(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片側のサイドウォール部に、タイヤ断面高さの３０〜６５％の範囲に、タイヤ周方向に延びる少なくとも２本の凸状のプロテクターを設け、該プロテクターの内部に弾性補強材を埋設し、該弾性補強材の１００％モジュラスが隣接するサイドウォール部のゴム組成物の１００％モジュラスの５〜２５倍である建設車両用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記弾性補強材の破断強度が１０〜５０ＭＰａで、その破断伸びが１５０％以上である請求項１に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記弾性補強材が、共役ジエン単位の含有量が３０重量％以下であるエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽和ゴムにアクリル酸又はメタクリル酸の金属塩を分散させた組成物を有機過酸化物で架橋してなる請求項１又は請求項２に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建設現場で使用される建設車両用空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、サイドウォール部に設けたプロテクターによる補強効果を改善した建設車両用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両用空気入りタイヤは、岩石等の障害物にサイドウォール部が擦り付けられるような過酷な環境で使用されるので、そのサイドウォール部にタイヤ周方向に延びる凸状のプロテクターを設けるようにしている。
【０００３】
しかしながら、プロテクターをサイドウォール部と同じゴム組成物から凸状に成形した場合、その補強効果は必ずしも十分ではなく、走行中にカット損傷を受け、摩耗寿命に到達する前に使用不能になることが起きている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、サイドウォール部に設けたプロテクターによる補強効果を高めることを可能にした建設車両用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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タイヤは、少なくとも片側のサイドウォール部に、タイヤ断面高さの３０〜６５％の範囲に、タイヤ周方向に延びる少なくとも２本の凸状のプロテクターを設け、該プロテクターの内部に弾性補強材を埋設し、該弾性補強材の１００％モジュラスが隣接するサイドウォール部のゴム組成物の１００％モジュラスの５〜２５倍であることを特徴とするものである。
【０００６】
このようにプロテクターの内部に高モジュラスの弾性補強材を埋設したので、プロテクターによる補強効果を高め、走行中のカット損傷を効果的に防止することができる。また、上記弾性補強材は適度なモジュラスを有しているので、タイヤが建設現場のような過酷な環境で使用される場合であっても、サイドウォール部からの遊離故障や剥離故障を生じ難いのである。上記弾性補強材は、破断強度が１０〜５０ＭＰａで、破断伸びが１５０％以上であることが好ましい。このような弾性補強材としては、共役ジエン単位の含有量が３０重量％以下であるエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽和ゴムにアクリル酸又はメタクリル酸の金属塩を分散させた組成物を有機過酸化物で架橋してなる弾性補強材を用いると良い。
【０００７】
【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て詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の実施形態からなる建設車両用空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には複数層のカーカス層４が装架されている。複数層のカーカス層４のうち、内側のカーカス層４ａはその端部がビードコア５ａの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられ、外側のカーカス層４ｂはその端部がビードコア５ｂの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられ、更に外側のカーカス層４ｃはその端部がカーカス層４ｂの外側に配置されている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数層のブレーカー６が埋設されている。
【０００９】
少なくとも片側のサイドウォール部２には、タイヤ周方向に延びる少なくとも２本の凸状のプロテクター７が設けられている。これらプロテクター７は、タイヤ周方向に連続した凹溝を挟んで環状に形成されている。プロテクター７を形成する領域は、ビード側の境界の高さＨ１  をタイヤ断面高さＳＨの３０％とし、トレッド側の境界の高さＨ２  をタイヤ断面高さＳＨの６５％とする。このような領域に凸状のプロテクター７を形成することにより、サイドウォール部２を効果的に保護するのである。なお、プロテクター７は片側のサイドウォール部２だけに設けても良く、或いは両側のサイドウォール部２に設けても良い。プロテクター７を片側のサイドウォール部２だけに設ける場合、そのプロテクター７を車両外側に配置するように空気入りタイヤを車両に装着すれば良い。
