JP2005238995A - Pneumatic radial tire for construction vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土木建設現場等の不整地を走行する場合に好適な建設車両用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、クラウン部におけるベルト層やカーカス層の強力を低下させることなく、エンベロープ特性を改良することを可能にした建設車両用空気入りラジアルタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic radial tire for a construction vehicle suitable for traveling on rough terrain such as a civil engineering construction site. More specifically, the present invention provides an envelope characteristic without reducing the strength of a belt layer or a carcass layer in a crown portion. The present invention relates to a pneumatic radial tire for construction vehicles that can be improved.
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少なくとも1層のスチールコードカーカス層を装架すると共に、クラウン部におけるカーカス層の外周側に少なくとも2層のスチールコードベルト層を配置した構成になっている(例えば、特許文献1参照)。 In the pneumatic radial tire for construction vehicles, at least one steel cord carcass layer is mounted between a pair of left and right bead portions, and at least two steel cord belt layers are disposed on the outer peripheral side of the carcass layer in the crown portion. It is configured (see, for example, Patent Document 1).
このような建設車両用空気入りラジアルタイヤは、従来のバイアス構造を有する空気入りタイヤに比べて、耐パンク性能に優れている反面、クラウン部の曲げ剛性が高くなるため、不整地路面でのエンベロープ特性が悪くなるという問題がある。特に、最大積載量50トン以上のダンプカーのような大型建設車両に使用される空気入りラジアルタイヤの場合、エンベロープ特性の悪化が顕著である。そして、エンベロープ特性が悪化すると、路面から受ける衝撃をトレッドゴム自体で受ける割合がバイアスタイヤに比べて高くなる。そのため、耐カット性に優れたトレッドゴムを採用しても十分な耐カット性を発揮することができず、特に摩耗中期以降にトレッドゴムの破断(カット)や欠け(チッピング)を生じ易くなる。 Such pneumatic radial tires for construction vehicles are superior in puncture resistance performance compared to conventional pneumatic tires having a bias structure, but the bending rigidity of the crown portion is increased, so that the envelope on uneven terrain is increased. There is a problem that characteristics deteriorate. In particular, in the case of a pneumatic radial tire used for a large construction vehicle such as a dump truck having a maximum loading capacity of 50 tons or more, the deterioration of the envelope characteristics is remarkable. When the envelope characteristics are deteriorated, the proportion of the impact received from the road surface by the tread rubber itself is higher than that of the bias tire. Therefore, even if a tread rubber excellent in cut resistance is employed, sufficient cut resistance cannot be exhibited, and the tread rubber is likely to break (cut) or chip (chipping) after the middle stage of wear.
一方、エンベロープ特性を改良するためにベルト層の強力(単位幅当たりのコード打ち込み本数とコード破断強力との積)を落とした場合、タガ効果の低下によりベルト層の耐久性が低下したり、ベルト層による補強効果が低下することになる。また、エンベロープ特性を改良するためにカーカス層の強力を落とした場合、タイヤサイド部での耐久性や耐圧強度が低下したり、操縦安定性が低下することになる。そのため、ベルト層やカーカス層の強力の変更に基づいてエンベロープ特性を改良することは実用的ではない。
本発明の目的は、ベルト層やカーカス層の強力を低下させることなく、エンベロープ特性を改良することを可能にした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。 An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire for a construction vehicle that can improve the envelope characteristics without reducing the strength of the belt layer and the carcass layer.
上記目的を達成するための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複数本のスチールコードをタイヤ径方向に配列してなる少なくとも1層のカーカス層を装架すると共に、クラウン部における前記カーカス層の外周側に層間でコードが互いに交差する少なくとも2層のベルト層を配置した建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層のスチールコードを前記クラウン部で波状に湾曲させ、該カーカス層のスチールコードの振幅をクラウンセンター側からショルダー側に向けて漸減するようにしたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a pneumatic radial tire for construction vehicles according to the present invention has at least one carcass layer formed by arranging a plurality of steel cords in the tire radial direction between a pair of left and right bead portions. In addition, in the pneumatic radial tire for a construction vehicle in which at least two belt layers in which the cords cross each other are arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the crown portion, the steel cord of the carcass layer is waved in the crown portion. The carcass layer is bent and the amplitude of the steel cord is gradually reduced from the crown center side toward the shoulder side.
