JP2004210029A

JP2004210029A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004210029A
Application number: JP2002379787A
Authority: JP
Inventors: Akira Sasaki; 晃佐々木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4181404B2

Abstract

【課題】プライの使用量を最小限に抑えつつベルトのプライ端からの亀裂の発生を抑えることのできる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】タイヤ径方向最外の第６ベルトプライ２４Ｆをタイヤ径方向内側に隣接している第５ベルトプライ２４Ｅよりも幅広に設定し、かつ、その幅をトレッド接地最大幅の６５〜９０％とする。さらに、第６ベルトプライ２４Ｆは、第５ベルトプライ２４Ｅのプライ端２４Ｅｅよりもタイヤ幅方向外側に突出した部分を、プライ端２４Ｅｅよりもタイヤ赤道面側の部分（第６ベルトプライ２４Ｆの）の仮想延長線ＦＬよりもタイヤ径方向内側に偏倚させる。第６ベルトプライ２４Ｆのプライ端２４Ｆｅがショルダー部付近の中でもより歪みの小さい位置に配置されることになり、タイヤ径方向最外の第６ベルトプライ２４Ｆのプライ端２４Ｆｅからの亀裂の発生が効果的に抑えられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに係り、特に、建設車両に好適な空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築現場のように岩石、釘等が散在する場所で使用される建設車両用の空気入りタイヤは、負担荷重が大きく、トレッド部への負担が大きい。
【０００３】
図５に示すように、従来の空気入りタイヤ１００では、カーカス１２のタイヤ径方向外側には、複数枚のプライ２４Ａ〜２４Ｄからなる主交錯ベルト層１６が設けられており、この主交錯ベルト層１６を高伸張性のコードを含む複数枚のベルトプライ２４Ｅ、２４Ｆからなる保護層ベルト１８で覆うことで、主交錯ベルト層１６のベルト端の歪みを抑制し、ベルト耐久性を向上していた（例えば、特許文献１等）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４６０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の空気入りタイヤ１００においては、タイヤ径方向最外側の保護層ベルト１８の最外のベルトプライ２４Ｆが最外から２番目のベルトプライ２４Ｅよりも幅が狭く、かつ最外のベルトプライ２４Ｆのプライ端２４Ｆｅが、ＺＲ剪断歪みの大きい位置に配置されていたため、該プライ端２４Ｆｅから亀裂１０２が発生してトレッドのセパレーションに至る場合があった。
【０００６】
なお、ここでいうＺＲ剪断歪みとは、図５に示すようなタイヤ回転軸に沿った（幅方向及び径方向の）断面内で作用する剪断歪みのことを指す。
【０００７】
建設車両用等の空気入りタイヤで、特に、トレッドのゴムの厚さが厚く、ラグパターンのブロック部分のラグ周方向長さの長いものや、溝の無いスムースパターンなどで、転動時に、タイヤトレッドの周方向の変形が少なく、トレッドゴムのタイヤ幅方向の変形が相対的に大きいパターンのものでは、ＺＲ剪断歪みが堅著に表れる問題がある。
【０００８】
プライ端２４Ｆｅからの亀裂１０２は、このＺＲ剪断歪みが大きい部分にプライ端２４Ｆｅが位置することにより誘発されるため、プライ端２４ＦｅをＺＲ剪断歪みの大きい部分から遠ざけるように配置する必要がある。
【０００９】
このため、ベルト層の最外のベルトプライ２４Ｆを幅広にすることが考えられるが、単純に幅を広げると余分な材料を使用することでコスト増加を引き起こすことになる。
【００１０】
特に、超大型の建設車両用の空気入りタイヤ等では、サイズによってはプライの裁断幅が裁断機の限界を超えるケースもあり、新たな大型の裁断機を設置しなければならないなど多大な設備投資が必要となるケースがある。
【００１１】
