JP4902643B2 - 大型車用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、大型車、例えば輸送車又は「土木」車両に取り付けられるようになったラジアルカーカス補強材付きのタイヤに関する。

この種の用途に限定されるわけではないが、本発明を軸方向幅が３７インチ（９３．９８ｃｍ）以上のタイヤに関して具体的に説明する。

一般に重荷重を支持するようになったかかるタイヤは、ラジアルカーカス補強材及びクラウン補強材を有し、これら補強材は、両方共、少なくとも２枚の実働クラウンプライで構成され、これらクラウンプライは、或る１つのプライから次のプライまで交差していて、周方向に対して１０°〜４５°の等しい又は等しくない角度をなす非伸長性補強部材で形成されている。

通常「従来」方法により製造されるかかるタイヤは、タイヤのビードゾーン内へのカーカス補強材の繋留又は保持のために用いられる繋留部材、例えばビードワイヤを有している。カーカス補強材を構成する少なくとも１枚のカーカスプライは、タイヤのビード内に配置されたビードワイヤ周りに上に曲げられた部分を有している。このようにして、カーカス補強材は、ビード内に繋留される。

ラジアルカーカス補強材は、特にタイヤのインフレーション中、次のその使用中に、大きな種々の応力を受ける。これら応力、特に半径方向剪断応力は、剪断作用を生じる。これら応力は、まず最初に、クラウン補強材を周方向に拡張させる傾向のあるタイヤのインフレーション圧力に起因している。しかる後、かかる応力は、タイヤに支持された荷重及び特に地面とタイヤとの間の接触領域又は接触面に入るトレッドによる転動中の変形に起因している。これら応力の結果として、ゴム配合物中に亀裂が現われ、かかる亀裂は、ゴム配合物中を伝搬し、タイヤの耐久性を劣化させる。

耐久性の向上は、ビードワイヤ周りのカーカスプライ上曲がり部の長さを長くすることにより大型車用タイヤの場合に得ることができる。具体的に言えば、プライ上曲がり部長さが増大し、特に、接触領域ゾーンに入る際に、プライ上曲がり部の端部が通常の使用条件下においてタイヤの半径方向断面におけるカーカスプライの軸方向幅が最も大きなゾーン内に実質的に位置するような位置まで延びているタイヤを製造することが知られている。この種の設計により得られた結果の示すところによれば、亀裂がカーカスプライとビード周りに上に曲げられたその部分との間の半径方向剪断応力に起因して観察されたゴム配合物は、これら欠陥から効果的に保護されている。カーカスプライ及びそのプライ上曲がり部の長い距離にわたる結合により、実際に、分離中のゴム配合物中に引き起こされる剪断応力が減少する。さらに、プライ上曲がり部の端部を剪断応力が最小限の状態にあるゾーン内に位置させることにより、カーカスプライ上曲がり部のところの端部のところの亀裂発生の恐れを制限することができる。

特に軸方向幅が３７インチよりも大きな大型車用タイヤの場合、プライ上曲がり部の長さは、長くなり、当然のことながら、タイヤのサイズにつれて増大する。これから推測されることとして、上曲がり部分とカーカスプライとの間の結合ゾーンが大きくなり、タイヤの或る種の使用状態で観察される場合のある補強部材の欠陥の発生の開始の原因であるように思われる。この効果は、特に、補強部材がタイヤが装着されているホイールのリムガター上の支承ゾーン内で圧縮状態になることにより説明できる。

「軸方向」という用語は、タイヤの回転軸線に平行な方向を意味し、「半径方向（ラジアル）」は、タイヤの回転軸線をこれに垂直に切断する方向を意味するものと理解されたい。タイヤの回転軸線は、タイヤが通常の使用中に回転する中心となる軸線である。周方向中間平面は、タイヤの回転軸線に垂直であり、タイヤを２つの部分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。

本発明者の研究にあたり、特に、大きな寸法、特に軸方向幅が３７インチを超えるタイヤの製造に関する研究中、大型車用のタイヤに関し満足のいく耐久性を得ようという目的が本発明者に与えられた。

