JP6180987B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、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くため、カーカスラインの変更をせずにタイヤ最大幅を増やし、かつその最大幅位置をサイド部のデコレーションラインからバットレス部に移設したものが開示されている（特許文献１参照）。

上記した従来例では、踏面方向からサイド部に受ける深い垂直方向カットの低減を目的に、荷重時のサイド形状の路面に対する垂直化を狙ったものであり、その低減効果は確認できている。

しかしながら、地下鉱山用車両ＬＨＤ、地下鉱山用ＨＡＵＬＡＧＥ、及び重荷重用ローダー車両等においては、積込み時に過荷重となることが多い。過荷重により撓み量が大きくなることで、カーカスプライの折返し端の近傍（カーカス本体部の最大幅部分）がタイヤ幅方向外側にせり出し、最大幅となってしまうこともある。この領域に受けた傷は、浅いものであっても荷重入力が繰り返されることにより進展し、タイヤ内面へ貫通する可能性があるため更なる対策が必要である。

特開２０１１−１１１００３号公報

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおける耐サイドカット性を高めることを目的とする。

請求項１に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、ビードコアが埋設された一対のビード部と、前記ビード部のタイヤ半径方向外側に夫々連なるサイド部と、各々の前記サイド部のタイヤ半径方向外側端部同士をタイヤ幅方向に連結するトレッド部と、前記ビード部間を跨り、前記ビードコア間に位置するカーカス本体部と、該ビードコアのタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返された折返し部とを有するカーカスプライと、を備え、正規リムに組み付け正規内圧を充填した無負荷状態における前記カーカス本体部のタイヤ幅方向の最外側をＤ点とすると、前記Ｄ点を通る前記サイド部のタイヤ幅方向の厚さは、タイヤ装着外側がタイヤ装着内側の１．２倍〜３．０倍である。

タイヤサイド部の厚みを厚くすることで耐サイドカット性を高めることができるが、単に厚くするだけでは、タイヤ質量、材料費が高くなり、更に、タイヤ幅が広くなるため狭い坑道を走行する際に坑道内壁へ接触して受傷する可能性が高くなる。一方、タイヤサイド部の受傷は、タイヤ装着外側が圧倒的に多いことが経験から明らかになった。

そこで、請求項１に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、カーカス本体部のタイヤ幅方向の最外側のＤ点に対応するサイド部において、タイヤ装着外側の厚みをタイヤ装着内側の厚みの１．２倍〜３．０倍としている。一般的に、Ｄ点は、荷重入力の際にタイヤ幅方向の外側へ大きく撓む部分であるが、タイヤ装着外側の厚みをタイヤ装着内側の厚みよりも厚くすることにより、タイヤ装着外側においてタイヤ変形時の歪を内側よりも抑制することができる。これにより、効率的に重荷重用空気入りラジアルタイヤの耐サイドカット性を高めることができる。

なお、タイヤ装着外側の厚みがタイヤ装着内側の厚みの１．２倍未満では、荷重入力の際のタイヤのたわみにより、受傷の進展の抑制効果が小さくなる。また、タイヤ装着外側の厚みがタイヤ装着内側の厚みの３．０倍を超えると、タイヤ装着内側のたわみ量が大きくなりすぎて、トレッド部が傾き、走行安定性を確保しにくくなる。

請求項２に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、前記Ｄ点をタイヤ幅方向外側に延長したタイヤ外面の位置をＡ点とすると、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道面からタイヤ装着外側の前記Ａ点までの距離である外側サイド幅は、タイヤ赤道面からタイヤ装着内側の前記Ａ点までの距離である内側サイド幅の１．０５倍〜１．１５倍である。

サイド部のタイヤ赤道面からの幅について、タイヤ装着外側（外側サイド幅）とタイヤ装着内側（内側サイド幅）の差が大きいと、走行安定性が低下する。そこで、外側サイド幅は内側サイド幅の１．０５倍〜１．１５倍であることが好ましい。

請求項３に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、正規リムに組み付け正規内圧を充填した無負荷状態において、タイヤ最大幅位置が、前記Ｄ点よりもタイヤ半径方向外側に位置している。

請求項３に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、タイヤ最大幅位置が、カーカス本体部のＤ点よりタイヤ半径方向外側の所謂バットレス部に位置している。一般にバットレス部では、ゴムゲージが厚いため、タイヤ変形時の表面歪が小さい。路面の障害物に接触し易いタイヤ最大幅位置をバットレス部に配置することにより、サイドカットの進展を抑制することができる。

