JP5165576B2 - 二方向弾性補強要素を有するタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、二方向弾性布で作られた少なくとも１つの円周方向二方向弾性補強要素を有するタイヤに関する。

従来、タイヤは、多くの機械的応力を絶え間なく受け、その直接的結果として、それほど良好には設計されていない製品の中には、過酷な要求を考慮に入れた寿命よりも遙かに短い寿命となるものがある。これは、特に、常時過酷な環境下にあり、しかも押し固め効果の制限と効率の向上の両方のために低い圧力と組み合わせて重負荷がかかっている場合が多い農耕用土壌の多くの予測できない条件を常時受ける農業用のタイヤについて当てはまる。

したがって、本発明の第１の要旨は、カーカス型の少なくとも１つ、好ましくは一方が内側、他方が外側に位置した少なくとも２つの補強構造体を有するタイヤであって、カーカス（バイアスベルト付き又はラジアル）型補強構造体の各々は、ビードからサイドウォールに向かって円周方向に延びてタイヤの各側でビード内に繋留されており、ビードのベースは、リムシートに取り付けられるように構成され、各ビードの半径方向外方の延長部としてサイドウォールが設けられ、サイドウォールは、トレッドに半径方向外方に合体し、タイヤは、二方向弾性布で作られた少なくとも１つの円周方向二方向弾性補強要素を更に有し、用いられる二方向弾性布は、二方向弾性編物、即ち、ループメッシュ布であり、ループメッシュ布のメッシュ形成ループは、編成方向に且つ編成方向に垂直な方向に互いに対して動くことができ、二方向弾性補強要素は、実質的に補強構造体（カーカス又はクラウン補強材型の補強構造体）の一部分に沿って平行に延びるように位置決めされていることを特徴とするタイヤにある。

二方向弾性補強要素を用いることにより、亀裂の伝搬に対する耐性が向上する。かくして、製品の耐久力及び耐久性を向上させることができる。有利には、求められている性質そのものに応じて、補強要素の位置は、カーカス及び（又は）クラウン型補強構造体（クラウン補強材が設けられている場合）に対する多くの潜在的な位置、例えば、内部の位置、若しくは外部の位置又は２つの構造体相互間の位置から選択される。幾つかの二方向弾性補強材も又、これらの位置の種々の組み合わせを取る場合がある。例えばこのようなアーキテクチャは、農業用のタイヤに特に有利である。使用にあたり、大抵の農業用タイヤは、これらのインフレーション圧力を地面の性状、即ち、道路又は農耕用土壌に適合させる必要があり、圧力は、後者の場合、地面の押し固めを制限すると共に収穫物の損傷の恐れを減少させるためにかなり低い。例えば、タイヤの中には、地面に沿って駆動するのに３．２バールの公称圧力を有するものがあり、農耕用地面上を駆動するにはこの圧力を１バールまで減少させる必要がある。用いられるべき圧力は、速度（通常、１０〜９０ｋｍ／ｈ）及び負荷（これは、タイヤ１本当たり約１５トンという重い場合がある）の関数として決定される場合が多い。これらの変更を容易にするために、タイヤの圧力の制御又は変更を容易に行うことができるようにする装置を備えている。常時同じ圧力での道路上の走行及び（又は）農耕用土壌上における駆動を可能にするよう設計された低圧農業用タイヤが、市場に現われた。農業用タイヤは又、締まっていない地面上に用いられる場合に牽引を助ける突起を備えている場合が多い。

有利には、二方向弾性補強要素は、大部分が、Ｈ／２に相当する位置の半径方向外側に位置するサイドウォールの部分内に位置決めされている。

有利な一実施形態によれば、タイヤは、少なくとも１つのクラウン補強構造体を有し、各クラウン補強構造体は、一連のクラウン補強スレッドから成り、クラウン補強スレッドの各々は、横方向に延びるような仕方で位置決めされている。

別の例示の実施形態では、二方向弾性補強要素は、大部分がタイヤのクラウン領域内に位置決めされている。

有利な一実施形態によれば、二方向弾性補強要素は、弧Ｌの１／１０に相当する最小長さを有し、弧Ｌは、実質的に、Ｈ／２に相当する位置とショルダの点Ｎを通り且つショルダの外側部分との交点に垂直な直線との間のカーカス型補強構造体の経路に相当し、ショルダの端点Ｎは、タイヤのショルダ領域内に、タイヤの外面上への一方においてトレッド（突起の頂部）の軸方向外側端部の表面の接線と他方においてサイドウォールの半径方向外側端部との交点の垂直投影によって定められる。