本発明では、カーカス層のスチールコードをクラウン部で波状に湾曲させることで、カーカス層によるタイヤ子午線断面方向の曲げ剛性への寄与を減らし、それによってクラウン部のタイヤ子午線断面方向の曲げ剛性を低下させる。そのため、ベルト層やカーカス層の強力を低下させることなく、エンベロープ特性を改良することができる。そして、エンベロープ特性を改良することにより、建設車両用空気入りラジアルタイヤにおける耐パンク性能と耐カット・チッピング性能との両立が可能になる。 In the present invention, the steel cord of the carcass layer is curved in a wave shape at the crown portion, thereby reducing the contribution of the carcass layer to the bending stiffness in the tire meridian cross-sectional direction, thereby reducing the bending stiffness of the crown portion in the tire meridian cross-sectional direction. Let Therefore, the envelope characteristics can be improved without reducing the strength of the belt layer or the carcass layer. Further, by improving the envelope characteristics, it becomes possible to achieve both puncture resistance and cut / chipping resistance in a pneumatic radial tire for construction vehicles.
また、従来のようにカーカスコードがクラウン部でタイヤ径方向に直線状に配置されていると、突起乗り上げ時にカーカコードの張力が局部的に増加してカーカスコードが破断することがあるが、本発明では波状に湾曲させたカーカスコードが張力を緩和するので、突起乗り上げ時におけるカーカスコードの破断を回避することができる。 Further, when the carcass cord is linearly arranged in the tire radial direction at the crown portion as in the prior art, the tension of the carcass cord locally increases when the protrusion rides, and the carcass cord may break. Then, since the carcass cord curved in a wavy shape relaxes the tension, it is possible to avoid the carcass cord from being broken at the time of riding on the protrusion.
更に、本発明ではカーカスコードを波状に湾曲させることでクラウン部のタイヤ子午線断面方向の曲げ剛性を調整しているので、ベルト構造の設計自由度が高くなる。つまり、従来の空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層のスチールコードをクラウン部においてタイヤ周方向に対して略90°の角度で直線状に配置する一方で、ベルト層のコード角度、幅、積層構造、強度等のベルト構造を調整することでクラウン部の剛性を適正化しているが、本発明ではクラウン部の剛性をカーカス構造に基づいて調整するので、ベルト構造設計条件が緩和されることになる。 Furthermore, in the present invention, since the bending rigidity of the crown portion in the tire meridian cross-sectional direction is adjusted by curving the carcass cord in a wave shape, the degree of freedom in designing the belt structure is increased. That is, in the conventional pneumatic radial tire, the steel cord of the carcass layer is arranged linearly at an angle of approximately 90 ° with respect to the tire circumferential direction in the crown portion, while the cord angle of the belt layer, the width, the laminated structure, Although the rigidity of the crown portion is optimized by adjusting the belt structure such as strength, in the present invention, the rigidity of the crown portion is adjusted based on the carcass structure, so the belt structure design condition is eased.
本発明において、カーカス層のスチールコードの振幅はクラウンセンター側からショルダー側に向けて漸減させることが必要である。即ち、カーカス層のスチールコードの振幅を可及的に大きくすればエンベロープ特性の改良効果も増大するが、その一方で、ショルダー側での振幅が大きくなると内圧によるショルダー部のせり上がりが大きくなり、ベルト層の耐久性が低下する。そのため、スチールコードの振幅はクラウンセンター側からショルダー側に向けて徐々に小さくする。 In the present invention, it is necessary to gradually reduce the amplitude of the steel cord of the carcass layer from the crown center side toward the shoulder side. That is, if the amplitude of the steel cord of the carcass layer is increased as much as possible, the effect of improving the envelope characteristics is also increased. On the other hand, when the amplitude on the shoulder side is increased, the rise of the shoulder due to the internal pressure is increased, The durability of the belt layer is reduced. Therefore, the amplitude of the steel cord is gradually reduced from the crown center side toward the shoulder side.
