JP2003136922A - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビード部の耐久性を向上する。 【解決手段】 トロイド状のカーカス６とベルト層とを
具える。正規リムにＪリム組みしかつ正規内圧を充填し
しかも無負荷である正規状態において、ビードベースラ
インＢＬとビード部４とが交わるヒール点Ｐ１からビー
ドトウ端Ｐｔまでのタイヤ軸方向の長さであるビードベ
ース幅ＢＬと、ビードコアの断面最大巾ＢＷとの比（Ｂ
Ｌ／ＢＷ）を１．３〜１．６とする。ビードベースライ
ンＢＬからタイヤ半径方向外側に正規リムＪのリム径Ｄ
の３．５％以上かつ６．０％以下のビード内方領域Ａに
おいて、ビードベースラインＢＬからビード部４の外表
面上の点Ｐ２までのタイヤ半径方向の長さＬｙと、前記
外表面上の点Ｐ２と前記ヒール点Ｐ１とのタイヤ軸方向
の距離Ｌｘとの比（Ｌｘ／Ｌｙ）で表されるビード倒れ
込み係数を０．５５〜０．７５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、ビード底面でのク
ラック等を防止してビード部の耐久性を向上しうる重荷
重用ラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図６に
示すように、トラック、バス等の重車両に用いられる重
荷重用ラジアルタイヤｔは、ビードコアｃの回りで折り
返されたカーカスプライｄ１からなるカーカスｄを具え
ている。またカーカスプライｄ１の外側には、例えば補
強プライｅ１からなる補強コード層ｅが配され、ビード
部の曲げ剛性などを高めたものが一般的である。このよ
うな重荷重用ラジアルタイヤは、高荷重、高内圧で使用
されるため、走行に伴なって大きな負荷変形が繰り返し
作用するビード部に損傷が生じやすい。

【０００３】ビード部の損傷の大部分は、カーカスプラ
イｄ１又は補強コードプライｅ１でのルース、ビード底
面ｆでのクラック（亀裂）等である。発明者らは、この
種の損傷が生じたタイヤを解体調査したところ、ビード
コアｃのタイヤ半径方向内側の厚さＷ２と、ビードコア
のタイヤ軸方向内側部分の厚さＷ１とが大きく影響して
いることを突き止めた。そして、これらの各厚さは、主
としてビードベース幅とビードコアの断面最大巾との
比、及びビード部のタイヤ軸方向への倒れ込みの指標と
なるビード倒れ込み係数を一定範囲に限定することによ
り、最適化しうることを突き止め本発明を完成させるに
至った。

【０００４】以上のように本発明は、ビード部の耐久性
を向上しうる重荷重用ラジアルタイヤを提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項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トロ
イド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外
側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具える
重荷重用ラジアルタイヤであって、正規リムにリム組み
しかつ正規内圧を充填ししかも無負荷である正規状態に
おいて、ビードベースラインとビード部とがヒール側で
交わるヒール点Ｐ１からビードトウ端Ｐｔまでのタイヤ
軸方向長さであるビードベース幅ＢＬと、前記ビードコ
アの断面最大巾ＢＷとの比（ＢＬ／ＢＷ）が１．３〜
１．６であり、前記ビードベースラインからビード部の
外表面上の点Ｐ２までのタイヤ半径方向の長さＬｙと、
前記外表面上の点Ｐ２と前記ヒール点Ｐ１とのタイヤ軸
方向の距離Ｌｘとの比（Ｌｘ／Ｌｙ）で表されるビード
倒れ込み係数が、前記ビードベースラインからタイヤ半
径方向外側に正規リムのリム径の３．５％以上かつ６．
０％以下のビード内方領域において０．５５〜０．７５
であることを特徴としている。

【０００６】また本明細書において「正規リム」とは、
タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当
該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭ
Ａであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、
或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。ま
た、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含
む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空
気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡで
あれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATIO
N PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "I
NFLATION PRESSURE" とする。

【０００７】また請求項２記載の発明は、前記ビード部
は、前記折返し部の外端のビードベースラインからの高
さがタイヤ断面高さの１０〜３５％であり、かつ前記カ
ーカスの外側にスチールコードからなる補強コード層が
設けられてなる請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤ
である。

