Brevet FR2620979A1 — publié le 19890331

La présente invention concerne un pneumatique de motocyclette et plus précisément un pneumatique à carcasse radiale pour motocyclette, ayant d'excellentes propriétés de stabilité longitudinale à grande vitesse et de stabilité de conduite. On a essentiellement utilisé, jusqu'à présent, une structure à nappes diagonales pour le carcasse des pneumatiques de motocyclettes, les câblés des nappes de la carcasse étant inclinés par rapport à la direction circonférentielle du pneumatique d'un angle de 25 à 45" afin que les nappes se recoupent mutuellement. En général, les motocyclettes doivent s'incliner, par rapport à un plan perpendiculaire à la surface de la route, dans les virages afin qu'elles donnent un angle élevé de carrossage. Ainsi, les pneumatiques pour motocyclettes, dans les virages, doivent avoir des caractéristiques qui créent une force permanente (poussée de carrossage) parallèle à la surface de la route dans le même sens que l'inclinaison de la machine afin que la force centrifuge agissant sur la machine soit compensée et que la conduite soit stable. Ainsi, la structure diagonale a été très utilisée étant donné la rigidité latérale résultante du pneumatique qui permet la conservation d'une poussée de carrossage de valeur élevée. D'autre part, la structure radiale donne une bonne stabilité de conduite et une bonne propriété de résistance à l'usure lors d'une conduite à vitesse élevée. Ainsi, on a déjà proposé la disposition d'une pointe de talon formée de caoutchouc dur ou d'une couche d'armature de câblés organiques dans une région allant de la partie du talon à la partie du flanc du pneumatique afin d'accroître la rigidité latérale -qui constitue la faiblesse de la structure radiale- avec conservation des excellentes caractéristiques de la structure radiale (demande publiée de brevet japonais n" 58-22704). Dans les pneumatiques ayant ce type de structure, une région soumise à une déformation par flexion pendant l'utilisation se déplace de la région du flanc vers la région de l'épaulement et, en général, la partie formant la bande de roulement est renforcée par une nappe de sommet rigide et une bande rigide. En conséquence, le pneumatique a un comportement propre à ce type de pneumatique à carcasse radiale, c'est-à-dire que le phénomène de "flottement" (le guidon de la motocyclette vibre lors du déplacement en ligne droite à une vitesse particulière) apparaît souvent. Le problème précité du phénomène de flottement apparaît surtout dans le cas où le temps d'amortissement de la vibration du guidon soumis à une telle perturbation est long. Il est donc nécessaire que le facteur d'amortissement soit aussi faible que possible. Par ailleurs, il est aussi nécessaire que les pneumatiques pour motocyclettes possèdent une bonne stabilité de conduite en virage, ctest-à-dire permettent au conducteur de garder le contrôle de la machine lorsqu'il s'incline sur le côté. Cependant, cette propriété a été considérée comme antagoniste de la stabilité lors de la conduite en ligne droite. L'invention concerne un pneumatique à carcasse radiale pour motocyclette, ayant une excellente stabilité longitudinale et une excellente stabilité de conduite en virage, ces propriétés étant obtenues par utilisation de câblés de nappe de sommet ayant un module d'élasticité à la traction et d'une partie de bande de roulement ayant une épaisseur qui sont compris dans des plages particulières. Ainsi, l'invention concerne un pneumatique pour motocyclette qui comporte une partie formant bande de roulement, des parties de flancs disposées radialement vers l'intérieur depuis les bords de la partie de la bande de roulement, et des parties de talon placées radialement vers l'intérieur par rapport aux parties de flanc, le pneumatique comprenant une carcasse toroïdale composée de câblés disposés radialement et repliés dans les parties des bords autour des tringles, et une nappe de sommet disposée radialement vers l'ex- térieur de la carcasse et composée de câblés organiques faisant un angle compris entre 10 et 30 avec la direction circonférentielle du pneumatique et ayant un module d'élasticité à la traction compris entre 2,5.109 et 4.109 Pa, l'épaisseur de la partie formant la bande de roulement étant réglée de manière que l'épaisseur dans une région centrale, ayant un centre qui coincide avec l'équateur du pneumatique et ayant une largeur comprise entre 25 et 45 % de la largeur totale de la partie de la bande de roulement, est constante, l'épaisseur, dans chaque région de bord ayant