JP4694487B2 - タイヤトレッド用補強層 - Google Patents

Description

本発明は、クラウンとして知られた領域が、補強要素の層からなる補強体により補強されたラジアルカーカスを備えたタイヤに関する。

乗用車用タイヤは、一般に、両ビードに係止されたラジアルカーカス補強体を有し、該ラジアルカーカス補強体の反対方向外方にはクラウン補強体が載置され、該クラウン補強体自体の反対方向外方には、走行中に路面に接触するように設計されたトレッドが載置されている。クラウン補強体は少なくとも２つの層を有し、各層は複数の補強要素で形成され、１つの層の補強要素は隣接層の補強要素に対して交差されている。

これらの層は例えばプライの形態に作られ、各プライは、互いに本質的に平行な複数のフィラメントまたはコードで形成されている。他の既知の形態では、補強要素は、プライの製造という前段階を介することなく、タイヤの製造中に個別的にまたは幾つかの群として一度に配置される。便宜上、以下の記載において「プライ」とは、前記層をいかにして作るかとは無関係に、クラウン補強体のあらゆる層を指称するのに使用する。

カーカスがテクスタイル補強要素を有しているタイヤの場合には、ワーキングプライと組合せた機械的三角効果（mechanical triangulation effect）を増大させるため、タイヤのクラウンに単一付加層（該層の補強要素はタイヤの赤道平面に対して６０°より大きい角度を形成している）を設けることは知られている。

タイヤの赤道平面とは、タイヤの回転軸線に対して垂直な平面であって、クラウン補強体を、軸線方向に本質的に同一部分に分割する平面をいうものと定義する。

単一プライ以外の他の既知の構成では、赤道平面の両側に、対称的であるか否かを問わず２つの付加プライを配置するものがある。

また、乗用車タイヤが受ける高回転速度に関して、このようなタイヤのクラウンに、補強要素が赤道平面に対して本質的に平行（すなわち、赤道平面に対して１０°より小さい角度）に配置された少なくとも１つの付加補強体を設けることが知られている。この付加補強体の補強要素はテクスタイルまたは金属にすることができ、かつ走行中にタイヤが受ける力に対して適当な抵抗をもつものが選択される。

従来技術において下記特許文献１には、２つのワーキングプライと、カーカスと第一ワーキングプライとの間で半径方向に配置された付加子午線方向補強プライ（すなわち、補強要素が周方向に対して６０°より大きい角度を形成するプライ）と、ワーキングプライの半径方向外方で周方向に配向された補強要素の２つの付加層とを有するタイヤクラウンが開示されている。他方、下記特許文献２には、赤道平面上に中心をもつ子午線方向補強プライまたは赤道平面に対して対称的に配置された２つの子午線方向補強プライを有するタイヤが開示されており、またこの特許文献２には、子午線方向補強プライの軸線方向外端部に配置された２つの周方向補強体の存在が明記されている。

他の特許文献として、下記特許文献３には、ワーキングプライの両端部の下で赤道平面に対して対称的に配置された２つの小さい子午線方向補強体を有するタイヤが開示されており、該タイヤには、前記２つの小さい子午線方向補強プライの間で軸線方向に配置された単一の周方向補強体も設けられている。

日本国特許公報ＪＰ０６／１７１３０８号明細書 日本国特許公報ＪＰ０５／０６９７０２号明細書 フランス国特許許ＦＲ２４２１０７４号明細書

これらの解決法は、今日製造される車両の性能条件および走行時のタイヤの耐摩耗性（高い有効寿命）に関する使用者の条件を満たさなくてはならないタイヤを使用するときに、完全に満足できるものではないことが判明している。

