JP2002211207A

JP2002211207A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2002211207A
Application number: JP2001008608A
Authority: JP
Inventors: Hajime Takagi; 一高木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーカ端セパレーション故障に対する耐久
性及びカットセパレーション故障に対する耐久性を同時
に向上する。【解決手段】クラウン部１８に、内層側から順に第１
層３１から第４層３４までの４枚のブレーカから成るブ
レーカ層３０が配置される。第１層３１及び第２層３２
をそれぞれ構成するコードのトレッド２２の周方向に対
する傾きが、３２〜３８°の角度の範囲とされ、第３層
３３及び第４層３４をそれぞれ構成するコードのトレッ
ド２２の周方向に対する傾きが、１８〜３０°の角度の
範囲とされる。セクション幅ＳＷ対比で、６８〜７４％
の幅寸法Ｄ１を第１層３１が有し、第１層３１の幅寸法
＞第２層３２の幅寸法＞第３層３３の幅寸法＞第４層３
４の幅寸法の関係とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーカ関連の耐
久性を向上した空気入りタイヤに係り、建設車両用の内
でも特に大型ホイールローダー用空気入りベルテッドバ
イアスタイヤに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、大型ホイールローダーに装着さ
れる空気入りタイヤの一種としてベルテッドバイアスタ
イヤが知られており、このような空気入りタイヤのカー
カスの外周側にはスチール製のコードにより構成される
ブレーカが一般に配置されている。そして、従来の上記
のような空気入りタイヤの具体的な構造として、下記の
二例が知られていた。

【０００３】第一の例として、ブレーカの枚数が第１層
〜第４層の４枚で、第１層〜第４層の全てのコードの角
度が相互に同一となるトレッドの周方向に対して２１〜
２５°の何れかの角度とされ、また、最内層である第１
層の幅寸法がセクション幅の６７％以下であり、３〜４
％のステップ量で順に減少するように第２層〜第４層の
幅寸法が設定された構造のものである。

【０００４】第二の例として、ブレーカの枚数が第１層
〜第４層の４枚で、第１層〜第４層の全てのコードの角
度が相互に同一となるトレッドの周方向に対して２９〜
３１°の何れかの角度とされ、また、最内層である第１
層の幅寸法がセクション幅の７０％であり、３〜４％の
ステップ量で順に減少するように第２層〜第４層の幅寸
法が設定された構造のものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近の建設車
両の高性能化に伴い荷重やトラクション等のタイヤの使
用条件も厳しくなり、従来は頻度の少なかったブレーカ
端に発生するブレーカ端セパレーション故障や、ブレー
カとトレッドとの間でセパレーションを発生するカット
セパレーション故障が多発するおそれを生じるようにな
り、上記の構造のタイヤでは耐久性が不十分となってい
た。本発明は上記事実を考慮し、ブレーカ端セパレーシ
ョン故障に対する耐久性及びカットセパレーション故障
に対する耐久性を同時に向上し得る空気入りタイヤを提
供することが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の空気入
りタイヤは、一対のビードコアに跨るカーカスが貫通し
たクラウン部に、トレッドを配置した空気入りタイヤに
おいて、カーカスとトレッドとの間に内層側から順に第
１層から第４層までの４層以上のブレーカを少なくとも
配置し、第１層及び第２層をそれぞれ構成するコードが
トレッドの周方向に対して３２〜３８°の角度の向きに
延び、第３層及び第４層をそれぞれ構成するコードがト
レッドの周方向に対して１８〜３０°の角度の向きに延
び、タイヤのセクション幅対比で６８〜７４％の幅寸法
を第１層が有し、第２層から第４層までの幅寸法は、第
１層の幅寸法よりも小さく且つ順次小さくされることを
特徴とする。

