(57)【要約】【課題】トレッド踏面の耐偏摩耗性の低下のおそれなしに、タイヤが石等の突起物を踏んだ際の、トレッド踏面の中央域の耐カット貫通性を高めた重荷重用空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一枚以上のカーカスプライからなるカーカス５の内面側に配設されるゴム層９を、トレッド踏面７の少なくとも中央域と対応する部分で、最大厚さＴが７〜２０ｍｍの範囲の厚肉部分９ａとしてなることを特徴とする。【選択図】図３
2009220608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚以上のカーカスプライからなるカーカスの内面側に配設されるゴム層を、トレッド踏面の少なくとも中央域と対応する部分で、最大厚さが７〜２０ｍｍの範囲の厚肉部分としてなることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項２】
ゴム層の厚肉部分の最大厚さは、カーカスのクラウン域の内面側での、ゴム層の最小厚さに対して、１．５〜５．０倍の範囲の厚さである請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項３】
ゴム層の厚肉部分は、トレッド踏面のセンターに対応する位置を中心に、トレッド踏面幅の１／２〜５／８の範囲に設けられている請求項１または請求項２に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項４】
ゴム層の厚肉部分の、１００℃での２００％モジュラスは、０．７〜１．０ＭＰａの範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項５】
ゴム層の厚肉部分の切断時伸びは、５００〜８００％の範囲である請求項１〜４のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤ、特に走路上の石等の突起物を踏んだ際の、トレッド部の耐カット貫通性を向上させた重荷重用空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
建設車両等に用いられる重荷重用空気入りタイヤは、岩石や砕石等の突起物が散在する悪路や荒れ地で使用されることがあり、このタイヤが突起物を踏んだときには、ベルトが大きく変形し、この大きな変形によりベルト端部にセパレーション故障が発生し易い。
また、このタイヤは、高内圧・高荷重で使用されるが故に、内部構成部材が多く、構造が複雑であるため、故障に至ると、容易に修理を行えず、廃棄する場合が多かった。
【０００３】
このようなセパレーション故障を防止するために、特許文献１には、ベルトの、カーカス側に配置した二層のベルト層が、タイヤの赤道面に対して１５°以下の傾斜角度で延びる多数本のコードのゴム引き層になる小傾斜ベルト層であり、それらの小傾斜ベルト層を、タイヤ幅方向にトレッド踏面幅の０．２５〜０．５０倍の幅にわたって設けることにより、ベルト層中のコードの、タイヤの赤道面に対してコードの傾斜角度が小さいことに基づいて、ベルトの面外曲げ剛性を高めて径成長を抑制するラジアルタイヤが開示されている。
【０００４】
しかるに、この特許文献１に記載されたタイヤのように、タイヤの赤道面に対してコードの傾斜角度を小さくしてベルトの面外曲げ剛性を高めると、特に、トレッド踏面の中央域の剛性が高くなって変形しにくくなり、突起物を踏んだときにそれを包み込むエンベロープ性の低下が否めなくなるため、タイヤの耐カット貫通性が低下するおそれがあった。
また、トレッド踏面の中央域の剛性だけが高くなると、タイヤ幅方向の剛性分布に段差が生じ、接地時の接地圧分布が不均一になってトレッド踏面の耐偏摩耗性が低下する傾向にあった。
【特許文献１】特開２００２−３６２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、トレッド踏面の耐偏摩耗性の低下のおそれなしに、タイヤが石等の突起物を踏んだ際の、トレッド踏面の中央域の耐カット貫通性を高めた重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、タイヤのトレッド踏面が走路上の石等の突起物を踏んだ場合に、それがトレッド踏面から内面まで貫通して、内圧が保持できなくなるカット貫通性に関して、鋭意研究を行って、以下のような知見を得た。
【０００７】
