JP4502418B2 - 2輪車用の横断曲率の大きいタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、そのより全体的な形態において、2輪車用の横断曲率の大きいタイヤに関する。
【0002】
より具体的には、本発明は、非限定的に、重量の重い、いわゆる高性能の「ツアーリング」オートバイに使用可能なことが好ましいタイヤに関する。
【0003】
【従来の技術】
2輪車用タイヤ、特に、全体として掃引容積が1000cm3以上で、重量が重く且つ高トルクを有する、いわゆる「ツアーリング」オートバイに装着することを目的とするタイヤの製造分野において、直線路及びカーブの双方における路上挙動、高速度における車の安定性、キロメータ降伏(kirometric yield)、摩耗の均一さ及び規則性、及び低重量の点にて、より高性能のタイヤを提供する必要性が益々、指摘されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この必要性を満足させるために、2輪車用タイヤは、タイヤの赤道面に対して対称に傾斜したコードにて補強されたゴム被覆織地で出来た一対のプライを有し、通常、クロスプライ・カーカスとしても公知である、カーカス構造体と、多分、タイヤの赤道面に対してある角度にて配置されたコードが設けられたゴム被覆織地のストリップ対にて具体化される中間の構造体(ブレーカ)と、を備えるものとして永年、製造されてきた。
【0005】
このタイヤ構造体は、カーブでのオートバイの極めて規則的な挙動を確実にするが、この型式のタイヤの使用に伴い、乗り心地、高速度における車の安定性という問題、特に、当該技術分野にて「チャンキング(chunking)」という語にて公知の現象によってゴムの大部分が除去されることを伴うことがしばしばである、トレッドの不規則的な摩耗という問題が生ずる。
【0006】
こうした欠点を防止しようとして、いわゆる「ラジアル型」タイヤのカーカス構造体を備えるタイヤ、すなわちタイヤの赤道面に対して略垂直な補強コードが設けられたタイヤであって、そのカーカス構造体にて、タイヤの赤道面に対し角度を成して配置されたコードが設けられたゴム被覆織地から成る少なくとも一対のストリップか又は選択的に、周方向に方向決めされ、当該技術分野にて0°コードという語で公知である、金属製であることが好ましいコード巻き付け部分から成るベルト構造体が同軸状に関係付けられた、タイヤを使用することが示唆されている。
【0007】
ラジアルカーカスが設けられたタイヤは、高速度における乗り心地及び車の直線路の安定性の点にて状況を改良するものであり、当業者によって最高級の製品であると考えられる程度にチャンキング現象を実質的に解消するが、これらのタイヤは、重量が重く且つ高性能である、いわゆる「ツアーリング」オートバイに使用するのに適していない。
【0008】
実際には、ラジアルカーカスを有するタイヤを装着したこの型式のオートバイは、カーブを曲がるとき、「パディング(pudding)効果」という表現で公知である、望ましくない「浮き上がり(floatation)効果」を特に受け、このため、オートバイは、容易に減衰することができず、場合によっては、自己増幅さえも生じさせる可能性のある揺れ現象を発生させる。極端な場合、この現象は、ドライバの車の制御を失わせ、必然的に危険な結果を招くことさえもある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、当該出願人は、直線路及びカーブを走行するときの双方にて、路上挙動、高速度における車の安定性、キロメータ降伏、摩耗の規則性、及び低重量という十分な性能を達成する上での課題は、タイヤの赤道面に対して傾斜した補強コードが設けられた少なくとも1つのプライを有するカーカス構造体と、複数の0°コードを有する半径方向外側層と、エラストマー材料から成る少なくとも1つのシートを有する半径方向内側層とを備えるベルト構造体とを組み合わせることによって達成されることを知った。
【0010】
換言すれば、当該出願人は、補強傾斜コードが設けられたカーカスがエラストマー材料で出来たシートを介在させることにより、0°コードから成るベルト層から十分に分離しているならば、ラジアルカーカス、すなわち当業者によって利用可能な「最高の」技術と一致して見なされている構造体の使用を止めることにより効果的に解決し得ることを認識した。。
【0011】
従って、本発明は、タイヤであって、
a)互いに対して略平行で且つタイヤの赤道面に対して傾斜した方向に沿って方向決めされた補強コードが設けられた少なくとも1つのプライを含むカーカス構造体と、
b)該カーカス構造体の周りを同軸状に伸長するベルト構造体と、
c)ベルト構造体の周りで同軸状に伸長するトレッドとを備え、
該ベルト構造体が、
i)エラストマー材料で出来た少なくとも1つのシートを備える半径方向内側層と、
