JP4825341B2

JP4825341B2 - 建設車輌用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4825341B2
Application number: JP30333899A
Authority: JP
Inventors: 聡志吉野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001121918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば小石や岩などが点在するような非舗装路面等の悪路を走行することによって、タイヤが岩の角張った部分や縁石等に接触することなどによりサイドカットを受けた場合に、サイドカットがカーカスプライにまで達することによってパンク等の故障が生じるのを有効に防止した、耐サイドカット性に優れた建設車輌用空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、上記のごとき悪路を走行すると、タイヤが岩の角張った部分等に接触するなどしてサイドカットを受ける場合があり、このサイドカットがタイヤのカーカスプライにまで達すると、パンク等の故障を引き起こす原因となる。
特に、建設車輌用空気入りタイヤの場合には、他のタイヤに比べて悪路を走行する頻度が高いことから、サイドカットを受けやすい状況にある。
【０００３】
耐サイドカット性を向上させるための手段としては、タイヤ内圧を高めたり、トレッドゲージを大きくすること等が有用である。
【０００４】
しかしながら、最近の車輌の進歩により、パワーアップやトルクアップに伴って車輌重量が増加する傾向があり、加えて、市場においても、生産性を向上させるため、車輌に付属するバケットの1回あたりの使用容量を増加させる傾向があることから、タイヤに負荷される荷重等の使用条件は益々厳しくなってきており、これに伴って、タイヤの変形量（撓み量）も大きくなりつつあることから、上記手段では、十分な耐サイドカット性を得るのは難しい状況にあり、また、サイドカットを受けたタイヤは、サイドカットの進展速度が速くタイヤ故障に至る可能性が高いことから、特に安全面等を考慮して、新しいタイヤと交換される場合が多くなってきている。
【０００５】
尚、タイヤの一般的な使用条件下では、サイドカットによる故障の発生頻度は少なく、本来、タイヤのサイドカットによる故障の発生頻度は、ユーザーがタイヤを使用する路面状態によって大きく異なってくることから、タイヤ製造業者の方ではあまり対応していなかったのが現状であったが、最近では、ユーザーによるタイヤの使用状況は従来に比べてかなり過酷になってきているため、耐サイドカット性の向上が重要となる。
【０００６】
ところで、サイドゴムは、タイヤの側面を保護するのが主目的であり、走行中に絶えず屈曲や伸縮を受けるので大きな歪みに強く、また、紫外線やオゾン劣化に強いゴム質のものが用いられ、一方、トレッドゴムは、タイヤが転動するときに路面と接触する重要な部分であり、タイヤと路面間の摩擦係数を確保し、有効な制動力や操縦性能を発揮させるようなゴム質のものが用いられるのが一般的であり、よって、両者には、異なるゴム質のものが用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、発明者はサイドゴムとトレッドゴムの異なるゴム質を考慮した上で、耐サイドカット性を向上させるための検討を行ったところ、以下の知見を得た。
【０００８】
トレッドゴムは、比較的硬質であるため、耐カット性に優れていることから、トレッドゴムをサイドウォール部にまで延長して配設すれば、最もサイドカットを受けやすいサイドウォール部位置で、カーカスプライに達するようなカットが入りにくくなることが分かった。
【０００９】
しかしながら、サイドウォール部の外皮ゴム（カーカスのタイヤ外面側に位置するゴム）をトレッドゴムだけで形成すると、十分な屈曲や伸縮が得られなくなり、また、紫外線等によってゴムが劣化する等の問題が生じる。
【００１０】
そこで、発明者がさらに検討を進めた結果、トレッドゴムを、少なくともタイヤの最大断面幅位置まで延長して配設するとともに、その外面をサイドゴムで覆うように配設し、タイヤ負荷転動時の屈曲が最も大きいタイヤの最大断面幅位置のサイドウォール部の外皮ゴムをトレッドゴムとサイドゴムの双方で構成すれば、タイヤがサイドカットを受けたとしても、耐カット性に優れる比較的硬質なトレッドゴムによって、カットがカーカスプライにまで達するのを有効に阻止することができ、これによって、耐サイドカット性が飛躍的に向上することを見出した。
【００１１】
この発明の目的は、サイドウォール部の外皮ゴムを、特に屈曲が最も大きいタイヤの最大断面幅位置で、トレッドゴムとサイドゴムの双方で構成し、かつ従来に比べて外皮ゴムを厚くすることなく、耐サイドカット性に優れた建設車輌用空気入りタイヤを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の建設車輌用空気入りタイヤは、少なくとも一対のビードコア間で係止され、ビード部、サイドウォール部及びトレッド部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１プライからなるカーカスと、外カーカスのクラウン部に１層以上のコードゴム引き層からなるベルト及びトレッドゴムと、該トレッドゴムの幅方向外面に接合され、タイヤ側周面を形成するサイドゴムとを有し、タイヤ幅方向断面で見て、トレッドゴムのタイヤ径方向内端部は、その先端に向かって先走り状に形成し、かつ、その先端位置を少なくともタイヤの最大断面幅位置よりもタイヤ径方向内方に配置し、前記最大断面幅位置において、前記カーカスのタイヤ外面側に位置するゴムとして前記トレッドゴム及びサイドゴムの双方が存在するようにしたものである。
