(57)【要約】  本発明は、土木工学向き重量物運搬車両用のタイヤのクラウンに関する。本発明の目的は、クラウンを応力に対して鈍感にすることにある。この目的のため、タイヤ（１）は、ｍ／ｍ2で表された表面サイピング度ＴＬを備えたトレッド（２）を有し、この表面サイピング度ＴＬは、切れ目（２１）の累積長さＬDとトレッドの半径方向外面（２３）の面積Ａの比に等しく、タイヤ（１）は、弾性の金属製レインフォーサから成りかつｄａＮ／ｍで表された最大引張り強度Ｒmaxを備えた少なくとも２つの保護層（４１，４２）を含む保護補強材（４）を更に有し、トレッド（２）の表面サイピング度ＴＬは、数なくとも３ｍ／ｍ2に等しく、保護層（４１，４２）の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxとトレッド（２）の表面サイピング度ＴＬの比に等しい結合比Ｃは、少なくとも３００００ｄａＮに等しい。
2018537349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設プラント型の重車両用のタイヤ（１）であって、前記タイヤ（１）は、トレッド（２）と、前記トレッド（２）の半径方向内側に位置するクラウン補強材（３）とを有し、
‐前記トレッド（２）は、少なくとも６０ｍｍに等しい半径方向厚さＨTを有し、前記トレッドは、幅ＷDおよび半径方向深さＨDを備えた切れ目（２１）と、前記切れ目（２１）によって互いに隔てられた凸状要素（２２）とを有し、
‐前記幅ＷDが前記半径方向深さＨDの多くとも２０％に等しくかつ前記半径方向深さＨDが前記半径方向厚さＨTの少なくとも５０％に等しい前記切れ目（２１）は、有効切れ目と呼ばれていて、前記トレッド（２）の半径方向外面（２３）上で測定して累積長さＬDを有し、
‐前記トレッド（２）は、ｍ／ｍ2で表された表面サイピング度ＴＬを有し、該表面サイピング度ＴＬは、前記有効切れ目（２１）の前記累積長さＬDと２ΠＲE・ＷTに等しい前記トレッドの前記半径方向外面（２３）の面積Ａの比に等しく、ここでＲEは、前記タイヤの外側半径であり、
‐前記クラウン補強材（３）は、保護補強材（４）、ワーキング補強材（５）およびフープ補強材（６）を含み、
‐前記保護補強材（４）は、半径方向最も外側に位置し、前記保護補強材（４）は、弾性の金属製レインフォーサで形成されていて周方向（ＸＸ′）と１５°〜４５°の角度をなす少なくとも２つの保護層（４１，４２）を有し、各保護層（４１，４２）は、ｄａＮ／ｍで表された層幅単位当たりの破断強度Ｒを有し、Ｒmaxは、前記保護層（４１，４２）の破断強度Ｒの最大値であり、
‐前記ワーキング補強材（５）は、非弾性の金属製レインフォーサで形成されていて１つのワーキング層と次のワーキング層との間でクロス掛け関係をなしかつ前記タイヤの周方向（ＸＸ′）と１５°〜４５°の角度をなす少なくとも２つのワーキング層（５１，５２）を有し、
‐前記フープ補強材（６）は、金属製レインフォーサで形成されていて周方向（ＸＸ′）と多くとも１５°に等しい角度をなす少なくとも１つのたが掛け層（６１，６２）を有する、タイヤ（１）において、
前記トレッド（２）の前記表面サイピング度ＴＬは、少なくとも３ｍ／ｍ2に等しく、前記保護層（４１，４２）の前記破断強度Ｒの最大値Ｒmaxと前記トレッド（２）の前記表面サイピング度ＴＬの比に等しい結合比Ｃは、少なくとも３００００ｄａＮに等しい、建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項２】
前記結合比Ｃは、少なくとも４００００ｄａＮに等しい、請求項１記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項３】
前記結合比Ｃは、多くとも１２００００ｄａＮに等しい、請求項１または２記載の建設プラント型の重車両用タイヤ（１）。
【請求項４】
前記トレッド（２）の前記表面サイピング度ＴＬは、少なくとも３．５ｍ／ｍ2に等しい、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項５】
前記トレッド（２）の前記表面サイピング度ＴＬは、多くとも９ｍ／ｍ2に等しい、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項６】
前記保護層（４１，４２）の前記破断強度Ｒの前記最大値Ｒmaxは、少なくとも１５００００ｄａＮ／ｍに等しく、好ましくは少なくとも１６００００ｄａＮ／ｍに等しい、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項７】
前記半径方向最も外側の保護層（４１，４２）の前記破断強度Ｒは、前記保護層（４１，４２）の前記破断強度Ｒの前記最大値Ｒmaxに等しい、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項８】
各保護層（４１，４２）の前記破断強度Ｒは、前記保護層（４１，４２）の前記破断強度Ｒの前記最大値Ｒmaxに等しい、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項９】
前記保護層の前記破断強度Ｒの最小値Ｒminは、比Ｒmin／ＴＬが少なくとも３００００ｄａＮに等しいようなものである、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１０】
前記保護層（４１，４２）の前記弾性金属製レインフォーサは、Ｎ本のストランドの単一の層で構成されたマルチストランドロープであり、Ｎは、３〜５であり、各ストランドは、金属原糸で構成されている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１１】
構造（Ｍ＋Ｐ）の各ストランドは、Ｍ本の金属原糸の内側層および前記内側層に巻き付けられたＰ本の金属原糸の外側層から成る、請求項１０記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１２】
