JP4568432B2 - ラジアルタイヤクラウン補強体 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
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コードと接触しているゴム接合部に関する。
【０００２】
(背景技術)
タイヤのクラウンは通常、カーカス補強体と、各々において平行であり、且つ各々ごとに十字交差したコードにより構成された、通常少なくとも２つの重ね合わせ補強層を備えたベルト補強体と、トレッドとを備えている。
【０００３】
厳しい使用条件下では、走向距離が増すにつれて、クラウン補強層のコードの横方向端部に亀裂が現れてしまうことは周知である。すると、これらの亀裂は特にコードに沿って伝播され、２つまたはしれ以上のコード間で合流し、その結果、２つのクラウン補強層の横方向端部が分離してしまう。
【０００４】
これらの亀裂の開始および伝播を制限するために、通常、クラウン層のゴム接合層より低い弾性率のゴム配合物バンドが補強層の端部間に挿入されている。
【０００５】
本発明の目的は、クラウン構造がクラウン補強層の横方向端部の分離現象をゆうし、且つそれらの出現を応力レベルまで減じて大きい安全余裕を実際に享受することが可能なタイヤである。
【０００６】
以下において、「コード」とは、コードの材料および処理がどうであれ、モノフィラメントならびに多フィラメントまたはケーブル状集合体、糸、または任意の種類の同等集合体を意味しており、語コードは、特に、未加硫ゴムに対する付着を促進するために加硫またはプレサイジングの開始を受けた任意の種類の表面覆いまたは被覆を包含する。
【０００７】
所定の補強層用の「ゴム接合層」とは、層補強コード接触して付着し、且つ隣接コード間の隙間を埋めるゴム配合物を意味している。現在の協業的実施では、所定のクラウンまたはカーカス補強層については、タイヤの異なる帯域用に同じゴム接合組成物を使用している。
【０００８】
コードとゴム接合層との「接触」とは、コードの外周の少なくとも一部がゴム接合部を構成するゴム配合物と密着していることを意味している。コードが覆いまたは塗膜を有している場合、語「接触」はその覆いまたは塗膜の外周がゴム接合部を構成するゴム配合物と密着していることを意味している。
【０００９】
ゴム配合物の「弾性率」とは、１００％の一軸方向伸び変形時にその変形の大きさに対する順応の２サイクル後に常温で得られる割線方向の伸び率を意味している。
【００１０】
（発明の開示）
本発明によるタイヤは、クラウンと、２つの側壁部および２つのビードと、２つのビードに固定されたカーカス補強体と、ベルト補強体とを備えており、上記ベルト補強体が、各々において平行であり、且つ周方向と１０°と５５°との間の範囲の角度（α、β）を形成して各々ごとに十字交差したコードにより構成された少なくとも２つの重ね合わせクラウン補強層を備えているタイヤにおいて、上記少なくとも２つのクラウン補強層の少なくとも１つの層のコードは、該層の第１の側において、タイヤの赤道平面から補強層の横方向端部のうちの少なくとも一方に向けて軸方向にたどるにつれて、第１弾性率の少なくとも１つのゴム接合層、次いで第１弾性率より小さい第２弾性率のゴム接合層と次々に接触しており、かつ、該層の他方の側において、単一のゴム接合層と接触していることを特徴としている。
【００１１】
クラウンの中央部分に設置されたゴム接合層の弾性率より小さい弾性率のゴム接合層は、著しく応力付与された補強層の横方向端部帯域における亀裂に良好に耐えると言う利点がある。
【００１２】
第１実施例によれば、２つのクラウン補強層の軸方向幅が異なっており、第１および第２弾性率のゴム接合層と接触しているコードは軸方向幅Lが最も小さい補強層のコードであり、第１および第２弾性率の上記ゴム接合層は第２クラウン補強層の側部に半径方向に設置されている。
【００１３】
この実施例は、２つの層間の最大応力をかなり少なくし、これは亀裂現象を制限するのに非常に有利であると言う利点がある。
【００１４】
第２実施例によれば、第１および第２弾性率のゴム接合層は２つのクラウン補強層間に半径方向に設置され、且つ各々が２つの補強層のコードと接触している。
【００１５】
この実施例は、２つの補強層間に半径方向に設置されたゴム接合層の数を１つに減らし、これによりタイヤの製造を容易にしていると言う利点がある。
【００１６】
軸方向幅が最も小さいクラウン補強層の軸方向端部のうちの少なくとも一方のコードは好ましくは上記そうの半径方向両側で第２弾性率の上記ゴム接合層と接触している。
【００１７】
また、少なくとも赤道平面の同じ側に設置された２つのクラウン補強層の軸方向端部のコードはこれらの層の半径方向両側で第２弾性率のゴム接合層と接触しているのがよい。
【００１８】