有利には、補強要素の長さは、弧Ｌの長さの７０％以上であり、更により好ましくは、弧Ｌの長さの８０％以上である。

別の有利な実施形態によれば、二方向弾性布は、次の特徴、即ち、
−少なくとも８％の弾性伸び率、
−１デシメートル当たり１５０個のメッシュ、好ましくは１デシメートル当たり２００個のメッシュよりも少なく又はこれに等しいメッシュサイズ
のうちの少なくとも一方、好ましくはこれら全てを有する。

布は、好ましくは、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、綿、ウール、アラミド、シルク及びリネンから選択された少なくとも１種類の材料から成る。

別の有利な実施形態によれば、布は、或る所与の割合分の弾性スレッドを含む。

別の有利な実施形態によれば、布又は編物の厚さは、０．２ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜１．２ｍｍである。

別の有利な実施形態によれば、布又は編物の基本重量は、一般に、７０ｇ／ｍ²〜７００ｇ／ｍ²、好ましくは１４０ｇ／ｍ²〜４１０ｇ／ｍ²である。

別の有利な実施形態によれば、二方向弾性編物は、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーから選択された少なくとも１種類のポリマーで作られている。

更に別の有利な実施形態によれば、クラウン補強構造体は、互いに逆であって且つ実質的に対称の角度を備えて構成されたスレッドの２つ又は３つ以上の配列体を有する。スレッドの角度は、好ましくは、５°〜７０°である。

カーカス型補強構造体のスレッド及びクラウン補強スレッドは、互いにほぼ同じ性質（例えば、全てテキスタイル）のものであるか、変形例として、互いに異なる性状のものであるかのいずれかであり、例えば、カーカス型補強構造体のスレッドは、テキスタイル形式のものであり、クラウン補強スレッドは、金属形式のものである。

有利には、用いられる二方向弾性布は、二方向弾性編物、即ち、ループメッシュ布であり、ループメッシュ布のメッシュ形成ループは、編成方向に且つ編成方向に垂直な方向に互いに対して動くことができ、二方向弾性補強要素は、実質的に補強構造体の一部分に沿って平行に延びるように位置決めされる。二方向弾性（bielastic ）という用語は、問題の材料が、材料を少なくとも２つの実質的に互いに垂直な方向に、好ましくは全ての方向に弾性であるようにする性質を有することを意味している。

したがって、これら布又は編物を作るためにエラストマー繊維を用いることは、必要不可欠であるというわけではない。材料を使用しやすくすると共に弾性戻りを容易にするためにこれらを僅かな割合で提供することが可能である。

しかしながら、単なる機械的切り離しが望ましい場合、エラストマーマトリックスを用いることにより、切り離し性能を向上させることができる。

二方向布という用語は又、可逆的な弾性変形を行うことができるが、編成によっては必ずしも得られない構造を含む。これらは、特に、かぎ針編又はループ（メリヤス）若しくはニードルパンチ組立体によって得られた構造であるのが良い。

ループのインタレース（織編）により、２つの実質的に互いに垂直な方向に弾性変形できるネットワークが形成される。二方向弾性編物が用いられる有利な場合では、本発明のこの二方向弾性編物の変形性は、特に編成構造に起因しており、編物を形成する繊維は、メッシュネット内で互いに対して滑動する。一般に、本発明の二方向弾性編物の弾性伸び率は、２つの延び方向のうちの少なくとも一方において少なくとも１０％である。これは、有利には、５０％以上であり又は特に１００％以上である。当然のことながら、これらの性質は、編物を本発明のタイヤの中に組み込む前における編物についての話である。

二方向弾性編物を保護されるべき領域上に布設する方向は、有利には、伸びに関する性能が最も大きな編物の方向がその領域で作用する最も高い応力の方向に平行に延びるようなものである。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して行われる本発明のタイヤの例示の一実施形態の説明から明らかになろう。

