(57)【要約】  本発明は、乗用車用のタイヤ（１）を補強する補強材に関する。このタイヤは、そのクラウンを刺し通しやすい異物によるクラウンの侵入および穿孔に対する良好な耐性を有し、しかも簡単でありかつ軽量である補強材アーキテクチャを備える。本発明によれば、たが掛け層（７１）は、たが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たり少なくとも３５ｄａＮ／ｍｍに等しい破断時力ＦＲおよび加えられる力Ｆがたが掛け層（７１）の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、少なくとも２５０ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する。ワーキング補強材（６）は、単一のワーキング層（６１）を含み、単一ワーキング層（６１）のワーキングレインフォーサが周方向（ＹＹ′）と少なくとも３０°に等しくかつ多くとも５０°に等しい角度ＡTをなす。少なくとも１つのカーカス層（８１）のカーカスレインフォーサは、赤道面（ＸＺ）内において周方向（ＹＹ′）と少なくとも５５°に等しくかつ多くとも８０°に等しい角度ＡC2をなし、この角度ＡC2は、ワーキングレインフォーサの角度ＡTの向きとは逆の向きを有し、カーカスレインフォーサとワーキングレインフォーサは、三角形構造を構成している。
2018511529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗用車用のタイヤ（１）であって、
‐路面に接触するようになったトレッド（２）を有し、前記トレッド（２）は、半径方向内側寄りのその軸方向端部（２１）が２つのサイドウォールを経て、リム（５）に接触するようになった２つのビード（４）に連結され、
‐前記トレッド（２）の半径方向内側に位置するワーキング補強材（６）を有し、前記ワーキング補強材（６）は、エラストマー材料で被覆された金属ワーキングレインフォーサを含む少なくとも１つのワーキング層（６１）を有し、前記ワーキングレインフォーサは、前記タイヤの周方向（ＹＹ′）と少なくとも１０°に等しい角度ＡTをなし、
‐前記トレッド（２）の半径方向内側にかつ前記ワーキング補強材（６）に半径方向に隣接して位置するフープ補強材（７）を有し、前記フープ補強材（７）は、エラストマー材料で被覆されたフープレインフォーサを含む単一のたが掛け層（７１）を有し、前記フープレインフォーサは、前記周方向（ＹＹ′）と多くとも５°に等しい角度ＡFをなし、
‐前記ワーキング補強材（６）および前記フープ補強材（７）の半径方向内側に位置した状態で前記２つのビードを互いに接合するカーカス補強材（８）を有し、前記カーカス補強材（８）は、エラストマー材料で被覆された布カーカスレインフォーサを含む少なくとも１つのカーカス層（８１）を有し、前記布カーカスレインフォーサは、前記サイドウォール（３）内で少なくとも部分的に、前記周方向（ＹＹ′）と少なくとも８５°に等しい角度ＡC1をなす、タイヤにおいて、
前記たが掛け層（７１）は、前記たが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たり少なくとも３５ｄａＮ／ｍｍに等しい破断時力ＦＲを有し、前記たが掛け層（７１）は、加えられる力Ｆが前記たが掛け層（７１）の前記破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、少なくとも２５０ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有し、前記ワーキング補強材（６）は、単一のワーキング層（６１）を含み、前記単一ワーキング層（６１）のワーキングレインフォーサが前記周方向（ＹＹ′）と少なくとも３０°に等しくかつ多くとも５０°に等しい角度ＡTをなし、前記少なくとも１つのカーカス層（８１）の前記カーカスレインフォーサは、赤道面（ＸＺ）内において前記周方向（ＹＹ′）と少なくとも５５°に等しくかつ多くとも８０°に等しい角度ＡC2をなし、該角度ＡC2は、前記ワーキングレインフォーサの前記角度ＡTの向きとは逆の向きを有し、前記カーカスレインフォーサと前記ワーキングレインフォーサは、三角形構造を構成している、タイヤ。
【請求項２】
前記たが掛け層（７１）は、前記たが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たり少なくとも４５ｄａＮ／ｍｍに等しい破断時力ＦＲを有する、請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記たが掛け層（７１）は、加えられる力Ｆが前記たが掛け層（７１）の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、少なくとも３００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する、請求項１または２記載のタイヤ。
【請求項４】