【０００７】請求項１に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。荷重負荷時においてトレッドの変形でト
レッドゴムがショルダ部方向に逃げようとするのに対し
て、ブレーカはスチール製でほとんど伸びない為、特に
ブレーカ端のゴムが大きな歪みを生じるようになり、こ
の結果として、ブレーカ端セパレーション故障が発生す
る。そして、ブレーカの幅が広くなるほどトレッドゴム
の流動は累積していくので、ブレーカ端の歪みは大きく
なる。すなわち、ブレーカ端セパレーション故障が実際
に発生するのは、幅の広い第１、第２層であった。

【０００８】これに対して第３、第４層の幅は狭く、そ
れぞれ第１、第２層がトレッドの幅方向に沿ってこれら
と並んで配置されている為、第３、第４層のブレーカ端
ではトレッドゴムの動きが拘束されてブレーカ端セパレ
ーション故障が発生しない。つまり、第１、第２層のブ
レーカ端は自由端となり、第３、第４層のブレーカ端は
半拘束端となるからである。

【０００９】一方、建設作業現場の岩等でブレーカまで
到達するようなカットをトレッドに受け、タイヤ回転に
伴うトレッドの周方向のせん断歪みによって、カットさ
れた部分を核にして最外層の第４層とトレッドゴムの間
でトレッドの周方向にセパレーションが進展していく故
障が、カットセパレーション故障である。そして、この
カットセパレーション故障の進展を起こすトレッドの周
方向のせん断歪みは、タイヤの加圧過程での径成長と比
例して生じる。

【００１０】また、上記のブレーカ端セパレーション故
障に関連して、ブレーカのコードのトレッドの周方向と
の間の角度が大きいほど、ブレーカの剛性が大きくなる
傾向があるので、コードの角度が大きくなるとブレーカ
端の歪みは増加し、コードの角度が小さくなるとブレー
カ端の歪みは減少することが、考えられる。さらに、上
記のカットセパレーション故障に関連して、ブレーカの
コードのトレッドの周方向との間の角度が小さいほど、
ブレーカによる締め付け効果が出るので径成長は減少す
るが、製造上の問題よりコードの角度を１８°以下とす
ることは困難である。一方、ブレーカの幅が広いほど径
成長は減少し、コードの角度の変更よりも設計可能な範
囲内で大きく調整できるので、このブレーカの幅寸法の
変更の効果は大きいと考えられる。

【００１１】これに対して本請求項に係る空気入りタイ
ヤは、カーカスとトレッドとの間に、内層側から順に第
１層から第４層までの４層以上のブレーカを少なくとも
配置している。この内の第１層及び第２層をそれぞれ構
成するコードがトレッドの周方向に対して３２〜３８°
の角度の向きに延び、第３層及び第４層をそれぞれ構成
するコードがトレッドの周方向に対して１８〜３０°の
角度の向きに延びている。また、第１層がタイヤのセク
ション幅対比で６８〜７４％の幅寸法を有し、第２層か
ら第４層までの幅寸法が、第１層の幅寸法よりも小さく
且つ順次小さくされている。

【００１２】以上より基本的に、ブレーカの幅を広くし
ておき、これに伴ってブレーカ端の歪みが増加する欠点
に対しては、ブレーカのコードの角度を小さくすること
で対応し、ブレーカ端セパレーション故障に対する耐久
性の向上と、径成長を抑えることによるカットセパレー
ション故障に対する耐久性の向上とを、同時に達成でき
るようにした。さらに、第１、第２層のコードの角度が
本請求項の範囲より大きくなると、径成長が促進される
だけでなく、第１、第２層のコードの角度が本請求項の
範囲より大きくなるとブレーカ端の歪みが増加すること
になるので、上記の範囲内であれば良いことになる。

【００１３】また、径成長は小さければ小さいほど良い
ので、ブレーカ端セパレーション故障と関係のない第
３、第４層のコードの角度は、製造上の上限を狙って第
１、第２層のコードの角度より小さくした。この場合、
第３、第４層のコードの角度が本請求項の範囲より大き
いと、径成長が促進され、この第３、第４層のコードの
角度が本請求項の範囲より小さいものは製造困難となる
ので、上記の範囲内であれば良いことになる。

