JP4485194B2 - 重車両用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は輸送車両または建造機械のような重車両に装備するようになっている半径方向カーカス補強体を備えたタイヤに関する。詳細には、本発明は１００．９８ｍ（３７インチ）より大きい軸方向幅を有するタイヤに関する。

通常、重荷重に耐えるようになっているこの種類のタイヤは半径方向カーカス補強体と、少なくとも２つの作用クラウンプライで構成されるクラウン補強体とを備えており、これらのクラウン補強体は１つのプライから次のプライまで交差して周方向と１０°と４５°との間の等しいまたは等しくない角度を形成する非伸張性補強要素により構成されている。
非常に大きいタイヤに関して、ラジアルタイヤのクラウン補強体は、層剥離応力と同時に２つの交差プライの縁部間に長さ方向および横方向せん断応力を生じる顕著な変形を受け、（交差プライのコードが周方向と小さい角度にある場合、長さ方向せん断は横方向せん断より大きい）、半径方向応力は２つのプライの縁部を互いから半径方向に分離する傾向がある。前記応力は主として、カーカス補強対とクラウン補強体との間のいわゆるベルト圧力が前記クラウン補強体を周方向に膨張させると言う効果を有するタイヤの膨らまし圧力に起因している。しかも、前記応力は、地面とタイヤとの間に接触表面が生じると、走行中にタイヤにより支持される荷重に起因している。更に、前記応力は走行中のタイヤのスリップ角度に起因している。これらの応力は最も短いプライの端部に隣接したゴム混合物に亀裂を生じ、これらの亀裂は前記混合物を通って伝播され、クラウン補強体の寿命、従ってタイヤの寿命に悪影響を及ぼす。

軸方向に最も幅広い作用プライの幅より大きい軸方向幅を有する少なくとも１つの保護クラウンをクラウン補強体に使用することによって寿命の明確な向上が達成された。
語「軸方向」はタイヤの回転軸線と平行な方向を意味しており、語「半径方向」はタイヤの回転軸線に交差し且つこの軸線と直角な方向を意味している。タイヤの回転軸線はタイヤが通常の使用時に回る中心の軸線である。周方向中心平面はタイヤの回転軸線と直角であって、タイヤを２つの半体に分割する平面である。半径方向平面はタイヤの回転軸線を含む平面である。

他の解決法は、特許文献１に記載のように、作用クラウンプライ間に分離を生じ、且つ作用プライの数を増すことによりタイヤのスリップ角度から生じる応力を有利に分布させることよりなる。
作用プライの数の増大は、特にプライの数がタイヤのクラウンの曲げの剛性に直接影響を及ぼすクラウン補強体の中心では欠点が無いわけでなない。この剛性が増大する場合、この増大剛性の結果、特に、例えば大きな石の上を通るときにタイヤのクラウン衝撃が生じることによりタイヤに回復不可能な損傷が生じる。

特許文献２は、この欠点を回避する方法として、少なくとも３つの連続作用プライと、少なくとも２つの半径方向に隣接した連続作用プライの縁部間に配置された周方向中心平面の各側における少なくとも１つの半プライとより構成された作用クラウン補強体を形成することよりなり、その特別な特徴は特に、２５°より大きく且つ連続作用プライの角度のうちの最も大きい角度より５°と１５°との間の量だけ大きい角度を周方向と形成することである。この種類の構造で得られる結果は試験したタイヤのサイズにとって完全に満足すべきものであった。

フランス特許第２４２１７４２号 特許出願第ＷＯ００／５４９９２号

それらの研究において、特に、大きいタイヤ、特に軸方向幅が１２７ｃｍ（５０インチ）より大きいタイヤの製造の研究において、本発明者は、特にクラウンの可撓性を維持しながら、せん断応力を制限するために周方向および横方向剛性を向上させることによって満足すべき寿命を得ることができる重車両用のタイヤのためのクラウン構造を定めること試みた。

