JP6074424B2 - 土木工事車両用タイヤのためのトレッドパターン - Google Patents

Description

本発明は、ヘビーデューティ建設現場ローリ（「ダンプ車」）用のタイヤに関し、これらタイヤは、最高１００トンまでの荷重又は積荷を運搬することができ、これらタイヤは、少なくとも６ｂａｒの圧力までインフレートされる。

土木工事用車両に取り付けられるようになっているタイヤに、材料のエッジを生じさせるために凸状要素（ブロック、リブ）を画定した複数の溝及び中空部分によって形成されているトレッドパターンを走行面に備えたトレッドを提供することが知られている。これら溝は、材料の体積と溝の全て及び中空部分の全ての容積の両方を含むトレッドの全体積に対して、百分率（この場合、「ボイド比」と呼ばれる）として表された中空容積を有する。ボイド比がゼロであるということは、トレッドが溝も中空部分も備えていないことを意味している。

さらに、タイヤは、カーカス補強材を備え、カーカス補強材のたが掛けを行うようにするためにカーカス補強材には半径方向外側に上側補強材が載っている。上側補強材は、一般に、複数枚の補強材シートのスタックによって形成され、これら補強材シートは、円周方向と一般にゼロに等しくはない角度をなしている。

先行技術では、「ダンプ車」型の車両（これら車両は、２．５ｍ〜４ｍの直径を有するタイヤを利用している）が備えているタイヤトレッドのためのトレッドパターンは、以下の特定の寸法上の特徴、即ち、
‐少なくとも６５ｍｍ、最大で１００ｍｍの平均溝深さ、
‐トレッドの全体にわたり３０％程度（即ち、少なくとも３０％、最大で４０％）の平均ボイド比を有することが知られており、
‐トレッドの中央部分には僅かな数の溝が設けられ、即ち、この中央部分のボイド比は、１０％未満であり、この中央部分は、トレッドの全幅の少なくとも４０％、最大で６０％の全幅にわたって赤道面の一方の側及び他方の側で延び、
‐縁部分が中央部分の一方の側及び他方の側に設けられ、これら縁部分は、４０％程度（即ち、少なくとも３５％、最大で４４％）のボイド比を有し、これら縁部分は、全体として横方向に差し向けられている溝によって互いに隔てられた複数のブロックを有している。

定義

「切欠き」は、本明細書では、溝か切込みかのいずれかを意味し、互いに向かい合っていて且つゼロに等しくない距離だけ互いに隔てられた材料の壁によって画定された空間に一致している。切込みを溝から区別するものは、正確に言えば、この距離の値であり、切込みの場合、この距離は、通常の走行条件中に路面に接触したときに向かい合った壁の少なくとも部分的接触を可能にするのに適している。溝の場合、この溝の壁は、通常の走行条件下において互いに接触することはない。

トレッドパターンの表面ボイド比は、凸状要素（ブロック、リブ）によって画定された中空部分（実質的に溝によって形成されている）の表面積と全表面積（凸状要素の接触表面積及び中空部分の表面積）の比に等しい。表面ボイド比が小さいということは、トレッドの接触表面が広く且つ凸状要素相互間のボイド表面が狭いことを意味している。

新品状態におけるトレッドのトレッドパターンのボイド比は、中空部分（実質的に溝及び切込みによって形成されている）の容積と全体積（凸状要素の体積及び中空部分の全容積を含むトレッドの体積）の比に等しい。

ブロックは、トレッド上に形成された凸状要素であり、この凸状要素は、切欠きによって画定されており、この要素は、側壁及び接触フェースを有し、この接触フェースは、走行中、路面に接触するようになっている。

リブは、トレッド上に形成された凸状要素であり、この凸状要素は、２つの切欠きによって画定されている。リブは、２つの側壁及び接触フェースを有し、この接触フェースは、路面に接触するようになっている。

半径方向は、タイヤの回転軸線に垂直な方向であると理解されることが意図されている（この方向は、トレッドの厚さの方向に一致している）。

軸方向は、タイヤの回転軸線に平行な方向であると理解されることが意図されている。

円周方向は、中心がタイヤの回転軸線に一致した任意の円に接する方向であると理解されることが意図されている。この方向は、軸方向と半径方向の両方に対して垂直である。

赤道面は、タイヤの回転軸線に対して垂直である平面を意味するようになっており、この赤道面は、タイヤの半径方向最も外側の箇所を通って延びており、この赤道面は、タイヤを２つの等しい又は実質的に等しい半部に分割している。

