JP5629275B2 - 大型車両用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、大型車両又は土木工事型の機械に取り付けられるようになったタイヤに関する。

本発明は、この種の用途には限定されないが、本発明を特に、地下鉱床内で稼働し、２５インチ（６３．５ｃｍ）以上の軸方向幅を備えた採鉱型車両用のタイヤに関して説明する。

この種の車両は、重量物を運搬しなければならずしかも可能な限り最もコンパクトな形態で製造されるという特定の特徴を有する。というのは、車両交通のためのスペースが嵩の面で制限されているからである。かくして、用いられるタイヤは、可能な限り小型となっているので、伝達されるべきトルクに対して最適ではない。

土木工事機械用のタイヤの慣例的な設計に関する限り、ビードワイヤ周りに巻かれることにより各ビード内に繋留される半径方向カーカス補強材は、金属補強要素の少なくとも１つの層で構成され、これら金属補強要素は、この層中において互いに実質的に平行である。カーカス補強材は、通常、クラウン補強材を載せており、クラウン補強材は、１つの層から次の層にクロス掛けされていて、周方向と１５°〜７０°の角度をなす金属補強要素の少なくとも２つの実働クラウン層で構成されている。カーカス補強材と実働クラウン層との間には、１つの層から次の層にクロス掛けされていて、１２°未満の角度をなす補強要素の層が設けられる場合があり、補強要素のこれら層の幅は、通常、実働層の幅よりも小さい。実働層の半径方向外側には、保護層も又設けられ、これら保護層の補強要素は、１０°〜６５°の角度をなしている。クラウン補強材それ自体は、トレッドを載せている。

「軸方向」は、タイヤの回転軸線に平行な方向であり、「半径方向」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、タイヤが通常の使用の際に回転の中心となる軸線である。

周方向平面又は周方向断面平面は、タイヤの回転軸線に垂直な平面である。赤道面又は周方向子午線平面は、トレッドの中心又はクラウンを通り、タイヤを２分する周方向平面である。

半径方向平面は、タイヤの回転軸線を含む平面である。

タイヤの長手方向又は周方向は、タイヤの周囲に対応していて、タイヤの走行方向により定められる方向である。

タイヤに用いられるビードワイヤは、２つの形式のものである場合がある。先ず最初に、実質的に円形の断面を有する「編組」型のビードワイヤが存在する。また、互いに積み重ねられ、断面が種々の形状を取ることができるコードの数個の層で形成されているビード束が存在する。

上述した採鉱用車両のためのタイヤの場合、用いられるのは、通常、ビード束であり、これらビード束は、六角形の断面を有している。「編組」型のビードワイヤよりも安価に製造可能なビード束型のビードワイヤは、通常、六角形の断面を有し、これは、円に比較的近く、それにより嵩が小さくなる。これらタイヤは、通常、平べったいシート付きリムを有するホイールに取り付けられ、即ち、タイヤのビードのベースが取り付けられるリムの表面は、軸方向に対して５°のオーダーのテーパを有する。

上述したタイヤと同様な土木工事機械用のタイヤは、通常、荷重及びサイズが通常の場合、４〜１０バールの圧力を受ける。

タイヤが用いられる条件を考慮して、特に、運搬される積載物及びかくしてタイヤを介して伝達されるトルクに鑑みて、これらタイヤは、ビードの領域に相当な摩耗を呈し、これによりタイヤの寿命が制限されることが明らかになっている。さらに、この摩耗は、この種のタイヤに関しては常に著しいが、少なくともこの摩耗の生じる速さに関して或る１本のタイヤと別のタイヤとでは比較的異なっている場合がある。

かくして、本発明者は、摩耗の面で特性の向上を示すと共に或る１本のタイヤと別のタイヤとで一層均等である摩耗を示す地下採鉱車両用のタイヤを提供するという仕事に取り組んだ。

この目的は、本発明によれば、補強要素の少なくとも１つの層から成る半径方向カーカス補強材を有する大型車両用のタイヤであって、タイヤは、それ自体半径方向にトレッドを載せたクラウン補強材を有し、トレッドは、２つのサイドウォールにより２つのビードに連結され、ビードの各々は、半径方向カーカス補強材をビード中に繋留するビードワイヤを有し、補強要素の少なくとも１つの層は、ビードワイヤの周りに巻かれている、タイヤにおいて、カーカス補強材の少なくとも１つの層の半径方向最も内側の箇所の半径方向内側で且つビードワイヤの幾何学的中心の軸方向外側において半径方向平面で見て、ビードの外面上の箇所のところの曲率半径は、カーカス補強材の少なくとも１つの層上へのビードの外面の箇所の正投影箇所のところの曲率半径よりも大きいことを特徴とするタイヤによって達成される。