この目的は本発明により、少なくとも２つの連続作用プライで構成される作用クラウン補強体が半径方向上側に設けられている半径方向カーカス補強体を備えており、前記連続作用プライが、次々のプライ同士で互いに交差して周方向と１０°と３５°との間の角度α、α’を形成する金属補強要素で構成されている重車両用タイヤにおいて、作用クラウン補強体はタイヤ赤道面の各側で、金属補強要素が周方向と角度α、α’のうちの最も小さい角度より大きい角度β、β’を形成している少なくとも２つの作用半プライにより完成されており、タイヤ赤道面に対して軸方向に最も遠く延びている作用半プライは軸方向に最も幅広い連続作用プライと接触しており、２つの作用半プライは前記軸方向に最も幅広い連続作用プライの軸方向外端部を半径方向に覆っており、作用クラウン補強体は弾性金属補強要素の少なくとも２つの保護プライで構成された保護補強体により完成されており、半径方向外側の保護プライはタイヤ赤道面に対して軸方向に最も少なく外方に延びている作用半プライの軸方向外端部と最も幅広い連続作用プライの軸方向外端部との間に軸方向外端部を有していることを特徴とする重車両用タイヤにより達成される。

本発明による、すなわち、上記のような作用クラウン補強体を有する前記のようなタイヤでは、重車両用タイヤの寿命を向上させることができる。提案している構造は特にクラウンのところでタイヤの可撓性を維持しながら、せん断応力を減じて良好な耐衝撃性を得ることができ、それによりタイヤの寿命に有利な効果を与えると言うことが実際にわかった。
連続作用プライおよび作用半プライは好ましくはカーカスプライを箍掛けするか或いは結合する機能ができるだけ効果的に確保されるように非伸張性金属補強要素で構成されている。

本発明の有利な実施例によれば、作用半プライのうちの少なくとも１つは最も幅狭い連続クラウンプライの端部を覆う帯域を有している。この種類の実施例によれば、プライ間の結合を最適にすることによって全体としてのクラウン補強体における力の分布を更に向上させることが可能である。
また有利には、作用半プライのうちの１つのプライの補強要素は角度α、α’のうちの最も小さい角度より少なくとも１０°大きい角度にある。特に、この種類のプライは可撓性に悪影響することなしにタイヤの横方向剛性の分布を行うことができる。
本発明の好適な実施例によれば、横方向剛性を増しながらタイヤの周方向剛性を向上させるために、作用半プライの補強要素が互いに交差している。

特に切り目および穿孔に対するタイヤの耐性を向上させるために、公知の方法では、作用クラウン補強体は保護補強体により完成されている。保護補強体は有利には弾性金属補強要素よりなる少なくとも２つのプライで構成されている。本発明の種々の実施例は互いに部分的に覆うストリップにより構成された保護プライを設けている。使用する保護プライの種類が何であろうと、使用する弾性補強体は直線に或いは正弦波形状で配置された要素であってもよい。
前記保護プライのうちの少なくとも１つ、好ましくは、半径方向内側のプライは連続作用プライの軸方向に最も大きい幅より大きい軸方向幅を有している。また有利には、前記保護プライは連続作用プライおよび作用半プライのすべてを覆っている。

好ましくは、保護プライの補強要素は互いに交差している。

図面はそれらを理解し易くするために一定の比率で示すものではない。図２ないし図４はタイヤ赤道面を示す軸線XX'に対して対称に延びる構造の半分のみを示している。
示した寸法値は理論値であり、すなわち、タイヤの製造時に得られる基準値であり、実際の値は特にこの種類のタイヤの製造方法と関連した不確定性のために僅かに異なる。
しかも、プライ補強体の角度に関しては、示した値は最小値であり、すなわち、タイヤの中心軸線に最も近いプライの帯域に対応する値である。実際には、前記補強体の角度は特にタイヤのキャンバーの結果、タイヤの軸方向に応じて変化する。

