JP2002219912A

JP2002219912A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2002219912A
Application number: JP2001019376A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Takubo; 芳久田窪
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-08-06
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP4703013B2

Abstract

(57)【要約】【課題】背面バルジの発生とワイヤーチェーフアー内
側端でのセパレーションの発生をそれぞれ防止する。【解決手段】ビードコア１４周りにカーカス１２が配
置され、カーカス１２の外側にワイヤーチェーフアー１
６が配置された形でビード部２２が形成される。リム２
４のフランジ２４Ａの先端側は円弧状に形成され、フラ
ンジ２４Ａの円弧の半径の中心点をＰ点とする。タイヤ
内圧負荷時におけるワイヤーチェーフアー１６の内側端
の位置をＡ点とし、タイヤ内圧負荷時におけるフランジ
２４Ａから空気入りタイヤ１０が離れる位置をリム離反
点とし、この点をＢ点とする。このとき、Ｐ−Ａを結ぶ
直線Ｌ１とＰ−Ｂを結ぶ直線Ｌ２とで形成される角度θ
１の範囲を４５度〜５５度とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビード部の耐久性
を向上させるようにワイヤーチェーフアー内側端を配置
した空気入りタイヤに係り、特に建設車両用重荷重ラジ
アルタイヤに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、タイヤのビード部には荷重負
荷時においてリムのフランジへの大きな倒れ込み変形
（図６に点線で示す）及び大きな周方向せん断変形がそ
れぞれ生じていた。特に、建設車両用重荷重ラジアルタ
イヤは内圧に対して加わる荷重が大きいことから、上記
の変形の傾向が強く、結果としてビード部の背面である
プライターンアップ部に大きなせん断歪が生じ、ビード
部の主たる故障原因とされる背面バルジと呼ばれている
セパレーション故障が生じる要因となっていた。

【０００３】これに対して上記の倒れ込み変形及び周方
向せん断変形を抑制して耐セパレーション性を向上させ
る為に、カーカスライン形状の検討や、ビードコア周り
のカーカス外側への補強材（例えばワイヤーチェーフア
ー等）の付加及び位置の検討等がなされ、ビート部の耐
久性に関する問題点は解消されていた。

【０００４】つまり、Ｋ−Ｆａｃｔｏｒを１．４５と
し、２０００年度版ＴＲＡに基づくデザインリム１２４
を使用した従来のタイヤサイズのワイヤーチェーフアー
１１６の内側端は、図６に示す正規内圧時におけるＰ−
Ａを結ぶ直線Ｌ１と水平線Ｙとで形成される角度θ２を
３０±５度の範囲とするように、配置されていた。そし
て、このようにワイヤーチェーフアー１１６の内側端を
配置することにより、ビード部１２２の耐久性はタイヤ
トレッドを完全に使い切るまで保証されるレベルとな
り、問題は生じていなかった。ここで、Ｋ−Ｆａｃｔｏ
ｒとは、タイヤ負荷能力を示す値としてＴＲＡデザイン
ガイドに基づいて規定されたものであり、適宜、Ｋ値と
いう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、建設作業現場で
の一層の生産性向上を目的として、建設車両の大型化に
伴ったタイヤの大型化や、より厳しい負荷でのタイヤの
使用傾向が、顕著となってきている。また、従来のダン
プトラックに適用されるサイズのタイヤはＫ値を１．４
５としているのに対し、約３０％高めてＫ値を１．８５
としたタイヤサイズも新設されている。さらに、このＫ
値を１．８５としたタイヤは、２０００年度版ＴＲＡに
基づくタイヤサイズから求まるリムのフランジハイトに
対して６５％〜７５％のフランジハイトのリムを適用す
ることを特徴としている。

