JP4130705B2

JP4130705B2 - 自動車の車輪用タイヤ及びその製造方法並びにその金型

Info

Publication number: JP4130705B2
Application number: JP28709097A
Authority: JP
Inventors: ロマーノ・グエルマンディ
Original assignee: ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: ES2206640T3; EP0836955A1; TR199701198A2; DE69724901T2; DE69724901D1; ITMI962157A1; BR9705090A; AR009121A1; US20020011294A1; US6305450B1; EP0836955B1; JPH10147109A; IT1284979B1; ATE249942T1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、アクアプレーン効果及び耐摩耗性に関して高性能のタイヤ、及びその製造方法並びに金型に関する。より具体的には、本発明のタイヤは、中央位置（この位置であることが好ましいが、絶対にその位置でなければならな訳ではない位置）に設けられ、地面に溜まった全ての水を迅速に排出して、「アクアプレーン現象」（タイヤと地面との間に介在する連続的な水の膜のため、特に、高速度のとき、車と地面との接触を失わせる現象）と現在、称されている効果に反作用する目的に合った大きい寸法の周方向キャビティが伸長する、トレッドバンドを備える型式のものである。
【０００２】
【従来の技術】
幅の広い周方向に伸長したキャビティによってトレッドが互いに分離された、２つの別個の軸方向部分を略備える、上記型式のタイヤは、既に古くから市場に出ており、現在まで公知の技術状況をまとめる目的にて以下に簡単に掲げた多数の特許に記載されている。
【０００３】
例えば、欧州特許第０，５０３，４０４号には、複数のブロックを形成し得るように、互いに交差させた周方向及び横断方向へのＳ字形の溝を有するトレッドが開示されており、このトレッドには、該トレッドの幅の１０％乃至２０％に等しい幅、及びトレッド全体の厚さの７８％乃至８０％に等しい深さを有する中央キャビティが設けられている。
【０００４】
上記に加えて、欧州特許第０，５０３，４０５号には、地面に接触する面積に対するブロックの入口ウォール及び出口ウォールの傾斜角度の特定の値が掲げられている。また、欧州特許第０，５０３，４０６号には、異なるトレッドバンドのサイドウェールの特別な接続円弧が記載されている。
【０００５】
トレッドパターン内の溝及びブロックの幾何学的特徴及び作動上の特徴は、米国特許第５，１７６，７６６号、同第４，７００，７６２号、同第４，７８５，８６３号に記載されている。
【０００６】
米国特許第４，７９６，６８３号は、周方向に方向決めされたキャビティと、排水を促進し得るように、該キャビティに対する傾斜角度が大きい横断溝とを含むトレッドパターンに関するものである。このトレッドパターンには、鋭角な角度及び鈍角な角度を有するブロックが形成されている。剛性が小さい箇所である鋭角な角度に近接して、最大の摩耗箇所がある。目的とする領域のブロックの剛性を増大させ得るようにブロックに特別な面取り部分を形成することにより、この欠点を解消することが示唆されている。
【０００７】
米国特許第４，２８９，１８２号は、高速度に対応し得るようにしたオートバイ用タイヤに関するものであり、このタイヤには、周方向に方向決めされたキャビティと、該キャビティの各側部に２組みの直線状の横断溝とを有するトレッドパターンが付与されている。これら２組みの溝の間には、ジグザグのリブが形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
当該出願人は、上記型式の公知のタイヤは、赤道面に沿ったキャビティに近いその中央領域にてトッレドバンドが顕著に摩耗することを知っている。その摩耗は、早期に生じて、時間と共に進行し、残りのトレッドパターン部分の遅い摩耗による同一タイヤの可能な寿命と比べて、そのタイヤの寿命は急速に短くなる。
【０００９】
現在の考えでは、この型式の摩耗は、トレッドパターン内の幅の広い中央キャビティの効果によってカーカスの可撓性及び変形がより大きいためであるとされている。
【００１０】
カーカスと、ベルトと、周方向キャビティを中間に有するトレッドバンドとから成り、その周方向キャビティの幅がトレッドバンドの２０％に等しいタイヤに関する米国特許第４，６８７，０３７号は、ベルトに特別な剛性を付与することによりこの問題点の解決策を実現しようにするものである。実際には、このベルトは、公知の技術に従って互いに交差させたコードを有する複数の補強層を備えており、そのコードの一部は、トレッドバンドの全幅に亙って略伸長し、また、その一部は、所定の好適な領域上にて軸方向に集中している。
【００１１】
特に、このベルト構造体は、トレッドバンドの幅に等しい相互に交差したコードの４つの層と、中央キャビティの幅と同一、又はそれよりも僅かにより広い幅を有する更に２つの補強層とを有している。幅の狭いこれらの更なる層は、キャビティの下方に配置され、第一の層は、トレッドバンドと同一幅の２対の層の間の位置に配置され、第二の層は、キャビティの真下に配置されている。
【００１２】
２つの異なるトレッドバンドの部分間の接続部を略形成し得るような方法にてエラストマー的材料から成るリブがキャビティの底部から半径方向外方に突出している。このリブは、キャビティの全長に亙って伸長している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