【０００８】また請求項３記載の発明は、前記ビード部
は、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最も内側の端部か
らタイヤ内腔面までのカーカスプライを除いたビードコ
アの前記断面最大巾方向に沿った厚さが１．７〜６．０
mmであることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重
用ラジアルタイヤである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づき説明する。図１は、１５°深底リムである正
規リムＪと、この正規リムＪにリム組しかつ正規内圧を
充填ししかも無負荷とした正規状態における重荷重用ラ
ジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがあ
る。）１との組立体の断面図、図２はそのビード部の部
分拡大図であり、本例ではトラック、バスなどに使用さ
れるチューブレスタイプの重荷重用ラジアルタイヤを例
示している。図において、タイヤ１は、トレッド部２
と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサ
イドウォール部３と、各サイドウオール部３の内方端に
位置するビード部４とを具える。又タイヤ１には、前記
ビード部４、４間を跨るトロイド状のカーカス６と、こ
のカーカス６の外側かつトレッド部２の内方に位置する
ベルト層７とが配される。

【００１０】前記カーカス６は、前記トレッド部２から
サイドウオール部３をへてビード部４のビードコア５に
至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なり前記ビード
コア５の廻りを本例ではタイヤ軸方向内側から外側に向
けて折り返される折返し部６ｂとを有する１枚のカーカ
スプライ６Ａから構成されている。カーカスプライ６Ａ
は、本例ではスチールコードからなるカーカスコードを
タイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０°の角度範囲で傾けて
配列されている。なおカーカスコードには、必要により
ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド
等の有機繊維コードなども使用できる。

【００１１】前記折返し部６ｂは、その外端６ｂｅのビ
ードベースラインＢＬからの高さｈ１が例えばタイヤ断
面高さＨの１０〜３５％、より好ましくは１５〜２８％
程度に設定される。この折返し部の高さｈ１が小さすぎ
ると、ビード部４の曲げ剛性が不足し走行に伴う大きな
変形によってビード部の発熱、ゴム剥離等が生じやすく
なり、逆に前記高さが大きすぎても前記外端６ｂｅが屈
曲の大きなサイドウォール部３に接近しルース等が生じ
やすくなる。なお「ビードベースライン」とは、前記Ｊ
ＡＴＭＡ等の規格で定められるリム径を通るタイヤ軸方
向線とする。

【００１２】前記ベルト層７は、本例では４枚のベルト
プライ７Ａ〜７Ｃからなり、本例では、ベルトコードを
タイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度の角度
で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃに
対して３０°以下の小角度で傾けたベルトプライ７Ｂ、
７Ｃ及び７Ｄとを、前記ベルトコードがプライ間で互い
に交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせた４層構
造をなす。ベルトコードには、スチールコードが採用さ
れるが、必要によりレーヨン、ナイロン、芳香族ポリア
ミド等の有機繊維コードも用いうる。

【００１３】又前記ビード部４には、前記本体部６ａと
折返し部６ｂとの間を通って前記ビードコア５からタイ
ヤ半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴ
ム８が設けられる他、カーカス６の外側にスチールコー
ドからなる補強コード層９が配されている。

【００１４】前記ビードコア５は、図２に拡大して示す
ように、断面略六角形状に形成したものを示す。このビ
ードコアは、例えばスチール製のワイヤを所定回数螺旋
巻きすることによりその外輪郭像が実質的に前記断面に
形成される。またビードコア５は、そのタイヤ半径方向
内側を向く内向き面５ａがタイヤ軸方向線に対して１０
〜１７°、本例では約１５°であって、リムＪのリムシ
ートＪ１の傾斜に実質的に平行となっている。なお、ビ
ードコア５には、スチールの他、芳香族ポリアミドのワ
イヤ素材なども採用しうる。

【００１５】前記補強コード層９は、本実施形態では１
枚のスチールコードプライ９Ａからなる。該スチールコ
ードプライ９Ａは、ビードコア５のタイヤ半径方向内側
をビード底面４ａに沿ってのびる基部９ａに、前記折返
し部６ｂのタイヤ軸方向外側をタイヤ半径方向内外にの
びる外の立上げ部９ｂを一体に設けた断面略逆Ｌ字状の
ものが例示される。また本例の外の立上げ部９ｂは、前
記折返し部６ｂよりも小高さで終端しているものを示
す。スチールコードプライ９Ａは、例えばタイヤ半径方
向に対して２５〜６５°程度の角度で傾けて配されてい
る。

