JP2011111003A

JP2011111003A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2011111003A
Application number: JP2009268011A
Authority: JP
Inventors: Morita Komori; 盛太小森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: JP5405992B2

Abstract

【課題】石等の突起物による耐サイドカット性の低下のおそれを取り除いてなお、トレッドゴムの発熱量を有効に抑制することができる重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス最大幅位置を通る、タイヤ軸線と平行な線分のタイヤ外表面への交点Ａと、タイヤ最大幅位置とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度αが０＜α≦３０°の関係を満たし、トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨの関係を満たし、タイヤ最大幅位置を通る、タイヤ最大位置と折れ曲がり点Ｔとを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度βが０≦β＜３０°の関係を満たし、折れ曲がり点Ｔを通る、折れ曲がり点Ｔとトレッド接地端Ｅとを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度γが３５〜７５°の関係を満たしてなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特には建設車両に用いて好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、走路上の石等の突起物を踏んだ際の、サイドカット故障を低減させた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

地下鉱山等の岩盤路を走行する建設車両用のタイヤは、図４に、タイヤの負荷転動時の幅方向断面をその半部について模式的に示すように、サイドウォール部領域が、タイヤ幅方向外側に大きく膨出変形するため、転動中に接触する石等の突起物によって、その領域がサイドカットを受けやすく、このサイドカットがタイヤのカーカスにまで達すると、パンク等の故障を引き起こすおそれがあった。

そこで従来は、このような問題に対処するべく、複数枚のコード交錯層からなるカーカスプライを配置したバイアスタイヤが広く一般に使用されていた。
これはすなわち、コード交錯層の厚みの厚いバイアスタイヤは、サイドカット傷がタイヤの内面まで貫通し難く、耐サイドカット性に優れる利点があることによる。

一方、ラジアルタイヤは、製造工数、コスト面で有利であるとともに、耐摩耗性、トラクション性能、重量等の面でもバイアスタイヤに比して優れているものの、そのラジアルタイヤのサイドウォール部には、例えばスチールコード製のカーカスプライを一層で配置する場合が多く、これに伴ってサイドウォール部のゴム厚みも薄くなることから、サイドカットがカーカスを容易に貫通して故障に至るおそれが高かった。

このようなサイドカット故障を抑えるために、ラジアルタイヤでは、サイドウォール部のゴム厚みを厚くしたり、特許文献１に記載されているように、タイヤのサイドゴムに耐カット性に優れたゴムを配設することで、耐サイドカット性を向上させる技術が提案されているが、これによってなお、バイアスタイヤと同等レベルまで耐サイドカット性を向上させるには至ってなかった。

また、サイドカットそのものを受け難くするべく、例えば特許文献２に記載されているように、適用リムに装着され、内圧を充填した無負荷常態の、タイヤの幅方向内で、タイヤ外表面幅を、カーカス層の最大幅位置から、カーカス層の最大幅位置からトレッド端での半径方向距離の０．３〜０．７倍だけ離れた範囲の位置までの間で、漸増させ、かつ、前記範囲の位置からトレッド端までの間で、漸減させることで、重荷重によってサイドウォール部がタイヤ幅方向外側に大きく膨出変形したときでも、サイドウォール部を路面に対してほぼ垂直とすることで、サイドカットの発生を防止する技術が提案されている。

しかるに、この特許文献２に記載されたタイヤでは、トレッド接地端のタイヤ幅方向外側領域のバットレスのゴム体積が大きくなり、その体積に起因して発熱量が増加して、トレッドゴムの発熱耐久性が低下するおそれがあった。

特開平０６−３２８９１２号公報特開２００１−２１３１１４号公報

そこで、本発明の目的は、石等の突起物による耐サイドカット性の低下のおそれを取り除いてなお、トレッドゴムの発熱量を有効に抑制することができる重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