当該出願人は、公知の解決策は、問題点の認識を誤っており、このため、不適当な方法で対応しようとしている結果、その問題点を解決することはできないことを直感的に知った。特に、本発明において、上記の早期で且つ局部的な摩耗は、中央キャビティにてベルトが異常に膨張するためであり、その膨張は、この領域における材料が不足するため、トレッドの構造体的強度が低下する結果であると考えられている。
【００１４】
そのコード自体が位置する面内にて補強コードが回転すること、及びこの層を形成するゴム被覆材料に典型的な弾性のため、全ての層は、周方向にかなり膨張可能であるから、新たなベルト層を追加することでこの膨張が十分に妨げられることはない。
【００１５】
更に、本発明によれば、この問題点を解決するための当該出願人の提案は、キャビティ下方のトレッドの厚さが薄い領域内にて、補強ベルトに安定性を持たせようとするものである。この方法は、摩耗の点にてトレッドバンドの性能が改善され、従って、より長い寿命のタイヤを形成し得るように、上記の異常なベルトの膨張を制御することにより行われる。
【００１６】
従って、第一の形態において、本発明は、軸方向両側のサイドウォール及びタイヤを対応する取り付けリムに固着する軸方向両側のビードが設けられた円環状カーカスと、該カーカスに対してクラウン方向に配置されたトレッドバンドと、該カーカス及び上記トレッドバンドの間に介在されたベルト構造体であって、該両側サイドウォールの間を連続的に軸方向に伸長する該ベルト構造体とを備え、該トレッドバンドが、少なくとも１つの周溝を有する隆起したパターンにて成形された、自動車の車輪用タイヤにして、不作動状態のとき、即ち、荷重及び膨張圧力が存在しないとき、上記ベルト構造体が、タイヤの軸線を含む面内の横断面で見たとき、２つの側部分及び１つの中央部分という３つの異なる部分から成る軸方向プロファイルを有し、上記の中央部分が上記の周溝と整合状態にて上記の側部分の間に介在され、該側部分が半径方向内方の位置にて凹状であり、この場合、この凹状部分は、各部分に対して、それぞれの曲率中心、及びそれぞれの曲率半径により画成され、該中央部分は、半径方向外方への位置にて凹状であり、この位置にて、上記の外側凹状部分の深さがタイヤの通常の膨張圧力の作用によって打ち消され得るようにしたことを特徴とするタイヤに関するものである。
【００１７】
本発明の１つの便宜な実施の形態において、上記中央部分の凹状部分の中心は、タイヤの赤道面に一致する、上記溝の中心線の面内に位置している。
【００１８】
この場合、上記凹状部分の深さＳは次式で規定されることが好ましい。
【００１９】
Ｓ＝Ｒ_１−Ｒ_０
ここで、
Ｒ_１は、上記タイヤとその構造及び寸法が同一である公知のタイヤの半径に等しいが、そのベルト構造体が、そのタイヤをそれぞれのリムに取り付けかつ通常の走行圧力まで膨張させたとき、赤道面にて測定した場合、いかなる状態においても且つ横断面で見たとき、半径方向内方の位置にて、連続的に凹状のプロファイルを呈する点が異なる。
【００２０】
Ｒ_０は、不作動状態下にてタイヤの赤道面で測定した、同一の公知のタイヤの半径に等しい。
【００２１】
１つの好適な実施の形態において、上記の周溝は、その下方のベルトの凹状部分を組み合わせて、トレッドバンドの補強手段を備えており、該補強手段は、上記の溝に関して中央位置に配置され、また、底部から半径方向に突出していることが好ましい。更により好ましくは、こうした手段は、溝の中心線の面に配置され且つ溝底部から半径方向外方に隆起する連続的な周方向リブを備えるようにする。
【００２２】
中心線の面に沿ったリブの高さ対溝の深さの比は、０．２乃至０．５の範囲内にあることが便宜である。
【００２３】
該溝の寸法が大きく且つ該溝におけるエラストマー材料の厚さが薄ければ薄いほど、本発明はその有利な効果を一層よく発揮する。このため、該溝の中心線の面における該トレッドバンドの厚さは１乃至３．５ｍｍの範囲内にあり、そのバンドの下方部分の厚さに対する溝の深さの比は２．５乃至１０の範囲にある。
【００２４】
別の形態において、本発明は、軸方向両側のサイドウォール及びタイヤを対応する取り付けリムに固着する軸方向両側のビードが設けられた円環状カーカスと、該カーカスに対してクラウン方向に配置されたトレッドバンドと、該カーカス及びトレッドバンドの間に介在されたベルト構造体であって、上記両側サイドウォールの間を連続的に伸長する該ベルト構造体とから成るタイヤであって、上記トレッドバンドが少なくとも１つの周溝が設けられた隆起したパターンにて成形される、該タイヤの製造方法であって、高温度にて熱処理し且つ加圧流体を使用することによりその最終的な成形形態を達成し得るように未加硫のタイヤを加硫金型内に円環状の形態に配置するステップを含む該製造方法にして、金型を利用して、上記ベルト構造体を成形形態となるようにし、その成形形態のプロファイルが、タイヤの軸線を含む面内の横断面で見たとき、それぞれ第一及び第二の部分と称する２つの側部分と、上記周溝と整合状態にて上記側部分の間に介在された第三の部分、即ち、中央部分という３つの異なる部分を有し、上記各側部分が半径方向内方の位置にて凹状であり、この位置にて、該凹状部分がそれぞれの曲率中心及びそれぞれの曲率半径により各部分に対して規定され、該中央部分が、半径方向外方位置にて凹状であり、該半径方向外方部分の深さが、タイヤの通常の膨張圧力の作用により打ち消され得るようにしたことを特徴とする、タイヤの製造方法に関するものである。
【００２５】
更に別の形態において、本発明は、軸方向両側のサイドウォール及び少なくとも１つの周溝が形成された隆起したパターンで成形されたトレッドバンドを備えるタイヤを加硫処理する金型であって、上記タイヤのサイドウォールに対応する、軸方向両側の一対のチークと、該チークの間に介在され、上記トレッドバンドに対応するマトリックスとを備え、該マトリックスには、上記パターンを形成し得るように底面から持ち上がった形態にて突出する複数のリブが設けられた上記金型にして、該金型の軸線を含む面内において、上記底面の断面プロファイルが、２つの異なる凹状の側部分を備え、その場合、凹状部分がそれぞれの曲率中心及びそれぞれの曲率半径により各部分に対して規定され、上記両側側部分の間に含まれる領域内の上記リブのリッジ部に正接する面の断面プロファイルが、半径方向内方を向いた凸状部分を有することを特徴とする金型に関するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明は、非限定的な一例として掲げた以下の説明及び添付図面を参照することにより、一層良く理解されよう。