本発明は上記事実を考慮し、プライの使用量を最小限に抑えつつベルトのプライ端からの亀裂の発生を抑えることのできる、空気入りタイヤを得ることが目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビードコアと、一対のビードコアにトロイド状に跨がるカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に対して傾斜する複数本の非伸張性の第１のコードをゴム被覆した第１のプライの２枚以上から構成され、隣接するプライ同士では前記コードの方向が互いに交差する主交錯ベルト層と、前記主交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に対して傾斜する複数本の高伸張性の第２のコードをゴム被覆した第２のプライの１枚以上から構成される保護層ベルトと、前記保護層ベルトのタイヤ径方向外側に配置されトレッドゴム層と、を有し、タイヤ径方向最外側の前記第２のプライは、タイヤ径方向内側に隣接して重なっている前記第２プライまたは前記第１のプライよりも幅広に設定されており、かつ、その幅がトレッド接地最大幅の６５〜９０％であり、さらに、タイヤ径方向内側に隣接する前記第２プライまたは前記第１のプライのプライ端よりもタイヤ幅方向外側に突出した部分が、前記プライ端よりもタイヤ赤道面側の部分の仮想延長線に対してタイヤ径方向内側に偏倚している、ことを特徴としている。
【００１３】
次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１４】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、保護層ベルトのタイヤ径方向最外の第２のプライは、タイヤ径方向内側に隣接して重なっている第２プライまたは第１のプライよりも幅広に設定されており、かつ、その幅がトレッド接地最大幅の６５〜９０％であり、さらに、タイヤ径方向内側に隣接する第２プライまたは第１のプライのプライ端よりもタイヤ幅方向外側に突出した部分が、上記プライ端よりもタイヤ赤道面側の部分の仮想延長線よりもタイヤ径方向内側に偏倚しているので、タイヤ径方向最外の第２のプライのプライ端がショルダー部付近の中でもより歪みの小さい位置に配置されることになり、タイヤ径方向最外の第２のプライのプライ端からの亀裂の発生が抑えられるようになる。
【００１５】
なお、タイヤ径方向最外の第２のプライの幅がトレッド接地最大幅の６５％未満では、保護層としての効果が小さくなり、カット貫通し易くなる。
【００１６】
一方、タイヤ径方向最外の第２のプライの幅がトレッド接地最大幅の９０％を越えると、効果は頭打ちで、必要以上に材料を使用するので無駄である。
【００１７】
なお、ここでいう非伸張性とは、破断時の伸びが４％未満であることをいう。
【００１８】
一方、高伸張性とは、破断時の伸びが４％以上であることをいう。
【００１９】
また、トレッド接地最大幅とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ（２００２年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、該ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときに得られる接地部分のタイヤ軸方向に沿って計測した最大幅のことである。
【００２０】
また、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときの、トレッド接地端を通り、かつタイヤ内周面の接線に対して直角とされた法線上で測定した前記タイヤ内周面と前記トレッド接地端との距離をＧｔ、前記法線上で測定した前記タイヤ内周面とタイヤ径方向最外側の前記第２のプライの厚み中心部までの距離をＧｂとしたときに、Ｇｂ／Ｇｔ＝０．３０〜０．３５を満足する、ことを特徴としている。
【００２２】
次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２３】
Ｇｂ／Ｇｔが０．３０未満になると、他のベルトプライと干渉する虞がある。これにより剪断歪みが大きくなりセパレーション発生の懸念がある。
【００２４】
一方、Ｇｂ／Ｇｔが０．３５を越えると、歪みが増加し、セパレーション発生の懸念がある。
【００２５】
したがって、Ｇｂ／Ｇｔ＝０．３０〜０．３５を満足することが好ましい。
【００２６】
なお、ここでいう接地端とは、上述したトレッド接地最大幅を示すトレッド端位置のことである。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ径方向最外側の前記第２のプライの第２のコードと、タイヤ径方向最外側から２番目の前記第２プライの第２のコード、または前記第１のプライの前記第１のコードとのコード間距離をＡとしたときに、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第２プライの場合には、前記コード間距離Ａは２〜６ｍｍの範囲内、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第１プライの場合には、前記コード間距離Ａは５〜１５ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴としている。
【００２８】