本発明のかかるタイヤは、特に、軸方向幅が２５インチ（６３．５ｃｍ）以上のタイヤ向きである。

かくして本発明に従って説明するタイヤは、外側形状、特に、取り付け中、リムに接触する部分が丸形の輪郭を有するビードを有し、かかる丸形輪郭の曲率半径により、タイヤを比較的容易にその取り付けリムに装着することができる。従来型ビードの形状と比較すると、本発明のタイヤが装着されているとき、リムに当たって摺動するビードの部分の外面の曲率半径が大きければ、タイヤを容易にリムに取り付けることができるように思われる。さらに、リム上への着座の際にリム上へのビードの滑りやすさが高ければ、このビードがリムへのタイヤの取り付け中に変形状態になる恐れがなくなるように思われる。なお、この変形により、リムシートへのビードの着座具合が不良になる場合があり、このように従来型タイヤについてちらほら観察されるリムシートへのビード着座具合が不良であるということは、１本のタイヤと別のタイヤとでビード摩耗速度にかなりばらつきがあるという事態を説明できる。

地下鉱床のための車両に取り付けられるようになった本発明のタイヤに関して実施した試験結果の示すところによれば、確かに、摩耗の面でのタイヤの性能は、従来型タイヤの性能よりも優れており、１本のタイヤと別のタイヤとで一層同等であった。

本発明者の確信するところによれば、これら結果は、タイヤビードが取り付け中に変形し又は不正確に位置決めされる恐れなく、かくして、ビードのこの領域の迅速な摩耗が生じる恐れなく、リムシートへのタイヤの良好な着座具合を示しているものと解釈できる。１本のタイヤと別のタイヤとでばらつきのある変形度及び／又は不正確なビード位置決め具合は、種々のタイヤ相互間で摩耗速度にばらつきがある事態を説明できる。

本発明の好ましい一実施形態によれば、ビードワイヤの半径方向最も内側の箇所の半径方向内側で且つビードワイヤの幾何学的中心の軸方向外側において半径方向平面で見て、カーカス補強材の少なくとも１つの層上の箇所のところの曲率半径は、ビードの外面上へのカーカス補強材の少なくとも１つの層の箇所の正投影箇所のところの曲率半径よりも小さい。

本発明のこの実施形態によれば、リムシートへのビードの取り付け具合は、容易に行なわれ、ビードを変形させる恐れは、一層低くなる。

本発明の有利な変形実施形態によれば、ビードワイヤは、好ましくは六角形のビード束である。かかるビードワイヤは、特に、タイヤ製造の各ステップの実施中及びタイヤリムへのタイヤの取り付けステップの実施中、カーカス補強材を十分にしっかりと保持する。

また、有利には、ビードワイヤの軸方向幅と半径方向高さの比は、１．５を超える。かかるビードワイヤは、圧力をビードのベースのより広い幅にわたって分布させる。かかるビードワイヤは、これらビードワイヤが地下鉱床内で用いられるということに鑑みて、サイズが伝達されるトルクと比較して小さいこの種のタイヤに最適である。具体的に説明すると、かかる使用法により決まるタイヤサイズにより、トルクを満足の行く程度に伝達するために、高い圧力がビードワイヤによりビードのベースに及ぼされる。幅と高さの比が１に等しく又は１に近い六角形の形をしたビード束型のビードワイヤを有する従来型タイヤでは、高い圧力が狭い幅にわたって及ぼされることに鑑みて、ビードのベースの損傷が生じる。本発明のこの変形実施形態に従って提案されるビードワイヤの形状と同様に、軸方向に細長いビードワイヤ形状は、これらがもたらす幅が大きいことに鑑みて、実際、ビードと取り付けリムとの間の圧力の良好な分布が可能である。

かかるビードワイヤは、圧力分布が良好であることに鑑みて、ビードワイヤがいったん摩耗した場合にタイヤの取り外しを簡単にするという別の利点を有する。

ビードのベースとリムとの間に加えられる応力の局所強度が減少するので、リムの寿命が延びるという別の利点が得られる。具体的に説明すると、今日用いられている手段では、局所応力が高いために、ビードが圧接している領域においてリムの損傷が生じる。