【００２７】
図１には、公知の型式のタイヤ及び本発明によるタイヤの双方に共通する全体的なタイヤ構造体が図示されている。そのタイヤの相違点及びそれぞれの製造方法に関して、以下に詳細に説明する。
【００２８】
タイヤ１は、ゴム被覆した織地の少なくとも１つのプライ３から成る丈夫な構造のカーカス２を備えており、そのカーカスの両端は、その半径方向内面にゴム充填物５が設けられた固着コア４の周りで上方に折り曲げられている。このカーカスプライの上方に折り曲げたフラップ３′は、上記充填物の側部の少なくとも一部に沿って半径方向外方に伸長することが好ましい。
【００２９】
公知であるように、固着コア４及び充填物５を備えるタイヤ領域は、タイヤを対応する取り付けリム（図示せず）に固着することを目的とするタイヤビードを形成する。
【００３０】
隆起したパターンが付与され且つタイヤと地面とを転動接触させ得る設計とされたトレッドパターン１０が公知の方法にてカーカス上に付与されている。
【００３１】
このトレッドパターンは、周方向及び横断方向の双方に向けた対応する溝によって互いに分離された複数のリブ及び／又はブロックを備えることができる。上記のリブ及び／又はブロックは、選択随意的に、異なる切欠き及びフィン又は薄層が付与されている。これらは全て、当該技術の当業者に周知の形態に従う。
【００３２】
タイヤ１は、カーカスとトレッドバンドとの間に介在されて、カーカス２に対してクラウン方向に配置されたベルト構造体６を更に備えており、該ベルト構造体は、タイヤの一方のサイドウォールから他方のサイドウォールまで略伸長し、トレッドバンドと同一の幅を有する。該ベルト構造体は、金属製の補強コードであることが好ましい、半径方向に重ね合わせた２つの層７、８を備えている。これらの層は、各層内にて互いに平行であり、タイヤの赤道面に関して隣接する層のコードと交差してい。該ベルト構造体は、繊維材料から成ることが好ましく、熱収縮性材料（例えば、ナイロン）から成ることがより好ましく、略０°にて、即ち、周方向に方向決めされた補強コードの半径方向最外側層９を備えている。
【００３３】
簡略化のため、及び本発明を一層良く理解するため、図１には、そのトレッドバンドが１つの周溝又はキャビティ１１のみを備えるタイヤが図示されており、該タイヤの中心線の面は、タイヤの赤道面と一致している。この場合、異なるブロック及び上記トレッド上に形成し得る更なる溝は省略されている。
【００３４】
溝１１の主たる機能は、タイヤがウェット路を走行する間に、タイヤと地面との間に溜まる水を集め且つ排出することである。
【００３５】
上記の溝１１は、特別なトレッドパターンを有し、及びその他の望ましい特徴と同時に、アクアプレーン効果の防止に優れた高性能タイヤを確実にするために当業者に周知の手段である。上記の特徴の一部は、性質上、上記のアクアプレーンの防止に関しては不利な影響を及ぼす。
【００３６】
残念なことに、公知の技術を説明する部分に記載したように、この型式のタイヤは、トレッドバンドが急速に且つ連続的に摩耗し、その摩耗は、周溝の一側部の領域に集中する。
【００３７】
本発明によれば、当該出願人は、公知の技術の通常の手段では解消することが不可能なかかる不規則な摩耗は、トレッドバンドの半径方向プロファイルが設計値から相違することが原因であることを知った。また、この相違は、時間と共に維持されるが、この不定（視認可能な）相違を解消しようとする試みが目的とするタイヤの構造上の要素を介入させれば、その設計値を回復することが極めて容易であることも直感的に知った。
【００３８】
実際には、このタイヤの断面（図１参照）は、溝にて軸方向面積が広い。この面積にて、溝の底部とベルトとの間に、厚さが極めて薄い（溝の側部におけるバンドの厚さに比して）材料、即ち、下方のクッションがある。
【００３９】
実際には、この溝における材料の量が少ないため、このトレッド領域は、タイヤの全周方向への伸びと共に、変形に対する抵抗性が小さい。このため、対応するベルト部分は、膨張圧力のスラスト作用のため、側部分よりも大きく膨張する傾向がある。これにより、溝の端縁及び近接するトレッドバンド部分を押して、このため、その前に計算されたもの、即ち、設計のプロファイルより半径方向外方へのプロファイル、即ち設計プロファイルを呈するようにする。
【００４０】
この現象及び本発明によって実現される有利な結果は、図２及び図３に図示されている。これらの図、及び以下の図において、ベルト構造体は、１本の線６によりグラフで示されている。
【００４１】
図２に実線で示したものは、その成形形態における、本発明によるタイヤのプロファイル（Ｐ_１）である。この形態は、収縮状態下にて、加硫金型から取り出した後であり、また、鎖線にて、その最終形態、又は使用形態、即ち、荷重が存在しない状態にて、対応するリムに取り付けられ且つ作用圧力まで膨張した後のプロファイル（Ｐ_２）が示されている。
【００４２】
公知のタイヤのクラウン部分のみを示す図３は、収縮状態にあるタイヤのトレッドバンドのプロファイル（Ｐ_３）及びその下方のベルト６のプロファイル（Ｐ_４）を実線で示し、荷重が存在しない、使用状態下の対応するプロファイル（Ｐ_５）、（Ｐ_６）を鎖線で示す。比較することにより、公知のタイヤの周溝１１の周りの領域に作用状態に置かれたとき、トレッドが膨張する特殊な状態が容易に理解できる。その２つのプロファイルの偏差は、トレッドバンドの全幅に関係付けることができる。特に、タイヤショルダにおいて、プロファイルＰ_５はプロファイルＰ_３の半径方向内方となる。