すなわち、高剛性を要求されるカーカス、ベルト等のタイヤ補強部材は、高剛性で伸びが少ないため、変形の限界を超えると、比較的簡単に破断に至る。一方、カーカスの内面側に配設されるインナーライナーゴム層等は、空気等の、タイヤ内への充填気体の透過を防ぐ機能等が要求され、低剛性で伸びが大きい物性を有するも、現実には、カーカス等を貫通した突起物の先端で大きな変形を受けることによって、それの貫入を余儀なくされていた。
そこで、カーカス等が破断に至った後の、突起物の先端によって、インナーライナーゴム層等が大きく変形されても、そのゴム層を厚くしたときは、突起物の同等の貫入量によって、インナーライナーゴム層等が、同等の変形を受けても貫通に至りにくくなり、その結果、耐カット貫通性が向上することを見出した。
【０００８】
この一方で、インナーライナーゴム層等をタイヤ内面の全体にわたって厚くすると、タイヤ重量の増加、そのゴム層等での発熱量の増加が余儀なくされる他、タイヤコストの増加が不可避となる。
【０００９】
これがため、このような不都合の発生なしに、トレッド部の耐カット貫通性を適切かつ効果的に向上させるべく、図１（ａ）に例示するように、トレッド踏面の側部域に形成され、トレッド幅方向に延びてトレッド踏面の側縁に開口するラグ溝を配設したトレッドパターンを有するタイヤを例として、タイヤのトレッド踏面へのカット傷の発生頻度を調査したところ、図１（ｂ）に示すように、カット傷の発生頻度は、トレッド踏面の中央域となる、踏面幅Ｗの１／２の範囲内で特に多く、側部域で少なくなることが解った。
このことは、トレッドパターンの如何にかかわらず、トレッド部のクラウン形状等に由来して、他のトレッドパターンにも共通する傾向と考えられることからすれば、カット貫通傷に進展し易いカット傷の多発域である、トレッド踏面の少なくとも中央域と対応する部分で、カーカスの内面側に配設されるゴム層を厚くすることにより、耐カット貫通性が適正に向上されることになる。
【００１０】
そこで、この発明にかかる重荷重用空気入りタイヤでは、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスの内面側に配設されるゴム層を、トレッド踏面の少なくとも中央域と対応する部分で、最大厚さが７〜２０ｍｍの範囲の厚肉部分とする。
【００１１】
ここで、「ゴム層」は、インナーライナーゴムそれ自体からなる場合の他、インナーライナーゴムと、それの内外の少なくとも一方の面に積層した他の種類のゴムとからなる場合もある。
「最大厚さ」とは、タイヤを適用リムに装着して、規定内圧を充填した、無負荷状態の下で、ゴム層の最も厚い部分で計った半径方向距離をいうものとする。
「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格で規定されたリムをいうものとし、その産業規格としては、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｙｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥ  ＴＩＲＥ  ａｎｄ  ＲＩＭ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ  ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等がある。
規定内圧とは、ＪＡＴＭＡ等の規格で定められたタイヤサイズ毎の最大負荷能力に対応する空気圧をいうものとする。
【００１２】
このようなタイヤにおいてより好ましくは、ゴム層の厚肉部分の最大厚さを、トレッド踏面幅よりも広い範囲にわたる、カーカスのクラウン域の内面側での、ゴム層の最小厚さに対して、１．５〜５．０倍の範囲の厚さとする。
【００１３】
また好ましくは、ゴム層の厚肉部分は、トレッド踏面のセンターに対応する位置を中心に、トレッド踏面幅の１／２〜５／８の範囲に設ける。
【００１４】
なお、「トレッド踏面幅」とは、トレッド幅と同様、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧とし、無負荷状態のタイヤのトレッド模様部分の両端の直線距離をいうものとする。
【００１５】
ところで、ゴム層の厚肉部分の、１００℃での２００％モジュラスは、０．７〜１．０ＭＰａの範囲とすることが好ましい。
【００１６】
ここで、「２００％モジュラス」とは、ＪＩＳダンベル状３号形サンプルを用意し、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、１００℃で５００±２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行って測定した、２００％伸長時の引張応力である。