本明細書において、「下方」という用語は、タイヤに向かって半径方向に差し向けられた層又は表面を意味するために用いられ、「上方」という用語は、タイヤから半径方向に遠ざかって差し向けられた層又は表面、特に空気と接触状態にある層又は表面を意味するために用いられる。

「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、この方向は、タイヤの内側の方へ差し向けられた場合には「軸方向内側」であり、タイヤの外側の方へ差し向けられた場合には「軸方向外側」である。

「クラウン補強構造体」という用語が、本明細書において用いられている。通常、この要素は、「クラウン補強材」という用語で知られている場合が多い。

図１ａは、カーカス補強材を備えたタイヤ１の半径方向断面の半分を概略的に示している。このタイヤ１は、クラウン２、サイドウォール３、ビード４、一方のビードから他方のビードまで延びる２つのカーカス型補強構造体６を有している。クラウン２の上にはトレッド７が載っている。補強構造体６は、従来の仕方で、例えば、補強構造体をビードワイヤに巻き付けることにより又は繋留用配合ゴム、好ましくは高弾性配合物と協調して円周方向スレッドの巻線相互間に補強構造体を介在して設けることによりビード内に繋留されている。

図示の種々の例では、２つのカーカス型補強構造体が示されている。本発明の幾つかのタイヤ、特に農業型のタイヤは、これとは異なる数の構造体を有する場合があり、例えば、３つ又はそれどころか４つ以上、或いは、場合によってはたった１つを有する場合がある。バイアスベルト付きタイヤの場合、８つという多くの数のカーカス型補強構造体が設けられる場合がある。

少なくとも１つの補強要素１０が、これら補強構造体のうちの少なくとも１つの近くに位置決めされている。図１ａでは、要素１０は、一方において補強構造体６全ての内側に且つ他方においてＨ／２と点Ｎを通り且つタイヤの表面に垂直な直線との間でサイドウォールの半径方向外側部分内に位置決めされている。ショルダの端点Ｎは、タイヤのショルダ領域内に、タイヤの外面上への一方においてトレッド（突起の頂部）の軸方向外側端部の表面の接線と他方においてサイドウォールの半径方向外側端部との交点の垂直投影によって定められる。

補強要素１０は、有利には、低い見掛け密度のものであって変形性の高い弾性編物で作られている。これにより、スレッドの滑動及びメッシュの変形により弾性が得られる。これにより、或る程度までは、補強要素が挿入される農業用コンポーネント相互間の機械的切り離しが得られる。さらに、弾性編物の利点は、明らかなこととして、これがタイヤの変形に伴って生じるのに十分な構造的可撓性を有するということにある。かくして、この弾性編物を形成する種々の種類の材料を選択することが可能であり、その厚さ、その空隙率及びその密度は、この選択及び編物の構造（スレッドの直径、１ｄｍ当たりのメッシュの数及び締まり度）に直接関連している。

二方向弾性布は、二方向弾性布は、次の特徴、即ち、
−少なくとも８％の弾性伸び率、
−１デシメートル当たり１５０個のメッシュ、好ましくは１デシメートル当たり２００個のメッシュよりも少なく又はこれに等しいメッシュサイズ
のうちの少なくとも一方、好ましくはこれら全てを有する。

例えば、一方の側に沿って１デシメートル当たり２４０個のメッシュ及び他方の側に沿って１デシメートル当たり２３５個のメッシュを有する編物に対して行った試験の結果、特に耐亀裂性に関して非常に有利な結果が得られた。

一般に、本発明の二方向弾性編物は、合成繊維、天然繊維又はこれら繊維の混合物で作られる。合成繊維により、本発明の二方向弾性編物は、ポリアミド−６、ポリアミド−６，６（ナイロン）、ポリエステル等から選択された繊維の少なくとも１つの種類を含むのが良い。

かくして、有利には、布は、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、綿、ウール、アラミド、シルク及びリネンから選択された少なくとも１種類の材料から成る。

有利な別の形態によれば、弾性繊維、例えばポリウレタン、ラテックス、天然ゴム又は合成ゴムで作られたスレッドの或る特定の割合分は、弾性戻りを可能にし、布が役に立ちやすくするために有益であることが分かる。かくして、本発明の二方向弾性編物の例として、８２％ポリアミド−６繊維及び１８％４４ｄＴｅｘポリウレタン繊維で構成された商品番号２７００でミリケン（Milliken）社によって市販されている編物を挙げることができる。