【００４３】
図３によれば、この不均一な摩耗の原因のみならず、現在の技術の公知の解決策によりこの原因が解消されない理由をも容易に理解することが可能である。プロファイルＰ_３はプロファイルＰ_２に略対応することを認識すべきである。換言すれば、プロファイルＰ_５及びプロファイルＰ_３（図３）の間に含まれるエラストマー的材料部分が摩耗するのに伴い、膨張する圧力によりベルトが膨張する結果、新たな材料が摩耗し、また、この領域におけるトレッドバンドの厚さが徐々に薄くなることでその摩耗が促進される。
【００４４】
図２によれば、既に、タイヤ構造体から成る本発明の基本的な特徴を直感的に理解することが可能となる。この特徴は、収縮したタイヤから膨張したタイヤに変化するに伴い、トレッドバンドの半径方向外方のプロファイルが変化し、この場合、上記バンドの厚さが局部的に著しく変化する場合であっても、そのプロファイルは所定の設計制限値の範囲内に留まるようにするタイヤ構造体に存する。
【００４５】
特に、図２には、本発明のタイヤを公知の技術の同様のタイヤを識別するための容易な方法が図示されている。この場合、複雑で且つ場合によっては破壊的である検査を必要とせずに、加硫処理タイヤに行われる幾何学的性質の検査によってのみタイヤを識別することが可能である。
【００４６】
実際には、不作動状態下にて、特にその成形状態にあるとき、本発明のタイヤは、上述したプロファイルＰ_１、Ｐ_２の間の略拡がり点にて、トレッド半体の各々に対して１つずつ、最大直径の２つの別個の周方向部分ａ−ａ、ｂ−ｂを備える。上記２つの部分の間の中間部分はより小径となる。
【００４７】
使用中のこのタイヤにおいて、上記２つの部分は、赤道面Ｘ−Ｘにて収斂するが、この赤道面に中央溝が存在するため、直径を測定することはできないが、軸方向横断面のトレッドのプロファイルを推定することによりその直径を容易に求めることができる。
【００４８】
従来の技術において、収縮状態のとき、最大直径の２つの異なる周方向部分が存在するタイヤは公知であるが、こうした部分は、極めて従来型式のベルト構造体が存在するため、タイヤがその使用状態にあるときでさえ、略不変である。
【００４９】
こうした２つの別個の部分が膨張したタイヤに存在しないことは、その検査中のタイヤが本発明によるタイヤであると識別するための明確な印となる。
【００５０】
実質的に、本発明のタイヤは、金型から出るとき、図４により良く図示するように、そのベルト構造体に関して特殊な形態を有しており、トレッドのプロファイル及びその下方のカーカスプライのプロファイルがこのベルト構造体の形態に適合する。
【００５１】
より具体的には、本発明のタイヤベルト６（図４）は、収縮状態にあるとき、それぞれ第一の部分（１４）及び第二の部分（１５）と称される、溝１１の横方向に配置された部分と、該第一及び第二の部分の間の中間位置にて途中に配置された第三の部分（１６）という、３つの別個の部分から成る形態を有する（実線で図示）。
【００５２】
上記の側部分１４、１５は外方に凸型であり、その各々は互いに長さが等しく、また、曲率中心がそれぞれ異なることが好ましい、それぞれの曲率半径方向ｒ_１、ｒ_２であることを特徴とする。
【００５３】
中央部分１６は外方に凹状であり、異なる曲率半径ｒ_３を特徴としており、その曲率中心は、赤道面にある状態で示してある。
【００５４】
ベルトのプロファイルの上には、プロファイルの曲率が逆となる箇所である、点Ａ、Ｂがある。これらの点は、溝１１の端縁に略従うか、または、これらの点は、該端縁と一致せずに、該端縁の軸方向外方位置にあるようにすることが好ましい。
【００５５】
実質的に、図２に図示するように、金型から出るとき、本発明のタイヤは、溝が存在する中央部分において、トレッドバンドのプロファイル及びベルトは、構造及び寸法が等しい公知のタイヤ（図３）の対応する成形プロファイルに関して半径方向内方に変位している。
【００５６】
上記寸法の縮小程度は、より大きい膨張程度に対応するものであり、この大きな膨張の結果、公知のタイヤは、成形状態からリムの上に取り付けられたときの膨張状態に変化する。
【００５７】
本発明によるタイヤのこの特殊なベルトの構造は、公知のタイヤの急速な局部的摩耗という欠点を解決することを可能にする。
【００５８】
実際には、収縮したタイヤ状態（即ち、休止状態）から使用状態に移るとき、膨張圧力がベルトの全体を半径方向外方に膨張させる。特に、溝１１の存在によりベルトの中央部分１６がより大きく膨張するならば、該中央部分の曲率が反転し、点Ａ、Ｂを所定の膨張プロファイルの上の点Ａ′、Ｂ′に移動させ（鎖線）、これにより、図２に図示した形態Ｐ_１から同一の図面に図示し且つタイヤの使用時のプロファイルに対応する形態Ｐ_２までトレッドのプロファイルを変化させる。
【００５９】
この時点にて、膨張圧力は、溝領域にてトレッド内で更に局部的に膨張させ、その構造体に関する所定の値を超えることのできないベルトの膨張は、小径である凹状の形態から大径である凸状の使用形態まで、その中心部分のプロファイルを変化させるのに消尽される。
【００６０】
このため、溝１１にて、残りの側部分よりも大きく膨張し、このため、地面に対してより大きい特定の圧力を受けるトレッド領域が存在せず、従って、トレッドの摩耗は、地面に接触する領域の全表面に亙って均一に生じる。そのため、急速に且つ連続的に局部的摩耗が生ずる、公知のタイヤに見られる欠点が解決される。
【００６１】
本発明によるタイヤベルトは、両側の２つの凹状部分の位置と凸状部分の位置との間にて変化する、上記の可変曲率の形態を取り得るような方法にて製造しなければならない。特に、全体として考えたとき、該ベルトの特徴は、タイヤの成形中、中央ベルト部分の変形に起因する弾性エネルギを蓄えることを可能にする。このエネルギは、膨張する圧力により反対方向に変形する間に放出され、これにより、曲率の反転を促進して、タイヤベルトをその作用位置に配置することを可能にする。
