JP4365468B2 - 車の車輪用タイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車の車輪用タイヤ、より具体的には、改良に係るベルト構造体を有するラジアル型タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラジアルタイヤは、通常、円環形状のカーカスと、該カーカスの頂部に配置され且ついわゆるトレッドパターンと称される適当なレリーフパターンにて成形されたトレッドバンドと、カーカス及びトレッドの間に配置されたベルト構造体とを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
カーカスは、通常、繊維又は金属コードである、補強要素を内蔵する少なくとも１つのゴム被覆織地により形成される。該補強要素は、１つのビードから他のビードまで軸方向に伸長している。ラジアル型のカーカスにおいて、これらのコードは半径方向面内に位置している。
【０００４】
一方、ベルト構造体は、半径方向に重ね合わせたゴム被覆織地のストリップから成っている。該ストリップは、トレッドの全幅に略亙って軸方向に伸長し、通常、繊維又は金属コードである補強要素を内蔵しており、該繊維又は金属コードは、各ストリップ内にて互いに平行に配置され且つ隣接するストリップのコードと交差している。
【０００５】
より具体的には、この発明は、重量輸送車両、すなわち主として、ローリ、バス等用の高荷重支持能力を有する車のタイヤに適したベルト構造体に関するものである。該ベルト構造体は、破断伸び率の値が２％乃至３％の範囲にある、略金属コードである高弾性係数の材料で出来た補強要素を備えている。
【０００６】
これら構造体の幾つかは、その端部が以下に「バンド」と称する一対のゴム被覆織地のリング内に挿入されることを特徴としている。該ゴム被覆織地リングは、タイヤの赤道面に対して略平行な方向に伸長する、通常、高伸び率の金属コードである補強要素を内蔵している。
【０００７】
「高伸び率」という表現は、少なくとも最初に、歪みの下、補強要素が相当な程度まで長くなる能力を意味するものとする。この伸びは、タイヤの特定の製造段階及び／又はその作動状況を満足させ得るように、特殊な材料を使用し且つ／又は所定の特別に選択した幾何学的形状を使用することによるものである。
【０００８】
このため、これらの補強要素は、線形にて配置された高伸び率の特性のワイヤー又はコードとし、又は、例えば、ジグザグ又は波形の形態といった、線形の形態以外の形態にて配置された低伸び率の特性を有するワイヤー又はコードとすることができる。
【０００９】
特に、これらの補強要素は、破断伸び率の値が４％乃至１０％の範囲にある「ＨＥ」（高伸び率）型の公知の金属コードにて形成することができる。これら伸び率の特徴は、当該出願人と同一人による欧州特許第０，４６１，６４６号に既に、詳細に記載されている。
【００１０】
これらのバンドの機能は、次のようなものである。すなわち、トレッドパターンを正確に成形すること、加硫金型内のタイヤの膨張を制御すること、使用中の最適な挙動を制御すること、遠心力によるベルト構造体の端部の膨張を停止させることである。より具体的には、横方向バンドの機能は、その下側のベルトストリップのコードの端部が動くのを防止すること、この動作に起因するせん断応力を最小にすることである。かかるせん断応力が作用するならば、ゴムは引き裂かれ、その結果、ベルトストリップが別のストリップから及びカーカスプライから分離することになる。
【００１１】
この型式のベルトが設けられた公知のタイヤにおいて、横方向バンドは、一対のベルトストリップの上に巻かれた２つの金属コードを半径方向に重ね合わせた層を備えている。該バンドの軸方向外端縁は、２つのベルトストリップの１つの端縁、例えば、半径方向最内側ストリップの端縁と整合されている。
【００１２】
上述した型式のタイヤは、英国特許第２，０６１，２０２号に記載されている。ベルト内に二重層のバンドが存在することは、カーブを走行するときに生ずる著しい応力状態にて構造体が高強度であることを確実にする必要性によるものである。
【００１３】
実際に、カーブを走行する間に、タイヤのインプレッション領域は、直線路を走行するときに典型的である、楕円形の形態から「大豆」型の形態に変化する可能性がある。
【００１４】
その結果、各バンドにおいて、中立軸線の軌跡に対して、バンドの外側に配置された金属コードには、引張り力が加わる一方、軸方向の反対位置にある金属コード、すなわちカーブの内側にある金属コードには、圧縮力が加わる。
【００１５】
この状況にあるとき、バンドのコードは、極端な荷重の結果として潰れることなく、圧縮応力に十分に耐え得ることができる。これは、半径方向に重ね合わせたコード層が少なくとも２つ存在することに起因して単に、バンドの断面が著しく大きくなるためである。
【００１６】
しかしながら、上記の層により形成されたこれらのバンドは、実際には、変形不能な２つの金属リムと同等であることにより、垂直方向への大きい剛性を有している。
【００１７】
更に、タイヤの頂部分は、サイドウォール領域とトレッド領域との間の遷移領域内にて、剛性が急激に且つ大きく増大し、カーカス構造体の剛性からベルト構造体の剛性へと変化する。この剛性の増加は、少なくとも１つのベルトストリップの端縁がバンドの端縁と整合される赤道面に対して平行な面内に集中する。
【００１８】
この剛性の急激な増大は、タイヤの快適さに悪影響を及ぼす。また、英国特許第２，０６４，４４５号には、一対のベルトストリップの端部に付与されたバンドを備えるタイヤが開示されている。この場合、第三のベルトストリップが各バンドの２つの層の間に配置され、第四のベルトストリップがその下方のストリップの全体を覆う。
