JP5331535B2

JP5331535B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP5331535B2
Application number: JP2009078711A
Authority: JP
Inventors: 盛太小森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010228600A

Description

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特には建設車両用空気入りラジアルタイヤに関し、走路上の石等の突起物を踏んだ際の、サイドカット故障を低減させた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

地下鉱山等の岩盤路を走行する建設車両用のタイヤは、図４に、タイヤの負荷転動時の幅方向断面をその半部について模式的に示すように、サイドウォール部領域で、タイヤ幅方向外側に大きく膨出変形するため、転動中に接触する石等の突起物によって、その領域がサイドカットを受けやすく、このサイドカットがタイヤのカーカスにまで達すると、パンク等の故障を引き起こすおそれがあった。

そこで従来は、このような問題に対し、複数枚のコード交錯層からなるカーカスプライを配置した、コード交錯層の厚みの厚いバイアスタイヤは、サイドカット傷がタイヤの内面まで貫通し難く、耐サイドカット性に優れる利点があった。

一方、ラジアルタイヤは、製造工数、コスト面で有利であるとともに、耐摩耗性、トラクション性能、重量等の面でも優れており、そのラジアルタイヤのサイドウォール部には、例えばスチールコード製のカーカスプライを一層で配置する場合が多く、これに伴ってサイドウォール部のゴム厚みも薄くなることから、サイドカットがカーカスを容易に貫通して故障に至るおそれが高かった。

このようなサイドカット故障を抑えるために、ラジアルタイヤでは、サイドウォール部のゴム厚みを厚くしたり、特許文献１に記載されているように、タイヤのサイドゴムに耐カット性に優れたゴムを配設することで、耐サイドカット性を向上させる技術が提案されているが、これによってなお、バイアスタイヤと同等レベルまで耐サイドカット性を向上させるには至ってなかった。

また、サイドカットそのものを受け難くするべく、例えば特許文献２に記載されているように、適用リムに装着され、内圧を充填した無負荷常態の、タイヤの幅方向内で、タイヤ外表面幅を、カーカス層の最大幅位置から、カーカス層の最大幅位置からトレッド端での半径方向距離の０．３〜０．７倍だけ離れた範囲の位置までの間で、漸増させ、かつ、前記範囲の位置からトレッド端までの間で、漸減させることで、重荷重によってサイドウォール部がタイヤ幅方向外側に大きく膨出変形したときでも、サイドウォール部を路面に対してほぼ垂直とすることで、サイドカットの発生を防止する技術が提案されている。

しかるに、この特許文献２に記載されたタイヤでは、トレッド接地端のタイヤ幅方向外側領域に位置することになるバットレスのゴム厚みが厚くなり、その厚みに起因して発熱量が増加して、トレッドゴムの発熱耐久性が低下するおそれがあった。

特開平０６−３２８９１２号公報特開２００１−２１３１１４号公報

そこで、本発明の目的は、石等の突起物による耐サイドカット性の低下のおそれなしに、タイヤの発熱耐久性を高めた重荷重用空気入り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空気入りラジアルタイヤは、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、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、カーカスのクラウン域の外周側にトレッドゴムとを具えるものであって、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、カーカスの最大幅位置を通る、リム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度αが７３°≦α≦８３°の関係を満たし、トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．３０ＳＨ≦ｈ≦０．３５ＳＨの関係を満たし、トレッドゴムの、トレッド接地端から、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域のタイヤ幅方向距離ｍ１が、０．０８ＳＨ≦ｍ１≦０．１０ＳＨであり、また、前記傾斜領域の半径方向距離ｍ２が０．０８ＳＨ≦ｍ２≦０．１０ＳＨの関係を満たし、かつ、タイヤ最大幅位置を通る、半径方向線分と、タイヤ外表面とのなす角度βが５°≦β≦１０°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、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムをいうものとする。
「規定内圧」および「規定質量」とは、ＪＡＴＭＡ等で規定された最高空気圧および最大負荷能力をいうものとする。
「タイヤ最大幅位置」とは、ＪＡＴＭＡ等に規定された適用リムに、タイヤを組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態での、タイヤ幅方向断面内の最大幅位置をいうものとする。
「カーカスの最大幅位置」とは、ＪＡＴＭＡ等に規定された適用リムにタイヤを組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態での、トロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライの、タイヤ幅方向断面内の最大幅位置をいい、複数枚のカーカスプライの場合には、最外側のカーカスプライの長さをいうものとする。