【０００６】しかしながら、Ｋ値を高めると共に低フラ
ンジハイトのリムを適用したタイヤで、ワイヤーチェー
フアー内側端を従来設計法に基づき配置した場合、図６
に示す背面バルジＤ１が発生するだけでなく、ワイヤー
チェーフアー内側端でセパレーションＤ２が発生し、タ
イヤライフが大幅に低下する欠点を有していた。本発明
は上記事実を考慮し、背面バルジの発生とワイヤーチェ
ーフアー内側端でのセパレーションの発生をそれぞれ防
止し得る空気入りタイヤを提供することが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の空気入
りタイヤは、ビードコアを中心としてタイヤ外側に向け
て折返される少なくとも一層のスチールラジアルカーカ
スを有した空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面側から
外面側に向けて巻き上げてスチールラジアルカーカスの
外側に配置される少なくとも一層のワイヤーチェーフア
ーを有し、この空気入りタイヤに適用されるリムのフラ
ンジ半径の中心点をＰ点とし、タイヤ内圧負荷時におけ
るワイヤーチェーフアー内側端位置をＡ点とし、タイヤ
内圧負荷時におけるリム離反点をＢ点としたときに、Ｐ
−Ａを結ぶ直線とＰ−Ｂを結ぶ直線とで形成される角度
θ１の範囲を４５度〜５５度としたことを特徴とする。

【０００８】請求項１に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。この空気入りタイヤは、ビードコアを中
心としてタイヤ外側に向けて折返される少なくとも一層
のスチールラジアルカーカスを有しており、また、タイ
ヤ内面側から外面側に向けて巻き上げてこのスチールラ
ジアルカーカスの外側に配置される少なくとも一層のワ
イヤーチェーフアーを有している。さらに、本請求項で
は、Ｐ−Ａを結ぶ直線とＰ−Ｂを結ぶ直線とで形成され
る角度θ１の範囲が４５度〜５５度とされている。

【０００９】つまり、例えば建設車両用等のタイヤに求
められる基本性能は、完全に磨耗するまでいかに長く走
り続けられるかであるのに対して、ワイヤーチェーフア
ー内側端位置とリム離反点とを相互に近づけて、角度θ
１の値を上記の範囲より小さくすると、ワイヤーチェー
フアー内側端でセパレーションを生じ、タイヤライフが
低下する。逆に角度θ１の値を上記の範囲より大きくす
ると、リムのフランジへの倒れ込み抑制効果が小さくな
り、背面バルジが発生して耐久性が低下してしまう。特
にこれらの傾向は、Ｋ値を高め低フランジハイトのリム
を適用したタイヤにて顕著となる。

【００１０】以上より、角度θ１の範囲を４５度〜５５
度としてワイヤーチェーフアー内側端を最適な位置に配
置することにより、荷重負荷時における空気入りタイヤ
の変形に伴った背面バルジの発生を防止してタイヤライ
フを向上すると共に、ワイヤーチェーフアー内側端での
セパレーションの発生を防止してタイヤライフを向上す
ることが、可能となった。

【００１１】請求項２に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１と同様に作用する
が、さらに、Ｋ値が１．４５とされる構成を有してい
る。つまり、本請求項によれば、Ｋ値を１．４５とした
従来のダンプトラックに適用されるようなサイズのタイ
ヤでも、請求項１の作用効果が発揮されることになる。

【００１２】請求項３に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１と同様に作用する
が、さらに、Ｋ値を１．８０〜２．００の範囲とし、Ｋ
値を１．４５とした空気入りタイヤに適用されるリムの
フランジハイトに対して６５％〜７５％のフランジハイ
トのリムを適用するという構成を有している。従って、
本請求項によれば、Ｋ値を高めて低フランジハイトのリ
ムを適用したタイヤにおいて、ワイヤーチェーフアー内
側端を従来設計法に基づき配置した場合でも、背面バル
ジの発生を防止すると共に、ワイヤーチェーフアー内側
端でのセパレーションの発生を防止して、タイヤライフ
を延ばすことが可能となった。

