JPH04303003A - 不整地走行重荷重用空気入りタイヤ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】自走建設機械など、荒れた地表上
で過酷な稼動が課せられる不整地走行重荷重車両に装着
される空気入りタイヤでは、粗くて鋭い地表上の突起や
尖鋭な岩石類の粉砕エッジ上に踏み込んでトレッド部に
カット　（裂断）　を受けやすく、このようなカットが
トレッド補強用のベルトの一部に及んだときスチールコ
ードの周りに侵入した水分によって発錆しトレッドとベ
ルトとが剥離・離脱（Ｔｒｅａｄ　ＬｅａｖｉｎｇＢｒ
ｅａｋｅｒ（ｏｒ　Ｂｅｌｔ）：ＴＬＢ）することがあ
る。

【０００２】この発明は、トレッド部のカットに対する
抵抗性　（耐カット性）　を高めるとともに、たとえベ
ルトに至るような深いカットを受けたとしても、トレッ
ドとベルトが剥離・離脱するようなＴＬＢ　損傷を起こ
すことがないよう、これに対する抵抗（耐カットセパレ
ーション性）　をも高めることによって、かかる不整地
走行重荷重車両用空気入りラジアルタイヤの信頼性をよ
り一層高めようとするものである。

【０００３】

【従来の技術】建設車両用空気入りラジアルタイヤの耐
カット性の改善に関しては、たとえば３×７構造のＳ−
Ｓ撚りになる破断伸びの著しく大きい、高伸張性スチー
ルコードいわゆるハイエロンゲーション撚りコードより
なる層を、トレッド補強用ベルトの最外層に配置し、こ
れによって、地表上に散在する突起や岩石塊上にトレッ
ドが乗り上げたときにこれを包み込むような接地挙動（
しばしばエンベロップ（Ｅｎｖｅｌｏｐ）　性と呼ばれ
る）　を導き、その際の衝撃を緩和し、カット傷の発生
を防止することは既知であり、この配置はまた、ベルト
の主幹層端部の保護にも有用であって、その領域におけ
るベルト端のセパレーションの防止にも役立つ。

【０００４】ところで、上記のようなハイエロンゲーシ
ョン撚りコードの層を備えたタイヤにおいては、エンベ
ロップ性の限界を超えるような衝撃が、局部的にせよ生
じて微小ながらもカット傷が入ると地表上から水分が侵
入してハイエロンゲーションコード内を伝わり、発錆に
至るうれいがあり、これによってコードとゴムの接着力
が低下し、カットセパレーションすなわち上述のＴＬＢ
　に発展する危険がある。

【０００５】かかるカットセパレーションの対策として
は、特開昭６０−１１６５０４　号公報にて「封鎖形浸
透形態コード」として述べられているように、コードに
沿って水分が伝わるうれいをなくしたスチールコードの
層をベルトの最外層に用いることが試みられた。しかし
ながら、この場合カットセパレーションを軽減すること
はできても、スチールコードの伸びがハイエロンゲーシ
ョンコードに比してはるかに少ないためエンベロップ性
が劣化し、却ってカット傷による損傷深さが増して耐カ
ット性を悪化させる不利があった。また、この公報に開
示されたベルトの最外層は、トレッド幅に比較し狭く（
６２　％）　設定されていて、ベルトの主幹層の両端は
何ら保護されていないばかりか、たとえベルト主幹層端
部を充分に覆ったとしても伸びが少ないため、ベルト端
におけるセパレーションも発生し易く、使用条件の如何
で実用性がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、ベ
ルトによる適切なトレッド補強の下に、そのエンベロッ
プ性を適切に確保しつつ、不可避なカット傷の下での耐
カットセパレーション性を同時に改善し、しかも耐ベル
ト端セパレーション性の改善をも図ることができるよう
にベルト構造の改良を施した不整地走行重荷重車両用空
気入りタイヤを提案するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、一対のビー
ドコアの間にトロイド状なして跨がる、ラジアル配列の
ゴム被覆スチールコード層よりなるカーカスと、このカ
ーカスのクラウン部を取り囲んで、ゴム被覆スチールコ
ード層を３層以上積層したトレッド補強用のベルトとを
備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、上記ベルトは
、２本のフィラメントを撚り合わせたストランドをさら
に４本撚り合わせた撚り構造をもつスチールコードを用
いた少なくとも１層の保護層と、この保護層のタイヤ径
方向の内側にてベルトにおける大部分の強度と張力を負
担する少なくとも２層のスチールコードを用いた主幹層
を有し、上記保護層は、主幹層のうちの最大幅を占める
スチールコードの層の１１０　〜１４０　％の幅をもち
その層におけるコードとタイヤの赤道に対する傾斜配列
の向きが同配列で、かつ１００　％伸張における弾性モ
ジュラスが３０　ｋｇｆ／ｃｍ２以上、５０　ｋｇｆ／
ｃｍ２未満のゴム被覆を有する、ことを特徴する不整地
走行重荷重用空気入りタイヤである。