une largeur de 10 à 20 % de la largeur totale de la partie de la bande de roulement, est constante, et l'épaisseur, dans chaque région médiane comprise entre les régions précédentes, varie progressivement du côté du centre de la bande de roulement au côté du bord. D'autres caractéristiques et avantages de 1 'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe transversale schématique de la moitié gauche d'un pneumatique selon l'invention ; la figure 2 est un graphique représentant la force de virage obtenue dans le cas d'un pneumatique selon un exemple de l'invention et d'un pneumatique de référence la figure 3 est un graphique représentant le moment de retournement du pneumatique de l'exemple selon l'invention et du pneumatique de référence décrits en référence à la figure 2 ; et la figure 4 est un graphique représentant la relation entre le moment de retournement et l'épaisseur de la bande de roulement. Le pneumatique 1 selon l'invention, représenté sur la figure 1, a une partie 2 formant une bande de roulement, des parties 3 de flanc dépassant radialement vers l'intérieur à partir des bords de la partie formant la bande de roulement, et les parties 4 de talon placées radialement vers l'intérieur des parties 3 formant les flancs, et le pneumatique 1 comporte une tringle 6 dans chaque partie de talon, une carcasse 5 étant disposée sur toute l'étendue des parties de talon, dans les parties des flancs et dans la partie de bande de roulement du pneumatique, un organe de caoutchouc formant la bande de roulement, placé radialement à l'extérieur de la carcasse et formant une partie de la bande de roulement, et une nappe de sommet 7 placée entre la carcasse et le caoutchouc de la bande de roulement. Le caoutchouc de la bande de roulement ou partie 2 de bande de roulement est disposé du plan équatorial C du pneumatique vers chaque côté de celui-ci afin que la largeur Wt de la partie 2 de bande de roulement, entre les bords de cette bande, soit supérieure à la largeur maximale de la section Ws dans les parties des flancs, si bien que la poussée de carrossage est conservée lorsque la motocyclette et le pneumatique sont inclinés. Selon l'invention, l'épaisseur de la partie 2 de bande de roulement est déterminée de manière que l'épaisseur a d'une partie centrale A est la plus grande et est constante, l'épaisseur b de chaque partie des bords E est la plus petite et est constante, le rapport b/a de l'épaisseur b à l'épaisseur a est compris entre 0,4 et 0,8, et l'épaisseur de chaque partie médiane B placée entre les parties A et E varie progressivement de l'épaisseur a à l'épaisseur b, la partie centrale A ayant une largeur comprise entre 25 et 45 % de la largeur totale de la partie formant la bande de roulement, son centre coïncidant avec l'équateur C du pneumatique, et chaque partie de bord E a une largeur comprise entre 10 et 20 % de la largeur totale de la partie formant la bande de roulement. Par ailleurs, la largeur totale est la distance comprise entre les bords de la partie formant la bande de roulement, mesurée suivant son profil. Le pneumatique pour motocyclette, lorsqu'il est utilisé suivant une trajectoire rectiligne, n'est au contact du sol qu'avec la partie formant le sommet de la bande de roulement. En conséquence, lorsque l'épaisseur de la partie centrale A est uniforme, la stabilité de conduite en ligne droite peut être accrue. D'autre part, en cours de virage, la surface de contact avec le sol se déplace de la partie centrale précitée A vers les parties B, E. Ainsi, lorsque l'épaisseur de la partie de la bande de roulement correspond aux valeurs indiquées précédemment, le moment de retournement devient important et le contrôle de l'inclinaison (basculement) est conservé si bien que la stabilité de conduite en virage est accrue. La figure 4 représente la relation entre le rapport b/a et le moment de retournement dans un pneumatique ayant une bande de roulement dont le profil a un seul rayon de courbure, cette relation montrant combien il est préférable que le rapport b/a soit petit. Cependant, lorsque b/a devient inférieur à 0,4, l'épaisseur du caoutchouc de la bande de roulement au voisinage des bords de la nappe de sommet, qui sont placés dans les régions des bords de la bande de roulement, devient relativement si faible que des contraintes risquent de se concentrer au niveau des bords de la nappe de sommet. Selon la présente invention, la nappe de sommet 7 est prolongée sur toute la largeur de la partie de la bande de roulement afin que son effet de cerclage sur la bande de