JPH07108602B2 - 荒地走行用空気入りスチールラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】車戴ないしは自走方式の大型建設
機械又は設備・装置類は、その走路の大半が荒地や掘削
中の不整地であるため、いわゆるＯＲタイヤが用いられ
る。上記のような不整地には、伐採後の切株や、岩石及
びその破砕塊の如きが散在し、これがタイヤトレッドの
カット損傷による耐久寿命の低下をもたらす原因となる
ばかりか、このようなカット損傷がトレッド補強要素と
してのベルトを貫通した際には、そのタイヤによる荷重
支持が失われるので作業が頓挫し、足場が悪い上に車戴
荷重も大きいことからタイヤの交換のためのロスタイム
も甚だしい。そこで不整地走行中におけるタイヤトレッ
ドのベルトを貫通するようなカット損傷の有効な防止を
とくに経済的に実現することができるようにベルトの耐
カット性を改善した荒地走行用空気入りスチールラジア
ルタイヤを提案するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種のＯＲタイヤは通常スチー
ルコードを用いた少なくとも１プライのカーカスと、こ
のカーカスのクラウン部分のまわりに積層配列とされる
複数層のスチールコードによるベルトとをそなえ、カー
カスはタイヤのボディ補強要素にまたベルトはトレッド
の補強要素として役立てられている。

【０００３】ベルトは非伸長性スチールコードからなる
主幹層のほか、この主幹層をさらに取巻く、ハイエロン
ゲーションスチールコードを用いた保護層がトレッドの
エンベロープ性を高めるように併用されるが、ベルトの
耐カット性の最善のためには従来、ベルトの積層数を増
すことスチールコード径を太くすることが対策として講
じられたのである。しかし乍ら何れによってもコストア
ップの不利に加えて、走行中の発熱が大きくなって、ヒ
ートセパレーションによる弊害を伴ううれいも看過でき
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来ベルトの
耐カット性増強のために講じられた対策に伴われた欠点
のない、より有利なベルト補強構造によって、タイヤの
コスト上格別な不利なく、もちろん発熱の昂進のごとき
を生じるうれいもない、荒地走行用空気入りスチールラ
ジアルタイヤを提案することがこの発明の目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明はスチールコー
ドのラジアルに配列になる少なくとも１プライのカーカ
スをタイヤのボディ補強要素とし、このカーカスのクラ
ウン部分のまわりを多重に取囲むスチールコード層の積
層になり層間にてスチールコードが互いに交差する配列
としたベルトをタイヤのトレッド補強要素とし、ベルト
の各層が実質的に非伸長性の主幹層を含み、かつ、主幹
層のまわりを取囲む少なくとも１層のハイエロゲーショ
ンスチールコードからなる保護層をそなえるほかに、主
幹層は太径のコードからなる２層のコード層と、比較的
細径のコードからなる２層のコード層とを有して、太径
のコード層と細径のコード層とのコード径比が1.2 〜3.
0 の範囲で、かつ同じ層幅でみた太径のコード層のコー
ド方向合計破断強度が細径のコード層のコード方向合計
破断強度に対し1.1 〜2.0 倍の範囲にあり太径のコード
のタイヤの赤道面に対する交角が 14.00〜40.00 にわた
るタイヤの呼び (幅) と負の相関関係の下で30゜以下、
10゜以上の配列である荒地走行用空気入りスチールラジ
アルタイヤである。

【０００６】さて図１にこの発明に従う荒地走行用空気
入りスチールラジアルタイヤの断面を左半分について示
し、図中１はカーカス、２はベルト、３はトレッドゴム
層であり、また４はビードコア、５はチェーファー、６
はリムを示す。