【００１３】
ここで、「サイドゴムがタイヤ側周面を形成する」とは、具体的にはタイヤ断面高さの75〜90％の範囲のタイヤ側周面を形成することをいうこととする。
【００１４】
また、タイヤを標準リムに組み付け、最高空気圧を適用した無負荷状態のタイヤ車輪で見て、サイドゴムの、トレッドゴムとの接合面は、そのタイヤ径方向外端位置を結ぶ円の直径は、リム径の220〜260％の範囲内にあり、そのタイヤ径方向内端位置を結ぶ円の直径は、リム径の110〜135％の範囲内にあることが好ましい。
【００１５】
ここでいう「標準リム」及び「最高空気圧」とは、それぞれＪＡＴＭＡで定める標準リム及び最高空気圧（最大負荷能力に対応する空気圧）を意味する。
【００１６】
さらに、サイドゴムの、トレッドゴムとの接合面のタイヤ径方向内外端位置間をタイヤ径方向に測った距離をＳＨとするとき、タイヤ径方向内端位置から前記距離の20％の距離だけタイヤ径方向外方にある位置と、少なくともタイヤの最大断面幅位置とで挟まれた特定領域にて、トレッドゴム厚さは、これにサイドゴム厚さを加えた外皮総ゴム厚さの20〜45％の範囲内にあることが好ましい。
【００１７】
加えて、300％伸長時のモジュラスは、トレッドゴムが7.6〜9.5kgf/cm²の範囲であり、サイドゴムが7.5〜8.5kgf/cm²の範囲であり、かつ、トレッドゴムの方が大きいことが好ましい。
【００１８】
尚、上記構成のタイヤは、カーカスが、コードが互いに交差するように積層した２以上のバイアスプライからなるバイアスタイヤであることがより好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に従う建設車輌用空気入りタイヤを適用リムに組み付けたときの幅方向断面の左半部のみを示したものであり、図中１は建設車輌用空気入りタイヤ、２はビードコア、３はビード部、４はサイドウォール部、５はトレッド部、６はカーカス、７はクラウン部、8a〜8cはコードゴム引き層、９はベルト、10はトレッドゴム、13はサイドゴムである。
【００２０】
図１に示すタイヤ１は、一対のビードコア２間で係止され、ビード部３、サイドウォール部４及びトレッド部５にわたってトロイド状に延びる少なくとも１プライ（図1では４プライ）からなるカーカス６と、該カーカス６のクラウン部７に１層以上（図１では3層）のコードゴム引き層8a〜8cからなるベルト９及びトレッドゴム10と、該トレッドゴム10の幅方向外面11に接合され、タイヤ側周面12を形成するサイドゴム13とを有している。
【００２１】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、トレッドゴム10を、少なくともタイヤの最大断面幅位置14まで延長して配設するとともに、その外面11からさらにサイドゴム13で覆うように配設し、タイヤ負荷転動時の屈曲が最も大きいタイヤの最大断面幅位置14のサイドウォール部４の外皮ゴム（カーカスのタイヤ外面側に位置するゴム）をトレッドゴム10とサイドゴム13の双方で構成することにある。
【００２２】
より具体的には、タイヤ幅方向断面で見て、トレッドゴム10のタイヤ径方向内端部15は、その先端16に向かって先細り状に形成し、かつ、その先端位置16を少なくともタイヤ１の最大断面幅位置14よりもタイヤ径方向内方17に配置することにある。
【００２３】
そして、この構成を採用することによって、タイヤがサイドカットを受けたとしても、比較的硬質なトレッドゴムの配設によって、サイドカットがカーカスプライにまで達するのを有効に阻止することができ、これによって、耐サイドカット性を飛躍的に向上させることができる。
【００２４】
また、サイドゴム13の、トレッドゴム10との接合面20は、タイヤ１を標準リム19に組み付け、最高空気圧を適用した無負荷状態のタイヤ車輪で見て、タイヤ径方向外端位置21を結ぶ円の直径ｄ_outが、リム径Ｄの220〜260％の範囲内にあり、そのタイヤ径方向内端位置、即ちトレッドゴム10のタイヤ径方向内端部15の先端位置16を結ぶ円の直径ｄ_inが、リム径Ｄの110〜135％の範囲内にあることが好ましい。
【００２５】
前記直径ｄ_outがリム径Ｄの220％未満だと、サイドカットを受けやすいからであり、260％超えだと、変形時にゴム間でわれが生じやすくなるからである。また、前記直径ｄ_inがリム径Ｄの110％未満だと、剛性が高まりすぎてセパレーションが発生しやすくなるからであり、135％超えだと、サイドカットに対する効果が顕著ではなくなるからである。
【００２６】
さらに、タイヤ径方向内端位置から前記距離ＳＨの20％の距離だけタイヤ径方向外方にある位置と、少なくともタイヤの最大断面幅位置とで挟まれた特定領域22にて、トレッドゴム厚さｔ_Tは、これにサイドゴム厚さｔ_Sを加えた外皮総ゴム厚さＴの20〜45％の範囲内にあることがより好ましい。
