JP2010254082A

JP2010254082A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2010254082A
Application number: JP2009105126A
Authority: JP
Inventors: Hideki Masubuchi; 英樹増渕
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】タイヤの負荷転動に当って、トレッド部が、鈍角的および／または鋭角的な突起物を踏むことがあっても、ベルト層に生じる穿孔、切れ目等に対するカット耐久性を大きく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】ラジアルカーカス５のクラウン域の外周側に配設した、スチールコードのゴム被覆層になる六層のベルト層１Ｂ〜６Ｂによって形成したベルト６と、このベルト６の外周側に配設したトレッドゴム７とを具えるものであって、カーカス５に最も近接して位置するベルト層から半径方向外方側に向かうにつれて順次第１〜第６ベルト層１Ｂ〜６Ｂとして、第１および第２ベルト層１Ｂ，２Ｂのそれぞれのスチールコードの、タイヤ赤道面に対する交差角度を０〜１０°の範囲とするとともに、少なくとも第１ベルト層１Ｂの半径方向曲げ剛性を、第３および第４のそれぞれのベルト層３Ｂ，４Ｂの同様の曲げ剛性より小さくしてなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、輸送車両、建造機械などのような重車両に用いて好適な重荷重用空気入りタイヤに関するものであり、たとえば、タイヤの断面幅が１４４７．８ｍｍ（５７インチ）以上のタイヤにおいて、ベルト層のカット耐久性を有利に向上させる技術を提案するものである。

この種の重荷重用空気入りタイヤは、荒れた路面上を、大きな負荷の作用下で転動されることがしばしあり、このような負荷転動に当り、タイヤが突起物を踏むことによって、トレッド部に深いカット傷を受けることがある他、そのカット傷が、タイヤの転動に伴って、ベルト層に沿ってトレッド円周方向に進展することに起因して、トレッドゴムがベルト層から剥離する、いわゆるカットセパレーションを生じることもある。

そこで従来は、トレッド部に深いカット傷が発生するのを防止するべく、ベルトの外周側に、ハイエロンゲーションコードと称される、初期伸びの大きいコードからなる保護層を配設し、この保護層をもって、トレッド部への突起物の貫入を阻止することで、深いカット傷の発生を防止することが提案されていた。

しかるに、従来のこのような提案技術によってなお、ベルト層、直接的にはベルト層コードの破断耐久性等の点については満足できるものではなかった。

すなわち、荒地走行を余儀なくされるこのような重荷重用空気入りタイヤで、トレッド部が鈍角的は突起物を踏んだ場合は、トレッド部が半径方向内方側へ局部的に押し込まれる向きの大きな面外曲げ変形を生じ、これにより、ベルト層、なかでも、カーカスに近接して位置する内層側ベルト層のスチールコードに、中心軸線方向の大きな引張力が作用してそれらのスチールコードが破断されることがあり、この一方で、トレッド部が鋭角的な突起物を踏んだ場合は、トレッド部の局部的な押込み変形部分で、その突起物によってベルト層コードに及ぼされる剪断力によって、変形量が他のベルト層のコードに比して相対的に大きい外層側ベルト層のスチールコードが剪断されることがあるという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、タイヤの負荷転動に当って、トレッド部が、鈍角的および／または鋭角的な突起物を踏むことがあっても、ベルト層コードの破断および剪断をともに有効に防止して、ベルト層に生じる穿孔、切れ目等に対するカット耐久性を大きく向上させた重荷重用空気入りタイヤを提供するにある。

この発明に係る重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部と、トレッド部の両側に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内周側に連続するビード部とを具え、各ビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延びる、ラジアル配列のスチールコードのゴム被覆層からなるカーカスプライの一枚以上によって形成したカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した、スチールコードのゴム被覆層になり、層間でコードが相互に交差する六層のベルト層によって形成したベルトと、このベルトの外周側に配設したトレッドゴムとを具えるものであって、カーカスに最も近接して位置するベルト層から半径方向外方側に向かうにつれて順次第１〜第６ベルト層として、第１および第２ベルト層のそれぞれのスチールコードの、タイヤ赤道面に対する交差角度を０〜１０°の範囲とするとともに、少なくとも第１ベルト層、たとえば、第１および第２のそれぞれのベルト層の、半径方向内外の面外曲げ剛性を、第３および第４のそれぞれのベルト層の同様の曲げ剛性より小さくしてなるものである。