前記たが掛け層（７１）は、加えられる力Ｆが前記たが掛け層（７１）の前記破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、多くとも１８００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記たが掛け層（７１）は、加えられる力Ｆが前記たが掛け層（７１）の前記破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、多くとも１６００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記たが掛け層（７１）は、レインフォーサ間距離Ｌだけ交互に隣接間隔を置いて位置するフープレインフォーサを有し、フープレインフォーサの前記直径Ｄと２つの連続して位置するフープレインフォーサを隔てる前記距離Ｌの比Ｄ／Ｌは、少なくとも１に等しくかつ多くとも８に等しい、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記たが掛け層（７１）は、直径Ｄを有するとともにレインフォーサ間距離Ｌだけ交互に隣接間隔を置いて位置するフープレインフォーサを有し、フープレインフォーサの前記直径Ｄと２つの連続して位置するフープレインフォーサを隔てる前記距離Ｌの比Ｄ／Ｌは、少なくとも２に等しくかつ多くとも５に等しい、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記フープレインフォーサは、例えば芳香族ポリアミドもしくはアラミド、脂肪族ポリアミドもしくはナイロン、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリケトンのような布材料または例えばレーヨンまたはリオセルのようなセルロース繊維を含む布材料から成る、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記フープレインフォーサは、少なくとも２種類の別々の布材料の組み合わせから成る、請求項８記載のタイヤ。
【請求項１０】
前記フープレインフォーサは、金属材料、例えばスチールから成る、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項１１】
前記ワーキング層（６１）の前記ワーキングレインフォーサは、前記周方向（ＹＹ′）と少なくとも３５°に等しくかつ多くとも４５°に等しい角度ＡTをなしている、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのカーカス層（８１）の前記カーカスレインフォーサは、前記赤道面（ＸＺ）内において前記周方向（ＹＹ′）と少なくとも６０°に等しくかつ多くとも７０°に等しい角度ＡC2をなしている、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の要旨は、乗用車用タイヤと通称されている乗用車のためのタイヤ、特にこのタイヤの補強材にある。
【０００２】
タイヤは、旋回軸線がタイヤの回転軸線であるトリック構造体であるので、本発明に関して用いられる用語は、以下のように定義される。
‐「軸方向」：タイヤの回転軸線に平行な方向、
‐「半径方向」：タイヤの回転軸線に垂直な方向、
‐「周方向」：タイヤの回転軸線を含む安定方向平面に垂直な方向、
‐「半径方向面」：タイヤの回転軸線を含む平面、
‐「赤道面」：タイヤの回転軸線に垂直でありかつトレッドの中央を通る平面。
【背景技術】
【０００３】
タイヤは、通常、路面に接触するようになったトレッドを有し、トレッドは、半径方向内側寄りのその軸方向端部が２つのサイドウォールを経て、リムに接触するようになった２つのビードに連結されている。タイヤがそのリムに取り付けられた状態で、トレッドの半径方向最も外側の箇所とビードの半径方向最も内側の箇所を通る直線との間の半径方向距離は、タイヤの高さＨと呼ばれる。
【０００４】
ラジアルタイヤは、外側から内側に向かって半径方向に少なくとも１つのワーキング補強材および１つのカーカス補強材を含む補強材を更に有する。
【０００５】
トレッドの半径方向内側に位置するワーキング補強材は、エラストマー材料で被覆されたワーキングレインフォーサを含む少なくとも１つのワーキング層を有し、これらワーキングレインフォーサは、周方向と少なくとも１０°に等しい角度をなしている。通常、乗用車用タイヤのワーキング補強材は、２つのワーキング層を有し、これらワーキング層のそれぞれのワーキングレインフォーサは、三角形構造を作るよう１つのワーキング層から次のワーキング層との間でクロス掛け関係をなしている。一般的に、乗用車用タイヤのためのワーキングレインフォーサは、金属材料、通常は鋼（スチール）で作られていて、コードと呼ばれる原糸の集まりまたは単一の原糸で形成されている。
【０００６】
ワーキング補強材の半径方向内側に位置するカーカス補強材は、各ビード内で一般に周方向補強要素またはビードワイヤ周りに巻きつけられることによってタイヤの２つのビードを互いに連結しており、このカーカス補強材は、エラストマー材料で被覆されたカーカスレインフォーサを含む少なくとも１つのカーカス層を有する。乗用車用タイヤの場合、カーカス補強材は、一般に、単一のカーカス層を有する。半径方向カーカス補強材の最も多く見受けられる場合では、カーカスレインフォーサは、周方向とカーカス層上のあらゆる箇所において、少なくとも８５°に等しい角度をなしている。一般に、乗用車用タイヤのためのカーカスレインフォーサは、例えば脂肪族ポリアミドもしくはナイロン、芳香族ポリアミドもしくはアラミド、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（非網羅的な例として挙げた）のような布材料、例えばレーヨンのようなセルロース繊維を含む布材料で作られている。