上記クラウン補強層の軸方向端部間には、更に第３弾性率のゴム減結合層が赤道平面の少なくとも一方の側に設置されており、第３弾性率は第２弾性率より小さい。
【００１９】
これらの変形例はクラウン層のコードの端部における耐亀裂性を強めている。
【００２０】
第２弾性率のゴム接合層と補強層のコードとの間の接触帯域の軸方向幅は上記補強層の軸方向半幅の５％より大きい。この軸方向幅が軸方向半幅の３０％より大きいこと必要でない。
【００２１】
また、半径方向外側の補強層のコードは少なくともその層の中心帯域において半径方向外側で第４弾性率のゴム接合層と接触している。第４弾性率は第１弾性率より小さい。
【００２２】
この構成は、ベルト補強体が２つの交差補強層の半径方向外側に設置された第３補強層を備えている場合に特に有利である。この第３補強層はタイヤの周方向に配向された補強層よりなることができる。
【００２３】
第２弾性率および第１弾性率の比は０．５と０．９との間、好ましくは０．６と０．８との間の範囲である。第１弾性率は９MPaと１３MPaとの間であることができる。
【００２４】
第３弾性率は３MPaと６MPaとの間であり、第４弾性率は３MPaと８MPaとの間である。
【００２５】
他の実施例によれば、補強層のうちの少なくとも１つの層のコードはクラウンの中心部分において第１弾性率より高い第５弾性率の追加接合層と接触している。第５弾性率は１２MPaと２０MPaとの間であることができる。
【００２６】
この実施例はベルト補強体がタイヤの周方向に配向されたコードで構成されたいずれの補強層を有していない場合に特に有利である。この場合、クラウンの中心部分におけるゴム接合部の剛性はクラウンの全体剛性にかなり寄与し、またこのようなタイヤを装着した車両の優れた道路性能特性を得るのに寄与している。
【００２７】
有利には、クラウン層のうちの１つの層のコードは直径φを有しており、これらのコードと接触している第２弾性率のいずれのゴム接合層も、少なくとも上記クラウン層の横方向端部帯域において上記コードと反対側でφ／２より大きいか或いはそれに等しい厚さを有している。この最大厚さは本発明によるタイヤのクラウンの耐亀裂性をかなり向上させる。強い走向応力をうける車両の場合、上記最大厚さがφより大きいか或いはそれに等しいことが望ましい。
【００２８】
（発明を実施するための最良の形態）
図１には、本発明によるタイヤクラウンの第１実施例が部分子午線断面で概略的に示されている。このクラウン１は特にトレッド２および２つのクラウン補強層３、４を備えている。これらの２層は重ね合わされており、各層において平行であり、且つ周方向と１０°と５５°との間の範囲の角度（α、β）を形成して各々ごとに十字交差しているコードよりなる。層３のコードは半径方向外側でゴム接合層５と接触しており、半径方向内側で２つのゴム接合層、すなわち、上記層の中心部分にある層６、および上記層の横方向端部にある層９と接触している。層４のコードは半径方向外側でゴム接合層６と接触しており、半径方向内側で他の接合層、すなわち、層７と接触している。８で示す帯域において、ゴム接合層７の半径方向下側で、クラウン１は特にラジアルカーカス補強体（図示せず）を有している。
【００２９】
層３、４は互いに接触しないように配置されたコードにより排他的に構成されている。例えば、層３のコードは層５、６、９と接触している。また、層５はコード間で、クラウンの中央部分において層６と接触しており、クラウンの横方向部分において層９と接触している。
【００３０】
クラウンの中央部分には、単一のゴム接合層６が設けられている。この層は２つのクラウン補強層３、４のコードと直接に接触している。このゴム接合層は通常、９MPaと１３MPaとの間の範囲の弾性率を有している。
【００３１】
クラウン横方向部分においては、軸方向幅Lが層４のものより小さい層３のコードが第１層の弾性率より小さい弾性率の第２ゴム接合層９と接触している。弾性率の比は好ましくは０．６と０．８との間の範囲である。弾性率の小さい方の層は最大剪断応力の大きさを制限し、また２層間の亀裂の良好な耐伝播性を促進する。
【００３２】
ゴム接合層５、７は通常、層６と同じ組成のゴム配合物であることができる。また、層６は、必要なら、クラウンのドリフト剛性を高めることができるために、層５、７の弾性率より高い弾性率であることもできる。
【００３３】
層９と層３のコードとの間の接触帯域の軸方向幅は層３の軸方向半幅L／２の５％と３０％との間の範囲である。５％未満では、層９の効果が実際にもはや認知可能なほでではなく、３０％を超えると、クラウンの剛性特性、かくしてドリフトスラスト特性に影響してしまう。しかも、ゴム接合層は層３、４を超えて軸方向に延長されている。例として、層９は３ｍｍを超える軸方向距離だけ延長されている。
【００３４】
可能な追加の補強層または保護層は図１にもそれ以降の図にも示していない。
