(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層以上の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層を備えた建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくとも最大幅ベルト層のタイヤ幅方向両端部を包み込むようにベルトエッジゴム層を配置すると共に、少なくとも該ベルトエッジゴム層で包み込んだ最大幅ベルト層の両端部とカーカス層との間にベルトクッションゴム層を配置し、前記ベルトエッジゴム層が前記最大幅ベルト層のベルト端で最大厚さを有し、且つ該ベルト端の厚さ方向中心よりトレッド側において下記式で表される曲率半径Ｒの断面形状を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
Ｒ＝（１．２〜１．６）×Ｄｏ
Ｄｏ＝Ｄｃ＋（Ｅｃ／Ｅｂ）×Ｄｂ    （Ｅｂ≧Ｅｃ）
Ｄｏ＝Ｄｂ＋（Ｅｂ／Ｅｃ）×Ｄｃ    （Ｅｃ＞Ｅｂ）
Ｅｂ：ベルトエッジゴム層の１００％モジュラス
Ｅｃ：ベルトクッションゴム層の１００％モジュラス
Ｄｂ：ベルトエッジゴム層のベルト端におけるカーカス側厚さ
Ｄｃ：ベルトクッションゴム層のベルト端における厚さ
【請求項２】
前記ベルト端から前記ベルトエッジゴム層の先端までの幅Ｗを前記ベルト層のコード径の１０〜３０倍にした請求項１に記載の建設車両用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不整地走行用の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、特に偏平比８５％以下のタイヤにおける低速高負荷荷重の使用条件で最大幅ベルト層に生じるエッジセパレーション故障を抑制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。
【０００２】
【従来の技術】
従来の建設車両用空気入りラジアルタイヤは、図４に示すように、左右一対のビード部間にカーカス層２を装架し、トレッド部３におけるカーカス層２の外周側に２層以上の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層４を設けた構造になっている。また、ベルト層４のタイヤ幅方向両端部はベルトエッジゴム層６で被覆され、その両端部とカーカス層２との間にベルトクッションゴム層７が挿入されている。このような建設車両用空気入りラジアルタイヤでは、特に偏平比が８５％以下である場合に、低速高負荷荷重の使用条件において最大幅ベルト層４ａにエッジセパレーション故障を生じやすい。
【０００３】
上記建設車両用タイヤの最大幅ベルト層４ａに生じるエッジセパレーション故障は、高速走行用タイヤに見られるような内圧力による層間剪断歪みに起因する交差プライ層間のセパレーションとは異なるものである。即ち、建設車両用タイヤでは、図５に示すように、不整地走行時に路面から受ける大きな接地反力Ｐｃと内圧力Ｐｉとが両面から挟むようにトレッド内部に作用するため、トレッドゴムはショルダー部では外側へ張り出すような挙動Ｍをとり、最大幅ベルト層４ａの端部付近を境にトレッド部３が剪断変形を起こす。その結果、図６に示すように、最大幅ベルト層４ａのコード端末にはトレッドショルダー外側への引っ張り応力Ｔがかかり、接着処理されていないコード切断面とゴムとの非接着面から亀裂が成長し、これがエッジセパレーション故障へと進展するのである。
【０００４】
そこで、従来からエッジセパレーションを抑制するためにベルト層の両端部を覆うようにベルトエッジゴム層の外側に更なる緩衝ゴム層を配置することが行われているが、このような緩衝ゴム層を単に追加したのでは効果的な応力緩和作用を得ることができず、しかも発熱の点で不利になっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低速高負荷荷重の使用条件で最大幅ベルト層に生じるエッジセパレーション故障を抑制し、耐久性の向上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。
【０００６】
【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ラジアルタイヤは、２層以上の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層を備えた建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくとも最大幅ベルト層のタイヤ幅方向両端部を包み込むようにベルトエッジゴム層を配置すると共に、少なくとも該ベルトエッジゴム層で包み込んだ最大幅ベルト層の両端部とカーカス層との間にベルトクッションゴム層を配置し、前記ベルトエッジゴム層が前記最大幅ベルト層のベルト端で最大厚さを有し、且つ該ベルト端の厚さ方向中心よりトレッド側において下記式で表される曲率半径Ｒの断面形状を有することを特徴とするものである。
【０００７】
Ｒ＝（１．２〜１．６）×Ｄｏ
Ｄｏ＝Ｄｃ＋（Ｅｃ／Ｅｂ）×Ｄｂ    （Ｅｂ≧Ｅｃ）
Ｄｏ＝Ｄｂ＋（Ｅｂ／Ｅｃ）×Ｄｃ    （Ｅｃ＞Ｅｂ）
Ｅｂ：ベルトエッジゴム層の１００％モジュラス
Ｅｃ：ベルトクッションゴム層の１００％モジュラス
Ｄｂ：ベルトエッジゴム層のベルト端におけるカーカス側厚さ
Ｄｃ：ベルトクッションゴム層のベルト端における厚さ