【００１９】
この解決策において、ベルトストリップにより互いに分離されたコードの２つの個々の層により形成された横方向バンドが存在するため、快適さの点にてより悪影響が及ぶ。その理由は、全体的な剛性及びその剛性の急激な増大は、特に、端縁において、ベルトストリップの全体数が増大する結果として、著しいためである。
【００２０】
また、構造体の端部にてせん断変形を少なくするためにベルトストリップの軸方向外側部分の間に相対的距離を有するラジアルタイヤも公知である。このラジアルタイヤは、米国特許第４，６９６，３３５号及び欧州特許出願第０，７１９，６５９号に記載されている。
【００２１】
より具体的には、米国特許第４，６９６，３３５号は、周方向に対して傾斜させた金属コードで補強された複数の重ね合わせたストリップにより形成されたベルト構造体を備えるラジアルタイヤに関するものである。
【００２２】
隣接するストリップの端部は、特殊なゴム充填物を挿入することにより互いに分離されている。この特許に記載されたベルト構造体は、周方向に方向決めされた補強要素を有する横方向バンドは備えていない。
【００２３】
一方、欧州特許出願第０，７１９，６５９号には、赤道面に対して傾斜させた補強要素を内蔵する２つのゴム被覆織地ストリップと、周方向補強要素を有する少なくとも１つの層により形成された２つの側方向バンドとにより形成されたベルトを備えるラジアルタイヤが記載されている。
【００２４】
第二のストリップの端部は、第一のストリップの端部、すなわち半径方向最内側の端部から半径方向に隔てられており、第一のストリップの幅は第二のストリップの幅よりも広い。
【００２５】
双方の荷重支持ストリップは、バンドの軸方向内端縁の間にて境が設定されたその中央部分を有している。該中央部分は、半径方向外方に伸長し、断面にて、上記軸方向内端縁の各々の屈曲点にて波状の形態をとる。
【００２６】
バンドの軸方向外端縁において、第二のストリップは、更なる屈曲点を有しており、この屈曲点から、２つのベルトストリップの端部間の拡がりが開始する。ベルトの疲労抵抗が不十分であるとして、同一出願人が批判の対象とする１つの特定の実施の形態において、バンドは、単一の金属コード層で形成される。この場合、ベルトの構造体的強度は、２つの金属コードが重なった層から成るバンドを使用し、第二の層がベルトの全幅に亙って伸長する、従来の解決策によりベルトの構造的強度の回復が図られている。
【００２７】
上述した現在の技術は、公知の金属ベルトの関連する質量及び剛性を軽減し、タイヤの快適さを増し、タイヤの重量及びコストを削減し、トレッドの成形工程を改善すると同時に、運転性能を変化させず、可能であれば、更に向上させることのできるベルト構造体を設計するのに有用な何らの教示も提供していない。
【００２８】
上記の問題点は、現在の技術による教示を基にしては解決することはできない。それは、重量を軽減するために幾つかのベルトストリップを省くならば、その結果、構造的強度が不十分であり且つ／又は使用中のタイヤの挙動を悪化させる構造体となるからである。一方、局部的な剛性を軽減するため、バンドを複数の個々の層に区分するならば、傾斜したコードを有するストリップの数を増すことが必要となり、その結果、ベルト構造体の重量及び全体的な剛性が増すことにつながるからである。
【００２９】
更に、上記ストリップの端部の間の半径方向隙間を許容し得るようにバンドの軸方向外端縁をその下方のストリップの端縁から軸方向に変位させるならば、これら端部の間に相当な量のゴムが存在することに起因してせん断応力は軽減されるものの、高速度運転のとき、遠心力のため、関係するバンドの軸方向外端部から突き出すベルトストリップの端部、特に、第二のストリップの端部が交互に周期的に変形することになる。かかる変形は、インプレッション領域の下方を通るとき、半径方向に膨脹し且つその後、収縮することに起因するものであり、その結果、快適さが低下し、騒音が生じ且つベルト構造体が早期に損傷することになる。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
当該出願人は、この問題点に対する解決策は、一部分が新規であり且つ一部分が個々に公知である特徴の新規な組み合わせにて達成し得ることを知見した。この場合、これら特徴は、異なる且つ矛盾する目的のために互いに別個に既に採用されているものである。特に、隣接するベルト層及びバンドをタイヤの赤道面に対して特別に相互に配置することから成るこの新たな組み合わせは、使用中に生じる遠心力が変化したときに、一定又は略一定の位置にベルトストリップの端部を保持すると同時に、「大豆」形にて形成されたインプレッション領域内で生じる圧縮力の効果からバンドの補強要素を保護し、カーカスプライのみが存在する側部からベルト構造体が存在する頂部分まで遷移領域内にて漸進的に可変である、全体として通常の値よりも小さい剛性が得られるようにし、使用するストリップの数を少なくすることにより、タイヤの重量を軽減することのできるベルト構造体を提供するものである。
【００３１】