図１には、建造機械に一般に使用されるタイヤ１の半径方向断面が概略的に示されている。
このタイヤ１はH/S比（Hはリム上のタイヤの高さであり、Sはタイヤをその作動リムに取付けて推薦圧力まで膨らましたときのタイヤの最大軸方向幅である）が０．８０である大型タイヤである。
このタイヤ１は構成の非伸張性金属コードのプライで構成されたカーカス補強体２を備えており、このカーカス補強体２は端部が実質的にその最も大きい軸方向幅の箇所に位置決めされた折返し部４を形成するために各ビードにおいてビードワイヤ３に固定されている。カーカス補強体２の上には、層５およびゴム混合物の輪郭部６が設けられ、次いでクラウン補強体７が半径方向に設けられている。前記クラウン補強体７は従来通り、一方では図１の場合、作用プライと呼ばれる２つのプライ８、９で構成されており、他方では２つの保護プライ１０、１１で構成されている。作用プライ８、９はそれら自身、各プライ８、９において互いに平行であって、周方向と１５°と４５°との間の角度を形成するように１つのプライから他のプライまで横切っている非伸張性鋼コードで構成されている。保護プライ１０、１１は一般にその各々１０、１１において互いに平行であって、１５°と４５°との間の角度を形成して次々のプライ１０、プライ１１同士で互いに交差している鋼製の弾性金属コードで構成されている。半径方向外側の作用プライ９は従来通り半径方向内側の保護プライ１０のコードと交差している。最後に、クラウン補強体の上には、２つの側壁部１４により２つのビード１３に連結されているトレッド１２が設けられている。

図２には、タイヤの保護補強体２３が上に設けられている作用クラウン補強体２４を構成するプライ１５ないし２２の本発明による積重ね体が概略的に示されている。本発明を理解し易くするためにカーカス補強体およびゴム混合物よりなる異なる帯域を図２および以降の図に示していない。
かくして、作用補強体２４は第１の場合、４つの軸方向連続作用プライ１５、１６、１７、１８を備えている。これらのプライは０．４０S₀,０．３５S₀、０．６５S₀、０．２５S₀に等しい理論幅L₁₅、L₁₆、L₁₇、L₁₈を有している（S₀は作動リムに取付けて推薦圧力まで膨らましたときのカーカス補強の最大軸方向幅である）。

これらの４つの連続作用プライは各プライ１５ないし１８において互いに平行であって、プライ１５、１７とプライ１６、１８で互いに交差してタイヤの周方向と＋１５°、−２２°、＋２２°、−２２°に夫々等しい理論最小角度α₁₅、α₁₆、α₁₇、α₁₈を形成している非伸張性金属コードから構成されている。
それで、２つの作用半プライ１９、２０を重ねることによって作用クラウン補強体が半径方向に完成される。以上で説明したように、これらの２つの作用半プライはタイヤの積重ね体の図示していない部分に周方向中心平面に対して対称に位置決めされている。また、これらの２つの半プライは互いにに平行であって、−２２°、＋３４°にそれぞれ等しい理論最小角度β₁₉、β₂₀でプライ１９とプライ２０で互いに交差している非伸張性金属コードを有している。半径方向平面を前記タイヤ赤道面に最も近い作用半プライ１９の内端部から離している理論軸方向距離は０．０７S₀に等しい。

２つの作用半プライ１９、２０は連続作用プライのうちの軸方向最も幅広い連続作用プライ１７より更に外側に軸方向に延びている。
しかも、図２のこの実施例によれば、連続作用プライ１７、１８と直接接触すべきたった１つである作用半プライ１９はこれがカバーの最も大きい面積を有する対象であるプライ１７のコードと交差しているコードを有している。
作用半プライ１９と軸方向に最も小さく延びている連続作用プライ１８との間のカバー帯域を含めて半プライと連続作用プライとの間のカバー帯域は力の連続性を確保するのに十分に大きい。

