すると、総面積（１０と２０の合計）は増加するが、１０／２０の比率が増加する。より低い弾性率の補強材を使用すると、１０／２０の比率も減少するが、総面積も減少する。したがって、領域１０を減少させながら領域２０を増加させるという目標は相反するものである。

したがって、異物損傷に対する改善された切断抵抗を有する切断保護ベルトが望まれている。改善された切断保護ベルトは、タイヤカーカスの耐用年数を改善するために、新しいタイヤまたは再生タイヤに使用することができる。

本発明は第１の態様において、主ベルト構造の半径方向外側に配置された切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記切断保護ベルトは、トレッドの下方および主ベルト補強構造の上に形成された１または複数のコード層を有する構造である。この構造は、各リボンに１本から２０本のコードを有する平行なコードのリボンを形成し、約０度の平均角度で、繰り返し波形パターンで敷設される。

本発明は第２の態様において、継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記継ぎ目なし切断保護ベルトは、１つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられ、前記１つ以上の補強コードのストリップは、正弦波パターンで巻き付けられる。

本発明は第３の態様において、継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記継ぎ目なし切断保護ベルトは１つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられ、前記円周方向に延びる波形パターンである。

本発明は第４の態様において、１つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられた継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記１つ以上の補強コードは、アラミド、ナイロン、またはそれらの混合で形成される。

（定義）
コードの「アスペクト比」とは、百分率で表すため１００パーセントを乗算されたその幅（Ｗ）に対するその高さ（Ｈ）の比率を意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」とは、タイヤの回転軸に平行な線または方向を意味する。

「チェーファー」とは、タイヤビードの外側の周囲に配置され、リムに対するコードプライの摩耗および切断を防ぎ、リムの上方に屈曲部を分散させる狭く細長いストリップ材料である。

「周方向の」とは、軸線方向に垂直な環状のトレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

「赤道中心面（ＣＰ）」とは、タイヤの回転軸に垂直で、トレッドの中心を通る面を意味する。

「フットプリント」とは、ゼロ速度且つ通常の負荷および圧力下における、タイヤトレッドの、平坦な面との接触面または接触領域を意味する。

「溝」とは、タイヤの細長い空隙領域であって、その中に管状空気を受け入れるように寸法付けられ構成された空隙領域を意味する。

「横方向」とは、軸方向を意味する。

「横方向端部」とは、通常の荷重およびタイヤ膨張の下で測定されたときに、軸方向最も外側のトレッドの接触面またはフットプリントに接する線を意味し、線は赤道中心面に平行である。

「半径方向の」および「半径方向に」とは、タイヤの回転軸に向かって半径方向に向かう方向、またはタイヤの回転軸から半径方向に離れる方向を意味する。

「リブ」とは、少なくとも１つの周方向溝と、第２のそのような溝または横方向端部の何れかと、によって画定される、トレッド上の周方向に延びるゴムのストリップを意味し、ストリップは、最も深い溝によって横方向に分割されない。

「サイプ」とは、トレッド表面を細分化し、トラクションを改善する、タイヤのトレッド要素に成形された小さなスロットを意味し、サイプは、タイヤのフットプリントに開いたままである溝とは対照的に、一般に幅が狭く、タイヤのフットプリントで閉じている。

「トレッド要素」または「トラクション要素」とは、隣接した溝を有する形状によって画定されるリブまたはブロック要素を意味する。

「トレッド円弧幅」とは、トレッドの横方向端部間で測定されたトレッドの円弧長を意味する。

「ジグザグベルト補強構造」とは、互いに織り合わされたコードの少なくとも２つの層から形成されたベルト構造を意味し、各リボンに１～２０本のコードを有する並列コードのリボンが、ベルトの横方向端部間を典型的には５度～４５度、より好ましくは３度～１１度、最も好ましくは５度～１１度の間の角度で延びる交互のパターンで配置される。
本発明は、一例として、添付の図面を参照して説明される。

カット保護補強材を破断する荷重対変形曲線を示し、部分１０は、膨張によるコードの予荷重を表し、領域２０は切断エネルギーに吸収能力を表す。 本発明のタイヤの半部断面図を示す。 本発明の切断保護ベルトおよびベルトパッケージを示す、図２の上部の拡大斜視図である。 ０度から３６０度まで平坦な位置に配置されているように図示された切断保護ベルトを示す。 連続的に巻き付けられたコードのリボンが貼り付けられたタイヤカーカスであって、コードのリボンが継ぎ目なし切断保護ベルトを形成し波形パターンを有するタイヤカーカスの正面図を示す。 旋回半径、１回転あたりのサインおよび余分なコード％の３次元散布図である。 旋回半径、振幅および余分なコード％の３次元散布図である。 アプライヤーによってカーカスに適用されているコードのストリップを示す。 旋回半径を示す。

