JP5323716B2 - 重車両用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重車両、例えば輸送車両又は土木工学用機械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。本発明は、特に、３７インチ（９３．９８ｃｍ）を超える軸方向幅を備えたタイヤに関する。

一般に重量物に耐えるようになった例えばこのようなタイヤは、半径方向カーカス補強材及び少なくとも２枚の常用クラウンプライで構成されたクラウン補強材を有し、これら常用クラウンプライは、或る１枚のプライから次のプライまで互いに交差され、円周方向と１０°〜４５°の等しい又は等しくない角度をなす非伸長性補強要素によって形成されている。

ラジアルタイヤのクラウン補強材、特に非常に大きなサイズのタイヤに関するクラウン補強材は、離層性応力及び２枚のプライの縁部を半径方向に離隔させる傾向のある半径方向応力と同時に、交差状態のプライの縁部相互間の長手方向及び横方向剪断応力（長手方向剪断応力は、交差プライのコードが円周方向と僅かな角度をなしているとき、横方向剪断応力よりも大きい）を生じさせる相当大きな変形を生じる。かかる応力は、第１に、タイヤインフレーション圧力に起因しており、かかるタイヤインフレーション圧力は、カーカス補強材とクラウン補強材との間のいわゆるフープ圧力（hoop pressure）として知られている圧力がクラウン補強材を円周方向に拡張させる傾向があるということを意味している。また、上述の応力は又、荷重が走行条件下においてタイヤが支持する荷重に起因しており、接触パッチが路面とタイヤの接触領域に作られる。かかる応力は又、走行中のタイヤのコーナリングに起因している。これら応力は、最も短いプライの端部に隣接して位置するゴムコンパウンド中に亀裂を生じさせ、これら亀裂は、ゴムコンパウンドを通って伝搬し、クラウン補強材、それ故にタイヤの耐久性にとって有害である。

耐久性の顕著な向上は、クラウン補強材中に、軸方向に幅の最も広い常用プライの幅よりも大きな軸方向幅をもつ少なくとも１枚の保護クラウンプライを用いることによって行われた。

「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」又は「ラジアル」という用語は、タイヤの回転軸線と交差し且つこれに垂直な方向を意味している。タイヤの回転軸線は、通常の使用におけるタイヤの回転の中心としての軸線である。円周方向中間平面は、タイヤの回転軸線に垂直であり、タイヤを２つの半部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。

仏国特許第２４２１７４２号明細書に記載された別の解決手段は、常用プライの数を増加させることにより、タイヤがコーナリングを行ったときに常用クラウンプライ相互間の分離を生じさせる応力を分布させることにある。

常用プライを増加させることは、特にプライの数がタイヤのクラウンの曲げ剛性に直接的な影響を及ぼすクラウン補強材の中心部のところでは欠点が無いわけではない。この剛性が増大すると、例えば特に大きな石の上を走行する際、タイヤのクラウンの受ける衝撃により、この剛性の増大の結果としてタイヤに修理不能なほどの損傷が生じる場合があることが推定される。

国際公開第００／５４９９２号パンフレットは、更に、この欠点を回避する目的で、少なくとも３枚の連続常用プライ及び少なくとも１枚のハーフプライから成る常用クラウン補強材を円周方向中間平面の各側で少なくとも２枚の半径方向に隣り合う連続常用プライの縁部相互間に形成することを提案しており、かかる常用クラウン補強材の特別の特徴は、これが円周方向と２５°よりも大きく且つ連続常用プライの角度のうちの最も大きなものよりも５°〜１５°大きい角度をなすということにある。この種のアーキテクチャで得られた結果は、通常の路面上を走行する試験対象のタイヤサイズにとって完全に満足の行くものであることが判明した。

本発明者は、自分達の研究にあたり特にタイヤの製造上の研究中、特に石ころだらけの路面上を曲がりくねった経路を辿る条件を含む特に過酷な条件下で走行したときに満足の行く耐久性を得ることができるようにする重車両用のタイヤクラウンアーキテクチャの開発目的の達成に着手した。