このため、その第一の形態によれば、本発明は、車の車輪用タイヤであって、円環形状のラジアルカーカスと、該カーカスの頂部に配置され且つ上記タイヤの周方向に対して変化するように方向決めされた複数の溝を有するレリーフパターンにて成形されたトレッドバンドと、カーカス及びトレッドの間に配置されたベルト構造体であって、トレッドの軸方向幅に略対応する軸方向幅を有するベルト構造体とを備え、該ベルト構造体が、半径方向内方位置にて第一のベルトストリップを備え、該第一のベルトストリップには、互いに平行で且つ赤道面に対して傾斜した補強要素が設けられ、上記第一のストリップに半径方向に重ね合わさり且つ互いに平行な補強要素が設けられた第二のベルトストリップであって、該補強要素が第一のストリップと反対方向に向けて赤道面に対して傾斜した第二のベルトストリップと、上記第二のストリップの端部にて半径方向に重ね合わされ且つ上記タイヤの赤道面に対して対称に配置された一対の横方向バンドとを備え、該横方向バンドの各々が、周方向に方向決めされた補強要素を内蔵する、車の車輪用タイヤにおいて、ａ）上記第二のベルトストリップが、第一のストリップの軸方向幅よりも狭い軸方向幅を有し、また、上記第一のストリップの対応する端縁に対して軸方向内方にずらしたその端縁を有し、ｂ）バンドの各々が、上記第二のストリップの対応する端縁に対して軸方向内方にずらしたその軸方向外端縁を有する単一の補強要素層を備え、ｃ）互いに平行に配置され且つタイヤの赤道面に対して傾斜した補強要素が設けられた第三のベルトストリップが、半径方向外方位置にて上記ベルト構造体に付与され且つ上記横方向バンドを覆い、該第三のストリップが、上記バンドの対応する軸方向外端縁に対して軸方向内方にずらしたその端縁を有することを特徴とする、車の車輪用タイヤに関するものである。
【００３２】
上記第三のベルトストリップは、横方向バンドの幅の少なくとも２／３を覆うことが好ましい。周方向に伸長する第一のエラストマーインサートを第一のストリップの端部とカーカスとの間に配置して、ストリップの端縁にて所定の値に達する迄、漸進的に増大する程度だけ、第一のストリップの端部をカーカスから隔て得るようにすることが好ましい。
【００３３】
上記隔てて配置する特徴の代替例として、又はこの特徴と組み合わせて、周方向に伸長する第二のエラストマーインサートを第一及び第二のストリップの端部の間に配置して、第二のストリップの端縁にて所定の値に達する迄、漸進的に増大する程度だけ、第二のストリップの端部を第一のストリップから隔て得るようにすることも有利であると考えられる。更に、第二のストリップの横方向端部分は、タイヤの回転軸線と同軸であり、軸方向外方に拡がる円錐形面に従って配置されることが好ましい。より特定的には、バンドの各々は、第二のストリップのそれぞれの横方向端部分の少なくとも一部を覆うようにする。
【００３４】
１つの好適な実施の形態において、バンドの各々の軸方向外端縁は、第三のストリップの対応する端縁と軸方向に整合された位置に配置される。
【００３５】
更なる好適な実施の形態において、特に、ステアリングタイヤの場合、第三のストリップの端縁は、トレッドの対の端部溝に対して軸方向外方に伸長する。何れの場合でも、本発明は、単に非限定的な一例としてのみ掲げた以下の説明及び添付図面を参照することにより、より明確に理解されよう。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１において、参照番号１は、本発明によるタイヤ、特に、サイズ「２９５／８０Ｒ２２．５」にて製造されたタイヤを示す。「２９５」は、ｍｍ単位で表示したトレッドの幅、「８０」は、タイヤの断面の高さとその最大幅との比に１００を掛けた値、「Ｒ」は、カーカスのラジアル構造体、「２２．５」は、インチで表したタイヤの取り付け直径をそれぞれ示すものであるものとする。
【００３７】
タイヤ１は、ラジアルカーカス２と、上記カーカスの頂部に配置されたトレッドバンド３と、カーカス及びトレッドの間に配置されたベルト構造体４とを備えている。該カーカス２は、ビードからビードに軸方向に伸長する少なくとも１つのゴム被覆プライ２ａを備えており、該ゴム被覆プライは、複数の補強コードを内臓し、該補強コードは金属製であり且つタイヤの回転軸線を含む半径方向面内に位置することが有利である。
【００３８】
トレッドバンド３は、タイヤの周方向に対し、特に、長手方向に対して変化する状態にて方向決めされた複数の溝５から成るレリーフパターンにて成形する。該リレーフパターンの底部は、参照番号６で示してある。
【００３９】
ベルト構造体４は、半径方向最内側のストリップからそれぞれ１番目及び２番目である半径方向に重ね合わせた２つのストリップ７、８と、タイヤの赤道面ｘ−ｘに対して対称に第二のストリップの端部の周りに配置された２つの横方向バンド９、１０と、半径方向最外側のストリップである第三のストリップ１１とを備えている。
【００４０】
第一及び第二のストリップは、破断伸び率が約２．５％であり、何れの場合でも２％乃至３％の範囲にある、特に金属製である高弾性係数の補強コードを内蔵するゴム被覆織地により形成される。
【００４１】
ストリップ７のコードは、互いに平行に配置され、タイヤの赤道面に対して頂部にて測定したとき、好ましくは１０°乃至３０°の角度にて方向決めされている。また、互いに平行であるストリップ８のコードは、第一のストリップのコードに対して反対方向に傾斜させてあり、好適な実施の形態において、上記面に対して左右対称に配置されることが有利である。
【００４２】
本明細書に記載した原型タイヤにおいて、第一のストリップのコードは、３×２２＋６×３８のフォーメーションを有する。換言すれば、コードの各々は、直径０．２２ｍｍの３本の鋼ワイヤーコアから成っており、該鋼ワイヤーは、共にら旋状に巻かれて、直径０．３８ｍｍの６本のワイヤーから成るリングにより取り巻かれており、該リングは上記コアにら旋状に巻き付けられる。該コードの全直径は１．２２ｍｍである。
【００４３】
コードの傾斜角度は、好ましくは第一及び第二のストリップに対してそれぞれ２４°及び１８°に等しいように、選択される。赤道面に沿って測定した２つのストリップの中心面の間の距離（ストリップの各々の対応するコードの中心間の距離）は２．１ｍｍである。
【００４４】
これらストリップは、特に、カーブを走行するとき且つ／又は軸方向への推進力の効果のとき、タイヤに生ずる力のため、「荷重支持（ｌｏａｄ−ｂｅａｒｉｎｇ）」ベルトストリップとして公知である。
【００４５】