【００１６】図３には、タイヤ１のリム組み前のビード
部４を示す。本例のタイヤ１は、ビード底面４ａが実質
的に直線状をなすとともに、タイヤ軸方向線Ｎに対して
略２０〜３０゜程度の角度θ１で傾斜している。またビ
ードコア５の内向き面５ａは、タイヤ軸方向線Ｎに対し
て１５〜２５°程度の角度θ２で傾いている。そして、
前記角度θ１とθ２との差が８〜１２°程度の角度βと
なる。前記角度θ１は、リムＪのリムシート面Ｊ１の傾
斜角（本例では１５゜）よりも大であるため、リム組み
時にはビード部４をビードコアを中心としてタイヤ軸方
向外側に回転させる向きの反力を生じさせる。またビー
ド底面４ａを実質的に直線状で形成することにより、リ
ム組み時にビードトウ端Ｐｔに局部的に大きな圧縮応力
が作用することを防止でき、ビードトウ端Ｐｔ付近のゴ
ムが欠損するいわゆる「トウ欠け」といったビード損傷
を防止するのに役立つ。

【００１７】本発明のタイヤ１は、図２に示すように、
正規状態において、ビードベースラインＢＬとビード部
４とがヒール側で交わるヒール点Ｐ１からビードトウ端
Ｐｔまでのタイヤ軸方向の長さであるビードベース幅Ｂ
Ｌと、前記ビードコア５の断面最大巾ＢＷとの比（ＢＬ
／ＢＷ）が１．３〜１．６に設定される。

【００１８】発明者らは、この比（ＢＬ／ＢＷ）を種々
変化させて実験を行った。図４には、横軸に前記比（Ｂ
Ｌ／ＢＷ）、縦軸にビード耐久性をとったグラフを示し
ている。タイヤサイズは２５５／７０Ｒ２２．５で実験
を行っており、ビード耐久性能は正規荷重の１．５倍の
荷重を負荷してドラム耐久試験の結果である。この図か
ら明らかなように、前記比（ＢＬ／ＢＷ）が１．３を下
回る場合及び１．６を超える場合には、いずれも耐久性
が急激に悪化する。

【００１９】前記比（ＢＬ／ＢＷ）が１．３未満のタイ
ヤでは、ビードベース幅ＢＬがビードコアの断面最大巾
ＢＷに相対して小さくなり、ビードコア５のタイヤ軸方
向の最も内側の端部５ｉからタイヤ内腔面ｉまでのカー
カスプライ６Ａを除いたビードコアの前記断面最大巾方
向に沿った厚さＷ１が薄くなる傾向がある。そして、こ
のようにビードコア５のタイヤ軸方向内側の前記厚さＷ
１が小になると、カーカスプライ６Ａなどの接着力が不
足しこの部分を起点としてカーカスプライ６Ａ等のルー
スが生じやすくなると考えられる。

【００２０】他方、前記比（ＢＬ／ＢＷ）が１．６を超
えるタイヤでは、ビードベース幅ＢＬをビードコアの断
面最大巾ＢＷに相対して大きく確保しうるが、ビードコ
ア周囲のゴムのボリュームが増す。このようなタイヤで
は加硫中にビードコア付近のゴム流れが大きくなり、ビ
ードコア５がヒール点Ｐ１側へ位置ずれし易い。そし
て、ビードコア５のヒール側の内側のコア下ゲージＷ２
（図６に示す）を小とする傾向がある。

【００２１】これに対して、本発明では、上述のように
比（ＢＬ／ＢＷ）を１．３〜１．６、より好ましくは
１．４〜１．５、さらに好ましくは１．４６〜１．４９
という適切な範囲に限定することによってビードコア５
のタイヤ軸方向位置を安定化を図りしかもビードコア５
のタイヤ軸方向内側の前記厚さＷ１の過度の薄肉化を防
止するのに有効となる。特に好ましくは、前記正規状態
において、前記厚さＷ１を１．７〜６．０mm、より好ま
しくは２．５〜５．５mmとするのが望ましい。

【００２２】また本発明のタイヤ１は、ビードベースラ
インＢＬからタイヤ半径方向外側に正規リムのリム径Ｄ
の３．５％以上かつ６．０％以下のビード内方領域Ａに
おいて、ビードベースラインＢＬからビード部４の外表
面上の点Ｐ２までのタイヤ半径方向の長さＬｙと、前記
外表面上の点Ｐ２と前記ヒール点Ｐ１とのタイヤ軸方向
の距離Ｌｘとの比（Ｌｘ／Ｌｙ）で表されるビード倒れ
込み係数を０．５５〜０．７５に限定する。

