(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が、両ビード部にそれぞれ埋設した複数対のビードコアの周りに折り返され、これらビードコア間にわたってトロイド状に延び、補強素子が交差するように積層形成した複数プライからなるバイアスカーカスを具え、バイアスカーカスの、複数のプライ折返し端間にわたって延びる部分の厚みが、バイアスカーカスを構成する全プライの補強素子の平均外径の50〜250倍の範囲であり、偏平率が80％以下である重荷重用空気入りバイアスタイヤにおいて、
バイアスカーカスを構成するプライのうち、少なくともカーカスの中立線から離隔して位置する複数枚のプライは、２本以上の補強素子を１ユニットとする補強素子の束とし、同一の補強素子束を構成する補強素子同士の配列間隔が狭く、補強素子束同士の配列間隔が広くなるように補強素子束を平行配列した補強プライであり、
補強プライの補強素子束を構成する補強素子の平均外径は、カーカスを構成する補強プライ以外のプライの補強素子の平均外径の1.1〜1.4倍の範囲であり、
補強素子束同士の配設間隔は、補強素子束の配設幅の125〜200％の範囲と広く、
補強素子束を構成する補強素子の配設本数は２〜10本であることを特徴とする重荷重用空気入りバイアスタイヤ。
【請求項２】
補強プライは、カーカスを構成するプライのうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外プライを含む複数プライからなる外側プライ群と、最もタイヤ径方向内側に位置する最内プライを含む複数プライからなる内側プライ群との双方に配設する請求項１記載の重荷重用空気入りバイアスタイヤ。
【請求項３】
バイアスカーカスは、両端部が、両ビード部にそれぞれ埋設した複数対のビードコアの周りに折り返された複数枚のアッププライと、これらアッププライの外面を覆うように両ビードコア間にわたって延びるダウンプライからなる請求項１又は２記載の重荷重用空気入りバイアスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、両端部が、両ビード部にそれぞれ埋設した複数対のビードコアの周りに折り返され、これらビードコア間にわたってトロイド状に延び、補強素子が交差するように積層形成した複数プライからなるバイアスカーカスを具え、バイアスカーカスの、プライ折返し端間にわたって延びる部分の厚みが、バイアスカーカスを構成する全プライの補強素子の平均外径の50〜250倍の範囲であり、偏平率が80％以下である重荷重用空気入りバイアスタイヤに関するものであり、より詳細には、隣接するプライに位置する補強素子の交差部分での層間ゴム亀裂の進展と、補強素子の破断の双方を抑制して、タイヤの耐久性を向上させる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気入りバイアスタイヤ、例えば石灰石等の採掘業者で主に使用され、カーカスのプライ枚数が20枚以上である、ホイールローダのような重荷重車両に装着される、いわゆる重荷重用空気入りバイアスタイヤは、重荷重かつ高トラクション条件下で使用されるが、主として走行する路面が凹凸のある路面であるため、タイヤ内圧をあまり高く設定できないことに起因して、サイドウォール部からビード部、特にビード部のリムフランジと接触する部分にわたるタイヤ部分が、タイヤ負荷転動時に大きく屈曲変形やせん断変形する。
【０００３】
補強素子が交差するように隣接するプライを順次積層したバイアスカーカスを有するタイヤにおいて、上記のようにサイドウォール部等が大きく屈曲変形やせん断変形した場合には、補強素子の交差部分に位置する層間ゴムで亀裂が発生しやすく、このとき、一定の配設間隔で比較的密に補強素子を配設したプライでバイアスカーカスを構成する従来のタイヤだと、補強素子の交差部分で層間ゴム亀裂が一度発生すると、この亀裂が同一プライ内の隣接する補強素子に次から次に進展し、タイヤ径方向の一定高さのプライ部分において、その全周にまで亀裂が比較的短期間で伝播しやすく、タイヤ耐久性を悪化させる傾向があった。
【０００４】