前記保護層（４１，４２）の前記弾性金属製レインフォーサは、４本のストランドの単一層で構成された構造４×（３＋８）×０．３５のマルチストランドロープであり、各ストランドは、３本の金属原糸の内側層および前記内側層に巻き付けられた８本の金属原糸の外側層から成り、各ストランドは、直径が０．３５ｍｍに等しい金属原糸で構成されている、請求項１１記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１３】
前記保護層（４１，４２）の前記弾性金属製レインフォーサは、４本のストランドの単一層で構成された構造４×（４＋９）×０．２６のマルチストランドロープであり、各ストランドは、４本の金属原糸の内側層および前記内側層に巻き付けられた９本の金属原糸の外側層から成り、各ストランドは、直径が０．２６ｍｍに等しい金属原糸で構成されている、請求項１１記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１４】
構造（Ｍ＋Ｎ＋Ｐ）の各ストランドは、Ｍ本の金属原糸の内側層に巻き付けられたＮ本の金属原糸の中間層を含み、Ｐ本の金属原糸の外側層は、Ｎ本の金属原糸の前記中間層に巻き付けられている、請求項１０記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１５】
Ｐ本の金属原糸の前記外側層は、不飽和状態である、請求項１１または１４記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１６】
各ストランドの構成原糸の直径は、少なくとも０．２２ｍｍに等しく、好ましくは少なくとも０．２６ｍｍに等しい、請求項１０〜１５のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１７】
前記保護層（４１，４２）の前記弾性金属製レインフォーサは、通気度試験において、３０ｃｍ3／ｍｉｎ未満の平均空気流量を有する、請求項１０〜１６のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１８】
前記保護層（４１，４２）の前記弾性金属製レインフォーサは、３．５ｍｍ〜５ｍｍの平均間隔で分布して設けられている、請求項１０〜１７のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【請求項１９】
１組の切れ目（２１）が全容積ＶDを有し、１組の前記凸状要素（２２）が全体積ＶRを有し、前記トレッド（２）は、前記切れ目（２１）の全容積ＶDと、前記切れ目（２１）の全容積ＶDと、前記凸状要素（２２）の前記全体積の合計の比に等しい％で表されたボリュメトリックボイド比ＴＥＶを有し、前記トレッド（２）の前記ボリュメトリックボイド比ＴＥＶは、少なくとも１２％に等しく、好ましくは少なくとも１４％に等しい、請求項１〜１８のうちいずれか一に記載の建設プラント型重車両用タイヤ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設プラント型の重車両用のタイヤ、特にかかるタイヤのクラウンに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設プラント型の重車両用のラジアルタイヤがリムに取り付けられるようになっており、その呼び直径は、欧州タイヤ・リム技術協会（ＥＴＲＴＯ）規格の意味において少なくとも２５インチ（６３．５ｃｍ）である。本発明は、この種の用途には限定されないが、例えば採石場または露天掘り鉱山から掘り出される物体を運搬する車両であるダンプ車（ダンパとも呼ばれる）に取り付けられるようになったラジアルタイヤに関して本発明を説明する。大型サイズのラジアルタイヤは、リムに取り付けられるようになったタイヤであると理解され、その公称直径は、少なくとも４９インチ（１２４．５ｃｍ）に等しく、５７インチ（１４４．８ｃｍ）またはそれどころか６３インチ（１６０．０ｃｍ）という大きさである場合がある。
【０００３】
タイヤは、回転軸線に関して回転対称を呈する幾何学的形状を有するので、タイヤの幾何学的形状は、一般に、タイヤの回転軸線を含む子午面内に描かれる。所与の子午面の場合、半径方向、軸方向、円周方向は、それぞれ、タイヤの回転軸線に垂直な方向、タイヤの回転軸線に平行な方向、子午面に垂直な方向を示している。
【０００４】
以下において、「〜の半径方向内側に」および「〜の半径方向外側に」という表現は、それぞれ、「タイヤの回転軸線の近くに」および「回転軸線から見て遠くに」であることを意味している。「〜の軸方向内側に」および「〜の軸方向外側に」という表現は、それぞれ、「タイヤの赤道面の近くに」および「タイヤの赤道面から見て遠くに」であることを意味しており、タイヤの赤道面は、タイヤのトレッド表面の中間を通り且つタイヤの回転軸線に垂直な平面である。
【０００５】
ラジアルタイヤは、外側から内側に向かって半径方向に、トレッド、クラウン補強材およびカーカス補強材を有する。トレッドおよびクラウン補強材で構成された組立体は、タイヤのクラウンである。
【０００６】
トレッドは、トレッド表面を介して路面に接触して摩耗するようになったタイヤのクラウンの部分である。トレッドは、少なくとも１種類のエラストマー材料および特に満足の行くグリップ性能を保証するために凸状パターンを互いに隔てる切れ目の多少なりとも複雑な系（トレッドパターンと呼ばれている）を有する。
【０００７】
トレッドに入れられた切れ目は、タイヤの周方向に対して任意形式の配向状態を有する場合がある。周方向と多くとも４５°の角度をなす長手方向または周方向切れ目と周方向と少なくとも４５°の角度をなす軸方向または横方向切れ目とは区別されるのが通例である。切れ目のうちで水を通すサイプが区別される。水は、互いに間隔を置いて位置した材料の向かい合った壁によって画定される空間を構成する切れ目であり、その結果、これら向かい合った壁は、タイヤが推奨公称荷重および圧力条件下で走行しているとき、トレッドが路面に接触する接触パッチでは互いに接触することはあり得ない。サイプは、走行中、互いに接触する材料の壁によって画定された空間を構成する切れ目である。
