JPH07276534A - 補強されたサイドウォールを有するタイヤ - Google Patents

補強されたサイドウォールを有するタイヤ

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JPH07276534A
JPH07276534A JP7109960A JP10996095A JPH07276534A JP H07276534 A JPH07276534 A JP H07276534A JP 7109960 A JP7109960 A JP 7109960A JP 10996095 A JP10996095 A JP 10996095A JP H07276534 A JPH07276534 A JP H07276534A
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デリア アラン
Francois Doremieux
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 補強されたサイドウォールを有するタイヤ。 【構成】 タイヤの高速運動性能を向上させ、サイドウ
ォール１の振動振幅を小さくし、車輪のトルクをタイヤ
を介して地面に有効に伝播するために周方向を向いた補
強材集合体断片の形をした補強材６を取付けてタイヤの
サイドウォール１の剛性に合せる。補強材集合体断片６
の長さはタイヤの放射方向最外側の点Ｓで測定したタイ
ヤの伸びより小さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタイヤに関するものであ
り、特に補強されたサイドウォールを有するタイヤに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、タイヤはタイヤ機能上で役目が
正確に決まっている複数の部分で構成されている。タイ
ヤの放射方向外側、すなわちタイヤの放射方向最大半径
部分にある頂部は、大抵の場合トレッドを有するベルト
状補強材によって補強され、この頂部からは２つのサイ
ドウォールが放射方向内側すなわち放射方向最少半径部
分へ向かって放射状に延び、各サイドウォールはビード
部分へ向かって放射方向内側へ向かって延びている。
【０００３】サイドウォールの役目はタイヤ頂部とビー
ト部分との間で力を伝達することにある。そのため、サ
イドウォールは少なくとも１つのカーカス補強材 (タイ
ヤ頂部まで延びている場合もある）を有し、このカーカ
ス補強材は適切な手段によってビート部分に強固に固定
（投錨(ancre) される。カーカス補強材は弾性材料によ
って連結された複数の補強材で構成され、一般にはウェ
ブ形状をしている。
【０００４】「ビート部分に強固に固定(acnree)する」
とは、膨脹圧の作用およびタイヤの回転作用でカーカス
補強材に生じる力の全てをビート部分が受けるというこ
とを意味する。「補強材集合体(assemblage)」という用
語は、タイヤ工業で使用されているエラストマー混合物
の平均剛性よりも剛性がはるかに高い複数の要素、例え
ばコード、フィラメント、ストランドを互いに結合させ
た補強材全体を意味する。
【０００５】タイヤの高速走行時の性能を向上させ、サ
イドウォールの振動の振幅を最大限に減少させ、しか
も、車輪の大きなトルクをタイヤを介して地面に伝える
ためには、サイドウォールの円周方向の剛性を大きくす
るとともに、サイドウォールの放射方向位置に応じて剛
性を調節することが望ましい。
【０００６】補強材集合体をタイヤのサイドウォールに
周方向に配置することは複数の特許に記載されている。
これらの特許は連続した周方向補強材を用いた場合の製
造上の問題を解決することが主眼で、サイドウォールの
半径方向位置に応じて周方向の剛性を適当に変化させる
ことの重要性については全く記載がない。
【０００７】フランス国特許第 1,304,907号には、周方
向に沿って配置された補強材によって各サイドウォール
を補強したタイヤの製造方法が記載されている。この方
