JP2003063217A - 重荷重用チューブレスタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過荷重に対するビード耐久性を高めつつビー
ドベース面でのクラックの発生を抑制する。 【解決手段】ビードコアの偏平率は０．４〜０．５、し
かもビードコアの内径Ｄｃはリム径Ｄｒ以上かつ差Ｄｃ
−Ｄｒを０〜２．０ｍｍの範囲に抑える。ビード部の外
側面は、タイヤ最大巾点からのびる曲率半径Ｒ１の第１
の円弧部と、この円弧部に接点Ｐで内接しかつヒール点
までのびる曲率半径Ｒ２の第２の円弧部とを具える。曲
率半径の比Ｒ１／Ｒ２は１．０〜３．０、ヒール点から
接点Ｐまでの、タイヤ半径方向の距離Ｌｂとタイヤ軸方
向の距離Ｌａとの比Ｌａ／Ｌｂは０．５５〜０．７５で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過荷重に対するビ
ード耐久性を高めつつビードベース面におけるクラック
の発生を抑制した重荷重用チューブレスタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トラック・バス用等の重荷重用チューブ
レスタイヤでは、例えば、図４に示すように、偏平巾広
なビードコアｂを用いて、リムＪに対する着座の安定性
を高めるとともに、ビード部ａに、ビード剛性を高めか
つ補強するスチールコードの補強コード層ｄを設ける構
造が広く採用されている。なお前記補強コード層ｄは、
通常、カーカスｃを介してビードコアｂの周りで折り返
されるＵ字状のものが用いられる。

【０００３】そしてこの種のタイヤでは、規定荷重（例
えばＪＡＴＭＡ等で規定する最大負荷能力）よりも、２
０％以上も重い過荷重状態で使用される場合があり、従
って、かかる使用状態においても充分なビード耐久性を
保持することが強く望まれている。そのために、近年、
コア径Ｄｃをリム径Ｄｒ付近まで減じ、ビードコアｂの
締め付け力をアップしてビード変形をさらに抑制するこ
とが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなビードコアｂの締め付け力のアップは、補強コード
層ｄ下に配されるチェーファゴムｅへの負荷を増加させ
るだけでなく、前記補強コード層ｄとビードベース面ａ
１との間の最短ゴム厚さＴｚの規制となり、ビードベー
ス面ａ１にクラックｆを発生させ易くするという問題を
誘発させる。

【０００５】なお、単純にコア径Ｄｃを大きくして、前
記最短ゴム厚さＴｚを厚く確保すれば前記クラックを防
止できるが、ビードコアｂの締め付け力が低下するた
め、ビード変形が大きくなり、過荷重での耐久性を維持
することができなくなる。

【０００６】そこで本発明者が研究した結果、従来のタ
イヤでは、図５に示すように、加硫成形の影響により、
ビードコア位置Ｘが１７．５〜２１．０ｍｍの範囲で大
きくばら付いており、それに伴って前記最短ゴム厚さＴ
ｚのばら付きも増大する。そして、このばら付きによ
り、前記最短ゴム厚さＴｚが１．８ｍｍを下回ったと
き、前記クラックｆが発生し易くなることを究明し得
た。なお前記ビードコア位置Ｘは、ビードコアｂの半径
方向内縁点ｂ１のビードヒール点Ｐｈからのタイヤ軸方
向距離として定義したものである。

