JPH0228004A - 不整地の走行に供する重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は不整地例えば、建設用地、鉱山などにおける
運搬又は作業のために荒れたままの地表を走行する大型
の重車両に装着される不整地走行重荷重用空気入りラジ
アルタイヤに関し、特にその耐久性の改良に関する。

（従来の技術） 従来の大型重車両用の空気入りラジアルタイヤは、一般
に一対のビード間にトロイド状をなして跨がるカーカス
のクラウン部のまわりを取囲むスチールコードのゴム被
覆になる多数層のベルトを、トレッド補強のためにそな
えている。

従来技術の第１タイプでベルトの多層に用いるスチール
コードは、例えばＩＸ３＋９＋１５＋１で、強度は１６
５ｋｇ／本程度とされる。

この場合にベルトはカーカス側から数えた積層の順で、
狭幅の第１層の上に最大幅の第２層、第３層以降は順に
第２層に比し、漸減する幅とされるので各ベルトの各層
の幅端を結んだ■字形仮想線はベルトの両側に向けて尖
鋭な楔状をなしている。

ここにベルトの各層のスチールコードがタイヤの赤道面
となす角度は、それぞれ２１°とされる。

（この角度はタイヤ外側からの透視を仮想して右上がり
をＲ１左上がりをして区別する。）このようなベルトの
単純積層構造はスチールコード自体の強度そのものは比
較的小さいが枚数が多いこと及び６枚もの多層のコード
方向が隣接する層同志で互いに交差することの故にタイ
ヤの空気圧充てん時に、ベルトに加わる張力によりベル
トは極めて大きな剛性をもち、ベルトの層の全体が一枚
の強い板状に近く、加えて上記のようにベルトの各層の
幅端を結んだ１字状仮想線が楔状をなしこれに対しベル
トの端部付近でカーカスとの間のトレッドゴム層の剛性
は、張力を受けたベルトに比して格段に小さいため、ト
レッドが負荷を受けた場合に、■字状突出の楔状の尖端
部には応力が集中し、トレッドゴム層に大きなせん断歪
が生じ、亀裂故障が発生する原因となる。

また、ベルトの第１Ｎは幅が狭いので、その端部と、カ
ーカスとの間のゴム介在の壇は、ベルトの第２層の端部
とカーカスとの間でのゴムの介在量よりも少ないのでト
レッドに負荷を受けてトレッドと共にベルトに変形を生
じると、ベルトの第１層の端部は更に大きな引張応力を
受けて端部と相対するカーカス２との間のゴムに大きな
剪断応力が作用し、その端部でゴムとのはく離・亀裂と
共に、この端部と相対するカーカス２の外面に沿うゴム
のはく離・亀裂故障の進展も生じ易い。

これに対し従来技術の第２のタイプは、カーカス側から
トレッド側に向って、配列したベルトの第１〜第５層の
うち第２層と第３層とを主交差ベルトとし、他の残りは
すべて補助層とする。

ここで主交差ベルトは隣接した層同志のスチールコード
がタイヤの赤道面を挾んで互に反対に傾斜して交差し、
これにより専らトレッドの円周張力を負担するものとさ
れる。

ベルトの第４層及び第５層はとくに他の層のスチールコ
ードに比して引張破断時伸びが１．４倍以上のいわゆる
ハイエロンゲーションコードで構成した補助層であり、
これに反しベルトの第１層は幅中央部で中抜きに相互離
隔した一対のベルト層から構成した補助層である。

なおベルトの各層のスチールコードがタイヤの赤道面と
のなす角度は、例えばカーカス側から順にＲ６２°、Ｒ
４０°、　Ｌ２５’　、　Ｒ２５’及びＬ２５’であり
、主交差ベルトのコードは１ｘ３＋９＋１５＋１で強度
は４６５　ｋｇ／本、ベルトの第１層のコードはＩＸ３
＋９＋１５＋１で、強度は２８０ｋｇ／本である。