ii)タイヤの赤道面に対して略0角度にて周方向に巻き付けられた、少なくとも1つの伸長不能なコードを並べて軸方向に配置された複数の周方向コイルを有する半径方向外側層とを備える、タイヤを提供するものである。
【0012】
本発明によれば、当該出願人は、エラストマー材料で出来たシートをカーカス構造体とベルト構造体の0°コードが付与された半径方向外側層との間に介在させることにより、カーカス構造体によりタイヤに付与される路面保持力及びカーブの安定性の望ましい特徴と、ベルト構造体の0°コード層によりタイヤに付与される直線路にて高速度時における乗り心地、摩耗の規則性、及び均一性、並びに車の安定性という望ましい特徴との双方を同時に実現することが可能となることを特別に且つ予期せずに知った。
【0013】
より具体的には、当該出願人は、エラストマー材料で出来た上記シートは、カーカス構造体及びベルト構造体の0°コードが互いに略独立的に上記の効果を達成し、これと同時に、該0°コードがその下方のカーカス構造体の補強コードを損傷させるのを防止することを可能にすることを予期せずに知った。
【0014】
該カーカス構造体の構造体的特徴のため、実際には、本発明のタイヤは、オートバイに影響する遠心スラスト力を極めて均一なカーブ挙動と均衡させるのに極めて十分な大きいキャンバスラスト力を発生することができる。
【0015】
本発明によれば、タイヤの赤道面に対して適当な角度を形成する補強コードクラウンが設けられた1つ以上のカーカスプライと、ベルトの0°コードを内蔵する半径方向外側層とを組み合わせることにより、キャンバと、タイヤにより発生されるドリフトスラスト力とが増すことも知った。
【0016】
この特徴のため、かかる構造体を有する一対のタイヤを装着したオートバイは、中立的な運転という有利な特徴を呈し、このため、ドライバは、そのトリム、特に、ハンドルバーの操縦角度をを修正することなく、車を傾けるだけで曲線状の軌道を走行することができることが分かった。
【0017】
更に、クロスプライ・カーカスは、タイヤの横断方向強度及びカーブの安定性という有利な特徴に寄与する一方、上述のベルト構造体は、タイヤの寸法的安定性、方向安定性及び低エネルギ吸収性に寄与し、また、転がり抵抗を小さくし且つチャンキング現象を実質的に消滅させることとを同時に実現する点にて有利であることも分かった。
【0018】
特に、ベルト構造体内に0°コードが付与された半径方向外側層が存在することは、タイヤの方向安定性と、接地面積、すなわち、タイヤの全ての作動状態下にて地面と接触する面積との双方を増大させることが分かった。
【0019】
この特徴のため、道路を擦ることに起因する応力と、トレッドのゴム組成中のヒステリシスの分散に起因する応力との双方が低減され、その結果、走行中に生ずる遠心力に起因するタイヤの過熱は、ベルト構造体の0°コードが付与された半径方向外側層の略伸長不能さによって対抗を受けて実質的に低減される。
【0020】
更に、カーカスとベルト構造体との上記の組み合わせを採用することは、タイヤの重量を軽減することに寄与し、懸垂されていない質量に起因する慣性効果の点にて全ての有利な点をもたらす。
【0021】
カーカス構造体のプライ(又は複数のプライ)に内蔵させた補強コードは、レーヨン、ナイロン、ポリエチレン、ナフタレン2、6・ジカルボオキシレート(PEN)、及びポリエチレン・テレフタレート(PET)から成る群から選択された材料の高弾性率のファイバによって略構成されることが好ましい。
【0022】
カーカス構造体のプライ(又は複数のプライ)に内蔵させた補強コードは、タイヤの赤道面にて測定したとき、タイヤの赤道面に対して25°乃至70°の範囲のクラウン角度を形成することが好ましい。
【0023】
このようにして、タイヤの最適なカーブ挙動となり、十分なキャンバ・スラスト力が発生することが観察される。
【0024】
本発明の特に好適な実施の形態によれば、タイヤのカーカス構造体は、少なくとも一対の重ね合わせたプライを備えており、該一対の重ね合わせたプライの各々には、互いに対して平行で且つ傾斜した一方向に及びその反対方向に方向決めされた補強コードが設けられる。該補強コードは、隣接するプライのコードに対してタイヤの赤道面に関し対称に配置されることが好ましい。
【0025】
カーカスプライ(又は複数のプライ)中に内蔵させた補強コードは、半径方向に隣接するプライの補強コードの材料と異なる材料で出来たものであることが好ましい。
【0026】
かかる場合、外側に向けて半径方向に進むに伴いより増大する弾性率を有する材料を選択することが好ましい。かかる選択を行う場合、ベルト構造体により行われる遠心力に起因するスラスト力を含むベルト構造体によって実現される効果を更に有利に向上させることが観察された。
【0027】
好ましくは、カーカスプライの補強コードによって形成されるクラウン角度が縮小するに伴い、未加硫状態のエラストマー材料の接合特性を実質的に変更することなく、その伸長特性を増すのに適した結合手段を内蔵する、エラストマー材料で出来た少なくとも1つのシートをカーカスプライの間に挿入することが便宜である。