この目的は、本発明によれば、ラジアルカーカス補強材を有し、ラジアルカーカス補強材の上に実働クラウン補強材が半径方向に設けられている大型車用タイヤであって、カーカス補強材が、プライ上曲がり部を形成するためにビードワイヤに巻き付けられることによってビードの各々の中に繋留された補強部材の少なくとも１枚のプライを有する、タイヤにおいて、プライ上曲がり部の半径方向外方端部は、ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの４０％未満の距離のところに位置し、タイヤは、カーカス補強材プライの圧縮弾性率及び引張弾性率の２／３以下の圧縮弾性率及び引張弾性率を有する半径方向に向けられた補強部材の少なくとも１つの相補プライを有し、相補プライは、サイドウォールの高さの１５％よりも長い距離にわたりカーカスプライのプライ上曲がり部に軸方向に隣接して位置することを特徴とするタイヤによって達成される。

サイドウォール高さは、本発明によれば、通常の条件下におけるインフレートされた状態において、ビードワイヤの半径方向外方部分とカーカスプライの半径方向最も外側の箇所との間の半径方向に沿う距離として定義される。

このように定義された本発明のタイヤに転動試験を実施し、次に、このタイヤを分析し、この分析の立証するところによれば、かかるタイヤの耐久性が向上した。これは、上述したように、通常のやり方の場合よりも短いカーカスプライ上曲がり部長さを有する本発明のタイヤが、カーカスプライを構成する補強部材がリムガターの支承ゾーン内で圧縮状態になるのを阻止するからである。さらに、上述した本発明の少なくとも１枚の相補プライが設けられていることにより、亀裂、特にゴム配合物、特にカーカスプライ上曲がり部ゾーン中の剪断応力に起因する亀裂の発生及び（又は）伝搬を制限することができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、プライ上曲がり部の半径方向外方端部は、ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの１５％よりも長い距離のところに位置する。かかる形態は、カーカスプライ上曲がり部の端部のところに現われる応力の大きさを制限する上で特に好ましい。

また、好ましくは、前記プライ上曲がり部の前記半径方向外方端部は、前記ビードワイヤの前記半径方向外方部分から前記サイドウォールの高さの３５％よりも短い距離のところに位置する。

本発明の有利な形態では、少なくとも１枚の相補プライの補強部材は、弾性金属補強部材である。

弾性金属補強部材は、相対的破断点伸びが少なくとも４％のケーブルである。

実施した試験の示すところによれば、本発明のこの形態に従って製造されたタイヤは、一層高い耐久性を有していた。補強部材が弾性であることにより、ゴム配合物中に引き起こされる剪断応力が一段と減少するように思われる。

さらに好ましくは、本発明によれば、相補プライの半径方向内方端部は、カーカスプライ上曲がり部の軸方向外側に位置する。本発明のこの好ましい実施形態によれば、相補プライは、カーカスプライ上曲がり部に隣接すると共にこのプライ上曲がり部の軸方向外側に位置決めされる。かかる実施形態は、特に弾性補強部材の場合、特にカーカスプライ上曲がり部の軸方向外側に位置するゴム配合物中における亀裂の発生が一段と減少することが示された。

本発明の他の実施形態によれば、タイヤは、カーカスプライと上述の相補プライの半径方向内方部分中のその上曲がり部との間にサンドイッチされた少なくとも１枚の相補プライを有する。

本発明の変形実施形態によれば、タイヤは、２枚の相補プライを有し、少なくとも１枚の相補プライは、カーカスプライ上曲がり部の軸方向内側に位置する。本発明に従って製造されたかかるタイヤは、有利には、カーカスプライ上曲がり部の各側に軸方向に１枚の相補プライを有することになる。

