JP3026624B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP3026624B2
JP3026624B2 JP3042713A JP4271391A JP3026624B2 JP 3026624 B2 JP3026624 B2 JP 3026624B2 JP 3042713 A JP3042713 A JP 3042713A JP 4271391 A JP4271391 A JP 4271391A JP 3026624 B2 JP3026624 B2 JP 3026624B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に重荷重車両用とし
て好適に使用でき、タイヤ重量の増加及びタイヤ走行性
能の低下を抑制しつつ悪路走行におけるサイドウォール
部での耐カット性を高めうる空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば土木・建築現場、採石現場等の悪
路で使用される重荷重用の空気入りタイヤにあっては、
路面から隆起する鋭利な岩、石等によって、トレッド部
の他、該トレッド部からサイドウォール部のタイヤ最大
巾位置に至る側部領域にカット状の亀裂損傷を受けやす
い。
【0003】従って、特にこのような側部領域における
耐カット性を高めるために、従来、カーカスの外側かつ
タイヤ基体の内部にスチールコードを用いた保護プライ
を埋設したり、又特開平1−160711号公報に示す
ごとく、サイドウォール部に環状突起を設ける一方該環
状突起を剛体からなる複数のサイドプロテクターで被覆
することが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な保護プライを用いるものは、接地/非接地でのタイヤ
変形の際、該保護プライの上下端に剪断力が集中しやす
く、又亀裂部分から浸入する水分等によってコードにさ
び等の腐食を招くなど、コードルース、セパレーション
等を比較的早期に招きやすい。
【0005】他方特開平1−160711号公報のもの
は環状突起及びサイドプロテクターを増設するためタイ
ヤ重量の増加を招く。又サイドプロテクターを例えば金
属板、プラスティック等の剛体から形成しているため、
タイヤ変形に対する追従性に劣り、タイヤ基体からの剥
離、脱落等が発生しやすい。しかもこのものは複数個に
分割されているとはいえ剛体であるためタイヤ剛性、特
に縦剛性を過度に高め、操縦安定性、乗心地性等を大巾
に損ねるなど走行性能の低下を招くという問題がある。
【0006】本発明は、タイヤ基体のサイドウォール部
に設けた凹部に、所定量の有機短繊維をゴム中に混在さ
せた補強層を配することを基本として、タイヤ重量の増
加及び走行・性能の低下を抑制しつつ側部領域における
耐カット性を向上できタイヤ使用寿命を大巾に向上しう
る空気入りタイヤの提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部からタイ
ヤ半径方向外方にのびるサイドウォール部の各外端間を
トレッド部で継ぐトロイド状のタイヤ基体に、前記トレ
ッド部、サイドウォール部を通りビード部のビードコア
で折返すカーカスを設けるとともに、前記タイヤ基体の
外表面を、サイドウォール部しかも前記外端とタイヤ最
大幅位置との間で凹ませるとともに、この凹部に、ゴム
100重量部に対して5以上かつ20重量部以下の有機
短繊維を含むとともに該有機短繊維の平均繊維長さを
0.3以上かつ3.0mm以下としたゴム混合材からなる
補強層を配し、しかもこの補強層の外面は、前記タイヤ
基体の外表面を形成している。
【0008】又前記補強層は、内層と外層とで構成し、
内層の有機短繊維の含有率を11〜20重量部及び外層
の有機短繊維の含有率を5〜11重量部の範囲とするこ
とが好ましい。
【0009】
【作用】このように本発明は、通常のタイヤをなすタイ
ヤ基体のサイドウォール部しかもサイドウォール部外端
からタイヤ最大巾位置に至る側部領域に、外表面が内方
に凹む凹部を設けるとともに、該凹部に補強層を配して
いる。すなわち空気入りタイヤは、側部領域におけるタ
イヤのボリュームの増大を招くことなく補強層を設けて
いるため、タイヤ重量の増加を抑制しうる。
【0010】又補強層は、本発明者が見出し得た所定の
平均繊維長さの有機短繊維を所定の含有率でゴム中に混
在させているため、接地/非接地でのタイヤのくり返し
変形に追従しつつ耐カット貫通性及び耐カット成長性を
大巾に向上させることが可能となり、タイヤ走行性能の
維持を計りうるとともに、補強層のセパレーションを減
じかつ亀裂損傷の発生を防止しうる。なお補強層を内外
2層に分割し、外層における有機短繊維の含有率を内層
に比して減じた場合には、1層構造のものに比してくり
返し変形に対する追従性を高めうるとともに耐カット貫
通性、耐カット成長性を総合的に向上しうる。
【0011】
【実施例】以下本発明の一実施例が重荷重用のラジアル
タイヤである場合を例にとり図面に基づき説明する。図
において空気入りタイヤ1は、ビードコア2が通る一対
のビード部3と、各ビード部3からタイヤ半径方向外方
にのびるサイドウォール部4と、該サイドウォール部4