本発明の好ましい一実施形態によれば、ビードのベースの少なくとも３０ｍｍにわたり、ベースとタイヤの回転軸線の方向に平行な方向とのなす角度は、６°〜７．５°である。ビードのベースのところのかかるテーパは、リムへのタイヤの取り付けの簡便さを一段と促進し、更に、リム上へのビードの不正確な位置決めの恐れの発生を制限する。タイヤの回転軸線の方向に平行な方向と８°を超える角度をなすこの種の用途の従来型タイヤのテーパと比較して、リム上における回転の恐れについて有害な影響なしに、ビードのベースのテーパを減少させることができる。というのは、ビードワイヤにより及ぼされる圧力が広いビードベース幅にわたって分布又は分散するからである。

本発明の有利な実施形態では、好ましくはビードワイヤの半径方向最も内側の箇所の半径方向内側のビードワイヤとビードの外面との間で測定されたゴム塊状体の半径方向厚さは、１０ｍｍを超える。かかる厚さは、タイヤの寿命の向上を一段と促進する。

このように本発明に従って製造されたタイヤは、重量の面で一段と顕著な利点を有する。確かに、ビードのベースが拡大される場合があるにもかかわらず、本発明のタイヤの重量は、従来型タイヤの重量よりも軽いことが判明した。この軽量化は、特に、この種の用途に関する従来型タイヤのビードワイヤの形状と比較して、平べったくされた形状のものであるビードワイヤの選択によって説明可能である。具体的に説明すると、リムに対する圧力の良好な分布により、ビードワイヤは、伝達されなければならないトルクが所与の場合、従来型タイヤに必要な金属の量よりも少ない金属の量で設計される。

本発明の他の細部及び有利な特徴は、図１及び図２を参照して行なわれる本発明の一実施形態の説明から以下において明らかになろう。

本発明のタイヤの略図である。 図１のタイヤのビードの略図である。

図を理解しやすくするために図は縮尺通りには描かれていない。図１は、軸線Ｘ‐Ｘ′に関して対称のままであるタイヤのちょうど半部を示しており、軸線Ｘ‐Ｘ′は、タイヤの周方向子午線平面を表している。

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２６．５Ｒ２５のタイヤ１は、折り返し又は巻き上げ部分５を形成するよう各ビード３内でビードワイヤ４に繋留された非伸長性スチール金属コードのプライで構成されたカーカス補強材層２を有している。カーカス補強材層２は、半径方向にクラウン補強材６を載せている。クラウン補強材６は、一方において実働プライと通称されている２枚のプライを有すると共に他方において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のひとまとまりは、詳細には図示されていない。実働プライは、これら自体、各プライ内において互いに平行であり且つ１枚のプライから次のプライにクロス掛けされていて、周方向と１５°〜４０°の場合がある角度をなす非伸長性スチールコードで構成されている。保護プライは、一般に、各プライ内で互いに平行であり且つ１枚のプライから次のプライに互いにクロス掛けされ、１５°〜４５°である場合のある角度をなす弾性スチール金属コードで構成されている。半径方向外側の実働プライ中のコードは、通常、半径方向内側の保護プライのコードとクロス掛けされている。クラウン補強材は、最終的には、トレッド７を載せており、このトレッドは、サイドウォール８によりビード３に連結されている。

ビードワイヤ４は、六角形の形をしたビード束型のものであり、このビードワイヤの軸方向幅Ｌ（４７ｍｍに等しい）と半径方向高さＨ（１５ｍｍに等しい）は、３．１であり、したがって、この比は、１．５よりも大きい。

図２は、図１のタイヤの一方のビード３の概略半径方向断面図である。

本発明によれば、箇所Ｏ，Ｐにより画定されたビード３の外面９の領域では、即ち、カーカス補強材の層２の半径方向最も内側の箇所Ｅの半径方向内側に且つビードワイヤ４の幾何学的中心Ｃの軸方向外側に位置するビード３の外面９の領域では、ビード３の外面９上の箇所Ｒのところの曲率半径は、カーカス補強材層２上へのビードの箇所Ｒの正投影箇所Ｓのところの曲率半径よりも大きい。

箇所Ｒのところでは、ビード３の外面９の曲率半径は、４０ｍｍに等しい。

箇所Ｓのところでは、カーカス補強材２の層の曲率半径は、３５ｍｍに等しい。

同様に、箇所Ｅ，Ｍにより画定されたカーカス補強材層２のその領域では、即ち、ビードワイヤの半径方向最も内側の箇所Ｇの半径方向内側に且つビードワイヤの幾何学的中心Ｃの軸方向外側に位置するカーカス補強材層２の領域では、カーカス補強材層２層の箇所Ｕのところの曲率半径は、ビード３の外面９上への箇所Ｕの正投影箇所Ｖのところの曲率半径よりも小さい。

