JP2006021588A

JP2006021588A - 建設車両用重荷重ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2006021588A
Application number: JP2004200144A
Authority: JP
Inventors: Akira Sasaki; 晃佐々木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2006-01-26

Abstract

【課題】リム滑りやビードセパレーションがない建設車両用ラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ａ）ビードコア（２）の底辺と使用リム（７）のビードシート（７ａ）との角度差が０±２°、ｂ）ビードコア（２）の断面中心でのコンプレッション比を０．２５〜０．３５、最大幅の内側端から外側端のコンプレッション比を断面中心のそれの２０〜１２５％、ｃ）ゴムチェーファー（４）を、リムフランジ（７ｂ）接触ゴム（４ａ）とビードシート（７ａ）接触ゴム（４ｂ）の２種類とし、ゴム（４ａ）がＪＩＳＡ硬度で６０〜７０°、ゴム（４ｂ）が６０〜８０°、その硬度差を０ー２０°、ｄ）リム組み前のビードコア（２）の断面中心を通る水平線（ｈ）及び垂直線（ｖ）とカーカス（３）及び外表面で囲まれた断面積をＳとし、リム組みし最大内圧充填時の該断面積をＣとして、（Ｓ−Ｃ）／Ｓで求められるゴム圧縮係数を０．１〜０．６とする建設車両用重荷重用ラジアルタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設車両に装着して好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、ビード部とリムとの相互間で起きがちな滑りを防止するとともにビード部の耐久性を効果的に改善しタイヤの走行寿命をより一層延長しようとするものである。

建設車両に装着されるラジアルタイヤのビード部にはリムとの相互間に起こりがちな滑り（リムずれ）を防止する観点から高硬度のゴムチェーファーが配置される。

このゴムチェーファーは、古くは一体型のものが使用するのが一般的であったが、近年では、耐リム滑り性の改善、耐クラック性（耐リムチェーファーリング性）の改善を図るべく、各部位での硬度差が調整できるように分割型へと移行してきている。

ところで、分割型のゴムチェーファーを備えたこの種のタイヤでは、リム組み時及びタイヤ転動時のリムとのコンプレション、プライとワイヤーチェーファー（Ｗ−ＣＨ）の引き抜け、さらにビードコアの沈み込み、回転により、Ｗ−ＣＨ界面の断面内でせん断歪みが発生し、これによりセパレーション故障（コーディングゴムとコードのセパレーヨン）を誘発させる不具合があった。

上記セパレーション故障は、ビードベース部のゴムがビードコアの幅方向中心からヒール側およびトウ側のそれぞれに逃げていくことが原因であり、これによりリムとの接触反力も分散されることから充分なリム接触圧が確保できない場合にはリム滑りが発生することもあった。

この点に関しては、Ｗ−ＣＨとゴムチェーファーとの境界に変形吸収ゴムを配することでセパレーション故障の発生を防止する試みがなされているけれども（例えば特許文献１参照）、ＴＲＡ規格に定める荷重係数(K-FACTOR)が１．７以上という従来にもない高馬力の建設車両に装着されるタイヤでは、ゴムチェーファー硬度の使い分けと変形吸収ゴムの配置だけでは適合設計にも限界があるのが現状であった。

特開２００１−２０６０２７号公報

本発明の課題は、ビードベース圧力を確保する（リム滑りの防止）とともに、セパレーション故障を回避できるビード部をもった建設車両用空気入りラジアルタイヤを提案するところにある。