法では、先ず最初に適当な支持体に単一の補強材を螺旋
状に巻き付け、エラストマー材料によって補強材の位置
を固定してクラウンを作り、次に、このクラウンをタイ
ヤ素材(ebauche) 上に取付けてタイヤのサイドウォール
を形成する。この方法は、周方向補強材、例えば補強材
集合体を用いてタイヤを効率的に製造することができる
が、この方法はコストが極めて高くなるだけでなく、サ
イドウォールの放射方向位置に応じて円周方向の剛性を
簡単に調節することができないという欠点がある。
【０００８】フランス国特許第 2,170,848号に記載の成
形(conformation)段階を含むタイヤ製造方法の場合に
は、「壊れやすい芯を備えた補強材集合体 (assemblage
a amecassante) 」とよばれる連続した補強材集合体を
用いてサイドウォールの周方向が補強されたタイヤを製
造することができる可能性がある。この補強材集合体は
一本の直線状芯線の周りにいわゆる補強材集合体を螺旋
状に巻き付けたものである。この補強材集合体は成形前
に製造ドラムに予め取付けたカーカス補強材上に周方向
に巻き付けて取付けられる。
【０００９】カーカス成形時には、壊れやすい芯を備え
る補強材集合体は変形率が大きくなる程より大きく伸び
なければならないが、この補強材集合体の構造ではこれ
が可能である。すなわち、最初の段階では補強材集合体
の芯のみが変形に対抗し、この段階が終わり、芯の破壊
力に達すると壊れやすい芯を備える補強材集合体は損れ
て、補強材集合体が解放され、ほぼ応力を受けずに伸び
ることができるようになる。ここで、タイヤの組成物に
含まれる材料の成形率とは、製造時に材料を取付ける円
筒の半径と成型後の材料の半径の値との間の比であるこ
とを思い出してほしい。しかし、上記特許の方法では、
サイドウォールの最大半径部分に配置された補強要素の
みしかほぼ伸びた形すなわち略無限螺旋ピッチにならな
い。従って、引張り応力に対する補強効果は放射方向の
最外側に配置された補強材集合体でしか最大にならな
い。また、サイドウォール補強材の周方向剛性をサイド
ウォールの放射方向位置に応じて調節することがこの方
法では不可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記欠
点のないタイヤを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、２つのサイド
ウォールを有し、各サイドウォールは放射方向外側へ向
かってトレッドを有する頂部まで延び、放射方向内側へ
向かってビード部分まで延び、各サイドウォールは少な
くとも１つのカーカス芯材を有し、少なくとも１つのサ
イドウォールは周方向に延びた補強材を有し、このサイ
ドウォール補強材がカーカス芯材に機械的に連結されて
いる、タイヤにおいて、サイドウォールの補強材は複数
の集合体断片(troncon) 群で構成され、集合体断片の長
さは放射方向最外側の頂部の点で測定した円周の１／10
以下であり、各集合体断片群は両端部近傍で少なくと１
つの隣接した他の集合体断片群に機械的に連結されてい
ることを特徴とするタイヤを提供する。
【００１２】
【作用】ある集合体断片群に隣接する集合体断片群の概
念を定義するために、所定の集合体断片の等価な直径を
その集合体断片群に外接し、その対称軸線がタイヤの回
転軸線と一致する円形断面の輪環面の断面の直径として
定義する必要がある。集合体断片群間が互いに重なり、
それらの集合体断片群の最も近接した母線間の間隔が所
定の集合体断片群の等価な直径以下である時に、集合体
断片群は所定の集合体断片群に隣接していると考える。
２つの集合体断片群に対する少なくとも１つの共通の放
射方向断面平面が存在し、その間に挿入された他の集合
体断片群が存在しない時に２つの集合体断片群は重な
る。
【００１３】「集合体断片群(groupement de troncon
d'assemblages) 」という用語は長さがほぼ同じの複数
の集合体断片が並んだ集合体であり、各集合体断片は互
いに平行に配置され、そのほぼ全長にわって並置されて