Ｅ．Ｔ．Ｒ．Ｔ．Ｏ．規格により定められたタイヤの使用に関する条件は、タイヤの積荷指標及び速度コードにより示されているタイヤの積載量に対応した基準インフレーション圧力を規定している。使用のためのこれら条件は、公称条件又は利用のための条件であると言われる場合がある。

先行技術のトレッドのトレッドパターンは、タイヤ１本当たり２０トン以上の荷重及び少なくとも６ｂａｒに等しいインフレーション圧力下において走行中、トレッドの発熱及びタイヤの上側補強材の温度の上昇を生じさせることが判明しており、温度のこの増加は、特にタイヤの耐久性の低下をもたらす恐れがある。例えば、幾つかの条件下において、上側補強材のシート相互間の分離及びこれらシートの補強材を包囲したゴム材料の特性の劣化を観察することが可能である。

発熱を低減させる一方で、上述の条件下において使用のための要件に必要不可欠な特性を保持するトレッドのトレッドパターンを提供する要望が存在する。

この目的のため、本発明は、土木工事用車両（「ダンプ車」）が少なくとも２０トンの荷重又は積荷を運搬するために取り付けられると共に少なくとも６ｂａｒまでインフレートされるタイヤに関しており、このタイヤは、半径方向外側に上側補強材を載せたカーカス補強材を備え、この上側補強材は、複数枚の補強材シートのスタックによって形成され、これら補強材シートは、円周方向とゼロに等しくはない角度をなしている。このタイヤのトレッドは、トレッドパターンを形成するために凸状要素を画定する複数の切欠きを有し、
‐トレッドは、トレッドの全幅の４０〜６０％の幅を備えた中央部分と、中央部分の一方の側及び他方の側に位置する縁部分とを有し、中央部分は、全体として円周方向に差し向けられた切込みによって軸方向に画定され、これら切込みは、切込みが互いに接触すると切込みが閉じることができるほど適切な深さ及び幅を有し、
‐中央部分は、中央部分を画定している円周方向切込み中に開口する複数の全体として横方向に差し向けられた切込みを備え、これら全体として横方向に差し向けられた切込みは、円周方向に配置された要素の列を画定し、これら全体として横方向に差し向けられた切込みは、これら切込みが互いに接触すると閉じることができ、
‐各縁部分は、複数の凸状要素を画定している複数の全体として横方向に差し向けられた溝を有し、各縁部分の凸状要素の数は、中央部分の凸状要素の数に等しく、凸状要素のこの数は、少なくとも４４、最大で５３である。凸状要素の数は、検討対象のトレッドの部分とは無関係に、円周方向に互いに次々に位置する要素を数えた数であると定められる。

さらに、このトレッドは、最大で１９％の全平均ボイド比を有し、全平均ボイド比は、新品状態においてトレッドの走行面のところで開口した状態で存在する中空部分全ての容積とトレッドの全体積の比に一致する。

有利には、全平均ボイド比は、最大で１５％である。

有利には、円周方向に数えられた凸状要素の数は、少なくとも４５、最大で４９であり、これら要素は、同一の円周方向寸法又は実質的に同一の円周方向寸法を有する。

好ましくは、中央部分のボイド比は、最大で１０％であり、各縁部分のボイド比は、最大で３０％であり、各縁部分のボイド比は、中央部分のボイド比よりも大きい。トレッドの一部分のボイド比は、このトレッド部分上に新品状態において存在する中空部分全ての容積とトレッド部分の全体積（中空部分の全ての容積を含む）の比に一致している。

トレッドの中央部分のトレッドパターンの中空部分は、切込みによって形成され、これら切込みは、路面に接触すると閉じ、凸状要素の通気を保証するために接触しない場合には開くことができるという特定の特徴を有する。切込みが閉じるかどうかは、これらの幅、トレッドの材料の圧縮弾性率並びにタイヤの荷重及び圧力条件で左右される。切込みの幅は、この幅が中央部分の凸状要素の円周方向で測定した平均長さの少なくとも３％、最大で５％であるように選択される。切込みの閉鎖は、この場合、これらの切込みを画定している壁が路面に接触したときに互いに近づいて少なくとも部分的に一方が他方と接触関係をなすことを意味するものと理解されたい。