【０００７】
多くの場合、補強材は、フープ補強材を更に含む。フープ補強材は、ワーキング補強材に隣接して、すなわち、ワーキング補強材の半径方向外側またはワーキング補強材の半径方向内側に位置する。フープ補強材は、一般に、カーカス補強材の半径方向外側に位置する。フープ補強材は、少なくとも１つのたが掛け層、通常、単一のたが掛け層を含む。たが掛け層は、エラストマー材料で被覆されるとともに周方向と多くとも５°に等しい角度をなすフープレインフォーサを有する。乗用車用タイヤのためのフープレインフォーサを布材料か金属材料かのいずれでも作ることができる。
【０００８】
ワーキング補強材およびフープ補強材で形成された組立体は、タイヤのクラウン補強材となる。
【０００９】
乗用車用タイヤは、これが使用されている間、異物上を走行する場合があり、かかる異物は、このタイヤのトレッドを穴あけしてワーキング層を部分的にまたは全体的に破断させがちである。これは、主として、ワーキング補強材の高い剛性、特に半径方向剛性に起因している。先行技術の従来型タイヤの場合、かかる異物による穴あけによって生じる高い変形率は、本質的に、カーカス補強材によってではなくワーキング補強材によって支えられる。
【００１０】
米国特許第４３１００４３号明細書は、石の上を通ったときに生じる恐れのある衝撃の影響下におけるバーストに対して高い耐性をもつヘビーデューティ型の車両向きのラジアルタイヤを既に開示している。かかるタイヤは、特に、余剰の機械的強度を備えておらず、しかも布レインフォーサから成る場合のある少なくとも１つのカーカス層を含むカーカス補強材と、カーカス補強材の半径方向外側に位置するとともに３つのワーキング層を含むワーキング補強材とを有し、これら３つのワーキング層のうちの半径方向最も外側の２つのワーキング層は、周方向と１５°〜２５°の角度をなす金属レインフォーサから成る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４３１００４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者は、クラウンを刺し通しやすい異物によるクラウンの侵入および穿孔に対する良好な耐性を有し、しかも先行技術の乗用車用タイヤの補強材設計よりも簡単でありかつこれよりも軽量である補強材設計を備えた乗用車用タイヤを設計するという目的に取り組んだ。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、本発明の要旨は、乗用車用のタイヤであって、
‐路面に接触するようになったトレッドを有し、トレッドは、半径方向内側寄りのその軸方向端部が２つのサイドウォールを経て、リムに接触するようになった２つのビードに連結され、
‐トレッドの半径方向内側に位置するワーキング補強材を有し、ワーキング補強材は、エラストマー材料で被覆された金属ワーキングレインフォーサを含む少なくとも１つのワーキング層を有し、ワーキングレインフォーサは、タイヤの周方向と少なくとも１０°に等しい角度ＡTをなし、
‐トレッドの半径方向内側にかつワーキング補強材に半径方向に隣接して位置するフープ補強材を有し、フープ補強材は、エラストマー材料で被覆されたフープレインフォーサを含む単一のたが掛け層を有し、フープレインフォーサは、サイドウォール内で少なくとも部分的に、周方向と多くとも５°に等しい角度ＡFをなし、
‐ワーキング補強材およびフープ補強材の半径方向内側に位置した状態で２つのビードを互いに接合するカーカス補強材を有し、カーカス補強材は、エラストマー材料で被覆された布カーカスレインフォーサを含む少なくとも１つのカーカス層を有し、布カーカスレインフォーサは、周方向と少なくとも８５°に等しい角度ＡC1をなし、
‐たが掛け層は、たが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たり少なくとも３５ｄａＮ／ｍｍに等しい破断時力ＦＲを有し、
‐たが掛け層は、加えられる力Ｆがたが掛け層の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、少なくとも２５０ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有し、
‐ワーキング補強材は、単一のワーキング層を含み、単一ワーキング層のワーキングレインフォーサが周方向と少なくとも３０°に等しくかつ多くとも５０°に等しい角度ＡTをなし、
‐少なくとも１つのカーカス層のカーカスレインフォーサは、赤道面内において周方向と少なくとも５５°に等しくかつ多くとも８０°に等しい角度ＡC2をなし、この角度ＡC2は、ワーキングレインフォーサの角度ＡTの向きとは逆の向きを有し、カーカスレインフォーサとワーキングレインフォーサは、三角形構造を構成していることを特徴とするタイヤにある。
【００１４】
本発明のタイヤは、
‐単一のたが掛け層で構成されたフープ補強材を有し、たが掛け層は、加えられる力Ｆがたが掛け層の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、たが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりのｄａＮで表された指定されている破断時最小力ＦＲおよび指定された最小割線伸びモジュラスＭＡを有し、割線伸びモジュラスＭＡは、破断時力ＦＲの１５％とこれに対応した伸び率の比であり、
