JP2000233613A

JP2000233613A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2000233613A
Application number: JP11039427A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Takubo; 芳久田窪
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】重荷重用空気入りタイヤにおいて、良好なリ
ム組性と、高トルク負荷時での優れた耐リム滑り性、十
分なビード部耐久性を同時に満たすようにする。【解決手段】重荷重用空気入りタイヤにおいて、ビー
ドコアは多角形断面を有するものであり、ゴムチェーフ
ァは、圧縮ひずみ率３０％の条件下で得られる圧縮弾性
率（Ｍ_C）が１７．６kgf/cm²以上で、かつ、熱処理温
度が２０℃及び５０℃における圧縮永久ひずみ率（Ｃ
Ｓ）がそれぞれ２％以下及び４．５％以下であるゴムよ
りなり、タイヤをその適用リムに組付けて最高空気圧を
充てんした場合におけるタイヤビード部とリムとの間
の、ビードコアの断面図形の重心を通るタイヤ回転軸線
への垂直上でのゴム部分圧縮比（η）の値が０．３７以
下であり、かつ、上記リムのビードシートとビード部の
ゴムチェーファとの間の圧縮力が２４〜３５kgf/cm²の
範囲内にあるものとし、ビード部の、ビードヒール側の
角部に対応するビードベース面に該リムビードシートの
円周に沿う凹溝を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重荷重用空気入り
タイヤ、とくに、重荷重負荷の下で使用されるタイヤの
典型例として、一般路上を走行するトラックや土木・建
設・鉱山などで稼働する建設車両などの重車両の使途に
供するチューブレスタイプの重荷重用空気入りラジアル
タイヤについて、タイヤのリム組性能及びリムフィット
性を損なうことなく、高トルク負荷時及び急ブレーキ作
動時に発生しがちなリムとタイヤビード部との間の相対
滑り（以下リム滑りという）の抑制を図るとともに、リ
ムのフランジ側におけるビード部の耐久性を向上させた
ビード部を備える重荷重用空気入りタイヤに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】チューブレス（以下Ｔ／Ｌという）タイ
プのタイヤはチューブ付きタイプのタイヤと異なりリム
とビード部との間のエアーシール効果に期待してタイヤ
内部の空気圧をなるべく充てん初期の圧力に保持するた
め、タイヤの適用リムのビードシートに対しビード部の
ビードベース部のゴム部分にある値の締め代を付してエ
アーシール効果に万全を期すことを狙う一方で、締め代
が過大であればタイヤビード部のリムに対するフィット
性が低下し、リム組み性が悪化するという二面性をもつ
のは止むを得ないとされている。

【０００３】そこでＴ／Ｌタイヤのエアーシール性を少
しでも高めるため、図９のビード部１の断面図に示すよ
うに、リムＲのフランジＲ₂に接するビード背面部分及
びリムビードシートＲ₁に接するビードベース部分１ｂ
を平坦な面としビードベース部分１ｂにつき、ビードシ
ート面Ｒ₁ぎりぎりまでゴム締め代δ（斜線を付した部
分）を付してこれらの平坦な面をヒール部においてアー
ルでつないだ断面円弧状とすることが慣例（二点鎖線Ｙ
で囲んだ領域）であり、かようにして、ビードベース部
分１ｂのリムＲのビードシート面Ｒ₁に対する締め代δ
は、十分なエアーシール性と適度なリム組み性とが両立
する範囲内となるように設定され、ビードベース部分１
ｂとビードシート面Ｒ₁との間の締め代δにより生じる
圧縮力を適当に調整するのが一般的であって、それ以上
は深く追求するところがなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが最近になっ
て、特に建設現場や採鉱現場でのより一層の生産性向上
を意図し、積み荷積載時に上り坂でも所定速度を保持し
得る高馬力エンジンを搭載した車両を現場に投入して稼
働サイクルタイムを減少させ、加えて急ブレーキ、急発
進を繰り返して同様に稼働サイクルタイムを減少させる
ことが一般化している。

【０００５】いずれの場合もタイヤに従来より高トルク
が作用するのは避けられず、この高トルク作用により従
来に比しタイヤのリム滑りがより一層高頻度で、かつよ
り過度に発生しがちになり、その結果従来にはそれほど
見られなかったビードベース部の早期摩耗が生じるよう
になり、本来充分なエアーシール性をもつべきビードベ
ース部表面を伝わりタイヤ内部の高圧空気が外気に放出
される現象が見られ、結局、タイヤ全体の耐久性に大き
な影響を及ぼすタイヤ空気圧が比較的短時間で大幅に低
下するという問題が生じていた。

【０００６】さらに上記問題を少しでも改善するため、
どうにかリム組み性を保持する範囲内でビードベース部
のゴム締め代をできるだけ多くとる傾向が強くなり、こ
れで耐リム滑り性は大幅に改善されるようになった反
面、ビード部のリムのフランジ側のビード部補強層又は
カーカスプライの折返し部とその周辺ゴム、多くの場合
はゴムチェーファとの間のセパレーション故障が発生す
る新たな問題が浮上してきた。一たんこの種のセパレー
ションが生じると、ビード部バーストなど致命的で、危
険な故障に発展することが分かっているため、外見上で
セパレーションが進展した膨れ上がり部分などが発見さ
れれば、その時点で取り外し、廃棄処分となり、１本当
りの価格が極めて高価なタイヤであるだけに新たな問題
は深刻である。

