WO2003061990A1

WO2003061990A1 - Pneumatic bias tire

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Publication number: WO2003061990A1
Application number: PCT/JP2003/000564
Authority: WO
Inventors: Hazime Takagi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2004-07-22
Also published as: US7950431B2; US20050072508A1; EP1477332A4; JPWO2003061990A1; US20070199640A1; EP1477332A1

Description

明細書空気入りバイアスタイヤ

(技術分野）

この発明は、口一ダ等の建設用車両に用いて好適な空気入りバイアスタイヤに関するものであり、とくには、タイヤの高負荷転動に起因してタイヤ最大幅位置と対応する部分に発生する、カーカスプライのプライ間セパレーションを有効に防止する技術を提案するものである。

(背景技術）

複数対のビードコアを有するとともに、各ビ一ドコアの周りに、ゴムコ一ティングを施したプライコードからなる力一カスプライを巻き返して配設した、ビードコァ対数に応じた複数の力一力スプライ群を有する従来のこの種の空気入りバィァスタイヤとしては、最内側カーカスプライ群の少なくとも内側三枚のカー力スプライでの 5 Omm当りのプライコード本数を Np、隣接する力一カスプライのプライコード間のゴム厚みを Tp (mm), プライコードの直径を Dp (mm) とし、他の力一カスプライ群の力一カスプライでの 50mm当りのプライコード本数を N q、隣接するカーカスプライのプライコ一ド間のゴム厚みを T q (mm), プライコードの直径を DQ (mm) とした場合に、

Np=50 Nq=51

Np/Nq = 0. 98

とするとともに、

Tp/Dp= 1. 3 Tq/Dq = 0. 8

(Tp/Dp) / (Tq/Dq) =1. 6

とすることが一般的である。

なお、この明細書で、隣接する力一カスプライのプライコード間のゴム厚みというときは、相互に積層されたカーカスプライの、プライコード間に挟まれるコ一ティングゴムおよび、カーカスプライ間に別途介装されることのあるゴムのト一タル厚みを意味するものとする。

ところで、このような従来タイヤでは、建設用車両等の近年の高荷重化、高トルク化に伴ってタイヤ最大幅位置と対応する部分でのカーカスの歪が増加することに起因して、最内側カーカスプライ群の内側の一〜三枚のカーカスプライ間でのセパレ一シヨン、より直接的には、コーティングゴムからのプライコードのセパセーションの発生割合が増加する傾向にある。

すなわち、ローダ車両では、近年の大バケツト化による高荷重化、掘削力の増加に伴う高出力化により、タイヤの厚みが最も薄いタイヤ最大幅部分がそれらによってとくに大きな歪を受け易く、なかでも、高荷重によるタイヤサイド部の撓み変形に当つては、最内側の一〜三枚目までの力一力スプライが曲げの圧縮側に位置することになつて、耐張部材としてのカーカスプライが、引張力ではなく圧縮力を受けて大きく歪むため、力一カスプライ間での剪断歪が大きくなつて、プライコードのコーティングゴムからのセパセ一シヨン、ひいては、それを原因とするプライ間セパレ一シヨンを生じることになる。

このような問題点に関連して、特開昭 5 7 - 1 9 1 1 0 2号公報には、最外層および最内層カーカスプライ群のプライコードの撚数を、中間層力一カスプライ群のプライコードの撚数より多くして、それらの力一カスプライ群の圧縮強度を高めることを前提に、コード撚数を増やすことに起因して生じる、コーティングゴムからのプライコードの剥離を防止することを目的として、プライコ一ド間に存在するゴム量を増加させ、これにより、剪断応力の集中を制御して、コードとゴムとの界面に生じる亀裂を防止し、結果として、セパセ一シヨンを防止するとする技術が提案されている。

しかるに、このようなタイヤによっても、タイヤ最大幅部分の厚みの増加を余儀なくする複数対のビートコアを有するバイァスタイアであって、高荷重下で使用される、プライレーティングが 5 8以上のタイヤのように、タイヤサイド部の撓み変形によって内側のカーカスプライに作用する圧縮力がより大きくなる場合、タイヤの扁平率が 8 0 %以下であって、タイヤサイド部の高さが低くなることに起因して、タイヤサイド部の撓み変形量が相対的に多くなる場合等には、ブラィコードの、コーティングゴムからの、セパレーシヨンを十分に防止することはできなかった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、高荷重の作用によるタイヤサイド部の大きな撓み変形に対しても、力一カスプライのプライ間セパレーションを有効に防止できる空気入りバイアスタイヤを提供するにある。