仏国特許第２４２１７４２号明細書 国際公開第００／５４９９２号パンフレット

この目的は、本発明によれば、半径方向上に常用クラウン補強材が載っているラジアルカーカス補強材を有する重車両用タイヤであって、常用クラウン補強材が、補強要素で形成された少なくとも４枚の連続した常用クラウンプライで構成され、補強要素が、１つのプライから次のプライまで、円周方向と５°〜３０°の角度α₁，α₂，α₃，α₄をなして互いに交差し、常用クラウン補強材の半径方向上には、弾性金属補強要素の少なくとも１枚のプライで構成された保護補強材が載せられており、金属補強要素が、円周方向と１０°〜３０°の角度γをなし、保護プライの端部が、常用クラウンプライの端部の軸方向外部に位置している、タイヤにおいて、常用クラウン補強材には、円周方向中間平面の各側で、単一の常用ハーフプライが補足され、単一常用ハーフプライの補強要素は、円周方向と３０°を超える角度βをなし、常用ハーフプライは、半径方向最も外側の連続常用クラウンプライの半径方向内部に且つこれに隣接して位置し、常用ハーフプライの軸方向外端部は、連続常用クラウンプライの端部の軸方向外部に位置し、常用ハーフプライの補強要素、半径方向最も外側の連続常用クラウンプライの補強要素、及び端部が常用クラウンプライの端部の軸方向外部に位置した保護プライの補強要素は、同一方向に差し向けられていることを特徴とするタイヤによって達成された。

常用ハーフプライの補強要素、半径方向最も外側の連続常用クラウンプライの補強要素及び端部が常用クラウンプライの端部の軸方向外部に位置した保護プライの補強要素を同一方向に差し向けるということは、本発明の意味の範囲内において、これらプライの各々の補強要素がタイヤの円周方向に対して同じように差し向けられることを意味し、換言すると、円周方向とこれら３枚のプライの補強要素のなす角度は、全て正か全て負かのいずれかである。これと対照的に、角度の大きさは、或る１枚のプライと別のプライとでは明らかに異なる。

本発明に従って上記のように構成されたタイヤ、即ち、上述したようなクラウン補強材を有するタイヤは、重車両用タイヤの耐久性を向上させることができる。確かに、特に試験対象の走行条件下において、提案したアーキテクチャは、タイヤの縁のところの剪断応力を減少させると共に特に軸方向に幅の最も広いプライの端部のところのタイヤの劣化の恐れを制限し、かくしてタイヤの耐久性を向上させるようであることが判明した。

４枚の連続常用プライよりも軸方向に幅の広い常用ハーフプライを本発明によって提案されているように組み合わせ、全ての連続常用プライの上に、端部が常用プライの端部の軸方向外部に位置した保護プライを設け、ハーフプライの補強要素の角度、連続常用プライの補強要素の角度及び保護プライの補強要素の角度が同一方向に差し向けられるようにすることにより、特に過酷な走行条件下における本発明のタイヤの耐久性に関して上述したような向上が得られる。確かに、半径方向最も外側の常用プライの補強要素の向きと保護プライの補強要素の向きを同一にすることにより、予期せぬこととして、これら２枚のプライによって作られる交差補強が得られなくてもタイヤの耐久性が向上する。

本発明の好ましい実施形態によれば、常用ハーフプライは、常用ハーフプライの半径方向内部に位置した連続常用クラウンプライの端部を半径方向に覆っている。

この場合も又、好ましくは、１枚の連続した常用クラウンプライは、当該常用クラウンプライの半径方向の内部に且つこれに隣接して位置した連続常用クラウンプライよりも軸方向に幅が広い。換言すると、連続常用プライの軸方向幅は、半径方向におけるカーカス補強材からの離隔距離につれて増大する。

本発明のこれら好ましい実施形態によれば、ハーフプライによる連続クラウンプライの端部のオーバーラップ及び種々の連続常用プライの配置により、クラウン補強材全体にわたる荷重の分布状態が向上し、それによりプライの結合具合が最適化される。

連続常用プライ及び常用ハーフプライは、カーカス補強材をできるだけ効果的に補強するために非伸長性金属補強要素で構成されている。

有利には、本発明によれば、常用ハーフプライの補強要素は、角度α₁，α₂，α₃，α₄のうちで最も小さい角度よりも少なくとも１０°大きい角度βを有する。

例えばこのようなプライは、特に、このプライの補強材相互間の剪断作用及びこのプライを包囲したゴムに対する剪断作用を制限することができかくして、プライが剥離して互いに離れる恐れが制限される。

本発明の有利な変形形態では、少なくともカーカス補強材の半径方向最も近くに位置する２つの連続した常用クラウンプライの補強要素は、円周方向と１２°よりも小さく、好ましくは８°よりも小さい角度α₁，α₂をなしている。

