JP4350177B2 - 簡単化されたクラウン補強材を有するタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はタイヤのクラウンに関し、特にこれらのクラウンの補強用コードと接触している結合用ゴムに関する。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】
タイヤのクラウンは通常、カーカス補強材と、通常は少なくとも２つの補強層を持つベルトと、トレッドとを備えている。これらのクラウンは地面と接触し、車両を操向するのに必要な横方向の力を側壁部およびビードを経て車輪に伝達する。車両の道路上挙動が満足なものであるためには、例えば、クラウンが側壁に対して非常に剛性であることが必要である。継続的な目標は簡単且つ可能な最も経済的な方法でこの種類の高い剛性を得るように試みることである。
ベルトの補強用コードの結合用ゴム混合物が高められた剛性を得るのに貢献していることはよく知られている。これはこれらの結合用ゴムが通常、高い弾性係数を有するからである。対照的に、カーカスのコードの結合用ゴム混合物は、タイヤの側壁部において受ける多量の変形に損傷なく耐えることが必要であるため、通常、低い弾性係数を有している。
【０００３】
更に、道路車両の燃費を減少させるために、多くの研究が現在行われている。この目的で、耐摩耗性、密着性、挙動などの特性を維持しながら、非常に低い耐転動性を有するタイヤを可能な最も経済的な方法で設計することが望まれている。
本発明の対象は、製造し易くし、かくしてより経済的に製造し、品質および性能を向上させるためにクラウン構造を改良したタイヤである。
本発明の対象は、第１の代替形態では、主にクラウンの剛性を向上させるように設計された本発明によるタイヤの実施形態であり、第２の代替形態では、主に耐転動性を低下させるようにした実施形態である。
以下の説明において、用語「コード」とはモノフィラメントおよびマルチフィラメントの両方、または層コード、撚りコードのようなアセンブリまたは代替的に任意の種類の均等なアセンブリを意味するものと理解される。これは、例えば、処理表面を有するか、或いはゴムに粘着させるために接着剤で被覆されたこれらのコードの材料および処理に関わらない。
【０００４】
所定の補強層については、用語「結合用ゴム層」とは、層の補強用コードと接触し、これらのコードに粘着し、隣接コード間の隙間を埋めるゴム混合物であると理解される。所定のカーカス補強層については、タイヤの種々の領域に同じ品質のゴム混合物を使用している。
コードと結合用ゴム層との間の「接触」とは、コードの内周の少なくともいくらかが結合用ゴムを構成するゴム混合物と密着していることを意味するものと理解される。
ゴム混合物の「弾性係数」とは、室温で１０％程度の一軸線伸張の変形で得られるセカント伸張係数であると理解される。
例えば所定の変形ε^* ＝ε₀e^j ω^t の場合、ゴム混合物が正弦曲線的に応力を加えられると、この混合物の定常状態応答も正弦曲線的であり、角度δ、σ^* ＝
【０００５】
【数１】

【０００６】
δ＝Ｇ’＋ｊＧ’’と定義し、ここで、σはＭＰａ単位の応力を表している。「動的弾性係数」Ｇおよび「動的損失弾性係数」Ｇ’’と定義する。比tan δ＝Ｇ’’／Ｇ’を減衰係数と呼ぶ。測定値は、周期剪断応力下、１０Ｈｚの周波数、６０℃の温度で１０％のピーク−ピーク動的変形について取った。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明によるタイヤは２つの側壁部および２つのビードにより延長されたトレッドと、２つのビードに固定されたカーカス補強材とを備える。タイヤは、トレッドの下に領域が、少なくともベルトおよびカーカス補強材によって構成されている。カーカス補強材は、トレッドの下の領域で、
ａ）タイヤの最も内側に向かって配置されたカーカス補強材のコードが該コードに対して半径方向内側に配置された低い弾性係数の第１の結合用ゴム混合物層と接触しており、
ｂ）タイヤの最も外側に向かって配置されたカーカス補強材のコードが該コードに対して半径方向外側に配置された第２の結合用ゴム層と接触しており、前記第２の結合用ゴム層はまたタイヤの最も内側に配置されたベルトのコードと接触しているようなコードによって構成されている。
【０００８】
