JP2008189196A

JP2008189196A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008189196A
Application number: JP2007027202A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Fukushima; 将治福島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-06
Also published as: EP2116398B1; CN101605665A; EP2116398A4; BRPI0807080A2; ATE548202T1; EP2116398A1; WO2008096573A1; US20100089514A1; ES2382494T3; CN101605665B; JP4703583B2

Abstract

【課題】乗り心地の悪化を抑制しつつ、補強層の耐久性の確保と、車両の安定性の向上とを両立させた空気入りタイヤ、特には、建設車両等に好適に使用される重荷重用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ビードコア間にトロイド状に延在する本体部２Ａと、それに連続して設けられビードコアの周りに折り返された折返し部２Ｂと、からなるカーカス２と、そのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト３と、を備える空気入りタイヤである。カーカスの本体部２Ａのタイヤ軸方向外側に、本体部に沿ってタイヤ断面高さＳＨの４２〜４８％の位置からタイヤ断面高さＳＨの１０〜１６％の位置まで外側サイド補強層４が配設されるとともに、カーカスの本体部２Ａのタイヤ軸方向内側に、本体部に沿ってタイヤ断面高さＳＨの４２〜４８％の位置からビードコアの底面以下の位置まで内側サイド補強層５が配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、建設車両等に用いられる重荷重用空気入りタイヤに関する。

従来、建設車両等に用いられる重荷重用の空気入りラジアルタイヤにおいては、例えば、建設車両に装着した際の積荷の上げ下げや移動などの作業時に、車両に揺れなどの問題が発生して、作業性が悪化するという問題があった。

これに対し、タイヤの骨格をなすカーカスの外側に補強層を設けることにより安定性の向上を図ることが行われており、例えば、特許文献１には、カーカスのタイヤ軸方向外側およびタイヤ半径方向内側に、それぞれ所定の補強層を配設することで、建設車輛等に装着して用いるに際し、乗り心地性を低減させることなく車輌の安定性を向上させた空気入りタイヤが開示されている。
特開２００５−３１３７６４号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、従来のようにカーカスの外側に補強層を配置した構造のタイヤにおいては、折り返しカーカスプライ端の上部に相当するいわゆるフレックスゾーン（図５中の丸で囲んだ部分）において補強層のコードの一部が破断して故障に至る場合があり、問題となっていた。

そこで本発明の目的は、乗り心地の悪化を抑制しつつ、補強層の耐久性の確保と、車両の安定性の向上とを両立させた空気入りタイヤ、特には、建設車両等に好適に使用される重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、以下のようなことを見出した。
すなわち、車両の安定性を左右するタイヤ剛性は、縦バネ、横バネおよび前後バネに分解することができ、各バネを向上させれば安定性は向上する。但し、縦バネを上げすぎると乗り心地が悪化するため、横バネまたは前後バネを主体に向上させることが望ましい。これに対し、前述したように、従来技術として、カーカスのサイドウォール部に角度を有する補強層を配置することで、カーカスの前後変形を抑制して前後バネを主体に剛性を向上させる手法が考案されており、その際、補強層をカーカスの外側に配置することで効果的に剛性を高めることはできるが、フレックスゾーン（折り返しカーカスプライ端より上部）において補強層のコードの一部が破断するという問題を生ずることになる。

