JP2008285068A

JP2008285068A - 建設車両用重荷重ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2008285068A
Application number: JP2007133121A
Authority: JP
Inventors: Akira Sasaki; 晃佐々木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: JP5097440B2

Abstract

【課題】高馬力の入力に対しても早期のセパレーション故障を回避して、ビード部の耐久性を確保することができる建設車両用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ワイヤチェーファ６に配列されたスチールコードのコード径を1.5〜2.0mmとするとともに、前記ワイヤチェーファ６全体に占めるスチールコードの体積比率を0.25〜0.45とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、横断面輪郭が六角形状のビードコアを、その底辺と、使用リムのビードシート部との角度差が2°以内となるよう配置した一対のビード部と、前記ビード部の一方から他方へ延び前記ビードコアの周りに幅方向内側から外側に巻き返したラジアルカーカスと、このラジアルカーカスの外側に配置され、多数のスチールコードを配列してなる少なくとも１層のワイヤチェーファと、前記ビード部のリム接触面に配置されたゴムチェーファとを具えた建設車両用重荷重ラジアルタイヤに関し、特に、高馬力の入力に対してもビード部の耐久性を確保することができるものに関する。

建設車両に装着されるラジアルタイヤのビード部にはリムとの相互間に起こりがちな滑り（リムずれ）を防止する観点から高硬度のゴムチェーファーが配置され、また、高馬力の入力に対して周方向の剛性を確保するため、スチールコードを配列したワーヤチェーファがビードコアの周辺に配置される。

このようなビード部を有する建設車両用重荷重ラジアルタイヤにおいては、高馬力の負荷入力に対して、ワイヤチェーファを基点とするセパレーションが早期に発生しまうという問題があった。これに対して、ゴムチェーファのゴム硬度を最適化したりビードコア周辺の部材の剛性の違いを吸収する変形吸収ゴムを配置したり、ビード部のリムへの装着に際してのコンプレッション比率を最適化する等の提案がなされているが（例えば、特許文献１参照。）、十分な効果は未だ得られていない。

特開２００６−０２１５８８号公報

本発明は、セパレーション故障の原因は、ワイヤチェーファの一部のスチールコードで発生したセパレーションの核が、これに隣接するスチールコードへと拡大してゆくからであり、その対策として、スチールコードからスチールコードへのセパレーションの拡大を抑制する点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、高馬力の入力に対しても早期のセパレーション故障を回避してビード部の耐久性を確保することができる建設車両用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

＜１＞は、横断面輪郭が六角形状のビードコアを、その底辺と、使用リムのビードシート部との角度差が2°以内となるよう配置した一対のビード部と、前記ビード部の一方から他方へ延び前記ビードコアの周りに幅方向内側から外側に巻き返したラジアルカーカスと、このラジアルカーカスの外側に配置され、多数のスチールコードを配列してなる少なくとも１層のワイヤチェーファと、前記ビード部のリム接触面に配置されたゴムチェーファとを具えた建設車両用重荷重ラジアルタイヤにおいて、
前記ワイヤチェーファに配列されたスチールコードのコード径を1.5〜2.0mmとするとともに、前記ワイヤチェーファ全体に占めるスチールコードの体積比率を0.25〜0.45としてなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜２＞は、＜１＞において、前記ワイヤチェーファを、タイヤ幅方向断面において、少なくとも、前記ビードコアの、幅方向外端からビードコア幅方向中心線上の半径方向内側表面までの領域を覆うよう配置してなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記ワイヤチェーファを、周方向に沿って分割された複数枚で構成してなるの建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記ビードコアを、その底辺と、前記使用リムのビードシート部との角度差が0°となるよう配置してなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記ビード部のリムフランジ接触面に、タイヤの周方向に沿って延びる突起を設け、この突起を、タイヤ幅方向断面におけるビードコアの重心より半径方向内側に配置してなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜６＞は、＜１＞〜＜５＞のいずれかにおいて、前記ラジアルカーカスと前記ゴムチェーファとの間の、前記ワイヤチェーファを挟まない領域に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、前記ラジアルカーカスのコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層を設けてなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜７＞は、＜１＞〜＜６＞のいずれかにおいて、前記ワイヤチェーファと前記ゴムチェーファとの間に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、前記ワイヤチェーファのコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層を設けてなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤである。

