JP4496677B2 - 建設車両用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設車両用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ビード部においてカーカス層とビードフィラーなどの隣接ゴム層との境界面に発生するセパレーション故障を改善するようにした建設車両用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば平均速度１５ｋｍ／ｈ以下の低速度で使用されると共に高内圧充填（７００ｋＰａ以上、一般には９００〜１０００ｋＰａ）でかつ超重荷重条件で使用される産業車両用空気入りラジアルタイヤ、もしくは比較的低い充填空気圧（一般には３００〜４５０ｋＰａ）でありながら重荷重条件で使用される建設車両用空気入りラジアルタイヤなどの重荷重用空気入りラジアルタイヤは、高い荷重が負荷された条件下で使用される。そのため、タイヤの縦撓み率が２０％以上、時には２５％を越えることがしばしばある（通常、トラック・バス用タイヤの縦撓み率は１４％前後）。特に装着されたリムのフランジとビード部外側面との接触開始点からサイドウォール部にかけてタイヤ内部に大きな変形が繰り返し発生し、その変形により大きな剪断歪みが生じる。
【０００３】
そこで、従来の重荷重用空気入りタイヤでは、ビードコアの廻りに折り返して巻き上げたカーカス層の端部を走行中の変形が比較的小さなカーカスライン最大幅位置付近まで延在させるといういわゆるカーカス超ハイターンアップ構造が採られ、カーカス層のエッジに応力集中を招き難くして耐エッジセパレーション性を高めるようにしている。
【０００４】
図３に従来の建設車両用空気入りタイヤの一例を示す。１１はトレッド部、１２はサイドウォール部、１３はビード部、ＣＬはタイヤセンターライン（タイヤ赤道線）である。カーカス層１４の端部１４ａがビードコア１５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられており、その巻き上げ部が硬質ゴムフィラー１６Ａと軟質ゴムフィラー１６Ｂとからなるビードフィラー１６を挟み込むようにしてカーカスライン最大幅位置付近まで延在している。トレッド部１１のカーカス層１４の外側には複数のベルト層１７がタイヤ１周に亘って設けられている。
【０００５】
しかし、このような建設車両用空気入りラジアルタイヤでは、サイドウォール部１２の内部１２ａにおいて、カーカス層１４とその外側に隣接するビードフィラー１６との境界面に熱疲労によるセパレーション故障が発生し易いという問題があり、その改善が強く求められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ビード部においてカーカス層とビードフィラーなどの隣接ゴム層との境界面に発生する熱疲労によるセパレーション故障を抑制し、耐久性を向上させることが可能な建設車両用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の建設車両用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にスチールコードからなるカーカス層を装架すると共にトレッド部におけるカーカス層の外側にベルト層をタイヤ１周に亘って配置し、該カーカス層の端部をビード部におけるビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に折り返して巻き上げてカーカスライン最大幅位置付近まで延在させた建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、
カーカス層未巻き上げ部とカーカス層巻き上げ部との間に、前記ビードコアに連接された硬質ゴムフィラーとこの硬質ゴムフィラーの外側に連接された軟質ゴムフィラーとからなるビードフィラー及び該ビードフィラーに連接された軟質ゴムクッション層を介在させ、前記軟質ゴムフィラーを前記硬質ゴムフィラーと前記カーカス層巻き上げ部との間に配置し、前記軟質ゴムクッション層を前記硬質ゴムフィラー及び軟質ゴムフィラーと前記カーカス層未巻き上げ部との間に配置し、
前記軟質ゴムクッション層をゴム１００重量部に対するカーボン配合量が３０〜４２重量部であって６０℃でのtan δが０．０４〜０．０８であるゴム組成物から構成し、
前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向外側端を前記カーカス層の巻き上げ端よりもタイヤ径方向外側に位置させる一方、該軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端を、正規リムに組付けて正規内圧をかけたときのタイヤ子午線方向断面におけるビード部外側面とリムフランジとの接触開始点ｘから該リムフランジに対する法線方向にビード部に引いた直線Ｌｒよりもタイヤ径方向内側に位置させ、前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端の正規リムの外径相当位置Ｑからの高さＨｂを、前記直線Ｌｒと前記カーカス層未巻き上げ部との交点ｙまでの前記外径相当位置Ｑからの高さＨｄの３０〜９０％の範囲にしたことを特徴とする。