【0028】
このようにして、タイヤが転がる間にカーカスプライの間に発生する引裂き応力を吸収することが可能である。
【0029】
上記の接合手段は、「ケブラー(Kevlar)(登録商標名)パルプ」又は「トワロン(Twaron)(登録商標名)パルプ」(ケブラー及びトワロンはそれぞれデュポン(DuPont)及びアクゾー(Akzo)の登録商標名である)として商業的に公知の型式のいわゆるアラミドパルプ(ポリパラフェニリン−テレフタルアミドの繊維状構造の短いファイバ)から成ることが好ましい。
【0030】
上記繊維状構造の短いファイバは、ゴム組成の重量比で100部分当たり(phr)重量部分で1乃至10部分の範囲の量、及び0.1mm乃至2.5mmの範囲の長さにて、上記シートを構成するエラストマー材料に内蔵することが好ましい。
【0031】
上記エラストマー材料で出来たシートは、0.075乃至0.5mmの範囲の厚さを有することが便宜である。
【0032】
本発明によれば、カーカス構造体の周りを同軸状に伸長するベルト構造体は、エラストマー材料で出来た少なくとも1枚のシートを含む半径方向内側層を備えている。
【0033】
上述したように、かかるシートは、構造上及び機能上の観点の双方から、ベルト構造体の0°コードを含む層からカーカス構造体を分離させるのに適した1つの要素として機能し、特に、該ベルト構造体がその下方のカーカス構造体の疲労破断の原因となるその補強コードを損傷するのを防止する。
【0034】
かかる分離作用を最適にするため、エラストマー材料で出来た上記シートは、0.5乃至3mm、より好ましくは、1乃至3mmの範囲の厚さを有する。
【0035】
更に、エラストマー材料で出来たかかるシートは、未加硫状態のエラストマー材料の接合特性を実質的に変更することなく、その伸長特性を向上させるに適した十分な接合手段を内蔵することが好ましい。
【0036】
上記の接合手段は、「ケブラー(登録商標名)パルプ」又は「トワロン(登録商標名)パルプ」(ケブラー及びトワロンはそれぞれデュポン及びアクゾーの登録商標名である)として商業的に公知の型式のいわゆるアラミドパルプ(ポリパラフェニリン−テレフタルアミドの繊維状構造の短いファイバ)から成ることが好ましい。
【0037】
上記繊維状構造の短いファイバは、1乃至10部分の範囲の量、及び0.1mm乃至2.5mmの範囲の長さにて、上記シートを構成するエラストマー材料に内蔵させることが好ましい。
【0038】
上記の繊維状構造の短いファイバは、このタイヤの製造工程の間に支持要素に加わる力の主な方向に従って、例えば、カレンダ加工工程により予め方向決めされることが好ましい。かかる方向は、通常、タイヤの周方向であり、上記の予め方向決めする工程は、タイヤの製造中に上記シートをカレンダ加工することによって行われることが好ましい。
【0039】
上記アラミドパルプで補強されたエラストマー材料は、未加硫状態にて、破断引っ張り応力が3乃至7MPaの範囲にあり、0.6乃至3MPaの範囲の引っ張り応力時の伸び率が50%である一方、アラミドパルプの無い同一のエラストマー材料は、未加硫状態にて、破断引っ張り応力が1乃至2MPaの範囲にあり、0.2乃至0.5MPaの範囲の引っ張り応力時の伸び率が50%である。
【0040】
ベルト構造体の半径方向内側層のシートを構成する材料は、上記シートが接着することを要する要素のエラストマー的マトリックスと可能な限り類似したエラストマー的マトリックスが得られるように、当該技術分野にて公知の通常の添加剤(可塑化剤、保護剤、劣化防止剤、加硫剤)が充填された、カーボンブラックを30乃至70phrの範囲内の量にて含む天然のゴム系組成物であることが好ましい。
【0041】
上述したように、ベルト構造体の半径方向外側層は、少なくとも1つの伸長不能なコードを軸方向に横に並べて配置された複数の周方向コイルから成っており、該コードは、タイヤの赤道面に対して略0°の角度にて巻き付けられており、当該技術分野にて、通常、「0°コード」として公知である。
【0042】
ベルト構造体の半径方向外側層の1つ又は複数の0°コードは、高炭素含有量の鋼ワイヤーで出来た高伸び率の金属コードであることが好ましい。
【0043】
これと代替的に、該0°コードは、アラミド繊維コードとしてもよい。
【0044】
オートバイの後輪に装着されるタイヤを製造するとき、タイヤの赤道面に対して略0°の角度にて配置されたコードコイルは、ベルト構造体の軸方向展開部分の全体に亙って均一な厚さにて分配されることが好ましい。
【0045】
その代わり、オートバイの前輪に装着されるタイヤを製造するとき、タイヤの赤道面に対して略0°の角度にて配置されたコードコイルは、ベルト構造体の軸方向展開部分の全体に亙り可変厚さにて分配されることが好ましい。
【0046】