【００１４】一方、ブレーカの幅が本請求項の範囲より
広くなると、ブレーカ端の歪みが増加する為、ブレーカ
端セパレーション故障が発生し、この逆にブレーカの幅
が本請求項の範囲より狭くなると、径成長の抑制効果が
小さくなって径成長が大きくなり、カットセパレーショ
ン故障が発生するので、上記の範囲内であれば良いこと
になる。また、各ブレーカ間におけるブレーカの幅寸法
の大きさの差は、ブレーカ端同士が相互に近過ぎる場合
には歪みが集中してブレーカ端セパレーション故障を起
こすおそれがあるので、これを防止する観点から決定さ
れる。

【００１５】請求項２に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１と同様に作用する
が、さらに、第２層の幅寸法が第１層の幅寸法に対して
タイヤのセクション幅の６〜１０％小さくされ、第３層
の幅寸法が第２層の幅寸法に対してこのセクション幅の
６〜１０％小さくされ、第４層の幅寸法が第３層の幅寸
法に対してこのセクション幅の６〜１０％小さくされる
構成を有している。つまり、各ブレーカ間の幅寸法が６
〜１０％づつ小さくされることにより、ブレーカ端セパ
レーション故障を起こすおそれをより確実に防止するこ
とが可能となる。

【００１６】請求項３に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１及び請求項２と同
様に作用するが、さらに、第１層から第４層までの各ブ
レーカがスチール製であるという構成を有している。つ
まり、ブレーカを強度の高いスチール製とすることで、
請求項１の作用効果をより確実に発揮することが可能と
なる。

【００１７】請求項４に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１から請求項３と同
様に作用するが、さらに、第１層及び第２層をそれぞれ
構成するコードの向きがタイヤの赤道面に対して相互に
逆向きに配置され、第３層及び第４層をそれぞれ構成す
るコードの向きがタイヤの赤道面に対して相互に逆向き
に配置されるという構成を有している。従って、隣り合
ったブレーカのコードの向きが相互に逆向きになるよう
にブレーカを配置することで、４層のブレーカによりタ
イヤの強度が均一に高まって、より一層の耐久性の向上
が図れるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態に係る空気
入りタイヤを図１から図３に示し、これらの図に基づき
説明する。図１は、本実施の形態に係る空気入りタイヤ
１０の例として大型ホイールローダー用タイヤを示し、
この空気入りタイヤ１０の骨格を構成するベルテッドバ
イアスカーカスであるカーカス１２が、ポリエステルコ
ードをこの空気入りタイヤ１０の赤道面ＣＬに対して斜
め方向にそれぞれ配列した２層の部材により、形成され
ている。

【００１９】このカーカス１２の両端部近傍（図１に一
方のみ示す）はそれぞれビード部１６とされ、これらの
ビード部１６には、それぞれリング状にスチールワイヤ
ーが巻かれて束ねられた一対づつのビードコア１４が配
置されており、これら一対のビードコア１４にそれぞれ
カーカス１２の両端部が巻き付けられている。さらに、
このビードコア１４の上部のカーカス１２間の隙間に
は、硬質ゴム製で先細り形状に形成された図示しないビ
ードフィラーがそれぞれ埋設されている。以上より、カ
ーカス１２が一対づつのビードコア１４に跨るように配
置されることになり、この空気入りタイヤ１０の頂部と
なるクラウン部１８を貫通するようにこのカーカス１２
がクラウン部１８内に埋設されている。

【００２０】そして、図１に示すようにこのクラウン部
１８には、ゴム材によるトレッドゴムで形成されて路面
に接地するトレッド２２が配置されていて、このトレッ
ド２２に排水溝等で区画された陸部２２Ａが形成され、
このトレッド２２の端部がショルダ部２２Ｂとされてい
る。さらに、クラウン部１８のカーカス１２とトレッド
２２との間には、内層側から順に第１層３１から第４層
３４までの４枚のブレーカから成るブレーカ層３０が配
置されており、クラウン部１８にこのブレーカ層３０及
びトレッド２２が順次重ねられつつ配置される形となっ
ている。