‐単一のワーキング層で構成されたワーキング補強材を有し、この単一のワーキング層の金属ワーキングレインフォーサは、周方向と少なくとも３０°に等しくかつ多くとも５０°に等しい角度をなし、
‐通常、単一のカーカス層で構成されたカーカス補強材を有し、この単一のカーカス層のカーカスレインフォーサは、赤道面内において周方向と少なくとも５５°に等しくかつ多くとも８０°に等しい角度ＡC2をなし、この角度ＡC2は、ワーキングレインフォーサの角度ＡTの向きとは逆の向きを有し、その結果、カーカスレインフォーサとワーキングレインフォーサは、三角形構造を構成する。
【００１５】
したがって、本発明と先行技術の乗用車用タイヤの本質的な差異は、
‐単一のたが掛け層を含むフープ補強材が高い破断時力と高い引張り剛性の両方を備え、
‐２つのワーキング層に代えて単一のワーキング層を備えたワーキング補強材が設けられ、この単一のワーキング層のワーキングレインフォーサが一方の層と他方の層との間でクロス掛け関係をなし、
‐クラウン部分内では半径方向ではないカーカス層を含むカーカス補強材が設けられ、その結果、カーカスレインフォーサとワーキングレインフォーサが互いに対してクロス掛け関係をなしているということにある。
【００１６】
本発明者は、驚くべきこととして、本発明の補強材がたとえ先行技術と比較して１つ少ないワーキング層を有する場合であっても、そしてこのことによりたとえ本発明の補強材が単純かつ軽量であるとしても、かかる本発明の補強材が凹みを生じさせる物体による侵入に対して良好な耐性を保証するという所見を得ることができた。この場合、ワーキング層とカーカス層との間の三角形構造が強固であってかつ剛性であるたが掛け層と関連することにより、タイヤは、刺し通す物体によって生じる変形エネルギーを効果的に吸収することができ、この場合、クラウン領域の補強材の劣化が少ない。より具体的に言えば、たが掛け層の物理的性質の選択により、タイヤのクラウンの変形プロフィールを制御し、したがって走行中に早期損傷を招きやすい過剰の変形を回避することがより良く可能である。
【００１７】
この利点は、ポラー（polar）と呼ばれて直径が１９ｍｍに等しい金属筒体を用いてリムに取り付けられてインフレートされたタイヤを穿孔するのに必要なエネルギーの測定を含む標準化された静的試験である「破断エネルギー」試験と呼ばれている穿孔試験によって定量化されることにあり、タイヤは、公称の所与の荷重または重み付け荷重（過負荷）を受ける。公称荷重は、欧州タイヤ・リム技術協会、すなわちＥＴＲＴＯ規格によって定められた標準化荷重である。
【００１８】
カーカス補強材に関する限り、カーカス層は、少なくともサイドウォールの部分中では実質的に半径方向であり、このことは、カーカスレインフォーサが周方向と少なくとも８５°に等しい角度をなしているということを意味している。より具体的に言えば、カーカス層のこの半径方向の向きを好ましくは関連させたサイドウォールの部分が、それぞれタイヤのトレッドの半径方向最も外側の箇所から３Ｈ／８およびＨ／８の半径方向距離のところに位置した軸方向直線相互間で半径方向に延びている。
【００１９】
好ましくは、たが掛け層は、少なくとも４５ｄａＮ／ｍｍに等しいたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりの破断時力ＦＲを有し、それによりたが掛け層の良好な破断時力が保証される。
【００２０】
さらにより好ましくは、たが掛け層は、加えられる力Ｆがたが掛け層の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、少なくとも３００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有し、それによりたが掛け層の大きな引張り剛性が保証される。
【００２１】
好ましくは、たが掛け層は、加えられる力Ｆがたが掛け層の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、多くとも１８００ｄａＮ／ｍｍ、より好ましくは多くとも１６００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する。
【００２２】
有利には、たが掛け層は、加えられる力Ｆがたが掛け層の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、多くとも１８００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する。
【００２３】
好ましくは、たが掛け層は、加えられる力Ｆがたが掛け層の破断時力ＦＲの１５％に等しい場合、多くとも１６００ｄａＮ／ｍｍに等しい割線伸びモジュラスＭＡを有する。
【００２４】
たが掛け層が直径Ｄを有するとともにレインフォーサ間距離Ｌだけ交互に隣接間隔を置いて位置するフープレインフォーサを有する状態で、フープレインフォーサの直径Ｄと２つの連続して位置するフープレインフォーサを隔てる距離Ｌの比Ｄ／Ｌは、少なくとも１に等しくかつ多くとも８に等しい。８を超えるＤ／Ｌ比の場合、フープ‐レインフォーサ密度は、たが掛け層の機械的強度およびたが掛け層の機械的強度の面で必要な密度を遙かに超え、したがって、２つの連続して位置するフープレインフォーサ相互間の介在するエラストマー材料の量は、不十分である。１を下回るＤ／Ｌ比の場合、たが掛け層は、広い幅を生じさせる工業用生産設備での製造が困難である。