本発明の他の特徴によれば、タイヤ赤道面に対して軸方向に最も遠く外側へ延びている作用半プライ１９は軸方向に最も延びている連続作用プライ１７と接触している。しかも、２つの作用半プライ１９、２０は前記の軸方向に最も延びている連続作用プライ１７の軸方向外端部を覆っている。
作用クラウン補強体２４を半径方向に覆っている保護補強体２３は弾性鋼コードよりなる２つの保護プライ２１、２２から構成されている。破断荷重に等しい引き力下で４％に少なくとも等しい相対伸びを有するコードは弾性と呼ばれ、これらのコードは破断力の１０％で測定した相対伸びが０．２％未満である場合には非伸長性と呼ばれる。前記２つのプライのコードはプライ２１とプライ２２で互いに交差して周方向と−２４°および＋２４°に夫々等しい理論最小角度を形成している。作用補強体に半径方向に最も近い保護プライ２１のコードはカーカス補強体から半径方向に最も遠い作用半プライ２０のコードと交差しており、他の変形実施例によれば、本発明は２つの保護プライのコードが互いに交差したままで前記２つの保護プライの半径方向順序を逆にすることもできる。

最も幅広い保護プライ２１の軸方向幅は作用補強体２４の軸方向幅に及ぶ程度であり、すなわち、その軸方向広がりの関数として作用プライすべてを覆う程度である。換言すると、最も幅広い保護プライ２１の端部は半プライ１９の半径方向外側にある。
最も幅狭い保護プライ２２の軸方向外端部はタイヤ赤道面に対して軸方向に最も少なく外側に延びている作用半プライ２０の軸方向外端部と最も幅広い連続作用プライ１７の端部との間にある。

図３は本発明による異なるクラウン補強体構造の半径方向断面概略図である。本発明のこの第２例によれば、積重ね体はタイヤの作用クラウン補強体３３を構成するプライ２５ないし３２を有しており、この補強体の上には、保護補強体３４が設けられている。
作用補強体３３は４つの軸方向に連続した作用プライ２５、２６、２７、２８よりなる。これらの連続作用プライは０．５０S₀、０．４５S₀、０．５５S₀、０．４０S₀に等しい理論幅L₂₅、L₂₆、L₂₇、L₂₈を夫々有している（S₀は上述のように、作動リムに取付けて推薦圧力まで膨らました場合のカーカス補強体の最大軸方向幅である）。
これらの４つの連続作用プライは、各プライ２５ないし２８において互いに平行であって、プライ２５、２７とプライ２６、２８で互いに交差してタイヤの周方向よ＋１８°、−２４°、＋２０°、−２０°にそれぞれ等しい理論最小角度α₂₅、α₂₆、α₂₇、α₂₈を形成する非伸張性金属コードから構成されている。

次いで、２つの作用半プライ２９、３０を重ねることによって半径方向に完成される。以上のように、これらの２つの作用半プライはタイヤの積重ね体の図示していない部分に周方向中心平面に対して対称に位置決めされている。これらの２つの作用半プライはまた、互いに平行であって、−２３°および＋３４°にそれぞれ等しい理論最小角度β₂₉、β₃₀でプライ２９とプライ３０で互いに交差している非伸張性金属コードを有している。
半径方向平面を前記タイヤ赤道面に最も近い作用半プライ２９の内端部から離す理論軸方向距離は０．１０S₀に等しい。
作用クラウン補強体３３を半径方向に覆う保護補強体３４は図２のものと同じであり、保護プライ３１、３２により構成されている。

図２との比較により、図３の構造では、少なくともプライ２５、２６、２８に関するかぎり、幅広い連続作用プライを設けられている。この構造上の相違は特に連続作用プライと作用半プライとの間の結合表面を増大する効果を有している。プライ間の結合表面のこの増大により、タイヤに大きい耐スリップ角度力性が与えられる。
また、この構造では、図２の場合よりも大きい中央帯域における結合が得られる。
しかも、図３に示す構造によれば、作用半プライ２９が図２の作用半プライ１９よりタイヤ赤道面から遠いので、クラウンの可撓性が中央において増大されている。

