JP2011051573A

JP2011051573A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2011051573A
Application number: JP2009205056A
Authority: JP
Inventors: Morita Komori; 盛太小森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】従来の、タイヤ質量を増加させることなく、簡便な構成で、オゾンクラックの発生を有効に抑制できる空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【解決手段】１枚のカーカスプライを、トレッド部２０からサイドウォール部３０を経てビード部までトロイダルに延在させるとともに、各ビード４０部に埋設されたビードコア４１に係止される本体部１１と、該本体部１１から延びビードコア４１の周りで折り返される折返し部１２とで構成されるカーカス１０を有し、前記折返し部１２の外端位置１２ａが、リム径ライン位置Ｙから測定して、タイヤ断面高さＳＨの20〜40％の範囲にあり、かつ、前記サイドウォール部３０は、前記折返し部１２の外端１２ａと対応するサイドゴム３１の表面部分がタイヤ外方に隆起する厚肉部３２を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーン車等に用いられる重荷重車両用空気入りラジアルタイヤであり、特に、タイヤ質量を増加させることなく、比較的簡便な構成で、オゾンクラックの発生を有効に抑制できる空気入りラジアルタイヤに関する。

一般的な重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、タイヤ負荷転動の際のプライコードの引抜けを防止すべく、カーカスプライを、ビード部のビードコアの周りで、タイヤ径方向の内側から外側へ大きく折返し、その折返し部分をゴム質中に埋込み固定している。

しかしながら、上述の空気入りラジアルタイヤのサイドウォール部は、主鎖中の二重結合の含有割合の高い天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどの高不飽和度ゴムを主要ゴム成分とするゴム組成物で形成されており、高不飽和度ゴムの二重結合部分はオゾンと反応して解重合する性質があるため、長期間の放置又は走行によって、前記サイドウォール部のゴム（サイドゴム）表面に、クラック（オゾンクラック）が発生するという問題がある。特に、上述のカーカスプライの折返し部分の、外端位置近傍では、前記サイドゴムの表面歪みが大きくなることから、サイドウォール部の他の部分に比べて、オゾンクラックが発生しやすくなる。また、クレーン車等の重荷重用タイヤとして用いた場合、走行している時間よりも、クレーン使用時に静止している時間が長いため、上述のオゾンクラックが発生しやすい傾向にある。

そのため、上述のオゾンクラックの発生を抑制すべく、種々の空気入りタイヤが開発されている。例えば、サイドゴムの肉厚を従来よりも大きくした空気入りタイヤがある。この空気入りタイヤを用いれば、サイドゴムの強度が向上するため、オゾンクラックの発生をある程度抑制することができる。
しかしながら、サイドゴムの肉厚を大きくした空気入りタイヤは、タイヤ質量が大きくなることから、転がり抵抗の悪化や、サイド部の発熱性悪化による耐久性の劣化などの問題を引き起こす恐れがあった。

そのため、タイヤ質量を増加させることなく、オゾンクラックの発生を抑制できる空気入りタイヤとして、例えば特許文献１に開示されているように、サイドゴムをゴム質の異なる２層構造とし、外層ゴムの特定低不飽和度ゴムの割合を高め、一方内層ゴムでは特定高不飽和度ゴムの割合を高め、かつ両層に配合される特定老化防止剤及びワックスの配合量を所定量以下に抑えた空気入りタイヤが開発されている。このタイヤを用いれば、前記外層及び内層ゴムの作用によって、タイヤの耐サイドカット性等の耐外傷性を損なうことなくオゾンクラックの発生を抑制することが可能となる。

特開平１０−３５２１２号公報

ただし、特許文献１の空気入りタイヤは、上述の条件を満たすような２層構造のサイドゴムは、その構成が複雑であるため、製造コストが上昇することや、ゴム層境界でのセパレーションなどの問題が考えられる。そのため、より簡便な構成で、オゾンクラックの発生を有効に抑制できる空気入りタイヤの開発が望まれている。