横方向バンドは、タイヤの赤道面に対して平行に方向決めされた補強コードを内蔵するゴム被覆織地ストリップにて形成されており、その周方向端縁は、断面に亙って好ましくは４０ｍｍ以下の幅により覆われている。これらコードは、破断伸び率が４％乃至１０％、すなわち荷重支持ストリップのコードの値よりも著しく大きい値を有するＨＥ（高伸び率）型の金属コードであることが好ましい。
【００４６】
本明細書に記載した実施の形態において、バンドのコードは、３×７×２０のフォーメーションを有する。すなわち、コードの各々が、６．３ｍｍの巻き付けピッチにて、共にら旋状に巻いた３本のストランドを備えており、該ストランドの各々は、各々が直径０．２０ｍｍ、巻き付けピッチ３．９ｍｍの７本の基本糸により形成されている。ストランドにおける糸の巻き付け方向及びコード内のストランドの巻き付け方向は、常に等しい一方、巻き付けピッチは、相違させ、また等しくすることの双方が可能である。個々のコードの直径は１．３８ｍｍである。
【００４７】
上述したことの１つの代替例として、上記のバンドは被覆することなく、ベルトの各端部に１本のコードのみをら旋状に巻くことにより形成してもよく、又は多数のコード（好ましくは２本乃至１５本）から成る１つのリボンを互いに並べて軸方向に配置して連続的に巻き付けるようにしてもよい。
【００４８】
換言すれば、横方向バンドの各々は、単一のコードストリップ、又は多数のコードを巻いたもの、若しくはコードリボンにより形成し、ストリップの全体の厚さが１．８ｍｍに等しくなるようにする。
【００４９】
第三のストリップは、互いに並べて且つ平行に配置されたコードから成るようにし、該コードは、好ましくは１５°乃至６５°の角度にて赤道面に対して傾斜させ、同一又は異なる値を有する隣接するストリップのコードと交差する、すなわち同一方向に向くようにすることができる。
【００５０】
第三のストリップのコードは、荷重支持ストリップのコードのように、高弾性係数の型式のものとし、また、バンドに関して上述したＨＥ型のような高伸び率型の双方とすることができる。
【００５１】
本明細書に記載した原型タイヤにおいて、第三のストリップのコードは、赤道面に対して等しい傾斜角度にて、第二のストリップのコードと同一方向に傾斜させたＨＥ型の金属コードである。
【００５２】
ベルト構造体の幅は、タイヤの回転軸線に対して平行なその端縁間にて測定したとき、第一のストリップの軸方向幅Ｌ₁に対応する。ベルトの最大幅は、トレッドの幅の約９５％に等しいことが好ましい。
【００５３】
第二のストリップは、第一のストリップの幅よりも狭い幅Ｌ₂を有しており、このため、その端縁は、第一のストリップの対応する端縁に対して所定の距離「ｙ₁」だけ軸方向内方にずらした位置にある。
【００５４】
この「ｙ₁」の値は、５乃至２０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、図示した実施の形態において、１５ｍｍに等しいことが有利である。先ず、第一のベルトストリップとその下方のカーカスプライとの端部の間に、周方向に伸長するエラストマーインサート１２を挿入し、タイヤの赤道面に向けた軸方向にテーパーを付ける。このインサートは、ストリップの端部を通るタイヤの赤道面「ｘ−ｘ」に対して平行な面内にて各端縁について測定したとき、値「Ｓ₁」を有する「下方拡がり」として以下に定義される、所定の程度だけ第一のストリップをカーカスプライから隔てることを目的としている。
【００５５】
この下方拡がり「Ｓ₁」の値は、２ｍｍ乃至１５ｍｍの値の範囲内にあることが好ましく、図示したタイヤの場合、１０ｍｍに等しいことが有利である。カーカスプライの曲率とインサート１２のテーパー程度とを組み合わせる結果として、第一のベルトストリップは、タイヤの回転軸線に対して同軸状の略円筒形の面の形態にて形成されることが好ましい。
【００５６】
同様に、上述した実施の形態の１つの代替例又はこの実施の形態と組み合わせて、２つのストリップ、すなわち第一及び第二のストリップの両端との間に、周方向に伸長する第二のエラストマーインサート１３を導入することができ、タイヤの赤道面に向けて軸方向にテーパーを付けることができる。この第二のエラストマーインサート１３は、第二のストリップの端部を通るタイヤの赤道面に対して平行な面内にて各端縁について測定したとき、「Ｓ₂」の値を有する「上方拡がり」として以下に定義する所定の程度だけ第二のストリップの端縁を第一のストリップから隔てることを目的としている。
【００５７】
上記の上方拡がり値「Ｓ₂」は、１乃至１５ｍｍの範囲内にあり、図示した原型タイヤにおいて、３ｍｍの値となることが好ましい。第一のベルトストリップの好適な円筒形の形態とインサート１３のテーパー付きとを組み合わせる結果として、第二のベルトストリップの横方向端部分は、タイヤの回転軸線と同軸状で且つ軸方向外方に拡がる円錐形の面の形態にて形成される。
【００５８】
タイヤの幾つかの実施の形態において、関連する硬さの値及び動的弾性係数の点において、充填物１２、１３に対するゴム混合体の特性を変化させることが有利であることが判明した。
【００５９】
より正確には、２つの混合体の硬さの値及び動的弾性係数の値が次の範囲にあることが有利であることが判明した。
インサート１３ インサート１２
硬さ（ＩＲＨＤ） ６０−９０ ４５−６５
動的弾性係数 ５．５−１１（１００゜Ｃ時） ３−６（７０゜Ｃ時）
（Ｍｐａ）
特に、動的弾性係数は、当該出願人が使用する方法に従って、「インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）」という公知の計測器により測定した。これにより、高さ３ｍｍの円筒形の試験片を所定の温度に加熱した後、その試験片に対して、１００Ｈｚの振動数にて、周期的に圧縮変形させ、その後に、除去した。