本発明のこの最後の実施の形態に従い、コードコイルを分配する厚さは、タイヤの赤道面の一側部に配置された領域内にて15コード/cm以下の値である、好ましくは所定の関係に従って赤道面から端部に向けて層に沿って漸進的に変化するようにする。
【0047】
このようにして、地面の凹凸に起因する振動を吸収し且つ減衰し得るように、中間部分にて可撓性であると同時に、大きい滑りスラスト力を発生させ得るように側部に沿って剛性である、ベルト構造体を有利に得ることが可能である。
【0048】
当該出願人が行った実験によれば、かかる関係は、次式で表すものであることが便宜である。
【0049】
Nx=K*(R2/r2)*No
ここで、
Noは、ベルト構造体の赤道面の一側部に配置された単一の長さの中央部分内に配置されたコードコイルの数;
Rは、上記部分の中心とタイヤの回転軸線との間の距離;
rは、赤道面と、ベルト構造体の上記半径方向外側層の端部との間に含まれる全体として単一の部分の中心と、タイヤの回転軸線との間の距離;
Kは、構成材料の量、コードの組成、コードの周りのゴム量、上記単一の部分におけるベルト構造体の半径方向内側層の一部分の重量を考慮に入れたパラメータ;このパラメータは、材料の型式の相違及び基準値から偏倚するクラウンプロファイルに沿ったベルト構造体の半径方向内側層の構造的特徴の相違に伴って可変である。
【0050】
このパラメータKは、コードの全てが同一の組成を有し、接続した全ての材料が層の全体に亙って同一であるならば、略1に近い値にすることができ、若しくは、材料の相違及びベルト構造体の周方向への展開部分に沿った補強要素の組成の相違に従って、異なる値とすることができる。
【0051】
かかる関係に従ってコードを配分することは、タイヤの使用中にベルト構造体に作用する応力を付与される遠心力の結果として、均一にし、更に、軸方向に沿って必要な剛性の差を確実にする。
【0052】
当然に、上述の設計変数に依存して、上記のコードの厚さを制御し且つ所定の方法にて変化させることにより、当業者は、軸線方向に沿った剛性に差を持たせると同時に、回転するタイヤのベルト構造体の応力を均一にするその他の関係を見いだすことが可能となる。
【0053】
最大の薄厚化が為される箇所である、赤道面の一側部に配置された部分における0°コードの厚さに関して、この厚さは、8コード/cm以下であることが好ましく、また、3乃至6コード/cmの範囲にあることがより好ましい。
【0054】
上記部分の幅は、ベルトの軸方向への展開部分の10%乃至30%の範囲にて相違することが好ましい。
【0055】
上記中央部分のコードの数は、タイヤのショルダ付近におけるコードの数の60%乃至80%の値に等しくなるようにすることが便宜であり、該ショルダにおいて、上記コードの厚さは、10コード/cm以下であることが好ましく、また、6乃至8コード/cmの範囲にあることがより好ましい。
【0056】
【発明の実施の形態】
単に非限定的な一例として掲げ、添付した図面に関して説明する、本発明によるタイヤの1つの好適な実施の形態の以下の説明から更なる特徴及び有利な点がより容易に明らかになるであろう。
【0057】
図1において、参照番号1は、2輪車に使用することを目的とする横断曲率の大きいタイヤ、特に、いわゆる「ツアーリング」型の高性能オートバイに取り付けられるタイヤを示す。
【0058】
公知であるように、タイヤの横断曲率の程度は、トレッドの端部Cを貫通する線b−bからのトレッドクラウンの距離ht(赤道面x−xに沿って測定)と上記端部の間にてタイヤコードに沿って測定した距離wtとの間における、一般に「キャンバ」という表現で公知である、特定の比率の値によって規定される。
【0059】
例えば、図1にCで示した端縁の場合であるように、正確な基準点が存在しないために、トレッドの端部を容易に識別し得ないならば、タイヤの最大の弦の値は、距離wtと想定することができる。
【0060】
タイヤ1は、その両側端縁2a、2bがそれぞれのビードコア5の周りで折り返されされた少なくとも1つのカーカスプライを含むカーカス構造体2を備えている。
【0061】
ビードコア5の外側周端縁において、カーカス構造体2と該カーカス構造体の対応する折り返した側端縁2a、2bとの間に設定された空間を充填するエラストマー的充填剤6が付与されている。
【0062】
公知であるように、ビードコア5と、充填剤6とから成るタイヤ領域は、全体として参照番号7で示したいわゆるビードを形成する。このビード領域は、タイヤ1を図示しない対応する取り付けリムを固着することを目的とする。
【0063】
1つの好適な実施の形態によれば、カーカス構造体2は、一対の半径方向内側カーカスプライ3と半径方向外側カーカスプライ4とを備えており、これらのカーカスプライは、例えば、複数の補強コード8、9(図2)を内蔵する、天然ゴム系材料で出来た、それ自体公知のエラストマー材料のシートによって略構成されている。
【0064】
上記の補強コードは、互いに対して略平行で且つ各プライ内にて傾斜した方向に従って方向決めされ、また、タイヤ1の赤道面x−xに対して隣接するプライのコードに関して反対方向に方向決めされることが有利である。