上記目的に対処するため、本発明によるタイヤは、ラジアルカーカス補強体（すなわち、その補強要素が周方向に対して約９０°の角度を形成している補強体）を有し、該ラジアルカーカス補強体の半径方向外方には少なくとも２つのいわゆる「ワーキング」プライからなりかつ幅Ｌｓをもつクラウン補強体が載置され、各ワーキングプライは周方向に対して１７〜３５°の間の平均角度で配置された複数の補強要素からなり、一方のワーキングプライの補強要素は他方のワーキングプライの補強要素に対して交差しており、クラウン補強体はまた、軸線方向幅Ｌｍ、Ｌｍ′をもつ２つの付加子午線方向補強プライを備え、該子午線方向補強プライの軸線方向最内端部は距離Ｌｔを隔てておりかつ軸線方向最外端部は距離Ｌｅを隔てており、これらの付加プライは周方向に対して６０°より大きい角度を形成する複数の補強要素を備え、クラウン補強体はまた、全幅Ｌ８をもつ少なくとも１つの周方向補強体（すなわち、その補強要素が赤道平面に対して１０°以下の角度を形成している補強体）を備えている構成のタイヤにおいて、

周方向補強体の全幅Ｌ８は、２つの付加子午線方向補強プライの軸線方向最外端部間の距離Ｌｅに少なくとも（最小の場合でも）等しく、
子午線方向補強プライの軸線方向最外端部（Ａ、Ａ′）は、最小幅ワーキングプライの軸線方向最外端部より軸線方向内方にあり、
子午線方向補強プライと半径方向に一致する領域における周方向補強体の周方向の引っ張り剛性は、子午線方向補強プライが存在しない領域における前記周方向補強体の引っ張り剛性よりも小さいことを特徴とする。

子午線方向補強プライと半径方向に一致する領域とは、前記子午線方向プライの半径方向投影部の半径方向外方または内方の領域、すなわち、回転軸線に対して垂直でかつ対象とする子午線方向補強体の軸線方向端部を通る２つの平面間の領域である。

子午線方向補強プライ同士の間の軸線方向距離Ｌｔは、大きくても、クラウンの幅Ｌｓの１５％に等しいことが好ましい。

子午線方向プライの幅Ｌｍ、Ｌｍ′は、クラウンの幅Ｌｓの３７〜４９％の間にあるのが好ましい。子午線方向補強プライは、タイヤの赤道平面の両側に配置されるのが有利である。

２つの付加子午線方向補強プライの軸線方向最外端部間の距離Ｌｅは、前記付加プライの軸線方向最内端部同士の間の距離Ｌｔと、該付加プライの幅Ｌｍ、Ｌｍ′との合計に本質的に等しい。

全幅Ｌ８は、周方向補強体から軸線方向に最も離れた端部間の軸線方向距離に等しい。この距離Ｌ８は、少なくともクラウンの幅Ｌｓに等しいのが有利である。

本発明によれば、周方向補強体は、ワーキングプライの半径方向外方、または２つのワーキングプライ間、または全てのワーキングプライの半径方向内方にも配置できる。

好ましくは、子午線方向補強プライと半径方向に一致する領域における周方向補強体の周方向の引っ張り剛性は、大きくても、子午線方向補強プライが存在しない領域における前記周方向補強体の引っ張り剛性に等しい。

周方向補強体の引っ張り剛性は、前記補強体の単位幅当りに加えられる周方向の引っ張り力と、これに対応する伸びとの比として定義される（これらの値は、タイヤから採取した標本について実験的に測定されるか、補強要素の特定機械的特性および補強体の寸法的特徴（単位幅当りの補強体の数、すなわち補強体内の補強要素の平均的方向に垂直な方向内での補強体の数）を考慮に入れた数値シミュレーションにより得られる）。

クラウンの幅Ｌｓは、少なくとも２つのワーキングプライ間の機械的カップリングの最大幅であり、このカップリング幅は、本質的に、最大幅ワーキングプライの幅以下の大きさである。

変更形態は、周方向補強体を軸線方向に不連続に形成することからなり、前記補強体の一部は補強プライの存在しないクラウンの各領域（すなわち、子午線方向補強プライ同士の軸線方向の中間または軸線方向外方）の上方に配置される。他の領域（すなわち、子午線方向補強プライが設けられた領域）には、全体としてこのような周方向補強体は設けられない。