(発明の開示）

この発明に係る空気入りバイァスタイヤは、複数対のビードコアを有するとともに、ビードコアの周りに、ゴムコーティングを施したプライコードからなる力一カスプライを巻き返して配設した、ビ一ドコア対数に応じた複数のカーカスプライ群を有し、プライレーティングが 5 8以上で、扁平率が 8 0 %以下のものであり、少なくとも、タイヤ最大幅位置と対応する部分で、最内側カーカスプライ群の、内側の三枚以上の力一カスプライにつき、 5 0 mm平方の単位面積内での、カーカスプライ内のプライコードの間隔と、相互に隣接するカーカスプライ間のプライコード間隔と、奥行き寸法との積の和になるゴム体積を、 5 0 0〜1 3 5 0 mm³, より好ましくは 7 0 0〜1 0 0 0 mm³としたものである。

ここで、「タイヤ最大幅」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧を充填したときの、サイドウォール間の最大距離をいうものとし、タイヤ側面の文字、模様等を除いた幅を意味するものとし、「タイヤ最大幅位置と対応する部分」とおは、タイヤ断面高さの 3〜 5 %程度の領域をいうものとする。

なお、適用リムとは下記の規格に規定されたリムをいい、規定の空気圧とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によつて決められている。例えば、アメリカ合衆国では、 "The TIRE and RIM ASSOCIATION INC.の YEAR BOOK" であり、欧州では "The European Tyre and Rim Technical Organizat ionの STANDARDS MANUAL"であり、'日本では日本自動車タイヤ協会の "JATMA YEAR BOOK" である。

プライコ一ド間のゴム体積を上記のように選択した場合には、タイヤ最大幅部分の厚みが相対的に厚くなつても、また、タイヤサイド部の橈み変形量が多くなつても、プライコードのセパセ一シヨン、ひいては、カーカスプライのプライ間セパレ一ションを効果的に防止することができる。

すなわち、ゴム体積が 5 0 0 mm³未満では、ブライコードとコ一ティングゴムとの間応力の歪応力を有効に緩和することができず、一方、 1 3 5 0 mm³を越えると、力一カスプライ間の歪応力緩和機能は発揮できても、タイヤ最大幅部分の厚みが相対的に厚くなることによつて最内側のカー力スプライ群の圧縮歪が増大するため、応力緩和の効果が薄れることになり、プライセパレーシヨンの効果的な防止が困難となる。

かかるタイヤにおいてより好ましくは、上述したところに加えて、最内側力一カスプライ群内の、少なくとも内側三枚の力一カスプライ間の、次式で示される剥離抗カ指数を、他のカーカスプライ群のカーカスプライ間のそれの 1 . 3倍以上とする。そしてさらにこのましくは、この剥離抗カ指数の上限倍数を 1 . 6とする。

ここで、上記剥離抗カ指数 Fは、

F = 6 . 8 X ( 5 0 /N - D) + 3 . 6 X T + 9 . 7

N： 5 0 mm当りのプライコード本数

D：プライコードの直径（mm)

T：隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚み（mm) であらわされる。この場合、カーカスプライをビードコアの周りに巻き返さない、いわゆるダウンプライ群は他のカーカスプライ群に含まれない。

力一カスプライ間の剥離抗カを高めるためには、プライコードの、 5 O mm当りの配設本数（以下「打込み」という）を少なくして、同一のカーカスプライ内でのコード間ゴム幅を広くすることで、タイヤサイド部の変形に伴うブライコード間への歪応力の集中を緩和すること、および、積層されたカーカスプライ間のゴム厚みを厚くして、同様に歪応力の集中を緩和することが有効であり、これらのことを考慮した剥離坊カ指数 Fは、

F = 6 . 8 X ( 5 0 /N -D) + 3 . 6 X T + 9 . 7

N：打込み

D：プライコードの直径 (mm)

T：隣接するカーカスプライのプライコ一ド間のゴム厚み（mm) として表わすことができる。

ここでは、かかる剥離抗カ指数 Fを、とくにプライ間セパレ一シヨンが発生し易い、最内側カーカスプライ群の、少なくとも内側三枚のカーカスプライ間で、他の力一カスプライ群のカーカスプライ間のそれの 1 . 3倍以上とすることにより使用上十分な耐セパレ一ション性を確保することができる。