【０００８】
このようにカーカス層未巻き上げ部とカーカス層巻き上げ部との間にビードフィラーに連接して軟質ゴムクッション層を介在させたので、大きな繰り返し変形により高い剪断歪みが発生しても、カーカス層と隣接ゴム層との境界面に生じる熱疲労を抑制することができる。従って、熱疲労に起因するセパレーションの発生を抑え、耐久性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の建設車両用空気入りラジアルタイヤの一例を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、ＣＬはタイヤセンターラインである。左右一対のビード部３、３間には、スチールコードからなるカーカス層４が装架されている。ビード部３にはビードコア５が埋設され、そのビードコア５のタイヤ径方向外側にはビードフィラー６が配置されている。
【００１１】
ビードフィラー６は、ビードコア５に連接された硬質ゴムフィラー６Ａと、この硬質ゴムフィラー６Ａの外側に連接されてタイヤ径方向外側に延びる軟質ゴムフィラー６Ｂとから構成されている。
【００１２】
カーカス層巻き上げ部４ａがビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されると共に、ビードフィラー６を挟み込むようにしてカーカスライン最大幅位置Ｐ付近まで延在している。トレッド部１のカーカス層４の外側には、コードを層間で互いに交差させた複数（図では４層）のスチールコードからなるベルト層７がタイヤ１周に亘って設けられている。
【００１３】
カーカス層未巻き上げ部４Ａとカーカス層巻き上げ部４ａとの間には、ビードフィラー６に連接して軟質ゴムクッション層８が介在している。この軟質ゴムクッション層８のタイヤ径方向外側端８Ａは、カーカス層４の巻き上げ端４ｂよりもタイヤ径方向外側に位置している。タイヤ径方向外側端８Ａがこのように位置していないと、カーカス層４の巻き上げ端４ｂにエッジセパレーションを招き易くなる。
【００１４】
軟質ゴムクッション層８のタイヤ径方向内側端８Ｂは、正規リムに組付けて正規内圧をかけたときのタイヤ子午線方向断面におけるビード部外側面とリムフランジＲとの接触開始点ｘからリムフランジＲに対する法線方向にビード部３に引いた直線Ｌｒよりもタイヤ径方向内側に位置している。ここで、正規リム、正規内圧とは、２０００年版のＪＡＴＭＡに規定される各タイヤに見合うリム、内圧をいう。
【００１５】
軟質ゴムクッション層８のタイヤ径方向内側端８Ｂの正規リムの外径相当位置Ｑからの高さＨｂは、直線Ｌｒとカーカス層未巻き上げ部４Ａとの交点ｙまでの外径相当位置Ｑからの高さＨｄの３０〜９０％の範囲にするのが好ましい。
【００１６】
また、軟質ゴムクッション層８の厚さは、カーカス層の巻き上げ端４ｂからビードコア５方向に向かって漸増し、カーカス層の巻き上げ端４ｂと直線Ｌｒとの間で最大となるようにするのがよい。さらに、軟質ゴムクッション層８とその外側に隣接する軟質ゴムフィラー６Ｂとの肉厚を合計した厚さが、直線Ｌｒとカーカス層の巻き上げ端４ｂとの間で極大値を有するようにするのがよく、このように厚さにボリュームを持たせることにより、軟質ゴムフィラー６Ｂおよび軟質ゴムクッション層８とこれらにに当接しながら延びるカーカス層巻き上げ部４ａとの境界面に作用する大きな剪断歪みを緩和し、その境界面における剥離を抑制することができる。
【００１７】
軟質ゴムクッション層８を構成するゴム組成物は、ゴム１００重量部に対しカーボン配合量が３０〜４２重量部のものである。また、このゴム組成物は、（株）東洋精機製作所製 粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定した、６０℃でのtan δが０．０４〜０．０８の低発熱性のもので、軟質ゴムフィラー６Ｂを構成するゴム組成物のtan δより小さくなっている。カーボン配合量を３０〜４２重量部にしたのは、３０重量部未満ではtan δが低下して発熱は有利に作用するが、カーボンとしての補強効果の適正範囲を下回り、破断強度が低下し、硬質ゴムフィラ−先端からのクラック発生の原因となり、逆に４２重量部超では、ゴムの伸びが低下し、本来の軟質ゴムクッション層としての機能が無くなる。
【００１８】
更に、たわみによる変形から硬質ゴムフィラ−先端からクラック発生となるからである。ここで用いるゴム、カーボンは、タイヤに通常用いるものでよく、特に限定されるものではない。また、６０℃でのtan δが０．０４より小さいゴム配合は、先に記述した様にカーボン量を減らした配合となり、補強効果が得られない。逆に０．０８より大きいと、タイヤ断面厚さが厚い大型ラジアルタイヤでは、発熱による耐久性低下の影響を受け易いため、ビード故障の原因となってしまう。
【００１９】