の各外端間を継ぐトレッド部5とを有するトロイド状の
タイヤ基体6を具えるとともに、該タイヤ基体6のサイ
ドウォール部4に設けた凹部Kには補強層7を配してい
る。
【0012】又前記タイヤ基体6は、前記トレッド部5
からサイドウォール部4をへてビード部3に至る両端が
ビードコア2の廻りで折返されるカーカス9と、該カー
カス9の半径方向外側かつトレッド部5の内方に配され
るベルト層10とによって補強され必要なタイヤ強度と
タイヤ剛性とが付与される。
【0013】なお前記カーカス9は、本例ではカーカス
コードをタイヤ赤道に対して70〜90度の角度で配列
した1枚もしくは複数枚のカーカスプライからなるラジ
アル構造もしくはセミラジアル構造のものが採用され
る。又カーカスコードとしては芳香族ポリアミド、ナイ
ロン、ポリエステル等の有機繊維コード及びスチール等
の無機繊維コードが用いられる。
【0014】又前記ベルト層10は、少なくとも1枚以
上、本例ではカーカス側からトレッド面に向かって順に
配される、第1、第2、第3、第4のベルトプライ10
a、10b、10c、10dからなる4層構造をなす。
又第2のベルトプライ10bは、そのタイヤ軸方向のプ
ライ巾を他のベルトプライ10a、10c、10dのプ
ライ巾に比して大に形成され、最大巾となるベルト層1
0の巾WB、すなわち本例では第2のベルトプライ10
bのプライ巾をトレッド巾WTの0.80倍以上かつ
0.99倍以下とすることによりベルト層10はトレッ
ド部5をそのほぼ全巾に亘りタガ効果を有して補強す
る。なお前記ベルトプライ10a、10b、10c、1
0dは、本例ではベルトコードをタイヤ赤道に対して1
0〜70度の角度で配列したコード配列体であって、本
例ではベルトコードとしてスチール製の高強力のベルト
コードを用いることによって、タガ効果を高める一方、
トレッド部5の耐カット性を向上している。
【0015】そしてこのようなカーカス9、ベルト層1
0等をタイヤゴム内に埋設したタイヤ基体6には、前記
サイドウォール部4に、凹部Kが形成される。
【0016】凹部Kは図2に示すように、一般の空気入
りタイヤと実質的に等しい外形プロファイルをなすタイ
ヤ基体6の外表面Sを内に凹ませることによって形成さ
れ、本発明では、該凹部Kに、補強層7をその凹み容積
分充填するごとく配設することによって、補強層7の外
面7Sは、一般の空気入りタイヤの外形プロファイルに
略一致したタイヤ基体6の外表面Sを形成する。
【0017】又凹部Kは、より詳しくは、前記サイドウ
ォール部4の外端4eからサイドウォール部4がタイヤ
軸方向に最も張り出すタイヤ最大巾位置P1に至る側部
領域、本例ではバットレス部8の中間高さ位置P2から
タイヤ最大巾位置P1に至る領域Yの全域に亘って連続
して形設され、該凹部Kは、最大深さhを有する中央部
分からタイヤ半径方向の内外に向かって先細状にのびる
断面略三日月状をなす。なお前記バットレス部8は、サ
イドウォール部4の外端4eからベルト層10の側方に
亘って円弧状に凹る放熱用の凹所であって、ショルダ部
での温度上昇を抑制し、ベルト端剥離を防止する。
【0018】そして該凹部Kには、有機短繊維入りのゴ
ム混合材からなる補強層7が設けられ、タイヤの耐カッ
ト性が高められる。
【0019】前記補強層7は、本例では、カーカス側に
配される内層11と、その外側に隣接しかつ外面が前記
外表面Sをなす外層12とを具える2層構造体であり、
内、外層11、12は互いに略同一の厚さtを有して夫
々前記位置P1、P2間を連続する。
【0020】又内、外層11、12はともに、平均繊維
長が0.3以上かつ3.0mm以下の有機繊維を、ゴム1
00重量部に対して5以上かつ20重量部以下の含有率
で均一にかつ方向性を有することなくランダムに混在さ
せたものであり、本例では特に、内層11における有機
短繊維含有率を11以上かつ20重量部以下に、又外層
における含有率を5以上かつ11重量部未満とし耐カッ
ト性をより高めている。
【0021】なおこのような平均繊維長及び含有率の値
は、本発明者がタイヤの亀裂損傷に対して試みた種々の
実験によって得られたものであり、前記平均繊維長が
0.3mm未満及び含有率が5重量部未満のとき、有機短
繊維の補強効果が得られずゴム混合材の強度が弱まり耐
カット貫通性が不十分となる。
【0022】又平均繊維長が3.0mmより大及び含有率
が20重量部より大の時、ゴム混合材の剛性が過大とな
り、耐カット貫通性を高める反面、タイヤ変形に対する
追従性が著しく低下し一旦発生した亀裂がタイヤのくり
返し変形によって進行、拡大していくなど耐カット成長
性を大巾に低下する。
【0023】従ってこのような耐カット貫通性、耐カッ
ト成長性等を総合的に判断することによって前記値を見
出し得た。
【0024】さらに本実施例では、前記範囲内において
含有率が高く剛性が大なゴム混合材を内層11に又含有
率が低く比較的柔軟なゴム混合材を外層12に用い、耐
カット性を総合的に高めている。これは、タイヤの屈曲
変形の中立線に近い内側に前記高剛性のゴム混合材を用
いることによって、該ゴム混合材に作用する応力自体を
軽減し、その耐カット成長性の低下を力学的な立場から
抑制するものである。従って2層構造をなす本実施例に