＜１＞によれば、前記ワイヤチェーファに配列されたスチールコードのコード径を1.5〜2.0mmとするとともに、前記ワイヤチェーファ全体に占めるスチールコードの体積比率Vfを0.25〜0.45としたので、ワイヤチェーファの剛性を確保しつつ、隣接するスチールコードとスチールコードとの間を広げることができ、このことにより、セパレーションの故障の核が早期に拡大するの抑制することができる。

スチールコードの径を1.5mm未満とした場合には、ワイヤチェーファの剛性が十分ではなくなり、一方、これを2.0mmを越えるものとした場合には、ワイヤチェーファより半径方向内側に位置するゴムの厚さが薄くなってしまいワイヤチェーファのコーティングゴムにかかる剪断歪みが大きくなってしまい、このゴムの厚さを確保しようとすると、ビードコアの半径を大きくしなければならず、この場合ビードベース部でのリムへの接触圧が小さくなり耐リム滑り性が悪化する。

また、体積比率Vfを0.25未満とした場合には、スチールコードの断面割合が低下して剛性を十分確保することができず、一方、これを0.45を越えるものとした場合には、隣接するスチールコード同士の間隔が狭くなりセパレーション故障の拡大を抑制することがむつかしくなってしまう。

＜２＞によれば、前記ワイヤチェーファを、タイヤ幅方向断面において、少なくとも、前記ビードコアの、幅方向外端からビードコア幅方向中心線上の半径方向内側表面までの領域を覆うよう配置したので、この領域をゴムチェーファだけで覆う場合に対比して、ビードコアに付加される歪みをの一部をワイヤチェーファで負担することになり、ビードコアに係る歪みを低減してビード部の耐久性を向上させることができる。

＜３＞によれば、前記ワイヤチェーファを、周方向に沿って分割された複数枚で構成したので、所定長さのワイヤチェーファ要素を形成途中の生タイヤ構成部材の周方向に沿ってに貼り付けてゆけばよく、生タイヤを容易に成型することができ、生タイヤをより効率よく、また品質上もより安定的に成型することができる。

＜４＞によれば、前記ビードコアを、その底辺と、前記使用リムのビードシート部との角度差が0°となるよう配置したので、ビード部におけるビードコアの半径方向内側部分の厚さを均一化し、よって、部分的に高い応力が生じるの防止し、ビード部の耐久性をさらに高めることができる。

＜５＞によれば、前記ビード部のリムフランジ接触面に、タイヤの周方向に沿って延びる突起を設け、この突起を、タイヤ幅方向断面におけるビードコアの重心より半径方向内側に配置したので、詳細を後述するように、ワイヤチェーファの界面での断面内剪断歪みを抑制し、このことによって、ビード部の耐久性を一層向上させることがでる。

＜６＞によれば、前記ラジアルカーカスと前記ゴムチェーファとの間の、前記ワイヤチェーファを挟まない領域に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、前記ラジアルカーカスのコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層を設けたので、ゴムチェーファとラジアルカーカスとの剛性段差を緩和し、これによりラジアルカーカスのコーティングゴム内の剪断歪みを低減し、セパレーション故障をさらに効果的に抑えることができる。

＜７＞によれば、前記ワイヤチェーファと前記ゴムチェーファとの間に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、前記ワイヤチェーファのコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層を設けたので、ゴムチェーファとワイヤチェーファとの剛性段差を緩和し、これによりワイヤチェーファのコーティングゴム内の剪断歪みを低減し、セパレーション故障をなお一層効果的に抑制することができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る実施形態の建設車両用重荷重ラジアルタイヤを使用リムに組み付けた状態のビード部を示す断面図であり、建設車両用重荷重ラジアルタイヤは、横断面輪郭が六角形状のビードコア１を、その底辺１１の、使用リム２のビードシート部１２との角度差が2°以内となるよう配置した一対のビード部３と、ビード部３の一方から他方へ延びビードコア１の周りに幅方向内側から外側に巻き返したラジアルカーカス４と、ラジアルカーカス４の外側に配置され、多数のスチールコードを配列してなる少なくとも１層のワイヤチェーファ５と、ビード部３のリム接触面１３に配置されたゴムチェーファ６とを具えて構成される。