本発明の目的は、サイドゴムの適正化を図ることで、タイヤ質量を増加させることなく、簡便な構成で、オゾンクラックの発生を有効に抑制できる空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、タイヤ赤道面に対し70〜90°の角度で配列されたスチールコードをゴム被覆してなる１枚のカーカスプライを、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダルに延在させるとともに、各ビード部に埋設されたビードコアに係止される本体部と、該本体部から延び前記ビードコアの周りで折り返される折返し部とで構成されるカーカスを有する空気入りラジアルタイヤについて、上記の課題を解決すべく検討を重ねた結果、オゾンクラックの発生は、長期間タイヤを使用したときに、前記カーカスの折返し部の外端に対応したサイドゴム部分に生じる表面歪みが原因であることに着目した。そして、さらに鋭意研究を重ねた結果、前記カーカスの折返し部の外端位置を、リム径ライン位置から測定して、タイヤ断面高さの20〜40％の範囲とし、かつ、前記サイドウォール部を、前記カーカスの折返し部と対応するサイドゴムの表面部分がタイヤ外方に隆起する厚肉部を有するようにすることで、前記サイドゴムの表面積が大きくなり、表面歪みを分散することができるため、オゾンクラックの発生を、簡便な構成で、有効に抑制できることを見出した。

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）タイヤ赤道面に対し70〜90°の角度で配列されたスチールコードをゴム被覆してなる１枚のカーカスプライを、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダルに延在させるとともに、各ビード部に埋設されたビードコアに係止される本体部と、該本体部から延び前記ビードコアの周りで折り返される折返し部とで構成されるカーカスを有する空気入りラジアルタイヤであって、前記カーカスの折返し部の外端位置が、リム径ライン位置から測定して、タイヤ断面高さの20〜40％の範囲にあり、かつ、前記サイドウォール部は、前記カーカスの折返し部の外端と対応するサイドゴムの表面部分がタイヤ外方に隆起する厚肉部を有することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

（２）前記厚肉部は、円弧状の隆起部である上記（１）記載の空気入りラジアルタイヤ。

（３）前記隆起部は、その曲率半径が、タイヤ断面高さの0.07〜0.27倍の範囲である上記（２）記載の空気入りラジアルタイヤ。

（４）前記カーカスの折返し部の外端から前記隆起部の表面までを、タイヤ幅方向に沿って測定した距離が、タイヤ赤道面から前記隆起部の表面までを、前記カーカスの折返し部の外端位置を通り、タイヤ幅方向に沿って測定した距離の0.015〜0.03倍の範囲である上記（２）又は（３）のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。

（５）前記カーカスの折返し部の外端位置を通り、タイヤ幅方向と平行な直線上で測定した時の、前記隆起部の厚さは、前記カーカスの折返し部の外端から隆起部の表面までをタイヤ幅方向距離に沿って測定した距離の1／3以上である上記（２）〜（４）のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。

（６）前記リム径ライン位置から前記隆起部の最も外方に突出した部分までを、タイヤ径方向に沿って測定した距離と、リム径ライン位置から前記カーカスの折返し部の外端位置までをタイヤ径方向に沿って測定した距離との差が、タイヤ断面高さの0.015倍以下である上記（２）〜（５）のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。

本発明によれば、タイヤ質量を増加させることなく、簡便な構成で、オゾンクラックの発生を有効に抑制できる空気入りラジアルタイヤを提供することが可能になった。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態について、その一部を模式的に示した幅方向断面図である。 (ａ)及び(ｂ)は、本発明の空気入りタイヤの厚肉部の他の実施形態を説明するため、厚肉部断面を模式的に示した図である。 (ａ)及び(ｂ)は、本発明の空気入りタイヤの厚肉部の他の実施形態を説明するため、厚肉部断面を模式的に示した図である。

以下、本発明の実施形態を、図１、図２及び図３を用いて説明する。
本発明は、図１に示すように、タイヤ赤道面Ｃに対し70〜90°の角度で配列されたスチールコードをゴム被覆してなる１枚のカーカスプライを、トレッド部２０からサイドウォール部３０を経てビード部４０までトロイダルに延在させるとともに、各ビード４０部に埋設されたビードコア４１に係止される本体部１１と、該本体部１１から延び、ビードコア４１の周りで折り返される折返し部１２とで構成されるカーカス１０を有する空気入りラジアルタイヤ１である。

そして、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、図１に示すように、前記カーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａが、リム径ライン位置Ｙから測定して、タイヤ断面高さＳＨの20〜40％の範囲にあり、かつ、前記サイドウォール部３０は、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａと対応するサイドゴム３１の表面部分がタイヤ外方に隆起する厚肉部３２を有することを特徴とする。
上記構成を採用することで、前記厚肉部３２の表面積が大きくなるため、前記サイドゴム３１に生じる表面歪みが分散する結果、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａと対応するサイドゴム部分に発生するオゾンクラックを、比較的簡便な構成で、有効に抑制することができる。