【０００８】さて、図１にこの発明に従う不整地走行重
荷重車両用空気入りラジアルタイヤの要部を左半分につ
き断面にて示し、図における番号１はタイヤのボディ、
２はタイヤのトレッド、３はタイヤのビード部であり、
このビード部３にはビード部補強層３ａが備えられてい
る。４はビード部３の内部に埋設されるビードコア、５
は一対のビードコア４　（右側は図示省略）　間にトロ
イド状をなして跨がるラジアル配列のゴム被覆スチール
コード層よりなる、ボディ１の補強用のカーカス、６は
カーカス５のクラウン部を取り囲んでゴム被覆スチール
コード層を３層積層した場合を例として示したトレッド
２の補強用ベルトであり、このベルト６は、２本のフィ
ラメントを撚り合わせたストランドをさらに４本撚り合
わせた撚り構造をもつスチールコードを用いた少なくと
も１層の保護層６ａと、保護層６ａのタイヤ径方向の内
側にてベルト６における大部分の強度と張力を負担する
少なくとも２層のスチールコードを用いた主幹層６ｂか
らなり、ここに、上記保護層６ａは、主幹層６ｂのうち
の最大幅　（弦寸法）　Ｗを占めるスチールコードの層
の１１０　〜１４０　％の幅　（弦寸法）　ＨＷで、そ
の層におけるコードとタイヤの赤道に対する傾斜配列の
向きが同配列になり、かつ１００　％伸張における弾性
モジュラス　（以下単にモジュラスと記す）　が３０　
ｋｇｆ／ｃｍ２以上、５０　ｋｇｆ／ｃｍ２未満のゴム
被覆を有し、上記主幹層６ｂは、モジュラスが５０〜７
０　ｋｇｆ／ｃｍ２程度になるゴム被覆を有する。また
７はビード３に適合するリムである。

【０００９】

【作用】図２に示すような、２本のフィラメントｆを撚
り合わせたストランドｓをさらに４本撚り合わせた撚り
構造になるゴム被覆スチールコード層は、タイヤの加硫
中におけるコード被覆ゴムのコード相互間への浸透が充
分であるため（図５〜図１０参照）　、この層を保護層
６ａとして配置することによって、トレッド２にカット
傷を受けてベルト６にまで進展するようなことがあって
も、このカット傷を通して地表上の水分がコードを伝わ
って侵入することによる発錆はなく、したがってＴＬＢ
　損傷は効果的に回避される。