【００２５】
好ましくは、たが掛け層は、直径Ｄを有するとともにレインフォーサ間距離Ｌだけ交互に隣接間隔を置いて位置するフープレインフォーサを有し、フープレインフォーサの直径Ｄと２つの連続して位置するフープレインフォーサを隔てる距離Ｌの比Ｄ／Ｌは、少なくとも２に等しくかつ多くとも５に等しい。この区間内に収まるＤ／Ｌ比は、介在するエラストマー材料の機械的強度に対して最適量のエラストマー材料が存在するということを保証し、それによりたが掛け層に満足の行く頑丈さ（ロバストネス）が与えられる。
【００２６】
フープレインフォーサの材料に関する第１の実施形態によれば、フープレインフォーサは、例えば芳香族ポリアミドもしくはアラミド、脂肪族ポリアミドもしくはナイロン、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリケトンのような布材料または例えばレーヨンまたはリオセルのようなセルロース繊維を含む布材料から成る。布材料で作られたフープレインフォーサは、軽量化および水分に耐える能力を与えるという利点を提供する。
【００２７】
フープレインフォーサの材料に関する第２の実施形態によれば、フープレインフォーサは、少なくとも２種類の別々の布材料の組み合わせから成る。少なくとも２種類の別々の布材料の組み合わせから成るフープレインフォーサは、ハイブリッドフープレインフォーサとも呼ばれ、かかるフープレインフォーサは、レインフォーサの伸び率に関数としてレインフォーサに加えられた引張り力を表していて、低い伸び率では比較的低い第１の引張り弾性モジュラスを呈し、高い伸び率では高い第２の引張り弾性モジュラスを呈する場合のある引張り曲線を呈するという特定の特徴を有し、これは、かかるレインフォーサが「バイモジュラス（bi-modulus）」挙動を示すと呼ばれている理由である。比較的低い第１の引張り弾性モジュラスは、タイヤの製造のロバストネスに寄与する。高い第２の引張り弾性モジュラスは、タイヤが供用時の機械的強度を有する必要性に対する対応策となる。
【００２８】
フープレインフォーサの材料に関する第３の実施形態によれば、フープレインフォーサは、金属材料、例えばスチールから成る。金属レインフォーサは、引張り強度のモジュラスのレベルが等しい布材料レインフォーサと比較して、工業的レベルで極めて競争力のある価格になっている。
【００２９】
好ましくは、ワーキング層のワーキングレインフォーサは、周方向と少なくとも３５°に等しくかつ多くとも４５°に等しい角度ＡTをなす。この角度の値の範囲は、タイヤがカーブでの走行中に正確に挙動するのに必要なタイヤの十分なコーナリング剛性を保証するための最適条件に対応している。タイヤのコーナリング剛性は、半径方向回りに１°の回転を生じさせるためにタイヤに加えられなければならない軸方向力に対応している。
【００３０】
さらにより好ましくは、少なくとも１つのカーカス層のカーカスレインフォーサは、赤道面（ＸＺ）内において周方向と少なくとも６０°に等しくかつ多くとも７０°に等しい角度ＡC2をなす。この角度の値の範囲は、タイヤの製造中におけるタイヤのシェーピングの結果である。カーカス層のレインフォーサは、当初半径方向であり、このことは、周方向と９０°に近い角度をなすことを意味している。タイヤが製造中、すなわち、円筒形の形状からトリックの形状への変換中にシェーピングされているとき、カーカスレインフォーサの角度は、タイヤのクラウン領域において、特に赤道面の近くにおいて著しく減少する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】半径方向面で見た本発明のタイヤの半部の断面を概略的に示す図である。
【図２】たが掛け層の代表的な挙動の曲線を示す図であり、伸張の際の変形の関数ＤＸ／Ｘとして、ｄａＮ／ｍｍ、すなわちたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりのｄａＮで表わされたたが掛け層に加えられる引張り力Ｆを表わす図である。
【図３】たが掛け層の引張り挙動の種々の曲線を示す図であり、種々の形式のフープレインフォーサについて、伸張の際の変形の関数ＤＸ／ＸとしてｄａＮ／ｍｍで表わされたたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりの引張り力Ｆの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下において、添付の図１〜図３および表１〜表５に記載された実施例の助けにより本発明について説明するが、全記載内容は、例示として与えられている。
【００３３】