【０００７】本発明の目的は、従来の良好なリム組性及
びリムフィット性を保持したうえで、現在の高トルク作
用の下での耐リム滑り性を向上させ、これによりタイヤ
内部の充てん空気圧を長期間保持し、本来備えているタ
イヤの耐久性をいかんなく発揮させることができ、しか
もリムのフランジ側ビード部のセパレーション故障発生
を阻止し得る長寿命な重荷重用空気入りタイヤを提案す
るところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対のビード
部内に埋設したビードコア相互間にわたってトロイド状
に延びる１プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードよ
りなるカーカスを備え、該カーカスの少なくとも１プラ
イはビードコアの周りをタイヤ内側から外側に巻上げた
折返し部を有し、該折返し部の外側のビード部にゴムチ
ェーファを備えた重荷重用空気入りタイヤにおいて、上
記ビードコアは多角形断面を有するものであり、上記ゴ
ムチェーファは、圧縮ひずみ率３０％の条件下で得られ
る圧縮弾性率（Ｍ_C）が１７．６kgf/cm²以上で、か
つ、熱処理温度２０℃及び５０℃にける圧縮永久ひずみ
率（ＣＳ）がそれぞれ２％以下及び４．５％以下である
ゴムからなり、上記タイヤをその適用リムに組付けて最
高空気圧を充てんした場合におけるタイヤビード部とリ
ムとの間の、ビードコアの断面図形の重心を通るタイヤ
回転軸線への垂直上でのゴム部分圧縮比（η）の値が
０．３７以下であり、かつ、上記リムのビードシートと
ビード部のゴムチェーファとの間の圧縮力が２４〜３５
kgf/cm²の範囲内にあり、ビード部の、ビードヒール側
の角部に対応するビードベース面に該ビードシートの円
周に沿う凹溝を有することを特徴とする重荷重用空気入
りタイヤである。

【０００９】ここに上記圧縮弾性率（Ｍ_C）の値は、Ｊ
ＩＳＫ６３０１−１９９５が定める加硫ゴム物理試
験方法に記載した圧縮試験の試験方法に従い求めた値と
し、圧縮永久ひずみ率（ＣＳ）の値は、上記ＪＩＳ規格
が定める圧縮永久ひずみ試験の試験方法に準じ、熱処理
温度は２０℃及び５０℃とする（本発明において規定す
る特有の温度）。また熱処理時間は熱処理温度２０℃及
び５０℃のいずれもが４８時間である。さらにリムのビ
ードシートとビード部のゴムチェーファとの間の圧縮力
の算出は試験片でないため上記ＪＩＳ規格が定める圧縮
試験に準拠するものとする。

【００１０】また、上記ゴム部分圧縮比ηの値及び圧縮
力は、ＪＡＴＭＡ規格（１９９８年版）が定めるタイヤ
の最大負荷能力に対応する最高空気圧をタイヤ及びリム
組立体に充てんしたときの値とする。なお上記最大負荷
能力及び最高空気圧は、ＪＡＴＭＡ規格にタイヤ種別毎
に掲載された空気圧−負荷能力対応表に記載された値で
あり、但しＰＲ（プライレーティング）又は星（☆）マ
ーク数が複数存在するタイヤではＰＲ又は星（☆）マー
ク数により最大負荷能力が異なるので、ここでいう最大
負荷能力とは、所定ＰＲ又は所定星（☆）マーク数にお
ける最大負荷能力とし、最高空気圧は上記対応表でみて
この最大負荷能力に対応する空気圧である。さらに適用
リムとは上記ＪＡＴＭＡ規格がタイヤ種類毎に定めるリ
ムとする。

【００１１】ビードコアは、多角形断面を有するものが
本発明に有利に適合するが、具体的にはその断面が六角
形をなす一般スチールワイヤ（丸線）の多列多段の巻回
になるもの、断面が四角形をなす方形板状断面をもつス
チールワイヤの多列多段の巻回になるものを使用するこ
とができる。

【００１２】本発明において規定する圧縮比（η）の値
は、本発明の請求項２に記載したように、上記ゴム部分
圧縮比（η）が、次式 η＝（Ｅ−Ｆ）／｛（Ｄ−Ｆ）−Σｔ｝によって求められた値とする。

【００１３】ここに、Ｅは、最高空気圧を充てんした上
記タイヤ及びリム組立体の垂線とリムのビードシートと
の交点における直径とし、Ｆはリムに組付け前のタイヤ
のビード部外側間隔を上記適用リムの幅に合わせたとき
の、ビードコアの断面図形の重心を通るタイヤ回転軸線
への垂線とタイヤのビードベースとの交点における直径
とし、Ｄは上記最高空気圧を充てんした上記タイヤ及び
リム組立体の上記垂線とビードコアの断面図形のタイヤ
内方側辺との交点における直径、さらにΣｔは直径Ｄに
含まれるコードなどの非圧縮性部材の合計厚さとする。

【００１４】また本発明の請求項３に記載した発明にお
いては、凹溝を屈曲部を有しない滑らかな曲線で構成さ
れたものとする。また、本発明の請求項４に記載した発
明においては凹溝の幅をビードコア底辺の幅の４０〜８
０％の範囲とし、さらに、本発明の請求項５に記載した
発明においては、凹溝の深さをコアヒール側の底角部の
下側にけるゴムゲージの１５〜４０％の範囲とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】リム滑り性を支配するビードベー
ス部の圧縮力はその要部の断面を図１に示すように内圧
充てん時のビードコアヒール側角下（図中Ｂ点）にて最
大値をとる。荷重が付加された場合でのタイヤの回転に
より該圧縮力の分布の傾向はさらに強まり、荷重が増大
していくに従い顕著になる。