他の変更形態は、周方向補強体を軸線方向に連続的に配置（すなわち、クラウンの全幅Ｌｓを覆うように配置）すると同時に、領域に従って剛性を変化させることからなる。
各タイヤについて、子午線方向補強プライの補強要素の方向の、子午線方向補強プライの単位長さ当りの平均圧縮剛性は１ＧＰａ（１．１０⁹Ｐａ、すなわち１．１０⁹Ｎ／ｍ²）より大きいことが好ましく、この剛性は、１つの補強要素の圧縮剛性に、プライの単位長さ当りの補強要素の数を掛けることにより求められる。

周方向補強体の補強要素は、金属またはテクスタイルで形成でき、かつフィラメントまたはコードの形態で使用できる。本発明によれば、周方向補強体は、所望の周方向引っ張り剛性変化を得るため、異なる性質の補強要素で形成することができる。

本発明の他の特徴および長所は、非制限的な例として本発明の実施形態を示す添付図面を参照して以下に述べる説明から明らかになるであろう。
いかなる制限的意図ももたない例示実施形態が添付図面に示されている。

図１は、本発明によるサイズ２２５／５０ Ｒ １７のタイヤ１の第一実施形態を示すものであり、このタイヤ１は、
補強要素がポリエステルテクスタイルコードであるラジアルカーカス２と、
第一および第二ワーキングプライ４、５を有するクラウン３とを有し、これらのワーキングプライ４、５の補強要素は、１．２５ｍｍの平均間隔（この間隔は、同じプライにおける２つの補強要素間の平均距離に等しい）で各プライに配置された構造４−２６（すなわち、直径０．２６ｍｍの４本のワイヤ）の金属コードである。カーカス２に半径方向に最も近い第一ワーキングプライ４の補強要素の角度は（周方向に対して）２５°に等しいかこの角度に近く、かつ第二ワーキングプライ５の補強要素の角度は−２５°に等しいかこの角度に近く、このため、前記第二プライ５の補強要素は第一プライ４の補強要素と交差する。

第一および第二ワーキングプライ４、５の幅Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ、１９４、１８０ｍｍに等しい。この場合、クラウンの幅Ｌｓは１８０ｍｍに等しく、小さい幅のワーキングプライ５の幅に等しい。

また、赤道平面（この平面は、図面において線ＸＸ′で示されている）の両側には、２つの付加子午線方向クラウン補強プライ６、７が配置されており、これらの各プライ６、７の幅Ｌｍ、Ｌｍ′は７６ｍｍに等しい。これらのプライ６、７は、ワーキングプライ４、５のコードの構造と同じ構造の金属補強要素からなり、前記付加プライ６、７の補強要素は、２．００ｍｍの平均間隔および周方向に対して９０°の平均角度で、各付加プライ６、７内に配置されている。各付加子午線方向プライ６、７の軸線方向最外端部は、小さい幅のワーキングプライ（ここでは、半径方向最外プライ５）の軸線方向外端部の位置より軸線方向内方にある。

この場合、子午線方向補強プライの軸線方向最内端部（すなわち、赤道平面に最も近い端部）を分離する距離Ｌｔは、１２ｍｍに等しい。この距離は、クラウンの幅Ｌｓの６％に等しい。

また、クラウン補強体の半径方向外方には、それぞれ幅Ｌ８１、Ｌ８２、Ｌ８３の３つの別個の部分８１、８２、８３に形成された軸線方向不連続周方向補強体８が設けられており、周方向補強体８の各部分は、周方向に対して０°に等しいか、これに近い角度で配置された複数の補強要素を有している。この実施形態では、補強要素は１ｍｍの間隔で配置されたNylon^(R)１４０×２コードである。幅Ｌ８１、Ｌ８２、Ｌ８３は、それぞれ３５、３０、３５ｍｍである。周方向補強体８の軸線方向最外端部間の距離Ｌ８は、第一ワーキングプライの幅Ｌ１に近く、従って、子午線方向補強プライ６、７の軸線方向に最大幅の間隔を隔てた端部間の距離Ｌｅより大きい。

