JP3764481B2 - ０．６以下の偏平比ｈ／ｓをもつタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、各ビードが少なくとも１つのビードワイヤに係止されたラジアルカーカスと、少なくとも２つのいわゆる作用プライで形成されたベルトとを有し、作用プライが、重ねられ、かつ各プライにおいて互いに平行なワイヤまたはケーブルであって隣接するプライのワイヤまたはケーブルに対して交差し、タイヤの周方向に対して絶対値でせいぜい４０°の角度を形成するワイヤまたはケーブルで作られたタイヤに関する。
より詳しくは、本発明はタイヤの最大軸線方向幅Ｓに対するリムから上の高さＨの比がせいぜい0.6であり、ローリ、バス、トレーラ等の中型または高積載量車両に装着するための「高荷重車両」用タイヤに関する。
第１に、周方向に対して或る角度を形成するケーブルからなるいわゆる作用プライ（working plies）と、第２に、ほぼ周方向に配向されたケーブルからなる付加プライとで構成されるベルトをタイヤに使用することは広く知られている。このような構造例は米国特許第3,677,319号に開示されており、作用プライは１８〜７５°の間の角度で配向された金属要素からなり、一方付加プライは０°に配向されたテキスタイルケーブルで形成されている。このような構造は、タイヤがもつべき矛盾する品質、すなわち車両の路面保持性、快適性、耐磨耗性および転がり抵抗性を調和させることができる。金属ケーブルからなるプライの上下またはこれらの間に別のテキスタイルプライを配置し、テキスタイル組立体の幅が金属構造体の幅の２５〜７５％の間に収まるように構成することもできる。
フランス国特許第2,419,185号は、ここに問題としている低Ｈ／Ｓ比をもつタイヤを開示している。このタイヤは多くの長所を有するけれども、トレッドの赤道ゾーンの接着力が弱いこと、またはタイヤの長手方向の接触面積が小さいためトレッドの縁部領域に高圧が集中すること等の多数の欠点も有している。これらの欠点を解消するため、上記フランス国特許は、赤道平面から離れた２つの領域におけるカーカスと半径方向内方の作用プライとの間に、２つの制限ブロック（各制限ブロックは、非伸長性ケーブルからなる２つの重畳プライからなり、互いに隣接するプライのケーブルは、周方向に対して反対方向の角度、すなわち絶対値が作用プライに使用される最小角度の１／２にせいぜい等しい０°以外の角度を形成するように交差している）を配置することを推薦している。
上記解決法がいかなるものであれ、せいぜい0.60の偏平比Ｈ／Ｓを有しかつ高荷重車両に装着することを意図するタイヤに上記解決法を適用しても、ベルトの満足できる耐久性を得ることはできない。耐久性の欠如とは、ベルトプライの疲労強度（特に、プライ端部間の分離抵抗性）と、ベルトの下に配置されるカーカスの部分のケーブルの疲労強度とに関係し、前者の疲労強度の欠如は、直線路走行または長距離走行時に作用プライの縁部を支配する作動温度により強い影響を受ける。
本発明の目的は、ここで問題としているＨ／Ｓ比をもつ高荷重車両用タイヤのベルトの耐久性を向上させることにある。この目的を達成するため、本発明によるタイヤは、非伸長性ケーブルからなる少なくとも２つの作用ベルトプライを有し、両プライは、周方向に対して１０〜４５°の角度を形成して互いに交差し、前記プライはカーカスの最大軸線方向幅Ｓ₀の少なくとも８０％に等しい幅を有するベルトを有するタイヤにおいて、第１に、周方向に対して少なくとも６０°の角度および最短作用ベルトプライの軸線方向幅に少なくとも等しい軸線方向幅を形成する非伸長性金属ケーブルからなる軸線方向連続プライが、カーカスと、回転軸線に対して半径方向に最も近い作用プライとの間に配置されており、第２に、周方向に対してほぼ平行に配向された金属要素からなりかつ少なくとも0.7Ｓ₀に等しい幅および最も伸長性が高い作用プライの引張り弾性係数にせいぜい等しい引張り弾性係数を有する付加プライが、２つの作用ベルトプライの間に配置されていることを特徴とする。
「非伸長性ケーブル」とは、破断荷重の0.2〜１０％以下の相対伸びをもつ、例えばスチールからなるケーブルを意味すると理解すべきである。
周方向に対してほぼ平行に配向されるワイヤまたはケーブルは、前記方向に対して、０°±2.5°の範囲内の角度を形成するワイヤまたはケーブルである。