請求項４に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、タイヤ幅方向断面において、タイヤ最大幅位置をＢ点とし、前記トレッド部のトレッドセンターをＣ点とすると、前記Ｃ点を基準とした前記Ｂ点までのタイヤ半径方向の距離ｈ１は、タイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨである。

距離ｈ１が０．２０ＳＨ未満では、タイヤの所謂バットレス部（Ｄ点よりもタイヤ半径方向外側）におけるゴム量が多くなり発熱量が増加することになる。一方で、０．４０ＳＨを超えると、所望の耐サイドカット性が得られない。

請求項５に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、タイヤ幅方向断面において、前記トレッド部のトレッド端をＴ点とすると、タイヤ幅方向断面において、前記Ｂ点を通るタイヤ半径方向の線分に対する前記Ｂ点と前記Ｔ点との間のタイヤ外面の鋭角側の角度αは、０＜α≦３０°である。

角度α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ため、上記の範囲内に設定することが好ましい。

請求項６に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、前記Ａ点のタイヤ装着外側をＡ１点、タイヤ装着内側をＡ２点とし、前記Ｂ点のタイヤ装着外側をＢ１点、タイヤ装着内側をＢ２点とすると、タイヤ幅方向断面において、前記Ａ１点を通るタイヤ半径方向の線分に対する前記Ｂ１点と前記Ａ１点の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β１は、０＜β１≦３０°であり、タイヤ幅方向断面において、前記Ａ２点を通るタイヤ半径方向の線分に対する前記Ｂ２点と前記Ａ２点の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β２は、０≦β２≦３０°であり、β１＞β２である。

角度β１、β２が３０°を超えると、バットレス部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ため、上記の範囲内に設定することが好ましい。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤによれば、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおける耐サイドカット性を高めることができる、という優れた効果が得られる。

本実施形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤを示し、タイヤ軸に沿って切断した断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１に示すように、本実施形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビード部１２と、サイド部１４と、トレッド部１６と、カーカスプライ１８と、を有している。図中において、タイヤ幅方向を矢印Ｗで示し、タイヤ半径方向を矢印Ｒで示している。タイヤ幅方向とは、タイヤ軸方向と平行でかつ該タイヤ軸方向を含む方向である。

また、図中における矢印ＩＮは、タイヤを車両に装着した時の内側、（以下「タイヤ装着内側」という）を示し、矢印ＯＵＴは、タイヤ装着時の外側（以下「タイヤ装着外側」という）を示す。本実施形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、車両への装着に時におけるタイヤの内側と外側が指定されている。また、一点鎖線ＣＬは、タイヤ赤道面を示す。

一対のビード部１２は、リム（図示せず）に嵌め込まれる部位である。このビード部１２には、ビードコア２４が夫々埋設されている。

カーカスプライ１８は、ビード部１２間を跨り、ビードコア２４間に位置するカーカス本体部１８Ａと、該ビードコア２４のタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返された折返し部１８Ｂとを有している。カーカスプライ１８のコードには、スチールや有機繊維等が用いられる。正規リムに組み付け正規内圧を充填した無負荷状態におけるカーカス本体部の１８Ａのタイヤ幅方向の最外側位置をＤ点（タイヤ装着外側をＤ１点、タイヤ装着内側をＤ２点）とする。Ｄ点は、タイヤへ荷重が負荷された時に、最もタイヤ幅方向外側へ変形する部分となる。カーカスプライ１８のクラウン域の外周側には、複数のベルト層２１が配置されている。

サイド部１４は、ビード部１２のタイヤ半径方向外側に夫々連なり、正規リムに組み付け正規内圧を充填した無負荷状態において、タイヤ最大幅位置Ｂ点、（タイヤ装着外側をＢ１点、タイヤ装着内側をＢ２点とする）が、カーカス本体部１８Ａの最大幅位置Ｄ点よりタイヤ半径方向外側に位置している。即ち、タイヤ最大幅位置Ｂ点は、カーカス本体部１８Ａの最大幅位置Ｄ点よりタイヤ半径方向外側の所謂バットレス部３８に位置している。

