JPH0324361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、たとえば、転動による応力をタイヤ
トレツドで耐えるように、トツドをトレツド補強
体で強化した三次元構造のトレツド補強体を備え
たタイヤに関する。この補強プライはブレーカと
呼ばれるが、このプライはタイヤ業界において
は、しばしば応力プライまたはクラウンプライと
も呼ばれている。このブレーカは多くの場合、ト
レツド内部において重ね合わされた複数のプライ
によつて構成され、各プライは例えば金属の素線
またはコードを有し、これらの素線またはコード
は相互に平行であり、また他のプライとの素線ま
たはコードと交差している。このようなブレーカ
は例えばフランス特許第1309356号およびフラン
ス特許第2398623号に記載されている。 このようなタイヤが、凹凸を含む面上を転動す
る際、または偶然に障害物が当つたとき、これら
の凹凸面または障害物がタイヤのトレツドを損傷
することがあるが、このような損傷はブレーカの
穿孔、またはブレーカの過度の変形、あるいは衝
撃によるトレツドゴムの亀裂である。 このような損傷を防止するため、タイヤトレツ
ドとブレーカとの間に保護プライと呼ばれる一層
または複数層のプライを使用することは公知であ
る。 また、各プライにおいて相互に平行なコードを
含み、これらのコードはタイヤの赤道面に対して
例えば30゜以下の小さい角度をなし、これらのコ
ードは異物の侵入に抵抗するために、特に金属コ
ードで形成した複数の保護プライを使用すること
も公知である。 これらの保護プライは柔軟性に欠け、しばしば
これらのプライのコードの破断と、破断したコー
ドに沿つた水の浸透とを生じ、これが保護プライ
の腐食をもたらす。フランス特許第2493236号に
記載されているように、これらの保護プライの中
に弾性コードを使用することによつてこのような
欠点を除くことが試みられた。この技術はコード
の縦方向剛直性を低下させて、コードの破断を低
減させるのであるが、、これらの保護プライにお
いては厚さ方向における過度の剛性があり、この
ため、タイヤの転動中にこれらのコードと異物と
の間のゴムの圧縮を生じ、その結果、ゴムを劣化
させて亀裂を形成し、この亀裂から水が浸透し
て、コードに沿つて進み、プライの腐食を生じさ
せる。 保護プライを製作するために、相互に分離され
コイル状波形の素線または素線束を使用する方法
が提案されている。このような技術は例えば、英
国特許第1566328号に記載されている。この技術
は、少なくとも140Kg／mm²の破断応力を有する強
化フイラメントを使用してのみ実施することがで
き、比較的柔軟な保護プライを得ることができ
る。しかしその波形は素線に隣接したゴムの中の
弱化区域を生じさせる。なぜならばこの構造にお
いては相異なる巾のゴム池が形成されるからであ
る。最大巾のゴム池による弱化区域は亀裂または
穿孔に対して抵抗力に欠け、従つて、現在使用さ
れている保護プライは、ほとんどすべて、上述の
ように波形のない相互に平行なコードを有し、従
つて上述のような欠点を伴う。本発明の目的はこ
のような欠点を除去するにある。 したがつて、本発明は、三次元織布に少なくと
も１種のゴムを含浸された保護プライをトレツド
補強体として使用した三次元構造のトレツド補強
体の備えたタイヤを提供することを目的とする。 以下本発明を図面に示す実施例について詳細に
説明する。 第１図において符号１はタイヤを示し、このタ
イヤ１はタイヤリム１００上に載置され、ふくら
まされた状態にある。このタイヤ１は、トレツド
２、２つのサイドウオール３、および２つのビー
ド４を有している。各ビードは例えばビードワイ
ヤ５によつて強化されている。そして一方のビー
ド４のビードワイヤ５から他方のビード４のビー
ドワイヤ５までラジアルカーカスプライ６が延び
ている。 上記トレツド２は、例えば相互に重ね合わされ
た２枚のプライ８，９からなるブレーカ７を備