【００３５】
図１aは層３の横方向端部の拡大図である。この層のコードは直径φを有しており、半径方向外側で層５と、半径方向内側で層９と接触している。その厚さaは常にφ／２より大きくなければならなく、商業車の場合、φより大きくなければならない。層９が最後のコードの外側に軸方向に延びているので、このコードは第２補強層４に向けられて、半径方向内側で接合層９を構成する成形材により非常に密に包囲されている。クラウン補強層のワイヤの直径は乗用車タイヤの場合、０．８ないし１．５程度であり、商業車用のタイヤの場合、１．５ないし１．８程度である。
【００３６】
図２は図１と同様に、本発明によるクラウンの変形例を示している。この変形例では、２つの層３、４の横方向端部にゴム接合層１０が設置されており、このゴム接合層１０はこれらの両層３、４のコードと接触している。２つの層３、４間の２つの層１０、６の接合帯域は好ましくは斜めになっている。
【００３７】
この変形例は先の実施例のものと実質的に同様な効果を有するが、より使用容易である利点がある。
【００３８】
図２aは層３、４の横方向端部の拡大図である。層３のコードと反対側の接合層の最大厚さaは大まかに２つの層間の半径方向距離に相当することはわかる。この距離も半径φ／２より、更にφより大きくあるべきである。
【００３９】
図３には、第３変形例が示されている。この変形例では、層３のコードは半径方向外側でタイヤの中心帯域におけるゴム接合層５および層３の横方向端部のゴム接合層１２と接触している。ゴム接合層１２は層１０のものと同じ弾性率を有している。ゴム接合層１０、１２が数ミリメートル、少なくとも３ｍｍにわたってコードの端部を越えて軸方向に延びているので、層３の軸方向端部のコードはあらゆる方向において第２弾性率のゴム接合層により取囲まれている。層３、４の最後のコードと反対側の第２弾性率のゴム接合層の厚さはφ／２より、更にφより大きい。
【００４０】
ワイヤの直径φはマイクロメータにより規格ASTMD２９６９の適用により定められる。織物糸の場合、この決定は下記手順により行なわれる。糸が緊張していると、この糸は光の平行ビームに交差する。光受容体ダイオードストリップに投射された影を即座に測定する。測定の結果は糸５０ｃｍにおける９００箇所で測定した影の平均幅である。４つの測定値の平均を取ることによって直径φを算出する。
【００４１】
本発明の参考例を示す図４では、層４のコードは半径方向内側でタイヤの中心帯域におけるゴム接合層７および層４の横方向端部のゴム接合層帯域１３と接触している。層１０、１２、１３は層６のものより小さい同じ弾性率を有している。この本発明の参考例における層３、４の軸方向端部のコードはすべていずれの方向においても第２弾性率のゴム接合層により取囲まれている。少なくとも層３、４の最後のコードの反対側のこの層の厚さもタイヤクラウンの良好な耐久性を保証するためにコードの半径より、更に直径より大きい。
【００４２】
本発明の別の参考例を示す図５では、クラウンの中心部分は、クラウンの剛性を高めるようにした高い弾性率のゴム接合層１４を層３、４間に備えている。この本発明の別の参考例は補強層のコードの端部において耐亀裂性を損なうことなしにタイヤのドリフトスラストを高める利点がある。
【００４３】
図６には、商業車に装備するように特に設計されたタイヤクラウンが示されている。先のように、このクラウン２０は、特に２９で示す帯域におけるカーカス補強耐（図示せず）と、２つの重ね合わせ／十字交差クラウン補強層２４、２３ならびにそれらのゴム接合部、すなわち、層２４用の２８、２６、３０、層２３用の２６，３０、３１とを内側から外側に半径方向に備えている。更に、クラウンはコードが周方向に配向されている第３補強層２５を備えている。この第３層は半径方向内側でゴム接合層２７と、外側で層３２と接触している。これらの２つの層２７、３２は有利には３MPaと８MPaとの間の範囲の弾性率を有している。
【００４４】
図７は本発明によるクラウンの最後の実施例を示している。この実施例では、ゴム減結合層３３が２つの補強層２３、２４の端部間に設置されている。この層３３は層３０、３１のものより小さい３MPaと６MPaとの間の範囲の低弾性率を有している。
【００４５】
層３３は有利には、本発明によるタイヤクラウンの実施例すべてにおけるクラウン補強層の端部間に配置することができる。
【００４６】
３１５／７０R２２．５タイヤを下記の構成で製造した。
・ 対照例：ゴム接合層がクラウン補強層の全軸方向幅にわたって延長されているタイヤ。
・ A：図３に示す解決策を組み入れたタイヤ。この場合、層３の両横方向端部が半径方向内側および外側で弾性率が７MPaに等しい２つのゴム接合層１０、１２と接触しており、層６の弾性率は１１MPaに等しい。