【００６２】
当該出願人が製造した、原型タイヤ、サイズ１９５／６０Ｒ１５で代表される一つの便宜な実施の形態において、該タイヤは、１×３の形態（即ち、３本の鋼ワイヤーから成る１本のストランドで形成されており、０．２０乃至０．３２ｍｍの範囲、この場合、０．２８ｍｍの直径であることが好ましい形態）の金属コードで補強されたゴム被覆織地の層を２つ、半径方向に重ね合わせて成るベルト構造体を備えている。この織地内のコードは、７０乃至１１０ワイヤー／ｄｍの範囲、この場合、８５ワイヤー／ｄｍの厚さであり、タイヤの赤道面に関してクラウン方向に測定したとき、２０°乃至３０°の角度、この場合、２５°にて方向決めされることが好ましく、また、隣接する層のコードに対して対称に方向決めされる。
【００６３】
上記対の層の半径方向外側の位置には、第三の層と、２つの更なる層（織地コード、好ましくはタイヤに対して周方向に方向決めされた１４００／ｌ・ｄＴｔｅｘのナイロンで出来たコードに半径方向に重ね合わせた層）とが配置されている。この第三の層は、交差した金属コードの上記層の周りで１つ以上の層となるように、ら旋状に巻かれた１つ以上のコードで形成することが有利である。
【００６４】
補強材及びベルトのそれぞれ上記の直径及び構造上の値に関連して、図４に概略図で示した３つのベルト部分に関する曲率半径は、成形ステップの終了時に、次の値に達することができる。
【００６５】
−ベルトの側部分の曲率半径ｒ_１、ｒ_２、１２０乃至５００ｍｍの範囲、
−タイヤの回転軸線に対して平行に、軸方向部分にて測定した半径の中心、ｒ_１、ｒ_２間の距離、好ましくは、タイヤ幅の１０％乃至３０％の範囲、
−ベルト部分１６の曲率半径ｒ_３、２０乃至１５０ｍｍの範囲。
【００６６】
本発明の一つの好適な代替的な実施の形態に従い、該タイヤは、溝１１内に配置されたトレッド補強手段を備えており、該トレッド補強手段の主たる機能は、タイヤが膨張する間に、第三のベルト部分の曲率が凹状から凸状に反転するように連続的に変化するようにする。この補強手段は、曲率の反転に対する抵抗力を付与し、これにより、その下方のクッション部分、即ち、溝の底部とベルトとの間に含まれる厚さの薄い部分におけるタイヤの引き裂きの原因となるジャーク動作による動きを防止する。この機能を果たすため、溝１１を補強する異なる解決策を提供することができるが、その内、その溝自体の内部のトレッドバンドの特別な幾何学的形態による解決策によることが好ましい。
【００６７】
図５に示した一つの好適な解決策において、該溝１１は、溝底部から半径方向外方に隆起し、上記溝の中心線の面に対して対称に配置されることが好ましい、周方向に連続するリブ１７を備えている。
【００６８】
該リブ１７は、溝の底部にヒンジ点（即ち、ベルトの曲率を反転させる曲げ動作に関連する全ての力及び変形を集中させ、周知の不利な点を生じる可能性のある集中点）が形成されるのを防止し得るような形状及び厚さとされることが好ましい。
【００６９】
該リブ１７は、トレッドバンドと同一のブレンド、又は代替的に相違するブレンドであることが好ましいエラストマー的材料で形成することができ、該ブレンドは、例えば、小繊維状構造体の短いアラミド繊維のような、タイヤに通常、使用される型式の不活性な補強フィラーで充填することができ、この短いアラミド繊維は、アラミドパルプ又はアラミド粉末として商業的に公知であり、タイヤに関する技術上又は商業的種類のコード及び各種の情報を記録する媒体として上記リブを使用することができる。
【００７０】
該リブ１７は、例えば、円弧の形態にて曲線状の側面により溝底部に接続されることが好ましい、平坦、又は楔形、或いは曲線状の形態をしたヘッド部分を備えている。該リブにより互いに分離された溝底部の２つの部分は、曲線状の接続部により、直線状の側面に接続されて、溝を画成することが好ましい。該リブのヘッド１７ａは、装飾、商業的（商標用のような）又は安全といった目的、アクアプレーン現象に達する警報及び／又はトレッドの許容可能な最大の摩耗限界を警告するという異なる目的のため、着色ブレンド材、選択随意的にフッ化系ブレンド材で形成し得ることが有利である。この解決策は、本発明に従ったベルトが存在するか否かを問わずにタイヤに適用することができることは明らかである。
【００７１】
当該出願人の上記の原型タイヤにおいて、図５の溝は、最大幅「ａ」が２０ｍｍ（即ち、トレッド幅の１２％に等しく、好ましくは、上記幅の１０％の範囲乃至１８％の範囲）であり、その深さ「ｐ」は、８．５ｍｍ、好ましくは７乃至９．５ｍｍの範囲、溝底部からのリブの高さ「ｈ」は、３ｍｍ、好ましくは１．５乃至４ｍｍの範囲、上記溝の深さと上記リブの高さのｐ／ｈの比は１．７５乃至６．５の範囲が好ましい値であり、リブヘッドの幅「ｌ」が、４．６ｍｍ、好ましくは３乃至８ｍｍの範囲、溝の壁とリブの壁との間の接続円弧が半径「ｋ」が２．５ｍｍ、好ましくは少なくとも２ｍｍの大きさであるようにする。
【００７２】
その下方のクッションの厚さ、即ち、溝底部と半径方向最外側のベルト層の表面との間に介在されるコンパウンドの最小厚さが２ｍｍであり、好ましくは１乃至３．５ｍｍの範囲内にあるようにする。
【００７３】
上記の一つの代替的な解決策として、溝の補強手段は、一連のリブを備えることができ、その全ては形状が等しく又は等しくなく、又は底部から半径方向外方に隆起して、例えば、互いに隔たった周方向の１本の線の位置に互いに配置され、又は、互いに並んだ関係にて且つ選択随意的に互いにずらした関係にて数本の周方向線の上の位置に配置される。
【００７４】
図６には、方向性パターンが付与された高性能タイヤにおける本発明の一つの具体的な実施の形態が図示されている。勿論、本発明は、方向性パターンのみならず、対称又は非対称の形を含む任意のパターンに有利に適用できる。ブロック又はリブの特定の効果は、上記溝の端縁に近い領域に集中する早期の摩耗を解消することであるが、これは、特に、周方向の大きい溝が形成される場合にみられるが、この場合にのみ限定されるものではない。