【０００８】
トレッドは、一般に幾何学的形状に関し、軸方向壁幅ＷTおよび半径方向厚さＨTで特徴付けられる。軸方向幅ＷTは、滑らかな路面との新品タイヤのトレッドの接触表面の軸方向幅であると定められ、タイヤは、例えばＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術協会）規格によって推奨される圧力および荷重条件を受ける。半径方向厚さＨTは、従来どおり、切れ目内で測定された最大半径方向深さとして定められる。建設プラント型の重車両用タイヤの場合、一例を挙げると、軸方向幅ＷTは、少なくとも６００ｍｍに等しく、半径方向厚さＨTは、少なくとも６０ｍｍに等しい。
【０００９】
トレッドはまた、ボリュメトリックボイド比（volumetric void ratio）ＴＥＶによって特徴付けられる場合が多く、このボリュメトリックボイド比ＴＥＶは、非拘束状態のタイヤ、すなわちタイヤが取り付けられておらずしかもインフレートされていないタイヤについて測定された切れ目の全容積ＶDと、切れ目の全容積ＶDとこれら切れ目によって画定された凸状要素の全体積ＶRの合計との比に等しい。合計ＶD＋ＶRは、トレッド表面とこのトレッド表面からトレッドの半径方向厚さＨTに等しい半径方向距離だけ半径方向内方に平行移動された平面との間に半径方向に含まれるボリュームに相当している。％で表されたこのボリュメトリックボイド比ＴＥＶは、特に、それぞれ横方向および長手方向のエッジコーナー部および水または泥を蓄えまたは除去することができる切れ目の存在によって、利用可能な摩耗可能ゴムの体積の面における摩耗性能ならびに長手方向および横方向グリップ性能を定める。
【００１０】
本発明では、切れ目の幅ＷDがこれら切れ目の半径方向深さＨDの少なくとも２０％に等しく、半径方向深さＨDが半径方向厚さＨTの少なくとも５０％に等しいような切れ目は、有効切れ目と呼ばれている。これらは、幅の広いサイプ、すなわち、走行中、路面に接触するようになった材料の壁によって画定された空間を画定するサイプであり、この空間は、空気がこれら有効切れ目内を流れることができるほど広い。
【００１１】
トレッドの半径方向外面上で測定された累積長さＬDを有するこれら有効切れ目により、ｍ／ｍ2で表された表面サイピング度ＴＬを定めることができ、この表面サイピング度ＴＬは、有効切れ目の累積長さＬDと２ΠＲE・ＷTに等しいトレッドの半径方向外面（２３）の面積Ａの比に等しく、ここでＲEは、タイヤの外側半径である。
【００１２】
建設プラント型の重車両用ラジアルタイヤのクラウン補強材は、トレッドの半径方向内側に、トレッドの半径方向内側にかつカーカス補強材の半径方向外側に位置する周方向に設けられているクラウン層を重ね合わされたものから成る。各クラウン層は、相互に平行でありかつエラストマーコンパウンドと通称されている混合によって得られたエラストマー材料で被覆された全体として金属製のレインフォーサで構成される。
【００１３】
クラウン層のうちで、保護補強材を構成するとともに半径方向最も外側に位置する保護層と、ワーキング補強材を構成するとともに保護補強材の半径方向内側に位置するワーキング層と、ワーキング補強材とカーカス補強材との間に半径方向に含まれる場合が最も多いが２つのワーキング相互間に半径方向に含まれまたは保護補強材とワーキング補強材との間に半径方向に含まれる場合のあるたが掛け層とは区別されるのが通例である。
【００１４】
少なくとも２つの保護層で構成された保護補強材は、本質的に、ワーキング層を、トレッドを通ってタイヤの内側に向かって半径方向に広がる恐れのある機械的または物理化学的攻撃から保護する。保護補強材は、２つの保護層を有する場合が多く、これら２つの保護層は、半径方向に互いに重ね合わされるとともに弾性金属製レインフォーサで形成され、各層内で相互に平行でありかつ１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなし、周方向と一般に１５°〜４５°、好ましくは２０°〜４０°の絶対値を有する角度をなしている。
【００１５】
少なくとも２つのワーキング層で構成されたワーキング補強材は、タイヤをベルト締めするとともにスチフネスおよび路面保持作用をタイヤに与える機能を有する。ワーキング補強材は、タイヤインフレーション圧力によって生じてカーカス補強材によって伝達される機械的インフレーション応力と、走行によって生じる機械的応力の両方を吸収し、かかる機械的応力は、タイヤが路面上を走行しているときに生じてトレッドによって伝達される。ワーキング補強材はまた、その固有の設計および保護補強材の固有の設計によって、酸化、衝撃および穴あけに耐えるようになっている。ワーキング補強材は、通常、２つのワーキング層を有し、これら２つのワーキング層は、半径方向に互いに重ね合わされるとともに非弾性金属製レインフォーサで形成され、各層内で相互に平行でありかつ１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなし、周方向と一般に１５°〜４５°、好ましくは１５°〜４０°の絶対値を有する角度をなしている。
【００１６】
少なくとも１つのたが掛け層で構成されたフープ補強材は、インフレーション時にクラウンの半径方向変形を制限するとともにクラウンの補剛の一因となる。フープ補強材は、２つのたが掛け層を有する場合が多く、これら２つのたが掛け層は、半径方向に互いに重ね合わされるとともに弾性または非弾性金属製レインフォーサで形成され、各層内で相互に平行でありかつ１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなし、周方向と多くとも１５°、好ましくは多くとも８°の角度をなしている。