本発明によるタイヤは、トレッドの下において、カーカス補強材とベルトの第１のクラウン層との間に配置されたたった１つの結合用ゴム層を有しているという利点がある。これにより、この単一の結合用ゴム層の特性および性質をタイヤ設計者の目的に合うように特別に選択することが可能である。これにより、これまでカーカス補強材のコードを含浸する特定のゴム混合物およびベルトのコードを含浸するためのもう１つの特定のゴム混合物を有することが必要であると考えられていたような製造が簡単になる。
例として、この第２の単一の結合用ゴム層用に、７ＭＰａと２５ＭＰａの間、好ましくは９ＭＰａと１５ＭＰａの間の高い弾性係数を選択するのがよい。
これにより、剛性が非常に高く、高速における優れた強度が与えられたクラウンが得られる。
【０００９】
もう１つの代替形態では、この第２の単一の結合用ゴム層用に、６ＭＰａ未満、好ましくは２ＭＰａと５ＭＰａとの間の低い弾性係数を選択するのがよい。これにより、走行中に消費されるヒステレシスエネルギを低減し、かくして当該タイヤの走行抵抗を低減することが可能である。
好適な実施形態では、非常に低いヒステレシスを有する混合物、例えば、0.08未満の減衰係数tan δ値を有する混合物が選択される。
【００１０】
【実施例】
図１には、在来のタイヤのクラウンが部分横断面図で示されている。このクラウン１は、トレッド２と、ベルトの第１の層のコード３と、コード３に対して半径方向内側にある第１の結合用ゴム層４と、コード５の円周方向整列からなるカーカス補強材と、を含み、トレッド２の下の領域において、コード５の半径方向外側に配置された第２の結合用ゴム層６と、コード５の半径方向内側に配置された結合用ゴム層７と、クラウン１の内壁部に沿った「内側ゴム」として知られるシールゴム８とをさらに含む。ベルトの第１の層の補強コード３とカーカス補強材のコード５との間に、２つの結合用ゴム層４、６がある。これらの２つの層は通常、非常に異なる機械特性を有しており、層４は高い弾性係数を有しており、層６は低い弾性係数を有している。
【００１１】
図２は本発明によるタイヤのクラウン１０を部分横断面図を示している。このクラウン１０の顕著な特徴は、ベルトの第１の層のコード１３およびカーカス補強材のコード１４と接触しているたった１つの結合用ゴム層１５があるという点である。クラウン１０を越えて、側壁領域において、カーカス補強材のコード１４は、低い弾性係数のもう１つのゴム混合物層１６と半径方向外側で接触している。層１５と層１６間の境界はちょうどクラウン補強層の端にある。しかしながら、適切なように、この境界は半径方向外側または内側に向かってずらすことが可能である。
従って、このクラウンはたった１つの結合用ゴム層を有するという利点を有しており、それによりタイヤを製造し易くし、且つそのコストを低下させる。
【００１２】
幾つかの１８５／６５Ｒタイヤを試験のために製造した。これらのタイヤは以下の特徴を有している。
─ 対照タイヤＡのクラウンはカーカス補強材のコード５とベルトのコード３との間の２つの結合用ゴム層４、６を有しており、一方の結合用ゴム層６はコード５と接触していて低い弾性係数（２．５ＭＰａ）を有しており、他方の結合用ゴム層４はベルトのコード３と接触していて高い弾性係数（１３ＭＰａ）を有している。
─ タイヤＢのクラウンはカーカス補強材のコード１４とベルトのコード１３との間に単一の結合用ゴム層１５を有しており、この結合用ゴム層１５は高い弾性係数（１３ＭＰａ）を有しており、タイヤＣはタイヤＢと同様であるが、単一の結合用ゴム層１５は低い弾性係数（２．５ＭＰａ）を有している。
【００１３】
試験の結果、対照タイヤに対して、タイヤＢの長さ方向および横方向の剛性が５％程度向上し、並びに割り試験および高速強度試験で良好な性能を示したが、対照的に、耐走行性の点で乏しい結果が得られた。
対照タイヤに対して、タイヤＣは耐走行性の点で２％程度の向上を示した。
これらの試験はカーカス補強材とベルトの第１層との間の単一のクッション化合物層の剛性およびヒステリシスをタイヤ設計者の目的に合うように調整することができるという利点を示した。