・ B：図４に示す本発明の参考例を組み入れたタイヤ。この場合、２つの層３、４の横方向端部が半径方向内側および外側で弾性率が７MPaに等しい２つのゴム接合層と接触しており、層６の弾性率は１１MPaに等しい。
・ C：本発明の参考例を組み入れたタイヤBと同様であるが、更に図７に示す解決策を組み入れたタイヤ。すなわち、非常に低い弾性率のゴム接合層３３が２つの層の横方向端部間に設置されており、この層３３は５MPaの弾性率を有している。
【００４７】
これらのタイヤを直線走向で試験した。対照例に対して、タイヤAはほぼ１０％の寿命の実質的な向上を示している。タイヤクラウンの横方向部分において達した作用温度は対照例のものより低いことがわかる。これは弾性率の低い成形材が低いシステレシスを有し、かくして転動時、放散エネルギーが少ないことに起因している。
【００４８】
本発明の参考例を組み入れたタイヤBは上記解決タイヤのものと同様な寿命の向上をもたらした。層４の横方向端部の下にゴム接合層１３が存在することにより、その横方向端部の下における亀裂の伝播を非常に厳密に制限し、それによりタイヤの有効寿命を延ばすことは注意すべきである。
【００４９】
解決タイヤCは異なるタイヤ試験により及ぶ走向距離に関して最も能率的なものである。また、上記と同じ理由で最も低い作用温度が観察された。
【００５０】
これらの試験はタイヤの有効寿命を延ばすためにタイヤの周部分に対する２つの交差クラウン補強層のゴム接合層の剛性およびシステレシスを調整することができると言う重要性を示している。
【００５１】
本発明による色々なタイヤを製造する際、これらのタイヤを内側キャビティの形状を設定する剛性コアに作成するのが非常に有利である。タイヤの構成要素すべてが、最終構造が必要とする順序で、作成のいずれの時点でも造形を受けることなしに最終箇所に直接配置されるコアに付けられる。この作成は、とりわけ、カーカス補強体のコードを敷設するための特許第EP０，２４３，８５１号に記載の装置、クラウン補強体を敷設するための特許第EP０，２４８，３０１号に記載の装置、およびゴム配合物を敷設するための特許第EP０，２６４，６００号に記載の装置を使用することができる。かくして、ゴム減結合層は好ましくはゴム配合物を半径方向内側の補強層のコードに直接、螺旋形に巻きつけることにより形成される。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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるラジアルタイヤクラウンの第１実施例の部分子午線断面で示す図である。
【図１ａ】 図１の断面の拡大図である。
【図２】 本発明によるタイヤクラウンの第２実施例の部分子午線断面で示す図である。
【図２ａ】 図２の断面の拡大図である。
【図３】 本発明によるタイヤクラウンの第３実施例の部分子午線断面で示す図である。
【図４】 本発明の参考例のタイヤクラウンの部分子午線断面で示す図である。
【図５】 本発明の別の参考例のタイヤクラウンの部分子午線断面で示す図である。
【図６】 本発明によるタイヤクラウンの第４実施例の部分子午線断面で示す図である。
【図７】 本発明によるタイヤクラウンの第５実施例の部分子午線断面で示す図である。

Claims (18)

1. クラウン（１、２０）と、２つの側壁部および２つのビードと、２つのビードに固定されたカーカス補強体と、ベルト補強体とを備えており、上記ベルト補強体が、各々において平行であり、且つ周方向と１０°と５５°との間の範囲の角度（α、β）を形成して各々ごとに十字交差したコードにより構成された少なくとも２つの重ね合わせクラウン補強層（３、４、２３、２４）を備えているタイヤにおいて、上記少なくとも２つのクラウン補強層の少なくとも１つの層のコードは、該層の第１の側において、タイヤの赤道平面から補強層の横方向端部のうちの少なくとも一方に向けて軸方向にたどるにつれて、第１弾性率の少なくとも１つのゴム接合層（５、６、７、２６）、次いで第１弾性率より小さい第２弾性率のゴム接合層（９、１０、１２、１３、３１）と次々に接触しており、かつ、該層の他方の側において、単一のゴム接合層（５、７、２８）と接触していることを特徴とするタイヤ。
2. クラウン（１）の上記２つのクラウン補強層（３、４）の軸方向幅が異なっており、第１弾性率のゴム接合層（６）および第２弾性率のゴム接合層（９）と接触しているコードは軸方向幅Lが最も小さい補強層（３）のコードであり、第１および第２弾性率の上記ゴム接合層は、互いに軸方向に隣接して設置されており、かつ上記軸方向幅Lが最も小さいクラウン補強層（３）と他方のクラウン補強層（４）との半径方向間に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 第１弾性率の上記ゴム接合層（６、２６）および第２弾性率の上記ゴム接合層（１０、３０）は上記２つのクラウン補強層（３、４、２３、２４）の半径方向間に設置され、且つ各々が上記２つのクラウン補強層（３、４、２３、２４）のコードと接触していることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