また、有利には、本発明によれば、相補プライの半径方向外方端部は、相補プライの半径方向外方端部は、ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの５０％以上の距離のところに位置している。また、本発明のこの形態に従って製造されたタイヤの相補プライの結果として、ゴム配合物中に現われる場合のある応力が減少する。さらに、相補プライの補強部材が金属で作られていることにより、熱をタイヤビードゾーンから、ゴム配合物の厚さが熱の取り出しに好適なサイドウォールゾーンに移動させることができる。タイヤの肩ゾーンまで延びる相補プライも又、タイヤ肩ゾーン中に現われる熱を取り出す同様な熱的効果を有する。

本発明に従って上述したようなタイヤ、即ち、タイヤのサイドウォール内に延びる相補プライと関連した通常のタイヤの場合の長さよりも短い長さのカーカスプライ上曲がり部を有するタイヤにより、大型車用タイヤの耐久性を向上させることができる。確かに、本発明のタイヤは、カーカスプライ上曲がり部の補強部材中における圧縮応力の発生を阻止する一方で、ゴム配合物中における剪断応力の発生の制御を維持するように思われる。

本発明の他の細部及び有利な特徴は、図１及び図２を参照して行われる本発明の例示の実施形態の説明から以下において明らかになろう。

図は、理解しやすくするために縮尺通りには作成されていない。図は、タイヤの半分だけを示しており、タイヤは、タイヤの周方向中間平面を表すＸＸ′軸線に関して対称に伸長される。

図１は、通常、土木車両用のタイヤ１の概略半径方向断面図である。

このタイヤ１は、５９／８０Ｒ６３サイズのタイヤである。

このタイヤ１は、鋼（スチール）で作られていて、プライ上曲がり部４を形成するようビードワイヤ３周りに各ビード内に繋留された非伸長性金属ケーブルのプライで構成されたカーカス補強材２を有し、プライ上曲がり部４の端部は、本発明によれば、カーカス補強材２の最も大きな軸方向幅の箇所の実質的に半径方向内側の箇所のところに位置している。カーカス補強材２の上には、クラウン補強材５が半径方向に設けられている。このクラウン補強材５は、通常、一方において、２枚の実働プライを有し、他方において、２枚の保護プライを有する。クラウン補強材を構成するこれらプライは全て、図には詳細には示されていない。実働プライ自体は、各プライ中で相互に平行であり、或る１枚のプライから次のプライまで交差し、周方向に対して１５°〜４０°の場合がある角度をなす非伸長性スチールケーブルから成る。保護プライは、一般に、弾性鋼で作られ、各プライ内で相互に平行であり、或る１枚のプライから次のプライまで相互間で交差し、１５°〜４５°の場合のある角度をなす金属ケーブルから成る。半径方向外側の実働プライのケーブルは、通常、半径方向内側保護プライのケーブルと交差している。最後に、クラウン補強材の上には、トレッド６が設けられ、このトレッドは、２つのサイドウォール８により２つのビード７に接合されている。

本発明によれば、相補プライ９が、カーカス補強材に追加される。この相補プライ９は、Ｅ２４×２６ＮＦ（フープ材が施されていない）形式の弾性金属ケーブルから成る。相補プライは、その半径方向内方部分が、カーカスプライ上曲がり部４に軸方向に隣接して位置し、ちょうどタイヤのサイドウォール内に延びている。相補プライ９の半径方向外方端部は、ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの５９％に等しい距離のところに位置している。

図１に示すように製造されたタイヤでは、プライ上曲がり部４の半径方向外方端部は、ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの３３％に等しい距離のところに位置している。

相補プライ９は、サイドウォールの高さの３２％に等しい距離にわたりカーカスプライ上曲がり部に軸方向に隣接して位置している。

標準型タイヤと比較して、カーカスプライ上曲がり部４の半径方向外方端部は、半径方向においてビードワイヤ３から僅かな距離のところに位置している。したがって、このカーカスプライ上曲がり部４の長さは、標準設計のタイヤの場合よりも短い。

かかる実施形態により、特に、このプライ上曲がり部４の補強部材が特に接触領域ゾーン中に入る際に圧縮状態になるのを阻止することができる。

弾性金属ケーブル部材から成る相補プライ９が設けられていることにより、ゴム配合物中における剪断応力の発生が阻止され、又は、少なくとも、かかるゴム配合物に対する剪断応力の影響が制限される。