【００１３】請求項４に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１から請求項３と同
様に作用するが、さらに、ワイヤーチェーフアーがスチ
ール製であるという構成を有している。従って、スチー
ル製であることよりワイヤーチェーフアーの剛性が高ま
って、より確実にカーカスがリムに直接触れないように
なるだけでなく、ビード部をより確実に保護できるのに
伴い、ビード部の耐久性が一層高まることになる。

【００１４】請求項５に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１から請求項４と同
様に作用するが、さらに、ワイヤーチェーフアーを二層
有するという構成を有している。従って、ワイヤーチェ
ーフアーを二層配置したことにより、上記と同様にビー
ド部の耐久性が一層高まることになる。

【００１５】請求項６に係る空気入りタイヤの作用を以
下に説明する。本請求項では請求項１から請求項５と同
様に作用するが、さらに、ワイヤーチェーフアーの外周
側に樹脂製のチェーフアーが配置される構成を有してい
る。従って、ワイヤーチェーフアーの他に樹脂製のチェ
ーフアーを配置したことで、上記と同様にビード部の耐
久性が一層高まることになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る空気入
りタイヤを図１から図４に示し、これらの図に基づき説
明する。本実施の形態の第１実施例に係る空気入りタイ
ヤ１０の骨格を構成するトロイド状のスチールラジアル
カーカスであるカーカス１２が、スチールコードをこの
空気入りタイヤ１０の赤道面に対してほぼ直交する方向
にそれぞれ配列した複数層の部材（図示せず）により、
形成されている。

【００１７】このカーカス１２の両端部近傍には、それ
ぞれリング状にスチールワイヤーが巻かれて図１に示す
断面が六角形状に束ねられたビードコア１４が、それぞ
れ配置されている。これら一対のビードコア１４（図１
に一方のみ示す）にそれぞれカーカス１２の両端部が巻
き付けられて、セクションハイトの４５〜５５％の高さ
にカーカス１２の端部が位置する形で、ビードコア１４
を中心としてタイヤ外側に向けてカーカス１２が折返さ
れている。さらに、このビードコア１４の上部のカーカ
ス１２間の隙間には、硬質ゴム製で先細り形状に形成さ
れた図示しないビードフィラーがそれぞれ埋設されてお
り、また、カーカス１２の外側には、タイヤ内面側から
タイヤ外面側に向けて巻き上げるようにスチールで形成
された一層のワイヤーチェーフアー１６が配置され、そ
の外側をゴム材２０で覆う形とされている。

【００１８】以上より、ビードコア１４周りにカーカス
１２が配置され、このカーカス１２の外側にワイヤーチ
ェーフアー１６が配置された形でビード部２２が形成さ
れることになる。また、カーカス１２が一対のビードコ
ア１４に跨るように配置されることになり、この空気入
りタイヤ１０の頂部となるクラウン部を貫通するように
このカーカス１２がクラウン部内に埋設されている。さ
らに、図示しないものの、このクラウン部には、複数枚
のベルト層及びトレッドが順次重ねられつつ配置されて
いる。そして、図１に示すように、リム２４のドラム部
２４Ｂとこのリム２４の外周側に広がるフランジ２４Ａ
で、空気入りタイヤ１０の下端部となるビード部２２が
支持されることで、この空気入りタイヤ１０はリム２４
に装着されている。

【００１９】一方、この空気入りタイヤ１０に適用され
るリム２４のフランジ２４Ａの先端側は円弧状に形成さ
れており、円弧状に形成されたフランジ２４Ａの円弧の
半径の中心点をＰ点とする。さらに、タイヤ内圧負荷時
におけるワイヤーチェーフアー１６の内側端の位置をＡ
点とし、タイヤ内圧負荷時におけるフランジ２４Ａから
空気入りタイヤ１０が離れる位置をリム離反点とし、こ
の点をＢ点とする。このようにＰ点、Ａ点及びＢ点を配
置したときに、Ｐ−Ａを結ぶ直線Ｌ１とＰ−Ｂを結ぶ直
線Ｌ２とで形成される角度θ１の範囲を５０±５度すな
わち４５度〜５５度とし、Ｐ−Ａを結ぶ直線Ｌ１と水平
線Ｙとで角度θ２が形成される。