【００２１】また、このブレーカ層３０は、最内層とさ
れるスチールコードにより構成された第１層３１と、内
側から二層目とされる同じくスチールコードにより構成
された第２層３２と、内側から三層目とされる同じくス
チールコードにより構成された第３層３３と、最外層と
される同じくスチールコードにより構成された第４層３
４と、を有した４層構造とされている。

【００２２】一方、図２に示すように、これら第１層３
１及び第２層３２をそれぞれ構成するコードがクラウン
部１８の中心線を含む赤道面ＣＬに対して相互に逆向き
であるものの、トレッド２２の周方向Ｙに対する傾きで
ある角度θ１、θ２が３２〜３８°の角度の範囲とされ
て、第１層３１及び第２層３２が配置されている。ま
た、第３層３３及び第４層３４をそれぞれ構成するコー
ドがクラウン部１８の中心線を含む赤道面ＣＬに対して
相互に逆向きであるものの、トレッド２２の周方向Ｙに
対する傾きである角度θ３、θ４が１８〜３０°の角度
の範囲とされて、第３層３３及び第４層３４が配置され
ている。

【００２３】他方、図１に示すタイヤのセクション幅Ｓ
Ｗ対比で、６８〜７４％の幅寸法Ｄ１を第１層３１が有
している。さらに、図３に示す第２層３２から第４層３
４までの各層の幅寸法が第１層３１の幅寸法Ｄ１より順
次小さくされるように、第２層３２の幅寸法Ｄ２が第１
層３１の幅寸法Ｄ１に対してこのセクション幅ＳＷの６
〜１０％小さくされ、第３層３３の幅寸法Ｄ３が第２層
３２の幅寸法Ｄ２に対してこのセクション幅ＳＷの６〜
１０％小さくされ、第４層３４の幅寸法Ｄ４が第３層３
３の幅寸法Ｄ３に対してこのセクション幅ＳＷの６〜１
０％小さくされている。

【００２４】つまり、ブレーカ層３０を構成する４枚の
ブレーカの幅寸法は、第１層３１の幅寸法Ｄ１＞第２層
３２の幅寸法Ｄ２＞第３層３３の幅寸法Ｄ３＞第４層３
４の幅寸法Ｄ４の関係とされており、図３に示す各ステ
ップ量Ｓ（つまり幅寸法の減少量の半分の量）がセクシ
ョン幅ＳＷの３〜５％の大きさとされている。

【００２５】次に、本実施の形態に係る空気入りタイヤ
１０の作用を以下に説明する。本実施の形態に係る空気
入りタイヤ１０は、カーカス１２とトレッド２２との間
に、内層側から順に第１層３１から第４層３４までの４
層のブレーカを配置している。そして、この内の第１層
３１及び第２層３２をそれぞれ構成するコードがトレッ
ド２２の周方向Ｙに対して３２〜３８°の角度の向きに
延び、第３層３３及び第４層３４をそれぞれ構成するコ
ードがトレッド２２の周方向Ｙに対して１８〜３０°の
角度の向きに延びている。

【００２６】また、第１層３１が、タイヤのセクション
幅ＳＷ対比で６８〜７４％の幅寸法Ｄ１を有し、さら
に、本実施の形態では前述のように、第２層３２から第
４層３４までの各幅寸法Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が第１層３１
の幅寸法Ｄ１より順次小さくされるように、セクション
幅ＳＷの６〜１０％づつ小さくされている。

【００２７】以上より本実施の形態では、ブレーカの幅
寸法を大きくしておき、これに伴ってブレーカ端の歪み
が増加する欠点に対しては、ブレーカのコードの角度を
小さくすることで対応し、ブレーカ端セパレーション故
障に対する耐久性の向上と、径成長を抑えることによる
カットセパレーション故障に対する耐久性の向上とを、
同時に達成するようにした。