【００１０】保護層６ａを構成するフィラメントｆは、
直径０．３　〜０．５ｍｍ　程度のものを２本用い、撚
りピッチ２〜５ｍｍ程度で撚り合わせてストランドとし
、これをさらに４本用い、撚りピッチ５〜８ｍｍ程度と
してＳ−Ｓに撚り合わせてコードとし、コード単体での
破断伸びを６〜８％としたものが有利に適合する。ここ
に、上記フィラメントｆ、ストランドＳおよびコードの
状態における寸法を上記の条件とする理由は、まず、フ
ィラメントｆの直径が０．３　ｍｍ未満では、この種の
タイヤにおいては強力が不足し、一方０．５　ｍｍを超
えると疲労特性が劣り、繰返し大きな圧縮歪みを受ける
ような場合にフィラメントｆが破断し易くなるからであ
る。また、ストランドＳおよびコードの状態における撚
りピッチをそれぞれ２ｍｍ、５ｍｍ以上としたのは、撚
りピッチがそれ未満では密に撚り合わせられるためフィ
ラメントｆ中へのゴムの浸透が不十分となるからであり
、一方ストランドＳの撚りピッチが５ｍｍを超えた場合
、コード状態において撚りピッチが８ｍｍを超えた場合
には、何れの場合も伸びが不足し耐カット性の改善を図
るのが難しくなるだけでなく主幹層６ｂの端部における
保護機能が不十分となるからである。

【００１１】保護層６ａの幅ＨＷについては、主幹層６
ｂにおけるコード層のうちの最大幅Ｗの１１０　〜１４
０　％とするが、その理由は、保護層６ａの幅ＨＷが主
幹層６ｂの最大幅Ｗの１１０　％未満では、主幹層６ｂ
の端部における保護が不十分となるばかりでなく、ステ
ップ量　（ＨＷ−Ｗ）　／２が不十分で、却って端部の
セパレーションを招き易くなり、一方それが１４０　％
を超えた場合には、保護層６ａ自体の端部におけるせん
断歪みが増大しその部分でのセパレーションが懸念され
るからである。この発明においては、保護層６ａに上記
の条件を満足するような幅を与えておくことによって、
主幹層６ｂの端縁付近における歪みを軽減して充分な耐
ベルト端セパレーション性を確保する。この発明におい
ては、保護層６ａを複数積層配置することもできるが、
この場合には、主幹層６ｂに最も近接したものを上記の
条件に適合させることが肝要である。なお、トレッドの
幅　（弦寸法）　ＴＷとの関係に関しては、主幹層６ｂ
のベルト剛性の確保及び保護層６ａ自体の耐セパレーシ
ョン性を確保するため、０．７５ＴＷ≦ＨＷ≦１．０　
ＴＷとするのがよい。

【００１２】上記のコードを被覆するゴムのモジュラス
は、３０　ｋｇｆ／ｃｍ２以上、５０　ｋｇｆ／ｃｍ２
未満とするが、このような条件を満足することよって、
図３に示すような従来のハイエロンゲーションコード（
　撚り構造：３×７×０．２３ｍｍ、コード単体での破
断伸び：６．０　〜８．０　％、）　を有する層と同程
度以上の破断伸びを維持して、トレッド２が荒れ地おけ
る突起などに乗り上げた際にこれを包み込む充分なベル
ト６の屈撓性、いわゆるエンベロップ性を確保する。こ
の発明に従う保護層６ａに用いたスチールコードと従来
のハイエロンゲーションスチールコードとの引張荷重に
対する伸びを比較した例につきそれぞれ図４に示す。な
お、同図中におけるゴム付コードとは、タイヤ加硫時と
ほぼ同一の条件にてコードの周囲にゴムを被覆し、加圧
、加熱処理を施したもの　（４×２×０．３８ｍｍのゴ
ム付きコードにおける被覆ゴムのモジュラス：３４　ｋ
ｇｆ／ｃｍ２、３×７×０．２３ｍｍのゴム付きコード
における被覆ゴムのモジュラス：５８　ｋｇｆ／ｃｍ２
　）であり、コード単体とは、上記の処理前におけるコ
ードそのものである。

【００１３】主幹層６ｂの端縁付近における歪みの緩和
作用を果たす保護層６ａのコード配列については、主幹
層６ｂのうちの最大幅を占める層のコードとタイヤの赤
道に対する傾斜配列の向きを同配列とすることが肝要で
ある。というのは、これが異なっているとそれらの端縁
付近にてせん断歪みが過大となり、主幹層６ｂのうち最
大幅を有する層の縁端における耐セパレーション性を却
って悪化させることになるからである。