いる。集合体断片群の長さはその集合体断片群を構成す
る断片の長さにほぼ等しい。集合体の断片の長さはその
断片が属する集合体断片群に外接する輪環面の平均円周
より小さくするのが好ましい。この平均円周はその輪環
面の断面の中心を通る円の円周に等しい。
【００１４】一つの集合体断片群を同じ種類または異な
る種類の補強材集合体で作ることができ、同じ平面内ま
たは異なる平面内に配置することができる。それらの断
片はエラストマー材料によって一体性が維持される。集
合体断片群に１つの断片しか含まないこともできる。一
つの同じタイヤ内で長さの異なる集合体断片群を使用す
ることもできる。
【００１５】集合体断片群の間に重なりが存在し、１つ
の集合体断片群の引張り応力が他方の集合体断片群に伝
播することができるような機械的な連結が存在する時
に、それらの集合体断片群間は連結されているという。
【００１６】本発明の別の観点から、タイヤのサイドウ
ォールの１方を補強するための集合体断片群は、その両
端部でそれに隣接した他の集合体断片群と連結され、そ
の連結の全長はその集合体断片群の長さの少なくとも20
％にするのが好ましい。集合体断片での引張応力が大き
くするには、各集合体断片の長さをその断片が属する集
合体断片群に外接する輪環面の平均円周の１／50以上に
するのが好ましい。１つの集合体断片群からそれに隣接
した他の集合体断片群への引張応力を伝播するには、そ
の集合体断片群とそれに隣接した他の集合体断片群との
間の連結長さの合計をその集合体断片群の長さの少なく
とも20％にする。
【００１７】サイドウォールの放射方向各位置に対し
て、その位置で周方向に配置された補強材群とそれに隣
接した補強材集合体群とからなる周方向ベルトの伸びと
等価な剛性は、例えばそのベルトの均一且つ所定の周方
向への伸びを構造計算して定義することができる。この
場合、等価な剛性は計算した応力と加えた伸びとの間の
比に等しい。
【００１８】本発明はサイドウォールの周方向の伸びに
等価な剛性を最も良く調節することによってタイヤのサ
イドウォールの周方向を補強する手段を実現したのであ
る。例えば、集合体断片群の長さを大きくし及び／また
は各集合体断片群の連結長さを大きくすることによって
等価な剛性を大きくすることができる。それによってタ
イヤの速度が大きくなった時に、荷重作用下で撓むとい
うサイドウォールの挙動を大きく変更せずにサイドウォ
ールの変形を遅くすることができる。本発明は添付図面
を参照した以下の２つの実施例の説明から完全に理解で
きよう。
【００１９】
【実施例】図１は寸法が235/45ＺＲ17の乗用車用タイヤ
の放射方向の概念的な断面の片側である。タイヤは軸線
XX'に対して対称である。このタイヤは放射方向外側に
トレッドバンド９を有する頂部７と、２つのサイドウォ
ール１と、車輪に機械的に接続するための２つのビード
部分５とで形成されている。このタイヤは２つのカーカ
ス芯材２、２’を有している、各カーカス芯材は単位長
さ当たりの質量が244 * 2 テクス(tex) の放射方向を向
いたレーヨンの集合体で補強されており、頂部において
芯材２’は芯材２の放射方向外側にある。カーカス芯材
２、２’はビード部分のビートワイヤ４の周りを回って
２つの反転部分３、３’となり、これらの反転部分３、
３’の端部31、31' は、サイドウォールの軸線方向で最
も外側の点Ａを放射方向に向かって越えた所と、放射方
向でこの点Ａより内側の所とに配置されている。タイヤ
頂部７は互いに重なった２枚のウェブ81、82で形成され
た頂部ベルトを有し、各ウェブは周方向に対してわずか
に角度を成す金属の補強材集合体によって補強されてい
る。気密ゴム層11はタイヤを密封する役目をし、この気
密ゴム層11上にタイヤの膨脹圧が直接加わる。
【００２０】ホイールリム部に取付けられ且つ定格圧力
に膨脹したタイヤのトレッド９上での放射方向最外側位
置Ｓで測定した伸び(developpement) は 2,021mmであ
る。軸線方向で最大のウェブ82の端部10とビード部分５
との間のタイヤのサイドウォール１に配置された補強材