【００２８】さらに、第１層３１の角度θ１及び第２層
３２の角度θ２が上記の３８°より大きいと、径成長が
促進されるだけでなく、第１、第２層３１、３２の角度
θ１、θ２が上記の３２°より小さいとブレーカ端の歪
みが増加することになるので、上記の範囲内であれば良
いことになる。また、径成長は小さければ小さいほど良
いので、ブレーカ端セパレーション故障と関係のない第
３層３３の角度θ３及び第４層３４の角度θ４は、製造
上の上限を狙って第１、第２層３１、３２の角度θ１、
θ２より小さくした。この場合、第３、第４層３３、３
４の角度θ３、θ４が上記の３０°より大きいと、径成
長が促進され、この第３、第４層３３、３４の角度θ
３、θ４が上記の１８°より小さいものは製造困難とな
るので、上記の範囲内であれば良いことになる。

【００２９】一方、第１層３１から第４層３４までの内
の特に、第１、第２層３１、３２の各幅寸法が上記の範
囲より広くなると、ブレーカ端の歪みが増加する為、ブ
レーカ端セパレーション故障が発生し、この逆に第１層
３１から第４層３４までの各幅寸法が上記の範囲より小
さくなると、径成長の抑制効果が小さくなって径成長が
大きくなり、カットセパレーション故障が発生するの
で、上記の範囲内であれば良いことになる。

【００３０】他方、各ブレーカ間におけるブレーカの幅
寸法の大きさの差は、ブレーカ端同士が相互に近過ぎる
場合には歪みが集中してブレーカ端セパレーション故障
を起こすおそれがあるので、これを防止する観点から本
実施の形態では、各ブレーカ間の幅寸法を６〜１０％づ
つ小さくするようにした。

【００３１】さらに、本実施の形態では、相互に隣り合
った第１層３１及び第２層３２をそれぞれ構成するコー
ドの向きがタイヤの赤道面ＣＬに対して相互に逆向きに
配置され、同じく相互に隣り合った第３層３３及び第４
層３４をそれぞれ構成するコードの向きがタイヤの赤道
面ＣＬに対して相互に逆向きに配置されている。従っ
て、隣り合ったブレーカのコードの向きが相互に逆向き
にされたことから、４層のブレーカによりタイヤの強度
が均一に高まって、より一層の耐久性の向上が図れるよ
うになる。

【００３２】尚、ブレーカ端セパレーション故障に対す
る耐久性及び、カットセパレーション故障に対する耐久
性を、同時に向上する為の上記と異なる別の構造とし
て、トレッドの周方向に対してブレーカのコードの角度
を大きくしてブレーカの幅を狭くする構造も考えられる
が、この場合には、コードの角度が製造上の上限に近い
ので、径成長を充分に抑えることができない。また、ブ
レーカはカットが内面まで到達しないように防ぐ役割も
あるので、ブレーカの幅を必要以上に狭くすることは困
難であった。

【００３３】次に、本発明が適用された空気入りタイヤ
１０の効果を確かめるべく、本発明の実施の形態と従来
の空気入りタイヤとに関し、耐久ドラム試験をそれぞれ
行った。そして、耐久ドラム試験後の径成長量及び亀裂
長さの結果を下記の表に表すと共に、以下に説明する。

【００３４】尚ここで、試験に用いた各タイヤのサイズ
は４５／６４−４５Ｌ５である。また、試験条件として
は、外径５ｍのドラムで、内圧５．２５Ｋｇ／ｃｍ²、
速度５Ｋｍ／Ｈとし、付加荷重１００％で４８時間走
行、その後、付加荷重１２０％で２４時間走行、その
後、付加荷重１３０％から１１０％へ３０分毎に変化さ
せ２４時間走行、その後、付加荷重１４０％から１００
％へ３０分毎に変化させ２４時間走行、以後同様に、付
加荷重の範囲を２０％づつ広げ３０分毎に変化させ２４
時間走行させる、というものであった。