一般に建設車両用空気入りラジアルタイヤでは、図５に示すように不整地走行時に路面から受ける大きな接地反力Ｐｃと内圧力Ｐｉとが両面から挟むようにトレッド内部に作用するため、トレッドゴムはショルダー部では外側へ張り出すような挙動Ｍをとり、最大幅ベルト層の端部付近を境にトレッド部が剪断変形を起こし、最大幅ベルト層のベルト端にはトレッドショルダー外側への引っ張り応力が集中する。
【０００８】
そこで、本発明ではベルトエッジゴム層を最大幅ベルト層のベルト端で最大厚さにすると共に、ベルトエッジゴム層とベルトクッションゴム層の１００％モジュラスを考慮したトレッド側のクッション厚さＤｏを求め、ベルト端の厚さ方向中心よりトレッド側においてベルトエッジゴム層に上記クッション厚さＤｏの１．２〜１．６倍の曲率半径Ｒからなる断面形状を与えることにより、不整地走行時に路面から受ける大きな接地反力と内圧力との相互作用に基づいて最大幅ベルト層のコード端末に生じるトレッドショルダー外側への引っ張り応力を緩和することが可能になるので、たとえ偏平比８５％以下のタイヤであっても低速高負荷荷重の使用条件で最大幅ベルト層に生じるエッジセパレーション故障を抑制し、耐久性を向上することができる。
【０００９】
本発明において、最大幅ベルト層のコード端末に生じるトレッドショルダー外側への引っ張り応力を効果的に緩和するためには、ベルト端からベルトエッジゴム層の先端までの幅Ｗをベルト層のコード径の１０〜３０倍にすることが好ましい。
【００１０】
【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。
図１〜図３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例示するものである。図において、左右一対のビード部１，１間には複数本のカーカスコードからなるカーカス層２が装架されている。このカーカス層２はタイヤ周方向に対して実質的に９０°のコード角度で配置され、そのタイヤ幅方向両端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部３におけるカーカス層２の外周側には２層以上の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層４がタイヤ１周にわたって配置されている。これらベルト層４はその補強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なっている。ベルト層４のタイヤ周方向に対するコード角度は１５°〜３７°の範囲に設定されている。
【００１１】
ベルト層４の周囲には少なくとも最大幅ベルト層４ａのタイヤ幅方向両端部を包み込むようにベルトエッジゴム層６が設けられている。このベルトエッジゴム層６は最大幅ベルト層４ａの両端部だけでなく、ベルト層４全体を包み込んでいてもよい。ベルトエッジゴム層６の１００％モジュラスは０．２０〜０．４６ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲に設定することが好ましい。
【００１２】
一方、少なくともベルトエッジゴム層６で包み込んだ最大幅ベルト層４ａの両端部とカーカス層２との間にはベルトクッションゴム層７が配置されている。このベルトクッションゴム層７はベルト層４の両端部からバットレス部にわたって配置されている。ベルトクッションゴム層７の１００％モジュラスは０．１４〜０．３４ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲に設定することが好ましい。
【００１３】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、図２及び図３に示すように、ベルトエッジゴム層６は最大幅ベルト層４ａのベルト端ｅで最大厚さを有しており、タイヤ幅方向外側の先端に向かって徐々に薄くなっている。しかも、ベルトエッジゴム層６はベルト端ｅの厚さ方向中心よりトレッド側において下記式で表される曲率半径Ｒの断面形状を有している。
【００１４】
Ｒ＝（１．２〜１．６）×Ｄｏ
Ｄｏ＝Ｄｃ＋（Ｅｃ／Ｅｂ）×Ｄｂ    （Ｅｂ≧Ｅｃ）
Ｄｏ＝Ｄｂ＋（Ｅｂ／Ｅｃ）×Ｄｃ    （Ｅｃ＞Ｅｂ）
Ｅｂ：ベルトエッジゴム層の１００％モジュラス
Ｅｃ：ベルトクッションゴム層の１００％モジュラス
Ｄｂ：ベルトエッジゴム層のベルト端におけるカーカス側厚さ
Ｄｃ：ベルトクッションゴム層のベルト端における厚さ
但し、Ｄｂ及びＤｃはベルト端ｅを通る最大幅ベルト層４ａの法線上で測定した値である。また、カーカス側厚さとはベルト端ｅの厚さ方向中心よりカーカス側に測定した値である。
【００１５】
即ち、ベルトエッジゴム層６とベルトクッションゴム層７について、１００％モジュラスを考慮して両者を１つのゴム層と見なした場合のカーカス側のクッション厚さＤｏを求め、ベルト端ｅの厚さ方向中心よりトレッド側においてベルトエッジゴム層６にカーカス側のクッション厚さＤｏの１．２〜１．６倍の曲率半径Ｒからなる断面形状を与えるようにする。この曲率半径Ｒがクッション厚さＤｏの１．２倍未満であると最大幅ベルト層４ａに対する応力緩和作用が得られず、逆に１．６倍を超えると発熱の点で不利になる。
【００１６】