【００１４】主幹層６ｂは、タイヤのトレッド補強とし
て、スチールコードが赤道に対して交差する少なくとも
２層からなるものとしたが、必要に応じてその積層枚数
を増やすことができるのはいうまでもなく、このうちの
最大幅Ｗの層ついては、トレッド２のタイヤの径に沿う
向きの成長を効果的に抑制するためと、耐摩耗性を確保
しつつ最大幅の層端部における耐セパレーション性を確
保するためにトレッド幅ＴＷとの関係に関し、０．６５
ＴＷ≦Ｗ≦０．９０ＴＷとするのがよい。

【００１５】ベルト６の保護層６ａおよび主幹層６ｂに
配置されるコードの角度については、タイヤの赤道に対
して１０〜３０°の範囲内とするのが望ましい。図５〜
図１０にこの発明に従うラジアルタイヤの保護層６ａに
おけるコード相互間のゴムｇの侵入状況を、また図１１
に従来のハイエロンゲーションコードを備えた層におけ
るコード相互間のゴムｇの侵入状況をそれぞれコード断
面にて示す。

【００１６】

【実施例】実施例−１ ａ）カーカス諸元　（スチールコード）撚り構造：　（
７×７）　×０．２１ｍｍ＋１×０．１５ｍｍ　（１プ
ライラジアル）　、破断強度：４００　ｋｇ／本、破断
伸び：３％、打ち込み　（クラウン中央）　：６．２　
／５０　　ｍｍ、ｂ）主幹ベルト層　（スチールコード
、カーカス側からタイヤ径方向の外側に向けて順次第１
〜第３）撚り構造：　（１×３＋９＋１５）　×０．２
３ｍｍ＋１×０．１５ｍｍ、破断強度：２８０　ｋｇ／
本、 破断伸び：３．２　％、打ち込み：２５．８／５０ｍｍ
、ベルト幅および角度 第１ベルト：幅２５０　ｍｍ、角度　（タイヤの赤道に
対するスチールコードの傾斜配列角度）　：＋１１°（
　＋：右上がり（Ｒ）） 第２ベルト：幅：３１５　ｍｍ、角度：−１３°（　−
：左上がり（Ｌ）） 第３ベルト：幅：２８０　ｍｍ、角度：＋１８°、被覆
ゴムの１００　％伸張におけるモジュラス：５８ｋｇｆ
／ｃｍ２（　第１〜第３） ｃ）保護ベルト層　（スチールコード）撚り構造：４×
２×０．３８ｍｍ、撚りピッチ：ストランド３ｍｍ、コ
ード６ｍｍ、破断強度：１５０　ｋｇ／本、破断伸び：
６．８　％、ベルト幅および角度：幅３６０　ｍｍ、角
度：−１３°、被覆ゴムの１００　％伸張におけるモジ
ュラス：３４ｋｇｆ／ｃｍ２　、の構成になる、サイズ
　ＯＲＲ１８．００Ｒ２５でタイヤのトレッド幅ＴＷが
４２０　ｍｍになるスチールラジアルタイヤ（図１２参
照）　を作成して、カットセパレーション耐久性、ベル
ト端セパレーション耐久性およびカット耐久性について
従来タイヤ　（最外層に主幹ベルト層と同一のゴムを被
覆した３×７×０．２３ｍｍ、破断強度１８０　／本、
破断伸び７．５　％のハイエロンゲーションコードを備
え、他の構成はすべて同じ）　とともに比較試験を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００１７】なお、表１中のカットセパレーション耐久
性は、トレッドの表面からベルトのうちの保護層を分断
するようなカット傷を入れ、この傷口から保護層に達す
る適量の水を注入した上で、直径５ｍのドラム試験機に
かけ、タイヤ内圧７ｋｇｆ／ｃｍ２　、荷重９２５０　
（１００　％）　ｋｇの条件で８ｋｍ／ｈの速度にて走
行させる間に、カットセパレーションが生じるまでの時
間について、従来タイヤの成績を１００　とする指数表
示にて比較し、ベルト端セパレーション耐久性は、内圧
７ｋｇｆ／ｃｍ２　、速度１６ｋｍ／ｈとしステップロ
ード方式、すなわち当初８０％ロードにてならし走行さ
せたのち、１００　％ロードにして３日間走行させ、次
いで３日間走行する毎に１０％ずつ荷重を増していき故
障するまでの合計走行時間を従来タイヤを１００　とす
る指数表示にて比較　（何れも大きい値ほど良好）　し
、また、カット耐久性については、刃先狭角６０°で尖
鋭に研き出した鋼製楔形カッタを、７ｋｇｆ／ｃｍ２　
の内圧にインフレートしたタイヤのトレッドに、その赤
道に対して０°の向きで周上４か所に押し当て、刃先が
トレッドを貫通するときの刃先の押し込み荷重の大きさ
について、従来タイヤにおける値を１００　とする指数
　（大きいほど良好）　で性能の良否を比較した。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１より明らかな如く、この発明に従うタ
イヤは何れの試験においても好成績であることが確かめ
られた。