ハイエロンゲーションコードを用いたベルトの第４層と
第５層とを除いた他の層の幅端を結んだ■字形仮想線が
楔状をなす点はさきに詳述した場合における応力集中を
含め同様であるがとくに、走行時走路上の石等に乗り上
げた時のようにトレッド部に大入力が加わった際、元来
主交差ベルトが２枚であるため、主交差ベルトの張力負
担が過大であるという欠点を有すること、またハイエロ
ンゲーションコードよりなるベルトの第４層端部がベル
トの第２層の端部に対し適正に覆っていないため応力緩
和作用も不充分でやはりベルトの第２層の幅端にはく離
故障が生じ易い。

またこの場合主交差ベルトが２枚だけであるため、狭幅
のベルトの第１層に過大な張力負担が強いられて、走行
の早期からベルトの第１１の幅端で過大な応力による疲
労が促進されて、はく離・亀裂故障が生じ易い。また、
ベルトの第１層が第２層よりも狭いことによってすでに
詳述したようにベルトの第１層端部とカーカスの間に大
きなせん断応力が作用して、カーカスの外側にはく離故
障も生じ易い。

従来技術の第３のタイプにあっては、カーカス側からト
レッド側に向って配列したベルトの第１〜６層を有し、
これらのうち主交差ベルトを第１〜４層までの４層で構
成し、残りの第５．６層は何れもハイエロンゲーション
コードからなり、全体の構成として第１のタイプと第２
のクイズとの中間を占める。

ベルトの各層のスチールコードはカーカス側から順にＲ
２３°、Ｌ２３°で交互配列とし、主交差ベルトのスチ
ールコードは何れもＩＸ３＋９＋１５＋１で強度は１６
５ｋｇ／本である。

このため主交差ベルトは第１のタイプにおける主交差ベ
ルトよりも剛性は低いが第２のタイプにおける主交差ベ
ルトでの剛性よりは高い。しかしながらベルト各層の幅
端を結んだｖ字状仮想線は前述のものと同様に楔状をな
しているので、石を踏んだときのような、タイヤトレッ
ドへの大入力時には、やはりベルトの第２層の幅に対す
る、第５Ｎの応力緩和効果が不十分ではく離・亀裂故障
が生じ易いし、またベルトの第１Ｎの端部におけるは（
離故障から進展したはく離亀裂故障も生じ易いという問
題点を残している。

（発明が解決しようとする課題） 荒地を重荷垂下に走行する間にはもちろん岩石などを踏
んだときのような大入力時にもベルトの端部とくにベル
トの第１層端部で起こり始めるはく離亀裂故障を抑制し
、さらにこれが進展して起こるカーカスの外表面のは（
離亀裂故障を適切に抑制した不整地走行重荷重用空気入
りラジアルタイヤを提供することがこの発明の目的であ
る。

（課題を解決するための手段） 発明者らは、トレッドの補強のためのベルト構造につい
てベルト端及び端部の歪〜応力の集中度合い及びそれが
はく離亀裂故障に発展する挙動と、その有効な抑制対策
を種々研究した。

その結果主交差ベルトにつきベルト端及び端部での歪〜
応力の分散緩和機能を持たせると共に、更に、伸びの大
きいスチールのハイエローゲーションコードを用いた保
護層による適切な防護機能を実現する二重の保護効果を
十分発揮させてタイヤの耐久性を大幅に向上できるので
あり、とくに、主交差ベルトのうちの最内側の層の端部
からカーカスの外表面に沿って進展するはく離亀裂故障
は、ベルトの張力負担により、ベルトの端部が歪むこと
から生じるカーカスプライとの間のせん断歪〜応力によ
って生じる故障であることと、さらに、同じく最内側の
層と、これに隣接する層との間における幅との相対関係
が、前記せん断歪〜応力に大きく影響することとについ
ての解明が、次に述べるこの発明の、構想を導いた基本
事項である。