また、タイヤの使用条件がより一層厳しい場合には、カーカスの（曲げ）中立線から最も離隔したプライに位置する補強素子（例えばナイロンコード）に作用する屈曲歪が、カーカスの中立線からの径差に伴って大きく、これに加えて、鉱石等の掘削時には大きなトラクションが作用することで、サイドウォール部には周方向に大きなせん断力が作用する。
【０００５】
この場合、トラクション時のサイドウォール部に発生する周方向せん断力によって、特にビード部のリムフランジと接触する部分に位置するカーカスプライの補強素子が交差する部分で大きなせん断歪が発生する。特に、図６に示すように、タイヤの荷重直下位置から30°だけ前後にずれたサイドウォール部の部分に位置する前記補強素子の交差部分を構成する補強素子には圧縮力と引張り力が繰り返し作用する。
【０００６】
このとき、一定の配設間隔で比較的密に補強素子を配設したプライでバイアスカーカスを構成する従来のタイヤだと、強固な補強層となり、補強素子が圧縮力に対抗することによって変形量は小さくなるが、補強素子にある程度繰り返して圧縮力が作用すると補強素子は破断しやすくなり、このコード破断は、リムフランジと接するビード部の部分に位置し、タイヤ径方向の一定高さのプライ部分において、その全周にまで比較的短期間で伝播しやすく、タイヤ耐久性を悪化させる傾向があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、バイアスカーカスの適正化を図ることにより、補強素子の交差部分を起点とする層間ゴム亀裂の進展と、補強素子の破断の双方を有効に抑制した、耐久性に優れた重荷重用空気入りバイアスタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、両端部が、両ビード部にそれぞれ埋設した複数対のビードコアの周りに折り返され、これらビードコア間にわたってトロイド状に延び、補強素子が交差するように積層形成した複数プライからなるバイアスカーカスを具え、バイアスカーカスの、複数のプライ折返し端間にわたって延びる部分の厚みが、バイアスカーカスを構成する全プライの補強素子の平均外径の50〜250倍の範囲であり、偏平率が80％以下である重荷重用空気入りバイアスタイヤにおいて、バイアスカーカスを構成するプライのうち、少なくともカーカスの中立線から離隔して位置する複数枚のプライは、２本以上の補強素子を１ユニットとする補強素子の束とし、同一の補強素子束を構成する補強素子同士の配列間隔が狭く、補強素子束同士の配列間隔が広くなるように補強素子束を平行配列した補強プライであり、補強プライの補強素子束を構成する補強素子の平均外径は、カーカスを構成する補強プライ以外のプライの補強素子の平均外径の1.1〜1.4倍の範囲であり、補強素子束の配設間隔Ｌ2は、補強素子束の配設幅Ｗ１の125〜200％の範囲と広く、補強素子束を構成する補強素子の配設本数は２〜10本であることを特徴とする重荷重用空気入りバイアスタイヤである。
【００１０】
さらに、補強プライは、カーカスを構成するプライのうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外プライを含む複数プライからなる外側プライ群と、最もタイヤ径方向内側に位置する最内プライを含む複数プライからなる内側プライ群との双方に配設することがより好適である。
【００１１】
さらにまた、バイアスカーカスは、両端部が、両ビード部にそれぞれ埋設した複数対のビードコアの周りに折り返された複数枚のアッププライと、これらアッププライの外面を覆うように両ビードコア間にわたって延びるダウンプライからなることがより好適である。
【００１２】
また、補強素子は、テキスタイルコード又はテキスタイルモノフィラメントであることがより好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に従う重荷重用空気入りバイアスタイヤの概略幅方向半断面であり、ビード部に位置するカーカスの主要部の詳細については図2に示す。
【００１４】
これらの図に示すタイヤ１は、両端部２が、両ビード部３にそれぞれ埋設した複数対のビードコア４の周りに折り返され、これらビードコア４間にわたってトロイド状に延び、補強素子５が交差（図４参照）するように積層形成した複数プライ６からなるバイアスカーカス７を具え、バイアスカーカス７の、プライ折返し端間にわたって延びる部分の厚みｔcが、バイアスカーカス７を構成する全プライ６の補強素子5a,5bの平均外径の50〜250倍の範囲であり、偏平率が80％以下であるホイールローダ等の重荷重車両に装着されるタイヤである。