なお、従来の空気入りタイヤでは、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａと対応するサイドゴム部分に表面歪みが生じるため、オゾンクラックが発生する。また、図１の点線部Ｚで示すように、前記サイドゴム３１を肉厚にした場合でも、前記サイドゴム表面にかかる表面歪みを十分に分散させることはできないため、オゾンクラックの発生の恐れがあり、さらに、タイヤ質量が増加し、転がり抵抗の悪化や、サイド部の発熱性悪化による耐久性の劣化等の問題が考えられる。

ここで、前記厚肉部３２とは、図１に示すように、前記サイドゴム３１の一部分であり、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａと対応してタイヤ外方に隆起している表面部分のことをいう。その構成については、前記折返し部１２の外端１２ａに対応してタイヤ外方に隆起しているサイドゴム３１であれば、特に限定はされず、図１に示す形状のほかにも、例えば、図２(ａ)及び(ｂ)に示すように、タイヤ幅方向断面で見て、三角形状（図２(ａ)）や、台形状（図２(ｂ)）にすることができる。さらに、図３(ａ)に示すように、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａからショルダー部５０までのサイドゴム３１部分を肉厚にした厚肉部３２や、図３(ｂ)に示すように、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａからビード部４０までのサイドゴム３１部分を肉厚にした厚肉部３２を用いることもできる。

また、前記厚肉部３２は、上述のように、いくつかの形状を有することが考えられるが、厚肉部３２の表面に角がなく、有効に表面歪みを拡散することができる点からは、図１に示すように、円弧状の隆起部３２であることが好ましい。円弧状の隆起部以外の厚肉部３２（例えば、図２又は図３に示されている厚肉部３２）を用いた場合、十分に表面歪みを拡散できない恐れや、タイヤ質量の増加を招く恐れがある。

なお、上述のリム径ライン位置Ｙとは、タイヤのリム径の測定を行うときのタイヤ径方向位置のことをいう。また、タイヤ断面高さＳＨとは、タイヤの外径とリム径の差を1／2にしたものをいう。リム径及びタイヤ断面高さのいずれについても、JATMA（日本自動車タイヤ協会）において定められたJATMA YEAR BOOKで規定されている。

さらに、前記隆起部３２は、その曲率半径Ｒが、タイヤ断面高さの0.07〜0.27倍の範囲であることが好ましい。曲率半径Ｒが、タイヤ断面高さの0.07倍未満の場合、前記前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａの位置がばらついたときに、対応する部分に前記隆起部３２が位置せず、十分に表面歪み拡散効果を発揮できない恐れがあるからであり、一方、タイヤ断面高さの0.27倍を超えると、前記隆起部３２の表面積が大きくならないため、表面歪みを十分に拡散することができない恐れがあるからである。

また、本発明では、前記カーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａが、リム径ライン位置Ｙから測定して、タイヤ断面高さＳＨの20〜40％の範囲に位置する（図１）。その理由としては、前記外端位置１２ａが、タイヤ断面高さＳＨの20％未満の部分に位置する場合、折返し部１２が短すぎるため、タイヤ負荷転動の際のプライコードの引抜けが発生する恐れがあるからであり、一方、タイヤ断面高さＳＨの40％を超えると、サイド部の剛性が大きくなりすぎる結果、乗り心地性が悪化する恐れがあるからである。

さらに、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、図１に示すように、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａから前記隆起部３２の表面までを、タイヤ幅方向に沿って測定した距離Ｇ１が、タイヤ赤道面Ｃから前記隆起部３２の表面までを、前記カーカス１０の折返し部の外端位置１２ａを通り、タイヤ幅方向に沿って測定した距離ＳＷの0.015〜0.03倍の範囲であること（0.015≦Ｇ１／ＳＷ≦0.03）が好ましい。前記距離Ｇ１が距離ＳＷの0.015倍未満の場合、前記隆起部３２が小さくなりすぎるため、十分な表面歪み低減効果が得られず、オゾンクラックが発生する恐れがあるからであり、一方、前記距離Ｇ１が距離ＳＷの0.03倍を超えると、タイヤ質量の増加を招き、さらに、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａから前記隆起部３２の表面までの距離（サイドゴム３１の厚さ）が大きく、前記隆起部３２を設けることによる表面歪みの低減効果が埋もれる恐れがあるからである。
なお、図１については、前記隆起部３２の説明をわかりやすくするため、隆起部３２や、サイドゴム３１を厚めに示しているため、0.015≦Ｇ１／ＳＷ≦0.03の関係を満たしていないが、実際の空気入りラジアルタイヤでは上記関係を満たしている。

