JP2009001072A

JP2009001072A - 小型トラック用ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2009001072A
Application number: JP2007161688A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nemoto; 雅行根本
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2009-01-08

Abstract

【課題】荷重耐久性を維持しながら軽量化することが可能な小型トラック用ラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ビードコア３の外周端３ｅからビードフィラー４の外周端４ｅまでのビードフィラー高さＨｂを、タイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍの８％〜２６％の範囲にする。ビードフィラー高さＨｂの中央となる位置Ｐｂにおいて、ビードフィラー４のタイヤ軸方向厚さＴｂを、カーカス層４の端部４Ｘを介してビードフィラー４に隣接するリムクッションゴム層６のタイヤ軸方向厚さＴｒの９０％〜１３０％の範囲とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型トラック用ラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、荷重耐久性を維持しながら軽量化するようにした小型トラック用ラジアルタイヤに関する。

一般に小型トラック用ラジアルタイヤは、ビードコア及びその外周側に配置したビードフィラーをカーカス層で包み込むようにし、更にビードフィラーの高さを１／２タイヤ断面高さの６５％以上にしてビードフィラーをサイドウォール部まで延在させる構造にしている。これによりビード部外周側におけるサイド剛性を高め、荷重耐久性などのタイヤ性能を確保するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、近年、環境の点から、即ち、燃費を向上して限りある地球資源の使用量を減らすと共に走行距離当たりの排気ガスを低減するため、車両の軽量化が一層強く求められており、小型トラック用ラジアルタイヤに対しても軽量化の要求が高い。

しかしながら、小型トラック用ラジアルタイヤは、使用荷重域が広く、しかも乗用車用タイヤより高い内圧の条件下で使用されるため、単にタイヤを構成する部材の使用量を減らして軽量化を図ろうとすると、荷重耐久性が悪化し、両者を両立させるのが難しいという問題がある。
特開平１０−１８１３１７号公報（段落〔０００２〕）

本発明の目的は、荷重耐久性を維持しながら軽量化することが可能な小型トラック用ラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の小型トラック用ラジアルタイヤは、左右のビード部にビードコアを埋設し、該ビードコアの外周側に隣接してビードフィラーを配置し、タイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に配列したカーカス層を左右のビード部間に延設し、該カーカス層の両端部を前記ビードコアの周りにタイヤ軸方向内側から外側に前記ビードフィラーを包み込むようにして折り返し、該折り返したカーカス層両端部のタイヤ軸方向外側に隣接してリムクッションゴム層を配置した小型トラック用ラジアルタイヤにおいて、前記ビードコアの外周端から前記ビードフィラーの外周端までのタイヤ径方向長さで定義されるビードフィラー高さＨｂをタイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍの８％〜２６％にし、かつビードフィラー高さＨｂの中央となる位置Ｐｂにおいて、前記ビードフィラーのタイヤ軸方向厚さＴｂを前記リムクッションゴム層のタイヤ軸方向厚さＴｒの９０％〜１３０％にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、ビードフィラー高さＨｂを上記の範囲で従来より低くする一方、ビードフィラーのタイヤ軸方向厚さＴｂを上記した範囲で従来より厚くすることにより、高荷重時にリムフランジと干渉する箇所に発生する局部的な応力集中を回避し、荷重耐久性の低下を回避しながらタイヤを軽量化することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の小型トラック用ラジアルタイヤの一実施形態の要部を示し、１はビード部２はサイドウォール部である。左右のビード部１には、それぞれビードコア３が埋設され、各ビードコア３の外周側には、ビードコア３に隣接するようにして、タイヤ子午線断面形状が実質的に三角形状であるビードフィラー４が配置されている。

タイヤ内部の左右のビード部１間に、タイヤ径方向に延在する補強コード（不図示）をタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した１層のカーカス層５が延設されている。カーカス層５の各端部５Ｘは、ビードコア３の周りにタイヤ軸方向内側から外側にビードフィラー４を包み込むようにして折り返され、ビードフィラー４よりタイヤ径方向外側まで延在している。

カーカス層５の折り返した端部５Ｘのタイヤ軸方向外側に隣接して、タイヤリム組み時にリムＲと当接するリムクッションゴム層６が配置されている。リムクッションゴム層６は、ビード部１のビードコア３の内周端よりタイヤ径方向内側の位置から、ビードフィラー４の外周端４ｅよりタイヤ径方向内側の位置まで延在している。