子午線方向位置にある周方向補強体の部分８２は、３０ｍｍに等しい幅Ｌ８２を有している。この中央補強体は、子午線方向プライ６、７の赤道平面に最も近い端部間の距離Ｌｔを全体として覆うが、これらの子午線方向補強プライを、これらのそれぞれの幅の２０％を超えて覆うことはない。

クラウン補強体の軸線方向外端部近くに位置する周方向補強体の他の２つの部分８１、８３はタイヤの赤道平面に関して対称的であり、かつ中央部分８２に使用された補強要素と同じ特性を有しかつ半径方向に２つの層を形成するように配置された補強要素からなる（このため、周方向剛性は、中央部分の剛性の２倍となる）。これらのいわゆる「エッジ」側周方向補強体の各々は、子午線方向補強プライの軸線方向端部を覆うべく該子午線方向補強プライの軸線方向最外端部に近い、軸線方向内方の第一位置Ａと、最大幅のワーキングプライ４の端部のレベルで軸線方向に位置する、軸線方向外方の第二位置Ｂとの間で延びている。この実施形態では、第一位置Ａは赤道平面から７７ｍｍ離れて位置（すなわち、子午線方向補強プライ６、７の軸線方向最外位置より軸線方向内側に位置）しており、第二位置Ｂは赤道平面から１０３ｍｍ離れて位置している。

カーカス、クラウンおよび付加プライおよび補強体からなる組立体の半径方向外方には、更にタイヤトレッド９が載置されている。

車両に装着して使用したとき、本発明と同じ子午線方向補強プライを備えているが本発明による周方向補強体は備えていないタイヤと比較して約２５％の摩耗の減少が測定されている。

図２に示す本発明の実施形態による変更クラウン補強体は、付加周方向補強体８が軸線方向に連続している点、および子午線方向補強プライが存在する領域または存在しない領域に対応して、軸線方向（すなわち、図２のタイヤの赤道平面の線ＸＸ′に対して垂直な方向）に変化する周方向剛性を有する点において、図１を参照して説明した実施形態のクラウン補強体とは異なっている。より詳しくは、クラウン補強体３は、カーカス補強体２とワーキングプライ４、５との間に２つの子午線方向補強プライ６、７を有し、ワーキングプライの半径方向外方には、周方向に巻回された補強要素により形成されたプライの形態をなす周方向補強体８が設けられている。この巻回は、巻回のターン（巻き部）間の軸線方向距離が、子午線方向補強プライが存在しない領域における方が、子午線方向補強プライの上方領域におけるターン間の軸線方向距離より小さくなるようにして、同じ補強要素を用いて行われる。また、付加子午線方向補強プライは赤道平面に対して非対称的に配置され、すなわち、タイヤが使用されるときに車両の外側となるタイヤの側に位置するプライ６の方が赤道平面から遠く離れるように配置される。

周方向補強プライ８は５つの領域８１、８４、８２、８５、８３を有し、これらの領域は、クラウンの一縁部から他縁部にかけて軸線方向に連続的である（領域８１、８２、８３は、図１に示した実施形態における両縁部領域および中間領域に対応する）。子午線方向補強プライ６、７の半径方向上方の領域８４、８５における周方向補強要素は、これらの補強要素間の間隔の方が、両縁部領域８１、８３および中間領域８２における補強要素間の間隔より大きくなるように配置されており、従って、前記領域８４、８５の方が小さい周方向引っ張り剛性を有する。この実施形態では、周方向補強体８の軸線方向最外端部間の距離Ｌ８は、第一ワーキングプライの幅Ｌ１より極く僅かに大きく、従って、子午線方向補強プライ６、７の軸線方向に最も離れた端部間の距離Ｌｅより大きい。