ケーブルからなるプライに張力を加えたときの弾性係数は、所与の相対伸びεを得るのに必要な、ケーブルの方向に生じる引張り応力により定まり、この弾性係数は接線弾性係数である。「最も伸長性が高い作用プライの弾性係数にせいぜい等しい付加プライの弾性係数」とは、相対伸びの如何に係わらず、付加プライの接線弾性係数が最も伸長性が高い作用プライの接線弾性係数にせいぜい等しく、かつ相対伸びの如何に係わらず、最も伸長性が高いプライが、各引張り応力について、同応力での他のプライの相対伸びより大きい相対伸びをもつプライであることを意味するものと理解すべきである。
タイヤの製造を容易にするには、付加プライの弾性係数は、０〜0.4％の相対伸びに対して小さく、かつ0.4％より大きい相対伸びに対して、最も伸長性が高い作用プライの最大引張り弾性係数にせいぜい等しいことが好ましい。
上記構造の範囲内で、付加プライは、僅かな伸びに対して小さな勾配を有しかつ大きな伸びに対してほぼ一定の勾配をもつ、相対伸びの関数としての引張り応力曲線をもついわゆる弾性ケーブルから構成できる。付加プライは、周方向に配向されかつ該付加プライの周囲長に比べて非常に短い長さのセクションを形成するように切断された複数本のケーブルから構成できるけれども、好ましくは前記周囲の0.1倍より大きくする。また、周方向に配向された複数本のケーブルのそれぞれのセクション間の切断部は互いに軸線方向にオフセットさせる。このような構造は、所望の弾性係数がいかなる大きさであっても、付加プライに所望の弾性係数を簡単に付与できる。
本発明の特徴および長所は、実施例の異なる例示であって制限的なものではない添付図面に関連して述べる以下の記載から良く理解されよう。
第１図は、本発明によるベルトを通る子午線方向断面の概略図である。
第２図は、第１図のベルトの一部を破断した平面図である。
寸法495/45 R 22.5 XのタイヤＰは、0.45の偏平比Ｈ／Ｓを有する。ここで、Ｈは、タイヤＰの取付けリム上でのタイヤＰの高さ、ＳはタイヤＰの軸線方向最大幅である。前記タイヤＰはラジアルカーカス（１）を有し、該ラジアルカーカス（１）は、その各ビードが少なくとも１つのビードワイヤに係止されてアップターンを形成し、かつ金属ケーブルからなる単一プライにより形成される。このカーカス（１）は、内側から外側まで半径方向に形成されたベルト（３）によりフープされて（取り巻かれて）おり、ベルト（３）は次のものからなる。
・周方向に対して６５°の角度δで傾斜した非伸長性金属ケーブルからなる第１プライ（３１）。このプライの目的は、ラジアルカーカス（１）に加えられる軸線方向圧縮力の大部分を吸収することにある。
・上記いわゆる三角プライ（３１）上で該三角プライ（３１）を半径方向に覆う第１作用プライ（３２）。該第１作用プライ（３２）は、角度α（例示の場合、２２°に等しい）で傾斜した非伸長性金属ケーブルで形成されている。
・第１作用プライ（３２）上に配置される付加プライ（３３）。該付加プライ（３３）は、この周方向長さの１／６にほぼ等しい周方向長さの非伸長性金属要素で形成されており、傾斜角度は０°である。
・次に、第１作用プライ（３２）と同じ金属ケーブルで形成された第２作用プライ（３４）。該第２作用プライ（３４）のケーブルは、周方向に対し前記角度αとは逆方向の角度β（例示の場合、前記角度αに等しい２２°であるが、該角度αとは異ならせることもできる）を形成している。
・最後に、いわゆる弾性ケーブルからなる最終プライ。弾性ケーブルは、周方向に対して前記角度βと同じ方向かつ同じ角度γ（但し、前記角度βとは異ならせることもできる）を形成している。この最終プライは、保護プライである。
第１作用プライ（３２）の軸線方向幅Ｌ₃₂は、カーカス（１）の中心線の最大軸線方向幅Ｓ₀の0.87倍に等しく（すなわち、４１６mm）、これは、慣用的なタイヤ形状の場合、トレッドの幅Ｌ₁（この場合４３０mmに等しい）よりかなり小さい。第２作用プライ（３４）の軸線方向幅Ｌ₃₄は、軸線方向幅Ｓ₀の0.8倍に等しい（すなわち、４００mm）。三角プライ（３１）は、２つの作用プライ（３２）、（３４）の幅の加算平均（この場合は４０８mm）に等しい。付加プライ（３３）の軸線方向幅Ｌ₃₃は少なくとも0.7Ｓ₀であり、この場合、0.73Ｓ₀である３５０mmに等しい。実際に、付加プライ（３３）の幅Ｌ₃₃は、最小幅の作用プライの幅Ｌ₃₂（Ｌ₃₄）より小さい。しかしながら、この幅Ｌ₃₃は、作用ベルトプライの端部（加熱およびプライ間の分離により最も悪影響を受ける領域）に近接したタイヤの作動温度の低下に有効に寄与させるため、小さ過ぎてはならない。保護プライとも呼ばれる最終ベルトプライ（３５）は、上記全てのプライより小さい幅Ｌ₃₅（すなわち３２５mm）を有する。