【００７５】
この点に関して上記の説明は、タイヤの赤道面（中心線）と整合状態に伸長する溝１１に関して記載したものであり、このため、ベルト構造体の中央の凹状部分１６の曲率中心は上記面内に位置する状態で示されていることに留意すべきである。しかしながら、上記溝は、タイヤの赤道面と一致しない１つ以上の周方向面に沿っても伸長するようにしてもよい。かかる場合、３つの異なる部分（１４、１５、１６）の曲率中心は、軸方向に対応して変位するすることが明らかである。
【００７６】
図６の図面は、特定のスポーツに利用するという特殊な用途の目的のため、１９９３年５月３１日付けの当該出願人による特許出願ＭＩ９３Ａ００１１１９号（更に詳細には、この特許を参照して欲しい）に開示された対称型のトレッドパターンを適宜に改良したものを示す。
【００７７】
このパターンは、リブ１７が設けられることが好ましい中央溝１１と組合わさって、複数の横断溝２４を備えており、該横断溝は、赤道面の両側部にて軸方向に伸長し且つ上記面に関して鏡像関係にあり、中央溝１１と対応するトレッドの端部との間にて、中央溝に近い長手方向に向けて大きく傾斜してお、また、トレッドの側部分の上で略軸方向に方向決めされている。該横断溝は、タイヤに対し及び横断スリット２５に対して周方向に伸長する複数の長手方向溝２３と組合わさって、周方向に平行な列１９、２０、２１、２２内に配置された複数のブロック１８を画成する。
【００７８】
上記列の各々は、トレッドの赤道面に向けて並んだ関係で連続的に配置された列内に存在するブロック数と少なくとも同数のブロックを備えることが好ましい。上記の説明から、上記特許出願における対照のパターンは、本発明によるベルト構造体と特に有利な形態にて関係付けることができることが明らかである。本発明のタイヤにおいて、こうしたパターンは、大きな牽引力、優れた挙動特性、低摩耗、最小の転動抵抗性及び走行時の高品質と共に、アクアプレーン効果を防止する優れた効果を達成する。
【００７９】
上記パターンの中央部分の急速な摩耗、特に、中央列内のブロック端縁のテーパー付きの形態により促進される摩耗の結果、タイヤの寿命が短縮することに伴う経済的な損失に加えて、所期の用途に関連して、その対応するタイヤが極めて非効率的なものとなることが直感的に容易に理解できる。
【００８０】
上記の説明から、本発明を実現するためには、所望の効果を達成する目的にて、事前に計算しなければならない幾何学的寸法のベルト構造体の特別なプロファイルに従って、タイヤの成形が為されることが明らかである。
【００８１】
本発明によれば、タイヤに対する上記の成形プロファイルは、加硫金型の表面に対し特定の断面形状を割り当てることにより付与される。この加硫金型もまた、全体として公知で且つ従来型式のものであり、このため、本発明を理解するのに必須でないと考えられる細部の説明は、本明細書では省略する。この金型は、タイヤのサイドウォールに対応する軸方向両側の２つのチークと、該２つのチークの間に配置された中間の環状部分とを備え、該中間の環状部分には、その半径方向内面に、トレッドパターンを成形すべく底面から隆起した形態にて突出する複数のリブを有するマトリックスが付与されていることを認識すれば十分である。
【００８２】
図７には、この金型の断面が図示されており、この金型は、当然に限定的な意味ではなく、求心型のセクタ金型を使用することも考えられる。
【００８３】
このため、従来のマトリックスのプロファイルと、上記ベルトのプロファイルを実現するため、本発明の金型のマトリックスに割り当てるべきプロファイルとが半径方向に相違する程度を決定することが問題となる。
【００８４】
このため、本発明の方法は、次のようにして実施される。
【００８５】
上述したように、このタイヤ構造体はそれ自体公知の構造体である。このタイヤは、加硫処理の用意ができた未加硫のタイヤが得られる迄、公知の方法に従い且つ現在の技術による通常の技術を使用して、従来の方法にて組み立てられることが指摘される。
【００８６】
このため、公知のタイヤは上述した通常の方法で製造され、その後、そのタイヤを処理金型内で加硫処理し、その金型の幾何学的寸法は通常の方法で計算し、最終的なトレッドパターンが付与されている。このため、上記の説明から、使用状態下におけるタイヤの最終的なプロファイルは、そのトレッドパターンの全体的な特徴に依存することが明らかである。
【００８７】
この金型の半径方向内面のプロファイル２６は図７に実線で示してある。この図７において、トレッドパターン内にキャビティ及び溝を形成し得る設計とされた幾つかのリブが参照符号２７で表示されている。また、本発明に従って改変された金型のプロファイル２８が破線で示してあり、また、プロファイル２８に従ってリブのリッジに正接する面のプロファイルが鎖線２９で示してある。
【００８８】
新たな金型の内側プロファイルは、次のようにして決定される。
【００８９】
処理金型内で加硫処理された公知のタイヤは、それぞれのリムに取り付け且つ実験圧力まで膨張させる。
【００９０】
トレッドパターンの半径方向プロファイル（図３のＰ_５）の検出は、一端から他端にかけて行われ、これにより、タイヤの実際の膨張（存在するならば、収縮）が測定される。これは、設計に基づく公知の理論上のプロファイル（図３のＰ_３）からその軸方向伸長部に沿ってこのプロファイルから時間的に相違する、点毎の値である。
【００９１】
次に、上記の相違値を使用してタイヤを加硫処理する最終的な金型の構造を決める。換言すれば、こうした値は、使用金型のマトリックス面（底面）の対応する箇所にて陰像として再現し、これにより、対応する最終的な加硫金型の底面の新たな半径方向内側の形状２８を決定する。
【００９２】
