JP2004196095A

JP2004196095A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004196095A
Application number: JP2002366320A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Fukutani; 修一福谷; Kazuo Teramoto; 一雄寺元
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP3995587B2

Abstract

【課題】衝撃緩和性を高め、耐久性、特に耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１におけるカーカス層４の外周側に、複数のループ部Ｌが順次部分的に重なる偏平コイル状のスチールコードＳから構成されるトレッド保護層９を埋設し、スチールコードＳのコイル幅Ｗをトレッド幅ＴＷの１．０〜２０％とし、スチールコードＳの任意のループ部に重なる他のループ部のラップ数を１〜１５とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド部の補強材として偏平コイル状のスチールコードを用いた重荷重用空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、衝撃緩和性を高め、耐久性、特に耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性を向上するようにした重荷重用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両等に使用される重荷重用空気入りタイヤとして、種々のバイアスタイヤやラジアルタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このような重荷重用空気入りタイヤでは、不整地走行においてトレッド部が岩石等の異物に当接した際に大きな衝撃を受け、カット傷を生じたり、セパレーション故障を生じることがあり、その結果として、タイヤのケーシング部には全く問題が無いにも拘らず使用不能になるという不都合を生じている。
【０００３】
このような不都合を解消するために、トレッドゴムを改良したり、トレッド部に補強材を追加することが検討されているが、過酷な環境で使用される重荷重用空気入りタイヤのトレッド部を効果的に補強することは極めて困難であった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３６３９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、衝撃緩和性を高め、耐久性、特に耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性を向上することを可能にした重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なる偏平コイル状のスチールコードから構成されるトレッド保護層を埋設し、前記スチールコードのコイル幅をトレッド幅の１．０〜２０％とし、前記スチールコードの任意のループ部に重なる他のループ部のラップ数を１〜１５としたことを特徴とするものである。
【０００７】
このように偏平コイル状のスチールコードからなるトレッド保護層をトレッド部に埋設し、そのスチールコードのコイル構造を特定することにより、衝撃緩和性を高め、耐久性、特に耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性を向上することができる。つまり、上記偏平コイル状のスチールコードは、路面の凹凸に追従して変形することが可能であり、主としてタイヤ径方向の衝撃を効果的に緩和し、耐カット性及び耐カットスルー性に優れている。また、このスチールコードは偏平コイル状に連続する無端末構造を有し、しかも走行中のコード端末の動きが少ないため、耐セパレーション性に優れている。更に、スチールコードが偏平化されているので、トレッド保護層をトレッド部に配置する際の設計自由度が大きいという利点もある。
【０００８】
本発明において、上記スチールコードはタイヤ周方向に連続的に巻回することが好ましい。つまり、偏平コイル状のスチールコードはタイヤ周方向に連続的に巻回した場合であっても、加硫時のリフト（タイヤ径方向への拡張）に追従することが可能であり、それによりコード端末を実質的に無くし、空気入りタイヤの耐久性（耐セパレーション性）を更に向上することができる。
【０００９】
また、上記スチールコードから複数層のトレッド保護層を形成する場合、これらトレッド保護層の層間でスチールコードの巻き方向を互いに異ならせることが好ましい。上記スチールコードは伸長時にコード厚さ方向に膨らもうとするが、隣り合うトレッド保護層でスチールコードの巻き方向を互いに異ならせることにより、その変形を抑制し、耐セパレーション性を更に改善することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態からなる建設車両用空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には複数層のカーカス層４が装架されている。これらカーカス層４は、その補強コードが層間で互いに交差するように積層されている。各ビード部３にはそれぞれ３組のビードコア５が埋設され、カーカス層４の両端部がこれらビードコア５の廻りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層４の内側には、左右のビード部３，３間にわたってインナーライナー層７が設けられている。また、両サイドウォール部２，２間にわたるカーカス層４の外周側には、有機繊維コードからなるブレーカー層８が埋設されている。更に、有機繊維コードからなるブレーカー層８の外周側には、スチールコードからなるトレッド保護層９が埋設されている。トレッド保護層９はスチールブレーカー層に相当するものである。なお、ＣＬはタイヤ赤道面を通るタイヤセンターラインである。