roulement soit accru. La nappe de sommet est habituellement formée de nappes de câblés et elle comprend ainsi au moins une nappe dont la largeur est pratiquement égale à la largeur totale de la partie formant la bande de roulement. Les câblés de la nappe de sommet 7 sont des câblés de fibres organiques à module relativement faible puisque leur module d'élasticité à la traction est compris entre 2,5.109 et 4.109 Pa, et il s'agit par exemple de câblés de "Nylon", et le module à 300 % du caoutchouc de recouvrement lui-même est compris entre 5.108 et 1,5.109 Pa, si bien que la rigidité de la partie formant la bande de roulement et en conséquence les propriétés au virage sont réduites et que la stabilité de direction à grande vitesse en direction longitudinale (par exemple à 150 km/h) est accrue et le moment précité de retournement est accru. En outre, les câblés de la nappe de sommet 7 forment un angle de 10 à 30 avec la direction circonférentielle du pneumatique. Si les angles des câblés sont trop faibles, la rigidité de la bande de roulement augmente et, en conséquence, les chocs dus à des cailloux placés sur la route et l'irrégularité de la route sont fortement ressentis par le conducteur, et la stabilité longitudinale ainsi que le confort de conduite de la motocyclette sont réduits. D'autre part, si les angles des câblés sont trop élevés, la stabilité de direction à grande vitesse est réduite. La carcasse 5 comporte deux nappes de câblés. Chaque nappe est repliée dans les deux parties des bords autour de la tringle 6, de l'intérieur vers l'extérieur, et se termine dans la partie 4 du talon ou dans la parle 3 du flanc. De préférence, la partie repliée vers l'extérieur 5a se prolonge au-delà du bord de la partie repliée 5b qui est placée axialement à l'intérieur de la partie repliée 5a, afin que le bord précité de la partie repliée 5b soit totalement recouvert, si bien que les contraintes du bord de la partie repliée 5b de la nappe de carcasse sont mieux réparties. En outre, les hauteurs de la partie repliée interne 5b et de la partie repliée externe 5a par rapport à la base du talon sont réglées respectivement entre 50 et 70 % et entre 50 et 150 % de la hauteur H au point précité de largeur maximale (Ws) de la partie du flanc afin que cette partie 3 du flanc soit renforcée. Les câblés de la carcasse sont ensuite disposés parallèlement ou presque parallèlement à la direction radiale du pneumatique, l'expression "presque parallèlement" indiquant que les câblés sont inclinés par rapport à la direction radis du pneumatique d'un angle supérieur à 10 . Si l'angle butasse 10, le pneumatique ne peut pas posséder les excellentes caractéristiques des pneumatiques à carcasse radiale aux vitesses élevées. En outre, les câblés de la carcasse sont formés de fibres organiques, par exemple de "Nylon", de polyester, de rayonne ou d'un polyamide aromatique. Selon la présente invention, la carcasse a au moins une couche et, pour la réalisation de la construction repliée autour de la tringle, en plus de la structure précitée dans laquelle les parties des bords des nappes sont repliées autour des tringle de l'intérieur vers l'ex- térieur comme représenté sur les dessins, on peut utiliser (a) la structure inverse dans laquelle chaque bord de nappe est replié de l'extérieur vers l'intérieur de la tringle, ou (b) une structure constituant une combinaison des deux premières, c'est-à-dire qu'une nappe est repliée de l'intérieur vers l'extérieur et l'autre est repliée de l'extérieur vers l'intérieur. Cependant, la figure représente un exemple préféré dans lequel les parties des bords de chacune des deux nappes de carcasse sont repliées vers l'extérieur autour des tringles comme décrit précédemment. La pointe précitée 9 du talon, disposée dans chaque partie de talon, est placée entre la partie principale et la partie repliée de la carcasse 5. La pointe du talon a une dimension qui diminue de la tringle 6 vers la partie 3 du flanc et de préférence vers la partie de la bande de roulement afin qu'elle recouvre la partie du bord de la nappe de sommet 7, afin que la rigidité latérale soit accrue dans une région allant de la partie du talon à la partie du flanc. La pointe du talon est formée d'un caoutchouc dur, ayant une dureté JIS comprise entre 60 et 95" et de préférence entre 85 et 95 . On a fabriqué empiriquement cinq types de pneumatiques avant 130/80VR18 pour des essais comparatifs. Ces pneumatiques comprenaient trois types de pneumatiques selon des exemples de la présente invention et deux types de pneumatiques de