JP2009067321A

JP2009067321A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2009067321A
Application number: JP2007240106A
Authority: JP
Inventors: Hideki Masubuchi; 英樹増渕
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】荒地走行時等において路面上の鈍角的および鋭角的な突起物に起因してベルト層に生ずる切れ目や穿孔等の損傷に対する耐性、いわゆる耐カット性を向上させた重荷重用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１１と、サイドウォール部１２およびビード部１３とからなり、これら各部を補強するカーカス２と、その外周に配置されてトレッド部を強化する６層のベルト層３とを備える重荷重用空気入りタイヤである。６層のベルト層を内層側から順次第１〜第６ベルト層としたとき、第１および第２ベルト層が同一のベルト材からなり、第３および第４ベルト層が同一のベルト材からなり、タイヤ周方向に対し第３および第４ベルト層のなす角度が、タイヤ周方向に対し第１および第２ベルト層のなす角度より大きく、かつ、第３および第４ベルト層のベルト強度に対する第１および第２ベルト層のベルト強度の比が、０．７以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、重荷重用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、輸送用車両や建設・建造機械等の重車両に装着して用いられる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、建設車両用タイヤは、荒れた地表上で重い負荷の下に使用されることから、突起物を踏むことによりタイヤが修復不可能な損傷を受けることがある。このような損傷に対する耐カット性を向上させる技術として、少なくともトレッド部に一番近い保護ベルト層に、いわゆるハイエロンゲーションコード（高伸長コード）を適用することが公知となっている。

また、耐カット性の向上に関しては、例えば、特許文献１に、少なくとも４層のベルトのうち外層群のベルトプライのスチールコードを内層群のベルトプライのスチールコードに比して断面積を大きくし、外層群の内の少なくとも１枚のベルトプライのスチールコードを構成するフィラメントを太径とし、太径とされたフィラメントから構成されるスチールコードの断面２次モーメントＩと断面積Ａとの比Ｉ／Ａを４．５×１０^−３ｍｍ^２以上とすることで、他性能を落とさずに重荷重用ラジアルタイヤの耐カット性を向上させる技術が開示されている。
特開平７−１７２１１号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、従来の重荷重用空気入りタイヤは、以下のような状況下において、必ずしも満足の得られるものではなかった。すなわち、荒地走行を強いられる重荷重用タイヤのベルト層、特に、タイヤ内層側に位置する第１および第２ベルト層は、比較的鈍角的な突起物を踏んだ場合には大きく曲げられることになり、これらベルト層の補強スチールコードがコード軸方向引張り入力で先行的にコード破断をきたすことが多く見られる。一方、比較的鋭角的な突起物を踏んだ場合には、ベルト層は局所的に曲げられることになり、突起物からのせん断力により、特に、タイヤ外層側に位置する第６および第５ベルト層から、やはりコード破断をきたすことが多く見られる。

したがって、上記のような鈍角的および鋭角的な突起物に起因するベルト層のコード破断をいずれも防止して、より耐カット性に優れた重荷重用空気入りタイヤを実現することが求められている。

そこで本発明の目的は、荒地走行時等において、路面上の鈍角的および鋭角的な突起物に起因してベルト層に生ずる切れ目や穿孔等の損傷に対する耐性、いわゆる耐カット性を向上させた重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、複数層にて配設する各ベルト層のベルト強度を所定の比を満足するよう設定し、好適にはさらに、ベルト層において、コード軸方向の破断強力に対するコード半径方向の破断強力の値を所定に高めることで、上記課題を解決し得ることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部と、その両側に連なる一対のサイドウォール部およびビード部とからなり、これら各部を該ビード部内にそれぞれ埋設された一対のビードコア間にわたり補強する１層のカーカスと、該カーカスの外周に配置されて前記トレッド部を強化するゴム被覆スチールコードからなる６層のベルト層とを備える重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記６層のベルト層を内層側から順次第１〜第６ベルト層としたとき、第１および第２ベルト層が同一のベルト材からなり、第３および第４ベルト層が同一のベルト材からなり、タイヤ周方向に対し第３および第４ベルト層のなす角度が、タイヤ周方向に対し第１および第２ベルト層のなす角度より大きく、かつ、
第３および第４ベルト層のベルト強度に対する第１および第２ベルト層のベルト強度の比が、０．７以上、好適には０．８〜１．２であることを特徴とするものである。