え、ブレーカ７の各プライ８，９は、複数の素線
または素線組立体１０を有し、これらの素線また
はその組立体は相互に平行であり、また他のプラ
イの素線または素線組立体１０と交差している。 一例として、素線組立体１０は金属コードとす
るが、他の要素、例えば金属の単線、または非金
属材料、例えば有機ポリマーで作られた素線また
は素線組立体とすることができる。タイヤトレツ
ドという用語は、非常に一般的な意味にとらなけ
ればならず、ブレーカ７の直上および直下にある
タイヤ１の部分のみならず、時にはタイヤ１のシ
ヨルダ部分、すなわちサイドウオール３と接触し
たタイヤ１の上側部をも意味するものとする。 第２図はブレーカを構成するプライ８，９の一
部の平面図であつて、これらプライ８，９の上方
にあるクラウン２の部分を除去したものである。
プライ８のコード１０はタイヤ１の赤道面に対し
て鋭角α₈をなし、この赤道面はタイヤの回転軸線
に対して直角の面であつて、トレツド２の中央を
通る。第２において、タイヤの赤道面はXX′によ
つて略示され、タイヤ１の回転軸線は線YY′によ
つて略示され、また第１図において赤道面は線
ZZ′によつて略示されている。 ブレーカを構成するプライ９のコード１０は赤
道面XX′と鋭角α₉をなす。これらの鋭角α₈，α₉は
赤道面XX′の両側に配置され、それぞれ例えば
15゜と30゜の間の角度である。図面を明瞭にするた
め、コード１０は各プライ８，９の中において実
際にあるよりも離間されている。プライ８，９は
カーカスプライ６の上方に配置されている。すな
わちこれらプライ８，９の放射方向距離はカーカ
スプライ６の放射方向距離より大である。また、
ブレーカ７の中に、前記以外のプライを使用する
ことができる。例えば、赤道面に対して実質的に
直角なコードを有する一層または複数層の三角形
化プライを使用することができ、この種のプライ
は特にプライ８，９の下方に配置される。この様
なそれ自体公知のプライは簡略化のため図示され
ていない。 トレツド２のブレーカ７の上方に、本発明によ
る保護プライ１１が配置されている。すなわち、
この保護プライ１１の放射方向距離はプライ８，
９の放射方向距離より大である。これらすべての
放射方向距離はその定義上、赤道面において回転
軸線YY′に対して測定され、またこれらの放射方
向距離は簡略化のため図示されていない。この保
護プライ１１は、ゴム１３を含浸した織布１２に
よつて構成されている。保護プライ１１の上方
に、トレツド面１４、すなわちタイヤ１が転動す
る面と接触するゴム層がある。ゴム１３、トレツ
ド面１４およびタイヤ１に使用されるその他のゴ
ムは、それ自体公知のように、一種または複数の
エラストマーを含む。保護プライ１１の織布１２
の一部が、第３図において断面、第４図において
平面で詳細に図示されている。この織布１２は２
つの主面１５，１６を有する。これら主面１５，
１６は第３図において点線で示され、この場合こ
れらの面は平面をなしている。すなわち織布１２
は第３図と第４図においては、トレツド２の中に
使用される以前の状態で図示され、その一般的方
向すなわち上面および下面は平面である。 織布１２の厚さｅは、主面１５と１６を分離す
る距離であつて、この厚さｅはトレツド２の中に
おける保護プライ１１の放射方向厚さに実際上対
応している。 織布１２は、たて糸１７とよこ糸１８とにより
形成されるものであり、各たて糸１７は主面１
５，１６に対して垂直な面P₁₇の中において実際
上波形をなし、交互に主面１５，１６の一方に接
触し次に他方の面に接触し、織布１２の長さＬの
方向（第４図）の等間隔に配置されている。よこ
糸１８は、厚さｅの中の複数の面P₁₈に沿つてた
て糸１７の間に配置され、これらの面P₁₈は主面
１５，１６に対して平行である。 面P₁₇は第４図においては直線で示され、また
面P₁₈は第３図において点線で示されている。し
たがつて、織布１２は三次元をなしている。 各よこ糸１８は、第４図に示すように実際上、
面P₁₈において波形をなし、このよこ糸１８は織