また好ましくは、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、カーカスの最大幅位置を通る、リム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面と、タイヤ最大幅位置との交点との間にわたって凹部を形成する。

ところで、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填するとともに、規定の質量に対応する負荷を加えた状態での、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内の、カーカスの最大幅位置を通るリム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度γが７０°≦γ≦９０°の関係とする。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、特に、カーカスの最大幅位置を通る、リム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度αが７３°≦α≦８３°の関係を満たし、トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．３０ＳＨ≦ｈ≦０．３５ＳＨの関係を満たすものとすることで、規定の質量に対応する負荷を加えた状態では、図１に示すように、トレッド接地端のタイヤ幅方向外側領域に位置するバットレスが、サイドウォール部よりタイヤ幅方向外側に迫り出して位置し、無負荷時の、タイヤ最大幅位置から、カーカスの最大幅位置を通る、リム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点までが路面に対してタイヤ幅方向内側に傾斜するような構造になり、石等の突起物を踏んでも、サイドゴムがタイヤ幅方向外側に膨出してなおバットレスより広幅にならないため、サイドカットそのものを受け難くなるとともに、角度αの範囲を規定することによりバットレスに位置することになるゴム量を減らすことができる。その結果、タイヤの耐サイドカット性と発熱耐久性を両立させることができる。

すなわち、角度αが７３°未満では、バットレスのゴム量が増加することで、その領域の発熱耐久性が低下し、一方、角度αが８３°を超えると、規定の質量に対応する負荷を加えた状態で、バットレスよりタイヤ半径内方部分がタイヤ幅方向外側に突出することになり、耐サイドカット性が低下するおそれがある。

また、距離ｈが０．３０ＳＨ未満ではバットレスに位置することになるゴム量が多くなることでゴム厚みが厚くなり発熱耐久性が低下し、一方、０．３５ＳＨを超えると、サイドカットを受け易い領域、特にバットレスの半径方向内方に位置する領域での耐サイドカット性を向上できないおそれがある。

本発明の重荷重用ラジアルタイヤの実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、規定の質量に対応する負荷を加えた状態で、負荷転動時の幅方向断面をその半部について模式的に示す図である。本発明の重荷重用ラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、無負荷状態のタイヤ幅方向断面を、タイヤの半部について示す図である。図１のタイヤに、規定の質量に対応する負荷を加えた状態のタイヤ幅方向断面を、タイヤの半部について示す図である。従来の重荷重用ラジアルタイヤの実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、規定の質量に対応する負荷を加えた状態で、負荷転動時の幅方向断面をその半部について模式的に示す図である。

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２は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填して、無負荷状態のタイヤ幅方向断面を、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、タイヤ幅方向内側から外側に向けて折り返された折返し部分５ｂを有する、一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカス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。
カーカスの折返し部分５ｂは、タイヤ断面高さＳＨの０．３０〜０．４６％まで延在する。

また、カーカス５のクラウン域の外周側に、図では四層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、タイヤ接地幅の１００〜１４０％の領域にバットレス８を設け、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。
なお、「タイヤ接地幅」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧とし、無負荷状態のタイヤのトレッドパターンの両端の直線距離をいうものとする。

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、それの外表面に沿って配置されたサイドゴム９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、カーカス５の最大幅位置を通る、リム径ラインｓと平行な仮想線分ｒとタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度αが７３°≦α≦８３°の関係を満たし、トレッドセンターｃからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．３０ＳＨ≦ｈ≦０．３５ＳＨの関係を満たす。

このような空気入りタイヤにおいて好ましくは、トレッドゴム７の、トレッド接地端から、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域のタイヤ幅方向距離ｍ１が、０．０８ＳＨ≦ｍ１≦０．１０ＳＨであり、また、前記傾斜領域の半径方向距離ｍ２が０．０８ＳＨ≦ｍ２≦０．１０ＳＨの関係を満たし、かつ、タイヤ最大幅位置を通る、半径方向線分と、タイヤ外表面とのなす角度βが５°≦β≦１０°の関係を満たす。

この構成により、サイドウォール部２と比べてサイドカットされることの少ないバットレス８のゴムを面取りして、耐サイドカット性と耐発熱耐久性を両立させることができる。

また好ましくは、タイヤ最大幅位置と、カーカス５の最大幅位置を通る、リム径ラインｓと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点との間にわたって凹部１０を形成する。
この構成によりサイドウォール部２に過負荷がかかったときでも、タイヤ幅方向外側への膨出変形を低減することができる。