本発明のトレッドパターンの結果として、高い性能レベルを保持しながら、タイヤを構成している材料の発熱をタイヤの各部分において著しく低減させることが可能である。

発熱を低減させるこの作用効果を一段と高めるために、少なくとも１つの全体として円周方向に差し向けられた切込みを備えた中央部分を提供することが有利であり、この切込みは、中央部分を軸方向に画定している切込みの深さに等しく又はこれとほぼ同じ深さを有する。

好ましくは、カーカス補強材の補強材シートは、半径方向に差し向けられるよう、即ち、円周方向と９０°に等しく又はこれとほぼ同じ角度をなすよう配置される。

本発明のトレッドの提供結果として、トレッドの通気は、先行技術のトレッドのトレッドパターンの場合よりも一様な仕方で分布して配置されると共に中央部分の多数の切込みによって形成された通気ゾーンの数が多く存在すること及びこの同一の中央部分上に凸状要素の数が多く存在することによって極めて効率的になる。その結果、構造体の発熱が低減し、それにより高い耐久性及び高い走行速度の実現が可能になり、作業機械のこの種のタイヤにとって特に有利な要因が提供される。新品状態におけるトレッドパターンのこの構成により、ゴムの被摩耗体積の増加及びかくして製品の有効寿命の増加が可能である。さらに、切込みの閉鎖の結果として、路面に接触するトレッドの部分にとって適切なレベルの剛性を維持することが可能であり、この剛性は、ほぼ切欠きのないトレッドの剛性とほぼ同じである。

ボイド比が１７％に制限されていることにより、荷重及び圧力条件がほぼ同じであるとすれば、先行技術のタイヤと比較して路面に対する接触圧力が必然的に小さくなり、その結果、熱源が少なくなり、このことは、正確に言えば土木工事車両のタイヤ向きのトレッドの場合によくあるように大きな体積の材料を有するトレッドにとって必要不可欠である。

好ましくは、ブロックの屈曲変形を制限するため、ブロックは、表面の観点においてこれらの高さの少なくとも２倍に等しい寸法を有し、それにより、路面に接触したときのブロックの屈曲変形が実質的に減少する。所与の寸法は、円周方向及び横方向に測定される。

さらに、ブロックのこれら寸法は、これらの高さの最大で２．５倍である。値のこの特定の範囲（高さの２倍を超え且つこの高さの２．５倍未満）の結果として、ブロックは、幾分剪断作用を起こすようになり、ブロックは、これらブロックがパターンの中央のところでの過酷な走行条件下で生じる熱を容易に放出することができる低い熱抵抗を有する。

注目されるべきこととして、トレッド中の熱レベルの減少により、上側補強材中の熱レベルを同じ割合だけ減少させることができ、このことは、この補強材の耐久性の観点から有利である。これにより、かかるトレッドを備えたタイヤの使用期間を上述したような使用条件下において実質的に延ばすことができる。

本発明のトレッドパターンにより、比較的大きな被摩耗体積の材料を先行技術の同じカテゴリー及び同じ使用条件のタイヤ中に配置することができ、かくして摩耗の観点での性能を少なくとも１０％だけ向上させることができる（使用の同じキロメートル数では、摩耗による材料の損失は、先行技術のトレッドで得られた損失よりも少なくとも１０％少ない）。

本発明の他の特徴及び他の利点は、本発明の内容の形態を非限定的な実施例として示す添付の図面を参照して以下に与えられる説明から理解されよう。

本発明のトレッドの第１の形態の表面の図である。 本発明のトレッドのトレッドパターンのパターンの第２の形態を示す図である。

上記説明を伴う図に関し、同一の参照符号が本発明の形態を説明するために使用される場合がある。とういのは、これら参照符号は、これが構造的な形式のものであれ機能的な形式のものであれいずれにせよ、同一形式の要素を意味しているからである。

図１は、本発明の第１の形態としてのトレッド１０を有するサイズ４０．００Ｒ５７のタイヤ１を示している。このタイヤは、「ダンプ車」型の車両に取り付けられるようになっている。このタイヤに関し、赤道面（トレッドの半径方向最も外側の箇所を通って延びる回転軸線に対して垂直な平面）のところで測定された外形は、３５００ｍｍである。