サイドウォール部２には、カーカス層５のタイヤ軸方向外側にサイドゴム層７が配置されている。サイドゴム層７は、リムクッションゴム層６の外周側に隣接して設けられている。カーカス層５内側の左右のビード部１間には、空気透過防止層として作用するインナーライナー層８が配設されている。図中９は、ビード部１に配置したチェーファ層であり、有機繊維コードを配列してゴム層に埋設した構成になっている。

なお、図示せぬが、トレッド部のカーカス層外周側には２層のベルト層が配置され、その外周側にはベルトカバー層が設けられている。ベルトカバー層の外周側にはトレッドゴム層が配置され、その外周面であるトレッド面にはタイヤ周方向に延在する周方向溝とタイヤ幅方向に延在する横溝により陸部が区分形成されている。

上記したビードフィラー４は、ビードコア３の外周端３ｅからビードフィラー４の外周端４ｅまでタイヤ径方向に沿って測定したタイヤ径方向長さで定義されるビードフィラー高さＨｂが、サイドウォール部２の表面２ａのタイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍの８％〜２６％の範囲にし、ビードフィラー高さＨｂを従来より低くしている。なお、ここで言うタイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍは、タイヤをＪＡＴＭＡ（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ２００７）に規定される標準リムに組み、該ＪＡＴＭＡに規定される最大負荷能力に対応する空気圧を充填した時に測定したタイヤ軸からタイヤ最大幅位置Ｐｍまでの距離と、使用した標準リムの１／２リム径との差である。

また、ビードフィラー高さＨｂの中央となる位置Ｐｂにおいて、ビードフィラー４のタイヤ軸方向厚さＴｂが、リムクッションゴム層６のタイヤ軸方向厚さＴｒの９０％〜１３０％の範囲にし、従来よりビードフィラー４のタイヤ軸方向厚さＴｂを厚くしている。

本発明者は、小型トラック用ラジアルタイヤにおいて、軽量化と荷重耐久性の両立について鋭意研究した結果、以下のことを知見した。

小型トラック用ラジアルタイヤは、乗用車用タイヤと同様にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に配列したカーカス層がビードフィラーを包み込むようにしてビードコアの周りに折り返され、カーカス層の端部がビードコアに強固に係止されるが、乗用車用タイヤより大幅に高い空気圧で使用される。その高い空気圧により高い張力がカーカス層に付与され、使用荷重域が広くてもそれに対応できるようにしている。

そこで、高い張力が作用するカーカス層と並設されるビードフィラーに着目した。小型トラック用ラジアルタイヤでは、前述したように、ビードフィラーの高さを１／２タイヤ断面高さの６５％以上にしてビードフィラーをサイドウォール部まで延在させる構造にし、それによりビード部外周側におけるサイド剛性を高め、良好な荷重耐久性などのタイヤ性能を確保しているが、このビードフィラーの高さを低くすることができれば、軽量化が可能になるのである。

しかし、ビードフィラーの高さを単に低くするだけでは、ビード部外周側におけるサイド剛性が低下し、それによりビード部外周側が従来より大きく撓む結果、高荷重時にリムフランジと干渉する箇所に局部的な応力集中を招き、荷重耐久性が低下する。そこで、撓みを抑制するため、ビードフィラーの厚さに着目した。高さを低くしたビードフィラーにおいてその厚さを厚くしていくと、ビードフィラーが倒れ込み難くなり、ビード部外周側の撓みが抑制され、高荷重時にリムフランジと干渉する箇所に発生する局部的な応力集中を回避できることがわかった。

そこで、本発明では、上記のようにビードフィラー高さＨｂをタイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍの８％〜２６％と従来より低くする一方、ビードフィラー高さＨｂの中央となる位置Ｐｂにおいて、ビードフィラー４のタイヤ軸方向厚さＴｂをリムクッションゴム層６のタイヤ軸方向厚さＴｒの９０％〜１３０％にし、従来より厚くしたのである。これによりビードフィラー４を低くしても倒れ込み難くなるので、高荷重時にリムフランジと干渉する箇所に発生する局部的な応力集中を回避し、荷重耐久性を維持しながら軽量化することが可能になる。