ここで、ベルト層の曲げ剛性は、たとえば、並列配置したスチールコードをゴム被覆してなるベルト層を、幅５０ｍｍ、長さ２４５０ｍｍの寸法で切り出した試験片を、１００ｍｍの間隔をおく支点上に支持させ、そして、両支点の中央部（試験片中央部）を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で圧下したときの三点曲げ試験における、試験片の変形量に対する荷重の変化率として定義することができる。
なおここで、第１ベルト層の曲げ剛性は、たとえば、第３および第４ベルト層の曲げ剛性に対して４０／１００以上とすることができる。
ちなみに、第１ベルト層の曲げ剛性は、第５および第６ベルト層の曲げ剛性より大きくすることができる。

かかるタイヤにおいて、より好ましくは、少なくとも、第１ベルト層のスチールコードのシースストランドを二層撚り構造とし、かつ、各フィラメントの強力、すなわち、引張強さを１８０Ｎ以上、一層好ましくは、１９０〜２２０Ｎとする。

この発明に係る重荷重用空気入りタイヤでは、スチールコードが層間で相互に交差して、より好ましくは、タイヤ赤道面に対して相互に逆方向に延びる六層のスチールコードベルト層のうち、第１および第２ベルト層のスチールコードの、タイヤ赤道面に対する交差角度を０〜１０°の範囲の角度とすることにより、トレッド周方向の引張剛性を高めてタイヤの径成長を有利に抑制することができる。
これに対し、赤道面交角が１０°を越えると、タイヤの径成長の抑制のために、より多くのスチールコード（重量）の使用が必要となって、スチールコードの端部セパレーションが発生し易くなるうれいがある。

またここでは、少なくとも第１ベルト層の半径方向の面外曲げ剛性を、第３および第４ベルト層のそれより小さくすることより、タイヤの負荷転動によってトレッド部が突起物を踏むことで、半径方向内方側へ凸となる向きの局部的な押込み変形が生じた場合に、最も大きな引張が作用することになるその第１ベルト層の変形追従性を十分に高めることができ、これにより、突起物に対する抗力を高めることができる。

ところで、以上のようなタイヤにおいて、少なくとも、第１ベルト層のスチールコードのシースストランドを二層撚り構造とし、かつ、フィラメントの強力を１８０Ｎ以下、より好ましくは１９０〜２２０Ｎの範囲とした場合には、コードの破断伸度が大きくなるため、突起物に対する抗力を高めることができる。
すなわち、少なくとも第１ベルト層を構成するスチールコードのシースストランドを３層以上の構造とするとともに、各フィラメントの強力を１８０Ｎ未満としたときは、鋭角的な突起物を踏んだ場合に、タイヤが、第１および第２ベルト層のスチールコードの破断のような、修復不可能な損傷を受けることになる。

この発明の実施形態を、タイヤの半部について示す幅方向断面図である。第１ベルト層の面外曲げ剛性を、第３ベルト層との対比で示すグラフである。

図１は、この発明の実施形態をタイヤの半部について示す、幅方向断面図であり、図中１はトレッド部を、２は、トレッド部１の側部に連続して半径方向内方に延びるサイドウォール部を、そして３は、サイドウォール部２の内周側に連続するビード部をそれぞれ示す。

ここでは、それぞれのビード部３に配設したビードコア４の周りに、ラジアル配列のスチールコードのゴム被覆層からなる一枚のカーカスプライのそれぞれの側部部分を、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返してなるラジアルカーカス５のクラウン域の外周側に、スチールコードのゴム被覆層になる六層のベルト層１Ｂ〜６Ｂによって構成されるベルト６を配設して、それぞれのベルト層１Ｂ〜６Ｂのそれぞれのスチールコードを、たとえば、層間で相互に交差させるとともに、タイヤ赤道面に対して相互に逆方向に延在させて配置し、さらに、このようなベルト６の外周側に、トレッド踏面を形成するトレッドゴム７を配設する。