本発明は、ビードコアをそれぞれ埋設した一対のビード部と、このビード部の一方から他方へ延び、該ビードコアの周りに巻き返したラジアルカーカスと、ビード部のリム接触域に配設されたゴムチェーファーとを備えた建設車両用重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ラジアルタイヤは、ビードコアの横断面輪郭形状がほぼ六角形状を有し、該ビードコアの底片と使用リムのビードシートとの角度差が０±２°であり、ビードコアの断面中心でのコンプレッション比が０．２５〜０．３５であり、かつ該ビードコアの最大幅の内側端から外側端のコンプレッション比がビードコアの断面中心のコンプレッション比の２０〜１２５％であること、また、ゴムチェーファーが、使用リムのリムフランジに接触するゴムとビードシートに接触するゴムとを組み合わせた２種類からなり、このうちリムフランジに接触するゴムはＪＩＳＡ硬度が６０〜７０°であり、ビードシートに接触するゴムはＪＩＳＡ硬度が６０〜８０°であること、また、リムフランジに接触するゴムとビードシートに接触するゴムの硬度の差が０°以上２０°以下であり、さらに、リム組み前のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、ラジアルカーカス及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積をＳとし、リム組みして最大内圧を充填した時のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、ラジアルカーカス及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積をＣとして、（Ｓ−Ｃ）／Ｓで求められるゴム圧縮係数が０．１〜０．６の範囲にあること、ことを特徴とする建設車両用重荷重空気入りラジアルタイヤである。

請求項１に係る空気入りラジアルタイヤにおいては、ビードコアの周りでラジアルカーカスに隣接配置されるコード補強層を有するのが好ましい。

また、請求項２に係る空気入りラジアルタイヤにおいては、前記ゴム圧縮係数を求めるゴム断面積のうち、ゴム断面積Ｓは、リム組み前のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、コード補強層及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積であり、ゴム断面積Ｃは、リム組みして最大内圧を充填した時のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線とコード補強層及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積とする。

請求項１〜３に係る空気入りラジアルタイヤにおいては、ビードヒール領域のリムフランジに接触する部位に、実質上タイヤの周方向に沿って延びる突起を設けることができる。

請求項１〜４に係る空気入りタイヤにおいては、前記ビードコアの底辺と使用リムのビードシートとの角度差は０°とするのが好ましい。

請求項１、４、５に係る空気入りラジアルタイヤにおいては、前記ラジアルカーカスと前記ゴムチェーファーとの相互間には、ＪＩＳＡ硬度が６５°以上で、かつ前記ゴムチェーファーのＪＩＳＡ硬度よりも小さい硬度を有する変形吸収ゴム層を設けることができる。

請求項２又は３に係る空気入りラジアルタイヤにおいて、前記コード補強層と前記ゴムチェーファーとの相互間に、ＪＩＳＡ硬度が６５°以上で、かつ前記ゴムチェーファーのＪＩＳＡ硬度よりも小さい硬度を有する変形吸収ゴム層を配置することができる。

ベース部のリム接触圧のピーク発生が抑制され圧力分布をブロードにすることが可能となり、これによりリム滑りが防止される（リム滑り効力を効率的に稼ぐことができる）とともにビード部の耐久性が改善される。

以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は建設車両等に装着して好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部の断面（タイヤの幅方向断面）を片側（左側）のみについて示した図である。

図における１はビード部、２はビード部１に埋設されたビードコアである。このビードコア２は横断面輪郭がほぼ六角形状を有している。

また、３はビード部１の一方から他方へ延び、ビードコア２の周りに内側から外側に巻き返されるラジアルカーカス、４はビード部１のリム接触域に配設されたゴムチェーファーであり、このゴムチェーファー４はリムフランジに接触する部分４ａとビードシートに接触する部分４ｂの２種のゴムからなる。

また、５はラジアルカーカス３に隣接配置されたコード補強層（Ｗ−ＣＨ）、６は変形吸収ゴム層、そして７はラインのみで模式的に表示した使用リムである。

上記の構成になる空気入りラジアルタイヤにおいて、ビードコア２の底辺２ａと使用リム７のビードシート７ａとの角度差は０±２°とすることによりビードベース部のリム接触圧のピーク発生が抑制(圧力分布がブロードになる)され、リムの滑りに対する効力が効率的に改善される。