【０００７】このようなスチールラジアルタイヤとして
比較的小型サイズの、例えば ORR 18.00 R 25において
カーカス１は撚り構造１×３＋９＋15＋１、線径1.41m
m、破断強力280kg のようなスチールコードを用いた少
なくとも１プライからなる。またベルト２は、そのまわ
りを取囲んで最外層を占めるこの例では１層の場合を示
した、撚り構造３×７、線径1.61mm、破断強力170kg の
ような、ハイエロンゲーションスチールコードによる保
護層2aを用いるほかに、とくに主幹層2bとしてこの例で
４層の場合を示したスチールコードの各層が、層内にお
いては同径であるが層間にて異径のコード径になる、実
質的に非伸長性スチールコードよりなり、太径のものは
例えば撚り構造７×７＋１、線径1.89mm、破断強力400k
g 、また細径のものは例えば撚り構造１×３＋９＋15＋
１、線径1.41mm、破断強力280kg 程度とし、主幹層2bの
全スチールコードの各層が、タイヤの赤道面に対して25
〜40゜のコード角度配列の下に、層間で互いに交差する
積層配列とし、ここで太径のコード層並びに細径のコー
ド層は何れも、主幹層のうちの少なくとも２層とする
が、その太径コード層のコードが、タイヤの赤道面とな
す交角は18〜28゜の範囲でなるべく小さくすることが望
ましい。また超大型サイズの、例えば ORR 36.00 R51に
おいてカーカス１は撚り構造１×（３＋９＋15) ＋６×
（３＋９＋15) ＋１、線径 3.2mm、破断強力 1130kg の
ようなスチールコードを用いた少なくとも１プライから
なる。また、ベルト２は、上記したと同様な保護層2aを
用いるほかとくに主幹層2bとして４層のコード層からな
りそのうち太径の非伸長性スチールコードは、例えば撚
り構造１×（３＋９＋15) ＋６×（３＋９＋15) ＋１、
線径4.43mm、破断強力1950kg とし、細径の非伸長性ス
チールコードは、例えば撚り構造７×７＋１、線径2.25
mm、破断強力 555kg程度として、主幹層2bの全スチール
コードの各層がタイヤの赤道面に対し15゜〜30゜のコー
ド角度配列の下に層間で互いに交差する積層配列とし、
ここで太径のコード層並びに細径コード層は何れも、主
幹層のうちの少なくとも２層とするが、その太径コード
層のコードが、タイヤの赤道面となす交角は12〜22゜の
範囲でなるべく小さくすることが望ましい。

【０００８】

【作用】ベルトの耐カット性を確保するために発明者ら
が実験と検討を加えた結果、次の事実が判明した。まず
ベルトの耐カット性に寄与する要因は、ベルトの曲げ剛
性と、ベルト主幹層に用いたスチールコードの破断強力
及びベルトの単位幅当りのコード全体の破断強力が挙げ
られる。

【０００９】まずベルトの曲げ剛性は、タイヤのトレッ
ドが地表上に散在する岩石など凸部に乗り上げたとき、
これを包み込むような変形のし易さを意味するいわゆる
エンベロープ性を左右することから、曲げ剛性の小さい
程有利であり、このためベルトの積層数は少ない程、ま
たベルトのスチールコードは細径のもの程、そしてコー
ド角度はタイヤの赤道面に対して大きいもの程、何れも
有利である。しかしベルトのコード角度は他の性能、例
えばベルト端部の耐セパレーション性能との兼合いから
選択されなければならない。 ＯＲスチールラジアルタイヤの比較的小型サイズである
18.00 R25 にあっては前記コード角度をタイヤ赤道面に
対し大きくしてもベルト端の歪はそれ程高くならない
が、大型サイズ、例えば 36.00 R51 の如きスチールラ
ジアルタイヤはトレッドの幅が広く、ひいてはベルトの
幅が広くなり小型サイズと同様なコード角度ではインフ
レート時ベルトの張力負担が不充分でトレッドの径成長
が大きくなり (トレッドの曲率半径が小となり) 、結
局、接地部のベルト端の歪の増大を招く。このためベル
ト端セパレーションを招来するばかりか、トレッド中央
部の接地圧力が高くなり、当該部の耐カット性をも損う
こととなる。以上より大型サイズにあってはタイヤの赤
道面に対するベルトのコード角は小型サイズより小さく
設定することが必要となる。即ち一般に小型サイズのＯ
Ｒスチールラジアルタイヤにあっては前記ベルトのコー
ド角は25゜〜40゜、大型サイズでは15゜〜30゜が好まし
い。この発明において、主幹層のうち少なくとも一層を
形成する太径のコード層については、タイヤの呼び
（幅）が大きくなるに従って、図２に示すように、タイ
ヤの赤道面に対する交角を20〜30゜から10〜20゜の各範
囲に納まるように漸減させる負の相関関係とすることが
必要で、過大なコード角ではタイヤの径成長による不
利、また過小のコード角はベルトの曲げ剛性過大による
不利を来す。

【００１０】一方コードの破断強力については、トレッ
ドに生じたカット疵から岩石破砕片の尖鋭な稜がゴム層
中に進入したような場合に、スチールコードが切れるか
否かを意味し、これについて発明者らが行った実験から
コード径との相関が強いが、種々な積層構造について多
くのカット実験を行った結果によると非伸長性スチール
コードを用いた主幹層のうちの最大コード径のスチール
コードによる層によって決定づけられることが判った。