【００１２】
上記建設車両用空気入りタイヤにおいて、トレッド保護層９には偏平コイル状のスチールコードＳが使用され、そのスチールコードＳがタイヤ周方向に連続的に巻回されている。即ち、スチールコードＳのタイヤ周方向に対するコード角度は略０°である。このスチールコードＳは、少なくとも１本の素線から構成されている。ここで、スチールコードＳは１本の素線を偏平コイル状に形成したものであっても良く、或いは、複数本の素線を引き揃えたり撚り合わせた状態で偏平コイル状に形成したものであっても良い。特に、スチールコードＳを複数本の素線から構成する場合、それら素線を撚り合わせることが好ましい。その撚り構造については、公知の構造を適用することができ、ゴム浸透性の点で１×ｎ構造が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００１３】
スチールコードＳの素線径は０．１０〜５．００ｍｍが好ましく、更には０．１２〜２．５０ｍｍが好ましい。素線径が下限値を下回る場合、耐カット性が低下し、上限値を上回る場合、バイアスタイヤにおいて加硫時のリフト（例えば、８０％）に追従することが困難になり、しかもセパレーションを生じ易くなる。また、スチールコードＳの破断伸びは８０％以上であることが好ましい。破断伸びが下限値を下回る場合、バイアスタイヤにおいて加硫時のリフトに追従することが困難になる。
【００１４】
図２（ａ）〜（ｃ）は偏平コイル状のスチールコードを例示するものである。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、スチールコードＳは複数のループ部Ｌを有し、これらループ部Ｌが順次部分的に重なるように構成されている。スチールコードＳのコイル幅Ｗはトレッド幅ＴＷの１．０〜２０％、より好ましくは１．２〜１０％とする。コイル幅Ｗが上記範囲から外れる場合、衝撃緩和性が低下する。ここで、トレッド幅ＴＷとは、図１に示すように、トレッド部１のショルダーエッジ間の距離であり、明確なエッジが存在しないときはトレッド部１の輪郭延長線とサイドウォール部２の輪郭延長線との交点を求め、それら交点に基づいて特定することができる。このコイル幅Ｗは３．０〜１５０．０ｍｍの範囲から選択すれば良い。
【００１５】
複数のループ部Ｌのうち任意のループ部に重なる他のループ部のラップ数Ｎは１〜１５とする。ラップ数Ｎが下限値を下回る場合、バイアスタイヤにおいて加硫時のリフトに追従することが困難になり、また加硫時のリフトに追従可能であったとしても衝撃緩和性や耐カット性が低下する。一方、ラップ数Ｎが上限値を上回る場合、スチールコードの剛性が上がり過ぎて衝撃緩和性が低下する。なお、ラップ数Ｎとは任意のループ部に対して一方向から重なる他のループ部の数である。つまり、図２（ａ）〜（ｃ）に示すスチールコードＳのラップ数Ｎは２である。
【００１６】
偏平コイル状のスチールコードＳにおいて、コイル幅Ｗに対するコイル高さＨの比率（Ｈ／Ｗ×１００％）は２〜５０％であると良い。この偏平率が下限値を下回る場合、衝撃緩和性が低下し、上限値を上回る場合、トレッド保護層９をトレッド部１に配置する際の設計自由度が低下する。コイル形状は特に限定されるものではなく、真円や楕円等の円形のほか、多角形にすることも可能である。
【００１７】
このように偏平コイル状のスチールコードＳからなるトレッド保護層９をトレッド部１に埋設し、そのスチールコードＳのコイル構造を特定することにより、以下の作用効果を得ることができる。
【００１８】
即ち、偏平コイル状のスチールコードＳは、路面の凹凸に追従して変形することが可能であり、主としてタイヤ径方向の衝撃を効果的に緩和するので、不整地走行時においても優れた衝撃緩和性を発揮すると共に、耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性などの耐久性を向上することができる。特に、スチールコードＳは偏平コイル状であり、走行中のスチールコード端末の動きが抑制されることから、耐セパレーション性が向上し、しかもトレッド保護層９の薄ゲージ化により設計の自由度が増大する。
【００１９】
また、偏平コイル状のスチールコードＳをタイヤ周方向に連続的に巻回してトレッド保護層９を構成した場合、上記の如く衝撃緩和性や耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性などの耐久性が優れている点に加えて、スチールコードＳの端末が殆ど存在しない点により、スチールコードＳにセパレーションを生じ難くなるため、空気入りタイヤの耐久性（耐セパレーション性）を更に向上することができる。
【００２０】
上記空気入りタイヤにおいてスチールコードＳをタイヤ内部に埋設するに際して、スチールコードＳを１００％モジュラスが０．５〜１０ＭＰａである接着用ゴム組成物で被覆することが好ましい。これにより、ゴムの剥離を効果的に回避することができる。
【００２１】
本発明では、図３に示すように、スチールコードＳから複数層のトレッド保護層９，９を形成することも可能である。このようにスチールコードＳから複数層のトレッド保護層９，９を形成する場合、これらトレッド保護層９，９の層間でスチールコードＳの巻き方向を互いに異ならせることが好ましい。タイヤ径方向に隣り合うトレッド保護層９，９でスチールコードＳの巻き方向を互いに異ならせることにより、スチールコードＳの伸長時のコード厚さ方向の膨脹を抑制し、耐セパレーション性を更に改善することができる。
