JP5078629B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用ラジアルタイヤ、特に、車体の安定性の向上をもたらす、建設車体等に用いて好適な重荷重用ラジアルタイヤに関するものである。

ローダーやストラドルキャリアのような建設車体は、積荷を積載した状態の重心位置が車軸から大きく離れることになるため、車体の安定性が低下し、積荷を降ろす場所が定まらないという心理的負担が生じてしまう。

図３に示すように、タイヤは、トレッド部とリムから圧縮入力を受け、カーカス本体部分近傍を中立軸として、そのタイヤ幅方向外側領域では大きな引張り力、その内側領域では小さな圧縮力を受け、タイヤ幅方向外側に凸となる大きな曲げ変形を生じる。このサイドウォール部の曲げ変形の際に、車軸が大きく鉛直方向に移動するために車体の揺れが発生し、安定性が低下するおそれがある。
そこで、車体の安定性を向上させるためには、特に上下剛性の大きいタイヤが必要となる。

タイヤの上下剛性を大きくするために、例えばタイヤの充填内圧を上げた場合は、タイヤへの荷重が作用に際する、車軸の下降変位量が少なくなり、車体の安定性が増大し、積荷の積み降ろし移動などの作業時の、車体の揺れ等が減少する。

しかるに、タイヤの充填内圧を高めたときは、路面上、小突起等を包み込む、タイヤのエンベロープ性が低下することになるため、建設車体等が荒地を走行して、路面上の石や突起物を乗り越す際に、より高い衝撃やカット傷を受けることになって、タイヤカット故障、ひいては、バースト故障を引き起こしてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、タイヤの上下剛性を、エンベロープ性能の低下なしに大きくすることで車体の安定性を向上させた重荷重用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、各ビード部に埋設されたビードコア間に本体部分をトロイド状に延在させるとともに、各側部部分をビードコアの周りで半径方向外方に巻き上げた一枚のカーカスプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン域の外周側に配設した、二層以上のコード交錯ベルト層からなるベルトとを具えるものであって、ベルトの最大幅Ａに対するカーカス本体部分の最大幅Ｂの比が１．０＜Ｂ／Ａ＜１．３の関係を満たし、タイヤ断面幅Ｗに対する、タイヤ最大幅位置から、タイヤ軸線方向に測ったカーカス本体部分までの厚みＣの比が０．１５＜Ｃ／Ｗ＜０．３０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、「ベルトの最大幅」とは、タイヤ子午線断面において、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧としたときのベルトの軸線方向の最大の直線距離をいうものとする。
「カーカス本体部分の最大幅」とは、タイヤ子午線断面において、タイヤを適用リムに装着して、規定の空気圧を充填したときの、カーカスを構成するプライの厚さ中心で測った最大の直線距離を意味する。具体的には、一枚のカーカスプライは、そのプライに埋設されたコード配設の中心位置を結んだときの最大の直線距離をいうものである。
「適用リム」とは、ＪＡＴＭＡ（ＴＨＥ Ｊａｐａｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｔｙｒｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムをいうものとする。
「タイヤ断面幅」とは、タイヤ子午線断面において、タイヤを適用リムに装着して、規定の空気圧を充填した、無負荷状態下でのサイドウォール間の直線距離をいうものとする。
「タイヤ最大幅位置」とは、タイヤ子午線断面において、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧を充填した、無負荷状態下でのサイドウォール間の最大の直線距離の位置をいうものとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、タイヤ最大幅位置でタイヤ軸線方向に測って、タイヤ外表面からカーカス本体部分までの厚みが、タイヤ内表面からカーカス本体部分までの厚みより厚くする。

ところで、以上のようなタイヤでは、カーカス本体部分のタイヤ幅方向外側に、有機繊維コードまたはスチールコードからなる二層以上のコード交錯補強層を有し、それらのコードの、タイヤ周方向に対する傾斜角度をして６０〜９０°とするとともに、リム径ラインからコード交錯補強層の半径方向内方端までの半径方向長さａが赤道面上でのリム径ラインからのカーカス高さｓに対し０．３＜ａ／ｓ＜０．４の関係を満たし、かつ、リム径ラインからコード交錯補強層の半径方向外方端までの長さｂが、前記カーカス高さｓに対し０．６＜ｂ／ｓ＜０．９の関係を満たすことが好ましい。
ここで、「リム径ラインからの高さ」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、無負荷状態で、リムに相当する位置を基準にしての半径方向距離をいうものとする。
また、「カーカス本体部分のタイヤ幅方向外側」とは、カーカスの本体部分とカーカスの巻き上げた巻上げ部分とのタイヤ幅方向外側のみならず、カーカス本体部分と巻上げ部分との間に位置することを含む意である。

車体の安定性を向上させるために充填内圧を上げたタイヤでは、タイヤのエンベロープ性が低下してしまう結果、トレッド部に路面上の石や突起物を乗り越す際の衝撃等による、タイヤカット故障等を引き起こしてしまうおそれがあった。

