JP2023070164A - コード及び特定のコード構造を備えたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カットバーストやショックバースト等のように、外部からの入力に基づくタイヤの耐久性及び耐損傷性を向上させるコード、および該コードを有するタイヤを提供する。
【解決手段】コード（１００）は、複数のフィラメントを撚り合わせることで形成された、撚り合わされた層構造を有するコアストランド（１２０）と、コアストランド（１２０）の周りに撚り合わされる、複数のフィラメントを撚り合わせることで形成された、撚り合わされた層構造を有する複数のシースストランド（１３０）と、コアストランド（１２０）及び少なくとも１つのシースストランド（１３０）の周りに巻き付けられ、コアストランド（１２０）と少なくとも１つのシースストランド（１３０）との間にギャップ（１４０）を形成するラップワイヤ（１１０）とを有する。また、そのようなコード（１００）を有するタイヤを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤに関し、特に、高耐久性ラジアルタイヤ及びタイヤ用コードに関する。本発明は、舗装されていない路面に代表される荒れた道路で発生し得るカットバーストやショックバースト等のように、外部からの入力に基づくタイヤの耐久性及び耐損傷性を向上させるものである。

従来から、車両の性能向上に伴い、高速走行や走行モードの多様化が進んできた。そのため、これらの車両で使用されるタイヤの使用状態は、従来の使用状態に比べて厳しい場合がある。タイヤの耐久性は特に望まれる特性であるため、新しいタイヤのプライ／ベルトのコード端部におけるセパレーション不良の発生だけでなく、使用済みタイヤのプライ／ベルトのコード端部における大きなクラックの発生は耐久性を低下させる可能性がある。そのような耐久性の低下は、ローデッキ車両で使用されるローセクションプロファイルのタイヤにとって特に有害である可能性がある。

舗装されていない道路で運用すると、耐久性がさらに低下する可能性がある。舗装されていない路面では尖った小石／石及び砕石が避けられない場合があり、舗装された路面では鋭利な金属片等の異物が存在する場合がある。したがって、車両に取り付けられたタイヤが尖った小石／石、砕石、金属片等の異物の上を通ると、それらによって、どこででも、ベルト端部における切断損傷、バースト不良及び／または切断損傷の前にショックバーストを引き起こす可能性がある。

さらに、高耐久性タイヤは、新しいタイヤにおけるコードセパレーションに対する十分な耐久性、使用済みタイヤにおけるコード端部の改善された耐久性、並びに改善されたカットバースト及びショックバーストの耐久性を全体にわたって有することが有利である。そのため、そのような高耐久性タイヤは、長期の総耐用年数を実証できる。

本発明は、請求項１に記載のコード及び請求項９に記載のタイヤに関する。

従属請求項は、本発明の好ましい実施形態を表す。

本発明の好ましい態様において、コアストランドは、２層の撚り合わされた層構造を有する。

本発明の好ましい態様において、ギャップは、コアストランドと少なくとも１つのシースストランドとの間に永続的かつ安定した所定の最小ギャップを形成する。

本発明によるコードは、タイヤなどのゴム用品を補強する。

本発明の好ましい態様において、複数のシースストランドは、４～８の間のシースストランドを含む。

本発明の好ましい態様において、コアストランドは、コアストランドのコアが、１つのコアフィラメントと、コアストランドのコアの周りに撚り合わされてシースを形成する６つのシースフィラメントとを備える、１＋６構造を有する。

本発明の好ましい態様において、各シースストランドは、シースストランドのコアが、１つのコアフィラメントと、シースストランドのコアの周りに撚り合わされてシースを形成する６つのシースフィラメントとを備える、１＋６構造を有する、
本発明の好ましい態様において、各フィラメントは、同一の直径を有するコアストランドを形成する。