【００１１】さらに最大コード径を有する層と他の主幹
層との同一幅当りのコード合計強力比が同等では効果が
少なく、1.1 〜2.0 、好ましくは1.15〜1.80とすれば殊
更顕著な効果が得られることが判明した。すなわち、ベ
ルトの主幹層の破断は、該層全体の平均ではなくして、
最も太いコード径のスチールコードの層におけるコード
破断強力と最も太いコード径の層の単位幅当りのコード
全体の破断強力に依存することである。

【００１２】このような検討結果より、ＯＲタイヤにお
けるベルトの耐カット性に関しては、次のように整理す
ることができる。ベルトの耐カット性を現行タイヤと同
等に維持して、むしろコストダウンを目指す場合は、ベ
ルトの主幹層のうちの現行のコード径のものを少なくと
も２層だけのこして残り少なくとも２層のコード径を細
くすることが有利であり、これによるコストダウンの下
に、ベルトの曲げ剛性が破断強さの事実上の低下なしに
小さくなるから、ベルトの耐カット性は少なくとも同等
以上となる。またベルトの耐カット性を改善してコスト
上昇を最小限に抑えようとする場合には、逆にベルトの
主幹層のうちの現行のコード径のものを少なくとも２層
についてだけ太径とするとともに単位幅当りの合計コー
ド強力を現行コード層対比で若干大きくするとベルトの
曲げ剛性の事実上の増加がないことも相まってベルトの
耐カット性が著しく改善される。この場合太径のコード
を用いる層は２層で効果が得られるが、カットの方向は
ランダムである点を考慮すると、多少の曲げ剛性の増加
がもたらされても、太径のコードが互いに交差する二層
とするのがより好ましい。この発明において、太径コー
ドの細径コードに対するコード径比を1.2 〜3.0 とした
のは1.2 未満では充分な耐カット性が得られないこと、
3.0 を超えるとタイヤとしての総合性能、例えばベルト
の耐セパレーション性やトレッドの耐摩耗性に欠陥が生
じるからである。

【００１３】また単位幅当りの太径コードの合計破断強
力を同一幅の細径コードの合計破断強力に対し1.1 〜2.
0 倍としたのは1.1 未満では耐カット性の向上に顕著な
効果がみられず、2.0 を超えると太径のコードの打込数
が密になりすぎ、セパレーションを生じ易くなるからで
ある。さらにベルト２の主幹層を構成する太径のスチー
ルコードの配列角度については ＯＲタイヤのサイズ範囲が他のタイヤグループに対
して大きくばらついていること タイヤサイズによって耐カット性の向上に好都合な
配列角度が存在していること、 から、20〜30゜とくに25〜30゜の角度は小型サイズ例え
ば18.00 R 25以下また、10〜20゜とくに15〜20゜の角度
は大型サイズ例えば30.00 R51 以上のタイヤで、径成長
抑制のために２層を用いることが好ましく、大型サイズ
ではとくに主幹層のうちで最小幅とすることが望まし
い。

【００１４】

【実施例】実施例１ タイヤサイズ ORR 18.00 R25、トレッドクラス E４（TR
A 規格) を図１に示す断面構造にてこの発明に従う試作
タイヤ１〜４を図３の(a) 〜(d) に示すベルトの積層と
なるように試作して、従来タイヤ及びこれについての在
来の対策を講じた比較タイヤ１，２（ベルトの積層は図
４の(a),(b),(c) に示す。) とともに、トレッドカット
試験に供して得られた成績を次表にまとめて示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】ここに表１に示した積層コード種は、 Ａ：細径のコード １×３＋９＋15＋１構造、線径1.41
mm、破断強力 280kg、打込数18.6本／５cm Ｂ：太径のコード ７×７＋１構造、線径1.89mm、破断
強力 400kg、打込数15.5本／５cm、強力比1.19 Ｈ：ハイエロンゲーションコード ３×７構造、線径1.
61mm、破断強力 170kg、打込数13本／５cm のように区別される。

【００１７】トレッドカット試験は、タイヤをリムに組
付けて規定内圧を充てんした各タイヤを定置した状態
で、トレッドゴム層３の表面上へ、先端が鋭角（60゜)
で微小な丸面取りを施した楔状押込み片を押込み、ベル
トに破断を生じたときの試験荷重を求め、従来タイヤに
ついて指数 100と定めたときの相対指数を比較するよう
にして行った。