【００２７】
トレッドゴム厚さｔ_Tが外皮総ゴム厚さＴの20％未満だと、カット抑制の効果が顕著ではなくなるからであり、45％超えだと硬すぎて剛性バランスがとれなくなるからである。
【００２８】
さらにまた、300％伸長時のモジュラスは、トレッドゴムが7.6〜9.5kgf/cm²の範囲であり、サイドゴムが7.5〜8.5kgf/cm²の範囲であり、かつ、トレッドゴムの方が大きいことが好ましい。
【００２９】
尚、上記構成のタイヤは、カーカス６がコードが互いに交差するように積層した２以上のバイアスプライで構成したバイアスタイヤである場合に、より顕著な効果を奏することができる。
【００３０】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３１】
【実施例】
次に、この発明に従う建設車両用空気入りタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下で説明する。
・実施例
実施例のタイヤは、タイヤサイズがＯＲＳ 29.5−29であり、前記直径ｄ_outがリム径Ｄの230％であり、前記直径ｄ_inがリム径Ｄの110％であり、タイヤの最大断面幅位置14において、外皮総ゴム厚さＴを24mm、トレッドゴム厚さｔ_Tを7.2mmとし、これらの比ｔ_T／Ｔを0.30とした。300％伸長時のモジュラスは、トレッドゴムを8.9kgf/cm²、サイドゴムを8.1kgf/cm²とし、ゴム硬さは、トレッドゴムを69、サイドゴムを56とした。
カーカス６は、コードが互いに交差するように積層した28枚のバイアスプライで構成し、ベルト９は、４層のコードゴム引き層8a〜8cで構成した。
他のタイヤ構造については、通常の建設車輌用空気入りバイアスタイヤとほぼ同様に構成した。
【００３２】
・従来例
従来例のタイヤは、図2に示す幅方向断面を有し、タイヤサイズがＯＲＳ 29.5−29であり、前記直径ｄ_outがリム径Ｄの230％であり、前記直径ｄ_inがリム径Ｄの180％であり、タイヤの最大断面幅位置14において、外皮総ゴム厚さＴを15mm（トレッドゴム厚さｔ_T：0mm、ｔ_T／Ｔ比：0）とした。300％伸長時のモジュラス及びゴム硬さは、トレッドゴム及びサイドゴムとも実施例と同様とした。
【００３３】
（性能評価）
上記各供試タイヤについて、標準リム（25.00／3.5）に組み付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪を車両に装着し、タイヤ内圧：525kPa、負荷荷重：21200kgfの条件で車両をオーストラリアにて6ヶ月間にわたって地下鉱山上を約10000km走行させた後、タイヤの最大断面幅位置において、カーカスにまで達するカットが発生したタイヤの本数を調べ、このタイヤ本数によって耐サイドカット性を評価した。表1に、供試タイヤの本数、カーカスにまで達するサイドカットが認められたタイヤの本数及びその発生率（％）を示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１の結果から、実施例は、従来例よりも耐サイドカット性に優れている。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によって、サイドウォール部の外皮ゴムを、特に屈曲が最も大きいタイヤの最大断面幅位置で、トレッドゴムとサイドゴムの双方で構成することによって、耐サイドカット性に優れた建設車輌用空気入りタイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う建設車輌用空気入りタイヤの幅方向半断面図である。
【図２】従来例のタイヤの幅方向半断面図である。
【符号の説明】
１建設車輌用空気入りタイヤ
２ビードコア
３ビード部
４サイドウォール部
５トレッド部
６カーカス
７クラウン部
8a〜8c コードゴム引き層
９ベルト
10 トレッドゴム
11 トレッドゴム10の幅方向外面
12 タイヤ側周面
13 サイドゴム
14 タイヤの最大断面幅位置
15 トレッドゴム10のタイヤ径方向内端部15
16 タイヤ径方向内端部15の先端
17 タイヤ径方向内方
18 タイヤ径方向外方
19 標準リム
20 サイドゴム13のトレッドゴム10との接合面
21 接合面20のタイヤ径方向外端位置
22 特定領域

Claims

少なくとも一対のビードコア間で係止され、ビード部、サイドウォール部及びトレッド部にわたってトロイド状に延びる少なくとも１プライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部に１層以上のコードゴム引き層からなるベルト及びトレッドゴムと、該トレッドゴムの幅方向外面に接合され、タイヤ側周面を形成するサイドゴムとを有する建設車輌用空気入りタイヤにおいて、
タイヤ幅方向断面で見て、トレッドゴムのタイヤ径方向内端部は、その先端に向かって先細り状に形成し、かつ、その先端位置を少なくともタイヤの最大断面幅位置よりもタイヤ径方向内方に配置し、前記最大断面幅位置において、前記カーカスのタイヤ外面側に位置するゴムとして前記トレッドゴム及びサイドゴムの双方が存在することを特徴とする建設車輌用空気入りタイヤ。