本発明の好ましい態様において、コードの直径は４ｍｍ以上である。

本発明の好ましい態様において、コードの直径は５ｍｍ未満である。

本発明の好ましい態様において、ラップワイヤは、スチール、ポリマー、ナイロン、ポリエステルまたはアラミドから構成される。最も好ましいのはスチールである。
（定義）
「アラミド」及び「芳香族ポリアミド」は、アミド結合の少なくとも８５％が２つの芳香族環に直接結合している、ファイバー形成物質が合成芳香族ポリアミドの長鎖として一般に認識される人造ファイバーを意味する。アラミドまたは芳香族ポリアミドの代表例は、ポリ（ｐ－フェニレンテレフタルアミド）である。

「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行なラインまたは方向を意味する。

「円周方向の」及び「円周方向に」は、環状タイヤの表面の周囲に沿って赤道面（ＥＰ）と平行に、かつ軸方向と垂直に延びる線または方向を意味する。

「コード角度」は、赤道面（ＥＰ）に対してコードで形成される、タイヤの平面視における左または右の鋭角を意味する。「コードの角度」は、硬化しているが非空気入りタイヤで測定される。

「コードツイスト」は、コードの各ヤーンが、ヤーンの単位長あたり、所定の巻き数（通常は１インチあたりの巻き数（ＴＰＩ）または１メートルあたりの巻き数（ＴＰＭ）で表される）で互いに撚り合わされた構成要素のフィラメントを有し、さらに、ヤーンが、コードの単位長あたり、所定の巻き数で互いに撚り合わされていることを意味する。撚り合わせの方向は、ヤーンまたはコードが垂直に保持されているときの、ヤーンまたはコードの螺旋の傾斜方向を示す。螺旋の勾配が文字「Ｓ」の勾配と方向が一致する場合、ツイストは「Ｓ」または「左手」と呼ばれる。螺旋の勾配が文字「Ｚ」の勾配と方向が一致する場合、ツイストは「Ｚ」または「右手」と呼ばれる。「Ｓ」または「左手」の撚り合わせの方向は、「Ｚ」または「右手」と逆方向に撚り合わされていると理解される。「ヤーンツイスト」は、ヤーンがコードに組み込まれる前のヤーンのツイストを意味すると理解され、「コードツイスト」は２つ以上のヤーンが互いに撚り合わされてコードを形成するときに、それらのツイストを意味すると理解される。「デシテックス（ｄｔｅｘ）」は、ヤーンが撚り合わされる前の１万メートルのヤーンのグラム重量を意味すると理解される。

「デニール（Ｄｅｎｉｅｒ）」は、９０００メートル当たりのグラム単位の重量を意味する（線濃度を表す単位）。

「デシテックス（Ｄｔｅｘ）」は、１万メートル当たりのグラム単位の重量を意味する。

「密度」は、単位長あたりの重量を意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回動軸と垂直であり、そのトレッドの中央を通る面、またはトレッドの円周方向中心線を含む平面を意味する。

「ファイバー」は、その直径または幅の少なくとも１００倍の長さを有することを特徴とする、フィラメントの基本要素を形成する、天然または人造の物質の一式である。

「フィラメントカウント」は、ヤーンを構成するフィラメントの数を意味する。例：１０００デニールのポリエステルは、典型的には約１９０本のフィラメントを有する。

「レイ長」は、撚り合わせたフィラメントまたはストランドが別のフィラメントまたはストランドの周囲を３６０度回るために移動する距離を意味する。

「モノフィラメント」は、好ましくは、人造のまたはテキスタイルファイバーの、典型的には一般的に大きな単一のフィラメントを意味する。

「１インチ当たりの巻き数」、すなわちＴＰＩは、長さ１インチ当たりのコードツイストの巻き数を意味する。

「ヤーン」は、テキスタイルファイバーまたはフィラメントの連続するストランドの総称である。ヤーンは以下の形態で存在する。（１）互いに撚り合わされた多数のファイバー、（２）撚り合わされずに集められた多数のフィラメント、（３）ある程度互いに撚り合わされて集められた多数のフィラメント、（４）撚り合わされた、または撚り合わされていない単一のフィラメント（モノフィラメント）及び（５）撚り合わせの有無に関係しない細い材料のストリップ。