いいかえれば、剥離抗カ指数 Fが 1 . 3倍未満、なかでも 1 . 2 5倍以下では耐セパレ一ション性が不足することになり、プライ間セパレ一ションが比較的早期に発生するおそれがある。この一方で，剥離抗カ指数 Fの上限倍数は 1 . 6倍とすることが好ましい。

なお、この剥離抗カ指数は、プライコードの打込み、または、隣接カーカスプライのプライコ一ド間のゴム厚みのいずれか一方だけによつて高めることが可能であるが、打込みだけを減じた場合には、力一カスの総強力の極端な低下が不可避となり、また、プライ間のゴム厚みが変ィ匕しないが故に、歪応力を有効に緩和することが難しい。これに対し、カーカスプライ間のゴム厚みだけを増加させた場合には、プライ間の歪を緩和し得る傾向にあるも、プライ間のゴム厚みがある程度の範囲を越えると、タイヤ最大幅部分の厚みの増加による最内側力一カス群への圧縮歪の増加によって、十分な応力緩和効果を期し難くなり、打込みを変化させないこととの関連において、剥離抗カ指数 Fの実質的な増加が困難となる。

そこで、このタイヤにおいてより好ましくは、最内側カーカスプライ群の少なくとも内側三枚のカーカスプライでの平均打込みを N i、隣接するカーカスブラィのプライコード間のゴム厚みを T i (mm),プライコードの直径を D i (mm) とし、他のカーカスプライ群のカーカスプライでの平均打込みを No、隣接する力一カスプライのプライコード間のゴム厚みを To (mm),プライコードの直径を Do (mm) としたとき、

N i=30〜40 (本） No=50〜60 (本）

N i/No = 0. 6〜0. 8

であるとともに、

T i/D i =1. 6〜2. 2 To/Do = 0. 6〜1. 0 (T iZD i) / (To/Do) =1. 9〜3. 55

である要件を満たすものとする。

これによれば、打込みの低減と、隣接する力一カスプライのプライコ一ド間のゴム厚みの増加とをうまくバランスさせつつ、カーカスの総強力の極端な低下および、タイヤ最大幅部分の厚みの著しい増加等なしに、カーカスプライの耐セパレーション性をより有利に向上させることができる。

すなわち、打込み N iが 40本を超えると所期した耐セパレ一ション性の実現が難しく、それが 30本未満では、力一カス総強力の低下が否めない。また、 T i/D iが 1. 6未満では、耐セパレーシヨン性の十分な向上が難しく、逆に、それが 2. 2を越えると、タイヤサイド部のトータル厚みが厚くなつて、歪応力の緩和機能よりもむしろ、それ自身の撓み変形に伴う圧縮歪の増加により、力一カスプライのセパレ一シヨン、プライコードの疲労破断等が発生し易くなる。 (図面の簡単な説明）

図 1は、この発明の実施の形態をタイヤの半部について示す横断面図である。図 2は、隣接するカーカスプライ間および同一プライ内のそれぞれのプライコ一ド間隔を示す拡大断面図である。

図 3は、ゴム体積と、カーカスプライの耐セパレーシヨン性との関係を示すグラフである。

(発明を実施するための最良の形態）

この発明の実施の形態をタイヤの半部について示す図 1において、 1はトレツド部を、 2は、トレツド部 1の側部に連続して半径方向内方に延びるサイドウォール部を、そして 3は、サイドウォール部 2の内周側に位置するビード部をそれぞれ示す。

ここではそれぞれのビ一ド部 3に、三対のビ一ドコア 4， 5 , 6を配設するとともに、これらのビードコア間にトロイダルに延在してタイヤの骨格構造をなす力一カスを、内外三層のカーカスプライ群 8， 9， 1 0と、一のダウンプライ群 1 1とで形成し、このダウンプライ群 1 1を除く他のカーカスプライ群 8， 9 , 1 0のそれぞれを、各ビ一ドコア 4 , 5 , 6の周りに、ゴムコーティングを施したプライコードからなるカーカスプライの複数枚の側部部分を、タイヤ幅方向の内側から外側に巻き返して配設することにより構成する。なお、図では最外側に位置するダウンプライ群 1 1は、これもゴムコーティングを施したプライコードからなる力一カスプライの複数枚の側部部分を、タイヤのビ一ドベース 1 2に沿わせて配設することによつて構成してなる。