硬質ゴムフィラー６Ａは、そのタイヤ径方向外側端６ａが直線Ｌｒよりもタイヤ径方向外側に位置し、かつ軟質ゴムクッション層８と軟質ゴムフィラー６Ｂの間に介在している。軟質ゴムフィラー６Ｂのタイヤ径方向外側端６ｂは、軟質ゴムクッション層８の厚さが最大となる位置近傍に位置し、軟質ゴムフィラー６Ｂとその内側に隣接する軟質ゴムクッション層８との肉厚を合計した厚さが、直線Ｌｒとカーカス層の巻き上げ端４ｂとの間で最大になっている。また、硬質ゴムフィラー６Ａをタイヤ径方向外側方向に厚さが漸減する子午線方向断面３角形状に形成し、そのタイヤ径方向外側端６ａを直線Ｌｒよりもタイヤ径方向外側に位置せしめると共に、軟質ゴムクッション層８のタイヤ径方向内側端８Ｂの位置からタイヤ径方向外側方向に向かってカーカス層未巻き上げ部４Ａから徐々に離間させるようにするとよい。タイヤ径方向外側端６ａの正規リムの外径相当位置Ｑからの高さＨｆは、直線Ｌｒとカーカス層未巻き上げ部４Ａとの交点ｙまでの外径相当位置Ｑからの高さＨｄの１００％以上、１２０％未満の範囲にすればよい。１００％未満であると、重荷重条件下でのタイヤ−リム嵌合が不安定となり、ビード故障の原因となる。１２０％以上だと、硬質ゴムフィラー先端からのセパレーションが起る。
【００２０】
軟質ゴムクッション層８のゴムのＪＩＳ−Ａ硬度としては、５２〜６０にするとよい。また、軟質ゴムフィラー６ＢのゴムのＪＩＳ−Ａ硬度としては５２〜６４、硬質ゴムフィラー６ＡのゴムのＪＩＳ−Ａ硬度としては８０〜９０の範囲にするのがよい。軟質ゴムクッション層８のゴム硬度は、軟質ゴムフィラー６Ｂのそれと同等かそれ以下になっている。
【００２１】
図２に、本発明の建設車両用空気入りラジアルタイヤの他の例を示す。この実施形態では、軟質ゴムクッション層８のタイヤ径方向外側端８Ａをベルト層７のエッジ部７ａの内側に位置させ、軟質ゴムクッション層８にベルトゴムクッション層を兼用させるようにしたものである。図１では、ベルト層７のエッジ部７ａの内側にカーカス層４に沿って、ベルトゴムクッション層９が設けられている。図２では、このベルトゴムクッション層９を兼ねるように、軟質ゴムクッション層８を延設している。これにより、製造工程を増やすことなく軟質ゴムクッション層８を新たに追加することができる。
【００２２】
このように本発明では、カーカス層未巻き上げ部４Ａとカーカス層巻き上げ部４ａとの間に、上述した軟質ゴムクッション層８を介在させるようにしたので、カーカス層４と境界面との間に剪断歪みにより生じる熱疲労を抑制することが可能になるため、カーカス層４と境界面における耐セパレーション性を高めることができる。
【００２３】
【実施例】
タイヤサイズ２３．５Ｒ２５（ＪＡＴＭＡ第３種建設車両用タイヤ）を共通にし、軟質ゴムクッション層を設けた図１に示す本発明タイヤ（Ｈｂ＝Ｈｄの６３％、Ｈｆ＝Ｈｄの１１０％）、この本発明タイヤにおいて軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端を直線Ｌｒよりもタイヤ径方向外側に位置させたした比較タイヤ（Ｈｂ＝Ｈｄの１００％、Ｈｆ＝Ｈｄの１１０％）、及び軟質ゴムクッション層を設けていない図３の従来タイヤとを試験タイヤとしてそれぞれ作製した。
【００２４】
各試験タイヤ共通のカーカス層とベルト層の構造は、以下の通りである。
【００２５】
カーカス層（１層）
スチールコード：７×７×０．２３＋０．１５
ベルト層（カーカス層からトレッド面方向に数える）
第１層／スチールコード：３＋９＋１５×０．２３＋０．１５
コードのタイヤ周方向に対する傾斜：３４°左下がり
第２層／スチールコード：３＋９＋１５×０．２３＋０．１５
コードのタイヤ周方向に対する傾斜：２４°右下がり
第３層／スチールコード：３×６×０．２３ 高伸度ワイヤー使用
コードのタイヤ周方向に対する傾斜：２３°左下がり
第４層／スチールコード：３×６×０．２３ 高伸度ワイヤー使用
コードのタイヤ周方向に対する傾斜：２２°右下がり
本発明タイヤ及び比較タイヤの軟質ゴムクッション層のゴムのＪＩＳ−Ａ硬度は５４であり、カーボン配合比はゴム１００重量部に対し３３重量部、６０℃でのtan δは０．０７である。各試験タイヤ共に、硬質ゴムフィラーのゴムのＪＩＳ硬度は８６、軟質ゴムフィラーゴムのＪＩＳ硬度は５４で共通である。 これら各試験タイヤを以下に示す測定条件により、耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
【００２６】
耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ２５×１９．５−２．５のリムに装着し、空気圧を３００kPa にして最大負荷能力１２１５０kgの１２０％の負荷荷重を加えてタイヤを撓ませ、カーカス層とビードフィラーとの境界面剥離によるタイヤ破壊が発生するまでの走行時間を測定した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１から明らかなように、本発明タイヤでは、境界面剥離によるタイヤ故障の発生を抑制し、耐久性を大きく改善できることがわかる。なお、本発明タイヤについては、８００時間走行してもタイヤ破壊が発生しないため、そこで試験を打ち切った。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように本発明では、カーカス層未巻き上げ部とカーカス層巻き上げ部との間に上記のような軟質ゴムクッション層を介在させたため、ビード部においてカーカス層とビードフィラーなどの隣接ゴム層との境界面に発生するセパレーション故障をを抑制し、耐久性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の建設車両用空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