【００１５】
尚、バイアスカーカス７の、プライ折返し端2a間にわたって延びる部分の厚みｔcを、バイアスカーカス７を構成する全プライ６、12の補強素子５の平均外径Ｄaの50〜250倍の範囲としたのは、かかる範囲であるタイヤの場合に、後述する効果を顕著に奏することができるからである。尚、ここでいう、全プライ６、12の補強素子５の平均外径Ｄaとは、補強プライ12の補強素子5aと、補強プライ12以外のプライ６の補強素子5bとの双方の外径を平均化したものを意味する。
【００１６】
また、バイアスカーカス７のクラウン部８の外周側には、複数枚のベルト９と所定の溝（図示せず）を配設したトレッド部10とが順次設けられている。
【００１７】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、バイアスカーカス７の適正化を図ることにあり、具体的には、バイアスカーカス７の、複数のプライ折返し端2a間にわたって延びる部分の厚みｔcが、バイアスカーカス７を構成する全プライ６、12の補強素子５の平均外径Ｄaの50〜250倍の範囲であり、バイアスカーカス７を構成するプライ６のうち、少なくともバイアスカーカス７の中立線（この中立線は、具体的にはバイアスカーカスの厚み中心を通る仮想線を意味する。）から離隔して位置する複数枚のプライは、２本以上の補強素子５を１ユニットとする補強素子の束11とし、同一の補強素子束11を構成する補強素子同士の配列間隔Ｌ1が狭く、補強素子束11同士の配列間隔Ｌ2が広くなるように補強素子束11を平行配列した補強プライ12であり（図3(a)）、補強プライ12の補強素子束11を構成する補強素子5aの平均外径Ｄ1は、バイアスカーカス７を構成する補強プライ12以外のプライ６の補強素子5bの平均外径Ｄ2の1.1〜1.4倍の範囲であり、補強素子束11の配設間隔Ｌ2は、補強素子束11の配設幅Ｗ1の125〜200％の範囲と広く、補強素子束11を構成する補強素子5aの配設本数を２〜10本とすることにあり、この構成を採用することによって、補強素子(束)の交差部分で発生した層間ゴム亀裂の進展と、補強素子の破断の双方を有効に抑制することができる。
【００１８】
また、この発明では、上記構成に加えて、バイアスカーカス７を構成するプライ６のうち、少なくともカーカス７の中立線から離隔して位置し、大きな屈曲変形やせん断変形を受けやすい複数枚のプライを、２本以上の補強素子5aを１ユニットとする補強素子の束11とし、同一の補強素子束11を構成する補強素子同士の配列間隔Ｌ1が狭く、補強素子束11同士の配列間隔Ｌ2が広くなるように補強素子束11を平行配列した補強プライ12として、同一補強プライ12内の補強素子5aの配設間隔（打込み数）を粗密にすることによって、補強プライ12の補強素子5aの交差部分13 で層内ゴム亀裂が発生したとしても、図４に示すように、同一補強プライ12 内の隣接する補強素子（束）までの距離Ｌ2が長いため、ゴム亀裂が隣接する補強素子（束）には進展しにくく、ゴム亀裂が他の部分へ進展するのを抑制することができる。
【００１９】
また、リムフランジと接するビード部の部分に位置するプライ部分において生じやすかったコード破断についても、図５に示すように、一定の配設間隔Ｌ3で比較的密に補強素子5bを配設したプライ6のみでバイアスカーカス７を構成した従来のタイヤだと、剛性が均一であることで変形の自由度がなく、結果として補強素子5bが圧縮力と引張り力とを繰り返し受けることで補強素子5bが破断しやすかったが、この発明では、補強素子5aを補強素子束11として配設する補強プライ12を用いることによって、図4に示すように、補強プライ12の剛性が補強素子束11の部分とゴム部分の2つの部分に大きく分かれるため、剛性が低いゴム部分でせん断変形を有効に吸収することが可能となるので、補強素子5aに作用する圧縮力を低減することができるため、補強素子5aの破断が抑制される。
【００２０】
尚、ゴム部分でせん断変形をより一層吸収する必要がある場合には、複数の補強プライ12の交差部分13を、積層状態のプライの表面から透視して、重なるように配設することが好ましい。
【００２１】