【００１６】その際に、押しつぶされたゴムチェーファ
のゴムは図２に示す如くビード部の背面側ｔ₁とトウ側
ｔ₂に流れることになるが、背面側ｔ₁へ流れ込むゴム
によって補強層との間にせん断力が生じセパレーション
に進展してしまう。

【００１７】とくに、リム滑り防止対策のために締め代
を多くしたタイヤほどゴムの移動が大きいたいめセパレ
ーションに進展する危険が高くなる。

【００１８】本発明においては、ビード部の、ビードヒ
ール側の角部に対応するビードベース面にリムビードシ
ールの円周に沿う凹溝を配設してビード部の背面側ｔ₁
へのゴムの流れの絶対量を抑制する。本発明で規定する
ような凹溝を設けることによってゴムの流れる量が減り
補強層における横せん断ひずみの増加を抑えることがで
き、リムの滑りの回避とセパレーションの進展防止の両
立化が図られる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をより具体的に
説明する。図３は本発明に従う重荷重用空気入りタイヤ
（Ｔ／Ｌ）につき、そのビード部断面を拡大して示した
図であり、図中１は一対のビード部（図においては片側
のみ示す）、２はビード部１内に埋設された多角形断面
になるビードコア、３はゴム被覆ラジアル配列コードか
らなり、ビードコア２の相互間にわたりトロイド状に延
びる少なくとも１プライ（図においては１プライを例と
したのもであってこの場合にはコードはスチールコード
であるのが望ましい）のカーカスであって、このカーカ
ス３はビードコア２の周りをタイヤの内側から外側に巻
上げた折返し部３ａを有する。

【００２０】また、４はゴム被覆になる補強コード層
（このコード層の配置を省略することもできる）であ
り、この補強コード層４は例えばカーカス３側に配置し
た１層のゴム被覆スチールコード４ａと２層のゴム被覆
有機線維コード交差層４ｂにて構成する。さらに、５は
補強コード層４を覆い少なくもとリムＲ（二点鎖線で表
示）に接触する位置（リムＲのビードシートＲ₁とリム
フランジＲ₂の領域）に配置されるゴムチェーファ、６
はビード部１のビードヒール側ｈの角部に対応するビー
ドベース面１ａにリムＲのビードシートＲ₁の周りに沿
って設けられた凹溝、７はスティフナゴム、そして８は
インナーライナである。

【００２１】ビード部１のビードベース部１ｂはリムＲ
のビードシートＲ₁よりタイヤ回転軸方向に張り出さ
せ、リムＲの外側輪郭とビード部輪郭とを図形上で重ね
合わせたとき、ビード部１のビードベース面（ビードベ
ース）１ａはリムＲのビードシートＲ₁よりタイヤ回転
軸側に位置する。ビードベース面１ａからビードシート
Ｒ₁に至るまでのオーバーラップ部分が、いわゆる締め
代δであり、この締め代δがエアーシールの役を果たし
てタイヤ内を所定の空気圧に保持する。

【００２２】本発明において、ゴムチェーファ５は圧縮
ひずみ率３０％の条件下で得られる圧縮弾性率（Ｍ_C）
が１７．６kgf/cm²以上でかつ、熱処理温度２０℃及び
５０℃における圧縮永久ひずみ率（ＣＳ）がそれぞれ２
％以下及び４．５％以下であると規定したが、ここで、
そのゴム物性のうち圧縮弾性率Ｍ_C、圧縮永久ひずみ率
ＣＳとは、前者はＪＩＳ規格が定める加硫ゴム物理試験
方法Ｋ−６３０１に記載した圧縮試験に従い、圧縮ひず
み率３０％の条件下で得られる圧縮弾性率Ｍ_Cの値を、
また、後者は上記加硫ゴム物理試験方法Ｋ−６３０１に
記載した圧縮永久ひずみ試験に準じ、熱処理温度２０℃
での熱処理時間４８時間の処理条件で得られる圧縮永久
ひずみ率ＣＳの値及び熱処理温度５０℃での熱処理時間
４８時間の処理条件で得られる圧縮永久ひずみ率ＣＳの
値とする。

【００２３】上記の加硫ゴム物理試験方法Ｋ−６３０１
における圧縮試験の項に記載されている計算では圧縮弾
性率Ｍ_Cが圧縮力Ｍ_Cと表記されているが、ここでは圧
縮力Ｍ_Cを圧縮弾性率Ｍ_Cと呼び、計算式Ｍ_C＝（Ｐ
−Ｐ_O）／Ａ_Oに従って求める。ここに、Ｍ_C：断面積当りの荷重（kgf/cm²) Ｐ_O：初荷重（kgf) Ｐ：所定ひずみ（圧縮ひずみ率３０％）を加えたとき
の荷重（kgf) Ａ_O：試験片の元の断面積（cm²) である。

【００２４】さらにゴムチェーファ５のゴムの、ＪＩＳ
規格が定める加硫ゴム物理試験方法Ｋ−６３０１に記載
した圧縮永久ひずみ試験の結果は、計算式ＣＳ＝
｛（ｔ₀−ｔ₁）／（ｔ₀−ｔ₂）｝×１００に基づき
得られる値であり、ここに、ＣＳ：圧縮永久ひずみ率（％）ｔ₀：試験片の原厚（mm) ｔ₁：試験片を圧縮装置から取り出し、３０分後の厚さ
(mm) ｔ₂：スペーサーの厚さ(mm) である。

