JP4589532B2 - ラジアルタイヤクラウン補強体 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明はタイヤクラウンに関し、特に、これらのクラウンの補強層間に設置されるゴム脱結合部に関する。
【０００２】
(背景技術)
タイヤのクラウンは、通常、カーカス補強体、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ている、通常、少なくとも２つの重ね合わせ補強層を持つベルト補強体と、トレッドとを備えている。
【０００３】
タイヤのクラウンは、道路と接触しており、また側壁部およびビードにより、車両を操向するのに必要な横方向応力をホイールに伝達しなければなならい。車両の道路性能が満足であるためには、クラウンが例えば側壁部に対して非常に剛性であることが必要である。永久の目的はできるだけ簡単に且つ経済的にかかる高剛性を得ようとすることである。
【０００４】
ベルト補強コードのゴム脱結合部が高い剛性を得るのに寄与していることが周知である。この理由は、これらのゴム脱結合部が、通常、高い弾性率を有しているからである。他方、カーカス補強体のコードと接触しているゴム脱結合部は、通常、タイヤの側壁部に受ける高い変形に損傷なしに耐えなければならないので、低い男性率を有している。
【０００５】
他方、道路車両のガソリン消費を減じるために非常に多くの研究が行なわれている。この目的で、耐磨耗性、密着性などの他の特性をできるだけ経済的に維持しながら、非常に低い転動抵抗を有するタイヤの設計に重点を置いている。
【０００６】
本発明の目的はタイヤ製造方法を容易にし、かくしてタイヤをより経済的に製造し、ならびにタイヤの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。
【０００７】
また、本発明の目的は、第１変形例によれば、主に転動抵抗を低下させるようにした実施例であり、第２変形例によれば、クラウンの剛性を向上させるようにした実施例である。
【０００８】
以下において、「コード」とは、特に、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ゴムの表面処理のような、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いる。
【０００９】
２つの補強層間の「ゴム脱結合層」とは、２つうち補強層の少なくとも一方に接触し、補強層に接着し、隣接コード間の隙間を埋めているゴム配合物を意味している。現在の工業的実施では、補強層はカレンダー仕上層の付与により構成され、その結果、２つの所定補強層間には、各々が２つの層のうちの一方の層のコードと接触しており、またタイヤの異なる帯域用と同じ組成を有している２つのゴム脱結合層が使用されている。
【００１０】
コードとゴム脱結合層との「接触」とは、コードの外周の少なくとも一部がゴム脱結合層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。
【００１１】
ゴム配合物の「弾性率」とは、１０％の一軸方向伸び変形時に順応の３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。
【００１２】
ゴム配合物の正弦方向応力については、例えば、ε＊＝ε₀e^jωtの変形が付与された状態では、そのゴム配合物の定常状態の応答も正弦方向であり、且つ角度δ、σ＊＝σ₀e^j(ωt+δ)だけ脱位相される。複素弾性率G＊＝σ＊／ε＊＝σ₀／ε₀e^jδ＝G'＋ｊG''が定められ、σはMpa単位の歪であり、G'は「動弾性率」と呼ばれ、G''は動損失率と呼ばれる。ｔaｎδ＝G''／G'比は減衰比と呼ばれる。これらの測定は別の剪断応力について、１０Hzの周波数、６０°の温度および１０％のピーク間動変形で行なった。
【００１３】
（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、ベルト補強体は、各々において平行であり、且つ周方向と１０°と７０°との間の角度（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ている少なくとも２つの重ね合わせ補強層を備えている。このタイヤは、２つの重ね合わせ補強層間には、機械特性の異なる少なくとも２つのゴム脱結合層が隣接して軸方に設置されており、上記２つのゴム脱結合層の各々が上記２つの重ね合わせ補強層のコードと接触していることを特徴としている。
【００１４】
このタイヤは（２つの隣接ゴム脱結合層間の変化帯域の外側で）任意の周部分において２つのクラウン補強層間にたった１つのゴム脱結合層を有すると言う利点を有している。この層は異なる周部分に、例えば、層の中心および縁部に異なる特性を有することができる。これにより単一層の性質および特性をタイヤ設計者の目的に適合させることができる。
【００１５】
ゴム脱結合層は好ましくは、ゴム配合物形材を半径方向内側の補強層に直接、螺旋形に巻きつけることによって構成されている。補強層のコードにゴム脱結合層を直接付けることによりタイヤの製造が簡単になる。