一般に、その使用圧力まで膨張させた公知のタイヤ半径の値Ｒ_１を赤道面にて検出し、不作動状態、即ち、休止状態にてこの半径と同一の公知のタイヤの半径Ｒ_０との差を判断し、赤道面にてこの使用金型の半径方向内面におけるＲ_１−Ｒ_０の差の値Ｓを再現し、（このプロファイルの軸方向伸長部に沿って生じるリブの幾何学的形状及びサイズを一定に保ちつつ）この点をその他の２つの点（Ｃ、Ｄ）に接続すれば一般に十分である。上記２つの点は、赤道面の各側部に１つずつあり、その２つのプロファイル間の相違が０であり、最終的な金型の新たな半径方向内側のプロファイルを描く。
【００９３】
この時点にて、この金型の新たな内側のプロファイルが完全に決定される。
【００９４】
この方法は、少なくとも３つの異なる箇所にて半径を検出することで行われることが好ましい。即ち、赤道面における１つの中心点と、例えば、溝の端縁により、又は該端縁の軸方向外方に配置された２つの側部点とし、より好ましくは、５つの点とし、その２つがトレッドの端部に近接する位置に配置されるようにする。
【００９５】
この方法は、処理金型内にて加硫処理を行い、複数の公知のタイヤを検査し、使用すべき最終的な平均値を求める基礎となる値の表を作成することにより実施することが便宜である。このようにして、１回の検出の結果を変動させる可能性のある、事故による誤差及び偶発的な障害の結果を無くすことが可能となる。相違するタイヤサイズの各々に対して最終的な金型を製造するために本発明の方法を採用することが好ましい。
【００９６】
マトリックス底面の新たなプロファイルは、金型の赤道面に関して異なり且つ軸方向に対向した２つの凹状の側部分から成っており、その側部分の各々は、それ自体の半径及びそれ自体の曲率中心により画成され、この場合、そのそれぞれのｒ′_１、ｒ′_２は互いに等しいことが好ましい。一方、その新たなプロファイルに従ってリブのリッジに接続する面のプロファイルは上記の側部分の間に含まれる中央部分を有しており、この中央部分は半径方向内方に凸状部分とされる。この凸状部分は、トレッドバンドに溝１１を形成し得る設計とされたリブの包絡円弧に関して半径ｒ′_３で識別される上記底面方向を向いている。
【００９７】
上記の例において、マトリックスにおける曲率半径ｒ′_１、ｒ′_２、ｒ′_３は次の値にて設定される。即ち、ｒ′_１＝ｒ′_２は１５０乃至３００ｍｍの範囲内にあり、ｒ′_３は２０乃至１５０ｍｍの範囲内とする。
【００９８】
このように、この最終的な金型を製造し、また、こうした金型を利用して本発明によるタイヤを製造することができる。
【００９９】
公知であるように、タイヤの成形中、及び加硫処理金型内に保持されたタイヤ内に圧力下にて流体を吹き込むことにより行われる加硫処理ステップ中、公知の技術の金型に関してＲ_１−Ｒ_０の値が小さくなるため、金型の内側プロファイルがより大きく貫入すると、対応するベルト部分にて圧縮される。その結果、図２及び図４に図示する中空部分又は凹状部分１６が形成される。この部分の深さは、その中心面部分に沿って測定したとき、上述の方法に従い公知の金型の内側プロファイルに割り当てられる深さＳと略同一である。
【０１００】
このサイクルの終了時に、加硫処理したタイヤを金型から取り出して、このタイヤは図７のプロファイル２８により設定された成形形態を有する一方、このプロファイルは図２のプロファイルＰ_１に対応する（図２に図示しないリブ１７を除いて）。
【０１０１】
このタイヤは、使用される迄、その成形形状を保ち、また、収縮したとき再度、その形状となる。
【０１０２】
使用する場合、タイヤを対応するリムに取り付けた後、加圧空気をリムとタイヤとの間の閉じたスペース内に膨張させる。膨張中、空気圧力がベルトの全面に作用して、ベルトの中央部分の凸状部分を徐々に反転させる。この動作は、ベルト内の金属ワイヤーの変形のため、その前に蓄えた弾性エネルギが回復することにより促進される。
【０１０３】
このため、本発明によるタイヤの特別な実施の形態の上記の説明にて記載した特定の物理的及び幾何学的パラメータが変化する範囲は、本発明により得られる利点を最適な状態で実現するための臨界的な値の範囲であることを意味する。
【０１０４】
このベルトの作用形態は、その全伸長部分に亙って外側に向けて連続的に凸状となる曲率を特徴とする安定的な形態（図４）である。
【０１０５】
このトレッドのプロファイルは、安定的なベルトの配置に従い、凸状に湾曲していること及びその全体が伸長していることを特徴とする。このトレッドは、バンドの側部分にて互いに等しい２つの曲率半径ｒｂ_１、ｒｂ_２と、第三の曲率半径ｒｂ_３とを有することが好ましく、該第三の曲率半径の中心は赤道面に沿って位置し、また、その値は側部分の値よりも大きいことが好ましい。即ち、ｒｂ_３／ｒｂ＝ｒｂ_３／ｒｂ_２の比が１乃至５の範囲内にあることが好ましい。このプロファイルは図２のプロファイルＰ_２であり、これは、それぞれのリムに取り付けたタイヤの膨張後、公知のタイヤで得られるプロファイル（図３のＰ_３）とは相当に相違し、特に、溝１１を取り巻く領域にて略平坦なプロファイルであり、タイヤの地面に接触する領域の全体に亙って均一な特定の圧力を確保することが可能となる。
【０１０６】
このように、本発明のタイヤは、公知のタイヤに生ずるトレッドの局部的且つ早期の摩耗という問題点を解決するものである。
【０１０７】
上記の説明は、単に説明のためにのみ掲げたものであり、当業者は、上記に開示した本発明を理解した後、そのタイヤの用途の具体的且つ状況に応じた必要条件に適合するように、本発明に関連する変動要素を改変し、変更し且つ交換することが可能であることが最終的に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】対応する取り付けリム（図示せず）に取り付けられて定格の作用圧力まで膨張された、荷重が存在しない使用状態における、本発明のタイヤのプロファイルの軸方向横断面図である。
【図２】２つの異なる状態、即ち、実線で示した不作動状態と、鎖線で示した使用状態とにおける本発明によるタイヤのプロファイルを図１と同一の参照符号で表示する図である。