あっては、柔軟な外層によってタイヤ変形への追従性を
高める一方、岩等から受ける衝撃を緩和しカットの発生
を軽減する。しかも内側の内層11によって耐カット成
長性の低下を抑制しつつ高い耐カット貫通性を維持し総
合的に優れた耐カット性能を発揮しうる。
【0025】なおこのような有機短繊維としては、ナイ
ロン、ポリエステル、レーヨン、ビニロンの他高モジュ
ラスの芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維
が好適に使用でき、又該有機短繊維を含有させるゴム材
としては通常タイヤゴムとして用いられるジエン系ゴム
組成体が用いられる。
【0026】(具体例1) 表1に示すゴム組成のサンプル片を試作し、該サンプル
片の耐カット性を有機短繊維を含まないものと比較し
た。
【0027】
【表1】
【0028】耐カット性テストとしては、サンプル片と
して縦×横×厚さが50mm×40mm×25mmである矩形
ゴム片を用い、アーム長さが45cmである振子の先端に
重さ1kg、先端角度5度、長さ15mmのクサビ状のカッ
ターを取付け、振子状に振降ろされるカッターが前記サ
ンプル片に衝突し該サンプル片にカットが発生する時の
振降し高さを測定した。又耐カット性は、比較例1の振
降し高さを100とした指数で示しており、指数値が大
なほど優れている。耐カット性は、有機短繊維の含有率
の増加とともに高まるのがわかる。
【0029】(具体例2) 表1に示すゴム組成物を用いて、タイヤサイズ10.0
0R20・14PRかつ図1に示す構造を有するタイヤ
を表2の仕様に基づき試作するとともに、該試作タイヤ
の総合耐カット性能を比較した。
【0030】
【表2】
【0031】総合耐カット性能としては、試作タイヤを
車両2・D−4トラックに装着して6ケ月間悪路を実車
走行させた時に、サイドウォール部に受けたカットの数
n及び各カットの長さLと深さDとを測定し、これらを
掛け合わせて得られる総カット面積n×L×Dの逆数値
を従来タイヤを100とした指数で表している。なお指
数値が大なほど総合耐カット性能はすぐれている。
【0032】表2に示すように有機短繊維の含有率が2
0重量部を越えると逆にカット成長が進行し、総合耐カ
ット性能が低下する。又実施例タイヤ3に示すように、
補強層を2層構造とし外層の有機短繊維含有率を内層に
比して減じた場合には、各ゴム混合材の長所の相乗効果
によって総合耐カット性能をより向上しうる。
【0033】
【発明の効果】叙上のごとく本発明の空気入りタイヤは
構成しているため、タイヤ重量の増加及びタイヤ走行性
能の低下を抑制しつつ悪路走行における耐カット性能を
向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すタイヤの断面図であ
る。
【図2】凹部を説明する断面図である。
【符号の説明】
2 ビードコア 3 ビード部 4 サイドウォール部 4e 外端 5 トレッド部 6 タイヤ基体 7 補強層 9 カーカス 11 内層 12 外層 K 凹部 P1 タイヤ最大巾位置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−191105(JP,A) 特開 平2−57410(JP,A) 特開 平2−162102(JP,A) 特開 平2−162101(JP,A) 特開 平4−260803(JP,A) 特開 平1−160711(JP,A) 特開 昭57−104405(JP,A) 特開 昭54−132907(JP,A) 実開 昭62−184004(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 13/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対のビード部からタイヤ半径方向外方に
    のびるサイドウォール部の各外端間をトレッド部で継ぐ
    トロイド状のタイヤ基体に、前記トレッド部、サイドウ
    ォール部を通りビード部のビードコアで折返すカーカス
    を設けるとともに、前記タイヤ基体の外表面を、サイド
    ウォール部しかも前記外端とタイヤ最大幅位置との間で
    凹ませるとともに、この凹部に、ゴム100重量部に対
    して5以上かつ20重量部以下の有機短繊維を含むとと
    もに該有機短繊維の平均繊維長さを0.3以上かつ3.
    0mm以下としたゴム混合材からなる補強層を配し、しか
    もこの補強層の外面は、前記タイヤ基体の外表面をなす
    空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】前記補強層は、前記タイヤ基体の外表面を
    なす外層とカーカス側の内層とからなるとともに、前記
    内層はゴム100重量部に対して11以上かつ20重量
    部以下の有機短繊維を含み、かつ外層はゴム100重量
    部に対して5以上かつ11重量部未満の有機短繊維を含
    むことを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
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