この発明は一対のビート間にトロイド状をなして跨がる
ラジアルコード配列としたカーカスのクラウン部のまわ
りを取囲むスチールコードのゴム被覆になる複数層のベ
ルトをそなえ、このベルトは隣り合う層のコードがタイ
ヤの赤道を挟んで互いに逆の傾斜配列になる少なくとも
３層の主幹層と、この主幹層を取巻きそのコードに比し
て引張り破断時伸びが１．４〜３．０倍の範囲のハイエ
ロンゲーションコードを用いた保護層との積層構造にな
り、カーカス側から数えた積層順で主幹層の第２層はこ
れに隣接する第１層に比してより狭く同じく第３層に対
しては一層狭い配置幅になり、保護層は主幹層の最大幅
をなす第３層よりも広い配置幅にわたって、その幅端が
、主幹層の厚み中心線の延長線上に位置することを特徴
とする、不整地の走行に供する重荷重用空気入りラジア
ルタイヤである。

この場合においてベルトの主幹層が、その第２層に比し
ほぼ同等かやや広い配置幅になる第４Ｎを有することが
とくに大型タイヤにあってはのぞましい。

ここにベルトの第４層はそのスチールコードが第２層の
スチールコードと同じ向きの傾斜配列とし、これにより
、タイヤの内圧光てんでベルトに加わる張力は４層のコ
ード交差とした主幹層で分散して受けもつことができる
。

この発明においてベルトの主幹層は、トレッド幅ＴＷ（
１，００）に対して第１層で０．５５〜０．７５、第２
層は０．４５〜０．６５、第３層は０．６５〜０．８５
　　そして保護層については０．７５〜１．００の範囲
にあるのが好ましく、またタイヤの赤道面に対するスチ
ールコードの傾斜配列角度はベルトの主幹層、保護層と
も１５°〜３０″′の範囲であれば各層を通して同一で
あってもまた互いに異なる角度であってもよい。保！！
層に用いるハイエロンゲーションコードの引張り破断時
伸びは、主交差ベルトにおけるスチールコードの引張り
破断時伸びが１．９〜　其０％であるのに対し、１．４
倍〜３．０倍の範囲、とくに１．７〜２．５倍の範囲に
あることが必要である。

ベルトの主幹層の厚み中心線の延長線は、例えば最も幅
の狭い第２層の幅端における主幹層の全厚みの中心と、
赤道面上における主幹層の全厚みの中心とを通る円弧で
近偵することができる。

さて、第１図にこの発明に従い、スチールコードのゴム
被覆になる３層の主幹層Ｂ　＋、　Ｂ　ｚ、Ｂ　ｚと、
スチールのハイエロンゲーションコードのゴム被覆にな
る、この例で単一層の保護層Ｃによってベルトを構成し
たトレッド補強をそなえ、不整地の走行に供する重荷重
用空気入りタイヤの断面を示し、第２図にてベルトの積
層配列を図解し、また第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　
（ｃ）には別なベルト配列を示した。

図中１はタイヤの全体を示し、２はビード、３はカーカ
ス、４はトレッド、さらに５でベルトをあられす。

第２図の例でベルト５の主幹層Ｂ＋、Ｂｚ、Ｂｚのコー
ド配列はＲ２３°、Ｌ２３°、　Ｒ２３”とし保護層Ｃ
についてはＲ２３”とし、第３図の場合主幹層Ｂ３と保
護１ｃの間にＬ２３’の８４を含みさらに同図（ｃ）は
幅の狭い保護層りを加えである。

ベルト４はこの発明で主幹層Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３ときには
Ｂ４、そして保護層ＣときにはＤも含め、その配置幅が
Ｗ　Ｃ＞　Ｗ　！　＞　Ｗ　＋　（＞　Ｗ　ａ　）≧Ｗ
ｔ＞ＷＤとし、保護層Ｃは主幹ＩＪＢ＋、　　Ｂｌｌ　
Ｂ！　　（Ｂ４）の全層を合計した厚みの中心線（鎖線
）Ｍの延長上に位置する配置幅とする。