【００２０】実施例−２ ａ）カーカス諸元（　スチールコード）撚り構造：［１
　×（３＋９　＋１５）　＋６×（３＋９　＋１５）　
］×０．１７５　＋１　×０．１７５（１プライラジア
ル）　、破断強度：１１３０ｋｇ／本、破断伸び：３．
１％、打ち込み（　クラウン中央）　：６．２　／５０
ｍｍ、 ｂ）主幹ベルト層　（スチールコード）（カーカス側か
らタイヤ径方向の外側に向けて第１〜第４ベルト） 撚り構造：７×７×０．２５＋１×０．１５ｍｍ、破断
強度：５５５ｋｇ／本、破断伸び：３．４　％、打ち込
み：１８．０／５０ｍｍ、ベルト幅および角度 第１ベルト：幅５００　ｍｍ、角度＋１１°、第２ベル
ト：幅６２０ｍｍ、角度−１３° 第３ベルト：幅５２０　ｍｍ、角度＋１１°、第４ベル
ト：幅４２０ｍｍ、角度−１３° 被覆ゴムの１００　％伸張におけるモジュラス：６２ｋ
ｇｆ／ｃｍ２（　第１〜第４ベルト） ｃ）保護ベルト層　（スチールコード：第４ベルト側か
らタイヤ径方向の外側に向けて第５、第６ベルトとする
）撚り構造：４×２×０．３８ｍｍ、撚りピッチ（直径
）　：ストランド３．０　ｍｍ、コード６．０　ｍｍ、
破断強度：１５０　ｋｇ／本、破断伸び：６．８　％、
被覆ゴムの１００　％伸張におけるモジュラス：４０ｋ
ｇｆ／ｃｍ２　 ベルト幅および角度、第５ベルト：幅７３０　ｍｍ、角
度−１８°、第６ベルト：幅６００　ｍｍ、角度＋１３
°の構成になる、サイズＯＲＲ３６．００Ｒ５１　でト
レッド幅ＴＷが８００　ｍｍになるスチールラジアルタ
イヤ（　図１３参照）　を作成して、実施例１と同様の
要領にて、カットセパレーション耐久性、ベルト端セパ
レーション耐久性およびカット耐久性について従来タイ
ヤ（最外層に主幹ベルト層と同一のゴムを被覆した３×
７×０．２３ｍｍ、破断強度１８０　／本のハイエロン
ゲーションコードの層を備え、他の構成はすべて同様の
もの）　ととに比較調査した。その結果を表２に示す。

【００２１】なお、試験条件は、カットセパレーション
耐久性については、トレッドの表面からベルトのうちの
保護層を分断するようなカット傷を入れ、この傷口から
保護層に達する適量の水を注入した上で、直径５ｍのド
ラム試験機にかけ、タイヤ内圧７ｋｇｆ／ｃｍ２　、荷
重４６２５０（１００　％）ｋｇ　の条件で８ｋｍ／ｈ
の速度にて走行させる間に、カットセパレーションが生
じるまでの時間について、従来タイヤの成績を１００　
とする指数表示にて比較し、ベルト端セパレーション耐
久性については、速度を８ｋｍ／ｈとする他はすべて実
施例１と同様としたステップロード方式を採用すること
により、また、カット耐久性については、刃先狭角６０
°で尖鋭に研き出した鋼製楔形カッタを、７ｋｇｆ／ｃ
ｍ２　の内圧にインフレートしたタイヤのトレッドに、
その赤道に対して０°の向きで周上４か所に押し当て、
刃先がトレッドを貫通するときの刃先の押し込み荷重の
大きさについて、従来タイヤにおける値を１００とする
指数　（何れも大きいほど良好）　で性能の良否を比較
した。