この最後の実施形態では、周方向補強体の領域に基いて異なる性質の補強要素を使用することにより、周方向補強要素の剛性を変化させることができると同時に、補強体の軸線方向連続性（すなわち、周方向補強体がクラウン補強体の全幅に亘って存在すること）を確保できる。

他の変更形態（図示せず）では、子午線方向補強プライが、２つのワーキングプライの間で半径方向に配置される。

本発明の更に別の変更形態（図示せず）では、周方向補強体がワーキングプライ間に配置される。
添付図面を参照して説明したことは制限的でないことはもちろんであり、特に、ワーキングプライの数は３つ以上にすることができる。

２つの子午線方向補強プライおよび軸線方向に不連続な１つの周方向補強体を有する本発明によるタイヤの子午線方向断面図である。 周方向補強体が軸線方向に連続している第二実施形態を示すものである。

符号の説明

１ タイヤ
２ ラジアルカーカス補強体
３ クラウン補強体
４ 第一ワーキングプライ
５ 第二ワーキングプライ
６、７ 子午線方向補強体
８ 不連続周方向補強体（付加周方向補強体）
９ タイヤトレッド

Claims (7)

1. ラジアルカーカス補強体（２）を有し、該ラジアルカーカス補強体（２）の半径方向外方には少なくとも２つのワーキングプライ（４、５）からなりかつ幅（Ｌｓ）をもつクラウン補強体（３）が載置され、各ワーキングプライ（４、５）は周方向に対して１７〜３５°の間の平均角度で配置された複数の補強要素からなり、一方のワーキングプライ（４、５）の補強要素は他方のワーキングプライ（４、５）の補強要素に対して交差しており、クラウン補強体（３）はまた、軸線方向幅（Ｌｍ、Ｌｍ′）をもつ２つの付加子午線方向補強プライ（６、７）を備え、該子午線方向補強プライ（６、７）の軸線方向最内端部は距離（Ｌｔ）を隔てておりかつ軸線方向最外端部は距離（Ｌｅ）を隔てており、これらの付加子午線方向補強プライ（６、７）は周方向に対して６０°より大きい角度を形成する複数の補強要素を備え、クラウン補強体（３）はまた、全幅（Ｌ８）をもつ少なくとも１つの周方向補強体（８）を備え、該周方向補強体（８）の補強要素は赤道平面に対して１０°以下の角度を形成している構成のタイヤ（１）において、
   周方向補強体（８）の全幅（Ｌ８）は、２つの付加子午線方向補強プライ（６、７）の軸線方向最外端部間の距離（Ｌｅ）に少なくとも等しく、
   子午線方向補強プライ（６、７）の軸線方向最外端部は、最小幅ワーキングプライ（５）の軸線方向最外端部より軸線方向内方にあり、
   子午線方向補強プライ（６、７）と半径方向に一致する領域における周方向補強体（８）の周方向の引っ張り剛性は、子午線方向補強プライ（６、７）が存在しない領域における前記周方向補強体（８）の周方向の引っ張り剛性よりも小さいことを特徴とするタイヤ。
2. 前記子午線方向補強プライ（６、７）間の軸線方向距離（Ｌｔ）は、大きくても、クラウン補強体（３）の幅（Ｌｓ）の１５％に等しいことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
3. 前記子午線方向プライ（６、７）の幅（Ｌｍ、Ｌｍ′）は、クラウン補強体（３）の幅（Ｌｓ）の３７〜４９％の間にあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ。
4. 前記子午線方向補強プライ（６、７）は、タイヤの赤道平面の両側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載のタイヤ。
5. 前記周方向補強体（８）は、ワーキングプライ（４、５）の半径方向外方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のタイヤ。
6. 前記子午線方向補強プライ（６、７）と半径方向に一致する領域における周方向補強体（８）の周方向の引っ張り剛性は、子午線方向補強プライ（６、７）が存在しない領域における前記補強体（８）の引っ張り剛性の、大きくても５０％に等しいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載のタイヤ。
7. 前記周方向補強体（８）は軸線方向に不連続であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のタイヤ。

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