référence, et ils avaient tous la structure représentée sur la figure 1. Les caractéristiques particulières des pneumatiques et les résultats des essais comparatifs figurent dans le tableau qui suit. Le moment de retournement est exprimé par une valeur relative déterminée dans l'hypothèse où le moment du pneumatique 2 de référence est égal à 100 (plus la valeur est grande et plus les performances sont-bonnes). Les pneumatiques ont été montés sur une machine de sport de 750 cm3, et leur stabilité longitudinale ou en conduite en ligne droite a été évaluée par un essai de sensibilité par une méthode à cinq niveaux (plus la valeur est élevée et meilleures sont les performances). La stabilité de conduite suivant une trajectoire ayant un rayon de courbure de 150 m, à 110 km/h, a été déterminée par un essai de sensibilité par une méthode à cinq niveaux. Dans le pneumatique de l'exemple 1 et le pneumatique 2 de référence, la force de virage (CF) et le moment de retournement ont été mesurés en détail et les résultats sont l'objet des figures 2 et 3. Comme décrit précédemment, le pneumatique de motocyclette selon la présente invention a une structure dans laquelle l'épaisseur de la partie de bande de roulement diminue progressivement de la partie centrale de la bande de roulement vers les bords de celle-ci et la nappe de sommet est composée de câblés ayant un module relativement faible. Ainsi, la force de virage devient faible, et la poussée de carrossage augmente avec le moment de retournement. En conséquence, la stabilité longitudinale lors d'une conduite à grande vitesse et la stabilité de conduite en virage sont accrues. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux pneumatiques qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. TABLEAU 1 Pneumatique Ex.1 Ex.2 Ex.3 Ref. 1 Ref. 2 CARCASSE Construction Radiale Radiele Radiele Radiele Radiele Nombre de nappes 2 2 2 2 2 Angle de câblés *1 (deg.) 90 90 90 90 90 Matériau de câblés "Nylon" "Nylon" "Nylon" Polyester Polyester Denier 2/1260d 2/1260d 2/1260d 2/1260d 2/1260d BANDE INTERMEDIAIRE Nombre de nappes 2 2 2 2 2 Matière de câblés "Nylon" "Nylon" "Nylon" "Aramid" "Nylon" Denier 2/1500d 2/1500d 2/1500d 2/1500d 2/1500d Angle de câblés (degrés) 22 22 22 22 22 POINTE DE TALON Dureté JIS (degrés) 85 85 85 85 85 Hauteur (mm) 46 46 46 46 46 PARTIE DE BANDE DE ROULEMENT Partie centrale A (%) 34 34 34 34 34 Epaisseur a (mm) 16 16 16 16 16 Partie de bord E (%) 17 17 17 17 17 Epaisseur b (mm) 12 10 12 12 16 Rapport b/a 0,75 0,75 0,75 0,75 1,0 Moment de retournement 106 115 106 106 106 Stabilité longitudinale 5 5 4 4 4 Stabilité en virage 4 4 4 3 2,5 *1 : par rapport à direction circonférentielle de pneumatique REVENDICATIONS 1. Pneumatique pour motocyclette, caractérisé en ce qu'il comprend une partie formant bande de roulement (2), des parties (3) formant des flancs, disposées radialement vers l'intérieur à partir des bords de la partie formant bande de roulement, des parties de talon (4) disposées radialement vers l'intérieur par rapport aux parties des flancs, une tringle (6) placée dans chaque partie de talon, un carcasse radiale (5) disposée entre les parties de talon, dans les parties de flancs, et remontant dans les deux parties de bord autour des tringles, et une nappe de sommet (7) disposée radialement vers l'extérieur de la carcasse et composée de câblés organiques, les câblés ayant un module d'élasticité à la traction de 2,5.109 à 4.109 Pa et formant un angle de 10 à 30 avec la direction circonférentielle du pneumatique, l'épaisseur de la partie de bande de roulement étant déterminée de manière que l'épaisseur, dans une partie centrale ayant un centre qui coïncide avec l'équateur du pneumatique et ayant une largeur comprise entre 25 et 45 % de la largeur totale de la partie de la bande de roulement, est constante, l'épaisseur, dans des parties de bord ayant une largeur de 10 à 20 * de la largeur totale de la partie de bande de roulement, est constante, et l'épaisseur, dans les parties médianes disposées entre les parties précédentes, diminue progressivement du côté du centre de la bande de roulement vers les côtés des bords de celle-ci. 2 Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport (b/a) de l'épaisseur de la région centrale à l'épaisseur des parties des bords est compris entre 0,4 et 0,8. 3. Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de chaque partie médiane varie de manière que la partie de bande de roulement ait une surface de contact avec le sol dont le profil ne présente pas de discontinuité de courbure.