図２は、本発明のタイヤの第２の実施形態の概略半径方向断面図である。この実施形態では、タイヤ２１は、図１のタイヤ１と同一の特徴を備えているが、タイヤ２１は、第２の相補プライ２１０を更に有している。

この第２の相補プライ２１０は、第１の相補プライ２９とカーカスプライ２２との間に軸方向に配置されている。図２に示す場合によれば、第２の相補プライ２１０の半径方向内方部分は、カーカスプライ２２のプライ上曲がり部２４に隣接してその軸方向内側に位置している。

第２の相補プライ２１０は、実質的に相補プライ２９がプライ上曲がり部２４に隣接して位置する距離に等しい距離、即ち、実質的にサイドウォールの高さの３２％に等しい距離にわたりカーカスプライ上曲がり部２４に軸方向に隣接して位置している。相補プライ２１０の半径方向外方端部は、ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの５５％に等しい距離のところに位置している。

図２に示すタイヤの場合、２枚の相補プライの半径方向外方端部は、互いに異なる半径方向位置のところにある。かかる実施形態により、有利には、プライ２９が第２の相補プライ２１０の半径方向外方端部と軸方向にオーバーラップするので、プライ端部に対する影響を制限することができる。本発明の他の実施形態では、軸方向内側の相補プライは、この場合も又、プライ端部に対する影響を制限する目的で、軸方向外側の相補プライの半径方向外方端部と軸方向にオーバーラップするのがよい。

これら例示の実施形態は、本発明を限定するように解釈されてはならず、多くの変形実施形態が存在する。特に、プライ２１０の形態の単一の相補プライを備えた実施形態を提供することが可能である。また、多数枚の相補プライを設けることが可能である。また、特に上述したようなタイヤの肩の熱的挙動に対する影響を得るために相補プライの長さを増大させることが考えられる。

本発明の第１の実施形態としてのタイヤを半径方向断面で見た概略部分図である。 本発明の第２の実施形態としてのタイヤを半径方向断面で見た概略部分図である。

Claims (7)

1. ラジアルカーカス補強材を有し、前記ラジアルカーカス補強材の上に実働クラウン補強材が半径方向に設けられている大型車用タイヤであって、前記カーカス補強材が、プライ上曲がり部を形成するためにビードワイヤに巻き付けられることによってビードの各々の中に繋留された補強部材の少なくとも１枚のプライを有する、タイヤにおいて、前記プライ上曲がり部の半径方向外方端部は、前記ビードワイヤの半径方向外方部分からサイドウォールの高さの４０％未満の距離のところに位置し、前記タイヤは、前記カーカス補強材プライの圧縮弾性率及び引張弾性率の２／３以下の圧縮弾性率及び引張弾性率を有する半径方向に向けられた補強部材の少なくとも１つの相補プライを有し、前記相補プライは、前記サイドウォールの高さの１５％よりも長い距離にわたり前記カーカスプライの前記プライ上曲がり部に軸方向に隣接して位置する、タイヤ。
2. 前記プライ上曲がり部の前記半径方向外方端部は、前記ビードワイヤの前記半径方向外方部分から前記サイドウォールの高さの１５％よりも長い距離のところに位置している、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記プライ上曲がり部の前記半径方向外方端部は、前記ビードワイヤの前記半径方向外方部分から前記サイドウォールの高さの３５％よりも短い距離のところに位置している、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 少なくとも１枚の相補プライの補強部材は、弾性金属補強部材である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. 前記相補プライの前記半径方向内方端部は、前記カーカスの前記プライ上曲がり部の軸方向外側に位置している、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. 前記相補プライの前記半径方向外方端部は、前記ビードワイヤの前記半径方向外方部分から前記サイドウォールの高さの５０％以上の距離のところに位置している、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
7. 少なくとも１枚の相補プライは、前記カーカスの前記プライ上曲がり部の軸方向内側に位置している、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。

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