６は周方向、換言すればカーカス芯材２、２’の方向に
対して90°の角度を成して配置されている。
【００２１】図２に示すように、この補強材６は互いに
同心に配置された長さ 80mm の少なくとも４つの補強材
集合体断片65の群63で構成されている。この補強材集合
体は単位長さ当たりの質量が 244 * 2テクスのレーヨン
である。図示した実施例ではサイドウォールの周方向の
伸びに等価な剛性は下記の変化法則に従うのが好ましい
ことが分かった。
【００２２】
【式２】 （ここで、Ｋはタイヤ回転軸に対して測定した半径Ｒの
所の補強材の位置での周方向の伸びに等価な剛性であ
り、αは実数であり、Ｃ0 はタイヤ寸法の関数で選択さ
れる定数である。この半径Ｒは補強材集合体断片に外接
する輪環面の平均半径に対応する)
【００２３】この実施例では、成形ドラム上に２つのカ
ーカス芯材を取付けた後に、タイヤのサイドウォールに
対応するカーカス芯材上の区域にエラストマー混合物よ
りなるウェブを巻き付け、この混合物ウェブの上に周方
向の補強材集合体よりなる補強ウェブを巻き付ける。こ
の補強ウェブでは補強材集合体が切断されて平均長さが
80mm の集合体断片群を形成している。従って、補強さ
れたカーカス芯材をサイドウォールの上記区域で成形す
ると、混合物が圧延剪断されて補強材集合体群が相対移
動することができる。すなわち、αを１とした周方向の
伸びに等価な剛性の上記変化法則を得ることができる。
【００２４】この場合、放射方向最外側（すなわちタイ
ヤの回転軸線から最も遠い所）に配置された補強材集合
体群は、その隣の補強材集合体群よりも大きく移動する
が、互いに隣接する２つの補強材集合体群の間の重なり
長さは製造後のタイヤで30mm以下にはならない。
【００２５】このタイヤでは、周方向補強材６は半径Ｒ
ｓ＝280mm の円とビード部分５の半径Ｒi ＝247mm の円
との間に配置されている。半径Ｒｓはサイドウォールの
軸線方向最外側の点Ａの放射方向距離にほぼ対応し、半
径Ｒｉはカーカス芯材２’の反転部分３’の端部31' の
半径とビードワイヤの放射方向に最内側点で測定したビ
ード部分５のビードワイヤ４の半径Ｒｔとの間の範囲に
ある。半径Ｒｓ、Ｒｉはタイヤの回転軸線に対する距離
である。半径Ｒについても同様である。この半径Ｒはタ
イヤの回転軸線上に中心があり、サイドウォールの任意
の点を通る円である。
【００２６】周方向補強材６とカーカス芯材２、２’と
の機械的連結はビードワイヤ４に最も近い周方向補強材
の場合にはエラストマー混合物よりなる異形材64によっ
て行われ、点Ａに最も近い周方向補強材の場合には圧延
混合物によって行われる。
【００２７】図示した場合のように、場合によっては、
この形式の補強材を用いることによってビード部分に従
来の追加の補強ウェブ（これは周方向に対して傾斜した
補強材集合体からなり、ホイールリムの縁部に沿ってタ
イヤのビード部分が周方向に運動するのを減らす役目を
する）を用いる必要がなくなるという利点がある点に注
目されたい。
【００２８】本出願人は、本発明のタイヤとサイドウォ
ール内に周方向に対して０°ではない角度を成す金属の
補強材集合体を有するタイヤとの比較実験を行なった。
この実験では所定荷重を加えた膨脹タイヤを回転ロール
上で回転させ、タイヤがパンクするまで回転ロールの回
転速度を次第に大きくした。本発明タイヤは従来のタイ
ヤに比べてこのテストで同じ性能を得るのにタイヤを約
５％軽量化することができることが確認された。本発明
タイヤは、高速運動性能での利点の他に、膨脹圧が低い
時、さらにはゼロの条件下での回転耐久性が大幅に向上
するということも確認された。
【００２９】図３は本発明を寸法が18/67 Ｒ17のオード
バイ用タイヤに応用した場合の子午線による断面の片側
を示したものである。完全な断面は軸線XX' に対して図
示した断面の対称体を合わせたものである。
【００３０】二輪車用タイヤの場合には、高速性能を良
くする観点から、放射方向最外側の頂部の点で測定した
周方向長さの１／15以下の補強材集合体断片群によって