上記問題に対し、本発明者は鋭意検討した結果、補強層の配置位置のタイヤ剛性に対する寄与の大きさが（１）ビード部、（２）サイド部、（３）バットレス部の順であることを突き止め、このことから、フレックスゾーンに相当するサイド部〜バットレス部には補強層を配置せず、一方、剛性向上効果が大きくかつ破断の問題を生じないビード部〜サイド部にかけてはカーカスの内側にも補強層を配置するものとすることで、耐久性と剛性面との両立を達成することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアの周りに内側から外側に折り返して係止され、該ビードコア間にトロイド状に延在する本体部と、該本体部に連続して設けられ該ビードコアの周りに折り返された折返し部と、からなる少なくとも１層のカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも１層のベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスの本体部のタイヤ軸方向外側に、該本体部に沿ってタイヤ断面高さの４２〜４８％の位置からタイヤ断面高さの１０〜１６％の位置まで、少なくとも１層の外側サイド補強層が配設されるとともに、
前記カーカスの本体部のタイヤ軸方向内側に、該本体部に沿ってタイヤ断面高さの４２〜４８％の位置から前記ビードコアの底面以下の位置まで、少なくとも１層の内側サイド補強層が配設されていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記内側サイド補強層および外側サイド補強層を構成するコードのコード強力が２００Ｎ以上であることが好ましい。また、前記内側サイド補強層および外側サイド補強層を構成するコードの傾斜角度は、好適には、タイヤ半径方向に対し２０〜６０°の範囲内である。さらに、本発明においては、前記内側サイド補強層および外側サイド補強層を構成するコードの切断端が、カバーゴムにより被覆されていることが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、乗り心地の悪化を抑制しつつ、補強層の耐久性の確保と、車両の安定性の向上とを両立させた空気入りタイヤを実現することが可能となった。本発明の空気入りタイヤは、特には、建設車両等に使用される重荷重用空気入りタイヤとして好適である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適実施形態に係る空気入りタイヤの部分断面図を示す。図示するように、本発明のタイヤは、一対のビード部１１にそれぞれ埋設されたビードコア１の周りに内側から外側に折り返して係止され、ビードコア１間にトロイド状に延在する本体部２Ａと、本体部２Ａに連続して設けられビードコア１の周りに折り返された折返し部２Ｂと、からなるカーカス２と、そのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト３と、を備えている。

本発明においては、かかるカーカスの本体部２Ａのタイヤ軸方向外側に、本体部２Ａに沿って、外側サイド補強層４が配設されている。外側サイド補強層４は、タイヤ断面高さＳＨの４２〜４８％の位置（図中に符号Ｈ_ａで示す断面高さ）から、タイヤ断面高さＳＨの１０〜１６％の位置（図中に符号Ｈ_ｂで示す断面高さ）までの領域に配設することが必要である。外側サイド補強層４の上端位置が上記範囲より高いと、補強層のコード耐久性を損なうこととなり、一方、下端位置が上記範囲より低いと、ビードコア１等と接触して耐久性を損なってしまう。ここで、タイヤ断面高さＳＨとは、タイヤを適用リムに装着するとともに規定の空気圧を充填し、無負荷状態としたタイヤの外径と、リム径との差の１／２を意味する。また、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う。さらに、規格とは、タイヤが生産または使用される地域において有効な産業規格により定められ、例えば、アメリカ合衆国では”ＴｈｅＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＩｎｃ．のＹｅａｒＢｏｏｋ”であり、欧州では”ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓＭａｎｕａｌ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”ＪＡＴＭＡＹｅａｒｂｏｏｋ”である。

また、本発明においては、カーカス２の本体部２Ａのタイヤ軸方向内側に、本体部２Ａに沿って、内側サイド補強層５が配設されている。内側サイド補強層５は、タイヤ断面高さＳＨの４２〜４８％の位置（図中に符号Ｈ_ｃで示す断面高さ）からビードコア１の底面（図中に符号Ｘで示す断面高さ）以下の位置まで配設することが必要である。内側サイド補強層５の上端位置が上記範囲より高いと、縦バネが向上してしまい、一方、下端位置が上記範囲より高いと、剛性向上効果を減ずることとなる。

外側サイド補強層４および内側サイド補強層５は、いずれもコードとゴムとの複合体からなり、かかるコードとしては、例えば、スチールコードや、ポリアミド（ナイロン（登録商標））、アラミド繊維（ケブラー（登録商標））等の有機繊維コードを挙げることができ、好適には、ナイロンを用いることができる。また、ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＳＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンイソプレンゴム（ＳＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｈａｌ−ＩＩＲ）等を用いることができる。