このタイヤは、半径方向カーカス補強材、即ち、補強材が円周方向と９０°に等しい又はこれとほぼ同じ角度をなすよう差し向けられた補強材を有する。

このタイヤは、カーカス補強材の半径方向外側に、上側補強材を更に有し、この上側補強材は、５枚のシートのスタックによって形成され、各シートは、円周方向以外の方向に配置され且つ１つのシートからその隣のシートまで十字形に配置された補強材から成る。この上側補強材それ自体の上には、この場合１３０ｍｍの平均厚さＥを有するトレッドが載っている。

トレッドは、横方向又は軸方向に（即ち、タイヤの回転軸線に平行な方向ＹＹ′に）軸方向が２つの円周方向切込み３１，３２によって画定された中央部分２０と中央部分２０の一方の側及び他方の側に配置された縁部分２１に分割されている。中央部分を画定している全体として円周方向に差し向けられた切欠き３１，３２は、１０ｍｍの平均幅及び１００ｍｍの平均深さを有する。これら切込みは、接触の際の中央部分の適切な剛性の実現と接触していない場合の適当な通気の両方を可能にするために路面に接触したときには閉じ、接触しない場合には開くことができる。

中央部分２０は、５２５ｍｍの幅を有し、この幅は、この場合９５０ｍｍに等しいトレッド１０の全幅の５５％に当たる。さらに、中央部分２０は、全体として円周方向ジグザグの向きを有する切込み３３及び複数の全体として横方向に差し向けられた切込み４０を備え、円周方向切込み３１，３２，３３及び横方向切込み４０は、１００ｍｍの平均深さ及び１０ｍｍの平均幅を有する。横方向切込み４０は、中央部分２０を画定している円周方向切込み３１，３２内で開口するよう中央部分の幅全体にわたって延びている。

これら切込みは、２つの円周方向列２０１，２０２の状態に配置された複数のブロック５０を切り抜いている。さらに、各ブロック５０は、ブロック５０の一方の側でのみ開口した横方向切込み６０を備えている。

各縁部分２１は、５０ｍｍの平均幅及び１００ｍｍの平均深さを備えた複数の全体として横方向に差し向けられた溝７０を有している。これら横方向溝７０は、中央部分の横方向切込み４０の連続部として位置決めされている。これら横方向切込みは、複数のブロック８０を画定し、これらブロックの平均円周方向長さは、中央部分のブロックの平均円周方向長さに実質的に等しい。

車輪の一回りにわたり、中央部分２０及び縁部分２１の各々に設けられているブロック５０，８０の総数は、それぞれ、４４である。

このトレッドは、この場合１８．７５％の全ボイド比（トレッドの全厚Ｅにわたって計算される）を有する。

さらに、中央部分２０のボイド比は、この場合、８％であり、各縁部分２１のボイド比は、２２％である。

各縁部分２１には、４０ｍｍの深さを有すると共に６２ｃｍ^３程度の容積を有するキャビティ９０が更に設けられている。これらキャビティは、縁部分の通気度を増大させる。注目されるべきこととして、これらキャビティを省いても良く、中央部分及び縁部分について選択される中空部分の比は、ブロックの良好な機械的且つ熱的機能を保証するのに十分である。

説明した例では、長手方向におけるブロックの最小寸法は、溝の深さよりも大きく、この場合、この最小寸法は、摩耗の不規則な発生、即ちトレッドの特定の部分に局所化された摩耗の発生を制限すると共にトレッドの走行面全体にわたって一様な仕方で分布される摩耗を発生させないようにするのを制限するために２００ｍｍである。

図２は、本発明のトレッドのトレッドパターンの別の形態を示している。

この形態によれば、中央部分２０は、軸方向外側が円周方向切込み３１，３２によって画定されている。この同じ中央部分２０は、３つの列２０１，２０２，２０３を画定するために２つの直線状の追加の円周方向切込み３３，３４を有している。追加の円周方向切込み３３，３４は、中央部分の通気度を増大させるようになった複数のキャビティ９１を貫通して延びている。