図１は、半径方向面で見た本発明のタイヤの半部の断面を概略的に示している。図１に示されているように、本発明のタイヤ１は、路面に接触するようになったトレッド２を有し、トレッド２は、半径方向内側寄りのその軸方向端部２１が２つのサイドウォールを経て、リム５に接触するようになった２つのビード４に連結されている。トレッド２の半径方向内側に位置するワーキング補強材６は、エラストマー材料で被覆された金属ワーキングレインフォーサ（図示せず）を含むワーキング層６１を有し、これらワーキングレインフォーサは、タイヤの周方向ＹＹ′と少なくとも１０°に等しい角度ＡTをなしている。トレッド２の半径方向内側にかつワーキング補強材６の半径方向外側に位置するフープ補強材７は、エラストマー材料で被覆されたフープレインフォーサを含む単一のたが掛け層７１を有し、これらフープレインフォーサは、周方向ＹＹ′と多くとも５°に等しい角度ＡFをなしている。ワーキング補強材６およびフープ補強材７の半径方向内側に位置していて２つのビード４を互いに結合しているカーカス補強材８は、エラストマー材料で被覆された布カーカスレインフォーサ（図示せず）を含む少なくとも１つのカーカス層８１を有し、これらカーカスレインフォーサは、周方向ＹＹ′と少なくともサイドウォール３内で部分的に、少なくとも８５°に等しい角度ＡC2をなしている。
【００３４】
図２は、たが掛け層の代表的な挙動の曲線を示す図であり、伸張の際の変形の関数ＤＸ／Ｘとして、ｄａＮ／ｍｍ、すなわちたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりのｄａＮで表わされたたが掛け層に加えられる引張り力Ｆを表わしている。図２は、特に、破断力ＦＲの０．１５倍に等しい力Ｆでかつたが掛け層の引張り剛性を特徴付ける標準化された仕方で測定されたたが掛け層の破断力ＦＲおよび割線伸びモジュラスＭＡを示している。
【００３５】
図３は、たが掛け層の引張り挙動の種々の曲線を示す図であり、種々の形式のフープレインフォーサについて、伸張の際の変形の関数ＤＸ／ＸとしてｄａＮ／ｍｍで表わされたたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりの引張り力Ｆの変化を示している。
【００３６】
図３の曲線は、６．５Ｊ１６リムに取り付けられてＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術協会）規格に準拠して「公称荷重」下において２．５ｂａｒの公称圧力および「余剰荷重」下において２．９ｂａｒの公称圧力までインフレートされるようになったサイズ２０５／５５Ｒ１６の乗用車用タイヤのたが掛け層について描かれたものである。曲線Ａは、フープレインフォーサが１メートル当たり２９０ターン（２９０ｔｐｍ）の撚りがかけられたＰＥＴの２本の１４４‐テックスストランド（１４４／２）で構成されたたが掛け層に関する引張り曲線であり、これらレインフォーサのピッチＰは、０．８ｍｍに等しい。曲線Ｂは、ハイブリッドフープレインフォーサが１メートル当たり２１０ターンのつりあい撚りがかけられた状態で互いに撚り合わされた３３４テックス原糸番手ＰＥＴと３３０テックス原糸番手のアラミドの組み合わせで構成されたたが掛け層に関する引張り曲線である。曲線Ｃは、フープレインフォーサが１メートル当たり３１５ターン（３１５ｔｐｍ）の撚りがかけられたアラミドの２本の１６７‐テックスストランド（１６７／２）で構成されたたが掛け層に関する引張り曲線であり、これらレインフォーサのピッチＰは、０．８ｍｍに等しい。曲線Ｄは、フープレインフォーサが３本の０．２６ｍｍ径金属原糸の集成体で構成されたスチールから成る金属コードで作られたたが掛け層に関する引張り曲線であり、これらレインフォーサのピッチＰは、０．８５ｍｍに等しい。直線Ｓは、３５ｄａＮ／ｍｍに等しいたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりの力に対応したしきい値ラインであり、図示の種々のたが掛け層についてのたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりの破断力ＦＲがこのしきい値ラインを超えて位置する。
【００３７】
本発明を特に６．５Ｊ１６リムに取り付けられてＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術協会）規格に準拠して「公称荷重」下において２．５ｂａｒの公称圧力および「余剰荷重」下において２．９ｂａｒの公称圧力までインフレートされるようになったサイズ２０５／５５Ｒ１６の乗用車用タイヤについて研究した。本発明の範囲に含まれない比較例Ｅとしての先行技術Ｒの基準タイヤと本発明の実施形態の３つの択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を比較した。
【００３８】
以下の表１は、サイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤに関し、本発明の範囲に含まれない比較例Ｅおよび本発明の実施形態の３つの択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のたが掛け層の特性を以下に示している。
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表１：２０５／５５Ｒ１６中のたが掛け層の特性
【００３９】
比較例Ｅのフープレインフォーサは、１メートル当たり２９０ターン（２９０ｔｐｍ）の撚りをかけた状態の１４４テックスＰＥＴの２本のストランド（１４４／２）から成る。択一的形態Ｖ１のフープレインフォーサは、１メートル当たり３１５のターン（３１５ｔｐｍ）の撚りをかけた状態の１６７テックスアラミドの２本のストランド（１６７／２）から成る。択一的形態Ｖ２のフープレインフォーサは、１メートル当たり２１０のターン（２１０ｔｐｍ）の撚りをかけた状態の４４０テックスＰＥＴの３本のストランド（４４０／３）から成る。択一的形態３のフープレインフォーサは、１４ｍｍのピッチで螺旋の状態に集成された直径０．２６ｍｍの３本のスチール原糸から成る金属コードである。