本発明の建設車両用重荷重ラジアルタイヤは、このように構成されたビード部３に配置されたワイヤチェーファ５において、これを構成するスチールコードの直径が、1.5〜2.0mmの範囲であって、かつ、ワイヤチェーファ５全体の体積に占めるスチールコードの体積の比率が0.25〜0.45の範囲にあることを特徴とするものである。

すなわち、図２に、ワイヤチェーファ５の一部を模式的な斜視図で示すように、スチールコードの直径をDとして、スチールコード１５の中心間距離をＭとし、ワイヤチェーファ５全体の体積に占めるスチールコードの体積の比率をVfとしたとき、ワイヤチェーファ５は式（１）および（２）を満足するよう構成されている。

0.25mm≦D≦0.45mm （１）
0.25≦Vf≦0.45 （２）
Vf＝π(D/2)²/(DxM) （３）

上記は、Vfを0.45以下となるよう、スチールコード１５の体積比率を下げることにより、スチールコード１５同士に間隔を広げるとともに、コード直径を一定にしたまま、Vfを小さくした場合には、ワイヤーチェーファ５の単位幅当たりのスチールコード１５の総断面積が減少し剛性が低下してしまうため、これを補償する目的でコードの直径を0.25mmより大きくするものであり、このことによって、ワイヤチェーファ５の1カ所で発生したセパレーションの核の周囲への伝搬を抑えることができる。

また、ワイヤチェーファは、図１に示すように、少なくとも、ビードコア１の、幅方向外端P₁からビードコア幅方向中心線L上の半径方向内側表面の点P₂までの領域を覆うよう配置するのが好ましく、このことによって、この領域をゴムチェーファだけで覆う場合に対比して、ビードコアに付加される歪みをの一部をワイヤチェーファで負担することになり、ビードコアに係る歪みを低減してビード部の耐久性を向上させることができる。

ワイヤチェーファ５は、図３に示すように、これを周方向に沿って、例えば、30°ずつ分割された12枚の要素５ａを貼り合わせて構成するのが好ましく、このことによって、生タイヤをより効率よく、また品質上もより安定的に成型することができる。

また、ビードコア３を、その底辺１１の、使用リム２のビードシート部１２との角度差が0°となるように、すなわち、底辺１１とビードシート部１２とが平行となるように配置するのが好ましく、このことによって、応力を平均化し、ビード３部の耐久性を向上させることができる。

さらに、図４に示すように、ビード部３のリムフランジ接触面１３Ａに、タイヤの周方向に沿って延びる突起１８を設け、この突起１８を、タイヤ幅方向断面におけるビードコア１の重心Ｇより半径方向内側に配置するのが好ましく、突起部分における接触圧力を高めることにより、ビードベース部１３Ｂの圧縮によりヒール側に向かって押し出されようとするゴムの移動を抑制し、ビード部３とリムとの接触力を高め、また、ワイヤチェーファ５の界面における剪断歪みを抑えることができる。

ここで、前記ラジアルカーカス４とゴムチェーファ６との間の、ワイヤチェーファ５を挟まない領域に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、ラジアルカーカス４のコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層１５を設けるのが好ましく、このことによって、ゴムチェーファ６とラジアルカーカス４との剛性段差を緩和し、ラジアルカーカス４のコーティングゴム内の剪断歪みを低減し、セパレーション故障をさらに効果的に抑えることができる。

さらに、ワイヤチェーファ５とゴムチェーファ６との間に、JIS A硬度がゴムチェーファ６のJIS A硬度より低く、ワイヤチェーファ５のコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層１６を設けるのが好ましく、このことによって、ゴムチェーファ６とワイヤチェーファ５との剛性段差を緩和し、ワイヤチェーファ５のコーティングゴム内の剪断歪みを低減し、セパレーション故障を効果的に抑えることができる。