【００１６】
２つの重ね合わせ補強層の中心部分間には、第１脱結合層が設置され、第１層の少なくとも一方の側には、第２脱結合層が設置されており、この第２脱結合層は少なくとも２つの重ね合わせ補強層の横方向端部まで位遠くまで延びている。
【００１７】
第１実施例では、第２ゴム脱結合層の弾性率を分子とし、第１ゴム脱結合層の弾性率を分母とした比は０．０５と０．８との間、好ましくは０．４と０．６との間の範囲である。
【００１８】
この実施例では、交差コードよりなる２つの補強層間のゴム脱結合部の弾性率はタイヤの少なくとも１つの横方向帯域において、クラウンの中心帯域におけるゴム脱結合部の弾性率より著しく小さい。これにより、横すべりスラストおよび転動寿命特性を全体的に許容可能なレベルに維持することによって耐走向性の実質的増加を可能にすると言う利点が得られる。
【００１９】
第２ゴム脱結合層は好ましくは０．０８未満の減衰比ｔaｎδの値を有している。このような層は非常に容易にシステレシス性であり、関係したタイヤの耐走向性の増加に著しく寄与する。
【００２０】
また、横すべりスラストおよび転動寿命特性を保持したり、向上させたりするために、周方向に配向されたコードよりなり、大まかに第２ゴム脱結合層と同様に軸方向に延びる追加の補強層を第２ゴム脱結合層と同じ側に追加することも可能である。この追加の補強層は２つの重ね合わせ補強層の半径方向外側または内側に、或いはこれらの２つの層間に設置することができる。
【００２１】
タイヤのこの第１実施例は特にアスペクト比 H／Wが０．５５より高いタイヤに適している。
【００２２】
第２実施例では、第２ゴム脱結合層の弾性率を分子とし、第１ゴム脱結合層の弾性率を分母とした比は１．２と２０との間、好ましくは１．５と１０との間の範囲である。
【００２３】
第２実施例では、タイヤクラウンの横方向帯域に配置されたゴム脱結合層の弾性率未満の弾性率を有するのは２つの補強層の中心帯域に配置された第１ゴム脱結合層である。
【００２４】
また、第２実施例は、横すべりスラストおよび寿命特性を損なうことなしに走向抵抗を減じることができる利点を有している。この第２実施例はアスペクト比０．５５未満のタイヤでは特定の価値がある。
【００２５】
本発明の他の実施例によれば、異なる機械特性の２つのゴム脱結合層が軸方向に介在された２つの補強層はクラウン補強層およびカーカス補強層である。この実施例は、ベルト補強体が周方向に対して１０°と７０°との間の範囲の角度でコードを配向した補強層と、大まかに周方向に配向された平行コードにより構成された補強層とよりなる場合に特に有利である。
【００２６】
（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はトレッド２と、２つのクラウン補強層３、４とを備えている。２つの層は交差層と呼ばれ、これらの層は重ね合わされており、各々において平行であり、且つ周方向と１０と７０°との間の角度（α、β）を形成して互いに十字交差したコードよりなる。両層３、４間には、２つのゴム脱結合層、すなわち、両層の中央部分における層６と、両層の横方向部分における層１０とが設けられている。両ゴム脱結合層６、１０は両方とも２つの層３、４のコードと接触している。２つの層６、１０間の分離境界は好ましくは斜めになっている。
【００２７】
８で示す帯域において、層４の半径方向下方では、クラウン１はラジアルカーカス補強体（図示せず）を有している。
【００２８】
層３、４のコードは互いに交差しないように配置されている。
【００２９】
第１ゴム脱結合層６は通常、１０と１５MPaの範囲の弾性率を有している。
【００３０】
クラウンの横方向部分において、２つの層３、４のコードは第１ゴム脱結合層の弾性率より小さい弾性率の第２ゴム脱結合層１０と接触している。第２ゴム脱結合層の弾性率を分子とし、第１ゴム脱結合層の弾性率を分母とした比は０．０５と０．８との間、好ましくは０．５と０．７との間の範囲である。弾性率の低い方の層は両層の端部のところの最大剪断応力の大きさを制限し、従って、転動時のシステレシスにより放散されるエネルギーを制限する。
【００３１】
図２は部分層１１が追加された図１のタイヤクラウンの変形例を示している。この層１１はタイヤの周方向に配向されたコードよりなる。これらのコードは織物材料、アラミド、ポリエステル、ナイロン、ガラス繊維またはワイヤよりなり得る。
【００３２】
層１１は２つの層３、４の半径方向外側に設置されており、層３、４の２つの横方向端部の大まかに真上で軸方向に延びている。この層は両層３、４の端部間の剪断応力の大きさを制限し、かくして、タイヤの実質的に向上された耐走向性を有しながら、横すべりスラストおよび（耐久性の意味での）寿命特性を保持し、また増大さえする利点を有している。
【００３３】
その層１１は２つの層３、４の半径方向内側（図４）ならびに両層３、４間に半径方向（図３）に設置することもできる。
【００３４】
２つの交差補強層間、およびクラウンの横方向端部のうちの少なくとも一方における弾性率が小さく且つシステレシスの低い方のゴム脱結合層を有する層１１はH／W（高さ割る幅）アスペクト比が０．５５より高いタイヤに特に適している。