次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２９】
タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第２プライの場合、コード間距離Ａが２ｍｍ未満になると、コードが接触する虞があり、コード切れを発生する懸念がある。
【００３０】
一方、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第２プライの場合、コード間距離Ａが６ｍｍを越えると、径成長が大きくなり、歪みが大きくなる。また、発熱についても悪影響を及ぼす。
【００３１】
したがって、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第２プライの場合、コード間距離Ａは２〜６ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３２】
次に、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第１プライの場合、コード間距離Ａが５ｍｍ未満になると、層間剪断歪みが増加し、セパレーション発生の懸念がある。
【００３３】
一方、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第１プライの場合、コード間距離Ａが１５ｍｍを越えると、径成長が大きくなり、歪みが大きくなる。また、発熱についても悪影響を及ぼす。
【００３４】
したがって、タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第１プライの場合、コード間距離Ａは５〜１５ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の空気入りタイヤの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００３６】
図１に示される如く、空気入りタイヤ１０は、充填された空気による内圧を保持するカーカス１２を備えている。
【００３７】
カーカス１２は、スチールコードにより形成されるカーカスコード（図示省略）をタイヤ回転軸を中心として放射状に配列しゴム層で被覆したカーカスプライによって構成されている。
【００３８】
カーカス１２は、ビード部１３に埋設されタイヤ軸回りにリング状に形成されたビードコア１４のタイヤ幅方向内側から外側へ向けてその端部付近が巻付けられ折り返されている。
【００３９】
図１、及び図２に示すように、カーカス１２のタイヤ径方向外側には、ベルト層１５が設けられている。
【００４０】
このベルト層１５は、タイヤ径方向内側の主交錯ベルト層１６と、タイヤ径方向外側の保護層ベルト１８とから構成されている。
【００４１】
また、保護層ベルト１８のタイヤ径方向外側には、厚肉のトレッドゴム層２０が設けられている。
【００４２】
トレッドゴム層２０には、ラグ溝等の溝が形成されていても良く、溝が形成されていなくても良く（所謂スムースパターン）、トレッドのネガティブ率は３０％以内が好ましい。
【００４３】
なお、カーカス１２のタイヤ軸方向外側には、トレッドゴム層２０の両端部より、ビード部１３へ延在するサイドゴム層２２が設けられている。
（主交錯ベルト層）
主交錯ベルト層１６は、本実施形態では、タイヤ内側から第１ベルトプライ２４Ａ、第２ベルトプライ２４Ｂ、第３ベルトプライ２４Ｃ、第４ベルトプライ２４Ｄの４枚のベルトプライから構成されている。
【００４４】
これら第１ベルトプライ２４Ａ〜第４ベルトプライ２４Ｄは、何れもスチールコード等の非伸張性のコードを複数本並べてゴム被覆した構造のものであり、隣接するプライ同士では、コードがタイヤ赤道面ＣＬに対して互いに反対方向に傾斜している。
【００４５】
第１ベルトプライ２４Ａ〜第４ベルトプライ２４Ｄに用いるコードとしては、スチールコード等で、破断強度が２５０〜２２５０ｋｇのものが好ましく、タイヤ赤道面ＣＬに対して１５〜４０°の範囲内で傾斜していることが好ましい。
【００４６】
また、第１ベルトプライ２４Ａ〜第４ベルトプライ２４Ｄにおいて、コードの打込み本数は４〜１２本／２５ｍｍが好ましい。
（保護層ベルト）
保護層ベルト１８は、本実施形態では、第５ベルトプライ２４Ｅ、及び第６ベルトプライ２４Ｆの２枚のベルトプライから構成されている。
【００４７】
これら第５ベルトプライ２４Ｅ、及び第６ベルトプライ２４Ｄは、高伸張性のコードを複数本並べてゴム被覆した構造のものであり、隣接するプライ同士では、コードがタイヤ赤道面ＣＬに対して互いに反対方向に傾斜している。
【００４８】
第５ベルトプライ２４Ｅ、及び第６ベルトプライ２４Ｄに用いるコードとしては、主交錯ベルト層１６のコードよりも伸び易い、例えば、破断時の伸びが４％以上の特性を有する高伸張性のコードで、破断強度が２００〜３００ｋｇのものが好ましく、タイヤ赤道面ＣＬに対して２０〜３０°の範囲内で傾斜していることが好ましい。