ワイヤチェーファの構成だけが互いに異なるビード部を有する複数のタイヤ（従来例１、従来例２、実施例）を試作し、これらをドラム試験機を用いてビード部の耐久性を評価した。そして、耐久評価後のワイヤーチェーファに生じた亀裂の深さ方向断面のサンプルを作成しその亀裂部分の面積で定義される亀裂進展度合いを測定し、これを従来タイヤを100とする亀裂進展INDEXで表した。亀裂進展INDEXが大きい方が亀裂の進行が速く耐久性が低いことを表す。ワイヤチェーファの諸元および測定された亀裂進展INDEXを表１に示す。
なお、体積比率Vfが0.25未満のものは、亀裂進展INDEXは良好な値を示すものの、ワイヤチェーファの機能を果たさなくなるので実験の対象からは除外した。

なお、試験に供したタイヤのサイズは、ORR59/80R63であり、用いたリムは、このサイズに対応するTRAにて定められた5°テーパリムである。また、内圧は、500kPaとし、負荷は、TRAで定められる最大負荷荷重の100〜160％の範囲で10%ずつ段階的に増加させてゆくように設定した。

本発明に係る実施形態のタイヤのビード部を示す断面図である。ワイヤチェーファの一部を模式的に示す斜視図である。ワイヤチェーファをタイヤ軸線方向から見たときの模式図である。ビード部のリムフランジとの接触面の部分を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ビードコア
２リム
３ビード部
４ラジアルカーカス
５ワイヤチェーファ
５ａワイヤチェーファの周方向要素
６ゴムチェーファ
１１ビードコアの底面
１２リムのビードシート部
１３リム接触面
１３A リムフランジ接触面
１３B ビードベース部
１８突起
Ｇビードコアの重心

Claims

横断面輪郭が六角形状のビードコアを、その底辺と、使用リムのビードシート部との角度差が2°以内となるよう配置した一対のビード部と、前記ビード部の一方から他方へ延び前記ビードコアの周りに幅方向内側から外側に巻き返したラジアルカーカスと、このラジアルカーカスの外側に配置され、多数のスチールコードを配列してなる少なくとも１層のワイヤチェーファと、前記ビード部のリム接触面に配置されたゴムチェーファとを具えた建設車両用重荷重ラジアルタイヤにおいて、
前記ワイヤチェーファに配列されたスチールコードのコード径を1.5〜2.0mmとするとともに、前記ワイヤチェーファ全体に占めるスチールコードの体積比率を0.25〜0.45としてなる建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。
前記ワイヤチェーファを、タイヤ幅方向断面において、少なくとも、前記ビードコアの、幅方向外端からビードコア幅方向中心線上の半径方向内側表面までの領域を覆うよう配置してなる請求項１に記載の建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。
前記ワイヤチェーファを、周方向に沿って分割された複数枚で構成してなる請求項１もしくは２に記載の建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。
前記ビードコアを、その底辺と、前記使用リムのビードシート部との角度差が0°となるよう配置してなる請求項１〜３のいずれかに記載の建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。
前記ビード部のリムフランジ接触面に、タイヤの周方向に沿って延びる突起を設け、この突起を、タイヤ幅方向断面におけるビードコアの重心より半径方向内側に配置してなる請求項１〜４のいずれかに記載の建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。
前記ラジアルカーカスと前記ゴムチェーファとの間の、前記ワイヤチェーファを挟まない領域に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、前記ラジアルカーカスのコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層を設けてなる請求項１〜５のいずれかに記載の建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。
前記ワイヤチェーファと前記ゴムチェーファとの間に、JIS A硬度が前記ゴムチェーファのJIS A硬度より低く、前記ワイヤチェーファのコーティングゴムのJIS A硬度より高い変形吸収ゴム層を設けてなる請求項１〜６のいずれかに記載の建設車両用重荷重ラジアルタイヤ。