ここで、Ｄ１点及びＤ２点に対応するタイヤ幅方向のサイド部１４位置をサイドライン部１４Ａとする。また、タイヤ装着外側のサイドライン部１４Ａの外面をＡ１点とし、内面をＩ１点とする。また、タイヤ装着内側のサイドライン部１４Ａの外面をＡ２とし、内面をＩ２点とする。サイドライン部１４Ａにおいて、タイヤ装着外側の厚みＡＷ１（Ａ１−Ｉ１間の距離）は、タイヤ装着内側の厚みＡＷ２（Ａ２−Ｉ２間の距離）の１．２倍〜３．０倍の範囲内に設定される。

なお、サイドライン部１４Ａにおいて、カーカス本体部１８Ａよりもタイヤ幅方向内側の厚みは、タイヤ装着外側の厚みＤＷ１（Ｄ１−Ｉ１間の距離）が、タイヤ装着内側の厚みＤＷ２（Ｄ２−Ｉ２間の距離）の１．２倍〜４．０倍の範囲内に設定されることが好ましい。

タイヤ幅方向断面において、ビード部１２のリムベースラインＢＬを基準としたリム離反点Ｆのタイヤ半径方向高さｈ２は、タイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨの範囲内に設定される。

タイヤ幅方向断面において、ビード部１２のリムベースラインＢＬを基準としたＡ１点Ａ２点のタイヤ半径方向高さｈ３は、タイヤ断面高さＳＨに対して０．４０ＳＨ〜０．４５ＳＨの範囲内に設定される。

また、タイヤ幅方向における、タイヤ赤道面ＣＬからサイドライン部１４Ａのタイヤ装着外側外面Ａ１点までの距離（外側サイド幅ＳＷ１）は、タイヤ赤道面ＣＬからサイドライン部１４Ａのタイヤ装着内側外面Ａ２点までの距離（内側サイド幅ＳＷ２）の１．０５倍〜１．１５倍の範囲内に設定される。

タイヤ装着外側のサイド部１４の外面には、段部１５が形成されている。段部１５は、タイヤ半径方向外側のタイヤ幅が広くなるように設けられた段差であり、カーカス本体部１８Ａの最大幅位置Ｄ１点よりもタイヤ半径方向内側に位置している。タイヤ幅方向における段部１５のタイヤ半径方向外側端部Ｇ点の位置は、タイヤ赤道面ＣＬを基準として、外側サイド幅ＳＷ１×（０．９〜１．０）の範囲内にある。またタイヤ半径方向におけるＧ点の位置は、リムベースラインＢＬを基準として、ｈ２×（０．９〜１．０）の範囲内にある。サイド部１４は、タイヤ幅方向外側に凸に湾曲している。

トレッド部１６は、各々のサイド部１４のタイヤ半径方向外側端部同士をタイヤ幅方向に連結する部位である。タイヤ幅方向断面において、トレッド部１６のトレッドセンターをＣ点とすると、Ｃ点を基準としたＢ点までのタイヤ半径方向の距離ｈ１は、例えば、タイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨの範囲内に設定されることが好ましい。距離ｈ１が０．２０ＳＨ未満では、耐サイドカット性は向上するが、バットレス部３８のゴム量が過多と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、所望の耐サイドカット性が得られないため、上記の範囲内とすることが好ましい。

トレッド部１６の端部をトレッド端Ｔ点（タイヤ装着外側をＴ１点、タイヤ装着内側をＴ２点）とすると、タイヤ幅方向断面において、タイヤ半径方向の線分に対するＢ１点とＴ１点との間のタイヤ外面３８Ｂ１の鋭角側の角度α１は、例えば、０＜α１≦３０°の範囲内に設定されることが好ましい。タイヤ幅方向断面において、タイヤ半径方向の線分に対するＢ２点とＴ２点との間のタイヤ外面３８Ｂ２の鋭角側の角度α２は、例えば、０＜α２≦３０°の範囲内に設定されることが好ましい。角度α１、α２が３０°を超えると、カット受傷頻度やカット深さが増大し、耐サイドカット性を向上できないおそれがある。この角度α１、α２は対地角度であり、できるだけ小さいことが望ましい。