また、補強プライ12の補強素子束11を構成する補強素子5aの平均外径Ｄ1を、バイアスカーカス７を構成する補強プライ12以外のプライ６の補強素子5bの平均外径Ｄ2の1.1〜1.4倍の範囲としたのは、かかる範囲内に設定した場合に、補強プライとこれに隣接するプライとの間の剛性段差による応力集中が生じにくく、この発明の効果が顕著に発揮することができるからである。
【００２２】
さらに、補強素子束11同士の配設間隔Ｌ2、すなわちゴムの配設幅を、補強素子束11の配設幅Ｗ1よりも広くしたのは、補強素子束11間に位置するゴム部分の配設幅Ｌ2を確保して、補強素子5aに作用する圧縮力を十分に低減するためである。
【００２４】
さらにまた、補強素子束11を構成する補強素子5aの配設本数を２〜10本としたのは、1本では補強素子束11とは言えず、10本超えでは、補強素子束11の配設幅Ｗ1が広くなりすぎ、通常プライのように一定間隔で補強素子を配列した構造と大差なくなるか、又は、補強素子束の配設間隔Ｌ2が広くなりすぎて、層内での剛性バランスが悪化するからである。
【００２５】
尚、図２では、この発明の効果を有効に発揮させるため、補強プライ12は、バイアスカーカス７を構成するプライ６のうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外プライを含む複数プライからなる外側プライ群14と、最もタイヤ径方向内側に位置する最内プライを含む複数プライからなる内側プライ群15との双方に配設した場合を示したが、補強プライ12は、外側プライ群14と内側プライ群15のいずれか1方のみに配設しても、あるいは、他のプライ群に配設してもよい。
【００２６】
また、バイアスカーカス７は、図１及び図2に示すように、両端部2aが、両ビード部３にそれぞれ埋設した複数対のビードコア４の周りに折り返された複数枚のアッププライ16と、これらアッププライ16の外面を覆うように両ビードコア４間にわたって延びるダウンプライ17からなる、いわゆるアップ−ダウンプライ構造を有することが、耐久性確保の点で好ましい。
【００２７】
尚、バイアスカーカスの要旨構成の理解を容易にするため、図１では、各ビードコアの周りに折り返されるアッププライを1枚ずつとし、ダウンプライを1枚として示し、また、図２では、各ビードコアの周りに折り返される全アッププライのうち、タイヤ幅方向内側の複数枚のアッププライと、タイヤ幅方向外側の複数枚のアッププライのみを示し、ダウンプライは全プライを示してある。
【００２８】
尚、補強素子５として、テキスタイルコード又はテキスタイルモノフィラメントを用いた場合、かかる補強素子は圧縮力の作用によって破断しやすい物性を有することから、この発明では、補強素子５として、テキスタイルコード又はテキスタイルモノフィラメントを用いた場合に、耐久性の向上効果が特に大きくなる。
【００２９】
また、この発明では、偏平率が80％以下である重荷重用空気入りバイアスタイヤに限定したが、これは、偏平率が80％を超えるタイヤだと、サイドウォール部の局所的な変形が比較的小さくなり、層間ゴム亀裂の進展や、補強素子の破断の双方が生じにくいため、この発明では、かかる問題が生じやすい偏平率が80％以下である重荷重用空気入りバイアスタイヤに限定したのである。
【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、この発明に従う重荷重用空気入りバイアスタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下で説明する。
【００３２】
・実施例
実施例のタイヤは、タイヤサイズがORS 45/65-45である建設車両用空気入りバイアスタイヤであり、バイアスカーカスは、両端部が、両ビード部に埋設した3対のビードコアの周りに折り返された、タイヤ幅方向内側から数えて16枚、12枚、10枚の折返しプライと、これら折返しプライの外周側を覆うように配設された６枚のダウンプライの計44枚の（ナイロンコードをゴム被覆した）プライで構成され、折返しプライのうち、タイヤ幅方向内側から数えて6枚の折返しプライと、ダウンプライのうちの、タイヤ幅方向外側から数えて４枚のダウンプライの計10枚を、補強プライとし、カーカスの破壊総強力を9MPaとし、補強プライ以外のプライを構成する補強素子の、平均外径を0.6ｍｍ、打込み数を53本／50ｍｍとし、補強プライの補強素子束を構成する補強素子の、平均外径を0.76ｍｍ、配設数を3本とし、補強素子束を構成する補強素子相互の配設間隔を0.38ｍｍとし、補強素子束の配設ピッチ（補強素子束の配設幅と補強素子束相互の配設間隔との和）を7.0ｍｍとした。その他のタイヤ構造については、一般的な建設車両用空気入りバイアスタイヤと同様とした。