【００１７】
そしてまた好ましくは、ゴム層の厚肉部分の切断時伸びは、５００〜８００％の範囲とする。
【００１８】
「切断時伸び」とは、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定した、切断時の長さである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスの内面側に配設されるゴム層を、トレッド踏面の少なくとも中央域と対応する部分で、最大厚さが７〜２０ｍｍの範囲の厚肉部分とすることにより、突起物を踏んで、カーカス等が破断された後、その突起物の先端によって、ゴム層の厚肉部分が大きく変形されたとしても、突起物の貫入に対する、その層間部分の許容変形量を十分大きく確保することができるので、ゴム層の厚肉部分への突起物の貫入を有効に阻止して、その層間部分の耐貫通性を効果的に高めることができる。
それ故に、突起物の、トレッド踏面からの刺さり込みによって路面からの進入程度は変わらないが、カーカス等が破断に至った後の、突起物の先端によるゴム層の変形量が同等であっても、そのゴム層への突起物の貫通が有効に防止されることになって、耐カット貫通性を有効に防止することができる。
【００２０】
また、トレッド踏面の少なくとも中央域と対応する部分で、厚肉部分とすることにより、発熱量、重量、コストの増加等を抑えることができる。
【００２１】
すなわち、ゴム層の最大厚さが７ｍｍ未満では耐カット貫通性を向上させる効果が小さく、２０ｍｍを超えるとゴム層が転動時に発熱し易くなって、発熱耐久性が低下することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図２は、本発明に係る重荷重用空気入りタイヤの実施形態を、タイヤの半部について示す幅方向断面図であり、図３は、図２の、カーカスの内面側のゴム層を示す要部拡大断面図である。
【００２３】
図２中の１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３は各サイドウォール部２のタイヤ半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。
【００２４】
ここでは、ビード部３に配設した、例えば一対のビードコア４の周りに、それぞれの側部部分を巻上げて係留した、例えば一枚のカーカスプライからなるカーカス５のクラウン域の外周側に、例えば五枚のベルト６を配設し、その半径方向外方には、トレッド部１に、トレッド踏面７を形成するトレッドゴム８を配設する。
【００２５】
そしてこの重荷重用空気入りタイヤでは、カーカス５の内面側に配設されるゴム層９を、トレッド踏面７の少なくとも中央域と対応する部分で、最大厚さＴが７〜２０ｍｍの範囲の厚さとなる厚肉部分９ａとする。
【００２６】
このような重荷重用空気入りタイヤおいて好ましくは、ゴム層９の厚肉部分９ａの最大厚さＴを、カーカス５のクラウン域の内面側での、ゴム層９の最小厚さｔの薄肉部分９ｂに対して、１．５〜５．０倍の範囲の厚さとする。
【００２７】
すなわち、厚肉部分９ａの最大厚さＴが１．５倍未満では、トレッド踏面７の少なくとも中央域と対応する部分付近での、突起物の先端の貫入に対するに変形の絶対量が相対的に少なく、耐カット貫通性が所期したほどには向上しない傾向がある。一方、５．０倍を超えると、トレッドゴム８全体の温度が上昇して熱による故障が生じやすくなるとともに、内圧充填時や転動時にベルト端部に生じるセパレーション故障が発生するおそれがある。
【００２８】
また、ゴム層９の厚肉部分９ａは、トレッド踏面７の少なくとも中央域と対応する部分で、例えば、トレッド踏面幅と同等の範囲、若しくは、それより狭い範囲に配置することができる。より好ましくは、ゴム層９の厚肉部分９ａを、トレッド踏面７のセンターに対応する位置を中心に、トレッド踏面幅の１／２〜５／８の範囲に設ける。
【００２９】
このような構成により、特にトレッド踏面７のセンターに対応する位置の耐カット貫通性を向上させることができる。
すなわち、トレッド踏面幅の１／２未満では、カット傷の発生頻度の高いトレッド踏面７のセンター域の全体を、厚肉部分９ａによって十分にカバーすることができない一方、５／８を超えると、カット傷の発生頻度の低い部分までもが、ゴム層９の厚肉部分９ａによってカバーされることになるため、トレッド部の変形に伴う発熱量の増加によって、トレッド部１の発熱耐久性が低下するおそれがある。