【００３５】さらに、径成長量及び亀裂長さを評価項目
としたのは、これらによりブレーカ端セパレーション故
障に対する耐久性及びカットセパレーション故障に対す
る耐久性を確認できるからである。また、試験に用いた
本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０の二種類の実施
例とされる「実施例１」と「実施例２」を下記の表１に
表した。

【００３６】

【表１】

【００３７】さらに、比較として試験に用いた二種類の
従来例の空気入りタイヤとされる「従来例１」と「従来
例２」を下記の表２に表した。

【００３８】

【表２】

【００３９】ここで表１、表２において「角度」とは角
度θ１から角度θ４で表したブレーカのコードの傾き角
であり、「幅／ＳＷ」とはセクション幅に対する各ブレ
ーカの幅寸法の割合である。そして、これら実施例１、
実施例２、従来例１及び従来例２の各サンプルの径成長
量及び亀裂長さの試験結果を下記の表３に表した。尚、
表３においては、従来例１の径成長量及び亀裂長さを基
準とするように１００としてそれぞれの値を指数で表示
した。つまり、表３内の点数が少ない程、耐久性が良好
となることを示している。

【００４０】

【表３】

【００４１】この表３において、実施例１と実施例２の
径成長量及び亀裂長さの指数が、それぞれ１００未満と
なっており、径成長量及び亀裂長さともに従来例１より
も実施例が優れていることが表３より理解できる。

【００４２】尚、本発明の実施の形態において、大型ホ
イールローダー用のタイヤを用いて説明したが、本発明
を他の種類の空気入りタイヤに適用できることは言うま
でもない。

【００４３】

【発明の効果】本発明の空気入りタイヤは上記構成とし
たので、ブレーカ端のセパレーション故障に対する耐久
性及びカットセパレーション故障に対する耐久性を同時
に向上できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを
示す部分断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの
トレッド等のゴムの部材を削除してブレーカ層を示した
状態の平面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの
各ブレーカの寸法関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１０空気入りタイヤ１２カーカス１４ビードコア１８クラウン部２２トレッド３０ブレーカ層３１第１層（ブレーカ）３２第２層（ブレーカ）３３第３層（ブレーカ）３４第４層（ブレーカ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビードコアに跨るカーカスが貫通
したクラウン部に、トレッドを配置した空気入りタイヤ
において、カーカスとトレッドとの間に内層側から順に第１層から
第４層までの４層以上のブレーカを少なくとも配置し、第１層及び第２層をそれぞれ構成するコードがトレッド
の周方向に対して３２〜３８°の角度の向きに延び、第
３層及び第４層をそれぞれ構成するコードがトレッドの
周方向に対して１８〜３０°の角度の向きに延び、タイヤのセクション幅対比で６８〜７４％の幅寸法を第
１層が有し、第２層から第４層までの幅寸法は、第１層
の幅寸法よりも小さく且つ順次小さくされることを特徴
とする空気入りタイヤ。
【請求項２】第２層の幅寸法が第１層の幅寸法に対し
てタイヤのセクション幅の６〜１０％小さくされ、第３
層の幅寸法が第２層の幅寸法に対してこのセクション幅
の６〜１０％小さくされ、第４層の幅寸法が第３層の幅
寸法に対してこのセクション幅の６〜１０％小さくされ
ることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】第１層から第４層までの各ブレーカがス
チール製であることを特徴とする請求項１或いは請求項
２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】第１層及び第２層をそれぞれ構成するコ
ードの向きがタイヤの赤道面に対して相互に逆向きに配
置され、第３層及び第４層をそれぞれ構成するコードの
向きがタイヤの赤道面に対して相互に逆向きに配置され
ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記
載の空気入りタイヤ。