【００６０】
ゴム被覆した織地混合体（インサート１３）の場合、試験片の直径は１４ｍｍとし、測定温度は１００゜Ｃである一方、充填混合体（インサート１２）の場合、試験片の直径は１８ｍｍとし、測定温度は７０゜Ｃである。
【００６１】
各バンドの幅「ｌ₁」は、ベルトの最大幅Ｌ₁の５％乃至４０％であることが好ましく、特に、その１０％乃至２５％とすることが更に好ましい。各バンドの軸方向外端縁は、第二のベルトストリップの対応する端縁に対して所定の距離「ｙ」だけ軸方向内方にずらすようにすることが好ましい。
【００６２】
特に、この距離「ｙ」は、５ｍｍ乃至３０ｍｍの範囲の値、特に、説明した実施の形態において、１０ｍｍに等しいことが更に好ましい。上方拡がり程度の「Ｓ₂」の値は、次式により値「ｙ」と関係付けることが有利であることが分かった。
【００６３】
Ｓ₂＝１＋（１／５）＊（ｙ）
１つの好適な実施の形態において、第二のインサート１３は、２つのストリップの端部の間に導入し、第二のストリップの軸方向に拡がる横方向端部分は、上記ストリップにおいて略円筒形の中央部分との境を設定するようにし、該略円筒形の中央部分は、軸方向幅Ｌ₀にてタイヤの赤道面に対して対称に配置された一対の点１４、１５の間に形成されている。
【００６４】
各バンドは、上記横方向端部分の幅の３５％乃至６５％、好ましくは該幅の少なくとも５０％となる量だけ上記第二のストリップの拡がる横方向端部分を覆い得るように第二のストリップの上に配置されることが好ましい。
【００６５】
第三のストリップの軸方向幅Ｌ₃は、その軸方向長さの少なくとも２／３に等しい部分に亙って上記横方向バンドを覆い得るように選択される。第三のストリップの各端縁は、５ｍｍ乃至２５ｍｍを占める対応するバンドの軸方向外端縁から距離ｙ₂の位置に配置されることが好ましい。
【００６６】
第三のベルトストリップの軸方向幅Ｌ₃は、上記の拡がる横方向端部分の開始点の間、すなわち点１４、１５の間の距離Ｌ₀よりも広いことが好ましい。本明細書に説明し且つ図示した好適な実施の形態において、タイヤは、ベルト幅Ｌ₁が２１０ｍｍに等しい第一のベルトストリップと、幅Ｌ₂が１８０ｍｍに等しい第二のベルトストリップと、幅Ｌ₃が１４５ｍｍに等しい第三のベルトストリップとを備えている。
【００６７】
図２に図示した１つの好適な実施の形態において、第三のストリップがベルト組立体の周りで有利に均一に確実に取り付けられるようにすることを目的とするゴム層１６を２つの横方向バンド９、１０間に挿入することが便宜であることが分かった。
【００６８】
図３に図示した実施の形態の別の改変例において、下方のテーパー付きインサート１２及び上方のテーパー付きインサート１３によって、第三のベルトストリップの対応する端縁「ｄ」と半径方向高さが整合する位置にバンドの軸方向外端縁「ｃ」が配置されるようにベルトの形態が選択されている。
【００６９】
この形態の目的は、図３に図示するように、トレッドの溝５の底部６を貫通する第一の線と、横方向バンドの外端縁を接続し且つ第三のストリップの上に位置する第二の線との間にて実際上、均一な値を有する混合体の厚さ「Ｓ₃」を実現することであった。
【００７０】
上述し且つ図１に図示した本発明によるタイヤに対し、現在の技術による公知のタイヤとの比較試験を行った。この公知において、ベルトは、一対のベルトストリップの周りに巻かれた金属コード層を２つ半径方向に重ね合わせて、各々、形成された一対のバンドを備えており、該バンドの軸方向外端縁は、半径方向最内側のストリップの端縁、及び最初の２つのストリップの頂部にて且つバンドの内端縁の間に配置された追加的なストリップと整合されている。
【００７１】
ベルトに関して説明した点を除いて、同一の混合体で製造され且つ同一の補強要素を有する、同一の構造体を備える同一寸法の２組みのタイヤについて、試験を行った。
【００７２】
特に、本発明によるタイヤは、次の特徴を有するものとした。
下方拡がり距離「Ｓ₁」＝６ｍｍ上方拡がり距離「Ｓ₂」＝３ｍｍ溝の底部線と第三のストリップとの間の距離「Ｓ₃」＝６ｍｍ第二のストリップが拡がり始める内側点「１４」と、バンドの内端縁「ｅ」との間の距離＝１５ｍｍ本発明による１組みのタイヤと、現在の技術によるもう１組みのタイヤという２組みのタイヤを使用して比較試験を行った。各組みのタイヤは６つのタイヤから成るものとし、その２つのタイヤは舵取り車軸に取り付け、その４つのタイヤは駆動車軸に取り付けた。
【００７３】
直線部分と、多数のカーブがある部分とが交互に現れる、変化するルートに沿って、また、路面状態が相違し且つ環境条件が相違する条件にて、約１０００ｋｍの距離に亙ってタイヤを磨耗させた後、試験を行った。
【００７４】
この試験の終了時、標準製造タイヤの点数を１００として、タイヤの性能に関して運転者が点数を決めた。２組みのタイヤ、すなわち、それぞれ型１、型２と称する１組みの公知のタイヤ及び本発明による１組みのタイヤに関する試験から、次のような結果が得られた。
タイヤ 型１ 型２
快適さ １００ １５０
直線部分に沿ったセンタリング １００ １３０
横方向安定性 １００ １３０
快適さが顕著に向上することは、本発明によるベルトの種々の特徴に基づくものであると考えられる。
【００７５】
金属バンド層の数が２つから１つに少なくなることは、疑うことなく、タイヤの垂直方向剛性を軽減するのに有効な特性の１つではあるが、その他の特徴と合わせて考慮しなければならない。
【００７６】
実際には、第一及び第二のベルトストリップの端縁「ａ」、「ｂ」、バンドの外端縁「ｃ」、第三のベルトストリップの端縁「ｄ」は、全て、互いにずらしてあることを認識すべきである。特に、上記端縁同士をずらした配置状態は、タイヤのショルダにおける外側点からこの外側点にて整合した第一のストリップの端縁に向けて進むとき、また、この外側点から第三のストリップに進むとき、略均一な剛性の勾配が得られるように選択される。