【００４０】
比の値Ｄ／Ｌ中のレインフォーサ間距離Ｌが２つの連続して位置するレインフォーサの軸線相互間で測定されたレインフォーサ相互間の間隔であるピッチＰとレインフォーサの直径Ｄの差に等しいことが注目されるべきである。
【００４１】
注目されるべきこととして、研究対象のたが掛け層の４つの形式に関し、たが掛け層の破断時力ＦＲの１５％時における割線伸びモジュラスの値は、本発明の範囲に入らない比較例Ｅについては１７８ｄａＮ／ｍｍに等しく、２５０ｄａＮ／ｍｍのしきい値と比較して実施形態の択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３についてそれぞれ１０５２ｄａＮ／ｍｍ、４７１ｄａＮ／ｍｍおよび１５５２ｄａＮ／ｍｍに等しい。比較例Ｅおよび択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のたが掛け層ついてのたが掛け層の軸方向幅の１ｍｍ当たりの破断力ＦＲは、それぞれ、３５ｄａＮ／ｍｍのしきい値と比較して２３ｄａＮ／ｍｍ、６９ｄａＮ／ｍｍ、５５ｄａＮ／ｍｍ、６６ｄａＮ／ｍｍに等しい。最後に、レインフォーサの直径Ｄとレインフォーサ間距離Ｌの比Ｄ／Ｌは、それぞれ、３．４、５．２、４．８、２．１に等しい。
【００４２】
以下の表２は、先行技術の基準設計Ｒ、本発明の範囲には含まれない比較例Ｅおよび本発明の実施形態の３つの択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の場合におけるサイズ２０５／５５Ｒ１６の乗用車用タイヤのためのカーカス、ワーキングおよびフープ補強材のためのレインフォーサの形式およびこれらレインフォーサのなす角度を示している。
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表２：２０５／５５Ｒ１６中のカーカス補強材、ワーキング補強材およびフープ補強材のレインフォーサの形式および角度
【００４３】
表２によれば、カーカス補強材は、カーカスレインフォーサが全ての形態において、１メートル当たり２９０ターン（２９０ｔｐｍ）の撚りがかけられたＰＥＴの２本の１４４‐テックスストランド（１４４／２）で構成された単一のカーカス層で構成されている。先行技術の基準に関し、カーカス層のカーカスレインフォーサは、赤道面内において周方向と９０°に等しい角度ＡC2をなしている。他の全ての形態に関し、カーカス層のカーカスレインフォーサは、赤道面内において周方向と６７°に等しい角度ＡC2をなす。
【００４４】
ワーキング補強材は、先行技術の基準に関し、ワーキングレインフォーサが０．７％炭素を含むスチールで作られ、０．３０ｍｍに等しい直径を備えた２本の原糸で構成され、そして１．２ｍｍに等しいピッチＰで布設された金属コードである２つのワーキング層で構成されており、これらワーキングレインフォーサは、周方向とは２５°に等しい角度をなすとともに１つのワーキング層と次のワーキング層との間でクロス掛け関係をなしている。ワーキング補強材は、研究した他の全ての形態に関し、ワーキングレインフォーサが０．７％炭素を含むスチールで作られ、０．３０ｍｍに等しい直径を備えた２本の原糸で構成され、そして０．９ｍｍに等しいピッチＰで布設された金属コードである単一のワーキング層で構成されており、これらワーキングレインフォーサは、周方向とは−４０°に等しい角度をなしている。
【００４５】
以下の表３は、分析的計算から導き出された半径方向剛性Ｒｘｘおよび剪断剛性Ｇｘｙに関する理論的結果ならびにサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤに関する理論的バースト圧力を記載している。
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表３：２０５／５５Ｒ１６について計算された剛性およびバースト圧力
【００４６】
ｄａＮ／ｍｍで表わされる半径方向剛性Ｒｘｘは、タイヤのクラウンの１ｍｍの半径方向変位を得るためにタイヤに加えられることが必要な半径方向力である。ｄａＮ／ｍｍで表わされる剪断剛性Ｇｘｙは、タイヤのクラウンの１ｍｍの軸方向変位を得るためにタイヤに加えられることが必要な軸方向力である。ｂａｒで表わされるタイヤの理論的バースト圧力は、タイヤが圧力に耐えることができる能力の特性である。半径方向剛性Ｒｘｘおよび剪断剛性Ｇｘｙ特性ならびにバースト圧力は、ベースを１００とみなした先行技術の基準Ｒの対応の特性に対する相対的な値の形態で表わされている。
【００４７】
表３によれば、択一的形態Ｖ１，Ｖ２は、先行技術の基準Ｒについて得られた値に近い半径方向剛性Ｒｘｘおよびバースト圧力の値を示している。これとは対照的に、剪断剛性Ｇｘｙは、基準Ｒよりも極めて低い。
【００４８】
以下の表４は、サイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤに関し、研究対象の種々のタイヤ設計に関する測定および試験の結果を示している。
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表４：２０５／５５Ｒ１６について測定されたコーナリング剛性、破断エネルギー
およびバースト圧力
【００４９】