【００２５】また、本発明では、タイヤをその適用リム
Ｒに組付けたタイヤ及びリム組立体に、ＪＡＴＭＡ規格
が定める最大負荷能力に対応する最高空気圧を充てんし
て、図３に示す如く、二点鎖線で表示したリムＲのビー
ドシートＲ₁にビード部１のビードベース部１ｂを嵌め
合わせたたとき、ビード部１内に埋設したビードコア２
の断面図形の重心Ｇを通るタイヤ回転軸線（図示省略）
への垂線ＶＬ上でのゴム部分圧縮比ηの値が０、３７以
下であることを要する。

【００２６】ここに圧縮比ηの値は下記計算式に基づき
求めるものとする。 η＝（Ｅ−Ｆ）／｛（Ｄ−Ｆ）−Σｔ｝、ただし、図３
を参照して、Ｅ；上記最高空気圧を充てんした上記タイヤ及びリム組
立体の上記垂線ＶＬとリムＲビードシートＲ₁との交点
ｅにおける直径、Ｆ；リムＲに組付ける前のタイヤのビード部１外側間隔
を上記適用リムＲの幅に合わせたときの、ビードコア２
の断面図形の重心Ｇを通るタイヤ回転軸線に沿う垂線Ｖ
Ｌｎとタイヤのビードベース面１ａとの交点ｆにおける
直径、Ｄ；上記最高空気圧を充てんした上記タイヤ及びリム組
立体の上記垂線ＶＬとビードコア２断面図形のタイヤ内
方側辺との交点ｐにおける直径、 Σｔ；上記直径Ｄに含まれるコードなどのゴム分を除く
非圧縮性部材の合計厚さとする。

【００２７】さらに先に触れたＪＩＳ規格が定める加硫
ゴム物理試験方法Ｋ−６３０１に記載した圧縮試験に準
拠するものとして、上記最高空気圧を充てんしたタイヤ
及びリム組立体におけるリムのビードシート面１ａとビ
ード部１のゴムチェーファ５の間の圧縮力が２４〜３５
kgf/cm²の範囲内にあるものとする。ここにいう圧縮力
は試験片によるものではなくビード部１のゴムチェーフ
ァ５を用いるため、上記圧縮試験に準拠するものとした
ものであるが、計算は先に記載したＭ_C＝（Ｐ−Ｐ_O）
／Ａ_Oを適用するものとする。ただし、上式のファクタ
Ｍ_C：断面積当りの荷重（kgf/cm²)はそのままとし、フ
ァクタＰ_O：初荷重（kgf)はゼロであり、ファクタＰ：
実際にゴムチェーファ６の内周表面に加えられる荷重
（kgf)であり、Ａ_O：リム１０のビードシート１０Ｓと
接触するゴムチェーファ６のビードベース部２Ｂの元の
断面積（cm²)とする。結局、計算式はＭ_C＝Ｐ／Ａ_O
となる。

【００２８】図４は静荷重試験装置の要部を示したもの
であって、このような試験装置を用い、耐リム滑り性の
試験結果を得る場合には以下の要領に従う。まず、この
試験装置は支持装置により水平方向に延びる押圧軸９を
有し、タイヤＴを装着し、これに最高内圧を充てんした
リムＲにディスク部に連結したタイヤＴ及びリム・ディ
スク組立体をブレーキ装置１０を介して押圧軸９に両側
から連結する。また試験装置はタイヤＴの下方で上記押
圧軸９の軸心に対し直交する向きに延びるベルト状のプ
レーナ１１を備える。

【００２９】図示を省略した駆動手段によりプレーナ１
１は矢印１２の方向に駆動される。タイヤＴに所定荷重
を負荷したとき、タイヤＴとプレーナ１１との間の摩擦
係数を高めるため、プレーナ１１の上側表面にはエキス
パンドメタル１３が敷設されていて、このエキスパンド
メタル１３によりタイヤＴのプレーナ１１に対するスリ
ップが阻止される。

【００３０】試験は、まず図示を省略した押圧手段によ
り押圧軸９にプレーナ１１（エキスパンドメタル１３）
に対し垂直方向の荷重、すなわち先に述べた最大荷重、
すなわち車両の総重量におけるタイヤ負荷荷重に相当す
る荷重を加え、タイヤＴをエキスパンドメタル１３に対
し所定圧力で押し付け、タイヤＴに最大荷重を負荷させ
た状態とする。次にブレーキ装置１０を作動させてブレ
ーキ力、例えば３０トンを掛けた状態でプレーナ１１を
矢印１２の方向に駆動させる。そのときのプレーナ１１
に加わる抵抗値を測定し、その値を比較することで耐リ
ム滑り性を評価する。

【００３１】この耐リム滑り性は先に述べたゴム部分圧
縮比ηの値とゴムチェーファ５の圧縮弾性率Ｍ_C(kgf/c
m²) との関係（前者）及び先に述べたリムＲのビードシ
ートＲ₁とビード部１のゴムチェーファ５との間の圧縮
力(kgf/cm²) とゴムチェーファ５の圧縮弾性率Ｍ_C(kgf
/cm²) との関係（後者）が密接であり、これらの関係に
つき、上掲図３に示したようなビード部１を備える建設
車両用３種（Loader andDozer ）ラジアルプライタイヤ
でサイズが２６．５Ｒ２５ ☆（ワンスター）を用いて
実験した結果を図５及び図６の線図と後掲の表１にそれ
ぞれ示す。このタイヤサイズの最大負荷能力は１５００
０kgであり、１５０００kgに対応する空気圧は５．００
kgf/cm²である。図５、６に圧縮ひずみ率３０％のとき
の圧縮弾性率Ｍ_C(kgf/cm²) の値を四角内に併記して示
した。各図において●印は圧縮弾性率Ｍ_Cが１７．６kg
f/cm²の場合、□印は２３．２kgf/cm²の場合、△印は
１７．４kgf/cm²の場合である