具体的には、カーカス層の最もクラウンセンター側に位置する波形部の振幅Acを15mm以上とし、該振幅Acを有する波形部の4分の1波長λcと該振幅Acとの関係をtan-1(Ac/λc)≧30°にする一方で、カーカス層の最もショルダー側に位置する波形部の振幅Asを10mm以下とし、該振幅Asを有する波形部の4分の1波長λsと該振幅Asとの関係をtan-1(As/λs)≦10°にすることが好ましい。 Specifically, the amplitude Ac of the corrugated portion located closest to the crown center of the carcass layer is set to 15 mm or more, and the relationship between the quarter wavelength λc of the corrugated portion having the amplitude Ac and the amplitude Ac is tan −1. While (Ac / λc) ≧ 30 °, the amplitude As of the waveform portion located on the most shoulder side of the carcass layer is set to 10 mm or less, and the quarter wavelength λs of the waveform portion having the amplitude As and the amplitude As And tan −1 (As / λs) ≦ 10 ° is preferable.
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。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施形態からなる建設車両用空気入りラジアルタイヤを示し、図2はそのカーカス層とベルト層のタイヤ周方向の一部を抽出して示し、図3はそのカーカス層のスチールコードを示すものである。図1において、11はクラウン部、12はショルダー部、13はサイドウォール部、14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14,14間には複数本のスチールコードをタイヤ径方向に配列してなるカーカス層15が装架されており、このカーカス層15のタイヤ幅方向端部がビードコア16の周りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。
FIG. 1 shows a pneumatic radial tire for construction vehicles according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows an extracted portion of the carcass layer and belt layer in the tire circumferential direction, and FIG. 3 shows the steel of the carcass layer. Indicates a code. In FIG. 1, 11 is a crown portion, 12 is a shoulder portion, 13 is a sidewall portion, 14 is a bead portion, and CL is a tire center line. A
クラウン部11におけるカーカス層15の外周側には、それぞれ複数本のスチールコードからなる7層のベルト層1B〜7Bが設けられている。ベルト層1B〜7Bは、そのコードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間でコードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層1B〜7Bのうち、幅狭のベルト層1B,2Bのタイヤ周方向に対するコード角度は15°〜22°の範囲に設定され、他のベルト層3B〜7Bのタイヤ周方向に対するコード角度は20°〜35°の範囲に設定されている。
On the outer peripheral side of the
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、図2に示すように、カーカス層15のスチールコードSはビード部からショルダー部にかけてはタイヤ周方向に対して実質的に90°の角度で直線状に配置されているが、一方のショルダー部から他方のショルダー部にかけてのクラウン部では波状に湾曲している。
In the pneumatic radial tire, as shown in FIG. 2, the steel cord S of the
このようにカーカス層15のスチールコードSをクラウン部で波状に湾曲させた場合、ベルト層1B〜7Bやカーカス層15の強力(単位幅当たりのコード打ち込み本数とコード破断強力との積)を変更しなくても、クラウン部のタイヤ子午線断面方向の曲げ剛性を低下させてエンベロープ特性を改良することができる。その結果、建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、ラジアル構造に基づいて優れた耐パンク性能を備える一方で、改良されたエンベロープ特性に基づいて耐カット・チッピング性能を発揮することが可能になる。
Thus, when the steel cord S of the
カーカス層15のスチールコードSの振幅は、クラウンセンター側からショルダー側に向けて漸減している。より具体的には、図3に示すように、カーカス層15の最もクラウンセンター側に位置する波形部の振幅Acは15mm以上、好ましくは15〜35mmであり、該振幅Acを有する波形部の4分の1波長λcと該振幅Acとはtan-1(Ac/λc)≧30°、好ましくは30°≦tan-1(Ac/λc)≦62°の関係を満足している。振幅Acと波長λcを上記のように設定することで、カーカス層15のタイヤ子午線断面方向の曲げ剛性を効果的に低減し、エンベロープ特性の改良効果を十分に得ることができる。ここで、Ac<15mm又はtan-1(Ac/λc)<30°であるとエンベロープ特性の改良効果が不十分になる。
The amplitude of the steel cord S of the
振幅Acと波長λcにて規定される上記数値範囲をベルトエッジ付近まで適用した場合、内圧によるショルダー部のせり上がりが大きくなり、ベルト層の耐久性が低下することになる。そこで、カーカス層15の最もショルダー側に位置する波形部の振幅Asは10mm以下とし、該振幅Asを有する波形部の4分の1波長λsと該振幅Asとはtan-1(As/λs)≦10°の関係を満足している。振幅Asと波長λsを上記のように設定することで、ベルト層の耐久性の低下を回避することができる。