本発明のタイヤにおいては、少なくとも第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード軸方向破断強力に対するコード単位面積当りのコード半径方向破断強力の比が、０．２以上、特には０．２１〜０．２６であることが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、鈍角的および鋭角的な突起物の双方に対する耐カット性を向上させた重荷重用空気入りタイヤを実現することが可能となった。

以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適例に係る重荷重用空気入りタイヤの断面図を示す。図示するように、本発明の重荷重用空気入りタイヤ１０は、トレッド部１１と、その両側に連なる一対のサイドウォール部１２およびビード部１３とからなり、これら各部をビード部１３内にそれぞれ埋設された一対のビードコア１間にわたり補強する、ラジアル方向に配列されたゴム被覆スチールコードからなる１層のカーカス２と、その外周に配置されてトレッド部１１を強化するゴム被覆スチールコードからなる６層のベルト層３とを備えている。

本発明のタイヤ１０においては、６層のベルト層３を内層側から順次第１〜第６ベルト層としたとき、第１および第２ベルト層が同一のベルト材からなるとともに、第３および第４ベルト層が同一のベルト材からなり、また、タイヤ周方向に対し第３および第４ベルト層のなす角度が、タイヤ周方向に対し第１および第２ベルト層のなす角度より大きく形成されている。ここで、ベルト層が同一のベルト材からなるとは、具体的には、同一の材質からなり同一コード構造を有するスチールコードを補強材とすることを意味する。

また、本発明においては、第３および第４ベルト層のベルト強度に対する第１および第２ベルト層のベルト強度の比を０．７以上、好適には０．８〜１．２の範囲内とすることが重要である。ここで、本発明においてベルト強度は、ベルトを構成するスチールコードのコード軸方向の破断強力×単位長さあたりの打込み数により定義される。したがって、ベルト強度を高めるためには、コード径を太くする等によりコード軸方向の破断強力を高めるか、または、単位長さあたりの打込み数を多くすればよい。

第１および第２ベルト層のベルト強度が、第３および第４ベルト層のベルト強度に対し０．７倍より小さいと、荒地走行時において突起物を踏んだ際に、第１および第２ベルト層が他のベルト層に比べ先行破断してしまい、走行不可能な損傷を受けてしまう。一方、第１および第２ベルト層のベルト強度を、第３および第４ベルト層のベルト強度に対し１．２倍より大きくしようとすると、コード径が大径化するとともに打込み数が増大することとなり、コード間の隙間が極端に狭くなって、走行に伴う歪みによりコード端部の亀裂が進展し易くなり、スチールコード／ゴム間の破壊の起点となるおそれがある。そのため、このベルト強度の比率は、１．２以下とすることが好ましい。

また、本発明においては、少なくとも第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード軸方向破断強力に対するコード単位面積当りのコード半径方向破断強力の比が、好適には０．２以上、より好適には０．２１〜０．２６の範囲内である。ここで、本発明においてコード単位面積当りの強力は、コードの破断強力を、コードの外接円の面積で割ったものとして定義される。

第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード半径方向破断強力が、コード単位面積当りのコード軸方向破断強力に対し０．２倍より小さいと、比較的鋭角的な突起物を踏んだ際に、トレッドからのせん断力に対し十分な耐カット性が得られないため、走行不可能な損傷を受けてしまうおそれがある。コード半径方向破断強力を高めるために、好適には、上記第３および第４ベルト層のスチールコードを構成するフィラメントとして、炭素含有量０．６０〜０．８５重量％の高抗張力鋼を用いる。

なお、本発明において特には、第３および第４ベルト層以外のベルト層についても、コード単位面積当りのコード軸方向破断強力に対するコード単位面積当りのコード半径方向破断強力の比が上記範囲を満足することが好ましく、これにより、より耐カット性を向上することができる。この場合、第３および第４ベルト層以外のベルト層についても、コード半径方向破断強力を高めるために、炭素含有量０．６０〜０．８５重量％の高抗張力鋼からなるフィラメントを用いたスチールコードを適用することが好適である。

本発明のタイヤにおいては、上記複数層のベルト層に関する条件を満足するものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができ、それ以外のタイヤ構造の詳細や材質等については、常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。なお、本発明においてベルト層に使用できるスチールコードとしては、例えば、図２に示す（３＋９＋１２）×７＋１構造のものが挙げられる。