図４は本発明による第３クラウン構造の概略半径方向断面図を示している。本発明のこの第３例によれば、積重ね体はタイヤの作用クラウン補強体４１を構成するプライ３５ないし４０を有しており、この補強体の上には、保護補強体４２が設けられている。
作用クラウン補強体４１は２つの軸方向連続プライ３５、３６よりなる。これらのプライはそれぞれ０．４５S₀、０．６５S₀に等しい理論幅L₃₅、L₃₆を有している（S₀は作動リムに取り付けて推薦圧力まで膨らましたときのカーカス補強体の最大軸方向幅である）。
これらの２つの連続作用プライは、各プライ３５、３６において互いに平行であって、プライ３５とプライ３６で互いに交差してタイヤの周方向と−１５°、±２４°にそれぞれ等しい理論最小角度α₃₅、α₃₆を形成する非伸張性金属コードから構成されている。

次いで、２つの作用半プライ３７、３８を重ねることによって作用クラウン補強体４１が半径方向に完成される。以上のように、これらの２つの作用半プライはタイヤの積重ね体の図示していない部分にタイヤ赤道面に対して対称に位置決めされている。これらの２つの作用半プライはまた、互いに平行であって、−１８°および＋３４°にそれぞれ等しい理論最小角度β₃₇、β₃₉でプライ３７とプライ３８で互いに交差している非伸張性金属コードを有している。
半径方向平面を前記タイヤ赤道面に最も近い作用半プライ３７の内端部から離す理論軸方向距離は０．０８S₀に等しい。

作用クラウン補強体４１を半径方向に覆う保護補強体４２は先の２つの例のものと同じであり、保護プライ３９、４０により構成されている。
以上の２つの例との本質的な相違はクラウン構造がたった２つの連続作用プライを有していると言う点である。この実施例によれば、タイヤのクラウンの中央で先の場合におけるより大きい可撓性が保持される。
これらの例は限定的に説明するものではなく、多くの変形実施例があり、特に、作用半プライを連続作用プライ間に介在させるようにすることも可能である。また、３つの連続作用プライを有することも可能である。また、保護プライのコードの配向を逆にすることも考え得る。

建造機械用のタイヤの半径方向断面図である。 本発明による第１クラウン構造の半径方向断面概略図である。 本発明による第２クラウン構造の半径方向断面概略図である。 本発明による第３クラウン構造の半径方向断面概略図である。

Claims (6)

1. 少なくとも２つの連続作用プライで構成される作用クラウン補強体が半径方向上側に設けられている半径方向カーカス補強体を備えており、前記連続作用プライが、次々のプライ同士で互いに交差して周方向と１０°と３５°との間の角度α、α’を形成する金属補強要素で構成されている重車両用タイヤにおいて、作用クラウン補強体はタイヤ赤道面の各側で、金属補強要素が周方向と角度α、α’のうちの最も小さい角度より大きい角度β、β’を形成している少なくとも２つの作用半プライにより完成されており、タイヤ赤道面に対して軸方向に最も遠く延びている作用半プライは軸方向に最も幅広い連続作用プライと接触しており、２つの作用半プライは前記軸方向に最も幅広い連続作用プライの軸方向外端部を半径方向に覆っており、作用クラウン補強体は弾性金属補強要素の少なくとも２つの保護プライで構成された保護補強体により完成されており、半径方向外側の保護プライはタイヤ赤道面に対して軸方向に最も少なく外方に延びている作用半プライの軸方向外端部と最も幅広い連続作用プライの軸方向外端部との間に軸方向外端部を有していることを特徴とする重車両用タイヤ。
2. 連続作用プライおよび作用半プライは非伸張性金属補強要素で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の重車両用タイヤ。
3. 作用半プライのうちの少なくとも１つは最も幅狭い連続作用プライの端部を覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の重車両用タイヤ。
4. 作用半プライのうちの１つの作用半プライの補強要素は角度α、α'のうちの最も小さい角度より少なくとも１０°大きい角度にあることを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項に記載の重車両用タイヤ。
5. 作用半プライの補強要素は互いに交差していることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の重車両用タイヤ。
6. 保護プライは軸方向に最も幅広い連続作用プライの幅より大きく、かつ、軸方向に最も幅広い作用半プライの幅より大きい軸方向幅を有していることを特徴とする請求項１ないし５のうちのいずれか１項に記載の重車両用タイヤ。

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