【００２０】他方、本実施例の空気入りタイヤ１０は、
Ｋ値を１．８０〜２．００の範囲とし、２０００年度版
ＴＲＡに基づくタイヤサイズから求まるＫ値を１．４５
とした空気入りタイヤに適用されるリムのフランジハイ
トに対して６５％〜７５％のフランジハイトＨのリム２
４を適用した。尚、ここで本実施例の空気入りタイヤ１
０のサイズは、４０００Ｒ５７であり、ＴＲＡに定める
２９．００／６．００のデザインリムに装着した状態
で、内圧７００ＫＰａ時に角度θ１が具体体に５０度と
なっている。

【００２１】次に、本実施例に係る空気入りタイヤ１０
の作用を以下に説明する。この空気入りタイヤ１０は、
ビードコア１４を中心としてタイヤ外側に向けて折返さ
れる少なくとも一層のカーカス１２を有しており、ま
た、タイヤ内面側から外面側に向けて巻き上げてこのカ
ーカス１２の外側に配置されるスチール製で一層のワイ
ヤーチェーフアー１６を有している。さらに、本実施例
では、Ｐ−Ａを結ぶ直線Ｌ１とＰ−Ｂを結ぶ直線Ｌ２と
で形成される角度θ１の範囲が４５度〜５５度とされて
いる。

【００２２】つまり、建設車両用等のタイヤに求められ
る基本性能は、完全に磨耗するまでいかに長く走り続け
られるかであるのに対して、ワイヤーチェーフアー１６
の内側端位置とリム離反点とを相互に近づけて、角度θ
１の値を上記の範囲より小さくすると、ワイヤーチェー
フアー１６の内側端で部材が分離する故障であるセパレ
ーションを生じ、タイヤライフが低下する。逆に角度θ
１の値を上記の範囲より大きくすると、リム２４のフラ
ンジ２４Ａへの倒れ込み抑制効果が小さくなり、背面バ
ルジが発生して耐久性が低下してしまう。

【００２３】以上より、角度θ１の範囲を４５度〜５５
度としてワイヤーチェーフアー１６の内側端を最適な位
置に配置することにより、荷重負荷時における空気入り
タイヤ１０の変形に伴った背面バルジの発生を防止して
タイヤライフを向上すると共に、ワイヤーチェーフアー
１６の内側端でのセパレーションの発生を防止してタイ
ヤライフを向上することが、可能となった。

【００２４】一方、本実施例の空気入りタイヤ１０はＫ
値を１．８０〜２．００の範囲とし、Ｋ値を１．４５と
した空気入りタイヤに適用されるリムのフランジハイト
に対して６５％〜７５％のフランジハイトＨのリム２４
を適用している。従って、Ｋ値を高めて低フランジハイ
トのリム２４を適用したタイヤにおいて、ワイヤーチェ
ーフアー１６の内側端を従来設計法に基づき配置した場
合でも、背面バルジの発生を防止すると共に、ワイヤー
チェーフアー１６の内側端でのセパレーションの発生を
防止して、タイヤライフを延ばすことが可能となった。

【００２５】他方、本実施例では、ワイヤーチェーフア
ー１６がスチール製であることから、ワイヤーチェーフ
アー１６の剛性が高まって、より確実にカーカス１２が
リム２４に直接触れないようになるだけでなく、ビード
部２２をより確実に保護できるのに伴い、ビード部２２
の耐久性が一層高まることになる。

【００２６】次に、本発明の第２実施例に係る空気入り
タイヤを図２に示し、この図に基づき本実施例を説明す
る。尚、第１実施例で説明した部材と同一の部材には同
一の符号を付して、重複した説明を省略する。本実施例
も第１実施例とほぼ同様の構造とされ、第１実施例と同
様の作用効果を有しているが、ビードコア１４の断面が
円形のケーブルビードとされるという相違を有してい
る。さらに、本実施例の空気入りタイヤ１０のサイズは
３７００Ｒ５７であり、ＴＲＡに定める２７．００／
６．００のデザインリムに装着された状態で、内圧７０
０ＫＰａ時において角度θ１が５３度とされている。