【００１０】
上記プロテクター７の内部には、プロテクター７に沿って連続する環状の弾性補強材８が埋設されている。弾性補強材８の断面形状は特に限定されるものではなく、図示した円形のほか、矩形等にしても良い。また、弾性補強材８は必ずしも全てのプロテクター７の内部に埋設されていなくても良く、カットを受け易い部分のみ補強したり、１本おきに補強しても良い。
【００１１】
弾性補強材８は、その１００％モジュラスが隣接するサイドウォール部２のゴム組成物の１００％モジュラスの５〜２５倍である。例えば、サイドウォール部２を構成するゴム組成物の１００％モジュラスが約２ＭＰａであるとき、弾性補強材８の１００％モジュラスは１０〜５０ＭＰａとなる。このようにプロテクター７の内部に高モジュラスの弾性補強材８を埋設することにより、プロテクター７による補強効果を高め、走行中のカット損傷を効果的に防止することができる。弾性補強材８の１００％モジュラスが隣接するサイドウォール部２のゴム組成物の１００％モジュラスの５倍未満であると補強効果が不足し、逆に２５倍を超えると岩石乗り上げ等によりサイドウォール部２に強制的な大変形を生じた際に弾性補強材８がサイドウォール部２から遊離したり、剥離する恐れがある。
【００１２】
また、弾性補強材８は破断強度が１０〜５０ＭＰａ、より好ましくは１０〜４０ＭＰａで、破断伸びが１５０％以上、より好ましくは１５０〜５００％であると良い。弾性補強材８の破断強度が１０ＭＰａ未満であると補強効果が低下し、逆に５０ＭＰａを超えるとサイドウォール部２との硬度差がありすぎ、その界面への応力集中により破壊する恐れがある。弾性補強材８の破断伸びが１５０％未満であるとサイドウォール部２の変形に対する追従性が低下する。
【００１３】
上述した弾性補強材８の物性は、スチールコードや有機繊維コードから得られるものではない。このような弾性補強材８として、共役ジエン単位の含有量が３０重量％以下であるエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽和ゴムにアクリル酸又はメタクリル酸の金属塩を分散させた組成物を有機過酸化物で架橋してなるゴム組成物を用いることができる。
【００１４】
より具体的には、共役ジエン単位の含有量が３０重量％以下であるエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽和ゴムを４０重量部以上含むゴム合計１００重量部に対し、アクリル酸又はメタクリル酸の金属塩を１０〜１２０重量部と、架橋剤として０．３〜１０重量部の有機過酸化物を配合したゴム組成物を使用することができる。勿論、上記ゴム組成物には補強剤、架橋助剤、可塑剤、安定剤等の通常ゴム工業で使用される種々の配合剤を必要に応じて添加することが可能である。
【００１５】
エチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽和ゴムとしては、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルなどのエチレン性不飽和ニトリルと１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエンなどの共役ジエンとの共重合体、上記の２種の単量体と共重合可能な単量体、例えば、ビニル芳香族化合物、（メタ）アクリル酸、アルキル（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、シアノアルキル（メタ）アクリレートなどとの多元重合体であっても良い。具体的には、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−イソプレン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリレート共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリレート−メタクリル酸共重合体ゴムなどを挙げることができる。特に、水素化ＮＢＲが好ましい。
【００１６】
アクリル酸又はメタクリル酸の金属塩としては、ポリメタクリル酸亜鉛などを挙げることができる。
【００１７】
有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−モノ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンなどを挙げることができる。
【００１８】
また、弾性補強材８をサイドウォール部２に対して強固に接着するために、上記ゴム組成物を接着層で包むことが望ましい。
【００１９】