本発明による種々のタイヤを製造するには、内部キャビティの形状をなす剛性コア上でこれらのタイヤを製造することが非常に有利である。タイヤのすべての構成部品が最終設計により必要とされる順序でこのコア上に配置され、これらの構成部品は、製造のいずれの時点でも造形を必要とせずにそれらの最終位置に直接配置される。この製造は、特に、カーカス補強材用のコードを配置することについての欧州特許第0 243 851 号およびゴム混合物を配置することについての欧州特許第0 264 600 号に説明されている装置を利用することができる。このタイヤは米国特許第 4,895,692号に説明されているように成形し、加硫することができる。
【００１４】
本発明によるタイヤは、その２つのビードに固定されたたった１つの円周方向整列のコードより構成されたカーカス補強材を備えているのがよく、この場合、カーカス補強材のコードは半径方向外側で前記のように単一のゴム混合物層と接触している。これらのタイヤは、２つのビードに固定されたいくつかの円周方向整列のコードより構成されたカーカス補強材を備えていてもよく、この場合、もちろん、タイヤの半径方向最も外側に配置された円周方向整列のコードだけが単一の結合用ゴム層と接触している。
【図面の簡単な説明】
【図１】在来のタイヤのクラウンの部分横断面図である。
【図２】本発明によるタイヤのクラウンの部分横断面図である。
【符号の説明】
１０ クラウン
１３ ベルトの第１の層のコード
１４ カーカス補強材のコード
１５ 単一の結合用ゴム層

Claims (9)

1. ２つの側壁部および２つのビードにより延長されたトレッド（２）と、２つのビードに固定されたカーカス補強材とを備え、トレッド（２）の下の領域が、少なくともベルトおよびコード（１４）によって構成されたカーカス補強材によって構成されているタイヤであって、トレッドの下の領域で、
   ａ）タイヤの最も内側に向かって配置されたカーカス補強材のコード（１４）が該コードに対して半径方向内側に配置された低い弾性係数の第１の結合用ゴム層（７）と接触しており、
   ｂ）タイヤの最も外側に向かって配置されたカーカス補強材のコード（１４）が該コードに対して半径方向外側に配置された第２の結合用ゴム層（１５）と接触しているタイヤにおいて、
   前記第２の結合用ゴム層はまたタイヤの最も内側に配置されたベルトのコード（１３）と接触していることを特徴とするタイヤ。
2. タイヤの最も外側に向かって配置されたカーカス補強材のコード（１４）に対して半径方向外側に配置された第２の結合用ゴム層（１５）は、高い弾性係数を有するゴム混合物からなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 高い弾性係数のゴム混合物は、７ＭＰａと２５ＭＰａの間の弾性係数を有しているであることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ。
4. 高い弾性係数のゴム混合物は、９ＭＰａと１５ＭＰａの間の弾性係数を有していることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ。
5. タイヤの最も外側に向かって配置されたカーカス補強材のコード（１４）に対して半径方向外側に配置された第２の結合用ゴム層（１５）は、低い弾性係数を有するゴム混合物からなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
6. タイヤの最も外側に向かって配置されたカーカス補強材のコードに対して半径方向外側に配置された低い弾性係数の第２の結合用ゴム層（１５）は、０．０８未満の減衰係数 tanδを有していることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ。
7. 低い弾性係数のゴム混合物（７、１５）は、６ＭＰａ未満の弾性係数を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタイヤ。
8. 低い弾性係数のゴム混合物（７、１５）は、２ＭＰａと５ＭＰａの間の弾性係数を有していることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ。
9. タイヤの最も外側に向かって配置されたカーカス補強材のコード（１４）は、側壁領域において低い弾性係数を有している半径方向外側に配置された第３の結合用ゴム層（１６）と接触していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のタイヤ。

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