【００３５】
本発明の他の実施例によれば、第１層と第２層との弾性率の比を逆にすることによってタイヤの横すべりスラストの実質的ゲインを得ることができる。かくして、弾性率の高い方の層はクラウンの横方向端部に設置され、弾性率およびシステレシスの低い方の層は２つの交差補強層３、４間の中央部分に設置される。
【００３６】
クラウンの横方向端部に向けて配置されたゴム脱結合層は幅方向幅の最も小さい交差補強層、すなわち、効率的であるために５ｍｍより、好ましくは２０ｍｍより軸方向に大きくなければならないコードとの接触長さを有している。しかし、層３の軸方向幅の１／３を超える接触長さを増大することが必要でない。
【００３７】
この第２実施例はアスペクト比が０．５５未満のタイヤに特に適している。
【００３８】
１７５／７０−１３タイヤは下記の構成で製造された。
【００３９】
− 弾性率１２Mpaの両層３、４間に単一のゴム脱結合層を持つワイヤクラウン（２３°で配向された８０f／ｄｍの６．２３NFコード）を有している対照例A；
− ２つの交差補強層、すなわち、弾性率１２Mpaの層６と弾性率５Mpaの層との間に２つのゴム脱結合層を有しているタイヤB；
− タイヤAと同様であるが、弾性率５Mpaの両層３、４間に単一のゴム脱結合層を持つタイヤC、すなわち、第２対照例；
− タイヤBと同様であるが、２つの交差補強層の横方向端部の上方に周方向に配向されたナイロン１４０＊２コードの層１１を更に持つタイヤD。
【００４０】
これらのタイヤについて、（６０km／ｈ、圧力２．１バールおよび荷重３５００Nでの）耐転動性試験を行なった。この試験により、転動時に放散されたエネルギーを測定し、有利な結果を１００以下の数字で表してある。また、これらのタイヤについて、横すべりスラスト、すなわち、与えられた横すべり角度δでの転動時にタイヤが生じる横方向応力Yの特徴付けを行なった。横すべりスラストの増大を１００より高い数字で表してある。試験は３５００Nの荷重および２バールの膨らまし圧力で行なった。

【００４１】
本発明による解決タイヤBは横すべりスラストの或る程度の低下を伴なって、耐転動性の著しい向上を示した。
【００４２】
解決タイヤCは横すべりスラストのより鋭い低下を伴なう以外、耐転動性の同じ向上を示している。
【００４３】
最後に、本発明により解決タイヤDは行なった両試験においてタイヤ特性の向上を示している。
【００４４】
これらのタイヤはタイヤ設計者の目的に応じてタイヤの周部分に対する２つの交差クラウン補強層間のゴム脱結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。
【００４５】
図５は本発明の他の実施例を示している。そのタイヤのクラウン２０はトレッド２２と、コードが周方向と１０度と７０度との間の範囲の角度を形成するクラウン補強層２３と、カーカス補強層２４とを備えている。２つの重ね合わせ補強層間には、第１ゴム脱結合層２５と、隣接した第２ゴム脱結合層２６とが設けられている。これらの層は２つの補強層２３、２４と直接接触している。層２５は両層の中心に設置されており、層２６は横方向帯域に設置されている。また、このようなタイヤはそのクラウン補強耐に追加層を有しており、この追加層は周方向に配向されたワイヤまたは他のコードを有している。
【００４６】
２つの層２５、２６の弾性率および／または減衰比ｔaｎδは上記２つの変形例と同様に変化することができる。
【００４７】
図６には、図５のタイヤクラウンの変形例３０が示されている。図６では、周方向に配向されたワイヤまたは他のコードを有する追加のクラウン補強層３１が表されている。更に、クラウン３０はカーカス層２４およびクラウン補強層２３の両方の半径方向内側に設置された部分層３２を有している。この層３２は、弾性率のより小さい且つシステレシスの低いゴム脱結合層をクラウンの横方向端部に設置した場合、タイヤの横すべりスラスト、耐走向性および寿命特性をかなり向上させる。
【００４８】
弾性率の最も高いゴム脱結合層を横方向に設置してなる他の実施例では、部分層３１は更にタイヤの横すべりスラストのゲインを補強する。これは非常に高い速度で転動するようになっているタイヤにも当てはまる。
【００４９】
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、ゴム脱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】 本発明によるタイヤクラウンを部分子午線断面で示す図である。
【図２】 図１のタイヤクラウンの変形例を部分子午線断面で示す図である。
【図３】 図２のタイヤクラウンの変形例を部分子午線断面で示す図である。
【図４】 図２のタイヤクラウンの第２変形例を部分子午線断面で示す図である。
【図５】 タイヤクラウンの第２変形例を部分子午線断面で示す図である。
【図６】 図５のタイヤクラウンの変形例を部分子午線断面で示す図である。

Claims (15)