布１２の巾１の方向の同じように配置されてい
る。この面P₁₈の中には複数のよこ糸１８が存在
し、好ましくはこの面のよこ糸１８は第４図に図
示のように同位相をなし、これらの２本の隣接よ
こ糸は長さＬの方向に相互に一致している。 上記織布１２の組織はフランス特許第1526185
号に記載の織布の組織と類似であるが、よこ糸１
８が波形をなす点が両者で相違している。図面を
明瞭にするため、たて糸１７とよこ糸１８はその
実際よりも離間して表示され、またよこ糸１８は
第３図においては点で表示されている。糸１７，
１８の波形は場合により、部分的に実際上直線で
構成される。 保護プライ１１がタイヤ１の中に組込まれると
き、その巾１は、この組込みに際しての変形分を
除いてて、回転軸線YY′を含む面において測定さ
れた保護プライ１１の巾に実際上等しく、また長
さＬの方向はトレツド２の縦方向に対応し、この
方向は赤道面に対して平行である。数値Ｌと１の
相対割合が任意であることは言うまでもない。 一例として、保護プライ１１をその主面１５，
１６が平面となるようにロール掛けしたときの、
すなわちタイヤ１の中に組込む前の保護プライ１
１の特徴は下記の通りである。 − 織布１２の幾何学的寸法（これは実際上、ゴ
ム１３を含浸したプライの寸法に等しい）：
巾：100mm、厚さ：2.3mm、長さ：3.5m − たて糸１７とよこ糸１８に使用される素材は
140Kg／mm²以下の破断応力を有する。この素材
は例えば１時間、150℃で収縮されたナイロン
6.6であつて、これは収縮ののちに50Kg／mm²の
破断強度、42％の破断伸び率とを有する。 − 糸１７，１８はそれぞれ径0.22mmの単線から
なり、たて糸１７の数は織布１２の100mmあた
り560本であり、よこ糸１８の数は織布１２の
100mmあたり240本である。糸１７と１８の計測
は主面１５，１６に対して垂直な面の中におい
て厚さｅ全体に亘つて実施され、この垂直面
は、たて糸１７の計測について巾ｌの方向であ
り、よこ糸１８の計測については長さＬの方向
であり、また前記の距離100mmは前記の面と主
面１５，１６との交わりにおいて測定される。 − 各糸１７，１８の波形は波形率Ｔ＝ａ／ｐに
よつて特徴づけられ、ここにａは２つの隣接ピ
ーク間において測定された波形の振巾であり、
またｐはこの波形の波長である。第５図は、よ
こ糸１７について振幅ａと波長ｐとを例示して
いる。この波形の２つの隣接ピークを参照数字
１９で示す。たて糸１７は18％に等しい波形率
Ｔを有し、よこ糸１８は５％に等しい波形率Ｔ
を有する。第３図、第４図および第５図におい
ては、図面を明瞭にするため、糸１７，１８の
波形は強調されている。 −厚さｅの中によこ糸の４面P₁₈がある。 − 織布１２の多孔率：約76％。この多孔率Ｐは
計算によつて求められ、比ｖ／Ｖに等しい。こ
こに、“ｖ”は空隙体積、またＶは織布の全体
積、すなわち、空隙体積と、よこ糸１８とたて
糸１７とによつて占められる体積との合計であ
る。 − 織布１２に含浸されるゴム：加硫天然ゴムを
ベースとする混合物、この混合物は通常ゴム工
業において使用される成分、例えば硫黄、加硫
促進剤、カーボンブラツクを含有し、加硫のの
ちに約50のシヨアＡ硬度を示す。 本発明による保護プライ１１は、両面が平面
となるようにローラ掛けされた、すなわちタイ
ヤの中に組込む前の、下記の特性を有する公知
の保護プライと比較される。 − 幾何寸法：本発明による保護プライ１１と公
知の保護プライは同じ、 − 公知の保護プライは弾性鋼コードによつて強
化され、この鋼コードの体積は本発明によるプ
ライ１１のたて糸１７とよこ糸１８の体積に等
しい。すなわち、これら二種のプライの多孔率
Ｐは同等である。これらのコードはプライの縦
方向に対して小さい角度をなし、この角度は約
20゜である。これらのコードは、プライの主面
に対して平行な一つの面の中に、プライの巾全
体に亘つて配置されている。各コードは３本の
ストランドを含み、各ストランドは径0.23mmの