本発明のかかる変形実施形態により、特に、作動及び高い温度に起因して生じるタイヤプロフィールの変化に関する限り、安定性を提供することができる。

それ自体知られている仕方で、特に、タイヤの耐切断及び耐パンク性を向上させるため、保護補強材は、有利には、弾性金属補強要素の少なくとも２枚のプライで構成される。本発明の変形実施形態では、保護補強材は、弾性金属補強要素の少なくとも２枚のプライで構成される。用いられる保護プライの形式がどのようなものであれ、用いられる弾性補強材は、直線状に又は正弦波形態で配置された要素であるのが良い。

好適例として、半径方向内側の保護プライは、常用プライよりも軸方向に幅が広い。

別の好適例では、保護プライの補強要素は、互いに交差している。

本発明の別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幾つかの例示の実施形態に関する説明から以下において明らかになろう。

本発明の第１の実施形態としてのタイヤの略図である。 本発明の第２の実施形態としてのタイヤの略図である。

理解を容易にするために、図は、縮尺通りには描かれてはいない。図は、タイヤの半分しか示しておらず、タイヤの半分は、タイヤの円周方向中間平面を表すＸＸ′軸線に関して対称に連続している。

記載した寸法に関する値は、理論値、即ちタイヤ製造に用いられる基準値であり、実際の値は、特にこの種のタイヤの製造方法に関連した不確かさの結果として僅かに異なる場合がある。

さらに、プライの補強材の角度に関する限り、記載した値は、最小値であり、即ち、タイヤの中心軸線の最も近くに位置するプライの領域に対応した値である。補強材の角度は、特にこのタイヤの曲率の結果としてタイヤの軸線方向においてばらつきがあるということが生じる。

図１は、本発明に従って製造されたタイヤ１の半径方向断面図である。サイズが５９／８０Ｒ６３のタイヤ１は、図示していない２つのビード内に繋留されたカーカス補強材２を有する。このカーカス補強材２は、クラウン補強材３によって補強されており、クラウン補強材３は、内側から外側に向かって半径方向に、
‐半径方向に対して２４°の角度α₁をなして差し向けられた非伸長性金属コードで作られた第１のプライ３１（なお、プライ３１は、６００ｍｍの幅を有する）、
‐円周方向に対して２４°の角度α₂をなして差し向けられると共に層３１の金属コードと交差した非伸長性金属コードで作られた第２のプライ３２（なお、プライ３２は、７２０ｍｍの幅を有し、したがって、プライ３１よりも軸方向に幅が広い）、
‐円周方向に対して２４°の角度α₃をなして差し向けられると共にプライ３２の金属コードと交差した金属コードで作られている常用プライ３３（なお、プライ３３は、プライ３２よりも軸方向に幅が広く、その幅は、８２０ｍｍである）、
‐円周方向に対して３５°の角度βをなして差し向けられると共にプライ３３の金属コードと交差した金属コードで作られているハーフプライ３５（なお、ハーフプライ３５の軸方向幅は、２５０ｍｍであり、ハーフプライの軸方向内端部は、プライ３１の端部の軸方向内部に位置する）、
‐円周方向に対して２４°の角度α₄をなして差し向けられると共にプライ３３の金属コードと交差した金属コードで作られている常用プライ３４（なお、プライ３４の金属コードは、したがって、ハーフプライ３５の金属コードと同一の方向に差し向けられ、プライ３４は、９５０ｍｍの幅を有し、したがって、プライ３３よりも軸方向に幅が広い）、
‐円周方向に対して２４°の角度βをなして、プライ３４の金属コードと同一の方向に差し向けられた伸長性金属コードで作られている保護プライ３６（なお、プライ３６の金属コードは、したがって、これ又ハーフプライ３５の金属コードと同一の方向に差し向けられ、プライ３６は、１２００ｍｍの幅を有する）、
で形成されている。

破壊荷重に等しい引張り力下において少なくとも４％の相対伸び率を示すコードは、弾性であると呼ばれ、破壊力の１０％で測定された０．２％未満の相対伸び率を示すコードは、非伸長性であると呼ばれる。

図２は、本発明の実施形態の第２の別の形態を示している。タイヤ２１は、第１に、プライ２３１，２３２の補強要素の角度α₁，α₂が、絶対値で見て互いに等しく、５°であり、補強要素が或る１枚から次のプライまで交差したままの状態であるという点で、第１のタイヤとは異なっている。

第２に、タイヤ２１は、第２の保護プライ２３７を有し、この第２の保護プライの補強要素は、円周方向と２４°の角度をなし、半径方向内側の保護プライ２３６の補強要素と交差している。