【0065】
半径方向内側カーカスプライ3の補強コード8は、ナイロン、レーヨン又はPENの繊維ファイバによって構成され且つタイヤ1の赤道面x−xに対して約50°の角度α1を形成する。
【0066】
半径方向外側のカーカスプライ4の補強コード9は、レーヨン繊維ファイバによって構成されており且つ半径方向内側プライ3のコード8に対して反対の方向に傾斜しており、タイヤ1の赤道面x−xに対して約50°の角度α2を形成する。
【0067】
1つの好適な実施の形態によれば、カーカス構造体2は、ストリップ13も備えており、該ストリップは、該ストリップの折り返した側端縁2a、2bに対して軸方向外側位置にて補強繊維材料で出来たストリップ25も備えている。
【0068】
より具体的には、該ストリップ13は、ビードコア5の半径方向内端縁から折り返した側端縁2a、2bの少なくとも自由端まで半径方向に伸長し且つ該自由端を僅かに超えることが好ましい。また、該ストリップは、例えば、ナイロン、レーヨン又はアラミドのような金属又は繊維材料で出来た補強コードも含んでいる。
【0069】
かかる補強コードは、互いに対して略平行であり且つ好ましくは、ストリップ13に隣接する折り返した側端縁2a、2bの半径方向外側プライ4の補強コード9に対し反対方向に向けて傾斜した方向に従って方向決めされることが好ましい。該補強コードは、タイヤ1の半径方向に対して20°乃至50°の範囲内の角度を形成する。
【0070】
共に、構造体の補強要素を構成する、半径方向内側層と、半径方向外側層とを備えるベルト構造体10は、上記カーカス構造体2と同軸状に関係付けられている。
【0071】
より具体的には、ベルト構造体10の半径方向内側層は、エラストマー材料で出来たシート11を備え、該シートは、繊維及び金属ファイバ、グラスファイバ又は繊維状構造の短いアラミドファイバで出来た繊維状の補強フィラーを均一に分散さて内蔵することが好ましい。
【0072】
シート11は、補強繊維状フィラーとして、「ケブラー(Kevlar)(登録商標名)パルプ」又は「トワロン(Twaron)(登録商標名)パルプ」(ケブラー及びトワロンはそれぞれデュポン(DuPont)及びアクゾー(Akzo)の登録商標名である)として商業的に公知の型式のいわゆるアラミドパルプ(ポリパラフェニリン−テレフタルアミドの繊維状構造の短いファイバ)を内蔵するか又はその接合特性を実質的に変更することなく、未加硫状態のエラストマー材料の機械的強度及び伸長性の特性を増大させるのに適した同等の接合手段を内蔵することが便宜である。
【0073】
実際には、アラミド繊維が該繊維が形成するエラストマー材料の組成中に分散された状態で存在する場合、シート11は、タイヤの製造ステップ中、タイヤに生じる恒久的な効果の結果として、何らの裂傷作用を受けることなく、例えば、0.5乃至3mmの厚さの極めて薄いシートの形態とすることが可能であることが分かった。
【0074】
より具体的には、未加硫エラストマーの組成中に1乃至10phr(ゴム100部分当たりの重量部分)の量にてアラミドパルプを内蔵し、0.1乃至2.5mmの範囲の長さのファイバを使用することにより、最良の結果が得られることが判明した。
【0075】
タイヤ1の製造ステップ中に、シート11に付与される機械的な応力に対する抵抗力は、カレンダ加工を通じて該シートを整形することにより更に増大させることができ、アラミドファイバが所定の方向に従って予め方向決めされるようにすることができる。かかる好適な方向は、少なくとも上述したタイヤの使用目的の場合、カレンダ加工機械から出るシートの長手方向に一致する、通常、タイヤの周方向である。
【0076】
ベルト構造体10の半径方向外側層は、コード14、又は数本(好ましくは2本乃至5本)のテープの複数の周方向コイル14aを軸方向に並べて配置して形成されており、該周方向コイルは、カーカス構造体10の一端から他端までら旋状に巻かれて、周方向に伸長不能である。
【0077】
以下の説明は、常にコードを意味するものとし、この語は、文脈上、可能であるならば、個々の基本的ワイヤー又は非撚り状態の糸をも示すことを意図するものとする。
【0078】
更に、ベルト構造体10の周方向展開部に沿った一定の巻き取りピッチは、カーカス構造体2の曲率により、何れの場合でも軸方向に沿って可変の厚さを生じさせることも指摘される。
【0079】
上記の配置に従い、コード14は、タイヤの転がり方向に従って略方向決めされた複数の周方向コイル14aを形成し、このことは、タイヤ1の赤道面x−xに関してその位置に対して「0°」の配置と称される。
【0080】
コードコイル14aは、後輪タイヤの場合一定で、前輪タイヤの場合可変である所定のピッチに従ってシート11に巻き付けることが好ましい。
【0081】
この後者の場合、コードコイル14aの厚さは、以下に更に明らかになるように、ベルト構造体10の中心からその端部に向けて増大する。
