JP3553663B2 - 建設車両用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は建設車両用ラジアルタイヤの耐久性能向上技術に関し、特にタイヤサイドの外傷に対する耐サイドカット性向上に好適な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、建設車両用空気入りラジアルタイヤは、不整地を走行する機会が多いために、岩石や切り株による外傷をタイヤサイド部に受けやすい。サイドカットには、大きく2つのケースがある。一つは衝撃性カットによるタイヤサイド部のカット貫通によりタイヤの空気漏れにつながる場合と二つ目はタイヤがカット受傷後、そのカット自体が繰り返し変形により大きなカット傷に成長し、ついには空気漏れに至る場合とである。従来、これらのトラブルを最小限に抑制するために、建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいては、プライの折り返し高さをタイヤ最大幅付近にまで延在させるとともに、タイヤサイド部の最外層、特に折り返しプライの外側を中心にタイヤトレッドのバットレス部からタイヤビード部付近まで延在するサイドゴム自体を使用条件に合わせ耐衝撃カット性に優れたゴムにしたり、耐亀裂成長性に優れた物性を有するゴムを配設している。(図4(a))更に、カット受傷頻度の高いタイヤサイド部のメインプライ外側に少なくとも1層の補強コードからなる補強層を配設することも行われている。(図4(b))
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は建設車輌用空気入りラジアルタイヤの耐サイドカット性改良において、上記従来技術のうち、カット受傷後、繰り返し変形を受け大きなカット傷に成長し、ついには空気漏れにつながる欠点を有している従来技術に関し、タイヤの耐久性等の他の諸性能を損なうこと無く、カット傷の成長速度を抑制する技術を提供することが目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がり、ラジアル配列になるゴム被覆スチールコードのカーカスプライが、前記ビードコアをタイヤ内側から外側に巻き上げられ、その折り返し高さがタイヤ高さHのH/2近傍に迄延在する建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、折り返しカーカスプライとメインプライ間であって、かつタイヤ高さHのH/2を中心として±0.1Hの範囲内のみに、補強ゴム部材を配設してなり、該補強ゴム部材の幅h、厚さwが、前記折り返しカーカスプライとメインプライの重なり合う幅(h)、重なり合う部分の厚さ(w)と次の関係にあり、(1)0.2w≦w≦1.0w(2)0.5h≦h≦1.0h且つ、前記補強ゴム部材が、(3)高シス−1、4−ポリブタジエンをゴム100重量部に対し、10〜80重量部を含有し、(4)300%伸長時のモジュラスMが60kgf/cm≦M≦100kgf/cmで、反発弾性Rが0.4<R<0.7であることを特徴としている。
【0005】
請求項2に記載の建設用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がり、ラジアル配列になるゴム被覆スチールコードのカーカスプライが、前記ビードコアをタイヤ内側から外側に巻き上げられ、タイヤサイド部に少なくとも一枚のプライコードとは独立したゴム被覆補強コードからなる補強層を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、補強コード層とメインプライ間であって、かつタイヤ高さHのH/2を中心として±0.1Hの範囲内のみに、補強ゴム部材を配設してなり、該補強ゴム部材の幅h、厚さwが、前記補強コード層とメインプライの重なり合う幅及び前記折り返しカーカスプライとメインプライとの重なり合う幅の合計幅(h)、前記補強コード層とメインプライの重なり合う部分の厚さ(w)と次の関係にあり、(1)0.2w≦w≦1.0w(2)0.5h ≦h≦1.0h 且つ、前記補強ゴム部材が、(3)高シス−1、4−ポリブタジエンをゴム100重量部に対し、10〜80重量部を含有し、(4)300%伸長時のモジュラスMが60kgf/cm≦M≦100kgf/cmで、反発弾性Rが0.4<R<0.7であることを特徴としている。
【0006】
【作用】
建設車両用空気入りラジアルタイヤに荷重を加え、変形させると、タイヤ高さ(H)の中心(H/2)付近が、最もタイヤ外側へ膨出し、該部分が岩石や切り株からカット傷を受ける機会が多く、且つ、該部タイヤ表面のタイヤ周方向張力が高い為、カットに対し最も不利なタイヤ部位である。そこで、建設車両用空気入りラジアルタイヤはカーカスプライ耐久性の確保の為、折り返しプライをタイヤ最大幅付近にまで延在させることが一般的で、その結果、岩石等によるカット傷は深い場合でも、この折り返しプライで食い止めるられていることが多く、衝撃的カットによるタイヤサイド部貫通の頻度は大幅に減っている。
【0007】
しかし、この事実は、同時にカット傷受傷後のカット傷の成長による空気漏れ問題が表面化することになり、如何にカット傷の成長を抑制するかが重要となる。建設車両用空気入りラジアルタイヤにあっては、前記折り返しプライで食い止められたカット傷は、走行中に受ける周方向張力により、折り返しプライの受傷プライ部への応力集中及び折り返しプライとメインプライ間の剪断により、一気にタイヤ内層へと進展する。従って、サイドカットによるタイヤ故障を防ぐには、タイヤ高さHのH/2付近の折り返しプライ内側のカット成長性を如何に抑制するかにかかっている。