4. クラウン（１、２０）の軸方向幅Lが最も小さいクラウン補強層（３、２３）の軸方向端部のうちの少なくとも一方のコードは上記軸方向幅Lが最も小さいクラウン補強層（３、２３）の半径方向両側で第２弾性率の上記ゴム接合層（１０、１２、３０）と接触していることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ。
5. 上記クラウン補強層（２３、２４）の軸方向端部間には、更に第３弾性率のゴム層（３３）が赤道平面の少なくとも一方の側に設置されており、第３弾性率は第２弾性率より小さいことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
6. 第２弾性率のゴム接合層（９、１０、１２、１３、３０、３１）とクラウン補強層（３、４、２３、２４）のコードとの間の接触帯域の軸方向幅は、当該コードが属する上記クラウン補強層の軸方向半幅の５％より大きいことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
7. 第２弾性率のゴム接合層（９、１０、１２、１３、３０、３１）とクラウン補強層（３、４、２３、２４）のコードとの間の接触帯域の軸方向幅は、当該コードが属する上記クラウン補強層の軸方向半幅の３０％より小さいことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
8. 上記半径方向外側のクラウン補強層（２３）のコードは、少なくとも上記層の中心帯域において半径方向外側で第４弾性率のゴム接合層（２７）と接触しており、第４弾性率は第１弾性率より小さいことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
9. 第２弾性率および第１弾性率の比は０．５と０．９との間の範囲であることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
10. 第２弾性率および第１弾性率の比は０．６と０．８との間の範囲であることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
11. 第１弾性率は９MPaと１３MPaとの間であることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
12. 第３弾性率は３MPaと６MPaとの間であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ。
13. 第４弾性率は３MPaと８MPaとの間であることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
14. 第２弾性率のゴム接合層（９）はクラウン補強層のコードの軸方向端部を越えて外方に少なくとも３ｍｍ軸方向に延びていることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
15. クラウン補強層（３、４）のうちの少なくとも１つの層のコードはクラウンの中心部分において第１弾性率より高い第５弾性率の追加ゴム接合層（１４）と接触していることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
16. 第５弾性率は１２MPaと２０MPaとの間であることを特徴とする請求項１５に記載のタイヤ。
17. クラウン補強層（３、４、２３、２４）のうちの１つの層のコードは直径φを有しており、上記コードと接触している第２弾性率のいずれのゴム接合層（９、１０、１２、１３、３０、３１）も、少なくとも上記クラウン補強層の横方向端部帯域において上記コードと反対側でφ／２より大きいか或いはそれに等しい厚さを有していることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
18. クラウン補強層（３、４、２３、２４）のうちの１つの層のコードは直径φを有しており、上記コードと接触している第２弾性率のいずれのゴム接合層（９、１０、１２、１３、３０、３１）も、少なくとも上記クラウン補強層の横方向端部帯域においてφより大きいか或いはそれに等しい厚さを有していることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。

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