【００１８】上表１の成績から従来タイヤにつき在来の
対策として主幹層2bのすべてを太径のスチールコードに
代えた比較例１は破断強力指数のかなりの改善はみられ
るがその一方でベルトの曲げ剛性の増加のため、エンベ
ロープ性の劣化に加えてコードコストの増大を伴い、一
方保護層2aの層数を２層に増やしただけの比較例２は破
断強力指数の改善にさしたる実効を上げることができな
い。これらの成績に対してこの発明に従い、層内におい
ては同径であるが層間で異径となる細径コードＡと太径
コードＢとの併用によると、比較例１と対比して、はる
かに少い太径コードの使用の下に、コードコストの格別
な増加なく破断荷重指数の著しい改善が実現される。

【００１９】実施例２ タイヤサイズ ORR 36.00 R51 トレッドクラスＥ４（TR
A 規格) のタイヤを図３(e) に示すベルト構成で次の要
項に従って試作した。 Ａ：細径のコード ７×７＋１構造 線径2.25mm、 破
断強力555kg 、打込数17.2本／５cm Ｂ：太径のコード １×（３＋９＋15) ＋６×（３＋９
＋15) ＋１構造 線径4.43mm、 破断強力1950kg、打込
数 8.6本／５cm強力比 約 1.76 Ｈ：ハイエロンゲーションコード ３×７構造 線径1.
61mm、破断強力170kg 、打込数13本／５cm ベルト幅及び角度 コード種 幅(mm) 角度(゜) 第１層 Ａ 510 23 第２層 Ａ 600 23 第３層 Ｂ 550 23 第４層 Ｂ 470 15 第５層 Ｈ 670 23 第６層 Ｈ 620 23 これに対する比較のための従来タイヤは図４(d) に示す
ようにベルト２の第１〜第４層とも１×（３＋９＋15)
＋６×（３＋９＋15) ＋１ 線径3.2mm 、破断強力1130
kgのスチールコードを打込数11.7本／５cmで主幹層の合
計強力は実施例２とほぼ同等に揃え、他は全て実施例２
と同一の構成として試作した。両タイヤにつき実施例１
について述べたところと同一の試験条件でテストした結
果は、従来タイヤの破断荷重指数 100に対して実施例２
のタイヤは125 の成績であった。なお以上のべた各実施
例では保護層2aをそなえる場合の成績を示したが、保護
層2aのないときでも、この発明によるとベルト耐カット
性の改善に寄与し得ることがたしかめられている。

【００２０】

【発明の効果】この発明によると、ベルトの主幹層を形
成するスチールコードの層として小数の太径コードを使
用しこれに依存してコードコストの格別な増加を伴わず
にベルトの耐カット性の必要を有利に満足することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はタイヤの断面図、

【図２】図２はタイヤの呼び（幅）とコード角度との相
関図、

【図３】図３はこの発明に従う積層要領を示す模式図、

【図４】図４は従来のベルト積層構造の模式図である。

【符号の説明】 １ カーカス ２ ベルト 2a 保護層 2b 主幹層 ３ トレッドゴム層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スチールコードのラジアル配列になる少な
   くとも１プライのカーカスをタイヤのボディ補強要素と
   し、このカーカスのクラウン部分のまわりを多重に取囲
   むスチールコード層の積層になり、層間にてスチールコ
   ードが互いに交差する配列としたベルトをタイヤのトレ
   ッド補強要素とし、 ベルトの各層が実質的に非伸長性の主幹層を含み、かつ
   主幹層のまわりを取囲む少なくとも１層のハイエロンゲ
   ーションスチールコードからなる保護層をそなえるほか
   に、 主幹層は太径のコードからなる２層のコード層と、比較
   的細径のコードからなる２層のコード層とを有して、太
   径のコード層と細径のコード層とのコード径比が1.2 〜
   3.0 の範囲で、かつ同じ層幅でみた太径のコード層のコ
   ード方向合計破断強度が細径のコード層のコード方向合
   計破断強度に対し1.1 〜2.0 倍の範囲にあり 太径のコードのタイヤの赤道面に対する交角が、14.00
   〜40.00 にわたるタイヤの呼び (幅) と負の相関関係の
   下で30゜以下、10゜以上の配列である 荒地走行用空気入りスチールラジアルタイヤ。