本発明は、添付の図面を参照して説明される。

図１は、本発明で使用する例示的なタイヤの概略断面図である。 図２は、本発明によるコードの概略断面図である。

以下の文章は、本発明を実施するために現時点で考えられる最良の例示的な形態または複数の形態である。以下の説明の補足として、米国特許第６，４１２，５３４号及び７，１０４，２９９号の開示が全体的に本明細書に組み込まれる。

図１を参照すると、本発明で使用する、空気入りタイヤまたは非空気入りタイヤは、一対のビード部１と、一対のサイドウォール部２と、各サイドウォール部２の間に延在するトレッド部３と、ビード部１に埋め込まれた一対のビードコア４の間に延在する、ビード、サイドウォール及びトレッド部１、２、３を補強する１つまたは複数のプライ（図１では１つのプライ）のカーカス５と、カーカス５の外周上のトレッド部３を補強するベルト６とを含む。カーカス５及び／またはベルト６は、複数のコード１００のゴム入りプライを含む。ベルト６は、少なくとも２つのゴム入りスチールワイヤ要素層（図１において３つ示される）を含むことが好ましい。各コード１００は、スチール、チタン、アルミニウム等の金属及び／または芳香族ポリアミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維及び／または炭素繊維等の無機繊維及び／またはそれらの任意の組合せから形成されることが好ましい。

ベルト６の半径方向の最外ベルト層（例えば、オーバーレイ等）６_Oは、タイヤの赤道面Ｅに対して－５度～＋５度で配置されたスチールコード／ワイヤまたは有機コードまたは無機コード１００を含む層であることが好ましい。

少なくとも１つのその他の層６_M（図１の２つの層）は、最外ベルト層６_Oから半径方向内側に配置されていることが好ましい。スチールの場合、コード１００は、撚り合わされていない１つ以上のスチールフィラメントの１つ以上の束、及び／または複数のスチールフィラメントを撚り合わせることで得られる１つ以上のスチールコード、及び／または１つ以上のスチールモノフィラメントによって画定されるベルト６の層６_O、６_Mのそれぞれの骨組みを構成することが好ましい。

マルチストランドコード補強材は、プライ５及びベルト６の両方において、オフロードタイヤ内のゴムを補強するために使用されてきた。従来のタイヤは、樹脂を用いてマルチストランドコード５または６の内側コアストランドと外側シースストランドとの間のギャップを充填し、外側シースストランドと内側コアストランドとの間のフィラメント交差角を最適化してきた。従来の方法の１つは、ケーブル製造中に内部コアストランド上にゴムまたは樹脂を共押し出しする。ギャップをより良好に制御することができる、より着実な解決策が望ましい。

腐食の進行を抑制できれば、タイヤの耐久性を延ばすことができる。外部の物体がカーカスコード５またはベルトコード６のレベルまで浸透し、使用環境、特に湿気により酸化すると、腐食が進行する可能性がある。マルチストランド構造のストランドがその間にギャップ１４０を有する場合、ゴムの浸透の深さが増加し、それによってより多くのゴムがストランド１００の外側シース１３０から内側コア１４０まで浸透することが可能になる。したがって、このようなゴムの浸透の増加は、コード５、６の露出を低減させ、外部の物体の浸透後の腐食を低減させることができる。

本発明によれば、図２で示すように、このギャップ１４０は、内側コアストランド１２０の周りの好ましくは細いモノフィラメント、好ましくは外側シースストランド１３０の少なくとも５０パーセントから成る、ラップワイヤまたはギャップワイヤ１１０を巻き付けることで有利に達成される。