【００７７】
このため、この結果、ベルトの垂直方向剛性の不連続性が軸方向に顕著に低下し、このファクタは、公知のタイヤと比較して快適さの条件を著しく向上させることに寄与する。
【００７８】
このことに加えて、傾斜した金属コードを有する第三のベルトは、横方向バンドの約２／３を部分的に覆い、その外端縁「ｄ」もバンドの内端縁「ｅ」に対してずらして配置され、ベルト組立体全体の垂直方向剛性が軸方向伸長部に沿って更に漸進的に変化する状態を更に改良する。
【００７９】
上記の比較試験は、公知のタイヤと比較したとき、本発明によるタイヤはその横方向安定性が向上することを実証するものである。この改良は、多数の可能な原因の内、バンドを超えて軸方向外方に伸長する第二のベルトストリップと、その全幅の少なくとも２／３に亙って上記バンドを覆う第三のベルトストリップの部分との間に周コードバンドが配置されることによるものと推定することができる。
【００８０】
その結果、例えば、インプレッション領域が「大豆」の形状にて変形するような状況にあるといった幾つかの特別な走行状態のとき、カーブの内側で０°のコードが十分な圧縮抵抗力を有することになる。その理由は、コードは、傾斜し且つ互いに交差する２つのコード補強層の間に配置されているため、その自由屈曲高さが著しく低くなるためである。
【００８１】
更に、回転軸線に対して平行な方向に作用する力によって０°バンドにおけるコード層が保護される。それは、周方向に対して傾斜しているため、第二及び第三のベルトストリップのコードがこれら力の殆どを吸収することができるからである。
【００８２】
【発明の効果】
この理由のため、本発明によるタイヤは、タイヤの回転軸線に沿った力が発生される走行状態の間、高度の横方向安定性を実現する。
【００８３】
この大きい横方向への安定性は、バンドの周コードが、第二及び第三のベルトストリップの交差するコードと共に、大きい機械的強度を特徴とする複数の三角形の形状の構造体を生じさせることにより更に向上する。
【００８４】
当該出願人の意見では、特に、高速度にて横方向安定性が向上する原因は、第一及び第二のベルトストリップ間の拡がりを保護し得るようにバンドが配置されていることであると考える。
【００８５】
実際には、タイヤが高速度で回転するとき、バンドの周コードのベルトの作用は、特に、その端部にてベルトストリップを半径方向外方に拡げる傾向のある遠心力の作用に効果的に抵抗して、顕著な半径方向内方への反力を発生させると考えられる。その結果、これら端部、特に第二のストリップの端部は、そのエラストマーインサートを半径方向内方に加圧して、回転軸線に沿って向けられた力に対して極めて高強度でコンパクトなゴム／金属組立体を生じさせる。
【００８６】
その軸方向外端縁が第二のストリップが第一のストリップから拡がり始める箇所である点に対して半径方向内方の位置にある状態にてバンドが第二のストリップの周りに配置されたときは、この結果は得られない。
【００８７】
かかるベルト構造体において、遠心力の効果は、第二のベルトストリップの端部を半径方向に膨張させ、その結果、関係する金属コードの位置及び赤道面に対する上記コードの傾斜角度が変化し、ベルト組立体を引き裂き且つ分離させる可能性を生じ、何れの場合でも、タイヤの回転軸線に沿って向けられた力に対するその抵抗性を低化させることになる。
【００８８】
本発明により達成される更なる利点は、トレッドの軸方向伸長距離に沿って一定であるエラストマー材料「Ｓ₃」の厚さとし、また、この厚さが第一及び第二の荷重支持ストリップの拡がり位置を適宜に選択することにより得られることが好ましいことの結果として、未処理のカーカスの成形性が改良される点である。このことは、加硫処理したタイヤの構造的ユニフォミティー点で有利であり、また、上記タイヤの頂部分の垂直方向剛性を軸方向に漸進的に変化させることに実質的に寄与することにつながる。
【００８９】
また、本発明は、公知のベルト構造体が設けられたタイヤにて見られる、トレッドの長手方向端部の溝の底部（ショルダに最も近い溝）に亀裂が生じるという問題点を有利な仕方にて解決するものでもある。
【００９０】
この問題点を一層良く明確にするため、バンドのその内端縁が上記の端部溝の底部と反対側となるように配置された、現在の技術によるベルトを検討する。これら状況において、これら溝の付近にあるタイヤの頂部分にて、バンドを有するベルト部分から軸方向の最内方のより低剛性のベルト部分まで垂直方向剛性が急激に変化するため、バンドの端縁の半径方向外側の位置のエラストマー材料の厚さが薄くなることと相俟って、周方向ヒンジ領域が形成される。実際には、このヒンジ領域は、溝の底部にて混合体を引き裂き、また、傾斜したコードの下方のストリップを破断させる可能性がある。
【００９１】
この問題点は、特に、タイヤがトレッドの端部分においてのみ地面と接触する走行状態又は停止状態のときに生ずる。単一の層から成るバンドが、２つの下側の層に対して垂直方向剛性の変化を最小程度に少なくし、また、各バンドの内端縁が対応する端部溝に対して軸方向内方に変位されるために、本発明はこの問題点を解決するものである。図１から理解し得るように、バンドは、溝６の底部を跨いで、その下方位置に略配置される。
【００９２】
トレッドパターンはジクザグ又は直線状の周縁溝を有するため、溝の底部に亀裂が生じるという問題点が特に一般的である、舵取り車軸用のタイヤの場合に本発明は特に有利である。
【００９３】
溝の周方向パターンがヒンジ効果を悪化させるこれら型式のタイヤにおいて、本発明による解決策は、第三のベルトストリップが端部溝の間の軸方向距離を上廻ることが好ましい値の軸方向幅を有するようにしようとするものである。