またここでは、六層のべルト層１Ｂ〜６Ｂのそれぞれを、ラジアルカーカス５に最も近接して位置するベルト層から半径方向外向に向かうにつれて順次第１〜第６ベルト層としたところにおいて、第１および第２ベルト層１Ｂ，２Ｂのそれぞれのスチールコードの、タイヤ赤道面Ｅに対する交差角度を０〜１０°の範囲とするとともに、それらのコードを、たとえば、タイヤ赤道線に対して線対称に延在させて配置し、また、少なくとも第１ベルト層の半径方向内外の面外曲げ剛性を、第３および第４のそれぞれのベルト層の同様の曲げ剛性より小さくする。

なおここで、この面外曲げ剛性は、たとえば、第１ベルト層１Ｂと第２ベルト層２Ｂの相互でともに等しくすることができ、また、第３ベルト層３Ｂと第４ベルト層４Ｂの相互でともに等しくすることができる。
そして、第５および第６ベルト層５Ｂ，６Ｂのそれぞれの曲げ剛性もまた、相互に等しくすることができる。

図２は、このような面外曲げ剛性を、第１ベルト層１Ｂと第３ベルト層３Ｂとを例にとって、先に述べたような三点曲げ試験を行った場合の、変位と荷重との関係で示すグラフであり、これによれば、第１ベルト層１Ｂの、荷重に対する変形量が、第３ベルト層３Ｂのそれより大きくなって、第１ベルト層１Ｂの曲げ剛性が、第３ベルト層３Ｂのそれより小さいことが明らかである。

このように構成してなるタイヤによれば、トレッド部が、鈍角的および／または鋭角的な突起物を踏むことがあっても、ベルト層のカット耐久性を大きく向上させることができる。

そして、かかるタイヤにおいてより好ましくは、少なくとも、第１ベルト層１Ｂのスチールコードのシースストランドを二層撚り構造とするとともに、各フィラメントの強力を１８０Ｎ以上とする。
このことによれば、先にも述べたように、コードの破断伸度を大きくして、突起物に対する抗力を高めることができる。

サイズが４０００Ｒ５７の建設車両用タイヤにおいて、六層のベルト層からなるベルトの諸元を表１に示すように設定した実施例タイヤ、比較例タイヤおよび従来タイヤのそれぞれにつき、以下の試験を行って、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所数をカウントしたところ表１に示す効果を得た。

なお、第１および第２ベルト層のスチールコードの、タイヤ赤道面に対する交差角度はそれぞれ、実施例タイヤ、比較例タイヤおよび従来タイヤのそれぞれでともに７°とした。

また試験は、各タイヤを、ＴＲＡ規格に規定される適用リムにリム組みし、充填空気圧を７００ｋＰａとして、最大負荷能力の８０％の負荷の作用下で、平均速度２０ｋｍ／ｈで荒地路面上を１０００時間実車走行することにより行った。

表１に示すところによれば、実施例タイヤはいずれも、第１ベルト層の曲げ剛性および、シースストランドのフィラメント抗張力の低さの故に、比較例タイヤおよび従来タイヤのそれぞれに対してカット個所数が大きく減少していることが解かる。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４ビードコア
５ラジアルカーカス
６ベルト
１Ｂ〜６Ｂベルト層
７トレッドゴム

Claims

トレッド部と、一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内周側に連続するビード部とを具え、各ビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延びる、ラジアル配列のスチールコードからなるカーカスプライの一枚以上によって形成したカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した、スチールコードのゴム被覆層になる六層のベルト層によって形成したベルトと、このベルトの外周側に配設したトレッドゴムとを具える重荷重用空気入りタイヤにおいて、
カーカスに最も近接して位置するベルト層から半径方向外方側に向かうにつれて順次第１〜第６ベルト層として、第１および第２ベルト層のそれぞれのスチールコードの、タイヤ赤道面に対する交差角度を０〜１０°の範囲とするとともに、少なくとも第１ベルト層の半径方向の曲げ剛性を、第３および第４のそれぞれのベルト層の同様の曲げ剛性より小さくしてなる重荷重用空気入りタイヤ。
少なくとも、第１ベルト層のスチールコードのシースストランドを二層撚り構造とし、かつ、各フィラメントの強力を１８０Ｎ以上としてなる請求項1に記載の重荷重用空気入りタイヤ。