【００１７】
金属製レインフォーサは、金属製レインフォーサの相対伸び率（％で表される）の関数として金属製レインフォーサに加えられた引張り力（Ｎで表される）を表す曲線によって機械的に特徴付けられ、この曲線は、荷重（力）‐伸び（伸び率）曲線と呼ばれる。引張り機械的特性、例えば構造伸び率Ａｓ（％で表される）、破断時における全伸び率Ａｔ（％で表される）、破断時における力Ｆｍ（Ｎで表される最大荷重）および破断強さＲｍ（ＭＰａで表される）は、この荷重‐伸び曲線から導き出され、これら特性は、１９８４年の規格ＩＳＯ６８９２に準拠して測定される。
【００１８】
金属製レインフォーサの破断時全伸び率Ａｔは、定義上、構造伸び率、弾性伸び率および塑性伸び率の合計（Ａｔ＝Ａｓ＋Ａｅ＋Ａｐ）である。構造伸び率Ａｓは、軽い引張り荷重を受ける金属製レインフォーサを構成する金属製原糸の相対的位置決めの結果である。弾性伸び率Ａｅは、個別的であるとみなされる金属製レインフォーサを構成する金属製原糸の金属の実際の弾性の結果（フックの法則）である。塑性伸び率Ａｐは、個別的であるとみなされるこれら金属製原糸の金属の塑性（弾性限度を超えた非可逆的変形）の結果である。当業者には周知であるこれら種々の伸び率およびこれらのそれぞれの意義は、例えば米国特許第５８４３５８３号明細書、国際公開第２００５／０１４９２５号パンフレットおよび同第２００７／０９０６０３号パンフレットに記載されている。
【００１９】
引張りモジュラス（ＧＰａで表される）もまた、荷重‐伸び曲線上のあらゆる箇所で定められ、かかる引張りモジュラスは、その箇所における荷重‐伸び曲線に接する直線の勾配を表している。具体的に言えば、引張り弾性モジュラスまたはヤング率は、荷重‐伸び曲線の弾性直線部分の引張りモジュラスに与えられた名称である。
【００２０】
金属製レインフォーサについて、例えば保護層中に最も多くの場合に用いられる弾性金属製レインフォーサと例えばワーキング層中で一般的に用いられる非弾性金属製レインフォーサとは区別されるのが通例である。
【００２１】
弾性金属製レインフォーサは、構造伸び率Ａｓが少なくとも１％に等しく、破断時における全伸び率Ａｔが少なくとも４％に等しいことを特徴としている。さらに、弾性金属製レインフォーサは、多くとも１５０ＧＰａに等しく、一般に、４０ＧＰａ〜１５０ＧＰａ、好ましくは７０ＧＰａ〜１１０ＧＰａの引張り弾性モジュラスを有する。その破断時力Ｆｍは、少なくとも５００ｄａＮに等しい。
【００２２】
弾性金属製レインフォーサは、マルチストランドロープである場合が多く、すなわち、数本のストランドの集成体で作られ、かかるストランドの構造は、例えば、多くの場合、形式Ｋ×（Ｌ＋Ｍ）のものであり、この場合、ストランドは、２層ストランドである。Ｋは、２層ストランドの本数であり、Ｌは、ストランドの内側層を構成する金属製原糸の本数であり、Ｍは、ストランドの外側層を構成する金属製原糸の本数である。２層ストランドは、通常、ストランドの外側層を構成するＭ本のストランドをストランドの内側層を構成するＬ本のワイヤ回りに螺旋巻きすることによって得られる。
【００２３】
弾性マルチストランドロープに関し、構造伸び率Ａｓは、マルチストランドロープおよび／またはその要素ストランドの実際の構成および通気度およびこれらの固有の弾性ならびに場合によってはこれら成分としてのストランドおよび／または原糸のうちの１本または２本以上に施される予備成形の結果である。ロープの通気度は、第１に、軸方向（ストランドの軸方向に垂直な方向）に対する原糸の分離の結果であり、第２に、軸方向（ロープの軸方向に垂直な方向）に対するストランドの分離の結果である。
【００２４】
非弾性の金属製レインフォーサは、破断時力Ｆｍの１０％に等しい引っ張り力を受けると、多くとも０．２％に等しい全伸び率を示すことによって特徴付けられる。さらに、非弾性金属製レインフォーサは、通常１５０ＧＰａ〜２００ＧＰａの弾性引っ張りモジュラスを有する。
【００２５】
建設プラント型の重車両用タイヤの使用に関し、このタイヤは、大きな荷重を支持するとともに種々のサイズの石で覆われた軌道上を走行するようになっている。
【００２６】
大きな荷重下にある走行は、特にタイヤのクラウン中に高い温度を生じさせ、かかる高い温度は、クラウンのコンポーネントの劣化を引き起こすとともにその耐久性を制限し、その結果、タイヤの有効寿命を制限する可能性が多分にある。高温は、特に、ワーキング層が熱の作用を受けて分離する場合のあるワーキング補強材中で生じ、これは、熱的層剥離（thermal cleavage）と呼ばれている。熱的層剥離に抵抗するためにタイヤのクラウン中の熱レベルを減少させることは、タイヤ設計者の普段の最大の関心事である。
【００２７】
さらに、トレッドに凹ませる石で覆われている軌道上を走行すると、これら凹みを生じさせる物体によってタイヤのクラウンに対する攻撃が生じる。具体的に言えば、凹みをもたらす物体は、トレッドを攻撃するだけでなく、トレッドの切れ目内に取り込まれるようになる場合がある。通常、ストーンリテンション（石保持）と呼ばれているトレッドの切れ目内における石の取り込みは、切れ目の底部のところに亀裂を開始させる可能性が多分にあり、このかかる亀裂は、タイヤのクラウンの内側に向かって半径方向に伝搬してクラウン補強材、特に保護補強材に至り、この補強材は、経時的に劣化して破断し、これは、タイヤの有効寿命を短くすることになる。この現象は、トレッドの切れ目の数が多ければ多いほどかつ／あるいは切れ目の容積が大きければ大きいほど、とりわけ顕著であり、すなわち、トレッドのボリュメトリックボイド比は高く、典型的には少なくとも１２％に等しい。したがって、クラウンに対する攻撃のこの問題は、同様に、タイヤ設計者の最大の関心事である。
【００２８】