タイヤ幅方向断面において、Ａ１点を通るタイヤ半径方向の線分に対するＢ１点とＡ１点の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β１は、例えば、０＜β１≦３０°の範囲内に設定されることが好ましい。また、タイヤ幅方向断面において、Ａ２点を通るタイヤ半径方向の線分に対するＢ２点とＡ２点の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β２は、例えば、０＜β２≦３０°の範囲内に設定されることが好ましい。角度β１、β２が３０°を超えると、バットレス部３８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。なお、重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０に対し、正規荷重（規格上の最大荷重）が作用した際に、路面と、Ｂ点とＡ点（Ａ１点、Ａ２点）の間のタイヤ外面とのなす角度が９０°以上となることが望ましい。また重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０に対し、正規荷重の例えば１２０〜１３０％の過荷重が作用した際にも、Ａ点付近が最大幅とならないように、路面と、Ｂ点とＡ点の間のタイヤ外面とのなす角度が９０°以上となることが望ましい。

本実施形態において、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２０１４年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指し、「正規内圧」とは、同様に、ＪＡＴＭＡが発行する２０１４年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重に対する空気圧を指す。

「接地端」とは、重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０を正規リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときの接地領域におけるタイヤ幅方向最外側の端部である。

「トレッド幅」とは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた「トレッド幅」のことである。

使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。

図１の二点鎖線は、従来タイヤ（特許文献１）の形状を示している。従来タイヤと比較すると、本実施形態では、タイヤ装着外側のサイド部１４において、タイヤ幅方向の外側及び内側のゴムボリュームが増加している（斜線部分が増加した部分）。また、タイヤ装着内側のサイド部１４において、タイヤ幅方向の外側及び内側のゴムボリュームが減少している（斜線部分が減少した部分）。

（作用）

本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。本実施形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、サイドライン部１４Ａにおいて、タイヤ装着外側の厚みをタイヤ装着内側の厚みの１．２倍〜３．０倍としている。このように、サイドライン部１４Ａのタイヤ装着外側の厚みをタイヤ装着内側の厚みよりも厚くすることにより、荷重入力によるタイヤ装着外側の当該部分の歪みを抑制することができる。したがって、受傷の多いタイヤ装着外側において受傷の進展を抑制することができ、耐サイドカット性を高めることができる。

また、タイヤ内側の厚みは、タイヤ装着外側よりも薄くなっているので、不要なゴムボリュームの増加を伴うことなく、効率的に耐サイドカット性を高めることができる。

また、本実施形態では、外側サイド幅ＳＷ１は、内側サイド幅ＳＷ２の１．０５倍〜１．１５倍に設定されているので、サイド部のタイヤ赤道面からの幅の差が、タイヤ装着外側とタイヤ装着内側とで大きくなり過ぎず、走行安定性を維持することができる。

また、本実施形態では、路面の障害物に接触し易いタイヤ最大幅位置（Ｂ点）が、カーカス本体部のＤ点よりタイヤ半径方向外側のバットレス部３８に位置しているので、サイドカットの進展を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、トレッド部１６のトレッドセンター（Ｃ点）からタイヤ最大幅位置（Ｂ点）までのタイヤ半径方向の距離ｈ１を適切に設定しているので、タイヤの耐サイドカット性と発熱量の抑制とを両立させることができる。

また、本実施形態では、角度α１、α２を適切に設定しているので、タイヤ最大幅位置（Ｂ点）よりビード部１２側に対するサイドカットを受け難くなる。このため、タイヤの耐サイドカット性を向上させることができる。

更に、本実施形態では、Ｂ点（Ｂ１点、Ｂ２点）とＡ点（Ａ１点、Ａ２点）の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β（β１、β２）を適切に設定しているので、バットレス部３８のゴム量の増加を抑制して、タイヤの発熱量を抑制することができる。

本発明の効果を確認するために、表１に示される仕様の比較例１〜比較例４、実施例１〜３（図１）に示す地下坑内ローダに好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤを各２０本ずつ用いて、サイドカットによる廃品率について試験を行った。タイヤサイズは、２６．５Ｒ２５である。外側サイド幅ＳＷ１と内側サイド幅ＳＷ２の関係、サイドライン部１４Ａにおける、タイヤ装着外側の厚みＡＷ１とタイヤ装着内側の厚みＡＷ２の比、（ＡＷ１／ＡＷ２）、サイドライン部１４Ａの内面側における、タイヤ装着外側の厚みＤＷ１とタイヤ装着内側の厚みＤＷ２の比（ＤＷ１／ＤＷ２）、角度α１、α２、角度β１、β２を、表１に示されるように設定し、各々のサイドカットによる廃品率を求めた。廃品率は指数で示しており、比較例１の指数を１００として、指数が低い程サイドカットによる廃品率が低いことを示している。また、各重荷重用空気入りラジアルタイヤについての走行安定性を求めた。走行安定性についても指数で示しており、比較例１の指数を１００として、指数が高い程走行安定性が高いことを示している。