【００２３】発明者らは、損傷が生じたタイヤを解体し
て種々調査したところ、ビードコアのタイヤ半径方向内
側のゴム厚さがタイヤ周方向でばらついていること、そ
してこのゴム厚さが薄いところを中心としてビード底面
に達する亀裂が生じていることが判った。このようなビ
ードコア５のタイヤ半径方向内側のゴム厚さのバラツキ
は、主として、加硫中に生タイヤのビード部を支持する
ビードリングに対してビード部の入り具合が不安定にな
っていることが原因と考えられる。

【００２４】さらに、種々の実験の結果、前記ビード倒
れ込み係数が過大であると、ビード部がタイヤ軸方向外
側に倒れ込む（寝る）傾向が大となることが判明した。
このようなタイヤ１は、タイヤの内圧充填形状に近づく
ため耐久性には有利となるが、ビードコアの位置がヒー
ル側に位置し易い傾向がある。この理由は、加硫中、タ
イヤ内腔面側を押圧するブラダーがビード部に関しては
トウ側から半径方向外方に徐々に作用するため、圧力の
作用するタイムラグが影響していると考えられる。

【００２５】逆に、前記ビード倒れ込み係数が過小であ
ると、ビード部が立ってくる傾向が大となる。そして、
このようなタイヤ１は、上記とは逆にビードコアの位置
を安定させうるが、その反面、内圧充填形状との差が大
きくなるため耐久性には不利となる。

【００２６】また前記ビード内方領域Ａは、ビードベー
スラインＢＬからタイヤ半径方向外側に正規リムのリム
径Ｄの３．５％以上かつ６．０％以下の領域として定め
られる。規格により深底リムのリムフランジＪ２のビー
ドベースラインＢＬからの高さは約１３mmで一定であ
り、この高さは１７．５インチから２２．５インチのリ
ム径に対して約２．２〜３．０％となる。従って、規格
全サイズについて、リムフランジに拘束されることなく
ビード部の変形可能領域の下限値として、ビードベース
ラインＢＬからリム径の３．５％以上を定める。

【００２７】またビード内方領域の上限値として、ビー
ドベースラインＢＬからリム径の６％を設定したのは、
この部分の形状を規制することが耐久性能の向上に有利
となるためである。

【００２８】また前記比（Ｌｘ／Ｌｙ）が０．５５〜
０．７５は、前記ビード内方領域Ａの全範囲で満たされ
る必要がある。即ち、タイヤ半径方向の長さＬｙをリム
径の３．５％〜６．０％まで連続的に変化させたときの
各位置での前記比（Ｌｘ／Ｌｙ）が０．５５〜０．７５
を充足することが必要である。これにより、ビード部４
の倒れ込み度合いを最適化し、ビードコア５の位置の安
定化をなし、特にビード底面でのクラックの発生などを
効果的に抑制してビード部の耐久性を向上しうる。

【００２９】特に好ましくは、コア下ゲージＷ２を１．
８mm以上とすることが望ましい。なおコア下ケージＷ２
は、図２に示す補強コード層９の内面からビード底面４
ａまでの最も薄い部分の厚さとする。前記コア下ゲージ
が、１．８mm未満になると、ビード底面でのクラックが
生じやすくなるため好ましくない。より好ましくはコア
下ゲージを２．０mm以上、さらに好ましくは２．３〜
３．０mmとするのが望ましい。

【００３０】図５には、本発明の他の実施形態を示して
いる。本例では補強コード層９の形状が前記実施形態と
異なっており、他の部分については実質的に同一の構成
を具えている。本例の補強コード層９は、１枚のスチー
ルコードプライ９Ａからなり、ビードコア５のタイヤ半
径方向内側をのびる基部９ａと、前記折返し部６ｂのタ
イヤ軸方向外側をタイヤ半径方向内外にのびる外の立上
げ部９ｂと、前記本体部６ａのタイヤ軸方向内側をタイ
ヤ半径方向内外にのびる内の立上げ部９ｂとを一体に具
える断面略Ｕ字状のものが例示される。外の立上げ部９
ｂは、前記折返し部６ｂよりも小高さで終端しているも
のを示す。

【００３１】このような形態においては、内の立上げ部
９ｃｅにおいてルース等の損傷が生じ易いため、該外端
９ｃｅからタイヤ内腔面ｉまでの厚さＷ３を１．３mm以
上、より好ましくは３．０〜６．０mmとすることが望ま
しい。

【００３２】

【実施例】表１の仕様に基づき重荷重用ラジアルタイヤ
を試作するとともに、各種のテストを行って本発明の効
果を確認した。なお各部の寸法値は、正規状態におい
て、タイヤ、リム組立体をＣＴスキャンで撮影して求め
た。テスト方法は次の通りである。