タイヤのクラウンの熱レベルを減少させるため、知られている１つの解決策は、トレッド中に十分なレベルまで切れ目を入れることであり、すなわち、高いボリュメトリックボイド比をもたらすことであり、その目的は、クラウン中に生じる温度を許容可能レベルまで低下させることにある。ボリュメトリックボイド比が高ければ高いほど、クラウンの熱レベルの減少の度合いがそれだけ一層大きくなるが、軌道上に存在する凹みをもたらす物体によって攻撃されるクラウンの恐れがそれだけ一層高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】米国特許第５８４３５８３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０１４９２５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００７／０９０６０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明者は、特に高いボリュメトリックボイド比を有するタイヤの場合、建設プラント型重車両用ラジアルタイヤのクラウンを、凹みをもたらす物体による攻撃に対して鈍感にするという目的の達成に取り組んだ。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
この目的は、本発明によれば、建設プラント型の重車両用のタイヤであって、タイヤは、トレッドと、トレッドの半径方向内側に位置するクラウン補強材とを有し、
‐トレッドは、少なくとも６０ｍｍに等しい半径方向高さＨTを有し、トレッドは、幅ＷDおよび半径方向深さＨDを備えた切れ目と、切れ目によって互いに隔てられた凸状要素とを有し、
‐幅ＷDが半径方向深さＨDの多くとも２０％に等しくかつ半径方向深さＨDが半径方向高さＨTの少なくとも５０％に等しい切れ目は、有効切れ目と呼ばれていて、トレッドの半径方向外面上で測定して累積長さＬDを有し、
‐トレッドは、ｍ／ｍ2で表された表面サイピング度ＴＬを有し、この表面サイピング度ＴＬは、有効切れ目の累積長さＬDと２ΠＲE・ＷTに等しいトレッドの半径方向外面の面積Ａの比に等しく、ここでＲEは、タイヤの外側半径であり、
‐クラウン補強材は、保護補強材、ワーキング補強材およびフープ補強材を含み、
‐保護補強材は、半径方向最も外側に位置し、保護補強材は、弾性の金属製レインフォーサで形成されていて周方向と１５°〜４５°の角度をなす少なくとも２つの保護層を有し、各保護層は、ｄａＮ／ｍで表された層幅単位当たりの破断強度Ｒを有し、Ｒmaxは、保護層の破断強度Ｒの最大値であり、
‐ワーキング補強材は、非弾性の金属製レインフォーサで形成されていて１つのワーキング層と次のワーキング層との間でクロス掛け関係をなしかつタイヤの周方向と１５°〜４５°の角度をなす少なくとも２つのワーキング層を有し、
‐フープ補強材は、金属製レインフォーサで形成されていて周方向と多くとも１５°に等しい角度をなす少なくとも１つのたが掛け層を有し、
‐トレッドの表面サイピング度ＴＬは、数なくとも３ｍ／ｍ2に等しく、
‐保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxとトレッドの表面サイピング度ＴＬの比に等しい結合比Ｃは、少なくとも３００００ｄａＮに等しいことを特徴とする建設プラント型重車両用タイヤによって達成された。
【００３２】
トレッドの最小表面サイピング度ＴＬ、すなわち単位表面積当たりの有効切れ目の最小累積長さＬDは、有効切れ目の最小換気、およびかくしてトレッドの冷却、したがってその結果として熱的剥離の優先的開始領域である特にワーキング層の軸方向端部のところのクラウンの内部温度の減少を保証する。
【００３３】
保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxとトレッドの表面サイピング度ＴＬの比に等しい最小結合比Ｃは、所与の表面サイピング度ＴＬの場合、保護補強材の機械的強度にとって必要である。
【００３４】
これら２つの本質的な特徴の組み合わせにより、クラウンの熱レベルと、トレッドからタイヤのクラウンの内側に向かう半径方向の亀裂発生を開始させる可能性が多分にあるクラウンへの攻撃に対する耐性との満足の行く妥協点を見出すことができる。
【００３５】
好ましくは、結合比Ｃは、少なくとも４００００ｄａＮに等しい。高い結合比Ｃは、クラウンに対する攻撃に対する耐性を補強し、かくしてクラウンの冷却レベルが同一である場合に、よりラフな路面上での使用が可能である。
【００３６】
より好ましくは、結合比Ｃは、多くとも１２００００ｄａＮに等しい。この結合比を超えると、保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxは、保護補強材のところに、クラウンの熱レベルを悪化させる可能性が多分にある極めて厚い保護層を含む大径の金属製レインフォーサで得ることができる補強レベルを必要する。
【００３７】
有利には、トレッドの表面サイピング度ＴＬは、少なくとも３．５ｍ／ｍ2に等しい。トレッドの有効切れ目の換気は、高い表面サイピング度ＴＬによって向上する。
【００３８】
より有利には、トレッドの表面サイピング度ＴＬは、多くとも９ｍ／ｍ2に等しい。この表面サイピング度ＴＬを超えると、単位表面積当たりの有効切れ目の累積長さＬDおよびその結果としての単位表面積当たりの有効切れ目の本数は、トレッドを許容できない程度までの攻撃に敏感にさせる恐れがある。一方において、切れ目の底部のところの亀裂の開始領域の数は、多くなる。他方において、切れ目の本数が多いために、凸状要素の寸法が小さくなり、かくして凸状要素のスチフネスが減少し、それにより凸状要素が裂ける恐れが増大する。
【００３９】
保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxは、有利には、少なくとも１５００００ｄａＮ／ｍに等しく、好ましくは少なくとも１６００００ｄａＮ／ｍに等しい。これにより、問題の保護層の切断に対する満足の行く耐性を保証することができる。
【００４０】