（作　用） ベルトの主幹層の隣り合う層のスチールコードがタイヤ
の赤道面に対して互いに逆に傾斜して交差するとともに
、ベルトの第１層Ｂ、から第３層ないし第４層Ｂ４の配
置幅をとくに第２層Ｂ２で最も狭幅（響２）としたので
第２層Ｂ２を挾む第１層Ｂ１と第３層Ｂ３の端部におい
て、大きな張力を負担する主幹ベルトにトレッド４を通
じて過大な荷重の負荷入力が加わっても、主幹層の全層
を合計した厚みの中心線Ｍに向は比較的自由に変形が可
能となるため、主幹層自身による応力緩和の自己保護機
能が得られる。

また、保護層Ｃに用いるスチールのハイエロンゲーショ
ンコードは、特定の伸び易いコードで、かつベルトの第
１層Ｂ１および第３層Ｂ３と同じコード傾斜にて主幹層
の全体を覆ってしかもその端部が特定の位置を占めるの
で、第３層Ｂ３の端部への入力が軽減されるのはもちろ
ん保ｊｌＪＪｃ自体の端部への応力集中も同時に軽減さ
れ十分なベルトの耐久性能が得られる。

ここで保護１ｃの端部につき特定の位置というのはベル
トの主幹層に用いた全層を合計した厚みの中心ｆｓＭの
延長線上でトレッド幅ＴＷを超えない位置を指し、この
位置はトレッドが負荷荷重を受けて変形するのに伴いベ
ルト層全体も曲げ変形を生じるときも曲げ変形に対しほ
ぼ固定位置であって応力集中は生じない。

またベルトの第１層Ｂ１の配置幅Ｗ、が第２層Ｂ、の幅
Ｗ２より大きいので、第１Ｐ！ｉＢｌの端部とカーカス
３との間隔を大きく従ってゴムゲージを厚くとることが
でき、しかも第１ｉ！　Ｂ　ｌ　と第２層Ｂ２における
スチールコードの交差域がカーカス３に最も近い第１層
Ｂ、の端部からはなれているため、負荷時に第１ｊｉｉ
Ｂ、の端部でのスチールコードの角度変化に伴われるカ
ーカス３との間のせん断応力は大幅に減少する。従って
ベルトの第１層Ｂ、の端部におけるはく離故障及びカー
カス３の外表面でのはく熱亀裂故障も同時に抑制される
。

また、ベルトの第３層Ｂ、および第１層Ｂ、のスチール
コードの傾斜が同一方向で、第３層Ｂ３が第１１ｉ　Ｂ
　Ｉ　の幅端を覆うように広く配置されているので、ト
レッドからの入力は第１７５８　＋の端面を第３層Ｂ３
が最適に保護する形状となって入力が抑制されるととも
に、第ｔｌＢ、とともに外部からの入力を分担して、第
２層Ｂ２へのベルト端の入力も緩和できる。保護層Ｃに
用いるスチールのハイエローゲーションコードは主幹層
に用いたスチールコードに対して引張り破断時伸びが１
．４倍〜３．０倍の範囲であることを必要とするのは、
１．４倍未満の低い伸びによっては保護層Ｃによって期
待する応力軽減に役立たない一方で３．０倍を越える過
大な伸びを生じると主幹層の保護機能が充分に生じない
からである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１．２図についてさきに触れた重荷重用ラジアルタイ
ヤをサイズ１８．０ＯＲ２５で適用した。

この場合ヘルド５は、カーカス３側から第１層Ｂ８、第
２層Ｂ２および第３７！ｆ　Ｂ　３の３ＷＩからなる主
幹層と、この主幹層上に覆いかぶせるように配置した１
層の保護層Ｃとを有している。

主幹層Ｂｌ、Ｂ２＋Ｂｆｆの各層はゴム被覆されたスチ
ールコードよりなり、このスチールコードは７Ｘ７＋１
で、強度は５５５ｋｇ／本、また引張り破断時の伸びは
２．８％である。

これに対し保護層Ｃは、主幹層のスチールコードに比し
引張り破断時の伸びが約１．９６倍に当る５、５％のス
チールコードからなり、このスチールコードは３×７で
、強度は１８０ｋｇ／本である。