このようにベルトエッジゴム層６の断面形状を不整地走行時の応力分布に対応させた形状にすることにより、路面から受ける大きな接地反力と内圧力による力のかかり具合がベルト端ｅでほぼ等価になり、ベルト端ｅの周辺に発生する剪断応力が低減されることから、最大幅ベルト層４ａのコード端末に生じるトレッドショルダー外側への引っ張り応力を緩和することが可能になる。そのため、最大幅ベルト層４ａが接着処理されていないコード切断面を有していても、トレッドショルダー外側に向かう引っ張り応力により非接着面から亀裂が成長しにくくなるので、低速高負荷荷重の使用条件で最大幅ベルト層４ａに生じるエッジセパレーション故障を抑制し、耐久性を向上することができる。
【００１７】
本発明において、最大幅ベルト層４ａのベルト端ｅからベルトエッジゴム層６の先端までの幅Ｗは最大幅ベルト層４ａのコード径の１０〜３０倍にすることが好ましい。このようにベルト端ｅからベルトエッジゴム層６の先端までの幅Ｗを最大幅ベルト層４ａのコード径の１０〜３０倍にすることにより、最大幅ベルト層４ａに対して最適な応力緩和作用を得ることができる。この幅Ｗが最大幅ベルト層４ａのコード径の１０倍未満であると応力緩和作用が不十分になり、逆に３０倍を超えてもそれ以上の効果は得られない。
【００１８】
本発明は、特にトレッドの耐カット性能が要求される非常にゴムモジュラスの高いトレッドゴムを用いたホイールローダー用タイヤ等に適用することが好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下の構成のタイヤについて、室内回転ドラム試験を実施し、耐久性の評価を行った。
評価タイヤ共通項
タイヤサイズ：２３．５Ｒ２５  ローダー用タイヤ
カーカス層：１プライ
スチールコード３＋９＋１５×０．２２＋０．１５
スチールコードベルト層：
第１層（カーカス側最内層）、第２層：
３＋９＋１５×０．２２＋０．１５
コード径：１．６０ｍｍ
コード打ち込み数：２４本／５０ｍｍ
コード角度（周方向に対し）：第１層＝３４°、第２層＝２４°
ベルト幅：第１層＝３４０ｍｍ、第２層＝３９５ｍｍ
第３層、第４層：
３×７×０．２２  高伸度ワイヤ
コード径：１．６６ｍｍ
コード打ち込み数：１７本／５０ｍｍ
コード角度（周方向に対し）：第３層＝２４°、第４層＝２４°
ベルト幅：第３層＝２６０ｍｍ、第４層＝３１５ｍｍ
ゴムの１００％モジュラス：
ベルトクッションゴム層：０．２６ｋｇｆ／ｍｍ2 
ベルトエッジゴム層：０．３２ｋｇｆ／ｍｍ2 
【００２０】
耐久性評価条件
リム：２５×１９．５（２．５）
空気圧：４００ｋＰａ（ＪＡＴＭＡ最大空気圧の８０％）
荷重：１４４．３ｋＮ（ＪＡＴＭＡ最大負荷能力の１２０％の荷重）
速度：７ｋｍ／ｈ
試験条件：クリート（突起）付き回転ドラム試験機にてトレッドショルダー部に対して不整地走行と同じように強制変形と衝撃を与えてタイヤが破壊するまで走行させ、その走行距離を測定した。
【００２１】
上記耐久性評価の結果を表１に示した。評価結果は従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れている。
【００２２】
【表１】
0003817372.tif 000002
【００２３】
この表１から明らかなように、実施例は従来例に比べて耐久性が向上していた。なお、実施例及び従来例はいずれも故障時に最大幅ベルト層にエッジセパレーションを生じていた。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２層以上の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層を備えた建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくとも最大幅ベルト層のタイヤ幅方向両端部を包み込むようにベルトエッジゴム層を配置すると共に、少なくとも該ベルトエッジゴム層で包み込んだ最大幅ベルト層の両端部とカーカス層との間にベルトクッションゴム層を配置し、前記ベルトエッジゴム層が前記最大幅ベルト層のベルト端で最大厚さを有し、且つ該ベルト端の厚さ方向中心よりトレッド側において特定の曲率半径Ｒの断面形状を形成することにより、不整地走行時に最大幅ベルト層のコード端末に生じるトレッドショルダー外側への引っ張り応力を緩和することが可能になるので、低速高負荷荷重の使用条件で最大幅ベルト層に生じるエッジセパレーション故障を効果的に抑制し、耐久性を向上することができる。
【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ラジアルタイヤを示す断面図である。
【図２】図１のトレッドショルダー部を示す部分拡大断面図である。
【図３】図２のベルトエッジゴム層を示す部分拡大断面図である。
【図４】従来の建設車両用空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。
【図５】従来の建設車両用空気入りラジアルタイヤの不整地走行状態を示す断面図である。
【図６】図５の状態における最大幅ベルト層のコード端末に対する引っ張り応力の分布図である。
【符号の説明】
１  ビード部
２  カーカス層
３  トレッド部
４  ベルト層
５  ビードコア
６  ベルトエッジゴム層
７  ベルトクッションゴム層
【図１】
0003817372.tif 000003
【図２】
0003817372.tif 000004
【図３】
0003817372.tif 000005
【図４】
0003817372.tif 000006
【図５】
0003817372.tif 000007
【図６】
0003817372.tif 000008