【００３２】図５、６の縦軸の耐リム滑り性は、前記し
た静荷重試験装置によるリム滑り試験でリム滑りを発生
する前記抵抗値の限界を１００とする指数をとり、値は
大なるほど良い。図５から、耐リム滑り性１００以上の
ＯＫレベルはゴムチェーファ５のゴムの圧縮ひずみ率３
０％での圧縮弾性率Ｍ_Cが１７．６kgf/cm²以上である
こと（左上がり矢印の方向であること）がわかり、１
７．６kgf/cm²を下回ると、ゴム部分の圧縮比ηをいか
に変化させても耐リム滑り性１００を満たすことはでき
ず、不可である。またゴム部分の圧縮比ηを増加させて
いくと耐リム滑り性は一旦上昇するが、圧縮比η＝０．
３７を境としてそれ以上に増加させると耐リム滑り性は
急下降するので圧縮比ηは０．３７以下でなければなら
ない。

【００３３】図６からも、ゴムチェーファ５の圧縮力(k
gf/cm²) を増加させると耐リム滑り性は一旦上昇するが
やはり途中で急下降するカーブを描くので、ゴムチェー
ファ６のゴムの圧縮ひずみ率３０％での圧縮弾性率Ｍ_C
が１７．６kgf/cm²であることを考慮するとゴムチェー
ファ５の圧縮力は２４kgf/cm²以上でなければならず、
圧縮弾性率Ｍ_Cが２３．２kgf/cm²の場合の圧縮力上限
値が３５kgf/cm²であることから、ゴムチェーファ５の
圧縮力は２４〜３５kgf/cm²の範囲内にあることが必要
である。上限値の３５kgf/cm²を超えると、タイヤをリ
ムＲに組付けて最高空気圧を充てんして相互に完全な組
立体とする意図に反し、リムＲのビードシートＲ₁とビ
ード部１のビードベース部１ｂとの間の摩擦力が大きく
なり過ぎて、リムＲに対するタイヤ１の十分なリムフィ
ット性が得られない不具合が生じる。

【００３４】図５、６に関連して、同じタイヤを用い、
これに空気圧５．００kgf/cm²を充てんしてリムフィッ
ト性を含めた実験結果を表１に示す。リムフィット性の
テストは図７に示すように、リムＲのフランジにその円
周に沿って６箇所の貫通穴ｋを設け、その穴ｋからダイ
ヤルゲージ（図示省略）により距離ｙを測定し、測定し
た距離ｙから予め測定しておいたフランジの厚さを差し
引いてフランジとビード部１の外側表面との間の距離ｘ
を求め、距離ｘの値が完全にゼロ、あるいは距離ｘがマ
イナス（ビード部１の外側表面が穴に僅かはみ出す）状
態の場合を指数１００とし、距離ｘに応じて指数化し
た。値は小なる程悪い。

【００３５】

【表１】

【００３６】さらにゴムチェーファ５が、熱処理温度２
０℃での熱処理時間４８時間の処理条件で得られる圧縮
永久ひずみ率ＣＳが２％以下（前者）であり、かつ熱処
理温度５０℃での熱処理時間４８時間の処理条件で得ら
れる圧縮永久ひずみ率ＣＳが４．５％以下（後者）であ
ることを要するのは、ゴムチェーファ５のビードベース
部１ｂは常時圧縮力の作用下にあるため、前者の圧縮永
久ひずみ率ＣＳが２％を超えても、後者の圧縮永久ひず
み率ＣＳが４．５％を超えても、いずれの場合もタイヤ
１の使用期間の経過と共に圧縮比ηが小さくなる結果、
圧縮弾性率Ｍ_Cの最小値１７．６kgf/cm²を保持でき
ず、結局のところ耐リム滑り性のＯＫレベル１００を保
持できなくなるからである。

【００３７】図３に従うビード部２を備える建設車両用
３種ラジアルプライタイヤ１でサイズが２６．５Ｒ２５
☆（ワンスター）を用いて、ゴムチェーファ５のゴム
における圧縮比ηが０．３５、圧縮弾性率Ｍ_Cが２３．
０kgf/cm²、圧縮力が２９．０kgf/cm²であり、圧縮永
久ひずみ率ＣＳを変化させたときの耐リム滑り性及びリ
ムフィット性について実験した。耐リム滑り性は、ドラ
ム試験機のドラムに空気圧５．００kgf/cm²を充てんし
たタイヤをその最大負荷能力１５０００kgに相当する荷
重負荷の下で押し当て、速度１０km/hにて２４時間走行
させた後にリム滑り試験を実施した。耐リム滑り性は合
格レベルの下限値を１００とする指数で（値は大なる程
良い）、リムフィット性も合格レベルを１００とする指
数でそれぞれあらわすものとし、これらの結果を表２に
示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】以上詳述したところは要するに、１７．６
kgf/cm²以上の圧縮弾性率Ｍ_Cを有し、熱処理温度２０
℃、熱処理時間４８時間の処理条件での圧縮永久ひずみ
率ＣＳが２％以下であり、かつ熱処理温度５０℃、熱処
理時間４８時間での圧縮永久ひずみ率ＣＳが４．５％以
下であるゴムチェーファ５を適用し、ゴム部分の圧縮比
ηが０．３７以下で、かつリムＲのビードシートＲ₁に
対するゴムチェーファ５の圧縮力が２４〜３５kgf/cm²
の範囲内のタイヤを用いれば、タイヤのリム組み性、リ
ムフィット性を損なわずに、新品タイヤの時はもとより
使用履歴のいかんにかかわらず、高馬力エンジン搭載の
車両の急坂登り、急ブレーキ作動、急発進に伴うタイヤ
に対する高トルク作用の下でリム滑りを生じることな
く、ビード部耐久性を顕著に向上させることが可能にな
る。