ビードフィラー高さＨｂがタイヤ断面高さＨｍの８％未満であると、ビードフィラー４が低くなり過ぎて、厚さを厚くしても上記した撓みを効果的に抑制することができないので、荷重耐久性が低下する。逆にビードフィラー高さＨｂがタイヤ断面高さＨｍの２６％を超えると、軽量化の効果を得ることが難しくなる。好ましくは、ビードフィラー高さＨｂを１２％〜２２％にするのがよい。因みに、従来のビードフィラー高さＨｂは４０％前後である。

ビードフィラー４のタイヤ軸方向厚さＴｂがリムクッションゴム層６のタイヤ軸方向厚さＴｒの９０％未満であると、ビードフィラー４の厚みが不十分であるため、荷重耐久性が低下する。逆にビードフィラー４のタイヤ軸方向厚さＴｂがリムクッションゴム層６のタイヤ軸方向厚さＴｒの１３０％を超えると、ビードフィラー４が厚くなり過ぎて、軽量化効果を得ることができなくなる。因みに、従来のビードフィラーは８０％前後である。

本発明において、ビードフィラー４を構成するゴムの硬度としては、カーカス層５の端部５Ｘを介して隣接するリムクッションゴム層６を構成するゴムの硬度との関係で、リムクッションゴム層６のゴム硬度の１００％〜１１０％の範囲にするのがよい。ビードフィラー４のゴム硬度がリムクッションゴム層６のゴム硬度の１００％未満であると、上記した撓みを効果的に抑制することができないので、荷重耐久性が低下する。逆にビードフィラー４のゴム硬度がリムクッションゴム層６のゴム硬度の１１０％を超えると、カーカス層５の端部５Ｘを介して隣接する両者の硬度差が大きくなるため、その間で剥離が発生し易くなり、荷重耐久性が低下する。

また、ビードフィラー４のゴム硬度は、サイドゴム層７を構成するゴムの硬度に対して１２５％〜１６０％の範囲にするのが好ましい。ビードフィラー４のゴム硬度がサイドゴム層７のゴム硬度の１２５％未満であると、ビード部形状保持や操縦安定性が悪化する。。逆にビードフィラー４のゴム硬度がサイドゴム層７のゴム硬度の１６０％を超えると、ゴム硬度差が大きくなり、その境界部分に応力が集中し、荷重耐久性が悪化する。

リムクッションゴム層６のゴム硬度としては７０〜８０の範囲、サイドゴム層７のゴム硬度としては４５〜６０の範囲にすることができ、タイヤの種類やサイズ等により適宜選択することができる。なお、上記したゴム硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ・タイプＡに準拠して測定する硬度である。

ビードフィラー４の外周端４ｅとカーカス層５の折り返した端部５Ｘの外周端５ｅとの間の直線距離Ｌとしては、１０ｍｍ以上にするのがよい。距離Ｌが１０ｍｍより短いと、外周端４ｅ，５ｅが近くなり過ぎるため、外周端４ｅ，５ｅに応力集中を招き易くなり、荷重耐久性が低下する。距離Ｌの上限値としては、軽量化の点から２０ｍｍ以下にするがよい。好ましくは、直線距離Ｌを１２ｍｍ〜１８ｍｍにするのがよい。

カーカス層５の補強コードとしては、ナイロン、ポリエステルなどの有機繊維コードを好ましく用いることができる。カーカス層５の補強コードの配列本数としては、４０〜６０本／50mmにすることができる。配列本数が４０本／50mm未満では、カーカス層の強度が低下し、操縦安定性が悪化する。逆に配列本数が６０本／50mmを超えると、繊維量が増えゴム量が減少するため、ゴム着きが悪化し、荷重耐久性が悪化する。

上記実施形態では、１層のカーカス層５を配置した例を示したが、左右のビード部１間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に配列した１〜３層のカーカス層を延設することができる。２層または３層のカーカス層を設ける場合には、上記したカーカス層５が最内層（タイヤ内側から数えて１層目）に配置され、その外側のカーカス層は左右のビード部１間に延在していれば、その両端部はビードコアの周りにタイヤ軸方向内側から外側に巻き付けても、その逆にビードコアの周りにタイヤ軸方向外側から内側に巻き付けてもよい。図２にカーカス層を２層から構成し、１層目のカーカス層５Ａの両端部をビードコア３の周りにタイヤ軸方向内側から外側に折り返し、２層目のカーカス層５Ｂをビードコア３の周りにタイヤ軸方向外側から内側に巻き付けた例を示す。