表１に示されるように、実施例１〜３の廃品率は比較例１〜３よりも小さく、良好な結果となった。サイドゲージの比ＡＷ１／ＡＷ２が１．２未満では、比較例３で示されているようにサイドカットは廃品率の低減効果が小さく、サイドゲージの比ＡＷ１／ＡＷ２が３．０超では、比較例４で示されているように、走行安定性が大幅に低下していることがわかる。実施例１〜３では、走行安定性を比較例対比で維持しながら、廃品率を顕著に低減することができていることがわかる。

１０ 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
１２ ビード部
１４ サイド部
１４Ａ サイドライン部
１６ トレッド部
１８ カーカスプライ
１８Ａ カーカス本体部
１８Ｂ 折返し部
Ｂ１、Ｂ２ タイヤ最大幅位置
ＣＬ タイヤ赤道面
Ｄ カーカス本体部のタイヤ幅方向の最外側
ＡＷ１ タイヤ装着外側の厚み
ＡＷ２ タイヤ装着内側の厚み
ＳＷ１ 外側サイド幅
ＳＷ２ 内側サイド幅
α１ 角度
α２ 角度
β１ 角度
β２ 角度

Claims (6)

1. ビードコアが埋設された一対のビード部と、
   前記ビード部のタイヤ半径方向外側に夫々連なるサイド部と、
   各々の前記サイド部のタイヤ半径方向外側端部同士をタイヤ幅方向に連結するトレッド部と、
   前記ビード部間を跨り、前記ビードコア間に位置するカーカス本体部と、該ビードコアのタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返された折返し部とを有するカーカスプライと、
   を備え、
   正規リムに組み付け正規内圧を充填した無負荷状態における前記カーカス本体部のタイヤ幅方向の最外側をＤ点とすると、前記Ｄ点を通る前記サイド部のタイヤ幅方向の厚さは、タイヤ装着外側がタイヤ装着内側の１．２倍〜３．０倍である、重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記Ｄ点をタイヤ幅方向外側に延長したタイヤ外面の位置をＡ点とすると、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道面からタイヤ装着外側の前記Ａ点までの距離である外側サイド幅は、タイヤ赤道面からタイヤ装着内側の前記Ａ点までの距離である内側サイド幅の１．０５倍〜１．１５倍である、請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 正規リムに組み付け正規内圧を充填した無負荷状態において、タイヤ最大幅位置が、前記Ｄ点よりもタイヤ半径方向外側に位置している、請求項１または請求項２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. タイヤ幅方向断面において、タイヤ最大幅位置をＢ点とし、前記トレッド部のトレッドセンターをＣ点とすると、
   前記Ｃ点を基準とした前記Ｂ点までのタイヤ半径方向の距離ｈ１は、タイヤ断面高さＳＨに対して０．２０ＳＨ〜０．４０ＳＨである請求項３に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
5. タイヤ幅方向断面において、前記トレッド部のトレッド端をＴ点とすると、
   前記Ｂ点を通るタイヤ半径方向の線分に対する前記Ｂ点と前記Ｔ点との間のタイヤ外面の鋭角側の角度αは、０＜α≦３０°である、請求項４に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記Ａ点のタイヤ装着外側をＡ１点、タイヤ装着内側をＡ２点とし、前記Ｂ点のタイヤ装着外側をＢ１点、タイヤ装着内側をＢ２点とすると、
   タイヤ幅方向断面において、前記Ａ１点を通るタイヤ半径方向の線分に対する前記Ｂ１点と前記Ａ１点の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β１は、０＜β１≦３０°であり、
   タイヤ幅方向断面において、前記Ａ２点を通るタイヤ半径方向の線分に対する前記Ｂ２点と前記Ａ２点の間のタイヤ外面の鋭角側の角度β２は、０≦β２≦３０°であり、
   β１＞β２である、請求項４または請求項５に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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