本発明の二方向弾性編物又は布の厚さは、０．２ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜１．２ｍｍである。

本発明の二方向弾性編物又は布の基本重量は、一般に、７０ｇ／ｍ²〜７００ｇ／ｍ²、好ましくは１４０ｇ／ｍ²〜４１０ｇ／ｍ²である。

変形実施形態では、二方向弾性編物は、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーから選択された少なくとも１種類のポリマーで作られている。

好ましくは、弾性編物の密度は、従来方式で測定して少なくとも０．０２ｇ／ｃｍ³であるのが良く、この密度は、０．５０ｇ／ｃｍ³という高いものであることが可能である。

本発明の関連で用いることができる弾性編物のもう１つの特徴は、その空隙率にある。一般に、本発明によれば、空隙率は、有利には、少なくとも４０％であり、従って編物は、十分に圧縮可能である。この空隙率は、任意従来手段によって測定した編物の密度とそのマトリックスを構成する緻密な材料の密度を比較することにより計算できる。

これら編物のマトリックスを構成する非エラストマー材料の例としては、
−天然テキスタイル繊維、例えば綿、ウール、リネン、大麻（ヘンプ）、シルク等、
−人工テキスタイル繊維、例えばレーヨン、
−例えばポリエステル、ポリアミド、アラミド、ポリビニルクロリド、ポリオレフィン等で作られた合成テキスタイル繊維、
−例えばガラス、シリカ又はロックウール（岩綿）で作られた無機繊維が挙げられる。
エラストマー材料の例としては、天然ゴム、ポリブタジエン、ＳＢＲ、ポリウレタン等が挙げられる。

図２〜図１１は、補強要素の位置及び（又は）数が様々である種々の別の実施形態を示している。他のパラメータ、例えば補強構造体に関する長さ、距離等も又様々であって良い。

図１ｂでは、上述の要素１０は、更に僅かに半径方向に位置決めされており、かくして、位置Ｈ／２を越えて半径方向内方に延びている。図１ｃでは、この要素１０は、更に僅かに半径方向外側に位置決めされており、かくして、点Ｎを通る線を越えて半径方向外側に延びている。

図２では、上述の要素１０は、ちょうど図１ａの例の場合と同様、サイドウォールの半径方向外側部分内で補強構造体６の外側に位置決めされている。図３では、この要素１０は、２つの補強構造体６相互間に位置決めされている。

図４、図５及び図６は、２つの補強要素１０に関する別の形態を示している。図４では、要素１０は、一方において構造体６の内側に位置し、他方において、構造体６の外側に位置している。図５では、一方の要素は、２つの構造体６の外側に位置し、他方は、２つの構造体６相互間に位置している。図６では、一方の要素は、２つの構造体６の内側に位置し、他方は、２つの構造体６相互間に位置している。

これらの例では、要素は、実質的に半径方向に整列しているが、図示されていない他の変形形態では、２つ又は３つ以上の要素１０が互いに異なる半径方向位置を占める形態が提供される。

図７〜図１１は、要素１０がタイヤのクラウン領域内に設けられた変形実施形態を示している。かくして、図７では、要素１０は、補強構造体６の内側に実質的に軸方向中央に位置決めされている。図８ａでは、要素１０は、これら補強構造体６とクラウン補強層１１との間で補強構造体６の外部に実質的に軸方向中央に位置決めされている。

図８ｂは、補強要素１０が図１〜図７の例と図８ａ及び図９〜図１１の例との間のどこかの位置を占める別の実施形態を示している。かくして、要素１０は、ショルダが補強構造体６の外部でクラウンと合体する場所に位置している。要素１０は、一方の側では、点Ｎを通る直線に関して半径方向内方に延長され、他方の側では、クラウン補強材１１と補強構造体６が互いに出会う部分でクラウン補強材１１と補強構造体６との間に入るまで延びている。

図９では、要素１０は、２つの補強構造体６相互間で実質的に軸方向中央に位置決めされている。

図１０では、要素１０は、クラウン補強材１１の外側で実質的に軸方向中央に位置決めされ、図１１では、要素１０は、２つのクラウン補強材１１相互間で実質的に軸方向中央に位置決めされている。