【００２７】次に、本発明の第３実施例に係る空気入り
タイヤを図３に示し、この図に基づき本実施例を説明す
る。尚、第１実施例で説明した部材と同一の部材には同
一の符号を付して、重複した説明を省略する。本実施例
も第１実施例とほぼ同様の構造となっているが、本実施
例の空気入りタイヤ１０では、ワイヤーチェーフアー１
６の外周側に樹脂製のチェーフアーであるナイロンチェ
ーフアー１８が２層配置される構造とされている。但
し、ビードコア１４の断面は第１実施例と同様に六角形
の六角ビードに形成されている。

【００２８】従って、第１実施例と同様の作用効果を有
するだけでなく、ワイヤーチェーフアー１６の他にナイ
ロンチェーフアー１８を２層配置したことで、剛性が高
まってより確実にカーカス１２がリム２４に直接触れな
いようになるだけでなく、ビード部２２をより確実に保
護できるのに伴い、ビード部２２の耐久性が一層高まる
ことになる。さらに、本実施例の空気入りタイヤ１０の
サイズは５３／８０Ｒ６３であり、ＴＲＡに定める３
６．００／５．００のデザインリムに装着された状態
で、内圧７００ＫＰａ時において角度θ１が４７度とさ
れている。

【００２９】次に、本発明の第４実施例に係る空気入り
タイヤを図４に示し、この図に基づき本実施例を説明す
る。尚、第１実施例で説明した部材と同一の部材には同
一の符号を付して、重複した説明を省略する。本実施例
も第１実施例とほぼ同様の構造とされ、第１実施例と同
様の作用効果を有しているが、ビードコア１４の断面が
円形のケーブルビードとされるという相違を有してい
る。さらに、本実施例の空気入りタイヤ１０では、ワイ
ヤーチェーフアー１６を二層有する構造とされているの
で、第３実施例と同様にビード部２２の耐久性が一層高
まることになる。また、本実施例の空気入りタイヤ１０
のサイズは５５／８０Ｒ６３であり、ＴＲＡに定める４
４．００／５．００のデザインリムに装着された状態
で、内圧７００ＫＰａ時において角度θ１が４８度とさ
れている。

【００３０】次に、本発明が適用された空気入りタイヤ
１０の効果を確かめるべく、本発明の実施の形態と従来
の空気入りタイヤとに関し、ドラム耐久試験をそれぞれ
行った。そして、このドラム耐久試験の結果を表１及び
図５に示すグラフに表すと共に、以下に説明する。ここ
で４０００Ｒ５７サイズのタイヤを従来例とし、この従
来例とＫ値を高めたタイヤとして５３／８０Ｒ６３サイ
ズのものとをそれぞれドラム耐久試験にて評価し、比較
した。

【００３１】具体的には、両サイズのタイヤとも、第１
実施例の構造で角度θ１を４０度、４５度、５０度、５
５度、６０度としたものを作製し、ビード部に故障が発
生するまで走行させて、その故障に至るまでの走行距離
を比較し耐久指数として表１及び図５に表した。尚この
際、従来設計法でのタイヤの角度θ１を５０度としたと
きの耐久レベルが基準となるように１００として、耐久
指数を算出した。