【図３】図２と同一の状態、即ち、不作動状態を実線で示し、使用状態を鎖線で示すクラウン部分内にある公知のタイヤのプロファイルを示す図である。
【図４】図２に図示した２つの異なる状態における、本発明によるタイヤベルトの横断面の概略図的な部分プロファイル図である。
【図５】本発明によるタイヤトレッドバンドの周溝におけるリブの横断面図である。
【図６】本発明のタイヤにおける好適なトレッドパターンの部分図である。
【図７】公知の型式のタイヤを製造する金型のプロファイル（実線）、本発明に従ってタイヤを製造する金型のプロファイル（破線）、及び本発明による金型内のリブリッジに正接する面のプロファイル（鎖線）を示す軸方向横断面図である。
【符号の説明】
１タイヤ２カーカス
３プライ３′ フラップ
４固着コア５充填物
６ベルト構造体７、８層
９補強コードの最外側層１０トレッドパターン
１１キャビティ／溝１４ベルトの第一の部分
１５ベルトの第二の部分１６ベルトの第三の部分
１７リブ１７ａリブのヘッド
１８ブロック１９、２０、２１、２２列
２３長手方向溝２４横断溝
２５横断スリット２７リブ
２８金型のプロファイル

Claims

軸方向両側のサイドウォール及びタイヤを対応する取り付けリムに固着する軸方向両側のビードが設けられた円環状カーカス（２）と、
該カーカスに対してクラウン方向に配置されたトレッドバンドと、
該カーカス及び該トレッドバンドの間に介在されたベルト構造体（６）であって、該両側サイドウォールの間を連続的に軸方向に伸長する前記ベルト構造体（６）とを備え、
該トレッドバンドが、少なくとも１つの周溝（１１）を有する隆起したパターンにて成形された、自動車の車輪用タイヤ（１）にして、
荷重及び膨張圧力が存在しないとき、前記ベルト構造体が、タイヤの軸線を含む面内の横断面で見たとき、第一の部分（１４）及び第二の部分（１５）と称される２つの側部分（１４、１５）と、１つの中央部分（１６）という３つの異なる部分から成る軸方向プロファイルを有し、
該中央部分（１６）が、前記周溝（１１）と対応する位置で前記側部分（１４、１５）の間に介在され、
該各側部分（１４、１５）が、半径方向内方に凹状であり、
該凹状の側部分（１４、１５）は、各部分に対して、それぞれの曲率中心、及びそれぞれの曲率半径により画成され、
該中央部分（１６）は、半径方向外方に凹状であり、この位置にて、荷重が存在しない状態でタイヤがリムに取付けられて作用圧力まで膨張された後に前記外側凹状部分の深さが打ち消され得るようにし、
前記少なくとも１つの周溝（１１）が、その内側にて、トレッド補強手段（１７）を設けられていることを特徴とするタイヤ。
請求項１に記載のタイヤにして、
前記中央部分の凹状部分の中心が、該タイヤの赤道面に一致する、前記溝（１１）の中心線の面内に位置していることを特徴とするタイヤ。
請求項２に記載のタイヤにして、
前記凹状側部分の曲率半径が互いに略同一であり且つ１２０乃至５００ｍｍの範囲内の値であることを特徴とするタイヤ。
請求項２に記載のタイヤにして、
前記中央凹状部分の前記曲率半径が２０乃至１５０ｍｍの範囲内の値であることを特徴とするタイヤ。
請求項２に記載のタイヤにして、
赤道面における前記トレッドバンドの厚さが１乃至３．５ｍｍの範囲内にあることを特徴とするタイヤ。
請求項２に記載のタイヤにして、
前記溝（１１）の深さと下方のトレッドバンド部分の厚さとの比が２乃至１０の範囲内であることを特徴とするタイヤ。
請求項１に記載のタイヤにして、
前記溝（１１）の幅が前記トレッドバンドの幅の１０％乃至１８％の範囲内であることを特徴とするタイヤ。
請求項１に記載のタイヤにして、
前記溝（１１）が、底部から隆起する少なくとも１つのリブ（１７）を備えることを特徴とするタイヤ。
請求項８に記載のタイヤにして、
前記リブ（１７）が、前記溝（１１）の中心線の面に配置され且つ周方向に連続していることを特徴とするタイヤ。
請求項９に記載のタイヤにして、
前記溝の深さと前記リブの高さとの比が、１．７５乃至６．５の範囲内にあることを特徴とするタイヤ。
請求項８に記載のタイヤにして、
前記リブのヘッド（１７ａ）は、装飾、及び／又は安全上の目的、アクアプレーンの危険性が始まることの警報及び／又はトレッドの許容可能な最大の摩耗限界を警告する目的のため、着色ブレンド材で形成されることを特徴とするタイヤ。
軸方向両側のサイドウォール及びタイヤを対応する取り付けリムに固着する軸方向両側のビードが設けられた円環状カーカス（２）と、
該カーカスに対してクラウン方向に配置されたトレッドバンドと、
該カーカス及び該トレッドバンドの間に介在されたベルト構造体（６）であって、前記両側サイドウォールの間を連続的に伸長する前記ベルト構造体とから成るタイヤであって、
前記トレッドバンドが少なくとも１つの周溝（１１）が設けられた隆起したパターンにて成形され、該少なくとも１つの周溝（１１）がトレッド補強手段（１７）を設けられている前記タイヤの製造方法であって、
熱処理し且つ加圧流体を使用することにより、その最終的な成形形態を達成し得るように未加硫のタイヤを加硫金型内に円環状の形態に配置するステップを含む、前記タイヤの製造方法にして、
金型を利用して、上記ベルト構造体を成形形態となるようにし、該成形形態のプロファイルが、該タイヤの軸線を含む面内の横断面で見たとき、
それぞれ第一の部分（１４）及び第二の部分（１５）と称される２つの側部分と、前記周溝（１１）と対応する位置で前記側部分の間に介在された第三の部分（１６）、即ち、中央部分という３つの異なる部分を有し、
前記各側部分が半径方向内方に凹状であり、該凹状部分がそれぞれの曲率中心及びそれぞれの曲率半径により各部分に対して規定され、
前記中央部分が、半径方向外方に凹状であり、この位置にて、荷重が存在しない状態でタイヤがリムに取付けられて作用圧力まで膨張された後に前記外側凹状部分の深さが打ち消され得るようにしたことを特徴とする、タイヤの製造方法。