【００４０】ビード部１の、ビードヒール側の角部に対
応するビードベース面１ａに設けた凹溝６についてはリ
ムビードシートＲ₁の円周に連続して延在するのが好ま
しいが、極僅かな領域を挟んで断続させることもでき
る。凹溝６の溝部の表面は割れ等の発生を回避する観点
から、滑らかな曲線で構成し、図８（ａ）（ｂ）に示す
ような屈曲部分を有しないものとする。

【００４１】従来のタイヤのビード部１の断面を図９に
示す。ビードベース部１ｂのリムＲのビードシートに対
する締め代δを、リム組み性に支障を来さない範囲内で
なるべく大きくすると、リム滑りに対しては良好な結果
をもたらす反面、下記するような不具合も併せもたら
す。

【００４２】すなわち、ビードコア２、カーカス３及び
補強コード層４は大部分が非圧縮性部材であるから、締
め代δに見合う斜線で示すゴム、この場合はゴムチェー
ファ５のゴムは、ポアッソン比が０．５に限りなく近い
ので体積変化を殆ど生じることなく、変形移動し易い自
由空間へ向け移動する。移動し易い自由空間はリムＲの
フランジＲ₂の上方端よりタイヤ半径方向外方空間と、
二点鎖線Ｚで囲んで示すビードトウ部分の先端よりタイ
ヤ内側空間とであり、よってビードベース部１ｂのゴム
は矢印Ｐの方向と矢印Ｑの方向とへ移動する。

【００４３】矢印Ｑの方向へ向かうゴムはビードベース
１ａを大きな摩擦力の下、拘束状態で移動するため、こ
の移動量は比較的小さく、それでも二点鎖線で示す位置
まで変形移動する。一方、リムＲのフランジＲ₂の内面
に沿って矢印Ｐ方向へ移動するゴムは、充てん内圧の作
用によるゴムチェーファ５とフランジＲ₂内面との間の
摩擦力のみであるから、矢印Ｑ方向への移動に比しより
容易に移動する。

【００４４】その結果、ゴムチェーファ５とフランジＲ
₂と対向する補強ゴム層４との間に、補強ゴム層４をも
たないタイヤの場合はゴムチェーファ５とカーカス３の
折返し部３ａ外側表面との間に、大きなせん断ひずみが
作用する。よってリム滑りを改善するため十分な締め代
δを設けると、その見返りとして上述の大きなせん断ひ
ずみの発生とこのひずみの作用とを免れ得ず、そのため
リムＲのフランジＲ₂に対向する補強ゴム層４又は折返
し部３ａとゴムチェーファ５との間にセパレーション故
障が発生し易くなる。

【００４５】これに対し、ビードヒール部に凹溝６を設
けることにより、ビードベース部１ｂとリムＲのビード
シート面Ｒ₁との間で締め代δに相当する分だけ圧縮さ
れたゴムチェーファ５は、一方では図９に示す矢印Ｑ方
向移動と、矢印Ｑ方向と逆方向のビードヒール部の凹溝
６の空間に逃げ込む移動との二方向移動を生じ、該溝部
６にて図９に示す矢印Ｐ方向のゴム移動作用は殆ど遮断
される。

【００４６】その結果、リムＲのフランジＲ₂と対向す
る位置の補強ゴム層４又は折返し部３ａとゴムチェーフ
ァ５との間のせん断ひずみ発生は著しく抑制され、セパ
レーション故障の発生を阻止することができる。この凹
溝６は十分な容積の空間を形成せずとも、少なくともこ
の凹溝６の空間におけるゴム圧縮力は無視し得るほどに
小さいかゼロであるから、該凹溝６の移動ゴム吸収能力
は高く、矢印Ｐ方向のゴム移動は殆ど生じることはな
い。

【００４７】またリム滑りの良否を支配するビードベー
ス部１ｂの圧縮力分布は、ビードコア２の垂線ＶＬとそ
の近傍で最大値をとり、この最大値の両側では裾を引く
形態をとり、この圧縮力最大値が大きい程、リム滑りの
抑制効果が高く、よって圧縮力最大値位置から外したビ
ードベース部１ｂの締め代を小さく、あるいは締め代を
ゼロとしても耐リム滑り性を損なうことは殆どない。耐
リム滑り性が低下する場合は、最大圧縮力を示す位置の
ゴム締め代δを増加させることで容易に対処可能であ
り、この部分的締め代δ増加はリム組み性にさほど悪影
響を及ぼすことはない。

【００４８】かくして凹溝６は、先に述べたゴムチェー
ファ５の圧縮弾性率Ｍ_C及び圧縮永久ひずみ率ＣＳ、垂
線ＶＬ上でのゴム部分圧縮比η、ゴムチェーファ５の圧
縮力と共に優れた耐リム滑り性を保持して、かつリムＲ
のフランジＲ₂と対向する位置の補強ゴム層４又は折返
し部３ａとゴムチェーファ５との間のセパレーション故
障発生を阻止することができる。