１つのサイドウォール及びクラウン一部分を備えたタイヤの半分の断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの第１の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの第２の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの第３の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの第４の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの第５の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの一例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの別の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの更に別の例を示す図である。 図１ａの断面図とほぼ同じ断面図であり、この場合はクラウン領域内への二方向弾性補強要素の位置決めの別の例を示す図である。 図１ａの図とほぼ同じ図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの更に別の例を示す図である。 図１ａの図とほぼ同じ図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの更に別の例を示す図である。 図１ａの図とほぼ同じ図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの更に別の例を示す図である。 図１ａの図とほぼ同じ図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの更に別の例を示す図である。 図１ａの図とほぼ同じ図であり、二方向弾性補強要素の位置決めの最後の例を示す図である。

Claims (11)

1. 一方が内側、他方が外側に位置した少なくとも２つのカーカス型の補強構造体を有するタイヤであって、前記カーカス型の補強構造体の各々は、ビードからサイドウォールに向かって円周方向に延びて前記タイヤの各側で前記ビード内に繋留されており、前記ビードのベースは、リムシートに取り付けられるように構成され、各前記ビードの半径方向外方の延長部としてサイドウォールが設けられ、前記サイドウォールは、トレッドに半径方向外方に合体し、前記タイヤは、更に、二方向弾性布で作られた少なくとも１つの円周方向二方向弾性補強要素を有し、用いられる前記二方向弾性布は、二方向弾性編物、即ち、ループメッシュ布であり、前記ループメッシュ布のメッシュ形成ループは、編成方向に且つ前記編成方向に垂直な方向に互いに対して動くことができ、前記二方向弾性補強要素は、前記カーカス型の補強構造体の少なくとも１つに隣接して、且つ、実質的にカーカス型の補強構造体の一部分に沿って平行に延びるように位置決めされている、タイヤ。
2. 前記二方向弾性補強要素は、Ｈ／２に相当する位置の半径方向外側に位置する前記サイドウォールの部分内に位置決めされている、請求項１記載のタイヤ。
3. 少なくとも１つのクラウン補強構造体を有し、各クラウン補強構造体は、一連のクラウン補強スレッドから成り、前記クラウン補強スレッドの各々は、横方向に延びるような仕方で位置決めされている、請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記二方向弾性補強要素は、前記タイヤのクラウン領域内に位置決めされている、請求項１又は３記載のタイヤ。
5. 前記二方向弾性補強要素は、弧Ｌの１／１０に相当する最小長さを有し、前記弧Ｌは、実質的に、Ｈ／２に相当する前記位置とショルダの点Ｎを通り且つ前記ショルダの外側部分との交点に垂直な直線との間の前記カーカス型補強構造体の経路に相当し、前記ショルダの前記端点Ｎは、前記タイヤの前記ショルダ領域内に、タイヤの外面上への一方において前記トレッドの軸方向外側端部の表面の接線と他方においてサイドウォールの半径方向外側端部との前記交点の垂直投影によって定められる、請求項１乃至４の何れか１項に記載のタイヤ。
6. 前記二方向弾性布は、次の特徴、即ち、少なくとも８％の弾性伸び率、及び、１デシメートル当たり１５０個のメッシュ、好ましくは１デシメートル当たり２００個のメッシュよりも少なく又はこれに等しいメッシュサイズのうちの少なくとも一方、好ましくはこれら全てを有する、請求項１乃至５の何れか１項に記載のタイヤ。
7. 前記布は、ポリアミド、ポリエステル、レーヨン、綿、ウール、アラミド、シルク及びリネンから選択された少なくとも１種類の材料から成る、請求項１乃至６の何れか１項に記載のタイヤ。
8. 前記布は、或る所与の割合分の弾性スレッドを含む、請求項１乃至７の何れか１項に記載のタイヤ。
9. 前記布又は前記編物の厚さは、０．２ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜１．２ｍｍである、請求項１乃至８の何れか１項に記載のタイヤ。
10. 前記布又は前記編物の基本重量は、一般に、７０ｇ／ｍ²〜７００ｇ／ｍ²、好ましくは１４０ｇ／ｍ²〜４１０ｇ／ｍ²である、請求項１乃至９の何れか１項に記載のタイヤ。
11. 前記二方向弾性編物は、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーから選択された少なくとも１種類のポリマーで作られている、請求項１乃至１０の何れか１項に記載のタイヤ。

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