【００４９】
また、第５ベルトプライ２４Ｅ、及び第６ベルトプライ２４Ｆにおいて、コードの打込み本数は６．５〜９．５本／２５ｍｍが好ましい。
【００５０】
タイヤ径方向最外の第６ベルトプライ２４Ｆは、タイヤ径方向内側に隣接している第５ベルトプライ２４Ｅよりも幅広に設定されており、かつ、タイヤ回転軸に沿って計測した幅ＢＷがトレッド接地最大幅ＴＷの６５〜９０％であり、さらに、第５ベルトプライ２４Ｅのプライ端２４Ｅｅよりもタイヤ幅方向外側に突出した部分が、上記プライ端２４Ｅｅよりもタイヤ赤道面側の部分の仮想延長線ＦＬよりもタイヤ径方向内側に偏倚している。
【００５１】
さらに、タイヤ回転軸に沿った断面で見たときの、トレッド接地端２０Ｅを通り、かつタイヤ内周面の接線ＳＬに対して直角とされた法線ＨＬ上で測定したタイヤ内周面１０Ａとトレッド接地端２０Ｅとの距離をＧｔ、該法線上ＨＬで測定したタイヤ内周面１０Ａとタイヤ径方向最外側の第６ベルトプライ２４Ｆの厚み中心部までの距離をＧｂとしたときに、Ｇｂ／Ｇｔ＝０．３０〜０．３５を満足することが好ましい。
【００５２】
なお、ベルト層１５において、本実施形態のように最外の第６ベルトプライ２４Ｆのコード２５Ｆと、最外から２番目の第５ベルトプライ２４Ｅのコード２５Ｅが高伸張コードである場合、図３に示すように、最外の第６ベルトプライ２４Ｆのコード２５Ｆと、最外から２番目の第５ベルトプライ２４Ｅのコード２５Ｅとのコード間距離Ａは、２〜６ｍｍの範囲内が好ましい。
（作用）
次に、本実施例の空気入りタイヤ１０作用を説明する。
【００５３】
本実施例の空気入りタイヤ１０では、タイヤ径方向最外の第６ベルトプライ２４Ｆは、タイヤ径方向内側に隣接している第５ベルトプライ２４Ｅよりも幅広に設定されており、かつ、その幅がトレッド接地最大幅の６５〜９０％である。
【００５４】
第６ベルトプライ２４Ｆは、第５ベルトプライ２４Ｅのプライ端２４Ｅｅよりもタイヤ幅方向外側に突出した部分が、プライ端２４Ｅｅよりもタイヤ赤道面側の部分（第６ベルトプライ２４Ｆの）の仮想延長線ＦＬよりもタイヤ径方向内側に偏倚しているので、第６ベルトプライ２４Ｆのプライ端２４Ｆｅがショルダー部付近の中でもより歪みの小さい位置に配置されることになり、タイヤ径方向最外の第６ベルトプライ２４Ｆのプライ端２４Ｆｅからの亀裂の発生が効果的に抑えられる。
【００５５】
なお、トレッドのネガティブ率が３０％以下で、トレッドゴム層２０のゴム厚さが厚い場合、例えば１１０ｍｍ以上、かつタイヤ赤道面上でのゴム厚さ／タイヤの断面高さ（セクションハイト）が０．１３以上の場合では、本願発明は特に有効である。
【００５６】
なお、タイヤ径方向最外の第６ベルトプライ２４Ｆの幅ＢＷがトレッド接地最大幅ＴＷの６５％未満では、保護層としての効果が小さくなり、カット貫通し易くなる。
【００５７】
一方、第６ベルトプライ２４Ｆの幅ＢＷがトレッド接地最大幅ＴＷの９０％を越えると、効果は頭打ちで、必要以上に材料を使用するので無駄である。
【００５８】
また、距離Ｇｔと距離Ｇｂとの比Ｇｂ／Ｇｔが３．０未満になると、他のベルトプライと干渉する虞がある。これにより剪断歪みが大きくなりセパレーション発生の懸念がある。
【００５９】
一方、Ｇｂ／Ｇｔが０．３５を越えると、歪みが増加し、セパレーション発生の懸念がある。
【００６０】
第６ベルトプライ２４Ｆと第５ベルトプライ２４Ｅとのコード間距離Ａが２ｍｍ未満になると、コードが接触する虞があり、コード切れを発生する懸念がある。
【００６１】
一方、第６ベルトプライ２４Ｆと第５ベルトプライ２４Ｅとのコード間距離Ａが６ｍｍを越えると、径成長が大きくなり、歪みが大きくなる。また、発熱についても悪影響を及ぼす。
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、保護層ベルト１８が２層であったが、少なくとも１層有れば良く、３層以上で有っても良い。
【００６２】
ここで、最外側が高伸張コードを有するベルトプライで、最外側から２番目のプライが非伸張性コードを有するプライの場合（例えば、保護層ベルト１８が１層の場合）、最外のベルトプライのコードと、最外から２番目のベルトプライのコードとのコード間距離Ａは、５〜１５ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００６３】
この場合、コード間距離Ａが５ｍｍ未満になると、層間剪断歪みが増加し、セパレーション発生の懸念がある。
【００６４】
一方、コード間距離Ａが１５ｍｍを越えると、径成長が大きくなり、歪みが大きくなる。また、発熱についても悪影響を及ぼす。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤ、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤ、及び比較例に係る空気入りタイヤをそれぞれ用意し、実車にて耐久試験を行いプライ端からの亀裂進展速度を調べた。