【００４９】本発明においては、図１０に示す如く凹溝
６の幅ｄはビードコア底辺の幅（ビードコアベース幅）
ｗの４０〜８０％の範囲とし、深さｋについてはコアヒ
ール側の底角部の下側におけるゴムゲージ（コア下ゲー
ジ）ｎの１５〜４０％の範囲とするが、その理由は次の
とおりである。

【００５０】図１１は、（凹溝６の幅ｄ／ビードベース
幅ｗ）×１００％と、ビード部１のセパレーション耐久
性（指数）との関係を示すプロット線図であり、図１２
は、（凹溝６の幅ｄ／ビードベース幅ｗ）×１００％
と、耐リム滑り性（指数）との関係を示すプロット線図
であり、図１３は、（凹溝６の深さｋ／コア下ゲージ
ｎ）×１００％と、ビード部１のセパレーション耐久性
（指数）との関係を示すプロット線図であり、図１４
は、（凹溝６の深さｋ／コア下ゲージｎ）×１００％
と、耐リム滑り性（指数）との関係を示すプロット線図
であり、耐久性及び耐リム滑り性はいずれも従来タイヤ
を１００とする指数であらわしている。これらプロット
線図を得るため試験に供したタイヤは先に述べた建設車
両用３種ラジアルプライタイヤ１でサイズが２６．５Ｒ
２５ ☆である。

【００５１】図１１より、ビード部の耐セパレーション
性を従来タイヤ以上とするには、（凹溝６の幅ｄ／ビー
ドベース幅ｗ）×１００％が４０％以上とするのがよ
く、一方、図１２より、耐リム滑り性を実用上問題が発
生しない範囲内に納める（従来タイヤの８０％を超える
レベルに納める）には、（凹溝６の幅ｄ／ビードベース
幅ｗ）×１００％を８０％以下とする必要がある。

【００５２】また図１３より、ビード部の耐セパレーシ
ョン性を従来タイヤ以上とするには、（凹溝６の深さｋ
／コア下ゲージｎ）×１００％を１５％以上とする必要
があり、図１４より、耐リム滑り性を実用上問題が発生
しない範囲内に納める（従来タイヤの８０％を超えるレ
ベルに納める）には、（凹溝の深さｋ／コア下ゲージ
ｎ）×１００％を４０％以下とする必要がある。

【００５３】本発明においては、ビードベース１ｂのタ
イヤ内側に向かうテーパ状の傾斜角度は、リムＲのビー
ドシートＲ₁の同様の傾斜角度に対して０〜３°の範囲
内でより大きくすることができ、ビードベース１ｂのう
ちビードトウ部にタイヤ半径方向内側に向く凸状部を設
けるようにしてもよい。

【００５４】

【実施例】建設車両用３種ラジアルプライタイヤで、サ
イズが２６．５Ｒ２５☆であり、実施例１のタイヤは図
１５従うビード部を備え、実施例２のタイヤは図１６に
従うビード部を備える。カーカス３は１プライのラジア
ル配列スチールコードのゴム被覆になり、実施例１、２
共に図３に示したようなゴム被覆になる補強コード層４
を有する。実施例１、２のビードベース部１ｂのリムＲ
のビードシートＲ₁に対する締め代δは垂線ＶＬ上で
５．３ｍｍとした。これに対する従来例タイヤは図１７
に従うビード部を有し、タイヤサイズなど基本構成は実
施例１、２と同じであるが凹溝６は有しない。

【００５５】実施例１、２及び従来例のゴムチェーファ
５のゴムの圧縮ひずみ率３０％での圧縮弾性率Ｍ_C( kg
f/cm²)、熱処理温度２０℃及び熱処理時間４８時間の処
理条件での圧縮永久ひずみ率ＣＳ₁(％）、熱処理温度５
０℃及び熱処理時間４８時間での圧縮永久ひずみ率ＣＳ
₂(％）と、ゴム部分圧縮比η及び圧縮力( kgf/cm²)と、
凹溝６の幅ｄ（ｍｍ）及び深さｋ（ｍｍ）と、ビードベ
ース部１ｂの幅Ｂ_W（ｍｍ）の値とを表３に示す。また
表３には、先に解説した試験方法に従い測定した耐リム
滑り性を先の場合と同様に指数表示で示し、併せて評価
したリムフィット性を指数にて記載した。いずれも値は
大なるほど良い（リム滑り性は指数表示で９５以上で市
場対応性あり）。

【００５６】

【表３】

【００５７】更に実施例１、２のタイヤ及び従来例のタ
イヤを供試タイヤとし、これらタイヤを適用リム（２
２．００／３．５）に組み付け、これに最高空気圧の
５．００kgf/cm²の内圧を充てんして、ビード部１のセ
パレーション耐久性（ビード耐久性）を室内ドラム試験
機により評価した。

【００５８】試験条件は、各供試タイヤへの初期負荷荷
重を、最大負荷能力１５０００kgに相当する荷重（kgf)
の１．５倍荷重とし、所定時間走行後に負荷荷重を増す
ステップロード方式を採用し、ドラム表面速度は２０km
/h一定とした。この試験条件の下でタイヤのビード部１
にセパレーション故障が生じるまで走行させ、故障が生
じるまでの走行距離を、従来例タイヤを１００とする指
数であらわした。この指数値を表３に示す。