【００２２】

【表２】

【００２３】この発明に従う空気入りラジアルタイヤで
は従来タイヤの如き単にハイエロンゲーションコードの
層を備えたものよりもタイヤの性能を格段に改善できる
ことが確かめられた。

【００２４】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、不整地走
行重荷重車両用空気入りラジアルタイヤが、荒れた地表
上に散在する尖鋭な突起物に乗り上げた場合においても
、これを包み込むような充分なトレッドの変形　（エッ
ベロップ性）　を確保できるので、カットによる損傷が
極めて少ない。またこの発明においてはタイヤのトレッ
ドにカットを受けてそれがベルトに及ぶようなことがあ
ってもそこからの水分の侵入による発錆を防止できるの
で、ＴＬＢ　損傷が発生するうれいは非常に少なく、し
かもベルト端における歪みの緩和作用によって耐ベルト
端セパレーション性にも優れるので、この種のタイヤの
耐久性とその信頼性を著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に従う空気入りラジアルタイヤ
の構成説明図である。

【図２】図２は保護層におけるコードの撚り構造を示し
た図である。

【図３】図３は従来のハイエロンゲーションコードの撚
り構造を示した図である。

【図４】図４はコード単体およびゴム付きコードにおけ
る引張荷重と伸びの関係を示したグラフである。

【図５】図５はコード相互間におけるゴムの侵入状況を
示した図である。

【図６】図６はコード相互間におけるゴムの侵入状況を
示した図である。

【図７】図７はコード相互間におけるゴムの侵入状況を
示した図である。

【図８】図８はコード相互間におけるゴムの侵入状況を
示した図である。

【図９】図９はコード相互間におけるゴムの侵入状況を
示した図である。

【図１０】図１０はコード相互間におけるゴムの侵入状
況を示した図である。

【図１１】図１１は従来のコード相互間におけるゴムの
侵入状況を示した図である。

【図１２】図１２はこの発明に従うラジアルタイヤの他
の例を示した図である。

【図１３】図１３はこの発明に従うラジアルタイヤの他
の例を示した図である。

【符号の説明】

１　　ボディ ２　　トレッド ３　　ビード部 ４　　ビードコア ５　　カーカス ６　　ベルト ６ａ　　保護層 ６ｂ　　主幹層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一対のビードコアの間にトロイド状な
   して跨がる、ラジアル配列のゴム被覆スチールコード層
   よりなる１プライのカーカスと、このカーカスのクラウ
   ン部を取り囲んで、ゴム被覆スチールコード層を３層以
   上積層したトレッド補強用のベルトとを備えた空気入り
   ラジアルタイヤにおいて、上記ベルトは、２本のフィラ
   メントを撚り合わせたストランドをさらに４本撚り合わ
   せた撚り構造をもつスチールコードを用いた少なくとも
   １層の保護層と、この保護層のタイヤ径方向の内側にて
   ベルトにおける大部分の強度と張力を負担する少なくと
   も２層のスチールコードを用いた主幹層を有し、上記保
   護層は、主幹層のうちの最大幅を占めるスチールコード
   の層の１１０　〜１４０　％の幅をもちその層における
   コードとタイヤの赤道に対する傾斜配列の向きが同配列
   で、かつ１００　％伸張における弾性モジュラスが３０
   　ｋｇｆ／ｃｍ２以上、５０　ｋｇｆ／ｃｍ２未満のゴ
   ム被覆を有する、ことを特徴する不整地走行重荷重用空
   気入りタイヤ。