ラップワイヤ１１０は、ストランド１３０、１４０のレイ長よりも短いレイ長で巻き付けることが好ましく、同じ方向または反対の方向で撚り合わされていることが好ましい。

ラップワイヤ１１０は、モノフィラメントスチール及び／またはモノフィラメントポリエステル等の金属またはポリマー材料であってもよい。

ラップワイヤ１１０は、あるいは亜鉛メッキされたスチールコードまたは亜鉛トップコーティングを有する真鍮メッキされたスチールコードであってもよい。

ラップワイヤ１１０の直径は、０．１ｍｍから０．２ｍｍの間であることが好ましい。

したがって、ギャップワイヤ１１０は、スチールコードストランド１２０、１３０間に恒久的でかつ安定した最小の開口／ギャップ１４０を作り出し、内側コアストランド１２０までの完全なゴムの浸透を最大にする。

タイヤが加硫されると、このギャップワイヤ１１０は、さらなる構造的なサポートを提供しないことが好ましく、追加されたゴムの浸透による耐久性の改善は、ギャップワイヤ１１０の潜在的な悪影響を超える可能性がある。

コードストランド１２０、１３０間のゴムは、ストランド１２０、１３０間のゴムのないギャップにおける応力の集中を低減させることができるため、増加したゴムの浸透はコード５、６の耐衝撃性もまた向上させることができる。

本発明によるギャップワイヤ１１０は、ワイヤ製造を単純化し、樹脂または化合物の添加を排除し、ギャップ１４０がより良好に制御／維持される、より着実な解決策を達成することを可能にする。

Claims (10)

1. タイヤなどのゴム用品を補強するためのコード（１００）であって、
   複数のフィラメントを撚り合わせることで形成された、撚り合わされた層構造を有するコアストランド（１２０）と、
   前記コアストランド（１２０）の周りに撚り合わされる、複数のフィラメントを撚り合わせることで形成された、撚り合わされた層構造を有する複数のシースストランド（１３０）と、
   前記コアストランド（１２０）及び少なくとも１つの前記シースストランド（１３０）の周りに巻き付けられ、前記コアストランド（１２０）と少なくとも１つの前記シースストランド（１３０）との間にギャップ（１４０）を形成するラップワイヤ（１１０）と、
   を有する、コード。
2. 前記複数のシースストランド（１３０）は、４本から８本のシースストランド（１３０）、好ましくは６本のシースストランド（１３０）である、請求項１に記載のコード。
3. 前記コアストランド（１２０）は、前記コアストランド（１２０）のコアが、１つのコアフィラメントと、前記コアストランド（１２０）の前記コアの周りに撚り合わされてシースを形成する６つのシースフィラメントとを備える、１＋６構造を有し、及び／または
   各シースストランド（１３０）は、前記シースストランド（１３０）のコアが、１つのコアフィラメントと、前記シースストランド（１３０）のコアの周りに撚り合わされてシースを形成する６つのシースフィラメントとを備える、１＋６構造を有する、請求項１に記載のコード。
4. 前記コアストランド（１２０）を形成する各フィラメントが同一の直径を有し、及び／または前記シースストランド（１３０）を形成する各フィラメントが同一の直径を有する、請求項１に記載のコード。
5. 前記コアストランド（１２０）と前記複数のシースストランド（１３０）とが同じ構造である、請求項１に記載のコード。
6. 前記ラップワイヤ（１００）は、モノフィラメントワイヤであり、及び／または０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲の直径を有する、請求項１に記載のコード。
7. 前記コード（１００）の直径が４ｍｍ以上であり、及び／または前記コード（１００）の直径が５ｍｍ未満である、請求項１に記載のコード。
8. 前記ラップワイヤ（１３０）が、スチール、ポリマー、ナイロン、ポリエステル及びアラミドから成るグループから選択される材料で構成された、請求項１に記載のコード。
9. ２つのビード構造体（１）と、
   一方のビード構造体（１）から他方のビード構造体（１）まで延在するカーカスと、
   前記カーカスの半径方向外側に配置されたベルト（６、６_m、６_o）と、
   路面に係合するためのトレッド（３）と、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のコード（１３０）と、
   を有するタイヤ。
10. 前記ベルト（６、６_m、６_o）及び／または前記カーカスが前記コード（１００）を有する、請求項９に記載のタイヤ。

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