【図２】 本発明の建設車両用空気入りラジアルタイヤの他の例を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
【図３】 従来の建設車両用空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
４Ａ カーカス層未巻き上げ部
４ａ カーカス層巻き上げ部
４ｂ 巻き上げ端
５ ビードコア
６ ビードフィラー
６Ａ 硬質ゴムフィラー
６ａ 硬質ゴムフィラーのタイヤ径方向外側端
６Ｂ 軟質ゴムフィラー
７ ベルト層
７ａ エッジ部
８ 軟質ゴムクッション層
８Ａ 軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向外側端
８Ｂ 軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端
９ ベルトゴムクッション層
ＣＬ タイヤセンターライン
Ｒ リムフランジ

Claims (5)

1. 左右一対のビード部間にスチールコードからなるカーカス層を装架すると共にトレッド部におけるカーカス層の外側にベルト層をタイヤ１周に亘って配置し、該カーカス層の端部をビード部におけるビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に折り返して巻き上げてカーカスライン最大幅位置付近まで延在させた建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   カーカス層未巻き上げ部とカーカス層巻き上げ部との間に、前記ビードコアに連接された硬質ゴムフィラーとこの硬質ゴムフィラーの外側に連接された軟質ゴムフィラーとからなるビードフィラー及び該ビードフィラーに連接された軟質ゴムクッション層を介在させ、前記軟質ゴムフィラーを前記硬質ゴムフィラーと前記カーカス層巻き上げ部との間に配置し、前記軟質ゴムクッション層を前記硬質ゴムフィラー及び軟質ゴムフィラーと前記カーカス層未巻き上げ部との間に配置し、
   前記軟質ゴムクッション層をゴム１００重量部に対するカーボン配合量が３０〜４２重量部であって６０℃でのtan δが０．０４〜０．０８であるゴム組成物から構成し、
   前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向外側端を前記カーカス層の巻き上げ端よりもタイヤ径方向外側に位置させる一方、該軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端を、正規リムに組付けて正規内圧をかけたときのタイヤ子午線方向断面におけるビード部外側面とリムフランジとの接触開始点ｘから該リムフランジに対する法線方向にビード部に引いた直線Ｌｒよりもタイヤ径方向内側に位置させ、前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端の正規リムの外径相当位置Ｑからの高さＨｂを、前記直線Ｌｒと前記カーカス層未巻き上げ部との交点ｙまでの前記外径相当位置Ｑからの高さＨｄの３０〜９０％の範囲にした建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記軟質ゴムクッション層の厚さが前記カーカス層の巻き上げ端からビードコア方向に向かって漸増し、該カーカス層の巻き上げ端と前記直線Ｌｒとの間で該厚さが最大となる請求項１記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記硬質ゴムフィラーをタイヤ径方向外側方向に厚さが漸減する子午線方向断面３角形状に形成し、そのタイヤ径方向外側端を前記直線Ｌｒよりもタイヤ径方向外側に位置せしめると共に、前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端の位置からタイヤ径方向外側方向に向かって前記カーカス層未巻き上げ部から徐々に離間させた請求項１乃至２のいずれか１項記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記軟質ゴムクッション層のゴムのＪＩＳ−Ａ硬度を５２〜６０、前記軟質ゴムフィラーのゴムのＪＩＳ−Ａ硬度を５２〜６４、前記硬質ゴムフィラーのゴムのＪＩＳ−Ａ硬度を８０〜９０にした請求項１乃至３のいずれか１項記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向外側端を前記ベルト層のエッジ部の内側に位置させた請求項１乃至４のいずれか１項記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤ。

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