この発明にかかる重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、カーカスのクラウン域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、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、トレッドゴムの、トレッド接地端から、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域の終端の、トレッドセンターからの半径方向距離ｍがタイヤ断面高さＳＨに対して０．０６ＳＨ〜０．２０ＳＨの位置に折れ曲がり点を設け、タイヤ最大幅位置が、カーカス最大幅位置および折れ曲がり点よりタイヤ幅方向外側に位置し、カーカスの最大幅位置を通る、タイヤ軸線と平行な線分のタイヤ外表面への交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度αが０＜α≦３０°の関係を満たし、トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨの関係を満たし、タイヤ最大幅位置を通る、タイヤ最大位置と折れ曲がり点とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度βが０≦β＜３０°の関係を満たし、折れ曲がり点を通る、折れ曲がり点とトレッド接地端とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度γが３５〜７５°の関係を満たしてなることを特徴とするものである。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムをいうものとする。
「規定内圧」とは、ＪＡＴＭＡ等で規定された最高空気圧をいうものとする。
「カーカスの最大幅位置」とは、ＪＡＴＭＡ等に規定された適用リムにタイヤを組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態での、トロイド状に延在する一枚のカーカスの、タイヤ幅方向断面内の最大幅位置をいい、カーカスが複数枚のカーカスプライからなる場合には、最外側のカーカスプライ間の直線距離をいうものとする。
「タイヤ最大幅位置」とは、ＪＡＴＭＡ等に規定された適用リムに、タイヤを組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態での、タイヤ幅方向断面内の最大幅位置をいうものとする。
「タイヤ断面高さＳＨ」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、無負荷状態のタイヤの外径とリム径の差の１／２の長さをいうものとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、前記折れ曲がり点とトレッド接地端との曲率半径Ｒが０．０８ＳＨ〜∞を満たすものとする。
ここで、曲率半径が∞とは、その面が曲線でなくなり直線状の平面になることをいうものとする。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、特に、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、トレッドゴムの、トレッド接地端から、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域の終端の、トレッドセンターからの半径方向距離ｍがタイヤ断面高さＳＨに対して０．０６ＳＨ〜０．２０ＳＨの位置に折れ曲がり点を設け、タイヤ最大幅位置が、カーカス最大幅位置および折れ曲がり点よりタイヤ幅方向外側に位置し、カーカスの最大幅位置を通る、タイヤ軸線と平行な線分のタイヤ外表面への交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度αが０＜α≦３０°の関係を満たし、トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨの関係を満たし、タイヤ最大幅位置を通る、タイヤ最大位置と折れ曲がり点とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度βが０≦β＜３０°の関係を満たし、折れ曲がり点を通る、折れ曲がり点とトレッド接地端とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度γが３５〜７５°の関係を満たすことで、規定の質量に対応する負荷を加えた状態では、図１に示すように、トレッド接地端のタイヤ幅方向外側領域に位置するバットレスが、サイドウォール部よりタイヤ幅方向外側に迫り出して位置するような構造になり、サイドウォール部領域がタイヤ幅方向外側に膨出してなおバットレスより広幅にならないため、石等の突起物を踏んでも、その領域で、サイドカットそのものを受け難くなるとともに、バットレスに位置することになるゴム量を減らすことができる。その結果、タイヤの耐サイドカット性と発熱量の抑制とを高い次元で両立させることができる。

すなわち、角度αが３０°を超えると、バットレスのゴム量が増加することで、その領域の発熱量が増加するおそれがある。

また、距離ｈが０．２０ＳＨ未満ではバットレスに位置することになるゴム量が多くなることでゴム体積が増加して発熱量が増加することになる一方で、０．４０ＳＨを超えると、サイドカットを受け易い領域、特にバットレスの半径方向内方に位置する領域での耐サイドカット性を向上できないおそれがある。

角度βが３０°以上では、耐サイドカット性を向上できないおそれがある。

半径方向距離ｍが０．０６ＳＨ未満では、バットレスに位置することになるゴム量が多くなることでゴム体積が大きくなり発熱耐久性が低下し、０．２０ＳＨを超えると、耐サイドカット性を向上できないおそれがある。

そしてまた、角度γが３５°未満では、バットレスに位置することになるゴム量が多くなることでゴム体積が大きくなり発熱耐久性が低下し、７５°を超えると、トレッド踏面が凹んだ形状となり、耐摩耗性が悪化するおそれがある。

重荷重用ラジアルタイヤの実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、規定の質量に対応する負荷を加えた状態での、負荷転動時の幅方向断面をその半部について模式的に示す図である。重荷重用ラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した、無負荷状態のタイヤ幅方向断面を、タイヤの半部について示す図である。重荷重用ラジアルタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した、無負荷状態のタイヤ幅方向断面を、タイヤの半部について示す図である。従来タイヤを、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、規定の質量に対応する負荷を加えた状態での、負荷転動時の幅方向断面をその半部について模式的に示す図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の重荷重用ラジアルタイヤを詳細に説明する。
重荷重用ラジアルタイヤの実施形態を示す図２において、図中１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続して半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２の半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。

図示の重荷重用ラジアルタイヤは、一対のビード部３と、各ビード部３に埋設配置された六角形断面のビードコア４間に本体部分５ａをトロイド状に延在させるとともに、各側部部分５ｂをビードコア４の周りで、タイヤ幅方向内側から外側に向けて折り返した、一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカス５を具える。
ここで、カーカスプライは、例えば、タイヤ周方向と直交する方向に延びるスチールコード、有機繊維コード等にて形成することができる。
カーカスの折返し部分５ｂは、リム径ラインから測って、タイヤ断面高さＳＨの０．４１〜０．５３％まで延在する。

また、カーカス５のクラウン域の外周側に、図では四層のコード交錯ベルト層からなるベルト６およびトレッドゴム７を順次に配置し、トレッド接地幅端位置Ｅから、タイヤ最大幅位置Ｂまでの領域をバットレス８とする。
そして、トレッドゴム７の表面には、図では省略されているが、トレッド幅方向に延びる複数本の横溝等を形成する。
なお、「トレッド接地幅」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、静止した状態で平板に対し垂直に置き、規定の質量に対応する負荷を加えたときの平板との接触面におけるタイヤ軸方向最大直線距離をいうものとする。