【００５９】表３に示す結果から、従来例タイヤと対比
して、実施例１、２のタイヤは、ゴム圧縮比が殆ど同等
であり、耐リム滑り性も同等レベルを保持しているにも
かかわらず、ビード部耐久性が著しく向上していること
が分かる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、従来タイヤと同等の良
好なリム組性及びリムフィット性を保持した上で、タイ
ヤに対する高トルク作用下での耐リム滑り性を向上させ
てゴムチェーファの摩滅を大幅に軽減し、タイヤ内部の
充てん空気圧を長期間保持して、リム滑りと空気圧とに
関わるタイヤ耐久性を向上させることができ、しかもリ
ムのフランジ側ビード部のセパレーション故障発生を阻
止し得る長寿命な重荷重用空気入りタイヤを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】重荷重用空気入りタイヤのビード部の圧縮力
の分布状況を示した図である。

【図２】重か重空気入りタイヤのビード部のゴム流れ
とせん断ひずみの説明図である。

【図３】本発明に従う重か重空気入りタイヤの構成説
明図である。

【図４】タイヤのリム滑り試験装置の要部及び供試タ
イヤの斜視図である。

【図５】耐リム滑り性とゴム部分圧縮比との関係を圧
縮弾性率をパラメータとして示した図である。

【図６】耐リム滑り性とゴムチェーファ圧縮力を圧縮
弾性率をパラメータとして示した図である。

【図７】リムフィット性の試験方法の説明図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は本発明に適合しない重荷重空
気入りタイヤのビード部の断面を示した図である。

【図９】本発明に従う重荷重空気入りタイヤの凹溝の
説明図である。

【図１０】本発明に従う重荷重用空気入りタイヤのビ
ード部の断面を示した図である。

【図１１】凹溝の幅とビードコアベース幅との比の百
分率とビード部耐久性との関係を示すプロット線図であ
る。

【図１２】凹溝の幅とビードコアベース幅との比の百
分率と耐リム滑り性との関係を示すプロット線図であ
る。

【図１３】凹溝の深さとコア下ゲージとの比の百分率
とビード部耐久性との関係を示すプロット線図である。

【図１４】凹溝の深さとコア下ゲージとの比の百分率
と耐リム滑り性との関係を示すプロット線図である。

【図１５】実施例１で使用した重荷重用空気入りタイ
ヤのビード部の断面を示した図である。

【図１６】実施例２で使用した重荷重用空気入りタイ
ヤのビード部の断面を示した図である。

【図１７】実施例の比較タイヤとして用いた重か重用
空気入りタイヤのビード部の断面を示した図である。

【符号の説明】

１ビード部 1a ビードベース面 1bビードベース部２ビードコア３カーカス 3a 折返し部４補強コード層 4a ゴム被覆スチールコード 4b 交差層５ゴムチェーファ６凹溝７スティフナゴム８インナーライナ９押圧軸 10 ブレーキ装置 11 ぷれーナ 12 矢印 13 エキスパンドメタルＴタイヤＲリム R₁ ビードシート R₂ リムフランジｗビードコアベースｎコア下ゲージｈビードヒール部Ｇビードコアの断面図形の重心Ｄ点ｐにおける直径Ｅ点ｅにおける直径Ｆ点ｆにおける直径Ｂ_w ビードベース幅 δ 締め代

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビード部内に埋設したビードコア
相互間にわたってトロイド状に延びる１プライ以上のゴ
ム被覆ラジアル配列コードよりなるカーカスを備え、該
カーカスの少なくとも１プライはビードコアの周りをタ
イヤ内側から外側に巻上げた折返し部を有し、該折返し
部の外側のビード部にゴムチェーファを備えた重荷重用
空気入りタイヤにおいて、上記ビードコアは多角形断面を有するものであり、上記
ゴムチェーファは、圧縮ひずみ率３０％の条件下で得ら
れる圧縮弾性率（Ｍ_C）が１７．６kgf/cm²以上で、か
つ、熱処理温度が２０℃及び５０℃における圧縮永久ひ
ずみ率（ＣＳ）がそれぞれ２％以下及び４．５％以下で
あるゴムよりなり、上記タイヤをその適用リムに組付けて最高空気圧を充て
んした場合におけるタイヤビード部とリムとの間の、ビ
ードコアの断面図形の重心を通るタイヤ回転軸線への垂
直上でのゴム部分圧縮比（η）の値が０．３７以下であ
り、かつ、上記リムのビードシートとビード部のゴムチ
ェーファとの間の圧縮力が２４〜３５kgf/cm²の範囲内
にあり、ビード部の、ビードヒール側の角部に対応するビードベ
ース面に該リムビードシートの円周に沿う凹溝を有する
ことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項２】上記ゴム部分圧縮比（η）が、次式 η＝（Ｅ−Ｆ）／｛（Ｄ−Ｆ）−Σｔ｝ここで、Ｅ：最高空気圧を充てんしたタイヤ及びリム組立体の上
記垂線とリムビードシートとの交点における直径Ｆ：リムに組付ける前のタイヤのビード部外側間隔を適
用リムの幅に合わせたときの、ビードコアの断面図形の
重心を通るタイヤ回転軸線への垂直とタイヤのビードベ
ースとの交点における直径Ｄ：最高空気圧を充てんしたタイヤおよびリム組立体の
垂線とビードコアの断面図形のタイヤ内方側辺との交点
における直径 Σｔ：直径Ｄに含まれるコードなどの比圧縮性部材の合
計厚さで定まるものである請求項１記載の方法。
【請求項３】凹溝は、滑らかな曲線で構成され屈折部
分を有しないものである請求項１記載の空気入りタイ
ヤ。
【請求項４】凹溝の幅が、ビードコア底辺の幅の４０
〜８０％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】凹溝の深さが、コアヒール側の底角部の
下側におけるゴムゲージの１５〜４０％である請求項１
記載の空気入りタイヤ。