７本の素線によつて構成される。各ストランド
の素線の巻付けピツチは４mmであり、ストラン
ドの巻付ピツチは６mmである。 − 鋼コードの含浸ゴム：本発明によるプライ１
１と同様のゴム組成。加硫状態のこの組成のシ
ヨアＡ硬度で80である。 次に、これらのプライ自体と、それぞれタイ
ヤの中に組込まれた場合とについて、その特性
と性能とを比較する。この実施例において、ゴ
ム１３による織布１２の含浸はプライ１１をタ
イヤ１の中に組込む前に実施されるものと仮定
するが、もちろんプライ１１をタイヤ１の中に
組込む際にこの含浸を実施することができ、こ
の場合、タイヤの中に組込む前のプライ１１は
単に織布１２によつて構成されている。 １ 分離プライの比較 1.1 強化要素の質量比： 鋼の質量／ナイロン6.6の質量＝6.5 1.2 鋼線とナイロン6.6線の破断応力の比： 鋼線／ナイロン6.6＝５ 鋼線は250Kg／mm²の破断応力を有する。 1.3 鋼線とナイロン66線の破断伸び率Σ_R鋼
線：１〜２％ ナイロン6.6線：42％ 1.4 厚さｅの方向へのプライの柔軟性Seの
比： 公知プライのSe／プライ１１のSe＝0.6 各柔軟性Seは、径10mmの剛性円筒体を各
プライの中に、そのプライの厚さの40％に等
しい距離Δeだけ侵入させるに必要な応力Ｆ
を測定することによつて求められる。円筒体
の軸線を対応のプライの主面に対して垂直と
なし、各プライについてSe＝Δe／Ｆによつ
てSeを決定する。 1.5 プライの穿孔エネルギーＷの比： 公知プライのＷ／プライ１１のＷ＝1.5 各エネルギーＷは、半径４mmの半球形部材
を25cmの高さから落下させ、穿孔が生じるよ
うにこの部材の質量を変動させることによつ
て求められる。被験プライの長方形面（100
×110mm²）に対する前記部材の半球形部分の
衝撃によつて、このような穿孔が得られ、こ
の長方形面は、そのプライの長さ方向に対し
て直角の、距離110mmをもつて相互に対向す
る二辺から張力を加えられて保持される。 柔軟性Seと穿孔エネルギーＷは、含浸後
に含浸ゴムを加硫したプライについて測定し
た。 これらのテスト結果を比較して、下記の結
論を得た。 − 鋼ケーブルを含む公知プライは本発明による
プライ１１よりも、穿孔抵抗がすぐれている。 − 本発明によるプライ１１は、公知のプライよ
りも軽く、またより大きい柔軟性Seを有する。 ２ タイヤ中に組込まれた場合のプライの比較 前述の各プライは、エンドレスプライをなすよ
うにその縦方向端部を衝合接続することによつて
タイヤの中に組込まれる。第４図において、プラ
イ１１の端部を２０で示す。タイヤ中の各保護プ
ライの配置は第１図について先に説明されたもの
と同一であつて、タイヤ回転軸線YY′を含む面に
おいて各プライについて測定された巾は実際上
100mmであり、このプライの放射方向厚さは実際
上2.3mm、また赤道面においてこのプライに沿つ
て測定された長さは3.5mmである。 タイヤ１の赤道面の近傍において、織布１２は
下記の特性を有する。たて糸１７は赤道面に対し
て実際上平行な複数の面の中において波形をな
し、またよこ糸１８は、タイヤ回転軸線YY′を軸
線とする複数の円筒面の中において波形をなし、
各円筒面の中のよこ糸１８は好ましくは同位相で
あり、すなわち、軸線YY′を回転させるだけで２
本の隣接よこ糸１８が一致する。たて糸１７とよ
こ糸１８のその他の幾何学的特性は、織布１２が
平らな面１５，１６を有する場合について先に述
べたものと実際上同一である。 タイヤ１において、よこ糸１８が波形をなす各
円筒面は面P₁₈に対応する。すなわち、先の実施
例において述べた特性を有する織布１２につい
て、このような４つの円筒面が存在する。故に織
布１２は仕上りタイヤ中において三次元構造を保
持する。 公知の保護プライを有するタイヤと、プライ１
１を有するタイヤとは、保護プライについてのみ
相違している。他のすべての要素は同等である。
これらのタイヤはサイズ1100−20を有し、その各