主幹層Ｂ、、Ｂ、、Ｂ３の各層は、隣合う層のスチール
コードがタイヤの赤道面を挟んで互いに逆の傾斜配列と
し、この例で第１層Ｂ、はＲ２３゜第２層Ｂ２はＬ２３
°そして第３層Ｂ、はＲ２３°にて配列し、さらに保護
層ＣはＲ２３”に配列しである。

また主幹層Ｂ、、Ｂ、、Ｂ、および保護層Ｃの配列幅は
トレッド１６のトレッド幅ＴＷを１とするとき、Ｗ、は
０．６３　、ｗ、は０．４９　、Ｗ、は０．７４そして
Ｗ、は０．８５の割合である。

従って、ベルト５の主幹層Ｂ＋　、Ｂｚ　、Ｂ３の各端
を図の仮想線のように結ぶと第２図に示すように、ベル
ト５の外側方に向けて開くｖ字状をなし、それらの端部
近傍における剛性の低下が図れる。そして第３１１　Ｂ
　、と第１層Ｂ１のコード方向が同一でしかも第３ＭＢ
、ｌの幅端が第１ＭＢ、にて覆われるようにしているの
で、タイヤ走行時にトレッド４に作用する負荷入力に対
して第１層Ｂ。

の端部を第３層Ｂ３により有効に保護するとともに各層
のスチールコードへの入力は第１７５８　＋　と第３層
Ｂ、で分散され第２層Ｂ２の幅端への入力は著しく緩和
されて、歪応力が減少するのでベルト５の主幹層自身が
ベルト端部の保護機能をそなえるようになり、このため
、剥離故障の発生が大幅に抑制される。

加えて、第１層Ｂ１のベルト幅Ｗ１は第２層Ｂ２の幅Ｗ
２より大きく、また第１Ｗｉ　Ｂ＋の幅端は、隣り合う
第２層Ｂ２との交差域からはなれているため、第１層Ｂ
１の幅端とカーカス３との間に介在するゴムゲージを厚
くすることができ、負荷時における第１層Ｂ、の端部近
傍のカーカス３の外表面１３ａ上での剪断歪〜応力が抑
制され、はく離、亀裂故障の発生およびその進展も抑制
できる。

保護層Ｃは、第１層Ｂ、及び第３層Ｂ、を覆って第２図
に示すように、主幹層の合計の厚みの中心線Ｍの延長線
上に終焉しているため、第３層Ｂ。

の幅端Ｗ３における入力の軽減が計れるばかりでな（保
３ＩｊＷＣの幅端での応力集中もコードの伸びの大きい
ことも相まって著しく軽減され、かくしてベルト５の耐
久性能の大幅向上に役立つ。

次に、第３図（ａ）は第２実施例を示し、この例はとく
に大型の重荷重用空気入りラジアルタイヤに適合するよ
うに主幹層がカーカス３側から、第１〜４層Ｂ、−Ｂ、
の４層からなる。

第４層Ｂ４はコード配列をＬ２３°とし、その配置幅Ｗ
４は第１層Ｂ、よりも狭い、第２層Ｂ２に比しやや広い
程度とした。

ベルトに加わる張力はこの例で４枚の第１〜４層により
分散して受けることができる。

主幹層のスチールコードは全てについて７×７＋１で強
度４００ｋｇ／本、引張り破断時の伸びは２．５％であ
る。

保護層Ｃは第１実施例のスチールコードと同一で、コー
ド種は３×７で、強度は１８０ｋｇ／本であり、引張り
破断時の伸びは５．５％で、主幹層に用いたスチールコ
ードの２．２倍の引張り破断伸びを有する。前述した以
外の構成は第１実施例と同じである。

さらに第３図（ｂ）には第３実施例を示し、この例はベ
ルト５の主幹層のうちの第４層の配置幅Ｗ４’を第２層
Ｂｚの配置幅Ｗ２と揃えた外は、第２実施例と同じであ
る。

第３図（ｃ）は第４実施例を示し、この場合は、第２実
施例において保護ＪＩＣの半径方向外側に最も狭い幅の
補強ＨＤをトレッドの耐カツト性増強のために配置した
ばか第３図（ａ）についてのべたところと同様である。