タイヤのサイドウォールを補強し、各補強材集合体群は
両端部でそれに隣接した他の補強材集合体群とその長さ
の少なくとも35％に渡って連結されているのが特に好ま
しいということが分かった。
【００３１】本発明タイヤは頂部107 と、２つのサイド
ウォール101 と、２つのビード部分105 とによって形成
され、頂部107 は２枚のウェブ181 、182 で補強された
ベルト108 を有し、このベルト108 の放射方向外側には
トレッド109 が取付けられている。サイドウォールの放
射方向外側端部は放射方向最外側で且つ軸線方向で最大
のウェブ181 の端部110 の所に対応している。密封ゴム
層111 はタイヤ内部に取付けられている。放射方向最外
側のトレッドバンド上の点Ｓで測定したタイヤの伸びは
2,010mmである。
【００３２】カーカス芯材102 は放射方向に配置された
ナイロン補強材集合体で構成され、ビードワイヤ 104の
周りに巻き付けることによってビード部分 105に投錨さ
れている。すなわち、カーカス芯材の反転部分 103の端
部 131は、カーカス芯材 102の軸線方向最外側輪郭点Ｃ
に対して放射方向内側に配置されている。
【００３３】周方向補強ウェブ106 は単位長さ当たりの
質量が 368テクスのレーヨン補強材集合体の４つの断片
群からなる。各周方向補強ウェブ106 はその大部分がカ
ーカス心材 102の軸方向外側に配置された状態でカーカ
ス心材102 に連結される。すなわち、図３の断面図から
分かるように、各周方向補強ウェブ106 はタイヤ回転軸
から約185mm および221mm の距離にある点 162と161 と
間にある。この周方向補強ウェブ106 の一方の端部162
はカーカス芯材102 の反転部分103 の端部 131を通る円
の半径より小さい半径の円上にある。他方の端部161 は
軸線方向で最大のトレッドベルトの補強ウェブの端部11
0 の通る円の半径より小さい半径の円上にある。各補強
材集合体の長さは約 75 mmであり、タイヤ内では補強材
集合体の各端部での連結長さが少なくとも 30mm になる
ように配置されている。カーカス芯材102 と補強ウェブ
106 との間の機械的連結はカーカス芯材102 および補強
ウェブ106 の圧延混合物によって行われる。
【００３４】図４は集合体断片群Ｇ1 とそれに隣接した
集合体断片群Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4 との間の連結状態の例を
概念的に示したものである。この図は単なる例示である
が、図示した例では集合体断片群Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 が同
一の円筒形クラウン上に配置され、集合体断片群Ｇ4 は
この円筒形クラウン上にはなく、回転軸線に対して直角
で且つ集合体断片群Ｇ1 を含む面内に配置されている。
集合体断片群Ｇ1 はその端部Ｈで３つの集合体断片群Ｇ
2 、Ｇ3 、Ｇ4 と連結している。すなわち、３つの集合
体断片群Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4 の各々と集合体断片群Ｇ1 と
は、長さＬ2 、Ｌ3 、Ｌ4 の部分で互いに重なり、これ
らの集合体断片群の間の機械的連結はエラストマー混合
物を介して行なわれる。集合体断片群Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4
により集合体断片群Ｇ1 内で有効張力が確実に伝わるた
めには長さＬ2 、Ｌ3 、Ｌ4 の和を集合体断片群Ｇ1
の長さの少なくとも20％にするのが好ましい。こうする
ことによって局所的剪断応力が高くなって、タイヤの耐
久性に有害な影響を与えるのを防止することができる。
【００３５】本発明は、成形段階を含む製造手段上でタ
イヤを製造するという本発明の一つの用途に限定される
ものではない。本発明タイヤは、タイヤに内側形状を規
定する支持体上で集合体断片群をコイル巻き作業(bobin
age)で作る、従って成形構成なしに作る場合にも完全に