そこで、本発明の重荷重用ラジアルタイヤは、ベルトの最大幅Ａに対するカーカス本体部分の最大幅Ｂの比が、１．０＜Ｂ／Ａ＜１．３の関係を満たすものとすることにより、従来技術に比し、サイドウォール部のカーカス本体部分のパスラインを荷重の作用する鉛直方向へ近づけることができ、これにより、サイドウォール部を圧縮する方向の入力に対し、カーカスコードそれ自身の本来的な圧縮剛性を有効に利用することができ、その結果として、サイドウォール部の上下剛性を高めることができることになる。
そしてまた、カーカス本体部分のパスラインを荷重の作用する鉛直方向に近づけることで、従来タイヤよりサイドウォール部の曲率半径が大きくなり、内圧の充填時にサイドウォール部のカーカスに作用する張力が大きくなるので、サイドウォール部の上下剛性を高めることができる。

すなわち、上記Ｂ／Ａが、１．０未満ではカーカス最大幅位置が交錯ベルト層よりタイヤ幅方向内側に位置することになって、ショルダー部のエア入り等の、製造上の不具合を生じるおそれがあり、１．３を超えると、カーカス本体部分のパスラインを鉛直方向に近づけることが著しく困難になる。

また、タイヤ断面幅Ｗに対する、タイヤ最大幅位置から、タイヤ軸線方向に測ったカーカス本体部分までの厚みＣの比が、０．１５＜Ｃ／Ｗ＜０．３０の関係を満たすものとすることにより、最大幅位置からカーカス本体部分までのゴム厚さを厚くして、そのカーカス外側部分のゴムにより大きな耐張力を発揮させることによって、荷重直下のサイドウォール部の上下剛性を一層高めることができる。

すなわち、上記Ｃ／Ｗが、０．１５未満では、所期したほどの耐張力の増加を期し難く、０．３０を超えると、タイヤ表面の引張り歪が大きくなりすぎて、サイドウォール部のカット故障が起こり易くなり、また、タイヤの転勤時に変形するゴム体積が大きくなって、ヒステリシスロスによる、その部分の発熱量、ひいては、上昇温度が高くなり、ヒートセパレーション等が生じるおそれがある。

そして、ベルトの最大幅Ａに対するカーカス本体部分の最大幅Ｂの比が１．０＜Ｂ／Ａ＜１．３の関係を満たし、タイヤ断面幅Ｗに対する、タイヤ最大幅位置から、タイヤ軸線方向に測ったカーカス本体部分までの厚みＣの比が０．１５＜Ｃ／Ｗ＜０．３０の関係を満たすことにより、従来タイヤに比し、タイヤの最大幅が同じで、ベルト幅に対するカーカスの最大幅を狭くして、カーカスから幅方向外側のサイドゴムの厚さを厚くすることで、ベルト張力の過度の増大を抑え、カーカス本体部分の形状と相まって、タイヤの上下剛性を大きくして、車体の安定性を向上させることができる。

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。
図１は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図である。

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、各側部部分をビードコア４の周りで半径方向外方に巻き上げた巻上げ部分５ｂを有する、一枚のカーカスプライからなるカーカス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。

また、カーカス５のクラウン域の外周側に、二層以上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、このトレッドゴム７の表面には、図では省略されているが、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝等を形成する。

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、それの外側面に沿って配置されたサイドゴム８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、ベルト６の最大幅Ａに対するカーカス本体部分５ａの最大幅Ｂの比が１．０＜Ｂ／Ａ＜１．３、より好適には、１．１＜Ｂ／Ａ＜１．２の関係を満たすものとし、また、タイヤ断面幅Ｗに対する、タイヤ最大幅位置から、タイヤ軸線方向に測ったカーカス本体部分５ａまでの厚みＣの比が０．１５＜Ｃ／Ｗ＜０．３０、より好適には、０．２０＜Ｃ／Ｗ＜０．２５の関係を満たすものとする。

また好ましくは、このタイヤにおいて、タイヤ最大幅位置でタイヤ軸線方向に測って、タイヤ外表面からカーカス本体部分５ａまでの厚みＣが、タイヤ内表面からカーカス本体部分５ａまでの厚みＤより厚くする。

この構成により、カーカス本体部分のパスラインを鉛直方向に近づけることができる。

図２は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの他の実施形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図である。

図２に示す重荷重用ラジアルタイヤは特に、カーカス本体部分５ａのタイヤ幅方向外側に、有機繊維コードまたはスチールコードからなる二層以上のコード交錯補強層９を有するものとし、それらのコードの、タイヤ周方向に対する傾斜角度θをして６０〜９０°とするとともに、リム径ラインＲＬからコード交錯補強層９の半径方向内方端までの半径方向長さａが、赤道面Ｅ上でのリム径ラインＲＬからのカーカス高さｓに対し、０．３＜ａ／ｓ＜０．４の関係を満たし、かつ、リム径ラインＲＬからコード交錯補強層９の半径方向外方端までの長さｂが、前記カーカス高さｓに対し０．６＜ｂ／ｓ＜０．９の関係を満たすものとした点で、図１に示すタイヤとは構成を異にするものである。