作用プライ（３２）または作用プライ（３４）は、非伸長性を有しかつプライの全幅に亘って連続している同一のフープ状27.23金属ケーブルで形成されているため、両プライ（３２）、（３４）の引張り弾性係数は同じであり、0.4％の相対伸びで、5,300daN/mm²である。また、前記ケーブルは同一ピッチ（すなわち、ケーブル間の間隔が同一）に配置されている。フープ状9.23金属ケーブルで形成されたいわゆる三角プライ（３１）の同じ条件下で測定した引張り弾性係数は、6,925daN/mm²に等しい。付加プライ（３３）は、フープ状27.23金属ケーブルで形成されかつプライの周方向長さの１／６に等しい周方向長さのケーブルセクションに切断されており、0.4％の相対伸びを生じる引張り力を加えた場合に、3,310daN/mm²の接線弾性係数をプライに与える。
また、付加プライ（３３）はいわゆる弾性バイモジュラーケーブル（elastic bimodular cables）、すなわち、破断時に2.5％以上の相対伸びを有しかつ実質的に異なる勾配をもつ２つの部分からなる引張り力−相対伸び曲線（フランス国特許第1,188,486号の第２図に示す曲線（１７））をもつケーブルで形成されている。弾性の小さなプライ（３３）は、加硫金型内でのタイヤの成形時に有効であるに過ぎないため、0.4％の相対伸びの開始時に低い弾性係数を有しかつ例えば14,000daN/mm²以上の弾性係数をもつケーブルは、ほぼ０°の角度に配向され、0.4％以上の相対伸びおよび5,200daN/mm²の弾性係数をもつケーブルからなるプライを容易に作ることを可能にする。
上記タイヤは、第１に、作用ベルトプライの幅に係わらず、最短作用プライの両端部近くの作動温度および２つの作用プライ間の剪断応力での、周方向ケーブルと、急勾配ケーブルからなるプライとの協働作用による、作用ベルトプライの分離の観点から、第２に、ベルトの下に配置されたカーカスの部分の疲労強度および周方向ケーブルからなるプライと前記カーカスケーブルの圧縮を回避する急勾配ケーブルからなるプライとの協働作用の観点から、満足できる耐久性を得ることができる。

Claims (4)

1. 非伸長性ケーブルからなる少なくとも２つの作用ベルトプライ（３２、３４）を有し、両プライ（３２、３４）は、周方向に対して１０〜４５°の角度（α、β）を形成して互いに交差し、前記プライはカーカス（１）の最大軸線方向幅Ｓ₀の少なくとも８０％に等しい幅Ｌ₃₂、Ｌ₃₄を有するベルト（３）を有する0.6以下の扁平比Ｈ／Ｓを有するタイヤにおいて、第１に、周方向に対して少なくとも６０°の角度δおよび最短作用ベルトプライ（３２、３４）の軸線方向幅Ｌ₃₂、Ｌ₃₄に少なくとも等しい軸線方向幅Ｌ₃₁を形成する非伸長性金属ケーブルからなる軸線方向連続プライ（３１）が、カーカス（１）と、回転軸線に対して半径方向に最も近い作用プライ（３２）との間に配置されており、第２に、周方向に対してほぼ平行に配向された金属要素からなりかつ少なくとも0.7Ｓ₀に等しい幅Ｌ₃₃および最も伸長性が高い作用プライの引張り弾性係数にせいぜい等しい引張り弾性係数を有する付加プライ（３３）が、２つの作用ベルトプライ（３２、３４）の間に配置されていることを特徴とするタイヤ。
2. 前記付加プライの弾性係数は、０〜0.4％の相対伸びに対して小さく、かつ0.4％より大きい相対伸びに対して、最も伸長性が高い作用プライの最大引張り弾性係数にせいぜい等しいことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のタイヤ。
3. 前記付加プライは、０〜0.4％の僅かな伸びに対して小さな勾配を有しかつ大きな伸びに対してほぼ一定の勾配をもつ、相対伸びの関数としての引張り応力曲線をもついわゆる弾性ケーブルからなることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のタイヤ。
4. 前記付加プライは、周方向に配向されかつ該付加プライの周囲長に比べて非常に短い長さのセクションを形成するように切断された複数本のケーブルからなり、周方向に配向された複数本のケーブルのそれぞれのセクション間の切断部は互いに軸線方向にオフセットしていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のタイヤ。

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