サイドウォール部２およびビード部３では、カーカス５のタイヤ幅方向外側が、それの外表面に沿って配置されたサイドゴムによって覆われている。

そしてこの重荷重用ラジアルタイヤでは、トレッドゴム７の、トレッド接地端Ｅから、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域９の終端の、トレッドセンターからの半径方向距離ｍがタイヤ断面高さＳＨに対して０．０６ＳＨ〜０．２０ＳＨ、好ましくは０．０６〜０．１０の位置に折れ曲がり点Ｔを設け、タイヤ最大幅位置が、カーカス最大幅位置および折れ曲がり点Ｔよりタイヤ幅方向外側に位置し、カーカス最大幅位置を通る、タイヤ軸線と平行な線分のタイヤ外表面への交点Ａと、タイヤ最大幅位置とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度αが０＜α≦３０°、好ましくは５°≦α≦１０°の関係を満たし、トレッドセンターＣからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨ、好ましくは０．２８ＳＨ〜０．３６ＳＨの関係を満たし、タイヤ最大幅位置Ｂを通る、タイヤ最大位置と折れ曲がり点Ｔとを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度βが０≦β＜３０°、好ましくは５°≦β≦１０°の関係を満たし、折れ曲がり点Ｔを通る、折れ曲がり点Ｔとトレッド接地端Ｅとを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度γが３５〜７５°、好ましくは５０〜７０°の関係を満たす。

図３は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、無負荷状態のタイヤ幅方向断面を、タイヤの半部について示す図である。
なお、先の図２に示したタイヤと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態では、好ましくは、折れ曲がり点Ｔとトレッド接地端Ｅとの曲率半径Ｒが０．０８ＳＨ〜∞を満たす。

曲率半径Ｒが０．０８ＳＨ未満では十分な発熱低減効果が得られず、折れ曲がり点Ｔとトレッド接地端Ｅとの間に凹部を形成するとサイドカット性が低減するおそれがある。

次に、図２，３に示すような構造を有する、サイズが２６．５Ｒ２５ＶＳＭＳのタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１，２、比較例タイヤとのそれぞれにつき、耐サイドカット性および発熱耐久性を測定した。
なお、比較例タイヤは、トレッド部およびサイドウォール部以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。

（耐サイドカット性）
実施例タイヤ１，２、比較例タイヤとのそれぞれを、２２．００／３．０のリムに組み付けて、内圧を６５０ｋＰａ、負荷質量１８５００ｋｇとし、市場へそれぞれ５０本投入し、走行させて、一年後の各タイヤをサンプリングして故障数／５０本で評価した。その評価結果を表２に示す。

（発熱耐久性）
実施例タイヤ１，２、比較例タイヤとのそれぞれを、２２．００／３．０のリムに組み付けて、内圧を６５０ｋＰａ、負荷質量１８５００ｋｇとし、試験速度５ｋｍ／ｈにてドラム試験機で、２４時間走行させて、トレッドセンターＣから測って、トレッドセンターＣと折れ曲がり点Ｔとの距離ＴＷの１／４までの位置Ｑとしたとき、この位置Ｑからカーカスに垂直に下ろした仮想直線の、最外層ベルト層のトレッド踏面側に１．５ｍｍの位置Ｐの温度を測定し、その評価結果を表２に示す。

表２から、実施例タイヤ１，２は、比較例タイヤに対し、耐サイドカット性を３０％向上させることができた。
また、表２から、実施例タイヤ１，２は、比較例タイヤに対し、発熱耐久性は同等であった。

上記結果から、実施例タイヤ１，２は、比較例タイヤに対し、発熱耐久性を低下することなく、耐サイドカット性を向上させることができた。

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
５ａ本体部分
５ｂ折返し部分
６ベルト
７トレッドゴム
８バットレス
９傾斜領域

Claims

トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、カーカスのクラウン域の外周側に配設したトレッドゴムとを具える空気入りラジアルタイヤにおいて、
適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、トレッドゴムの、トレッド接地端から、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域の終端の、トレッドセンターからの半径方向距離ｍがタイヤ断面高さＳＨに対して０．０６ＳＨ〜０．２０ＳＨの位置に折れ曲がり点を設け、
タイヤ最大幅位置が、カーカス最大幅位置および折れ曲がり点よりタイヤ幅方向外側に位置し、
カーカスの最大幅位置を通る、タイヤ軸線と平行な線分のタイヤ外表面への交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度αが０＜α≦３０°の関係を満たし、
トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨの関係を満たし、タイヤ最大幅位置を通る、タイヤ最大位置と折れ曲がり点とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度βが０≦β＜３０°の関係を満たし、
折れ曲がり点を通る、折れ曲がり点とトレッド接地端とを結ぶ直線の半径方向線分に対する鋭角面側の角度γが３５〜７５°の関係を満たしてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記折れ曲がり点とトレッド接地端との曲率半径Ｒが０．０８ＳＨ〜∞を満たしてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。