ブレーカ７は下記の４プライを含む。 − ２枚の応力プライ８，９。各プライ８，９の
コード１０は赤道面に対して実際上20゜の角度
α₈，α₉をなし、これらのコードはプライごとに
交差している。これらのプライ８，９の鋼コー
ド１０は径0.23mmの27本の鋼線からなり、また
各プライの中において隣接の二本のコード１０
の軸線は距離2.5mmで分離されている。上側に
位置するプライ９は160mmの巾を有し、下側プ
ライ８は180mmの巾を有し、これらの巾は、回
転軸線YY′を含む面の中において、それぞれの
プライについて測定される。 − それぞれトレツドの一方の側において、応力
プライ８，９とカーカス６との間に配置された
２層の三角形化プライ。これら２層のプライは
赤道面の両側に配置され、応力プライ８，９の
コード１０と類似の鋼コードを有し、これらの
三角形化プライのコードは赤道面に対してほぼ
垂直である。回転軸線YY′を含む面において各
三角形化プライ上で測定された巾は60mmであ
る。 これらのタイヤを、溝の深さが１mmとなるまで
同一条件で摩耗させる。 各タイヤを８バールに膨張させ、高さ37mmの尖
頭形突起を備えたはずみ車上で、各タイヤを3250
Kgの荷重下に、50Km／ｈで転動させる。このはず
み車と突起は両テストにおいて同様である。 次に、突起上で転動させる度に、上側応力プラ
イ９において、接触されたコードの数N₁と、破
断されたコードの数N₂とを計数する。その結果
を下表に示す。

【表】 故に本発明によるプライ１１は、上側応力プラ
イ９において、接触されたコード数を40％減少さ
せ、破断されたコード数を25％減少させることが
できる。他方、本発明によるプライ１１を使用す
る場合、突起の衝撃点においてトレツド面１４の
示す亀裂は、公知の保護プライを使用する場合よ
りも遥かに目立たなくなることを確認した。従つ
て本発明によるプライ１１は、衝撃によるブレー
カ７の損傷と、ゴムの亀裂および接触されまたは
破断された金属コードに沿つて動く水による腐食
の危険とを若しく低減させる結果となる。 前記の分離されたコードの比較は公知のプライ
の穿孔に対する抵抗力が本発明によりプライより
もすぐれていることを示しているが故に、このよ
うな結果は驚くべきものである。 このような結果は、織布１２の三次元構造によ
るものであり、また特に糸１７，１８が波形であ
ることによる。 保護プライ１１はブレーカを効果的に保護する
ことのほか、織成よつて容易に製作することがで
き、また移動または変形のおそれなくタイヤの中
に容易に組込まれうる利点がある。 本発明のプライ１１において、糸１７，１８は
それぞれ単一の素線からなると述べた。しかし各
糸は、例えばコードを成すように、複数の単線を
組合わせて構成することもできるのは言うまでも
ない。 プライ１１の織布１２は、ナイロン６，６以外
の物質、例えば鉱物、特にガラス、あるいは金属
材料、特に鋼で製作することができるのである
が、しかしこの場合には、金属材料に沿つた水の
動きを制限し従つて腐食を制限するために単線を
使用することが好ましい。 本発明は、140Kg／mm²以下の破断応力を有する
材料、特に有機重合体をもつて織布１２を製作す
ることができる利点がある。ところで、有機重合
体の使用はタイヤの軽さと腐食抵抗を増進するが
故に非常に望ましく、さらにたて糸１７とよこ糸
１８の破断伸びと破断応力を大巾に変動させるこ
とができる。 前記のナイロン６，６のほか、他の有機重合
体、例えば他のポリアミド、特に芳香族ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリイミド、ビニール重合
体、またはアクリル重合体、レーヨンを使用する
ことができる。プライ１１は、少くとも二種の相
異なる材料で作られた糸を含むことができる。例
えばポリエステルのたて糸と、ナイロン６，６の
よこ糸とを含むことができる。 保護プライ１１の織布１２を含浸するゴム１３
はこのプライの変形を可能とする程度に柔軟でな