保護補強材の第１の有利な実施形態によれば、半径方向最も外側の保護層の破断強度Ｒは、保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxに等しい。半径方向最も外側の保護層は、凹みをもたらす物体の侵入に対する第１のバリヤである。これにより、保護補強材の耐切断性を最適化することができる。
【００４１】
保護補強材の第２の好ましい実施形態によれば、各保護層の破断強度Ｒは、保護層の破断強度Ｒの前記最大値Ｒmaxに等しい。これにより、保護補強材の耐切断性を最大にすることができる。
【００４２】
保護補強材の第３の有利な実施形態によれば、保護層の破断強度Ｒの最小値Ｒminは、比Ｒmin／ＴＬが少なくとも３００００ｄａＮに等しいようなものである。換言すると、保護層が全て、比Ｒmin／ＴＬが少なくとも３００００ｄａＮに等しいような破断強度Ｒを有する。これにより、クラウンの熱レベルと保護補強材の耐切断性との満足の行く妥協点を見出すことができる。
【００４３】
保護層の金属製レインフォーサの好ましい一実施形態によれば、保護層の弾性金属製レインフォーサは、Ｎ本のストランドの単一の層で構成されたマルチストランドロープであり、Ｎは、３〜５であり、各ストランドは、金属原糸で構成されている。この種の金属製レインフォーサは、エラストマー被覆コンパウンドによる浸透性が良好であることを特徴としており、それにより良好な耐腐食性およびかくして保護層の耐久性の向上を保証する。
【００４４】
保護層の金属製レインフォーサの好ましい実施形態の第１の変形例によれば、構造（Ｍ＋Ｐ）の各ストランドは、Ｍ本の金属原糸の内側層および内側層に巻き付けられたＰ本の金属原糸の外側層から成る。各ストランドは、かくして、金属原糸の２つの同心層で構成される。
【００４５】
保護層の金属製レインフォーサの好ましい実施形態の第１の変形例の特定の一実施例によれば、保護層の弾性金属製レインフォーサは、４本のストランドの単一層で構成された構造４×（３＋８）×０．３５のマルチストランドロープであり、各ストランドは、３本の金属原糸の内側層および内側層に巻き付けられた８本の金属原糸の外側層から成り、各ストランドは、直径が０．３５ｍｍに等しい金属原糸で構成されている。
【００４６】
保護層の金属製レインフォーサの好ましい実施形態の第１の変形例の別の特定の実施例によれば、保護層の弾性金属製レインフォーサは、４本のストランドの単一層で構成された構造４×（４＋９）×０．２６のマルチストランドロープであり、各ストランドは、４本の金属原糸の内側層および内側層に巻き付けられた９本の金属原糸の外側層から成り、各ストランドは、直径が０．２６ｍｍに等しい金属原糸で構成されている。
【００４７】
保護層の金属製レインフォーサの好ましい実施形態の第２の変形例によれば、構造（Ｍ＋Ｎ＋Ｐ）の各ストランドは、Ｍ本の金属原糸の内側層に巻き付けられたＮ本の金属原糸の中間層を含み、Ｐ本の金属原糸の外側層は、Ｎ本の金属原糸の中間層に巻き付けられている。各ストランドは、かくして、金属原糸の３つの同心層で構成される。
【００４８】
好ましくは、Ｐ本の金属原糸の外側層は、不飽和状態である。定義上、原糸の不飽和層は、この層のＰ本の原糸と同一の直径を有する少なくとも１本の（Ｐ＋１）番目の原糸をこれに追加するのに十分な余地またはスペースがこの層に存在するようなものであり、かくして、複数の原糸が互いに接触関係をなすことが可能である。
【００４９】
また、好ましくは、各ストランドの構成原糸の直径は、少なくとも０．２２ｍｍに等しく、好ましくは少なくとも０．２６ｍｍに等しい。
【００５０】
保護層の弾性金属製レインフォーサは、通気度試験において、３０ｃｍ3／ｍｉｎ未満の平均空気流量を有する。この基準は、エラストマー被覆コンパウンドによる金属コード型の金属製レインフォーサの浸透を特徴付ける。この平均空気流量が低ければ低いほど、金属コードへの侵入度がそれだけ一層高くなり、それによりレインフォーサ内における腐食要因である空気、およびかくして酸素の循環量が少ないと仮定すると、金属コードの耐久性が向上する。
【００５１】
通気度試験に関し、この試験により、所与の時間で一定の圧力下で試験体を通過した空気の量（体積）を測定することによって試験したコードの空気に対する長手方向透過性を求めることができる。当業者には周知であるかかる試験の原理は、コードが空気に対して不透過性であるようにするコードの処理の有効性を実証することにあり、この原理は、例えば、規格ＡＳＴＭＤ２６９２‐９８に記載されている。
【００５２】
この試験をここでは、タイヤから取り出したコードかこれらコードが補強していて、かくして、ゴムが硬化状態にある状態で外側からすでに被覆されたゴムプライまたは製造されたばかりのコードかのいずれかについて実施する。
【００５３】
第２の場合、製造されたばかりのコードは、被覆ゴムと呼ばれるゴムで前もって外部から被覆される必要がある。この目的のため、互いに平行に布設された一連の１０本のコード（コード相互間の距離は、２０ｍｍである）を生の状態のジエンゴムコンパウンドの２つの層または「スキム」（８０×２００ｍｍの２つの長方形）相互間に配置し、各スキムは、３．５ｍｍの厚さを有し、次に、この全てをモールド内に不動化し、コードの各々は、コードがモールド内に配置されているときコードが真っ直ぐなままに位置するようにするためにクランプモジュールを用いて十分な張力（例えば、２ｄａＮ）下に維持され、次に、各コードを１４０℃の温度１５ｂａｒの圧力で４０分かけて加硫する（硬化させる）（８０×２００ｍｍの長方形ピストン）。その後、全体をモールドから取り出し、このようにして被覆されたコードの１０個の試験体を特徴付けのために７×７×２０ｍｍの平行六面体の形状に切り欠く。
【００５４】