さらに、これら列の各々は、複数のブロック５０を画定するために横方向に差し向けられた複数の切込み４０を備えている。

本発明のこの第２の形態は、トレッド全体にわたって１５％の全ボイド比を有する。中央部分のボイド比は、この場合、１０％である。

車輪の一回りにわたり、中央部分及び縁部分の各々の凸状要素の総数は、４５である。

本発明を一般的に且つ２つの形態によって説明したが、本発明は、これら形態にのみ限定されないことが理解されなければならない。本発明の一般的範囲から逸脱することなく、これら形態に対して種々の改造を行うことができることは明らかである。具体的に言えば、より多くの材料を路面に接触させるためにこれら２つの形態の縁部分のブロックに設けられるキャビティを省いても良い。

Claims (10)

1. 土木工事車両用タイヤのためのトレッドであって、前記タイヤは、半径方向外側に上側補強材を載せたカーカス補強材を備え、前記上側補強材は、複数枚の補強材シートのスタックによって形成され、前記補強材シートは、円周方向とゼロに等しくはない角度をなし、前記タイヤは、走行中、路面に接触するようになっている走行面を備えたトレッド（１０）を有し、前記トレッド（１０）は、前記走行面上にトレッドパターンを形成するために凸状要素を画定する複数の切欠きを有し、前記トレッド（１０）は、前記トレッドの全幅の４０〜６０％の幅を備えた中央部分（２０）と、前記中央部分の一方の側及び他方の側に位置する縁部分（２１）とを有し、前記中央部分（２０）は、全体として円周方向に差し向けられた切込み（３１，３２）によって軸方向に画定され、前記切込みは、前記中央部分と前記縁部分とが互いに接触すると前記切込みが閉じるような深さ及び幅を有し、前記中央部分（２０）は、前記中央部分（２０）を画定している前記円周方向切込み（３１，３２）中に開口する複数の全体として横方向に差し向けられた切込み（４０）を備え、前記全体として横方向に差し向けられた切込みは、円周方向に配置された要素の列を画定し、前記全体として横方向に差し向けられた切込みは、前記要素が互いに接触すると閉じることができる、トレッドにおいて、
   ‐各縁部分（２１）は、複数の凸状要素（８０）を画定している複数の全体として横方向に差し向けられた溝（７０）を有し、各縁部分の前記凸状要素（８０）の円周方向に数えられた数は、前記中央部分の前記凸状要素（５０）の数に等しく、前記凸状要素の数は、少なくとも４４、最大で５３であり、前記トレッドは、最大で１９％の全平均ボイド比を有し、前記全平均ボイド比は、新品状態において前記トレッドの前記走行面のところで開口している前記中空部分全ての容積と前記トレッドの全体積の比に一致しており、
   前記走行面の前記中央部分（２０）の前記要素の寸法は、前記要素の高さの２倍を超え、且つ、前記要素の高さの２．５倍未満である、トレッド。
2. 前記全平均ボイド比は、最大で１５％である、請求項１記載のトレッド。
3. 前記円周方向に数えられた前記凸状要素の数は、少なくとも４５、最大で４９である、請求項１又は２記載のトレッド。
4. 前記中央部分（２０）のボイド比は、最大で１０％であり、各縁部分（２１）のボイド比は、最大で３０％であり、各縁部分（２１）のボイド比は、前記中央部分（２０）のボイド比よりも大きい、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のトレッド。
5. 前記中央部分は、少なくとも１つの全体として円周方向に差し向けられた切込みを更に有し、該切込みは、前記中央部分を軸方向に画定している前記切込みの深さに等しく又はこれとほぼ同じ深さを有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のトレッド。
6. 前記カーカス補強材の前記補強材シートは、半径方向に差し向けられるよう、即ち、円周方向と９０°に等しく又はこれとほぼ同じ角度をなすよう配置されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のトレッド。
7. 前記トレッドの前記凸状要素は、前記凸状要素の高さの少なくとも２倍に等しい表面寸法を有し、前記高さは、前記凸状要素を画定している前記切込みの平均深さとして測定される、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のトレッド。
8. 前記トレッドの前記凸状要素は、前記凸状要素の高さの最大で２．５倍である表面寸法を有する、請求項７記載のトレッド。
9. 前記トレッドの前記中央部分の前記切込みの幅は、前記中央部分の各凸状要素の円周方向に測定した平均長さの少なくとも３％、最大で５％である、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のトレッド。
10. 土木工事用車両に取り付けられるようになったタイヤにおいて、前記タイヤは、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のトレッドを備えている、タイヤ。

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