【００２２】
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、その用途が特に限定されるものではないが、主として不整地で使用される建設車両用として好適である。また、タイヤ構造は特に限定されるものではなく、バイアスタイヤ及びラジアルタイヤのいずれであっても良い。
【００２３】
【実施例】
タイヤサイズ１２００−２４１６ＰＲ（トレッド幅ＴＷ＝２９０ｍｍ）で、ＴＲＡＣＯＤＥＬ４のスムーストレッドを有し、８枚のナイロンカーカスプライと２枚のナイロンブレーカープライとスチールブレーカープライ（トレッド保護層）から構成されるバイアス構造を有する鉱石運搬車両用空気入りタイヤにおいて、スチールブレーカープライの構造だけを表１のように種々異ならせた本発明タイヤ１〜４、比較タイヤ１〜２、従来タイヤをそれぞれ製作した。
【００２４】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、耐カット性、衝撃緩和性、耐セパレーション性を評価し、その結果を表１に示した。
【００２５】
〔耐カット性〕
試験タイヤを鉱石運搬車両に装着し、実際に坑内での運搬作業に使用した後、カット傷による損傷状態を調べ、深さ１０ｍｍ以上のカット傷の総長さを求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来タイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐カット性が優れていることを意味する。
【００２６】
〔衝撃緩和性〕
試験タイヤを空気圧５５０ｋＰａにてリム組みし、１個のクリート（半径５０．８ｍｍの半円径の横断面形状を有する突起）を備えた周長１５．７ｍの回転ドラム試験機に取り付け、荷重６３．７ｋＮ、速度２０ｋｍ／ｈの条件で走行させ、タイヤがクリートに乗り上げた時の垂直方向加速度を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来タイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど衝撃緩和性が優れていることを意味する。
【００２７】
〔耐セパレーション性〕
試験タイヤを空気圧５５０ｋＰａにてリム組みし、３個のクリート（半径５０．８ｍｍの半円径の横断面形状を有する突起）を備えた周長１５．７ｍの回転ドラム試験機に取り付け、荷重７６．５ｋＮ、速度１０ｋｍ／ｈの条件で走行させ、スチールブレーカープライにセパレーションを生じるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐セパレーション性が優れていることを意味する。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１から判るように、本発明タイヤ１〜４はいずれも従来タイヤに比べて耐カット性、衝撃緩和性、耐セパレーション性が優れていた。一方、比較タイヤ１はブレーカープライを構成するスチールコードのコイル幅Ｗ及びラップ数Ｎが規定範囲から外れているにも拘らずスチールコードのタイヤ周方向に対するコード角度を０°としたため、そのスチールコードが加硫時のリフトに追従できず、タイヤが得られなかった。また、比較タイヤ２はブレーカープライを構成するスチールコードのラップ数Ｎが規定範囲から外れてコードが過度に密集しているため、衝撃緩和性の改善効果が得られず、耐セパレーション性が低下していた。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なる偏平コイル状のスチールコードから構成されるトレッド保護層を埋設し、前記スチールコードのコイル幅をトレッド幅の１．０〜２０％とし、前記スチールコードの任意のループ部に重なる他のループ部のラップ数を１〜１５としたことにより、衝撃緩和性を高め、耐久性、特に耐カット性、耐カットスルー性及び耐セパレーション性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる建設車両用空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】偏平コイル状のスチールコードを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなる建設車両用空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【符号の説明】
１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７インナーライナー層
８ブレーカー層（有機繊維コード）
９トレッド保護層（スチールコード）
Ｓスチールコード

Claims

トレッド部におけるカーカス層の外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なる偏平コイル状のスチールコードから構成されるトレッド保護層を埋設し、前記スチールコードのコイル幅をトレッド幅の１．０〜２０％とし、前記スチールコードの任意のループ部に重なる他のループ部のラップ数を１〜１５とした重荷重用空気入りタイヤ。
前記スチールコードをタイヤ周方向に連続的に巻回した請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
前記スチールコードから複数層のトレッド保護層を形成し、これらトレッド保護層の層間で前記スチールコードの巻き方向を互いに異ならせた請求項１又は請求項２に記載の重荷重用空気入りタイヤ。