被覆ゴムとして用いられるコンパウンドは、天然（ペプチド化）ゴムおよびカーボンブラックＮ３３０（６５ｐｈｒ）を主成分とし、次の通常の添加剤、すなわち、硫黄（７ｐｈｒ）、スルフェンアミド加硫促進剤（１ｐｈｒ）、ＺｎＯ（８ｐｈｒ）、ステアリン酸（０．７ｐｈｒ）、老化防止剤（１．５ｐｈｒ）、ナフテン酸コバルト（１．５ｐｈｒ）（ｐｈｒは、エラストマーの１００部当たりの重量部を意味している）を更に含む従来タイヤに用いられているジエンゴムコンパウンドであり、被覆ゴムの１０％伸び率におけるＥ１０引張りモジュラスは、約１０ＭＰａである。
【００５５】
試験を２ｃｍ長さのコードについて実施し、このコードは、かくして、硬化状態では以下のようにその周囲のゴム組成物（または被覆ゴム）で被覆され、空気を１ｂａｒの圧力下でコードの入口に送り、出口のところでの空気の体積を流量計の使用により測定する（流量計は、例えば、０〜５００ｃｍ3／ｍｉｎに較正される）。測定中、コードのサンプルを圧縮気密シール（例えば、高密度フォームまたはゴムで作られたシール）内に不動化させてコードに沿ってその一方の端から他方の端までその長手方向軸線に沿って通った空気の量だけを測定によってコードに入れ、気密シールそれ自体の気密度は、中実ゴム試験体、すなわちコードのないゴム試験体を用いてあらかじめチェックされる。
【００５６】
コードの長手方向不透過性が高ければ高いほど、測定される平均空気流量はそれだけ一層低くなる（１０個の試験体について平均値を取る）。測定を±０．２ｃｍ3／ｍｉｎの精度で実施するので、０．２ｃｍ3／ｍｉｎ以下の測定値は、ゼロとみなされ、これら測定値は、軸線に沿って（すなわち、長手方向において）気密（完全に気密）として説明できるコードに対応している。
【００５７】
保護層の有利な一実施形態によれば、保護層の弾性金属製レインフォーサは、３．５ｍｍ〜５ｍｍの平均間隔で分布して設けられている。
【００５８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、１組の切れ目が全容積ＶDを有しかつ１組の凸状要素が全体積ＶRを有する場合、トレッドは、切れ目の全容積ＶDと、切れ目の全容積ＶDと、凸状要素の全体積の合計の比に等しい％で表されたボリュメトリックボイド比ＴＥＶを有し、トレッドのボリュメトリックボイド比ＴＥＶは、少なくとも１２％に等しく、好ましくは少なくとも１４％に等しい。トレッドの有効な熱的換気を提供するため、切れ目は、数が十分であることが必要であり、この結果、最小表面サイピング度ＴＬが得られ、また、切れ目は、十分な容積を有する必要があり、この結果、最小ボリュメトリックボイド比ＴＥＶが得られる。
【００５９】
本発明の特徴は、図１および図２の助けにより良好に理解されよう。なお、図１および図２は、概略的であって縮尺どおりではない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による建設プラント型の重車両用タイヤのクラウンの子午面における半断面図である。
【図２】本発明による建設プラント型重車両用タイヤのためのトレッドの表面サイピング度ＴＬの関数としての最大破断強度Ｒmaxの範囲を示している。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１は、建設プラント型重車両用タイヤ１のクラウンの平面ＹＺで見た半子午線断面図であり、タイヤ１は、トレッド２およびトレッド２の半径方向内側に位置したクラウン補強材３を有する。半径方向厚さＨTが少なくとも６０ｍｍに等しいトレッド２は、幅ＷDおよび深さＨDの切れ目２１および切れ目２１によって互いに隔てられた凸状要素２２を有する。幅ＷDが半径方向深さＨDの多くとも２０％に等しく、半径方向深さＨDが半径方向厚さＨTの少なくとも５０％に等しい有効切れ目と呼ばれている切れ目２１は、トレッド２の半径方向外面２３上で測定した累積長さＬD（図には示されていない）を有する。トレッド２は、有効切れ目２１の累積長さＬDとトレッドの半径方向外面２３の表面積Ａの比に等しいｍ／ｍ2で表された表面サイピング度ＴＬを有し、この比は、２ΠＲE・ＷTに等しく、ここで、ＲEは、回転軸線ＹＹ′とトレッド２の半径方向外面２３またはトレッド表面との間において赤道面ＸＺにおいて測定されたタイヤの外側半径である。トレッド２の半径方向内側に、クラウン補強材３は、保護補強材４、ワーキング補強材５およびフープ補強材６を含む。保護補強材４は、半径方向最も外側に位置し、保護補強材４は、弾性の金属製レインフォーサで形成された少なくとも２つの保護層（４１，４２）を有し、少なくとも２つの保護層（４１，４２）は、周方向ＸＸ′と１５°〜４５°の角度をなしている。各保護層（４１，４２）は、ｄａＮ／ｍで表された層幅単位当たりの破断強度Ｒを有し、Ｒmaxは、保護層（４１，４２）の破断強度Ｒの最大値である。ワーキング補強材５は、非弾性の金属製レインフォーサで形成されていて１つのワーキング層と次のワーキング層との間でクロス掛け関係をなしかつタイヤの周方向ＸＸ′と１５°〜４５°の角度をなす少なくとも２つのワーキング層（５１，５２）を有する。フープ補強材６は、金属製レインフォーサで形成されていて周方向ＸＸ′と多くとも１５°に等しい角度をなす少なくとも１つのたが掛け層（６１，６２）を有する。本発明によれば、トレッド２の表面サイピング度ＴＬは、数なくとも３ｍ／ｍ2に等しく、保護層（４１，４２）の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxとトレッド２の表面サイピング度ＴＬの比に等しい結合比Ｃは、少なくとも３００００ｄａＮに等しい。
【００６２】