【００９４】
このようにして、第三のストリップの補強要素が存在することで、周溝のヒンジ効果は、完全には解消されないまでも著しく低下する。補強要素を赤道面に対して傾斜して配置することは、周方向線に沿って１つのベルト部分が他方のベルト部分に対して折り重なることを効果的に防止する。
【００９５】
先の試験の説明のときに言及した本発明によるタイヤと標準製造によるタイヤとの比較試験の結果から上記の考えは、確認される。上記の問題点に関連するタイヤの挙動を評価するため、当該出願人は、当該タイヤを製造することと、運転（荷重及び圧力）条件下にて車に取り付け、１つの経路に沿って走行させ、その間、典型的に道路と接する舗装部分である段にて、タイヤの取り付け及び取り外しを５０回行い、取り付け中であるが、特に、段から下降するとき、瞬間的に、タイヤはショルダビードにおいてのみ接する、すなわち、トレッドの面の一部分は、ショルダと直ぐ隣接する端部分との間にて境が設定され、タイヤに作用する全荷重がこの部分に集中するようにする。
【００９６】
この試験の終了時、軸方向最外側の溝の底部は、亀裂及び破断部分を生じる。それらの数を計数し且つその長さ、更に可能な限りその幅及び深さを測定する。本発明によるタイヤは、破断量（切断箇所の数及び周方向への長さの点）にて、公知の型式のタイヤに見られるものの僅か２５％に過ぎないことから、顕著な改良を実現することを実証した。
【００９７】
また、本発明によるタイヤは、第一の荷重支持ストリップの端部に付与された２つのバンドと、バンドの内端縁の間に配置された第二の荷重支持ストリップと、ベルト組立体の半径方向内方部分の全体を覆い得るように配置された更なる傾斜コードストリップとを備えるベルト構造体が設けられた現在の技術によるタイヤと比較して顕著な改良であることも示す。
【００９８】
このベルト構造体は、トレッド溝の位置及びバンド中の層の数に関係無く、軸方向剛性が顕著に変化する。その理由は、バンドの内端縁と第二の荷重支持ストリップの隣接する端縁との間に非接続状態の領域が存在するためである。
【００９９】
この非接続状態の領域は、第一の荷重支持ベルトに周方向ヒンジ領域を発生させ、その結果、該ベルトを早期に破断させることになる。２つの荷重支持ストリップの双方の周りにバンドを配置する、本発明によるベルトは、図１から理解し得るように、公知の型式のベルト構造体にて生ずるような、上記のヒンジ領域の発生を有利に回避することになる。
【０１００】
公知の型式のタイヤにおけるベルトと比較して、本発明によるタイヤにおけるベルトの構造的強度が増大すること（その大きい可撓性のため）の有利な結果は、ベルトを形成する種々の要素に対して上述し且つ図示した相互の幾何学的配置を採用することにより達成されるものである。これは、単一層のバンドを使用するにも拘わらず、可能となり、また、公知の解決策と比べて、上記のバンドの幅を拡げることなく達成される。更に、本明細書に記載した新規な組み合わせに従って、単一層のバンドを傾斜した補強要素が設けられた３つのベルトストリップと組み合わせることは、ベルト組立体の重量を軽減し、これと同時に、現在の技術のタイヤと比べて、本発明によるタイヤの性能を向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタイヤの半径方向外側部分の横断面及び部分断面を示す概略図である。
【図２】図１のベルト構造体の変形例の図である。
【図３】図１に示したベルト構造体の更なる変形例の図である。
【符号の説明】
１ タイヤ ２ ラジアルカーカス
２ａ ゴム被覆プライ ３ トレッドバンド
４ ベルト構造体 ５ 溝
６ トレッドバンドの底部 ７、８ ストリップ
９、１０ 横方向バンド １１ 第三のストリップ
１２、１３ エラストマーインンサート／充填物
１４、１５ 中央部分の点 １６ ゴム層
ａ 第一のベルトストリップの端縁
ｂ 第二のベルトストリップの端縁
ｃ バンドの外端縁 ｄ 第三のベルトストリップの端縁
ｅ バンドの内端縁 ｌ₁ バンドの幅
Ｌ₀ 軸方向長さ Ｌ₁ ベルトの最大幅
Ｌ₂、Ｌ₃ ベルトの幅

Claims (24)

1. 車の車輪用タイヤであって、
   円環形状のラジアルカーカス（２）と、
   該カーカスの頂部に配置され且つ前記タイヤの周方向に対して変化するように方向決めされた複数の溝（５）を有するレリーフパターンにて成形されたトレッドバンド（３）と、
   カーカス及びトレッドバンドの間に配置されたベルト構造体（４）であって、トレッドバンドの軸方向幅に略対応する軸方向幅を有する前記ベルト構造体（４）とを備え、
   該ベルト構造体（４）が、
   半径方向内方位置に配された第一のベルトストリップ（７）であって、互いに平行で且つ赤道面に対して傾斜した補強要素が設けられた前記第一のベルトストリップ（７）と、
   前記第一のストリップ（７）に半径方向に重ね合わされ且つ互いに平行な補強要素が設けられた第二のベルトストリップ（８）であって、該補強要素が第一のストリップ（７）の補強要素とは反対方向に向けて赤道面に対して傾斜した前記第二のベルトストリップ（８）と、
   前記第二のストリップ（８）の端部にて半径方向に重ね合わされ且つ前記タイヤの赤道面に対して対称に配置された一対の横方向バンド（９、１０）であって、周方向に方向決めされた補強要素を内蔵する前記一対の横方向バンド（９、１０）と、を具備する、車の車輪用タイヤにおいて、
   前記第二のベルトストリップ（８）が、第一のストリップ（７）（７）の軸方向幅よりも狭い軸方向幅を有し、かつ前記第一のストリップ（７）（７）の対応する端縁に対して軸方向内方にずらしたその端縁を有し、