【０００７】本発明は、ビード部の外側面を所定の輪郭
形状に規定することを基本として、加硫成形時のビード
コア位置のばら付き、即ち前記最短ゴム厚さＴｚのばら
付きを低く抑えることができ、過荷重に対するビード耐
久性を高めつつビードベース面でのクラックの発生を抑
制しうる重荷重用チューブレスタイヤの提供を目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォ
ール部をへてビード部のビードコアに至る本体部に該ビ
ードコアの周りで折り返される折返し部を設けたカーカ
スを具え、かつ１５°テーパリムのリム面にタイヤのビ
ードベース面が装着される重荷重用チューブレスタイヤ
であって、前記ビードコアは、コア幅Ｗｃとコア高さＨ
ｃとの比Ｈｃ／Ｗｃであるコア偏平率が０．４〜０．
５、しかも前記ビードコアの内径Ｄｃは前記１５°テー
パリムのリム径Ｄｒ以上かつ差Ｄｃ−Ｄｒを０〜２．０
ｍｍの範囲に抑えるとともに、タイヤをリムに装着する
ことなく両側のビード部のヒール点間の距離をリムのリ
ム巾としたときのタイヤの子午断面において、前記ビー
ド部の外側面は、タイヤ最大巾点からのびる曲率半径Ｒ
１の外膨らみの第１の円弧部と、この第１の円弧部に接
点Ｐで内接しかつ前記ヒール点までのびる曲率半径Ｒ２
の第２の円弧部とを具え、しかも前記曲率半径の比Ｒ１
／Ｒ２は１．０〜３．０の範囲、かつ前記ヒール点から
前記接点Ｐまでのタイヤ半径方向の距離Ｌｂと、前記ヒ
ール点から前記接点Ｐまでのタイヤ軸方向の距離Ｌａと
の比Ｌａ／Ｌｂは０．５５〜０．７５であることを特徴
としている。

【０００９】又請求項２の発明では、前記ビード部は、
前記カーカスを介してビードコアの周りでＵ字に折返さ
れる補強コード層を具えるとともに、この補強コード層
と前記ビードベース面との間の最短ゴム厚さＴｚは、
１．８ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする
請求項１に記載の重荷重用チューブレスタイヤ。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図示例とともに説明する。図１は、本発明の重荷重用チ
ューブレスタイヤの子午断面を示している。

【００１１】図１において、重荷重用チューブレスタイ
ヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２からサイ
ドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る
カーカス６と、トレッド部２の内方かつカーカス６の半
径方向外側に配されるベルト層７とを具える。

【００１２】なお前記ベルト層７は、通常３、４枚のベ
ルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、
スチールコードのベルトコードをタイヤ周方向に対して
例えば６０±１０°程度の角度で配列した半径方向最内
のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して３０°以
下の小角度で配列したベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄと
の４層構造を有するものを例示しており、ベルトコード
がプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けるこ
とにより、ベルト剛性を高めトレッド部２を補強してい
る。

【００１３】又前記カーカス６は、カーカスコードをタ
イヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した１枚
以上のカーカスプライからなり、本例ではカーカスコー
ドにスチールコードを用いた１枚のカーカスプライ６Ａ
からなる場合を例示している。このカーカスプライ６Ａ
は、ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端
に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外
側に折返すプライ折返し部６ｂを具える。

【００１４】なおプライ折返し部６ｂの外端のビードベ
ースラインＢＬからの半径方向高さｈ１は、例えばタイ
ヤ断面高さＨの１０〜３０％に設定されるのが好まし
く、１０％よりも小であると、ビード部４の曲げ剛性が
低下する傾向があり、逆に３０％を越えると、プライ折
返し部６ｂの外端が、屈曲の激しいタイヤ最大巾点Ｍに
近づくためコードルースなどを起こしやすくする。なお
前記ビードベースラインＢＬとは、ビード部４のヒール
点Ｐｈを通るタイヤ軸方向線を意味する。

【００１５】又前記プライ本体部６ａとプライ折返し部
６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方に向か
って先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配され
るとともに、前記ビード部４には、カーカスプライ６Ａ
を包むように、ビードコア５の周りをカーカス６を介し
てＵ字に折り返す補強コード層９が設けられる。

【００１６】この補強コード層９は、図２に示すよう
に、前記プライ折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側をタイ
ヤ半径方向外方にのびる外の立ち上げ部９ｂと、プライ
本体部６ａのタイヤ軸方向内側をタイヤ半径方向外方に
のびる内の立ち上げ部９ａとを一体に具えた断面略Ｕ字
状をなし、本例では、１枚のスチールコードのプライか
らなるものを例示している。

【００１７】ここで、前記内の立ち上げ部９ａのビード
ベースラインＢＬからの高さｈ３を、外の立ち上げ部９
ｂのビードベースラインＢＬからの高さｈ２よりも大
（ｈ３＞ｈ２）に設定し、しかもその差ｈ３−ｈ２を、
タイヤ断面高さＨの０．０３倍〜０．１７倍の範囲に規
制するのが望ましい。この時、外の立ち上げ部９ｂの前
記高さｈ２は、プライ折返し部６ｂの前記高さｈ１より
小である。