【００３３】１）リム組み性 機械組み、レバーによる手組みをそれぞれ行い、組み易
さを基準として○、×で評価した。

【００３４】２）ビードトウ部のゴムのしみ出し ビードトウ部において、ゴムのしみ出しの有無を目視に
より観察した。しみ出しがあるものはトウ欠けが生じ易
く好ましくない。

【００３５】３）ビード耐久性 テストタイヤを正規リムに装着しかつ正規内圧を加え、
速度２０km／ｈ、規格荷重の２３５％の縦荷重でドラム
上を走行させ、損傷するまでの走行時間を測定するとと
もに、比較例１、比較例３の走行時間をそれぞれ１００
とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】テストの結果、実施例のものは、比較例に
比べて耐久性を向上していることが確認でき、またリム
組み性、エアイン性能についても良好である。

【００３８】

【発明の効果】上述したように、本発明の重荷重用ラジ
アルタイヤは、ビードベース幅ＢＬとビードコアの断面
最大巾ＢＷとの比（ＢＬ／ＢＷ）、及びビード部のタイ
ヤ軸方向への倒れ込みの指標となるビード倒れ込み係数
を一定範囲に限定することにより、プライルース、ビー
ド底面でのクラックを抑制しビード部の耐久性を向上し
うる。

【００３９】また、請求項２記載の発明では、前記ビー
ド部は、前記折返し部の外端のビードベースラインから
の高さがタイヤ断面高さの１０〜３５％であり、かつ前
記カーカスの外側にスチールコードからなる補強コード
層が設けたときには、カーカスプライのハイターンナッ
プ構造と補強コード層とでビード部の曲げ剛性を効果的
に高めることができさらにビード部の耐久性を向上しう
る。

【００４０】また請求項３記載の発明のように、ビード
コアのタイヤ軸方向の最も内側の端部からタイヤ内腔面
までのカーカスプライを除いたビードコアの前記断面最
大巾方向に沿った厚さを一定範囲に限定したときには、
カーカスプライとゴムとの間の剥離を効果的に抑制しう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の重荷重用ラジアルタイヤの正規状
態の断面図である。

【図２】そのビード部の拡大図である。

【図３】そのリム組み前のビード部の拡大図である。

【図４】比（ＢＬ／ＢＷ）とビード耐久性との関係を示
すグラフである。

【図５】他の実施形態の重荷重用ラジアルタイヤの正規
状態の断面図である。

【図６】従来の重荷重用ラジアルタイヤのビード部の断
面図である。

【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 カーカスプライ ６ａ カーカスプライの本体部 ６ｂ カーカスプライの折返し部 ７ ベルト層

Claims (3)

【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トロイド状のカーカスと、こ
   のカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方
   に配されたベルト層とを具える重荷重用ラジアルタイヤ
   であって、 正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填ししかも無負
   荷である正規状態において、ビードベースラインとビー
   ド部とがヒール側で交わるヒール点Ｐ１からビードトウ
   端Ｐｔまでのタイヤ軸方向長さであるビードベース幅Ｂ
   Ｌと、前記ビードコアの断面最大巾ＢＷとの比（ＢＬ／
   ＢＷ）が１．３〜１．６であり、 前記ビードベースラインからビード部の外表面上の点Ｐ
   ２までのタイヤ半径方向の長さＬｙと、前記外表面上の
   点Ｐ２と前記ヒール点Ｐ１とのタイヤ軸方向の距離Ｌｘ
   との比（Ｌｘ／Ｌｙ）で表されるビード倒れ込み係数
   が、前記ビードベースラインからタイヤ半径方向外側に
   正規リムのリム径の３．５％以上かつ６．０％以下のビ
   ード内方領域において０．５５〜０．７５であることを
   特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】前記カーカスは、ビードコアの回りでタイ
   ヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部を有し、
   かつこの折返し部の外端のビードベースラインからの高
   さがタイヤ断面高さの１０〜３５％であり、 しかもビード部の前記カーカスの外側にスチールコード
   からなる補強コード層が設けられてなる請求項１記載の
   重荷重用ラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】前記ビード部は、前記ビードコアのタイヤ
   軸方向の最も内側の端部からタイヤ内腔面までのカーカ
   スプライを除いたビードコアの前記断面最大巾方向に沿
   う厚さが１．７〜６．０mmであることを特徴とする請求
   項１又は２記載の重荷重用ラジアルタイヤ。