【0082】
コイル巻き自体及びピッチの可変性は、0以外の巻き取り角度を伴うものの、この角度は、この角度を常に0°に等しいと実質的に見なすことができる程に極めて小さいままである。
【0083】
1つの有利な実施の形態において、上記コード14は、周知の高伸び率(HE)の金属製コードであり、該コードの使用及び特徴は、例えば、当該出願人と同一人の欧州特許第0,461,464号に既に詳細に記載されている。
【0084】
より詳細には、かかるコードは、1乃至5、好ましくは3乃至4の所定の数のストランドで形成されている。該ストランドの各々は、2乃至10、好ましくは4乃至14の所定の数の個々のワイヤーで形成されている。該ワイヤーは、0.10mm以上、好ましくは0.12乃至0.35mmの範囲の直径を有する。ストランド中のワイヤー及びコード中のストランドは、同一の方向に向けて共にら旋状に巻かれ、その巻き付けピッチは、ワイヤー及びストランドに対して等しくするか又は異なるものとする。
【0085】
かかるコード14は、高炭素(HT)含有量の鋼ワイヤー、すなわち炭素含有量が0.9%以上の鋼ワイヤーで出来たものであることが好ましい。特に、当該出願人が製造した1つの特定の原型において、ベルト構造体10の半径方向外側層のら旋状の巻き付けは、ベルト構造体の一端から他端までら旋状に巻いた、3×4×0.20HE・HTとして公知である単一のコード14によって構成される。上記の説明は、その各々がストランドと同一の方向に巻かれた4本の基本ワイヤーから成り且つ直径が0.20mmの3本のストランドで形成された金属コードを規定するものである。公知であるように、略語HEは「高伸び率」を意味し、略語HTは「高引っ張り力」鋼を意味するものである。
【0086】
かかるコードの、極限伸び率は、4%乃至8%であり、また、「ばね挙動」と称される、引っ張り応力に対する、周知の典型的な挙動を呈する。
【0087】
他方、かかる望ましい挙動のため、加硫処理前に、0°巻き付け負荷を加える前の未加硫タイヤの状態を制御することが有利である。
【0088】
このことは、例えば、組み立てドラムに以前に配置されたベルト構造体10の半径方向内側層の周りに多少の応力を付与する間に、コードを巻き付けることにより行うことが便宜である。
【0089】
当然に、本発明の目的上、金属コードを使用することが好ましいが、これは、その他のコードを使用することを排除するものではなく、特に、ディポンの登録商標名であるケブラーとして商業的に公知のアラミドファイバで出来た同様の公知の繊維コードを使用することを排除するものではない。
【0090】
上述したように、オートバイの前輪に取り付け得るようにされたタイヤを製造するとき、コードコイル14aの分配厚さは、タイヤ1の赤道面x−xから、好ましくは所定の関係に従って、ベルト構造体10の外側層に沿ってタイヤの両ショルダ部分F、Gに向けて漸進的に変化することが好ましい。
【0091】
1つの特に有利な実施の形態において、上記の関係は、ベルト構造体10の軸方向展開部分に沿って、単一の部分内に配置されたコード14のコイル14aの質量の積を略一定の値に保つ。この値は、上記部分の中心とタイヤ1の回転軸線との間の距離の2乗に等しい所定の値である。このため、タイヤが転がる間、上記部分の各々に形成される遠心力は、全て同一の値となり、ベルト構造体10の一端から他端まで均一な応力状態を生じさせる。
【0092】
コード14のコイル14aが分配される軸方向厚さは、次式によって決定されることが好ましい。
【0093】
Nx=K*(R2/r2)*No
ここで、
Noは、赤道面x−xの一側部に配置された、例えば、1cmの単一の値の中央部分内に配置されたコード14のコイル14aの数;
Rは、半径方向外側層10b内に上記中央部分の中心とタイヤ1の回転軸線との間の距離;
rは、ベルト構造体10の半径方向外側層10bの中心及びその端部との間に形成される領域内に配置された上記単一の部分の一方の中心とタイヤ1の回転軸線との間の距離;
Kは、コード14の構成材料及び組成、コード14の周りのゴム量、上記単一の部分におけるベルト構造体10の半径方向内側層11の重量を考慮するパラメータであり、このパラメータは、材料の型式の相違及び基準値から偏倚するクラウンプロファイルに沿った半径方向内側層11の構造的特徴の相違と共に可変である。
【0094】
このパラメータKは、コード14が同一の組成を有し、接続した全ての材料がその層の全体に亙って同一であるならば、略1に等しい値とすることができ、また、ベルト構造体10の周方向展開部分に沿った材料及び補強要素の組成の相違に従って、異なる値とすることができる。
【0095】
単に一例としてのみ、0°コードを含む層は、中央部分における繊維コード(アラミド)と、隣接する側部分における金属コード(HE)とから成り、またその逆の配置として形成することもできる。
【0096】