そしてまた好ましくは、凹部１０の曲率半径をＳＨ〜０．５ＳＨの範囲とする。
この範囲とすることで、サイドウォール部２が、タイヤ幅方向外側に膨出することを防ぐことができる。

すなわち、それが０．５ＳＨ未満では、サイドゴム９の凹部１０を形成した一部が鋭角になり、耐カット性が低下するおそれがあり、一方、ＳＨを超えると、過負荷がかかったときに外側に膨出する傾向がある。

図３は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填し、規定の質量に対応する負荷を加えた状態のタイヤ幅方向断面を、タイヤの半部について示す図である。

ところで、図３に示すように、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内の、カーカス５の最大幅位置を通るリム径ラインと平行な仮想線分ｒとタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度γが７０°≦γ≦９０°の関係を満たすことが好ましい。

この構成により、石等の突起物を踏んでも、図１に示すように、サイドゴム９がタイヤ幅方向外側に撓まないため、サイドカットそのものを受け難くなる。その結果、タイヤの耐サイドカット性が向上させることができる。

すなわち、それが７０°未満では、タイヤ断面幅が大きくなり、車両からタイヤがはみ出してサイドカットを受けるおそれがあり、一方、９０°を超えると、荷重負荷時にサイドゴム９がタイヤ幅方向外側に膨出し、サイドカットを防ぐことができない傾向がある。

次に、図２および図３に示すような構造を有する、サイズが２６．５Ｒ２５ＶＳＭＳ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、比較例タイヤとのそれぞれにつき、耐サイドカット性および発熱耐久性を測定した。
なお、比較例タイヤは、トレッド部およびサイドウォール部以外の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。

（耐サイドカット性）
実施例タイヤ、比較例タイヤとのそれぞれを、２２．００／３．０のリムに組み付けて、内圧を６５０ｋＰａ、負荷質量１８５００ｋｇとし、実地で、試験速度５〜１０ｋｍ／ｈ、廃タイヤになるまで走行させて、カット故障数／投入本数で測定して評価した。

試験結果から、実施例タイヤは、比較例タイヤに対し、耐サイドカット性を３０％向上させることができた。

（発熱耐久性）
実施例タイヤ、比較例タイヤとのそれぞれを、２２．００／３．０のリムに組み付けて、内圧を６５０ｋＰａ、負荷質量１８５００ｋｇとし、試験速度５ｋｍ／ｈにてドラム試験機で、２４時間走行させて、ベルト上の温度を測定して評価した。

試験結果から、実施例タイヤは、比較例タイヤに対し、発熱耐久性は同等であった。

上記結果から、実施例タイヤは、比較例タイヤに対し、発熱耐久性を低下することなく、耐サイドカット性を向上させた。

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ラジアルカーカス
５ａ本体部分
５ｂ折返し部分
６ベルト
７トレッドゴム
８バットレス
９サイドゴム
１０凹部
Ｒ適用リム

Claims

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、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、カーカスのクラウン域の外周側にトレッドゴムとを具える空気入りラジアルタイヤにおいて、
適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、カーカスの最大幅位置を通る、リム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度αが７３°≦α≦８３°の関係を満たし、
トレッドセンターからタイヤ最大幅位置までの半径方向距離ｈがタイヤ断面高さＳＨに対して０．３０ＳＨ≦ｈ≦０．３５ＳＨの関係を満たし、
トレッドゴムの、トレッド接地端から、タイヤ幅方向外側に向けて半径方向内方に傾斜する傾斜領域のタイヤ幅方向距離ｍ１が、０．０８ＳＨ≦ｍ１≦０．１０ＳＨであり、また、前記傾斜領域の半径方向距離ｍ２が０．０８ＳＨ≦ｍ２≦０．１０ＳＨの関係を満たし、かつ、タイヤ最大幅位置を通る、半径方向線分と、タイヤ外表面とのなす角度βが５°≦β≦１０°の関係を満たしてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内で、カーカスの最大幅位置を通る、リム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面と、タイヤ最大幅位置との交点との間にわたって凹部を形成してなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填するとともに、規定の質量に対応する負荷を加えた状態での、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤの幅方向断面内の、カーカスの最大幅位置を通るリム径ラインと平行な仮想線分とタイヤ外表面との交点と、タイヤ最大幅位置とを結ぶ仮想直線の、上記仮想線分とのなす鋭角面側の角度γが７０°≦γ≦９０°の関係を満たしてなる請求項１または２に記載の空気入りラジアルタイヤ。