本発明は、特にＪＡＴＭＡ（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ２００７）に規定された最大負荷能力に対応する空気圧が３５０ｋＰａ〜６５０ｋＰａの範囲に属し、かつ偏平率が７５％〜１００％である小型トラック用ラジアルタイヤに好適に用いることができるが、それに限定されない。

タイヤサイズを１４５Ｒ１２ＬＴ６ＰＲ、タイヤ構造を図１で共通にし、タイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍに対するビードフィラー高さＨｂ（％）、リムクッションゴム層のタイヤ軸方向厚さＴｒに対するビードフィラーのタイヤ軸方向厚さＴｂ（％）、リムクッションゴム層及びサイドゴム層のゴム硬度に対するビードフィラーのゴム硬度（％）を表１のようにした本発明タイヤ１〜１１（実施例１〜１１）と比較タイヤ１〜４（比較例１〜４）、及び従来タイヤ（従来例）をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

各試験タイヤ共に、ビードフィラーの外周端とカーカス層の折り返した端部の外周端との間の直線距離Ｌは１５ｍｍ、カーカス層の補強コードにはポリエステル繊維を使用し、配列本数は５０本／50mmで共通である。

これら各試験タイヤを以下に示す方法により、重量と荷重耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

重量
各試験タイヤの重量を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が大きい程重量が軽く、軽量化されていることを意味する。

荷重耐久性
各試験タイヤをリム（１４×５ 1/2Ｊ）に組み付け、４５０ｋＰａを充填し、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を使用して、速度８１ｋｍ／ｈ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％として４時間、９７％として６時間、１１４％として２４時間走行させ、その後８時間毎に１９％ずつ荷重を増加させながら、試験タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示す。この値が大きい程、荷重耐久性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、荷重耐久性を従来と同じレベルに維持しながら軽量化できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態の要部を示すタイヤ子午線断面図である。本発明の空気入りタイヤの他の実施形態の要部を示す模式図である。

符号の説明

１ビード部
２サイドウォール部
３ビードコア
３ｅ外周端
４ビードフィラー
４ｅ外周端
５，５Ａ，５Ｂカーカス層
５Ｘ端部
５ｅ外周端
６リムクッションゴム層
７サイドゴム層

Claims

左右のビード部にビードコアを埋設し、該ビードコアの外周側に隣接してビードフィラーを配置し、タイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に配列したカーカス層を左右のビード部間に延設し、該カーカス層の両端部を前記ビードコアの周りにタイヤ軸方向内側から外側に前記ビードフィラーを包み込むようにして折り返し、該折り返したカーカス層両端部のタイヤ軸方向外側に隣接してリムクッションゴム層を配置した小型トラック用ラジアルタイヤにおいて、
前記ビードコアの外周端から前記ビードフィラーの外周端までのタイヤ径方向長さで定義されるビードフィラー高さＨｂをタイヤ最大幅位置Ｐｍまでのタイヤ断面高さＨｍの８％〜２６％にし、かつビードフィラー高さＨｂの中央となる位置Ｐｂにおいて、前記ビードフィラーのタイヤ軸方向厚さＴｂを前記リムクッションゴム層のタイヤ軸方向厚さＴｒの９０％〜１３０％にした小型トラック用ラジアルタイヤ。
前記ビードフィラーを構成するゴムの硬度が、前記リムクッションゴム層を構成するゴムの硬度の１００％〜１１０％であり、かつサイドウォール部において前記カーカス層のタイヤ軸方向外側に配置されるサイドゴム層を構成するゴムの硬度の１２５％〜１６０％である請求項１に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。
前記ビードフィラーの外周端と前記カーカス層の折り返した端部の外周端との間の直線距離Ｌが１０ｍｍ〜２０ｍｍである請求項１または２に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。
前記ビードフィラーのタイヤ子午線断面形状が実質的に三角形状である請求項１，２または３に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。
左右のビード部間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に配列した１〜３層のカーカス層を延設し、前記両端部をビードコアの周りに折り返したカーカス層が前記１〜３層のカーカス層の最内層を構成し、各カーカス層の補強コードが有機繊維コードである請求項１，２，３または４に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。
ＪＡＴＭＡに規定された最大負荷能力に対応する空気圧が３５０ｋＰａ〜６５０ｋＰａの範囲に属し、かつ偏平率が７５％〜１００％である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。