【００３２】

【表１】

【００３３】ここで、表１の故障Ａはワイヤーチェーフ
アー内側端でセパレーションが発生した場合であり、故
障Ｂは背面バルジが発生した場合であり、故障Ｃはワイ
ヤーチェーフアー内側端でセパレーションが発生すると
共に背面バルジが発生した場合である。尚、上記の耐久
指数はドラム耐久試験より算出したが、このドラム耐久
試験は、正規内圧の状態で１５０％の荷重を加え、ドラ
ム径５ｍのもので速度８ｋｍ／ｈの速さで直進させる形
の試験条件で実施された。また、４０００Ｒ５７サイズ
のタイヤの正規内圧は７００ｋＰａとされ１００％荷重
は６０ｔｏｎであり、５３／８０Ｒ６３サイズのタイヤ
の正規内圧は６００ｋＰａとされ１００％荷重は８３．
２ｔｏｎであった。

【００３４】以上の結果として、図５のグラフに示すよ
うに、角度θ１の値を５０度を境に小さくして行くと、
ワイヤーチェーフアー内側端でセパレーションを生じ、
タイヤライフが低下する。この逆に、角度θ１を５０度
を境に大きくして行くと、リムのフランジへの倒れ込み
抑制効果が小さくなり、背面バルジが発生して耐久性が
低下してしまう。特にこれらの傾向は、Ｋ値を高め低フ
ランジハイトのリムを適用したタイヤにて顕著となる。
また、本発明に対応するＫ値を高めた５３／８０Ｒ６３
サイズのタイヤでは、従来例の最大の耐久指数の値であ
る１００より遙に高い１３０以上の値を確保できる４５
度から５５度の範囲が、有効角度域とされる。

【００３５】尚、本発明の実施の形態において、Ｋ値を
１．８０〜２．００の範囲としたが、従来のダンプトラ
ックに適用されるようなＫ値を１．４５としたサイズの
タイヤでも同様の作用効果が発揮されることになるの
で、Ｋ値の範囲は１．８０〜２．００の範囲には限定さ
れない。

【００３６】

【発明の効果】本発明の空気入りタイヤは上記構成とし
たので、背面バルジの発生とワイヤーチェーフアー内側
端でのセパレーションの発生をそれぞれ防止できるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る空気入りタイヤの要
部を示す断面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る空気入りタイヤの要
部を示す断面図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る空気入りタイヤの要
部を示す断面図である。

【図４】本発明の第４実施例に係る空気入りタイヤの要
部を示す断面図である。

【図５】ドラム耐久試験の結果を表すグラフであって角
度θ１と耐久指数の関係を表すグラフを示す図である。

【図６】従来技術に係る空気入りタイヤの要部を示す断
面図である。

【符号の説明】

１０空気入りタイヤ１２カーカス１４ビードコア１６ワイヤーチェーフアー２２ビード部２４リム２４Ａフランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビードコアを中心としてタイヤ外側に向
けて折返される少なくとも一層のスチールラジアルカー
カスを有した空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面側から外面側に向けて巻き上げてスチールラ
ジアルカーカスの外側に配置される少なくとも一層のワ
イヤーチェーフアーを有し、この空気入りタイヤに適用されるリムのフランジ半径の
中心点をＰ点とし、タイヤ内圧負荷時におけるワイヤー
チェーフアー内側端位置をＡ点とし、タイヤ内圧負荷時
におけるリム離反点をＢ点としたときに、Ｐ−Ａを結ぶ直線とＰ−Ｂを結ぶ直線とで形成される角
度θ１の範囲を４５度〜５５度としたことを特徴とする
空気入りタイヤ。
【請求項２】Ｋ値を１．４５としたことを特徴とする
請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】Ｋ値を１．８０〜２．００の範囲とし、Ｋ値を１．４５とした空気入りタイヤに適用されるリム
のフランジハイトに対して６５％〜７５％のフランジハ
イトのリムを適用したことを特徴とする請求項１に記載
の空気入りタイヤ。
【請求項４】ワイヤーチェーフアーがスチール製であ
ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記
載の空気入りタイヤ。
【請求項５】ワイヤーチェーフアーを二層有したこと
を特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の空
気入りタイヤ。
【請求項６】ワイヤーチェーフアーの外周側に樹脂製
のチェーフアーが配置されたことを特徴とする請求項１
から請求項５の何れかに記載の空気入りタイヤ。