When the above numerical range defined by the amplitude Ac and the wavelength λc is applied to the vicinity of the belt edge, the shoulder rises due to the internal pressure, and the durability of the belt layer decreases. Therefore, the amplitude As of the waveform portion located on the most shoulder side of the
カーカス層15の構造を上記のように規定した場合、エンベロープ特性が良くなるだけでなく、突起乗り上げ時におけるカーカスコードの破断を回避することができる。しかも、カーカス層15の構造に基づいてタイヤ子午線断面方向の曲げ剛性の調整が可能となったことで、ベルト層1B〜7Bの設計自由度も高くなる。
When the structure of the
なお、上記実施形態では1層のカーカス層と7層のベルト層を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤについて説明したが、本発明は少なくとも1層のカーカス層と少なくとも2層のベルト層を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤに適用することが可能である。 In the above embodiment, a pneumatic radial tire for construction vehicles having one carcass layer and seven belt layers has been described. However, the present invention is a construction having at least one carcass layer and at least two belt layers. It can be applied to pneumatic radial tires for vehicles.
タイヤサイズ2400R35で、左右一対のビード部間に複数本のスチールコードをタイヤ径方向に配列してなる1層のカーカス層を装架すると共に、クラウン部におけるカーカス層の外周側に層間でコードが互いに交差する7層のベルト層を配置した第1種建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層の構造だけを種々異ならせた従来例、比較例1〜2及び実施例のタイヤをそれぞれ製作した。 With a tire size of 2400R35, a single carcass layer in which a plurality of steel cords are arranged in the tire radial direction is mounted between a pair of left and right bead portions, and a cord is provided between the outer peripheral sides of the carcass layer in the crown portion. In the pneumatic radial tire for type 1 construction vehicles in which seven belt layers intersecting each other are arranged, the tires of the conventional examples, the comparative examples 1 and 2 and the examples in which only the structure of the carcass layer is varied are manufactured. .
各タイヤのベルト層の構造は表1の通りである。但し、タイヤ径方向内側に位置する1番ベルト層と2番ベルト層はクラウンセンター領域だけに配置されるものである。
The structure of the belt layer of each tire is shown in Table 1. However, the first belt layer and the second belt layer located on the inner side in the tire radial direction are arranged only in the crown center region.
一方、カーカス層については、スチールコード(7×7×0.23)の単位幅当たりの打ち込み本数を12.5本/50mmとした。そして、従来例のタイヤでは、図4に示すように、カーカス層のスチールコードをクラウン部において直線状に配置した。比較例1〜2のタイヤでは、図5に示すように、カーカス層のスチールコードをクラウン部において波状に湾曲させ、その振幅及び波長をクラウンセンター側からショルダー側まで一定にした。実施例のタイヤでは、図2に示すように、カーカス層のスチールコードをクラウン部において波状に湾曲させ、その振幅及び波長をクラウンセンター側からショルダー側に向けて漸減するようにした。また、カーカス層はビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返されているが、その折り返し高さはタイヤ断面高さの55%とした。 On the other hand, for the carcass layer, the number of driven steel cords (7 × 7 × 0.23) per unit width was 12.5 / 50 mm. In the conventional tire, as shown in FIG. 4, the steel cords of the carcass layer are arranged linearly in the crown portion. In the tires of Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIG. 5, the steel cord of the carcass layer was curved in a wave shape at the crown portion, and the amplitude and wavelength were made constant from the crown center side to the shoulder side. In the tire of the example, as shown in FIG. 2, the steel cord of the carcass layer was curved in a wave shape at the crown portion, and the amplitude and wavelength were gradually decreased from the crown center side toward the shoulder side. Further, the carcass layer is folded around the bead core from the inside to the outside of the tire, and the folded height is 55% of the tire cross-sectional height.