扁平率を 8 0 %以下、プライレーティングを 5 8以上としたこのタイヤにおいて、少なくとも、タイヤ最大幅位置 Hと対応する部分で、サイドウォール部 2の撓み変形に際して圧縮側となる、最内側カーカスプライ群 8の内側三枚以上の力 —カスプライで、図 2に拡大断面図で例示するように、同一のカーカスプライ c _p内のプライコード間隔 δと、内外に相互に隣接するそれぞれのカーカスプライ c_p間のプライコード間隔 Τと、 5 Omm平方の単位面積における奥行き寸法との積の和になるゴム体積 Vを 500〜1350mm³, とくに好ましくは 700 〜1000mm³の範囲とする。

このように構成してなるタイヤによれば、図 3にグラフをもって示すところから明らかなように、カーカスプライのプライ間セパレーションを効果的に防止することができる。すなわち、ゴム体積 Vが 500mm³未満ではプライコードとコ一ティングゴムとの間の歪応力を十分には緩和できないことにより、一方、 1 350mm³を越えると、カーカスプライ間の歪応力は緩和し得ても、カーカス自体の厚みの増加により、撓み変形による最内側圧縮歪が増加することになるため、いずれもセパレ一シヨンの効果的な抑制が困難になる。ここで、耐セパセ一シヨン指数の 120を、耐セパセーシヨン性の判断の基準としているのは、指数値が 120以上にならないと、市場での優位性の確保が難しいことによる。またここでは、上述したところに加えて、最内側カーカスプライ群 8の内側三枚以上のカーカスプライ間の、

剥離抗カ指数 F = 6. 8 X (50/N-D) +3. 6 XT+ 9. 7

N：打込み

D：プライコードの直径（mm)

T：隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚み（mm) で表わされる剥離抗カ指数 Fを、他の力一カスプライ群 9, 10のそれの 1. 3 倍以上とする。なおこの指数 Fの上限倍数は、前述したように 1. 6倍とすることが好ましい。

ここで、プライコードの直径 Dは、図 2に示すように、カーカスプライ c_pのコ一ティングゴム 13内に埋め込まれたブライコード cの直径を、また、隣接力一カスプライ c_pのライコード間のゴム厚み Tは、先にも述べたように、相互に積層されたそれぞれの力一カスプライ c _pのプライコード間隔に相当するコーティングゴム 13の厚みをそれぞれ意味する。

ところで、カーカスプライ c_pの相互を、他のゴムの介在下で積層させた場合には、そのゴムの厚みをもまた上記ゴム厚み Tに含めるものとする。

このように構成してなるタイヤによれば、高荷重の作用によるサイドウオール部 2の撓み変形に際し、タイヤ厚みが最も薄いタイヤ最大幅位置 Hと対応する部分での、とくに大きな圧縮歪を受ける内側の力一カスプライのプライ間セパレ一ションを有効に防止することができる。

そして、かかるタイヤにおいてより好ましくは、最内側カーカスプライ群 8の少なくとも内側三枚の力一カスプライ c _pでの平均打込みを N i、隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚みを T i (mm),プライコードの直径を D i (mm) とし、他のカーカスプライ群 9， 10の力一カスプライ c _pでの平均打込みを No、隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚みを To (m m)、プライコードの直径を Do (mm) としたとき、

N i=30〜40 (本） No=50〜60 (本）

N i/No = 0. 6〜0. 8

とするとともに、

T i/D i =1. 6〜2. 2 To/Do = 0. 6〜1. 0 (T i/D i) / (To/Do) = 1. 9〜3. 55 とする。

これによれば、打込みの低減と、隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚みの増加とをうまくバランスさせて、カーカスプライ c _pのセパレーションを一層有利に防止することができる。

(実施例）

サイズが 45X65-45 58 P Rの建設車両用の空気入りバイアスタイヤにおいて、ビードコアを図 1に示すように三対配設するとともに、プライコードを 66ナイロン 1260デニールとしたところにおいて、最内側から最外側までのそれぞれの力一カスプライ群をともに 1 4枚の力一カスプライで、そして、ダゥンプライ群を 6枚の力一カスプライで構成し、また、内側、中間および外側のカーカスプライ群のそれぞれのプライコードの、タイヤ赤道面に対する交角を 5 4 ° , 5 6 ° および 5 8 ° とするとともに、ダウンプライ群のプライコードの同様の交角を 5 5 ° としたところにおいて、打込み、プライコード直径等を表 1に示すように変ィ匕させた発明タイヤと従来タイヤとにっき、各 3 0本ずつ実車走行テストを行なって、タイヤサイド部の内層側でのカーカスプライ間セパレーションが発生するまでの平均時間を測定したところ、表 1の最下段に耐久指数で示す通りとなった。