ければならない。この理由から、加硫後のこのゴ
ムのシヨアＡ硬度は好ましくは40〜70、望ましく
は50〜60とする。織布１２の多孔度は、この織布
内部におけるゴム１３の動きを可能とするのに十
分でなければならず、この多孔度は例えば60〜90
％の範囲とする。 保護プライ１１の巾は可変である。従つて、こ
の巾は最も近い応力プライ９の巾以下、同等もし
くは以上とすることができる。しかし、保護プラ
イ１１の巾はこのプライ９の巾の少くとも半分に
等しいことが好ましい。これらの巾は、回転軸線
YY′を含む面の中でそのプライについて測定され
るが、簡略化の目的から付図には図示されていな
い。 本発明による保護プライを含むタイヤは先に述
べたものと異なる特性を有することができる。例
えばブレーカは１層のプライからなることがで
き、あるいは２層以上のプライを含むことがで
き、その各プライが前記と異なる構造を有するこ
とができる。また同一のタイヤにおいて、一層以
上の本発明によるプライを使用することができ
る。 本発明によるタイヤは、例えばドラム上で製作
することができ、または他の技術によつて製作す
ることができる。 このタイヤは、例えば補修中にトレツドの中に
１層または複数層の保護プライを組込むことによ
つて製作することができる。 また本発明は、カーカスが放射方向になく、例
えば交差しているタイヤにも適用され、この場
合、この種のタイヤトレツドにブレーカを備えて
いない場合もありうる。 また本発明は、サイドウオールが強化プライを
備えていないタイヤにも適用される。 本発明が前記の説明のみに限定されないことは
もちろんである。 以上述べたように本発明によれば、三次元構造
の保護プライをトレツドに設けたことにより、衝
撃によるブレーカ７の損傷とゴムの亀裂および破
断した金属コードに沿つて動く水による金属コー
ド腐食の危険を著しく低減させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブレーカと保護プライと
を備えたタイヤの放射方向断面図、第２図は第１
図のタイヤに使用されるブレーカの一部平面図、
第３図は第１図のタイヤの中に使用される保護プ
ライの織布の部分断面図あり第４図の−線に
沿つた断面図、第４図は第３図の織布の平面図、
第５図は第３図と第４図において部分的に示した
織布のたて糸の波形の詳細図である。 １……タイヤ、２……トレツド、３……サイド
ウオール、４……ビード、５……ビードワイヤ、
６……カーカス、７……ブレーカ、８９……プラ
イ、１０……コード、１１……保護プライ、１２
……織布、１３……ゴム、１４……トレツド面、
１５，１６……保護プライの主面、１７……たて
糸、１８……よこ糸、P₁₇……たて糸の面、P₁₈…
…よこ糸の面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トレツド補強体をブレーカーとこのブレーカ
   ーの上方に配置された少なくとも１つの保護プラ
   イとで形成し、保護プライをゴムを含浸させた三
   次元織布で形成し、上記三次元織布は、波形をな
   すたて糸と波形をなすよこ糸から２つの主面をな
   すように形成され、平らな状態に置いた時、三次
   元織布の２つの主面は平らな面をなし、各たて糸
   は、各たて糸が上記２つの主面に交互に接するよ
   うに主面に直交するたて糸面において波形をな
   し、よこ糸は、よこ糸面が上記主面に平行で各よ
   こ糸がよこ糸面内で波形をなすように、織布の厚
   さ方向において、複数のよこ糸面内でたて糸の間
   に配置され、またたて糸とよこ糸は、切断強度を
   140Kg／mm²以下の材料から作られ、織布の多孔度
   はゴムを含浸する前で60乃至90％の範囲であるこ
   とを特徴とする三次元構造のトレツド補強体を備
   えたタイヤ。 ２ 含浸ゴムは加硫後シヨア硬度Ａで40から70の
   範囲であることを特徴とする請求項１に記載の三
   次元構造のトレツド補強体の備えたタイヤ。