この補強層りは、保護層Ｃと同じハイエロンゲーシコン
コードヲ、保１１Ｊｉｃと交差するＬ２３°の傾斜配列
とする。

試験タイヤとして上述の実施例１．２のほか第４図（ａ
）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に図解した比較例１〜３を
準備し、この発明の効果確認を行った。

比較例１〜３のベルト構造は、図示したとおり（なお図
中ＴＩ、Ｔｚ　、Ｔ、ｌにてはく離、亀裂故障の発生の
ありさまを例示した。）であって、従来の技術の第１〜
第３の各タイプに対応している。

試験には室内ドラム試験機を用い、各試験タイヤは２本
づつそれぞれ正規リムにリム組みして、正規内圧を充填
し、ベルトの配置位置付近における温度を上昇させずに
、歪〜応力の作用によってベルトの端ないし端部にて故
障が生じるような耐久試験条件、すなわち、最初はタイ
ヤ内部の残留歪〜応力を除去する目的で正規荷重の８０
％荷重で１時間のならし走行を経てから、正規荷重を加
えて１時間走行させた後、１時間休止させるオンアンド
　オフ走行条件で試験を行った。

走行速度は１６Ｋｍ／ｈで一定とし、負荷は正規荷重で
の初期走行のあと逐次に正規荷重の１０％を加算してゆ
く、いわゆるステップロード方式とした。

故障の判定は試験の各休止時に目視により、はく離や亀
裂の兆候に当る「ふくれ」を確認し、その時までの試験
条件を、負荷と走行距離について比較した。この試験結
果を平均の値について表１に示す。上段の故障、荷重は
正規荷重に対する比率（％）、下段の走行距離指数（％
）は比較例１の成績を１００とした時の比率（％）であ
られし共に数値は大なる程良いことを示す。

表１からこの発明に従うタイヤは比較例に比し明らかに
、ベルトの端ないしは端部のはく離、亀裂故障及びカー
カス外表面に沿うはく離、亀裂故障の発生が大幅に抑制
され、耐久性能が大幅に向上する。

（発明の効果） この発明によれば、荒地を重荷重下で走行する間、とく
に岩石等を踏み付けた際のような大入力がトレッドに作
用した時にもベルトの端部にはじまりさらには、カーカ
スの表面に沿うように進展するはく離、亀裂故障の発生
を大幅に抑制でき、トレッドの耐久性を大幅に向上でき
る。４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの
断面図、 第２図はそのベルト積層構造を示すスケルトン図、 第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は各別の変形例
を示す同様なスケルトン図、 第４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は従来の第１〜
第３タイプについての同様なスケルトン図である。

１・・・重荷重用空気入りラジアルタイヤ２・・・ビー
ド　　　　　　３・・・カーカス４・・・トレッド　　
　　　５・・・ベルトＢ・・・ベルトの主幹層 Ｃ・・・ベルトの保護層 第３図 （ｂｔ （Ｃ） 第２図 第３図 （ａ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のビート間にトロイド状をなして跨がるラジア
   ルコード配列としたカーカスのクラウン部のまわりを取
   囲むチールコードのゴム被覆になる複数層のベルトをそ
   なえ、 このベルトは隣り合う層のコードがタイヤの赤道を挟ん
   で互いに逆の傾斜配列になる少なくとも３層の主幹層と
   、この主幹層を取巻きそのコードに比して引張り破断時
   伸びが１．４〜３．０倍の範囲のハイエロンゲーション
   コードを用いた保護層との積層構造になり、カーカス側
   から数えた積層順で主幹層の第２層はこれに隣接する第
   １層に比してより狭く同じく第３層に対しては一層狭い
   配置幅になり、保護層は主幹層の最大幅をなす第３層よ
   りも広い配置幅にわたって、その幅端が、主幹層の厚み
   中心線の延長線上に位置することを特徴とする、不整地
   の走行に供する重荷重用空気入りラジアルタイヤ。 ２、ベルトの主幹層が、その第２層に比しほぼ同等かや
   や広い配置幅になる第４層を有する、請求項１に記載し
   たタイヤ。