発明タイヤ比較タイヤ従来タイヤ 1 2 3 4 5 6 7 1 2

V ("ゴム体、精 mm³)ノ . 140 655 878 1347 1005 985 760 900 480 1626

Νί (本 Z50mm) 50.5 40 40 30 30 35 50 28 42.0 28

No (本 Z50mm) 51.0 50.8 50.8 50.8 50.7 50.7 50.7 51.0 51.0 51.0

NiZNo 0.99 0.79 0.79 0.59 0.59 0.69 0.99 0.55 0.82 0.55

「 (mm) 0.38 1.00 1.34 1.34 1.00 1.2 2.00 0.38 0.90 1.50

To (mm) 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38

Ti/Di 0.62 1.64 2.20 2.20 1.64 1.97 3.28 0.62 1.48 2.46

To/Do 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62

(Ti/Di) Z (ToZDo) 1.00 2.63 3.53 3.53 2.63 3.16 5.26 1.00 2.37 3.95 最内層剥離抗力の比 (指数) 100 130 139 160 151 144 144 150 124 170 最内層歪の比 (指数） 100 105 108 108 105 107 1 13 101 105 109 ケース破壊強度（指数） 100 97.3 97.3 95.0 94.8 96 99.4 94.9 98 95 故障までの耐久指数 100 166 186 171 189 194 129 140 106 1 14

上記表 1によれば、発明タイヤは、従来タイヤおよび比較タイヤのそれぞれに比して力一カスの耐久性を大きく向上させ得ることが明らかである。

(産業上野利用可能性）

以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、とくには、タイャ最大幅位置と対応する部分での、最内側カーカスプライ群の内側三枚以上の力 —カスプライで、プライコード間のゴム体積を 5 0 0〜1 3 5 0 mm³とすることにより、高荷重の作用によるタイヤサイド部の撓み変形に際して圧縮側となる部分のカーカスプライ間のセパレーシヨンを有効に防止してカーカスの耐久性を大きく向上させることができる。

Claims

請求の範囲

1. 複数対のピ一ドコアを有するとともに、ビードコアの周りに、ゴムコーティングを施したプライコードからなるカーカスプライを巻き返して配設した、ビードコア対数に応じた複数のカーカスプライ群を有し、プライレーティングが 58以上で、扁平率が 80%以下の重荷重用の空気入りバイアスタイヤであつて、

タイヤ最大幅位置と対応する部分での最内側カーカスプライ群内の、少なくとも内側三枚のカーカスプライにつき、 50mm平方の単位面積内での、力一カスプライ内のプライコード間隔と、相互に隣接するカーカスプライ間のブラィコード間隔と、奥行き寸法との積の和になるゴム体積を 500〜1350m m³としてなる空気いりバイァスタイヤ。

2. 最内側カーカスプライ群内の、少なくとも内側三枚のカーカスプライ間の、次式で示される剥離抗カ指数を、他の力一カスプライ群の力一カスプライ間のそれの 1.3倍以上としてなる請求の範囲 1に記載の空気入りバイアスタイヤ。

記

剥離抗カ指数 F= 6. 8 X (50/N-D) +3. 6XT+9. 7

N： 5 Omm当りのプライコード本数

D：プライコードの直径（mm)

T：隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚み（mm)

3. 最内側カーカスプライ群の少なくとも内側三枚のカーカスプライでの 50 mm当りのプライコード本数を N i、隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚みを T i (mm), プライコードの直径を D i (mm) とし、他の力一カスプライ群のカーカスプライでの 50 mm当りのプライコ一ド本数を N o、隣接するカーカスプライのプライコード間のゴム厚みを To (mm),プライコ一ドの直径を D oとしたとき、 N i = 30〜40 (本） No=50〜60 (本）

N i/No = 0. 6〜0. 8

であるとともに、

T i/D i =1. 6〜2. 2 To/Do = 0. 6〜1. 0

(T i/D i) / (To/Do) = 1. 9〜3. 55

である要件を満たしてなる請求の範囲 1もしくは 2に記載の空気入りバイアスタイヤ。