図２は、本発明による建設プラント型重車両用タイヤのためのトレッドの表面サイピング度ＴＬの関数としての最大破断強度Ｒmaxの範囲を示している。本発明によれば、トレッドの表面サイピング度ＴＬは、少なくとも３ｍ／ｍ2に等しく、保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxとトレッド２の表面サイピング度ＴＬの比に等しい結合比Ｃは、少なくとも３００００ｄａＮに等しい。その結果、本発明の範囲は、少なくとも３００００・ＴＬに等しい最大破断強度Ｒmaxによって定められ、この場合、ＴＬは、表面サイピング度であり、ＴＬは、少なくとも３ｍ／ｍ2に等しい。図２のグラフの横座標上には、３ｍ／ｍ2に等しいトレッドの表面サイピング度の最小値が示されている。図２のグラフの縦座標上には、９００００ｄａＮ／ｍに等しい保護層の破断強度Ｒの最大強度Ｒmaxの最小値が示されており、これは、３００００ｄａＮに等しい最小結合比Ｃに一致している。また、グラフには、本発明の第１の例示の実施形態Ｉ１が示されており、この場合、表面サイピング度ＴＬは、４．２ｍ／ｍ2に等しく、保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxは、１６００００ｄａＮ／ｍに等しく、保護層は、構造４×（４＋９）×０．２６の弾性マルチスタンドロープを有し、また、本発明の第２の例示の実施形態Ｉ２が示され、この場合、表面サイピング度ＴＬは、４．２ｍ／ｍ2に等しく、保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxは、２０００００ｄａＮ／ｍに等しく、保護層は、構造４×（３＋８）×０．３５の弾性マルチストランドロープを有する。また、図２には、先行技術の実施例Ｅが示され、この先行技術の実施例Ｅは、表面サイピング度ＴＬが１．６ｍ／ｍ2に等しく、保護層の破断強度Ｒの最大値Ｒmaxが１０２０００ｄａＮ／ｍに等しく、すなわち本発明の範囲から外れていることを特徴としている。
【００６３】
本発明を特にサイズ４０．００Ｒ５７のタイヤの場合に研究した。本発明のタイヤＩ１，Ｉ２の２つの実施例および基準として採用された先行技術のタイヤＥを本発明者によって互いに比較された。
【００６４】
研究した事例では、先行技術のタイヤＥおよび本発明のタイヤＩ１，Ｉ２は、クラウン補強材を有し、クラウン補強材は、外側から内側に半径方向に、弾性金属製レインフォーサを含む２つの保護層で構成された保護補強材、非弾性金属製レインフォーサを含む２つのワーキング層で構成されたワーキング補強材、および非弾性金属製レインフォーサを含む２つのたが掛け層で構成されたフープ補強材を含む。保護補強材に関し、１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなす２つの保護層の弾性金属製レインフォーサは、周方向ＸＸ′と先行技術のタイヤＥに関し、２４°に等しい角度をなし、本発明のタイヤＩ１，Ｉ２については３３°に等しい角度をなす。１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなす２つのワーキング補強層の非弾性金属製レインフォーサは、周方向ＸＸ′と、先行技術のタイヤＥに関し、それぞれ３３°および１９°に等しい角度をなし、本発明のタイヤＩ１，Ｉ２に関し、それぞれ３３°および２４°に等しい角度をなしている。フープ補強材に関し、１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなす２つのたが掛け層の非弾性金属製レインフォーサは、周方向ＸＸ′と、先行技術のタイヤＥおよび本発明のタイヤＩ１，Ｉ２に関し６°〜８°の角度をなしている。
【００６５】
研究した事例では、先行技術のタイヤＥおよび本発明のタイヤＩ１，Ｉ２は、少なくとも３本の周方向切れ目または溝を備えたトレッドを有し、切れ目は、少なくとも８ｍｍに等しい幅ＷDを含む。対応のトレッドは、少なくとも１２％に等しいボリュメトリックボイド比を有する。
【００６６】
４０．００Ｒ５７の研究した事例に関し、基準として採用された先行技術のタイヤＥおよび本発明のタイヤＩ１，Ｉ２用のクラウンの特性が以下の表１に与えられている。
2018537349.tif 000003
表１
【００６７】
先行技術のタイヤおよび本発明のタイヤは、特に、推奨圧力、荷重および速度条件を受けたときにクラウンの熱レベルを評価し、タイヤが凹みをもたらす物体による攻撃を受けたときのクラウンの破断強度を定量化するための測定および試験を受けた。
【００６８】
熱レベルに関する限り、クラウンの温度は、一般にクラウンのホットポイントであるクラウン補強材の軸方向端部の近くで温度センサの助けによって測定される。クラウン補強材の軸方向端部のところの温度で表されたこれら熱的測定値の結果が基準として採用された先行技術のタイヤに対する相対値の状態で以下の表２に示されている。
【００６９】
衝撃を受けたタイヤクラウン補強材の破断強度を特徴付けるため、当業者は、推奨圧力までインフレートされ、推奨荷重を受けたタイヤをポラー（polar ）と呼ばれている直径が１インチ、すなわち２５．４ｍｍとタイヤのサイズに応じてかつ高さが所与の場合、１インチ、すなわち２５．４ｍｍと２．２インチ、すなわち５５．９ｍｍの直径を有する円筒形の凹みをもたらす物体上を走行させる試験の実施に通じている。破断強度は、ポラーの限界高さすなわち結果としてクラウン補強材の完全な破断、すなわち全てのクラウン層の破断をもたらすポラーの最大高さによって特徴付けられる。直径が２インチ（５０．８ｍｍ）に等しい円筒形ポラーの最大高さの観点で、これら攻撃試験の結果が、ベース１００として基準として採用された先行技術のタイヤに対して以下の表２に与えられている。
【００７０】
以下の表２は、先行技術の研究対象のタイヤＥおよび本発明の研究対象のタイヤＩ１，Ｉ２に関し、熱的性能の結果および耐攻撃性に関する性能の結果を与えている。
2018537349.tif 000004
表２
【００７１】
本発明のタイヤＩ１，Ｉ２の熱レベルは、それぞれ、先行技術のタイヤＥの熱レベルと比較して１０°および９°低い。本発明のタイヤＩ１，Ｉ２のクラウンの耐攻撃性に関する性能は、先行技術のタイヤＥの耐攻撃性に関する性能と比較して、それぞれ４０％および８０％向上している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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