幅の最も狭い保護プライ２３７の軸方向外端部は、ハーフプライ２３５の軸方向外端部と保護プライ２３６の端部との間に位置している。保護プライ２３７の幅は、９２０ｍｍである。

図１に示すタイヤに基づいて比較試験を実施した。ハーフプライ３５を備えていないこと、保護プライ３６の補強要素が常用プライ３４の補強要素と交差していることを除いては同一の基準タイヤを用いて比較を行った。

同一車両についてタイヤを試験し、この車両は、タイヤにとって非常に好ましくなく、同一運転手によって駆動される経路をシミュレートした同一のルートを辿った。

８０００ｋｍの距離を超える運転後において試験結果により確認されたこととして、本発明のタイヤは、損傷の始まりの徴候を示しておらず、基準タイヤを吟味すると、亀裂の開始が判明した。

これら例示の実施形態は、多くの変形実施形態が存在するので、本発明を限定するものと解されてはならず、特に、上述したよりも多くの枚数の連続常用プライを設けることが可能である。

別の変形実施形態によれば、本発明では又、２つの保護プライの半径方向の順序を逆にすることができ、この場合、これらプライのコードは、互いに交差することが可能であり、或いは、変形例としてこれらコードを同一方向に差し向けることができる。本発明に従って２枚の保護プライの順序を逆にすることにより、本発明では、これら保護プライの幅を取り替えることができることは理解されよう。かくして、半径方向内側の保護プライは、軸方向に最も幅の狭い保護プライであっても良い。

Claims (8)

1. 半径方向上に常用クラウン補強材が載っているラジアルカーカス補強材を有する重車両用タイヤであって、前記常用クラウン補強材が、補強要素で形成された少なくとも４枚の連続した常用クラウンプライで構成され、前記補強要素が、円周方向と５°〜３０°の角度α₁，α₂，α₃，α₄をなし、前記連続常用クラウンプライのいずれも、隣接する連続常用クラウンプライと交差し、前記常用クラウン補強材の半径方向上には、弾性金属補強要素の少なくとも１枚の保護プライで構成された保護補強材が載せられており、前記金属補強要素が、円周方向と１０°〜３０°の角度γをなし、前記保護プライの端部が、前記常用クラウンプライの端部の軸方向外部に位置している、タイヤにおいて、前記常用クラウン補強材には、赤道面の各側で、単一の常用ハーフプライが補足され、前記単一常用ハーフプライの補強要素は、円周方向と３０°を超える角度βをなし、前記常用ハーフプライは、半径方向最も外側の前記連続常用クラウンプライの半径方向内部に且つこれに隣接して位置し、前記常用ハーフプライの軸方向外端部は、前記連続常用クラウンプライの端部の軸方向外部に位置し、
   前記常用ハーフプライの前記補強要素、前記半径方向最も外側の連続常用クラウンプライの前記補強要素、及び端部が前記常用クラウンプライの前記端部の軸方向外部に位置した前記保護プライの前記補強要素の周方向に対する角度は、全て正か、全て負かのいずれかである、タイヤ。
2. 前記常用ハーフプライは、前記常用ハーフプライの半径方向内部に位置した前記連続常用クラウンプライの端部を半径方向に覆っている、請求項１記載のタイヤ。
3. １枚の連続した常用クラウンプライは、当該常用クラウンプライの半径方向の内部に隣接して位置した前記連続常用クラウンプライよりも軸方向に幅が広い、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記連続常用プライ及び前記常用ハーフプライは、非伸長性金属補強要素で構成されている、請求項１乃至３の何れか１項に記載のタイヤ。
5. 前記常用ハーフプライの前記補強要素は、角度α₁，α₂，α₃，α₄のうちで最も小さい角度よりも少なくとも１０°大きい角度βを有する、請求項１乃至４の何れか１項に記載のタイヤ。
6. 少なくとも前記カーカス補強材の半径方向最も近くに位置する２つの連続した前記常用クラウンプライの前記補強要素は、円周方向と１２°よりも小さい角度α₁，α₂をなしている、請求項１乃至５の何れか１項に記載のタイヤ。
7. 前記保護補強材は、弾性金属補強要素の少なくとも２枚の保護プライで構成されている、請求項１乃至６の何れか１項に記載のタイヤ。
8. 前記保護補強材は、弾性金属補強要素の少なくとも２枚の保護プライで構成され、前記保護補強材の保護プライのうちの一つを構成する前記弾性金属補強要素は、前記保護補強材の隣接する保護プライを構成する前記弾性金属補強要素と交差している、請求項７記載のタイヤ。

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