この接着層としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、共役ジエン−芳香族ビニル共重合体ゴムから選ばれた少なくとも１種のジエン系ゴムを５０〜８５重量部と、共役ジエン単位の含有量が３０重量％以下であるエチレン性不飽和ニトリル−共役ジエン系高飽和ゴムを１５〜５０重量部とを含むゴム合計１００重量部に対し、メタクリル酸亜鉛を１０〜６０重量部と、有機過酸化物を０．３〜１０重量部と、アクリル基、メタクリル基、アリル基のいずれかを有し、かつ室温で液体である共架橋剤を５〜５０重量部配合してなるゴム組成物を用いると良い。
【００２０】
【実施例】
タイヤサイズ１８００−２５  ２８ＰＲで、ＴＲＡ  ＣＯＤＥ  Ｌ５Ｓのスムーストレッドを有し、トレッド部にはトレッド貫通防止用のスチールブレーカーを２プライ配置した耐トレッドカット・パンク防止仕様の建設車両用空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部に設けたプロテクターの構造だけを種々異ならせた本発明タイヤ、比較タイヤ、従来タイヤをそれぞれ製作した。これらタイヤのプロテクターの補強材に関する物性を表１に示した。なお、サイドウォール部に用いたゴム組成物は、破断伸びが５８０％であり、破断強度が２５ＭＰａであり、１００％モジュラスが２．０ＭＰａである。
【００２１】
本発明タイヤ：
サイドウォール部におけるタイヤ断面高さの３０〜６５％の範囲に、タイヤ周方向に延びる４本の凸状のプロテクターを設け、各プロテクターの内部に直径１２ｍｍでプロテクターに沿って環状に成形された弾性補強材を埋設した。この弾性補強材は、水素化ＮＢＲにポリメタクリル酸亜鉛を高度に分散させた組成物（商品名：ＺＳＣ２３９５，日本ゼオン株式会社製）を有機過酸化物で架橋させたゴム組成物である。
【００２２】
比較タイヤ：
サイドウォール部におけるタイヤ断面高さの３０〜６５％の範囲に、タイヤ周方向に延びる４本の凸状のプロテクターを設け、各プロテクターの内部に直径３ｍｍのスチールコードを埋設した。このスチールコードは、７×７×０．２３の撚り構造を有する４本のコードをルーズに撚り合わせ、伸びを持たせたものである。
【００２３】
従来タイヤ：
サイドウォール部におけるタイヤ断面高さの３０〜６５％の範囲に、タイヤ周方向に延びる４本の凸状のプロテクターを設け、これらプロテクターの内部には補強材を埋設しなかった。即ち、プロテクターをサイドウォール部のゴム組成物だけで構成した。
【００２４】
【表１】
0003628279.tif 000002
【００２５】
評価方法Ａ
室内回転ドラム試験機を用いて、リム２５×１３．００−２．５、空気圧６５０ｋＰａ、荷重１８８ｋＮ（１４０％荷重）、速度８ｋｍ／ｈの条件で、本発明タイヤと比較タイヤをそれぞれ走行させた。回転ドラムの表面には半径８０ｍｍの半円柱状突起を２箇所設置し、回転毎にタイヤに衝撃荷重と強制変形を与えるようにした。
【００２６】
その結果、本発明タイヤは２４０時間走行しても特に問題を生じていなかった。なお、市場では耐久性として２００時間以上の走行を許容することが要求される。一方、比較タイヤは４８時間でサイドウォール部のスチールコード補強部分からクラックが発生し、そのクラックがカーカス部に達したため、走行を打ち切った。これは、スチールコードの伸びがタイヤの変形に対して不足しているためである。
【００２７】
評価方法Ｂ
本発明タイヤと従来タイヤをそれぞれ地下鉱山の運搬用ダンプカーに装着し、実際に地下鉱山での運搬作業に使用した。
【００２８】
その結果、一定期間でのタイヤ投入本数、摩耗寿命に起因して交換に至ったタイヤの割合（完走率）、タイヤの平均寿命は、下記表２の通りであった。
【００２９】
【表２】
0003628279.tif 000003
【００３０】
この表２から判るように、本発明タイヤはカット損傷を生じ難いため、従来タイヤに比べて、投入本数が少なく、完走率が高く、かつ平均寿命が長くなっていた。
【００３１】
本発明タイヤは、以上に記載した実施例や説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で各種の改良、改変を行うことは可能なものである。例えば、プロテクターがサイドウォール部周方向に螺旋状又は渦巻き状に成形され、そのプロテクターの内部に弾性補強材が埋設されても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少なくとも片側のサイドウォール部に、タイヤ断面高さの３０〜６５％の範囲に、タイヤ周方向に延びる少なくとも２本の凸状のプロテクターを設け、該プロテクターの内部に弾性補強材を埋設し、該弾性補強材の１００％モジュラスを隣接するサイドウォール部のゴム組成物の１００％モジュラスの５〜２５倍にしたから、プロテクターによる補強効果を高めて走行中のカット損傷を効果的に防止することができ、しかも弾性補強材のサイドウォール部からの遊離故障や剥離故障を生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる建設車両用空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【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
４，４ａ，４ｂ，４ｃ  カーカス層
５ａ，５ｂ  ビードコア
６  ブレーカー
７  プロテクター
８  弾性補強材
【図１】
0003628279.tif 000004