これら試験タイヤについて、下記試験方法によりベルト層の耐久性とエンベロープ特性を評価し、その結果を表2に示した。 For these test tires, the durability and envelope characteristics of the belt layer were evaluated by the following test methods, and the results are shown in Table 2.
ベルト層の耐久性:
各試験タイヤをリムサイズ17.00×33(3.5)ORの試験リムに装着し、規定内圧(700kPa)を充填し、負荷荷重率120%(218kN)、速度8km/hの条件で回転ドラム試験機にて240時間走行させた後、タイヤ金型を基準としてタイヤショルダー部の外径成長量(Δs)を測定した。この外径成長量Δsが18mmを超えるようなタイヤでは、ベルト層の初期歪が大きいことに起因してベルト層間でのセパレーション故障が生じ易くなる傾向がある。
Durability of belt layer:
Each test tire is mounted on a test rim having a rim size of 17.00 × 33 (3.5) OR, filled with a specified internal pressure (700 kPa), and a rotating drum under the conditions of a load rate of 120% (218 kN) and a speed of 8 km / h. After running for 240 hours with a testing machine, the outer diameter growth amount (Δs) of the tire shoulder portion was measured with reference to the tire mold. In a tire in which the outer diameter growth amount Δs exceeds 18 mm, a separation failure between the belt layers tends to easily occur due to a large initial strain of the belt layer.
エンベロープ特性:
各試験タイヤをリムサイズ17.00×33(3.5)ORの試験リムに装着し、規定内圧(700kPa)を充填した。そして、図6に示すように、幅100mm×高さ100mmの角材WをタイヤTのトレッド接地中心となる位置に挟み込んだ状態で荷重を増大させて行き、タイヤTが角材を跨いで接地するときの負荷荷重を測定した。この負荷荷重が小さいほどエンベロープ特性が優れていることを意味する。
Envelope characteristics:
Each test tire was mounted on a test rim having a rim size of 17.00 × 33 (3.5) OR and filled with a specified internal pressure (700 kPa). Then, as shown in FIG. 6, when the load is increased in a state where the square member W having a width of 100 mm × the height of 100 mm is sandwiched between the tires T at the position where it becomes the tread grounding center, and the tire T is grounded across the square members The applied load was measured. It means that the smaller the load, the better the envelope characteristics.
表2から判るように、実施例のタイヤは従来例に比べてエンベロープ特性が良好であり、しかもベルト層の耐久性が低下するという不都合を生じていなかった。一方、比較例1のタイヤはエンベロープ特性の改良効果が認められるもののベルト層の耐久性が不十分であった。比較例2のタイヤはベルト層の耐久性が確保されているもののエンベロープ特性の改良効果が認められなかった。 As can be seen from Table 2, the tires of the examples had better envelope characteristics than the conventional examples, and the durability of the belt layer was not lowered. On the other hand, in the tire of Comparative Example 1, although the effect of improving the envelope characteristics was recognized, the durability of the belt layer was insufficient. In the tire of Comparative Example 2, although the durability of the belt layer was ensured, the effect of improving the envelope characteristics was not recognized.
1B〜7B ベルト層
11 トレッド部
12 ショルダー部
13 サイドウォール部
14 ビード部
15 カーカス層
16 ビードコア
S スチールコード
Ac クラウンセンター側の波形部の振幅
As ショルダー側の波形部の振幅
λc クラウンセンター側の波形部の4分の1波長
λs ショルダー側の波形部の4分の1波長
1B-
Claims (2)
The amplitude Ac of the waveform portion located closest to the crown center of the carcass layer is set to 15 mm or more, and the relationship between the quarter wavelength λc of the waveform portion having the amplitude Ac and the amplitude Ac is expressed as tan −1 (Ac / λc). ) While ≧ 30 °, the amplitude As of the waveform portion located on the most shoulder side of the carcass layer is 10 mm or less, and the relationship between the quarter wavelength λs of the waveform portion having the amplitude As and the amplitude As The pneumatic radial tire for construction vehicles according to claim 1, wherein tan −1 (As / λs) ≦ 10 °.
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