タイヤのコーナリング剛性Ｄｚは、半径方向周りにタイヤの１°の回転を生じさせるためにタイヤに加えられる軸方向力である。表４では、コーナリング剛性は、サイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤがＥＴＲＴＯ規格の意味においてタイヤの公称荷重の０．８倍に等しい荷重を受けた場合のベースを１００とみなした先行技術の基準の相対的な値の形態で、すなわち百分率として表わされており、この公称荷重は、４８２６Ｎに等しい。
【００５０】
穿孔エネルギーまたは破断エネルギーは、直径が１９ｍｍの円筒形またはポラー障害物による凹みによって測定され、タイヤは、２．２ｂａｒに等しい圧力（余剰荷重条件）までインフレートされる。この試験の実施中、エネルギーは、ポラーがクラウンを穿孔した時点で測定され、このエネルギーを最小しきい値と比較する。このサイズのタイヤに関し、規格カバーのいわゆる「余剰荷重」要件を満たすことが守られるべき最小しきい値は、５８８Ｊに等しい。
【００５１】
タイヤに関するバースト圧力試験は、水でインフレートさせたタイヤについて実施される。満足のいく安全マージンで圧力に耐えることができるタイヤの能力を保証するようになった最小しきい値は、１６ｂａｒとみなされる。
【００５２】
表４によれば、基準Ｒについて得られた結果と比較して、本発明の択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、基準と同レベルのコーナリング剛性Ｄｚ（９８％〜１１０％）、最小しきい値よりも同様に高い５８８Ｊという破断エネルギー値および最小しきい値よりも高い１６ｂａｒというバースト圧力を示している。これらの結果は、基準Ｒの場合に互いに対してクロス掛け関係をなす２つのワーキング層ではなく１つだけのワーキング層を有する軽量化タイヤ構造について得られている。１つのたが掛け層を備えるが、本発明の範囲には含まれない比較例Ｅは、破断エネルギーおよびバースト圧力基準のどれも満たしていない。注目されるべきこととして、択一的形態Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が基準に対して際立ってオフセットした計算された剛性の範囲を示しているにもかかわらず、実際に測定されたコーナリング剛性は、基準Ｒのコーナリング剛性に近い。
【００５３】
以下の表５は、種々のタイヤサイズおよび種々の補強材設計に関するシミュレーション結果、すなわち、２０５／５５Ｒ１６中の先行技術の基準に対する相対的値で表わされたコーナリング剛性Ｒｘｘ、剪断剛性Ｇｘｙおよび理論バースト圧力を記載している。
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表５：基準２０５／５５Ｒ１６に対する相対的値で表わされた種々のサイズの
乗用車用タイヤに関する計算された剛性およびバースト圧力
【００５４】
表５は、先行する段落に記載されたサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤに関し、本発明の特徴を有する種々のサイズ、例えば１６５／８０Ｒ１３（択一的形態Ｖ１１およびＶ２１）および２４５／２４Ｒ１８（択一的形態Ｖ１２およびＶ２２）のタイヤについて実施された分析的計算結果の実証するところによれば、これらは、択一的形態Ｖ１，Ｖ２について得られた半径方向剛性Ｒｘｘおよび剪断剛性Ｇｘｙに極めて類似した半径方向剛性Ｒｘｘと剪断剛性Ｇｘｙの妥協点を提供しており、これらの測定結果は、表４に記載され、これら妥協点は更に、先行技術の基準Ｒに関して全く満足のいくものである。注目されるべきこととして、本発明の範囲に含まれる互いに異なるサイズのタイヤに関する本質的な特性の最適な選択は、１つのサイズと別のサイズでは様々であって良い。例えば、２０５／５５Ｒ１６に関し、赤道面内におけるカーカスレインフォーサに関する最適角度ＡC2およびワーキングレインフォーサに関する最適角度ＡTは、それぞれ、６７°および−４０°に等しく、１６５／８０Ｒ１３の択一的形態Ｖ２１に関し、最適角度ＡC2およびＡTは、それぞれ６０°および−４０°であり、２４５／４５Ｒ１８の択一的形態Ｖ２２に関し、最適角度ＡC2およびＡTは、それぞれ６９°および−４０°である。
【００５５】
乗用車用タイヤの分野において、本発明は、上述したカーカスレインフォーサおよびワーキングレインフォーサには限定されない。カーカスレインフォーサは、任意形式の布材料、例えば、ＰＥＴ、アラミド、ナイロンまたはこれら材料の任意の組み合わせ（なお、これらは網羅的ではない）で構成できる。ワーキングレインフォーサは、種々の集成体、例えば記号３．２６（直径が０．２６ｍｍの３本の原糸の集成体）、３．１８（直径が０．１８ｍｍの３本の原糸の集成体）、２．３０（直径が０．３０ｍｍでありらせんピッチが１４ｍｍの２本の原糸の集成体）のコードまたは直径が０．４０ｍｍのモノフィラメント（これらは網羅的ではない）のものであるのが良い金属コードである。
【００５６】
本発明は、乗用車向きのタイヤには限定されず、二輪車、例えばモータバイク、ヘビーデューティ型または建設プラント型の車両に装着されるようになったタイヤ（網羅的ではない）に及ぶことが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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