また、図２に示すように、外側サイド補強層４を構成するコード４ａは、タイヤ半径方向に対し傾斜していることが好ましく、その傾斜角度αは、好適には、タイヤ半径方向に対し２０〜６０°の範囲内とする。また、そのコード強力は、２００Ｎ以上であることが好ましく、より好ましくは、２００〜１５００Ｎとする。

図示はしないが、内側サイド補強層５を構成するコードについても、外側サイド補強層４の場合と同様にタイヤ半径方向に対し傾斜していることが好ましく、その傾斜角度は、好適には、タイヤ半径方向に対し２０〜６０°の範囲内とする。また、そのコード強力は、２００Ｎ以上であることが好ましく、より好ましくは、２００〜１５００Ｎとする。

上記条件を満足する外側サイド補強層４および内側サイド補強層５を上記所定の領域に配置することにより、本発明の効果をより良好に得ることができる。

本発明において、外側サイド補強層４および内側サイド補強層５はいずれも、図示する例では１層であるが、２層以上で配設することもでき、特に制限されるものではない。なお、これら外側サイド補強層４および内側サイド補強層５はいずれも、複数層で設ける場合には互いに交錯させることで、より大きな効果を得ることができる。

また、本発明においては、内側サイド補強層４および外側サイド補強層５を構成するコードの切断端が、カバーゴムにより被覆されていることが好ましく、好適には、それぞれ各補強層を構成するゴムと同一種のゴムにより被覆する。内側サイド補強層４および外側サイド補強層５の上端および下端をそれぞれカバーゴムで被覆することにより、各補強層端に起因するセパレーション故障の発生を効果的に防止することが可能となる。

さらに、本発明においては、特には、外側サイド補強層４および内側サイド補強層５を構成するコードの傾斜角度が略同一であって、そのコード方向が互いに交錯していることが好ましく、また、外側サイド補強層４および内側サイド補強層５を構成するコードのコード強力が略同一であることが好ましい。ここで、略同一とは、コードの傾斜角度またはコード強力の誤差が±２０％の範囲内であることを意味する。従って、外側サイド補強層４および内側サイド補強層５については、同種のコードを同一の傾斜角度で埋設して作製し、コード方向が互いに交錯するよう配設することが好適であると言える。

本発明の空気入りタイヤにおいては、上記外側サイド補強層４および内側サイド補強層５に関し上記条件を満足するものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができ、それ以外のタイヤ構造、材質等については常法に従い適宜構成すればよく、特に制限されるものではない。

例えば、カーカス２は、クラウン部１２からサイドウォール部１３を経てビード部１１まで延在して、これら各部分を補強するものであり、その折返し部端は、タイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲内に位置することが好ましい。カーカス２は、図示する例では１層で設けられているが、２層以上で設けてもよく、特に制限されるものではない。また、ベルト３は、カーカス２のクラウン部タイヤ半径方向外側に、少なくとも１層、図示する例では４層で設けられている。さらに、クラウン部１２には、ゴム材により円環状に形成されて路面に設置するトレッド６が配置され、このトレッド６の表面には適宜トレッドパターンが形成される。さらにまた、タイヤの最内層にはインナーライナー（図示せず）が配置される。

本発明の空気入りタイヤは、特に、建設車両、建設機械等に用いられる重荷重用空気入りラジアルタイヤとして好適である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１＞
図３に示すように、一対のビード部１１にそれぞれ埋設されたビードコア１の周りに内側から外側に折り返して係止され、ビードコア１間にトロイド状に延在する本体部２Ａと、本体部に連続して設けられビードコア１の周りに折り返された折返し部２Ｂと、からなる１層のスチールラジアルカーカス２と、そのタイヤ半径方向外側に配置された４層のスチールベルト３と、を備える空気入りタイヤにおいて、カーカスの本体部２Ａのタイヤ軸方向外側および内側に、それぞれ下記表１に従う条件にて外側サイド補強層２４および内側サイド補強層２５を配設することで、実施例１の空気入りタイヤを作製した。