【0008】
本研究者等は、種々の研究結果からカット成長性が小さい補強ゴム部材として(1)高シス−1、4−ポリブタジエンをゴム100重量部に対し10重量部以上80重量部以下を含むゴム組成物で、且つ、(2)300%伸長時のモジュラスMが60kgf/cm≦M≦100kgf/cmで、反発弾性Rが0.4<R<0.7であるゴム物性を有するゴム部材を、タイヤ高さHの1/2Hを中心として±0.1Hの範囲に配設する補強ゴム部材の幅h、厚さwが、前記折り返しカーカスプライとメインプライの重なり合う幅(h)、重なり合う部分の厚さ(w)と(1)0.2w≦w≦1.0w(2)0.5h≦h≦1.0hの関係を満足するように配設することが有効であることをつきとめた。
【0009】
前記補強ゴム部材が、高シス−1、4−ポリブタジエンを含むのは耐亀裂成長性を確保するためであり、10重量部より含有量が少ない場合には所望の耐亀裂成長性のレベルが得られず、80重量部を越えて配合するとゴム組成物の抗破壊特性の著しい低下という欠点を有する。モジュラスMが60kgf/cmより低いとタイヤのケース剛性を不所望に低下させる不具合があり、100kgf/cmを越えると、耐亀裂成長性の低下と必要以上にケース剛性を高めるという欠点を有する。反発弾性Rが0.4以下の場合にはタイヤケースの耐久性が不足する欠点を有し、0.7以上では、ゴム組成物の耐亀裂成長性が確保できない。
【0010】
また、補強ゴム部材の厚さwがw1 の0.2より小さいと実質的な亀裂成長の抑制効果がなく、1.0を越えると不所望にタイヤの重量を超過させる欠点がある。補強ゴム部材の高さhがhの0.5より小さいと実質的な亀裂成長の抑制効果が得られない。
【0011】
請求項2に記載の発明である、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がり、ラジアル配列になるゴム被覆スチールコードのカーカスプライが、前記ビードコアをタイヤ内側から外側に巻き上げられ、タイヤサイド部にプライコードとは独立した補強コードからなる補強層を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいても、前記補強コード層とメインプライ間に前記ゴム部材を配設する場合にも、同様の効果を有する。
【0012】
【実施例】
本発明の建設車両用空気入りラジアルタイヤの実施例を、タイヤサイズ18.00R33で説明する。図1に示す実施例1の建設車両用空気入りラジアルタイヤには、一対のビードコア1と、これらビードコアをトロイド状に跨がりラジアル方向に配列されたスチールコードからなるカーカス2を備えている。カーカスは1×3+9+15の構造を有するスチールコードで引張り強度は300kgf/本である。カーカス2の半径方向外側には互いに交差する4層のスチールコード層からなるベルト層4が配置されており、ベルト層の半径方向外側にはトレッド5が配置されている。ベルト4は、(1+6)+6×(1+6)の構造を有するスチールコード(引張り強度400kgf/本)よりなる2層の交差層に、3×7のハイエロンゲーションコード(引張り強度170kgf/本)よりなる2層の交差層をタイヤ赤道面に対するコード角は23°で構成されている。
【0013】
また、折り返しカーカスプライのタイヤ径方向外側にはサイドウォールゴム6が配置されている。前記カーカスプライコードはビードコア1をタイヤ内側から外側に折り返され、該プライ端はタイヤ高さHのほぼH/2に延在している。ビードコア1のタイヤ径方向外側にはステッフナーゴム7が配置され、このステッフナーゴムと折り返しプライの内側との間にパッドゴム8が折り返しカーカスプライに沿って配置されている。実施例1はタイヤ高さHのH/2を中心として±0.1Hの範囲にある折り返しカーカスプライとメインプライ間に、幅hが0.7h、厚さwがw、の補強ゴム部材20を狭持させたものである。
【0014】
実施例2(図2(a))は実施例1と同じ構成のタイヤにタイヤ高さHのH/2を中心とした±0.1Hにある折り返しカーカスプライとメインプライ間に、幅hが0.9h、厚さwが0.3wの補強ゴム部材20を狭持したものである。
【0015】
図3の実施例は図4(b)に示す従来例タイヤのように、カーカスプライの折り返しと独立した補強コード層を有するタイヤにおいて、該補強コード層とメインカーカスプライ間に本発明の補強ゴム部材20を、幅hが1.0h 、厚さwが1.0w で配設狭持したものである。
【0016】
前記実施例1、2、3に用いた補強ゴム部材の組成は表1に示すもので、同一の部材を使用した。前記補強ゴム部材の300%伸長時のモジュラスは75kgf/cmで、反発弾性は0.6である。
【0017】
【表1】
Figure 0003553663
【0018】
(試験例)本発明の実施例1(図1)及び実施例2(図2(a))の発明の効果を評価するために、従来例1(図4(a))及び比較例(図2(b))のタイヤを、又、実施例3の発明の効果を評価するために、従来例2(図4(b))のタイヤを製作し、耐カット成長性と耐久性を次の試験条件で比較テストを実施した。なお、比較例は実施例1、実施例2のタイヤとほぼ同じ構成であるが、パッドゴム全体を補強ゴム部材20で構成したものであり、補強ゴム部材20は、タイヤ高さHのH/2を中心として±0.1Hの範囲において、幅hが1.0h 、厚さwが1.0w である。