1. クラウン（１）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、クラウン補強体とを備えているタイヤにおいて、
   上記クラウン補強体が、各々において平行であり、且つ周方向と、１０°と７０°との間の角度（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ている少くとも２つの重ね合わせクラウン補強層（３、４）を備えており、上記２つの重ね合わせクラウン補強層間には、互いに異なる弾性率を有する第１脱結合層（６）および第２脱結合層（１０）が軸方向に隣接して設置されており、上記第１および第２脱結合層（６、１０）の各々が上記２つのクラウン重ね合わせ補強層（３、４）のコードと接触しており、
   上記第１脱結合層（６）は、上記２つの重ね合わせクラウン補強層の中心部分間に設置されており、
   上記第２脱結合層（１０）は、上記第１脱結合層（６）の少なくとも一方の側に設置されており、かつ、上記２つの重ね合わせクラウン補強層の対応する横方向端部まで延びており、
   上記クラウン補強体は、上記第２脱結合層（１０）と同じ側に、周方向に配向されたコードよりなり、実質的に上記第２ゴム脱結合層（１０）と同様に軸方向に延びる追加補強層（１１）を更に備えている、
   ことを特徴としているタイヤ。
2. クラウン（２０、３０）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、クラウン補強体とを備えているタイヤにおいて、上記カーカス補強体が、周方向と９０°にほぼ等しい角度を形成する平行コードで構成された少なくとも１つのカーカス補強層（２４）を備えており、上記クラウン補強体が、周方向と、１０°と７０°との間の角度αを形成する平行コードで構成された少なくとも１つのクラウン補強層（２３）を備えているタイヤにおいて、上記クラウン補強層（２３）と上記カーカス補強層（２４）との間には、互いに異なる弾性率を有する第１および第２脱結合層（２５、２６）が軸方向に隣接して設置されており、上記２つの第１および第２脱結合層（２５、２６）の各々が上記クラウン補強層（２３）のコードおよび上記カーカス補強層（２４）のコードと接触していることを特徴としているタイヤ。
3. 上記クラウン補強体は、周方向と１０°と７０°との間の角度αを形成する平行コードで構成されたクラウン補強層（２３）と、実質的に周方向に配向された平行コードで構成されたクラウン補強層（３１）とよりなることを特徴としている請求項２に記載のタイヤ。
4. 上記クラウン補強体は、上記第２脱結合層（２６）と同じ側に、周方向に配向されたコードよりなり、実質的に上記第２ゴム脱結合層（２６）と同様に軸方向に延びる追加補強層（３２）を更に備えていることを特徴としている請求項２または３に記載のタイヤ。
5. 上記第１脱結合層（２５）は、上記カーカス補強層（２４）および上記クラウン補強層（２３）の中心部分間に設置されており、上記第２脱結合層（２６）は、上記第１脱結合層（２５）の少なくとも一方の側に設置されており、かつ、少なくとも上記クラウン補強層（２３）の対応する横方向端部まで延びていることを特徴としている請求項２ないし４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。
6. 第２脱結合層（１０、２６）の１０％変形における弾性率を分子とし、第１脱結合層（６、２５）の１０％変形における弾性率を分母とする比が０．０５と０．８との間の範囲であることを特徴としている請求項１または５に記載のタイヤ。
7. 第２脱結合層（１０、２６）は第１脱結合層（６、２５）の減衰比より小さい減衰非ｔａｎδの値を有していることを特徴としている請求項６に記載のタイヤ。
8. 第２脱結合層（１０、２６）は０．０８未満の減衰比ｔａｎδの値を有していることを特徴としている請求項６に記載のタイヤ。
9. アスペクト比H／Wが０．５５より大きいことを特徴としている請求項６に記載のタイヤ。
10. 上記追加補強層（１１）は、上記クラウン補強体に対して半径方向外側に設置されていることを特徴としている請求項１に記載のタイヤ。
11. 第２脱結合層（１０、２６）の１０％変形における弾性率を分子とし、第１脱結合層（６、２５）の１０％変形における弾性率を分母とする比が１．２と２０との間の範囲であることを特徴としている請求項１または５に記載のタイヤ。
12. 第１脱結合層（６）は第２脱結合層の減衰比より小さい減衰比ｔａｎδの値を有していることを特徴としている請求項１０に記載のタイヤ。
13. 第１脱結合層（６）は０．０８より低い減衰比ｔａｎδの値を有していることを特徴としている請求項１０に記載のタイヤ。
14. アスペクト比H／Wが０．５５未満であることを特徴としている請求項１０に記載のタイヤ。
15. 各脱結合層（６、１０、２５、２６）はゴム配合物形材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構成されていることを特徴としている請求項１ないし１４のうちのいずれか１項に記載のタイヤ。

Images