実施例の空気入りタイヤ：前述した実施形態の構造を有する空気入りタイヤ。
比較例の空気入りタイヤ：実施例の空気入りタイヤと同様の寸法のベルトプライを備えるが、図４に示すように、最外の第６ベルトプライ２４Ｆの端部付近が下がっていない。
【００６５】
従来例の空気入りタイヤ：従来技術で説明した図５に示す構造の空気入りタイヤ。
【００６６】
試験方法、及び評価方法：試験タイヤを装着したホイールローダーを悪路にて走行させた。評価は２０００ｈ後にタイヤを分解して亀裂長さを測定し、従来例の亀裂長さの逆数を１００とする指数表示とした。なお、数値が大きいほど性能が良いことを表す。
【００６７】
タイヤサイズ：５５．５／８０Ｒ５７
なお、試験結果は以下の表１に記載した通りである。
【００６８】
【表１】

試験の結果、本発明の適用された実施例１，２の空気入りタイヤは、従来例、及び比較例の空気入りタイヤに比較して亀裂進展速度が大幅に減少していることが分かる。
【００６９】
【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、部材の使用量を最小限に抑えつつベルトのプライ端からの亀裂の発生を抑えることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す空気入りタイヤのショルダー部付近の拡大断面図である。
【図３】ベルトプライの断面図である。
【図４】比較例に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。
【図５】従来例に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０空気入りタイヤ
１２カーカス
１４ビードコア
１６主交錯ベルト層
１８保護層ベルト
２０トレッドゴム層
２４Ａ第１ベルトプライ（第１のプライ）
２４Ｂ第２ベルトプライ（第１のプライ）
２４Ｃ第３ベルトプライ（第１のプライ）
２４Ｄ第４ベルトプライ（第１のプライ）
２４Ｅ第５ベルトプライ（第２のプライ）
２４Ｆ第６ベルトプライ（第２のプライ）
２５Ｅコード（第２のコード）
２５Ｆコード（第２のコード）

Claims

一対のビードコアと、
一対のビードコアにトロイド状に跨がるカーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に対して傾斜する複数本の非伸張性の第１のコードをゴム被覆した第１のプライの２枚以上から構成され、隣接するプライ同士では前記コードの方向が互いに交差する主交錯ベルト層と、
前記主交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に対して傾斜する複数本の高伸張性の第２のコードをゴム被覆した第２のプライの１枚以上から構成される保護層ベルトと、
前記保護層ベルトのタイヤ径方向外側に配置されトレッドゴム層と、
を有し、
タイヤ径方向最外側の前記第２のプライは、タイヤ径方向内側に隣接して重なっている前記第２プライまたは前記第１のプライよりも幅広に設定されており、かつ、その幅がトレッド接地最大幅の６５〜９０％であり、さらに、タイヤ径方向内側に隣接する前記第２プライまたは前記第１のプライのプライ端よりもタイヤ幅方向外側に突出した部分が、前記プライ端よりもタイヤ赤道面側の部分の仮想延長線に対してタイヤ径方向内側に偏倚している、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤ回転軸に沿った断面で見たときの、トレッド接地端を通り、かつタイヤ内周面の接線に対して直角とされた法線上で測定した前記タイヤ内周面と前記トレッド接地端との距離をＧｔ、前記法線上で測定した前記タイヤ内周面とタイヤ径方向最外側の前記第２のプライの厚み中心部までの距離をＧｂとしたときに、Ｇｂ／Ｇｔ＝０．３０〜０．３５を満足する、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ径方向最外側の前記第２のプライの第２のコードと、タイヤ径方向最外側から２番目の前記第２プライの第２のコード、または前記第１のプライの前記第１のコードとのコード間距離をＡとしたときに、
タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第２プライの場合には、前記コード間距離Ａは２〜６ｍｍの範囲内、
タイヤ径方向最外側から２番目のプライが第１プライの場合には、前記コード間距離Ａは５〜１５ｍｍの範囲内に設定されている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。