【００１８】なお、前記差ｈ３−ｈ２が０．０３×Ｈ未
満では、ビード部４の曲げ剛性が不足傾向となり、ビー
ド耐久性の向上効果が充分に見込めなくなる。逆に０．
１７×Ｈを越えると、内の立ち上げ部９ａの外端が、屈
曲の激しいタイヤ最大巾点Ｍに近づくためコードルース
が起こりやすくなる。

【００１９】このように補強コード層９は、ビード部４
の曲げ剛性を大幅に高め、かつ過荷重走行において、プ
ライ折返し部６ｂに作用する圧縮応力及びプライ本体部
６ａに作用する引張応力を緩和してビード部４の耐久性
を向上させる。

【００２０】次に、前記ビードコア５は、その断面形状
が、コア幅Ｗｃとコア高さＨｃとの比Ｈｃ／Ｗｃである
コア偏平率を０．４〜０．５とした横長偏平の六角形状
をなし、その半径方向内辺がビードベース面ＳＡに沿っ
て傾斜することによって、リムに対する着座の安定性を
高めている。

【００２１】なおコア偏平率が０．５を越えると、ビー
ドコア５の安定性が不足し、過荷重走行においてビード
部が動きやすくなるなど、ビード耐久性が損なわれる。
逆にコア偏平率が０．４より小さい、即ち巾広となる
と、カーカスプライ６Ａのビードコア５からの半径方向
への突出量ｇが増大するため、前記補強コード層９とビ
ードベース面ＳＡとの間の最短ゴム厚さＴｚが実質的に
低下する。その結果、ビードベース面ＳＡでクラックが
発生し易くなる。又ビードベース面ＳＡ自体の巾広化を
招くため、リム組みしにくくなり、かつリム組時の損傷
も発生しやすくなる。

【００２２】次に本実施形態では、前記過荷重における
ビード耐久性を確保するため、前記ビードコア５の内径
Ｄｃを、１５°テーパリムＪのリム径Ｄｒ以上（Ｄｃ≧
Ｄｒ）ではあるがその差Ｄｃ−Ｄｒを０〜２．０ｍｍの
範囲に抑え、ビードコア５による締め付け力をアップし
ている。なお差が２．０ｍｍを越えると、締め付け力が
不足し、ビード変形が大きくなって耐久性が損なわれ
る。逆に０ｍｍより小、即ちＤｃ＜Ｄｒでは、内径Ｄｃ
が小さすぎて前記最短ゴム厚さＴｚが不足し、クラック
が発生し易くなる。

【００２３】さらに本実施形態では、加硫成形時のビー
ドコア位置Ｘのばら付きを抑え、前記最短ゴム厚さＴｚ
を高精度で安定して確保するために、以下の〜の構
造を有するに特徴がある。

【００２４】即ち、タイヤ１をリムＪに装着することな
くヒール点Ｐｈ、Ｐｈの間の距離ＷＢ（ビード巾ＷＢと
いう場合がある）をリムＪのリム巾Ｗｒとした状態Ｙの
ときのタイヤ子午断面（図１〜３に示す）において、 ビード部４の外側面ＳＢが、タイヤ最大巾点Ｍから
のびる曲率半径Ｒ１の外膨らみの第１の円弧部ＳＢ１
と、この第１の円弧部ＳＢ１に接点Ｐで内接しかつ前記
ヒール点Ｐｈまでのびる曲率半径Ｒ２の第２の円弧部Ｓ
Ｂ２とを具える； 前記曲率半径の比Ｒ１／Ｒ２が、１．０〜３．０の
範囲である； 前記ヒール点Ｐｈから前記接点Ｐまでのタイヤ半径
方向の距離Ｌｂと、前記ヒール点Ｐｈから前記接点Ｐま
でのタイヤ軸方向の距離Ｌａとの比Ｌａ／Ｌｂが、０．
５５〜０．７５の範囲である； ことが必要である。なお前記状態Ｙでのタイヤ形状は、
加硫金型内でのタイヤ形状と略一致するものである。