   バンド（９、１０）の各々が、前記第二のストリップ（８）（８）の対応する端縁に対して軸方向内方にずらしたその軸方向外端縁を有する単一層の補強要素を備え、互いに平行に配置され且つタイヤの赤道面に対して傾斜した補強要素が設けられた第三のベルトストリップ（１１）が、半径方向外方位置にて前記ベルト構造体に付与され且つ前記横方向バンド（９、１０）を覆い、
   該第三のストリップ（１１）が、前記バンド（９、１０）の対応する軸方向外端縁（ｃ）に対して軸方向内方にずらしたその端縁（ｄ）を有することを特徴とするタイヤ。
2. 請求項１に記載のタイヤにおいて、前記第三のストリップ（１１）（１１）が前記横方向バンド（９、１０）の軸方向幅の少なくとも２／３を覆うことを特徴とするタイヤ。
3. 請求項２に記載のタイヤにおいて、前記第三のストリップ（１１）の端縁（ｄ）の各々が、対応するバンド（９、１０）の軸方向外端縁（ｃ）から５ｍｍ乃至２５ｍｍの距離に配置されることを特徴とするタイヤ。
4. 請求項１に記載のタイヤにおいて、第三のストリップ（１１）の前記補強要素が、赤道面に対して、タイヤの頂部にて測定したとき、１５°乃至６５°の範囲の角度にて傾斜したコードであることを特徴とするタイヤ。
5. 請求項４に記載のタイヤにおいて、前記第三のストリップ（１１）の補強要素が、隣接するストリップ（８）のコードと同一方向に傾斜した高伸び（ＨＥ）型のコードであることを特徴とするタイヤ。
6. 請求項１に記載のタイヤにおいて、周方向に伸長する第一のエラストマーインサート（１２）が、前記第一のストリップ（７）及びカーカスの端部の間に配置され、該第一のインサート（１２）が、前記第一のストリップ（７）の端縁にて所定の値Ｓ₁に達する迄、軸方向外方に漸進的に増大する量だけ第一のストリップ（７）の端縁（ａ）をカーカス（２）から隔てることを特徴とするタイヤ。
7. 請求項６に記載のタイヤにおいて、前記値Ｓ₁が２ｍｍ乃至１５ｍｍの範囲にあることを特徴とするタイヤ。
8. 請求項１に記載のタイヤにおいて、前記第一及び第二のストリップ（８）（７、８）の端部の間に周方向に伸長する第二のエラストマーインサート（１３）が配置され、前記第二のインサート（１３）が、前記第二のストリップ（８）の端縁（ｂ）における所定の値Ｓ₂に達する迄、軸方向外方に漸進的に増大する量だけ第二のストリップ（８）の端部を第一のストリップ（７）から隔てることを特徴とするタイヤ。
9. 請求項８に記載のタイヤにおいて、前記値Ｓ₂が１ｍｍ乃至１５ｍｍの範囲にあることを特徴とするタイヤ。
10. 請求項８に記載のタイヤにおいて、前記第二のエラストマーインサート（１３）が、タイヤの回転軸線と同軸状で且つ軸方向外方に拡がる円錐形面に従って、前記第二のストリップ（８）の横方向端部分（ｂ）を配置し、前記バンド（９、１０）が、前記第二のストリップ（８）の前記横方向端部分の少なくとも一部分を覆うことを特徴とするタイヤ。
11. 請求項１０に記載のタイヤにおいて、バンド（９、１０）の各々が、前記横方向端部分の軸方向幅の３５％乃至６５％に含まれる部分の上方に亙って第二のストリップ（８）の前記横方向端部分を覆うことを特徴とするタイヤ。
12. 請求項６に記載のタイヤにおいて、前記第一のエラストマーインサート（１２）が、４５乃至６５の範囲の硬さの値（ＩＲＨＤ）を有することを特徴とするタイヤ。
13. 請求項６に記載のタイヤにおいて、前記第一のエラストマーインサート（１２）が、７０゜Ｃにて測定したとき、３乃至６Ｍｐａの範囲の動的弾性係数値を有することを特徴とするタイヤ。
14. 請求項８に記載のタイヤにおいて、前記第二のエラストマーインサート（１３）が、６０乃至９０の範囲の硬さの値（ＩＲＨＤ）を有することを特徴とするタイヤ。
15. 請求項８に記載のタイヤにおいて、前記第二のエラストマーインサート（１３）が、１００゜Ｃにて測定したとき、５．５乃至１１Ｍｐａの範囲の動的弾性係数値を有することを特徴とするタイヤ。
16. 請求項１に記載のタイヤにおいて、バンド（９、１０）の前記補強要素が高伸び率の金属コードであることを特徴とするタイヤ。
17. 請求項１６に記載のタイヤにおいて、前記バンド（９、１０）が、ベルトの各端部にて、互いに軸方向に並べて配置された連続的に巻き付けた単一のコードを備えることを特徴とするタイヤ。
18. 請求項１６に記載のタイヤにおいて、前記バンド（９、１０）が、ベルトの各端部において、２乃至１５本のコードから成る、互いに軸方向に並べて配置された連続的に巻いたコードストリップを備えることを特徴とするタイヤ。
19. 請求項１に記載のタイヤにおいて、バンド（９、１０）の軸方向外端縁（ｃ）と第二のストリップ（８）の対応する端縁（ｂ）との間の軸方向距離が５ｍｍ乃至３０ｍｍの範囲にあることを特徴とするタイヤ。
20. 請求項１に記載のタイヤにおいて、各バンド（９、１０）の幅がベルトの最大幅Ｌ₁の５％乃至４０％の範囲にあることを特徴とするタイヤ。
21. 請求項１に記載のタイヤにおいて、バンド（９、１０）の軸方向外端縁（ｃ）が、第三のストリップ（１１）の対応する端縁（ｄ）に半径方向高さが整合する位置に配置されることを特徴とするタイヤ。
22. 請求項１に記載のタイヤにおいて、トレッドバンド（３）に存在する前記複数の溝（５）が、長手方向に配置された溝（５）を備え、第三のストリップ（１１）の端縁（ｄ）が軸方向の最外側の長手方向溝（５）を超えて軸方向外方に伸長することを特徴とするタイヤ。
23. 請求項２２に記載のタイヤにおいて、バンド（９、１０）の軸方向内端縁（ｅ）が軸方向の最外側の長手方向溝（５）を超えて軸方向内方に伸長することを特徴とするタイヤ。
24. 請求項１に記載のタイヤにおいて、前記第三のベルトストリップの半径方向内側の位置にて２つの横方向バンド（９、１０）の間にゴム層（１６）が挿入されることを特徴とするタイヤ。

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