図２－３は、本発明のタイヤ１０の第１の実施形態の断面図を示す。この実施例におけるラジアルタイヤは航空機タイヤであり、各々がその中に埋め込まれたビードコア２２を含む一対のビード部２３と、タイヤの半径方向にビード部２３の各々から実質的に外側に延びるサイドウォール部２４と、これらのサイドウォール部２４の半径方向外側端部の間に延びる実質的に円筒形状のトレッド部３６とを含む。さらに、タイヤ１０は、一方のビード部２３から他方のビード部２３へ環状に延びるカーカス３１で補強される。カーカス３１は少なくとも２つのカーカスプライ３２、例えば、図示の実施形態では６つのカーカスプライ３２で構成される。これらのカーカスプライ３２のうち、４つの内側プライはタイヤの内側からタイヤの外側に向かってビードコア２２の周囲に巻き付けられて折り返し部を形成しており、２つの外側プライは内側カーカスプライ３２の折り返し部の外側に沿ってビードコア２２へと、下向きに延在している。これらのカーカスプライ３２の各々は、ナイロン?６，６コードのような多くのナイロンコードを含み、タイヤの赤道面Ｅに実質的に垂直に延びている（すなわち、タイヤの半径方向に延びている）。

ベルトパッケージ４０は、カーカス３１とトレッドゴム３６の間に配置され、１つ以上のベルトプライ５０、５２、５４、好ましくはカーカス３１の近くに位置する半径方向の最も内側の複数のベルトで構成される。好ましくは１つ以上のベルトプライ５０、５２、５４は低角度ベルトであり、１０度以下のベルト角度、より好ましくは５度以下のベルト角度を有している。好ましくは、１つ以上の低角度ベルト５０、５２、５４は、半径方向の最も内側のベルト５０から半径方向最も外側のベルト５４へ向かって幅が増大している。

ベルトパッケージは、好ましくは、低角度ベルト５０、５２、５４の半径方向外側に位置する１つ以上のジグザグベルト構造６２、６４、６６を含む。半径方向外側のジグザグベルト構造の各々は、ジグザグ経路を形成する層の側端部または横方向端部４４および４５の間に延在するように傾斜しながら、１つ以上の平行な補強コード４６のゴム引きストリップ４３を概ね円周方向に巻き付けることによって、および、ストリップ４３が隣り合うストリップ４３の間にギャップを形成しないように、凡そストリップの幅で円周方向にシフトされながら、このような巻き付けを複数回行うことによって形成される。補強コードのストリップは、好ましくは０．２インチ～１．５インチの範囲の幅Ｗを有する。内側層４１および外側層４２のジグザグ経路を形成し、曲げを容易にするため、ストリップ幅Ｗは１．０インチ以下であることが好ましい。

ベルトパッケージはさらに、半径方向に最も外側のベルトであるトップベルトまたは切断保護ベルト１００を含むことができる。切断保護ベルト１００は図３－５に示されており、連続的に巻き付けられた補強コードのストリップで形成されており、継ぎ目なしベルトを形成する。切断保護ベルトは、単一のベルト層または複数のベルト層とすることができる。連続的に巻き付けられたストリップは、波形形状に形成される。波形形状は、好ましくは正弦波であり、主として円周方向に延びている。継ぎ目なし切断保護ベルトは、連続的にストリップを巻き付けることによって形成される。ストリップは、ゴムに包まれた１つまたは複数の平行な補強材で形成される。

ストリップの補強コードは、ナイロン、ナイロン６，６またはアラミド補強コードで作られた１本以上の平行な補強コードを含むことができる。好ましくは、補強コードは撚り回数の高い構造を有するアラミドである。好ましくは、アラミドコード構造は６ツイスト／インチで３０００／１／３ｄｔｅｘである。好ましくは、ストリップの補強コードはナイロンおよびアラミドの混成または混合コードのような高弾性率のコード補強材である。より好ましくは、コード構造は３０００ｄ／２アラミドおよび１６８０ｄ／１ナイロンである。好ましくは、切断保護ベルトを形成するために使用される補強コードのストリップは、幅が約０．２５インチから約０．５インチの範囲であり、４本から１０本の補強コードを有する。

切断保護ベルト１００は、好ましくは第１の肩から第２の肩まで延びる幅、すなわち、全ベルト幅を有する。好ましくは、切断保護ベルト幅は、耐久性リスクを最小限にするために、最も広いベルト幅から内側に１．５インチ－２インチ入ったところにある。図４は、０度－３６０度の切断保護ベルトを示す。図８に示すように、切断保護ベルト１００は、正弦波曲線を使用して、補強コードの連続的なストリップを（新しいタイヤまたは再生タイヤの何れかの）カーカス上に直接敷設するアプライヤーヘッド１１０によって形成される。図５はタイヤカーカス上に形成された切断保護ベルト１００を示しており、ベルト巻き付け間に隙間はない。有利には、継ぎ目なし切断保護ベルトでは、従来の波形ベルト層のカットベルトの端部がなくなる。従来技術の波形ベルト層は、典型的にはカレンダーシートに形成され、次いで、シートの外側の横方向端部を一緒に接合することによってカーカスに貼り付けられる。接合に対する欠点は、トレッド損失の一因となるのみならず、さらに複雑な製作性を必要とする巨大な不均一性であることである。