箇所Ｕのところでは、カーカス補強材２の層の曲率半径は、２０ｍｍに等しい。

箇所Ｖのところでは、ビード３の外面９の曲率半径は、４０ｍｍに等しい。

図示のタイヤを２５インチ（６３．５ｃｍ）サイズのリムに取り付けて５．５バールの圧力までインフレートさせた。従来型タイヤ、即ち、幅と高さの比が実質的に１に等しいビードワイヤを有する従来型タイヤの取り付けと比較して、このタイヤは、取り付けやすいように思われた。同様に、運搬される積載物及び伝達されるトルクの面において地下鉱床内での使用をシミュレートした車両に取り付けて走行した後、本発明のタイヤは、取り外しやすいように思われた。

さらに、特にリムとビード領域の接触により提供される気密度は、満足の行くものであり、従来型タイヤの気密度と完全に同等であった。

図示のタイヤを用いて比較試験を行なった。幅と高さの比が実質的に１に等しく、ビードのベース幅が当然のことながら小さいようなビード束型のビードを有する同一の基準タイヤを用いて比較を行なった。

本発明のタイヤのビードのベースの幅は、９３ｍｍに等しく、基準タイヤのビードのベースの幅は、６２ｍｍに等しかった。ビードのベースのテーパと回転軸線に平行な方向とのなす角度αは、３５ｍｍのオーダーのベースの長さにわたり、７°に等しかった。試験結果の示すところによれば、特に、かかるテーパは、タイヤをリムに取り付けやすくすると共に上述したように運転中に観察されたリム上での滑りはゼロであった。

同一の車両に取り付けられたタイヤを試験し、この車両は、タイヤに対して非常に過酷であり且つ同一の運転手によって行なわれた走行をシミュレートした同一経路に沿って走行を行った。地下鉱床中をあちらこちら運転された車両の使用を再現した走行は、特に、短い距離にわたり前進歯車及び後退歯車による走行を行う段階、ゼロ速度から始まって伝達されるべきかなり大きなトルクを必要とする前進後退歯車による発進を行う段階及びコーナリングを含むかなり長い距離にわたる運転を行う段階から成っていた。

試験結果により確認したところによれば、２００時間の走行後、本発明のタイヤは、ビード領域に劣化を示さず、これに対し、基準タイヤは、タイヤの交換が必要と言って良いほどのビード領域の損傷を示した。

Claims (4)

1. 補強要素の少なくとも１つの層から成る半径方向カーカス補強材を有する大型車両用のタイヤであって、前記タイヤは、それ自体半径方向にトレッドを載せたクラウン補強材を有し、前記トレッドは、２つのサイドウォールにより２つのビードに連結され、前記ビードの各々は、前記半径方向カーカス補強材を前記ビード中に繋留する前記ビードワイヤを有し、前記補強要素の少なくとも１つの層は、前記ビードワイヤの周りに巻かれている、タイヤにおいて、前記カーカス補強材の少なくとも１つの層の半径方向最も内側の箇所の半径方向内側で且つ前記ビードワイヤの幾何学的中心の軸方向外側において半径方向平面で見て、前記ビードの外面上の箇所のところの曲率半径は、前記カーカス補強材の少なくとも１つの層上への前記ビードの前記外面の前記箇所の正投影箇所のところの曲率半径よりも大きく、
   前記ビードワイヤは、六角形のビード束であり、
   前記ビードワイヤの軸方向幅と半径方向高さの比は、１．５を超え、
   前記ビードのベースの少なくとも３０ｍｍにわたり、前記ベースと前記タイヤの回転軸線の方向に平行な方向とのなす角度は、６°〜７．５°である、タイヤ。
2. 前記ビードワイヤの半径方向最も内側の箇所の半径方向内側で且つ前記ビードワイヤの幾何学的中心の軸方向外側において半径方向平面で見て、前記カーカス補強材の少なくとも１つの層上の箇所のところの曲率半径は、前記ビードの外面上への前記カーカス補強材の少なくとも１つの層の前記箇所の正投影箇所のところの曲率半径よりも小さい、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記ビードワイヤの半径方向最も内側の箇所の半径方向内側の前記ビードワイヤと前記ビードの前記外面との間で測定されたゴム塊状体の半径方向厚さは、１０ｍｍを超える、請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記タイヤの幅は、２５インチ（６３．５ｃｍ）以上である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。

Images