【００３０】
ところで、ゴム層９の厚肉部分９ａの、１００℃での２００％モジュラスを、０．７〜１．０ＭＰａの範囲とすることが、突起物を踏んだときの耐カット貫通性を一層が向上させる上で好ましい。
【００３１】
すなわち、２００％モジュラスが０．７ＭＰａ未満では、ゴム層９の形状安定性が悪くなり、一方、１．０ＭＰａを超えると、ベルト６等がカット貫通したときに、ゴム層９の厚肉部分９ａに突起物が貫通し易くなる傾向がある。
【００３２】
より好ましくは、ゴム層９の厚肉部分９ａの切断時伸びを、５００〜８００％の範囲とする。
【００３３】
このような構成により、突起物を踏んだときの、その厚肉部分９ａへの耐貫通性をより一層向上させることができる。
すなわち、切断時伸びが５００％未満では、ベルト６等がカット貫通したときにゴム層９の厚肉部分９ａが破断し易く、一方、８００％を超えると、ゴム層９の形状安定性が悪くなる傾向がある。
【実施例１】
【００３４】
次に、図２および図３に示すような構造を有する、サイズが５３／８０Ｒ６３のタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１〜３、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、カット貫通性を測定した。
なお、比較例タイヤは、ゴム層以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。
【００３５】
【表１】
2009220608.tif 000003
【００３６】
実施例タイヤ１〜３、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、タイヤを３６．００／５．０×６３のリムに組み付けて、内圧を６００ｋＰａ、負荷質量８３５００ｋｇとし、タイヤ静止状態で、トレッド踏面の任意の位置に、頂角の刃先角度１５°、厚さ１００ｍｍ、斜辺長さ５００ｍｍの刃型状の突起物を貫入させて、カーカスプライの内面側のゴム層への貫通した時の刃先進入量を測定して評価した。その結果を表２に指数で示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、指数が大きいほど、ゴム層への耐カット貫通性が優れていることを示す。
【００３７】
【表２】
2009220608.tif 000004
【００３８】
表２の結果から、実施例タイヤ１〜３は、比較例タイヤ１に対し、刃先進入量が小さく耐カット貫通性に優れ、刃先がゴム層を貫通せずに内圧保持することができた。
【実施例２】
【００３９】
実施例タイヤ１〜３、比較例タイヤ１，２のそれぞれにつき、タイヤを３６．００／５．０×６３のリムに組み付けて、内圧を６００ｋＰａ、負荷質量８３５００ｋｇとし、タイヤを時速８ｋｍで、直径５ｍのドラム上を転動させ、２４時間走行後の、ベルト上の最高温度を測定した。その結果を、表３に示す。
【００４０】
【表３】
2009220608.tif 000005
【００４１】
表３の結果から、実施例タイヤ１〜３は、比較例タイヤ２に対し、１００℃を超えることのない発熱を示した。
【００４２】
表２，３の結果から、実施例タイヤ１〜３は、比較例タイヤ１，２に対し、著しい発熱することなく、カット貫通性を向上させた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）はトレッド踏面にラグ溝を配設したの部分展開図、（ｂ）は図１のタイヤの１００００ｋｍ走行当りのベルト到達カット頻度を示す図である。
【図２】本発明に係る重荷重用空気入りタイヤの実施形態を、タイヤの半部について示す幅方向断面図である。
【図３】図２の、カーカスの内面側のゴム層を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    トレッド部
２    サイドウォール部
３    ビード部
４    ビードコア
５    カーカス
６    ベルト
７    トレッド踏面
８    トレッドゴム
９    ゴム層
９ａ  厚肉部分
９ｂ  薄肉部分
【図１】
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【図２】
2009220608.tif 000007
【図３】
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