＜実施例２＞
図４に示すように、外側サイド補強層３４および内側サイド補強層３５の配設位置を変えた以外は実施例１と同様にして、下記表１に従う条件にて、実施例２の空気入りタイヤを作製した。なお、この場合の内側サイド補強層３５は、分割して配設されている。

＜実施例３＞
内側サイド補強層２５の配設条件を、下記表１に従い変えた以外は実施例１と同様にして、実施例３の空気入りタイヤを作製した。

＜従来例１＞
外側サイド補強層および内側サイド補強層を配設しない以外は実施例１と同様にして、従来例１の空気入りタイヤを作製した（図示せず）。

＜従来例２＞
図５に示すように、外側サイド補強層４４のみを配設し、内側サイド補強層を配設しない以外は実施例１と同様にして、下記表１に従う条件にて、従来例２の空気入りタイヤを作製した。なお、図中の符号４５は、ビード部補強層を示す。

＜ドラム耐久性試験＞
各実施例および従来例の供試タイヤに内圧５００ｋＰａを充填し、荷重１８．２トンを負荷して、キャンバー角０°、スリップ角：０°の条件で、ドラム耐久性試験を行った。タイヤサイズは２３．５Ｒ２５とした。

結果として、従来例２の供試タイヤは４４時間にてコード破断が発生したのに対し、実施例１〜３の供試タイヤは、７３時間でもコード破断は生じなかった。なお、従来例１の供試タイヤは、７４時間にてビード部故障が生じた。

＜剛性試験＞
各実施例および従来例の供試タイヤに内圧５００ｋＰａを充填し、荷重１８．２トンを負荷して、前後バネを評価した。タイヤサイズは２０．５Ｒ２５とした。その結果を、従来例１を１００とした指数にて、下記の表２中に示す。数値が大なるほど結果が良好である。

＜安定性評価＞
各実施例および従来例の供試タイヤにつき、実車フィーリング試験により車両装着時の安定性を評価した。その結果を、１０点満点の点数にて、下記の表２中に示す。点数が高いほど安定性が良好である。

＜乗り心地評価＞
各実施例および従来例の供試タイヤにつき、実車フィーリング試験により乗り心地を評価した。その結果を、１０点満点の点数にて、下記の表２中に示す。点数が高いほど乗り心地が良好である。

上記の評価結果から、各実施例の供試タイヤにおいては、補強層の耐久性を確保しつつ、車両の安定性を向上できることが明らかである。

本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを示す部分断面図である。外側サイド補強層を構成するコードの傾斜角度を示す説明図である。実施例１，３に係る空気入りタイヤを示す部分断面図である。実施例２に係る空気入りタイヤを示す部分断面図である。従来例２に係る空気入りタイヤを示す部分断面図である。

符号の説明

１ビードコア
２カーカス
２Ａ本体部
２Ｂ折返し部
３ベルト
４，２４，３４，４４外側サイド補強層
５，２５，３５，４５内側サイド補強層
６トレッド
１１ビード部
１２クラウン部
１３サイドウォール部

Claims

一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコアの周りに内側から外側に折り返して係止され、該ビードコア間にトロイド状に延在する本体部と、該本体部に連続して設けられ該ビードコアの周りに折り返された折返し部と、からなる少なくとも１層のカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも１層のベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスの本体部のタイヤ軸方向外側に、該本体部に沿ってタイヤ断面高さの４２〜４８％の位置からタイヤ断面高さの１０〜１６％の位置まで、少なくとも１層の外側サイド補強層が配設されるとともに、
前記カーカスの本体部のタイヤ軸方向内側に、該本体部に沿ってタイヤ断面高さの４２〜４８％の位置から前記ビードコアの底面以下の位置まで、少なくとも１層の内側サイド補強層が配設されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記内側サイド補強層および外側サイド補強層を構成するコードのコード強力が２００Ｎ以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記内側サイド補強層および外側サイド補強層を構成するコードの傾斜角度が、タイヤ半径方向に対し２０〜６０°の範囲内である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
前記内側サイド補強層および外側サイド補強層を構成するコードの切断端が、カバーゴムにより被覆されている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。