本発明においては、締め代（＝リムビードシートからタイヤビードベース間においてタイヤ径方向に圧縮される寸法）をｔ、コア下寸法をＧa 、プライコード径をＰ、Ｗ−ＣＨのコード径をＷとした場合に、ビードコア２の断面の幅方向中心ｏでのコンプレッション比Comp.f(＝ｔ／（Ｇa −Ｐ−Ｗ）)を０．２５〜０．３５とし、ビードコア２の最大幅の内側端２ｂから外側端２ｃでのコンプレッション比が上記ビードコア２の断面の幅方向中心でのコンプレッション比変動量を２０〜１２５％とすることにより、リム組み性の悪化やリム接触圧の低下を伴うことなしにビード部の耐久性が改善される(セパレーション故障)。ここで、コンプレッション比Comp.fの計算に当たってはプライコードの径やワイヤチェーファーコードの径は場所によらず一律の値を用いるものとし、ヒール部付近で締め代が≦０となる場合にはコンプレッション比Comp.fは考慮しない。Comp.fの分布は台形的であり、ビード部の内端や外端付近で小さく底面で大きくなる（ただしビードワイヤー底面の角度により最大となる場所は異なる）。

使用リム７のリムフランジ７ｂに接触するゴム４ａとビードシート７ａに接触するゴム４ｂとを組み合わせた２種類からなるゴムチェーファー４において、リムフランジ７ｂに接触するゴム４ａをＪＩＳＡ硬度を６０〜７０°に、また、ビードシート７ａに接触するゴム４ｂはＪＩＳＡ硬度が６０〜８０°にし、リムフランジ７ｂに接触するゴム４ａとビードシート７ａに接触するゴム４ｂの硬度の差が０°以上２０°以下にすることでリム接触圧の低下を伴うことなしにビード部の耐久性が改善される。

また、図２に示すように、リム組み前のビードコア２の幅方向の中心を通る水平線(ｈ：タイヤの回転軸に平行な線分)及び垂直線(Ｖ：タイヤの回転軸に垂直な線分)と、ラジアルカーカス３及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域（Ｈ）のゴム断面積をＳとし、リム組みして最大内圧を充填した時のビードコア２の幅方向中心を通る水平線(ｈ′)及び垂直線(Ｖ′)と、ラジアルカーカス３又はコード補強層５及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域（Ｈ）のゴム断面積をＣとして、（Ｓ−Ｃ）／Ｓで求められるゴム圧縮係数を０．１〜０．６の範囲にすることによりリム接触圧の低下を伴うことなしにビード部の耐久性が改善される。

上記の条件を満足させるべく、ビードヒール領域（Ｈ）のリムフランジ４ａに接する部位、すなわち、ビード部１のビードコア２の高さ中心の位置から下方域に、実質上タイヤ周方向に連続する図３に示す如き突起８を設けることで、ビードベース部の圧縮によりヒール側にゴムが押し出されるのを、リムフランジ７ｂとビードヒール領域Ｈの上部分の接触反力により抑制することが可能（接触反力が確保される）となるとともに、コード補強層５の界面の断面内せん断歪が軽減され、その部位におけるセパレーション故障を押さえることが可能となる。

この種のタイヤを装着するリム（ＯＲ）は、使用リム７のリムフランジ７ｂとビードシート７ａが別体になる組み立て構造からなっているのが一般的であり、ヒール部形状、容量がばらつくなどして、精度が悪い欠点があるが、リムフランジ７ｂに接触する部位に突起８を設けることによりリムフランジ７ｂのばらつきを小さくすることが可能になる。ビードヒール領域Ｈのゴム部分の圧縮比は０．６を越えるとリム組み姓等に弊害が生じるため好ましくない。

本発明においては、ビードコア２の底辺と使用リムのビードシート７ａとの角度差を０°としたが、該角度差を０°とすることで、ベース部の接触反力が高まり、さらにベース部の圧力分布がブロードになるためリム滑りの防止に寄与する。また、ヒール側のビード２の頂点が上方に配置されるため、該頂点においてプライがより上方を通り、コード補強層５（Ｗ−ＣＨ）下のＧｂ寸法をより大きくすることが可能となりその部分のせん断歪みが緩和される。

ラジアルカーカス３とゴムチェーファー４との相互間、あるいはコード補強層５を備えたものにおいては該コード補強層５とゴムチェーファー４との相互間に配置する変形吸収ゴム層６につき、ＪＩＳＡ硬度が６５°以上で、かつ前記ゴムチェーファーのＪＩＳＡ硬度よりも小さい硬度になるものを用いることで、コード補強層５のコーティングゴムとゴムチェーファー４間の剛性段差を緩和することができ、これによりコーティングゴム内のせん断歪を低減し、セパレーション故障を抑制する。