【００２５】ここで、従来的なタイヤでは、前記図４の
如く、ヒール点Ｐｈの近傍に、リムフランジに沿う凹円
弧状の凹部ｍを設けている。この凹部ｍは加硫成形時、
金型の凸部が押し入ることにより形成されるものである
が、そのときの押し圧力、及びそれに伴うゴム流れによ
って、ビードコアｂに不均一な外力が作用し、ビードコ
ア位置Ｘをばら付かせていた。これに対して、本実施形
態では、前記外側面ＳＢは、凹部ｍのない滑らかな曲線
状をなすため、外力が均一化しビードコア位置Ｘが安定
する。

【００２６】又前記凹部ｍがない場合にも、第２の円弧
部ＳＢ２が外側に倒れ込んだ形状（寝た形状）の場合に
は、加硫成型時、ビードコア５がタイヤ軸方向に移動し
やすくなるなど、ビードコア位置Ｘが不安定となってば
ら付きが生じることが判明した。これは加硫時に生カバ
ーが安定せず偏心した状態になりやすいことが原因と考
えられる。

【００２７】従って、本実施形態では、前記、の如
く、曲率半径の比Ｒ１／Ｒ２を１．０〜３．０の範囲、
かつ距離の比Ｌａ／Ｌｂを０．５５〜０．７５の範囲に
規制し、これにより、加硫成型時におけるビードコア５
のタイヤ軸方向への変動を抑え、前記最短ゴム厚さＴｚ
を高精度で安定して確保している。

【００２８】なお前記比Ｒ１／Ｒ２が３．０より大、及
び比Ｌａ／Ｌｂが０．７５より大では、第２の円弧部Ｓ
Ｂ２の倒れ込みが大きすぎ、ビードコア位置Ｘが不安定
となってばら付きが大きくなる。逆に前記比Ｒ１／Ｒ２
が１．０より小、及び比Ｌａ／Ｌｂが０．５５より小で
は、第２の円弧部ＳＢ２が立ちすぎ、ビードコア位置Ｘ
は安定化するが、ビード変形が大きくなり、過荷重時の
耐久性を確保することができなくなる。

【００２９】このように、最短ゴム厚さＴｚをばら付き
なく安定して確保できるため、最短ゴム厚さＴｚを、図
５に示すように、１．８〜３．０ｍｍの範囲に規制する
ことが可能となり、クラックの発生を抑制できる。な
お、発明者の調査の結果、最短ゴム厚さＴｚが１．８ｍ
ｍ以上であれば、過荷重状態においても、クラックの発
生が回避できることが判明している。また前記最短ゴム
厚さＴｚを３．０ｍｍより大に設定することは、前記ビ
ードコア５の偏平率が０．４〜０．５である点、及びビ
ードコア５の内径Ｄｃがリム径Ｄｒ以下である点から判
断して実質的に難しいものである。

【００３０】なお図２中の符号１０は、ビード部４の外
皮をなすリムずれ防止用のチェーファゴムであって、ゴ
ム硬度（デュロメータＡ硬さ）が７５〜８５度の硬質ゴ
ムが使用される。このチェーファゴム１０は、ビードベ
ース面ＳＡをなす基部１０Ａと、外側面ＳＢをなし半径
方向外方に立上がる立片部１０Ｂとを一体に具え、少な
くともリムとの接触領域で露出することにより、摩耗強
度を高めリムずれによる損傷を防止しうる。

【００３１】又前記「ビードベース面ＳＡ」とは、１５
°の角度で傾くリム面と着座するビード部４の底面であ
って、前記ヒール点Ｐｈからトウ点Ｐｔに至る領域で定
義される。本例では、このビードベース面ＳＡは、ビー
ドベースラインＢＬに対して２２〜２６°の角度θ（例
えば約２４度）で傾斜する、実質的に折曲がりのない直
線状の斜面からなる。これによって、必要なエアーイン
性能を確保しながら、トウ点Ｐｔにおける内径を大きく
でき、リムフランジへの乗り越し性を高めると同時にト
ウ欠けの発生を抑制できる。