この構成によれば、タイヤサイドウォール部等が荷重の作用に伴う曲げ変形を受けるに当り、カーカス本体部分５ａの外側領域への引張り力の作用に対して、補強層９に耐張力を発揮させることで、サイドウォール部２、ひいては、タイヤの上下剛性をより一層高めて大きくすることができる。

補強層９のコードは、タイヤ周方向に対して６０〜９０°の角度θ、より好ましくは７５°＜θ＜９０°で傾斜することで、タイヤ周方向に直交する引張り方向に配置することができる。

すなわち、それが、６０°未満では、コードの配列角度が引張り方向からはずれ、引張り力に対抗する力を得ることができない傾向がある。
また、そのコードの張力は、１００〜１５０Ｎの範囲にあることが好ましい。

このような補強層９の、リム径ラインから半径方向内方端までの半径方向長さａの、赤道面Ｅ上のリム径ラインからのカーカス高さｓに対する比が０．３＜ａ／ｓ＜０．４の関係を満たすものとすることにより、サイド部で最も引張りが大きい領域の下端を覆うことができ、効果的な補強層９の配置することができる。

一方、この補強層９のリム径ラインから半径方向外方端までの長さｂの、カーカス高さｓの対する比は、０．６＜ｂ／ｓ＜０．９の関係を満たすことにより、補強層端の歪が増大を抑制し、補強層端からのセパレーションが発生を防ぐことができる。

次に、図１および図２に示すような構造を有する、タイヤのサイズが２３．５Ｒ２５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〜実施例タイヤ４および、比較例タイヤのそれぞれにつき、タイヤの上下剛性を評価した。
なお、比較例タイヤは、サイドウォール部以外のタイヤ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。

実施例タイヤ１〜実施例タイヤ４および、比較例タイヤのそれぞれを、リムサイズ１９．５×２．５のリムに装着し、内圧を５００ｋＰａとし、負荷質量１２１５００ｋｇ、トレッド踏面より大きい平板への平押し時の上下剛性を、負荷質量付与時の撓み量から、上下方向のばね定数（Ｎ／ｍｍ）として算出して比較し、表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤの値をコントロールとして求めたものであり、数値が大きいほど、剛性が高いものとした。

表２の結果から、実施例タイヤ１〜実施例タイヤ４は、比較例タイヤに対して、タイヤの上下剛性を大きく高めることができ、この結果として車両への積荷の積載時の車軸の変位を優位に抑制し得ることがわかる。

本発明の重荷重用ラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図である。 図２は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの他の実施形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ子午線断面を、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負荷質量を受けた際のサイドウォール部の一部を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

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 カーカス
５ａ 本体部分
５ｂ 巻上げ部分
６ ベルト
７ トレッドゴム
８ サイドゴム
９ 補強層
Ｒ 適用リム

Claims (3)

1. 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、各ビード部に埋設されたビードコア間に本体部分をトロイド状に延在させるとともに、各側部部分をビードコアの周りで半径方向外方に巻き上げた一枚のカーカスプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン域の外周側に配設した、二層以上のコード交錯ベルト層からなるベルトとを具える重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
   ベルトの最大幅Ａに対するカーカス本体部分の最大幅Ｂの比が１．０＜Ｂ／Ａ＜１．３の関係を満たし、タイヤ断面幅Ｗに対する、タイヤ最大幅位置から、タイヤ軸線方向に測ったカーカス本体部分までの厚みＣの比が０．１５＜Ｃ／Ｗ＜０．３０の関係を満たしてなることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
2. タイヤ最大幅位置でタイヤ軸線方向に測って、タイヤ外表面からカーカス本体部分までの厚みが、タイヤ内表面からカーカス本体部分までの厚みより厚い請求項１に記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
3. カーカス本体部分のタイヤ幅方向外側に、有機繊維コードまたはスチールコードからなる二層以上のコード交錯補強層を有し、それらのコードの、タイヤ周方向に対する傾斜角度をして６０〜９０°とするとともに、リム径ラインからコード交錯補強層の半径方向内方端までの半径方向長さａが赤道面上でのリム径ラインからのカーカス高さｓに対し０．３＜ａ／ｓ＜０．４の関係を満たし、かつ、リム径ラインからコード交錯補強層の半径方向外方端までの長さｂが、前記カーカス高さｓに対し０．６＜ｂ／ｓ＜０．９の関係を満たすものとしてなる請求項１または２に記載の重荷重用ラジアルタイヤ。

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