【0019】
耐カット成長性は、予めタイヤにタイヤ高さHのH/2を中心に長さ80mm、幅0.5mm、深さは折り返しプライまでのカット傷をタイヤのラジアル方向に対して0゜、15゜で入れた後、ドラム上で走行させ、エア漏れが発生するまでの走行時間を指数化して評価した。ドラムテスト条件は、空気圧7.0kPa、速度10.0km/h、荷重11.0ton、ドラム径は4000mmである。表2に結果を従来例1のタイヤの走行時間を100とする指数で実施例1、2、および比較例を表し、従来例2を100とする指数で実施例を表した。指数は大なるほど良とした。本発明の実施例1は150、実施例2は130、比較例は160のように従来例1に比較し顕著な耐カット成長性の向上が確認された。一方、実施例も従来例2に比較し150と大幅な耐カット成長性の向上が確認された。
【0020】
耐久性は予めカット傷を施さないタイヤで通常の耐久ドラム試験を行い、タイヤ故障発生までの走行時間を指数化し評価した。指数は大なるほど良い。従来例1に比較し実施例1及び2の耐久性は同等であったが、比較例は従来例に比較して耐久性が劣っていた。又、実施例も従来例2に比較し耐久性は同等であった。
【0021】
【表2】
Figure 0003553663
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の建設車両用ラジアルタイヤは上記構成としたので、従来タイヤに比較し、耐久性能を低下させずに、耐カット成長性を大幅に向上させる優れた効果を有する。又、請求項2に記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤも、従来タイヤに比較し、耐久性能を低下させずに、耐カット成長性を大幅に向上させる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るタイヤの断面図である。
【図2】(a)は本発明の実施例2に係るタイヤ断面図であり、(b)は比較例に係るタイヤ断面図である。
【図3】本発明の実施例に係るタイヤの断面図である。
【図4】従来例タイヤの断面図である。
【符号の説明】
1 ビードコア
2 メインカーカスプライ
3 折り返しプライ
4 ベルト層
5 トレッド
6 サイド
7 スティフナーゴム
8 パッドゴム
10 補強コード層
20 補強ゴム部材

Claims (2)

  1. 一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がり、ラジアル配列になるゴム被覆スチールコードのカーカスプライが、前記ビードコアをタイヤ内側から外側に巻き上げられ、その折り返し高さがタイヤ高さHのH/2近傍に迄延在する建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、折り返しカーカスプライとメインプライ間であって、かつタイヤ高さHのH/2を中心として±0.1Hの範囲内のみに、補強ゴム部材を配設してなり、該補強ゴム部材の幅h、厚さwが、前記範囲内における前記折り返しカーカスプライとメインプライの重なり合う幅(h)、重なり合う部分の厚さ(w)と次の関係にあり、
    (1)0.2w≦w≦1.0w
    (2)0.5h≦h≦1.0h
    且つ、前記補強ゴム部材が、
    (3)高シス−1、4−ポリブタジエンをゴム100重量部に対し、10〜80重量部を含有し、
    (4)300%伸長時のモジュラスMが60kgf/cm≦M≦100kgf/cmで、反発弾性Rが0.4<R<0.7で、あることを特徴とする建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
  2. 一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がり、ラジアル配列になるゴム被覆スチールコードのカーカスプライが、前記ビードコアをタイヤ内側から外側に巻き上げられ、タイヤサイド部に少なくとも一枚のプライコードとは独立したゴム被覆補強コードからなる補強層を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、補強コード層とメインプライ間であって、かつタイヤ高さHのH/2を中心として±0.1Hの範囲内のみに、補強ゴム部材を配設してなり、該補強ゴム部材の幅h、厚さwが、前記範囲内における前記補強コード層とメインプライの重なり合う幅及び前記折り返しカーカスプライとメインプライとの重なり合う幅の合計幅(h)、前記補強コード層とメインプライの重なり合う部分の厚さ(w)と次の関係にあり、
    (1)0.2w≦w≦1.0w
    (2)0.5h ≦h≦1.0h
    且つ、前記補強ゴム部材が、
    (3)高シス−1、4−ポリブタジエンをゴム100重量部に対し、10〜80重量部を含有し、
    (4)300%伸長時のモジュラスMが60kgf/cm≦M≦100kgf/cmで、反発弾性Rが0.4<R<0.7で、あることを特徴とする建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
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