適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による寸法が235/45ＺＲ17の乗用車用
タイヤの放射方向片側断面図。
【図２】 サイドウォール補強材集合体断片群を示す図
１に直角な面の図。
【図３】 本発明による寸法18/67 Ｒ17の二輪車用タイ
ヤの放射方向片側断面図。
【図４】 サイドウォール補強材として用いた集合体断
片群間の連結状態を示す図。
【符号の説明】
１、101 サイドウォール ２、２’、102
カーカス芯材 ３、３’、103 反転部分 ４、104 ビー
ドワイヤ ５、105 ビード部分 ６、106 周方
向補強材 ７、107 タイヤ頂部 ９、109 トレ
ッド 81、82、181 、182 補強ウェブ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つのサイドウォールを有し、各サイド
    ウォールは放射方向外側へ向かってトレッドを有する頂
    部まで延び、放射方向内側へ向かってビード部分まで延
    び、各サイドウォールは少なくとも１つのカーカス芯材
    を有し、少なくとも１つのサイドウォールは周方向に延
    びた補強材を有し、このサイドウォール補強材がカーカ
    ス芯材に機械的に連結されている、タイヤにおいて、 サイドウォールの補強材は複数の集合体断片群で構成さ
    れ、集合体断片の長さは放射方向最外側の頂部の点で測
    定した円周の１／10以下であり、各集合体断片群は両端
    部近傍で少なくと１つの隣接した他の集合体断片群に機
    械的に連結されていることを特徴とするタイヤ。
  2. 【請求項２】 サイドウォール補強材の各集合体断片群
    が、その両端部で集合体断片群の長さの少なくとも20％
    に等しい連結長さの部分で隣接した他の集合体断片群と
    連結している請求項１に記載のタイヤ。
  3. 【請求項３】 サイドウォール補強材の集合体断片群の
    各端部での連結長さの合計が、一つの集合体断片群とそ
    れに隣接した他の集合体断片群との連結部の個々の長さ
    を合計したものである請求項２に記載のタイヤ。
  4. 【請求項４】 サイドウォール補強材が集合体断片群で
    構成され、各集合体断片の長さが、放射方向最外側の頂
    部の点で測定した円周の１／15以下であり、各集合体断
    片群は両端部の近傍でその長さの少なくとも35％が隣接
    した他の集合体断片群に連結している請求項１〜３のい
    ずれか一項に記載のタイヤ。
  5. 【請求項５】 カーカス芯材が放射方向に配置されてい
    る請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイヤ。
  6. 【請求項６】 サイドウォールの周方向伸びの平均剛性
    が〔式１〕の変化法則に従う請求項１〜５のいずれか一
    項に記載のタイヤ： 【式１】 （ここで、Ｋはタイヤ回転軸に対して測定した半径Ｒの
    所の補強材の位置での周方向の伸びに等価な剛性であ
    り、αは実数であり、Ｃ0 はタイヤ寸法の関数で選択さ
    れる定数である）
  7. 【請求項７】 各集合体断片の長さが、その集合体断片
    が属する集合体断片群に外接する輪環面の平均円周より
    小さい請求項１〜６のいずれか一項に記載のタイヤ。
  8. 【請求項８】 各集合体断片の長さが、その集合体断片
    が属する集合体断片群に外接する輪環面の平均円周の１
    ／50分以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載の
    タイヤ。
  9. 【請求項９】 サイドウォール補強材が、タイヤの肩部
    の放射方向内側の点からタイヤのビード部分までに配置
    されている請求項１〜８のいずれか一項に記載のタイ
    ヤ。
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