【００３２】以上、本発明の特に好ましい実施形態につ
いて詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定される
ことなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【００３３】

【実施例】図１に示す構造のタイヤ（サイズ３１５／８
０Ｒ２２．５）を、表１の仕様に基づき試作するととも
に、各試供タイヤのビード耐久性、及び最短ゴム厚さＴ
ｚを測定し互いに比較した。表１以外の仕様は、各タイ
ヤとも実質的に同じである。

【００３４】（１）ビード耐久性;ドラム試験機を用
い、試供タイヤを、リム（９．００×２２．５）、内圧
（８５０ｋＰａ）、速度（２０ｋｍ／ｈ）、荷重（７
８．３６ｋＮ）の条件にて、ビード部に損傷が発生する
までの走行時間を測定し、比較例１を９２とした指数で
評価した。値が大きいほど優れている。なお規定荷重内
での使用ならば７０以上あればよい。

【００３５】（２）最短ゴム厚さＴｚ;各２本の試供タ
イヤに対し、ＣＴスキャンを用いて、左右のビード部の
断面映像を、タイヤ周方向に等間隔でそれぞれ８箇所づ
つ撮影した。そして、画像上で、コア下での最短ゴム厚
さＴｚを測定し、そのときのばら付きを比較した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】叙上の如く本発明は構成しているため、
加硫成形時のビードコア位置のばら付き、即ち前記最短
ゴム厚さのばら付きを低く抑えることができ、過荷重に
対するビード耐久性を高めつつビードベース面でのクラ
ックの発生を抑制しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重荷重用チューブレスタイヤの一実施
例を示す断面図である。

【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。

【図３】ビード部の輪郭形状を示す線図である。

【図４】従来のビード構造を説明する断面図である。

【図５】従来構造のビード部のビードコア位置のばら付
きを説明する線図である。

【符号の説明】 ２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ６ａ 本体部 ６ｂ 折返し部 ９ 補強コード層 Ｍ タイヤ最大巾点 Ｐｈ ヒール点 ＳＡ ビードベース面 ＳＢ ビード部の外側面 ＳＢ１ 第１の円弧部 ＳＢ２ 第２の円弧部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
   ード部のビードコアに至る本体部に該ビードコアの周り
   で折り返される折返し部を設けたカーカスを具え、かつ
   １５°テーパリムのリム面にタイヤのビードベース面が
   装着される重荷重用チューブレスタイヤであって、 前記ビードコアは、コア幅Ｗｃとコア高さＨｃとの比Ｈ
   ｃ／Ｗｃであるコア偏平率が０．４〜０．５、しかも前
   記ビードコアの内径Ｄｃは前記１５°テーパリムのリム
   径Ｄｒ以上かつ差Ｄｃ−Ｄｒを０〜２．０ｍｍの範囲に
   抑えるとともに、 タイヤをリムに装着することなく両側のビード部のヒー
   ル点間の距離をリムのリム巾としたときのタイヤの子午
   断面において、 前記ビード部の外側面は、タイヤ最大巾点からのびる曲
   率半径Ｒ１の外膨らみの第１の円弧部と、この第１の円
   弧部に接点Ｐで内接しかつ前記ヒール点までのびる曲率
   半径Ｒ２の第２の円弧部とを具え、しかも前記曲率半径
   の比Ｒ１／Ｒ２は１．０〜３．０の範囲、かつ前記ヒー
   ル点から前記接点Ｐまでのタイヤ半径方向の距離Ｌｂ
   と、前記ヒール点から前記接点Ｐまでのタイヤ軸方向の
   距離Ｌａとの比Ｌａ／Ｌｂは０．５５〜０．７５である
   ことを特徴とする重荷重用チューブレスタイヤ。
2. 【請求項２】前記ビード部は、前記カーカスを介してビ
   ードコアの廻りでＵ字に折返される補強コード層を具え
   るとともに、この補強コード層と前記ビードベース面と
   の間の最短ゴム厚さＴｚは、１．８ｍｍ〜３．０ｍｍの
   範囲であることを特徴とする請求項１に記載の重荷重用
   チューブレスタイヤ。