当然に、当業者は、その他の関係も設定することが可能である。かかるその他の関係は、制御され且つ所定の仕方にて上記コード14の厚さを変更することにより、軸方向に沿って剛性に差を持たせる同時に、回転するタイヤのベルト構造体の応力を均一にすることを可能にする。
【0097】
最大の薄圧化が為される箇所である、赤道領域Eにおける0°コードの厚さに関して、該厚さは、8コード/cm以下であることが好ましく、3乃至6コード/cmの範囲にあることがより好ましい。
【0098】
上記赤道領域Eの幅は、ベルト構造体10の軸方向展開部分の10%乃至30%の範囲を占めることが好ましい。
【0099】
上記赤道領域Eにおけるコード14の数は、タイヤ1のショルダ部分F、G付近のコードの数の100%乃至80%の範囲の値に等しいことが便宜である。該ショルダ部分における上記コードの厚さは、10コード/cm以下であることが好ましく、10乃至8コード/cmの範囲にあることがより好ましい。
【0100】
タイヤ1が地面に接触する手段であるトレッド15は、公知の方法にて、上述したベルト構造体10に付与される。
【0101】
トレッド15は、その一部のみを図1に図示した複数の溝17の間に画成される、全て参照番号16で表示した、複数のブロックを公知の方法にて備える適当なトレッドパターンにてその後に成形される。
【0102】
図3に図示した1つの代替的な実施の形態によれば、該タイヤ1は、カーカスプライ3、4の間に介在させた、エラストマー材料で出来た第二のシート12を更に備えることができる。
【0103】
このようにして、タイヤ1が転がる間に、カーカス構造体2のプライ3、4の間に発生したせん断応力を吸収することが可能である。
【0104】
また、この場合、シート11に関して説明したのと全く同一の方法にて、シート12は、繊維及び金属繊維、グラスファイバ又は繊維状構造とした短いアラミドファイバから成る群から選択された材料で出来た補強繊維状フィラーを均一に分散させたものを内蔵することが好ましい。
【0105】
該シート12は、補強用の繊維状フィラー、「ケブラー(登録商標名)パルプ」又は「トワロン(登録商標名)パルプ」(ケブラー及びトワロンはそれぞれデュポン及びアクゾーの登録商標名である)として商業的に公知の型式のいわゆるアラミドパルプ(ポリパラフェニリン−テレフタルアミドの繊維状構造の短いファイバ)を繊維状の補強フィラーとして内蔵するか又はその接合特性を実質的に変更することなく、未加硫状態のエラストマー材料の機械的強度及び伸長性の特性を向上させるのに適した同等の接合剤を内蔵することが便宜である。
【0106】
実際には、アラミド繊維が、該繊維を形成するエラストマー材料の組成中に分散された状態で存在する場合、シート12は、タイヤの製造ステップ中、タイヤに生じる恒久的な効果の結果として、何らの裂傷作用を受けることなく、例えば、0.075乃至0.5mmの厚さの極めて薄いシートの形態とすることが可能であることが分かった。
【0107】
また、この場合、アラミドパルプを1乃至10phr(ゴム100部分当たりの重量部分)の量にて未加硫エラストマーの組成分中に内蔵させ、また、0.1乃至2.5mmの長さのファイバを使用することにより、最良の結果が達成されることが判明した。
【0108】
本発明のタイヤによって実現される品質の改良点を評価するため、本発明のタイヤを同一の用途で且つ異なる構造体を有する公知の型式のタイヤと比較する一連の試験を行った。
【0109】
より具体的には、上述した本発明のタイヤを公知の型式の次の対のタイヤと比較し得るように、そのタイヤをいわゆる「ツアーリング」型のオートバイの前輪及び後輪に取り付けた。
【0110】
1)第一の対のタイヤは、クロスプライカーカスと、前輪及び後輪の双方にてタイヤの赤道面に対してある角度にて配置されたコードを有する対のゴム被覆織地ストリップによって構成されるベルト構造体とが設けられた、メッツラ(Metzeler)ME1(A型)である。
【0111】
2)第二の対のタイヤ(B型)は、次のものから成る。
2a)ラジアルカーカスと、0°コードを巻き付けたものを含むベルト構造体とが設けられた後輪タイヤ、モデルメッツラMEZ2;
2b)ラジアルカーカスと、タイヤの赤道面に対してある角度にて配置されたコードを有するゴム被覆織地の対のストリップによって構成されたベルト構造体とが設けられた前輪タイヤ、モデルメッツラMEZ2。
【0112】
試験に使用したオートバイの特徴は次の通りとした。
モデル:BMWツアーリング
前輪タイヤ
サイズ:120/70−B17 58V
膨張圧力:2.5バール
リム:88.9mm(3.50インチ)
後輪タイヤ
サイズ:160/70−B17 79V
膨張圧力:2.9バール
リム:114.3mm(4.50インチ)
【0113】
対象とする各パラメータに対する得点が0乃至10の範囲にあると想定して、カーカス構造体/ベルト構造体の組立体の組成に特に依存する運転挙動の主要なパラメータの品質レベルを評価することを試験の目的とした。
【0114】