【００３３】
・従来例
従来例のタイヤは、バイアスカーカス構成するプライの全てが、一定間隔で補強素子を配設したプライ（補強素子の平均外径：0.6ｍｍ、補強素子の打込み数：53本／50ｍｍ）であり、カーカスの破壊総強力を10MPaとすることを除いては実施例のタイヤと同様の構成を有する。
【００３４】
（評価方法）
上記各供試タイヤを標準リム（36.00／4.5）に組み付け、回転ドラム上で耐久性試験を行った。耐久性試験は、カーカスを構成する補強素子の交差部分での層内ゴム亀裂の進展のしやすさと、交差部分でのコード破断の起こりやすさから評価した。
【００３５】
層内ゴム亀裂の進展のしやすさは、タイヤ内圧：600kPa、タイヤ負荷荷重：JATMA  YEAR  BOOKで規定する最大負荷能力の140％の荷重条件下で、２°のスリップアングルをつけた状態で、５ｋｍ／ｈの速度で走行させ、360時間完走後にタイヤを分解してカーカスの層内に発生したゴム亀裂の状態から評価した。
また、コード破断の起こりやすさは、タイヤ内圧：600kPa、タイヤ負荷荷重：JATMA  YEAR  BOOKで規定する最大負荷能力の160％の荷重条件下で、５ｋｍ／ｈの速度で走行させ、360時間完走後にタイヤを分解してカーカスコードを抜き出し、コードの強力を測定し、コード強力の初期値に対する割合を算出し、この割合から評価した。
【００３６】
表1にこれらの評価結果を示す。尚、表1中に示すコード破断の起こりやすさの数値は、大きいほど、コード破断が起こりにくいことを意味する。
【００３７】
【表１】
0004166484.tif 000002
【００３８】
表１に示す評価結果から、実施例は、従来例に比べて補強素子の交差部分に位置する層間ゴム亀裂の進展とコード破断の双方が抑制されているのがわかる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明によれば、バイアスカーカスの適正化を図ることにより、補強素子の交差部分での層間ゴム亀裂の進展と補強素子の破断の双方を有効に抑制することができ、耐久性に優れた重荷重用空気入りバイアスタイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に従う重荷重用空気入りバイアスタイヤの概略左半断面図である。
【図２】  図１のビード部に位置するバイアスカーカスの構成を示すための拡大図である。
【図３】  バイアスカーカスを構成するプライの断面図であり、(a)は補強プライ、(b)はバイアスカーカスを構成する補強プライ以外のプライである。
【図４】  発明タイヤを構成するバイアスカーカスの少なくとも一部に用いた補強プライの補強素子の交差状態を説明するための図である。
【図５】  一般的なバイアスカーカスの補強素子の交差状態を説明するための図である。
【図６】  重荷重及び高トラクションが作用したときのバイアスタイヤの部位によってバイアスカーカスの補強素子に作用する力を説明するための図である。
【符号の説明】
１  重荷重用空気入りバイアスタイヤ
２  カーカスを構成するプライの端部
３  ビード部
４  ビードコア
５  補強素子
６  プライ
７  バイアスカーカス
８  バイアスカーカスのクラウン部
９  ベルト
10  トレッド部
11  補強素子束
12  補強プライ
13  補強素子の交差部分
14  外側プライ群
15  内側プライ群
16  アッププライ
17   ダウンプライ
【図１】
0004166484.tif 000003
【図２】
0004166484.tif 000004
【図３】
0004166484.tif 000005
【図４】
0004166484.tif 000006
【図５】
0004166484.tif 000007
【図６】
0004166484.tif 000008