周期は、５０ｍｍから１００ｍｍ、より好ましくは７５ｍｍから１００ｍｍの範囲である。周期は最小限にすることが望ましいが、貼り付け方法によって制約される。本明細書で言及し、図６－７に示す余分なコード比率％は、１回転で正弦波を形成するために使用されるコードの実際の長さを貼り付けられる表面の円周長で割ったものを意味する。余分なコード比率％は１０１％から１１５％の範囲であり、より好ましくは１０１％から１０５％の範囲である。比率が高いほど、コードに荷重がかからなくなり、コードが「緩む」。緩んだ、または荷重のかからないコードは、所定の材料弾性率に対して切断抵抗を最大限にする。

正弦波の振幅は余分なコード％に影響を及ぼす。振幅が増加すると、余分なコード％も増加する。好ましくは、正弦波の振幅は１ｍｍ－５ｍｍ、より好ましくは２ｍｍ－３．５ｍｍ、そしてより好ましくは、２．５ｍｍ－３ｍｍの範囲である。５ｍｍを超える振幅は、好ましくないタイヤの外観に繋がる可能性がある。

旋回半径は、ストリップの座屈限界に達するまで最小限にされる。旋回半径は、図９に示すように、正弦波上の３点間を横切る円の半径として定義される。好ましくは、２つの外側の点は、正弦波が波の中心軸と交差するところにあり、３番目の点は２つの外側の点の間に配置された最大振幅点にある。旋回半径が小さくなると余分なコード％が増加し、領域あたりのコードがより緩くなるという結果になり、これはＦＯＤの保護のために望ましい。旋回半径は、好ましくは最小にされ、より好ましくは５０ｍｍから１００ｍｍの範囲である。０．５”ストリップと７５ｍｍの旋回半径を使用することは、品質という観点からすれば一貫して維持することができるため、好ましい。

本明細書で提供される説明に照らして、本発明の変形が可能である。本発明の内容を説明する目的で、特定の代表的な実施例および詳細を示したが、本発明の内容の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。したがって、以下の添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の全範囲内にある、本明細書に記載される特定の実施例において変更を行うことができることを理解されたい。

Claims (21)

1. 継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記継ぎ目なし切断保護ベルトは、１つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられ、前記１つ以上の補強コードのストリップは、正弦波パターンで巻き付けられることを特徴とする、タイヤ。
2. 前記正弦波パターンは、前記円周方向に延びることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記１つ以上の補強コードは、６ツイスト／インチで３０００／１／３ｄｔｅｘであることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記正弦波パターンの周期は、７５ｍｍから１００ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
5. 前記正弦波パターンの振幅は、２．５から３の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
6. 前記正弦波パターンの旋回半径は、５０ｍｍから１００ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
7. 前記正弦波パターンの旋回半径は、１００ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
8. 前記補強コードのストリップは、０．２５インチから０．５インチの範囲の幅を有することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
9. 前記１つ以上の補強コードはナイロンで作られることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
10. 前記１つ以上の補強コードはナイロン６／６で作られることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
11. 前記１つ以上の補強コードはアラミドで作られることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
12. 前記ストリップの前記１つ以上の補強コードは第１の補強ケーブルと第２の補強ケーブルで形成され、一緒に捩られることで混合コードを形成し、前記第１の補強コードと前記第２の補強コードは、異なる材料で形成されることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
13. 前記ストリップの前記１つ以上の補強コードはナイロン補強ケーブルとアラミド補強ケーブルで形成され、一緒に捩られることで混合コードを形成することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
14. １つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられた継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記１つ以上の補強コードは、アラミド、ナイロン、またはそれらの混合体で形成されることを特徴とする、タイヤ。
15. 前記切断保護ベルトは、正弦波パターンで巻き付けられることを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ。
16. 前記正弦波パターンの周期は、７５ｍｍから１００ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１４に記載のタイヤ。
17. 前記正弦波パターンの振幅は、２．５ｍｍから３ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１４に記載のタイヤ。
18. 前記正弦波パターンの旋回半径は、５０ｍｍから１００ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１４に記載のタイヤ。
19. 前記補強コードのストリップは、０．０２インチから２インチの範囲の幅を有することを特徴とする、請求項１３に記載のタイヤ。
20. 前記１つ以上の補強コードは、アラミドとナイロンの混合体で形成されることを特徴とする、請求項１１に記載のタイヤ。
21. 継ぎ目なし切断保護ベルトを有するタイヤであって、前記継ぎ目なし切断保護ベルトは１つ以上の補強コードのストリップを使用して連続的に巻き付けられ、前記円周方向に延びる波形パターンであることを特徴とする、タイヤ。

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