以下の表Iにこの試験の結果を示する。
表I
パラメータ A型 B型 本発明
シミー(Simmy) 5 6 8
取り扱い性 7 6 8
方向安定性 5 6 8
カーブ路面保持力 6 5 8
乗り心地 5 7 8
摩耗の均一さ 6 7 7
キロメータ降伏 5 7 7
【0115】
上記表の結果を検討すれば、従来技術のタイヤと比較して本発明によるタイヤによって達成される改良点が直ちに明らかとなると考えられる。
【0116】
更に、かかる改良した結果は、試験用オートバイにて使用し得る設計とされたタイヤに比して重量が軽減されることを指摘すべきであり、その重量の軽減は、前輪タイヤに対し約0.2kg、後輪タイヤに対し約0.5kgと推定され、このことは、質量が懸架されていないことで慣性力を低減するという利点、従って車の取り扱い性の利点につながる。
【0117】
当然に、特定の且つ関連する用途の基準を満足させるため、当業者は上述した発明の改変例及び変形例を採用することが可能であり、かかる改変例及び変形例は請求の範囲に記載した保護の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるタイヤの断面図である。
【図2】図1のタイヤのカーカス及びベルト構造体の一部分の概略図的に簡略化した平面図である。
【図3】本発明のタイヤの1つの代替的な実施の形態のカーカス及びベルト構造体の一部分の概略図的に簡略化した平面図である。
【符号の説明】
1 タイヤ 2 カーカス構造体
2a、2b カーカス構造体の側端縁
3 半径方向内側カーカスプライ 4 半径方向外側カーカスプライ
5 ビードコア 6 充填剤
7 ビード 8、9 カーカスプライの補強コード
10 ベルト構造体
10a ベルト構造体の半径方向内側層
10b ベルト構造体の半径方向外側層
11 シート 12 補強コード
13 補助的な支持要素 14 コード
14a 周方向コイル 15 トレッド
16 ブロック 17 溝
Claims (8)
- 2輪車用の横断曲率の大きいタイヤにおいて、
a)カーカス構造体(2)と、
b)該カーカス構造体(2)の周りを同軸状に伸長するベルト構造体(10)と、
c)該ベルト構造体(10)の周りを同軸状に伸長するトレッド(15)とを備え、
該カーカス構造体(2)が、
a1)少なくとも一対の重ね合わせたプライ(3、4)であって、該プライ(3、4)には補強コード(8、9)が設けられ、該補強コード(8、9)は、該プライ(3、4)の各々内にて互いに対して略平行に且つ傾斜した方向に沿って方向決めされ、隣接するプライ(3、4)のコードに対して、タイヤの赤道面(x−x)を基準に反対方向に方向決めされる、プライ(3、4)と、
a2)前記カーカスプライ(3、4)の間に介在されたエラストマー材料で出来たシート(12)であって、その接合特性を実質的に変更することなく、伸長特性を増すのに適した適当な接合手段を内蔵する、シート(12)と、を備え、
該ベルト構造体(10)が、
b1)エラストマー材料で出来た少なくとも1つのシート(11)を備える半径方向内側層と、
b2)タイヤの赤道面(x−x)に対して略0°の角度にて周方向に巻き付けられた少なくとも1つの伸長不能なコードを並べて軸方向に配置された周方向コイル(14a)を含む半径方向外側層と、を備えるタイヤ。 - 請求項1に記載のタイヤにおいて、カーカス構造体(2)の前記プライ(3、4)の少なくとも1つに内蔵された補強コード(8、9)が、タイヤの赤道面(x−x)に対して25°乃至70°の範囲のクラウン角度を形成する、タイヤ。
- 請求項1に記載のタイヤにおいて、前記カーカスプライ(3、4)に内蔵された補強コード(8、9)が、半径方向に隣接するプライ(3、4)内の補強コード(8、9)の材料とは異なる材料で出来ている、タイヤ。
- 請求項1に記載のタイヤにおいて、ベルト構造体(10)の半径方向内側層のエラストマー材料で出来た前記少なくとも1つのシート(11)が、その接合特性を実質的に変更することなく、伸長特性を増すのに適した適当な接合手段を内蔵する、タイヤ。
- 請求項1又は4に記載のタイヤにおいて、前記接合手段が、アラミドパルプを備えることを特徴とするタイヤ。
- 請求項1に記載のタイヤにおいて、ベルト構造体(10)のエラストマー材料で出来た前記少なくとも1つのシート(11)が、0.5乃至3mmの範囲の厚さを有する、タイヤ。
- 請求項1に記載のタイヤにおいて、タイヤの赤道面(x−x)に対して略0°の角度にて配置された前記コードコイル(14a)の巻きが、前記ベルト構造体(10)の軸方向展開部分の全体に亙って一定の密度にて分配される、タイヤ。
- 請求項1に記載のタイヤにおいて、タイヤの赤道面(x−x)に対して略0°の角度にて配置された前記コードコイル(14a)の巻きが、前記ベルト構造体(10)の軸方向展開部分の全体に亙って可変密度にて分配される、タイヤ。
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