より好適には、上記各ベルト層のうち、第１および第２ベルト層、第３および第４ベルト層、第５および第６ベルト層のそれぞれは、打込み数を同一とするとともに、コード角度を、それぞれの層間で、互いにタイヤ周方向を挟んで交錯する方向とする。また、好適には、第１および第２ベルト層のコード打込み数は５〜１２本／５０ｍｍ、コード角度はタイヤ周方向に対し５〜１５°であり、第３および第４ベルト層のコード打込み数は５〜１０本／５０ｍｍ、コード角度はタイヤ周方向に対し２０〜３０°であり、第５および第６ベルト層のコード打込み数は１０〜２０本／５０ｍｍ、コード角度はタイヤ周方向に対し２０〜４０°である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
トレッド部１１と、その両側に連なる一対のサイドウォール部１２およびビード部１３とからなり、これら各部をビード部内にそれぞれ埋設された一対のビードコア１間にわたり補強する１層のカーカス２と、その外周に配置されてトレッド部を強化するゴム被覆スチールコードからなる６層のベルト層３とを備える建設車両用空気入りタイヤを、ベルト層３に適用するスチールコードをそれぞれ変えて作製した。タイヤサイズは４６／９０Ｒ５７とした。

また、６層のベルト層を内層側から順次第１〜第６ベルト層としたとき、第１および第２ベルト層は同一のベルト材からなるものとし、コード打込み数は１０本／５０ｍｍ、コード角度はタイヤ周方向に対し１０°とした。また、第３および第４ベルト層は同一のベルト材からなるものとし、コード打込み数は７本／５０ｍｍ、コード角度はタイヤ周方向に対し２５°とした。さらに、第５および第６ベルト層のコード打込み数は１５本／５０ｍｍ、コード角度はタイヤ周方向に対し３０°とした。

＜破断強力の測定＞
各供試タイヤに適用した第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード半径方向破断強力およびコード軸方向破断強力を、それぞれ、シャルピー衝撃試験機を用いて計測した。

＜ベルト強度の測定＞
また、各供試タイヤに適用した第１および第２ベルト層と、第３および第４ベルト層とのベルト強度を、コード軸方向破断強力（シャルピー衝撃試験機を用いて計測した値）×単位長さ当りの打込み数により算出した。

＜耐カット性の評価＞
各供試タイヤをＪＡＴＭＡ規格の標準リムに組み込み、重荷重車両に装着して、平均車両速度３０ｋｍ／ｈで１０００時間走行後、各タイヤの周方向の１／５相当の部分において、ベルト層に達したカット個数を数えた。その結果を、下記表１中に併せて示す。

上記表１に示すように、第１および第２ベルト層のベルト強度／第３および第４ベルト層のベルト強度の比が０．７以上を満足する実施例の供試タイヤにおいては、この強度比の値を満足しない比較例の供試タイヤに比して、いずれもカット箇所数が減少していることが確かめられた。このカット箇所数の減少は、上記ベルト強度比の条件に加えて、第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード半径方向破断強力／コード単位面積当りのコード軸方向破断強力の比が０．２以上である条件についても満足する実施例１，２において、より顕著である。

本発明の一実施の形態に係る重荷重用空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。本発明に適用可能なスチールコードの一例を示す断面図である。

符号の説明

１ビードコア
２カーカス
３ベルト層
１０重荷重用空気入りタイヤ
１１トレッド部
１２サイドウォール部
１３ビード部

Claims

トレッド部と、その両側に連なる一対のサイドウォール部およびビード部とからなり、これら各部を該ビード部内にそれぞれ埋設された一対のビードコア間にわたり補強する１層のカーカスと、該カーカスの外周に配置されて前記トレッド部を強化するゴム被覆スチールコードからなる６層のベルト層とを備える重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記６層のベルト層を内層側から順次第１〜第６ベルト層としたとき、第１および第２ベルト層が同一のベルト材からなり、第３および第４ベルト層が同一のベルト材からなり、タイヤ周方向に対し第３および第４ベルト層のなす角度が、タイヤ周方向に対し第１および第２ベルト層のなす角度より大きく、かつ、
第３および第４ベルト層のベルト強度に対する第１および第２ベルト層のベルト強度の比が、０．７以上であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
少なくとも第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード軸方向破断強力に対するコード単位面積当りのコード半径方向破断強力の比が、０．２以上である請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
第３および第４ベルト層のベルト強度に対する第１および第２ベルト層のベルト強度の比が、０．８〜１．２である請求項１または２記載の重荷重用空気入りタイヤ。
少なくとも第３および第４ベルト層を構成するスチールコードの、コード単位面積当りのコード軸方向破断強力に対するコード単位面積当りのコード半径方向破断強力の比が、０．２１〜０．２６である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の重荷重用空気入りタイヤ。