表１に示す条件になるサイズ５５／８０Ｒ６３のタイヤを作製してビードシートのテーパー角が５°になる正規リムに装着して１００％荷重（ＴＲＡ規格）を負荷した状態で走行させその走行寿命について調査した。その結果、従来タイヤの走行寿命を指数表示で１００とした場合、適合例１のタイヤは１６０であり、適合例２のタイヤは２００であって、本発明にしたがう空気入りラジアルタイヤでは走行寿命が格段に改善されることが確認された。

ビード部とリムとの相互間で起こりがちな滑りがなく、ビードの耐久姓が改善された走行寿命の延長された重荷重用空気入りラジアルタイヤが提供できる。

本発明にしたがう空気入りラジアルタイヤの実施の形態につき、ビード部の断面を片側のみについて示した図である。ビード部の断面を示した図である。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
２ビードコア
３ラジアルカーカス
４ゴムチェーファー
４ａリムフランジに接触する部分
４ｂビードシートに接触する部分
５コード補強層
６変形吸収ゴム層
７使用リム
８突起

Claims

ビードコアをそれぞれ埋設した一対のビード部と、このビード部の一方から他方へ延び、該ビードコアの周りに内側から外側に巻き返したラジアルカーカスと、ビード部のリム接触域に配設されたゴムチェーファーとを備えた建設車両用重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ラジアルタイヤは、下記の条件を満足するものである、ことを特徴とする建設車両用重荷重空気入りラジアルタイヤ。
記
ａ）ビードコアの横断面輪郭がほぼ六角形状を有し、該ビードコアの底辺と使用リムのビードシートとの角度差が０±２°であること。

ｂ）ビードコアの断面中心でのコンプレッション比が０．２５〜０．３５であり、かつ該ビードコアの最大幅の内側端から外側端のコンプレッション比がビードコアの断面中心のコンプレッション比の２０〜１２５％であること。
ｃ）ゴムチェーファーが、使用リムのリムフランジに接触するゴムとビードシートに接触するゴムとを組み合わせた２種類からなり、このうちリムフランジに接触するゴムはＪＩＳＡ硬度が６０〜７０°であり、ビードシートに接触するゴムはＪＩＳＡ硬度が６０〜８０°であり、リムフランジに接触するゴムとビードシートに接触するゴムの硬度の差が０°以上２０°以下であること。
ｄ）リム組み前のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、ラジアルカーカス及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積をＳとし、リム組みして最大内圧を充填した時のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、ラジアルカーカス及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積をＣとして、（Ｓ−Ｃ）／Ｓで求められるゴム圧縮係数が０．１〜０．６の範囲にあること。
ビードコアの周りでラジアルカーカスに隣接配置されるコード補強層を有する請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム圧縮係数を求めるゴム断面積のうち、ゴム断面積Ｓは、リム組み前のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、コード補強層及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積であり、ゴム断面積Ｃは、リム組みして最大内圧を充填した時のビードコアの断面中心を通る水平線及び垂直線と、コード補強層及びタイヤ外表面で囲まれたビードヒール領域のゴム断面積である、請求項２記載の空気入りラジアルタイヤ。
ビードヒール領域のリムフランジに接触する部位に、実質上タイヤの周方向に沿って延びる突起を有する請求項１〜３の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ビードコアの底辺と使用リムのビードシートとの角度差が０°である請求項請求項１〜４の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ラジアルカーカスと前記ゴムチェーファーとの相互間に、ＪＩＳＡ硬度が６５°以上で、かつ前記ゴムチェーファーのＪＩＳＡ硬度よりも小さい硬度を有する変形吸収ゴム層を有する請求項１、４、５の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記コード補強層と前記ゴムチェーファーとの相互間に、ＪＩＳＡ硬度が６５°以上で、かつ前記ゴムチェーファーのＪＩＳＡ硬度よりも小さい硬度を有する変形吸収ゴム層を有する請求項２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。