さらにまた、前記カーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａを通り、タイヤ幅方向と平行な直線上で測定した時の、前記隆起部３２の厚さＧ２は、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａから隆起部３２の表面までをタイヤ幅方向距離に沿って測定した距離Ｇ１の1／3以上である（Ｇ２／Ｇ１≧1／3）ことが好ましい。前記隆起部３２の厚さＧ２が離Ｇ１の1／3未満の場合、前記隆起部３２が小さくなりすぎるため、十分な表面歪み低減効果が得られず、オゾンクラックが発生する恐れがあるからである。

また、前記リム径ライン位置Ｙから前記隆起部３２の最も外方に突出した部分３２ａまでを、タイヤ径方向に沿って測定した距離ＢＨと、リム径ライン位置Ｙから前記カーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａまでをタイヤ径方向に沿って測定した距離ＣＨとの差の絶対値｜ＢＨ−ＣＨ｜が、タイヤ断面高さＳＨの0.015倍以下であること（｜ＢＨ−ＣＨ｜≦0.015×ＳＨ）が好ましい。前記隆起部の最突出部分３２ａに近ければ近いほど、上述の表面歪みが低減されているためであり、前記距離の差（ＢＨ−ＣＨ）が、タイヤ断面高さＳＨの0.015倍を超える場合、前記隆起部３２による表面歪みの低減効果が十分に得られず、オゾンクラックが発生する恐れがあるからである。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤ１のその他の構成（例えば、ベルト６０やトレッド部２０）については、特に限定はせず、従来用いられているベルトやトレッドゴムを使用することができる。

なお、本発明による空気入りラジアルタイヤ１の詳細な説明については、全て、正規リムに装着し、規定内圧を充填したときの状態についてのものである。正規リム及び規定内圧に関しては、JATMA（日本自動車タイヤ協会）において定められたJATMA YEAR BOOKで規定されている。

上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

次に、本発明に従う空気入りラジアルタイヤを試作し、性能を評価したので、以下で説明する。
（実施例１〜３）
実施例１〜３として、図１に示すように、タイヤ周方向に対し90°の角度で延びる配列されたスチールコードをゴム被覆してなる１枚のカーカスプライを、トレッド部２０からサイドウォール部３０を経てビード部４０までトロイダルに延在させるとともに、各ビード部４０に埋設されたビードコア４１に係止される本体部１１と、ビードコア４１の周りにタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返される折返し部１２とで構成されるカーカス１０を有し、前記カーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａが、リム径ライン位置Ｙから測定して、タイヤ断面高さＳＨの30％の位置にあり、かつ、前記サイドウォール部３０は、前記カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａと対応するサイドゴム３１の表面部分がタイヤ外方に隆起する厚肉部３２を有する空気入りラジアルタイヤ１（タイヤサイズ：385／95R25 VHS、リムサイズ：10.00／1.5）を作製した。
なお、厚肉部３２の形状、隆起部３２の曲率半径Ｒ（mm）、タイヤ断面高さＳＨ（mm）、ＲとＳＨの比（Ｒ／ＳＨ）、カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａから隆起部３２の表面までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離Ｇ１（mm）、タイヤ赤道面Ｃから前記隆起部３２の表面までをカーカス１０の折返し部の外端位置１２ａを通りタイヤ幅方向に沿って測定した距離ＳＷ（mm）、Ｇ１とＳＷの比（Ｇ１／ＳＷ）、カーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａを通りタイヤ幅方向と平行な直線上で測定した時の隆起部３２の厚さＧ２（mm）、Ｇ２とＧ１の比（Ｇ２／Ｇ１）、リム径ライン位置Ｙから隆起部３２の最も外方に突出した部分３２ａまでをタイヤ径方向に沿って測定した距離ＢＨ（mm）、リム径ライン位置Ｙからカーカス１０の折返し部１２の外端位置１２ａまでをタイヤ径方向に沿って測定した距離ＣＨ（mm）、及び、｜ＢＨ−ＣＨ｜／ＳＨの値については、表１に示す。

（比較例１）
比較例１として、前記厚肉部３２を設けていないこと以外は、実施例１〜３と同様の条件の空気入りラジアルタイヤを作製した。

（比較例２）
比較例２として、前記厚肉部３２を設けておらず、前記サイドゴムの肉厚を実施例１〜３よりも3mm厚くしたこと以外は、実施例１と同様の条件の空気入りラジアルタイヤを作製した。

（評価）
（１）表面歪みの大きさ
実施例及び比較例の各サンプルについて、正規リムに装着し、ＴＲＡ正規内圧（900kPa）を充填後、カーカス１０の折返し部１２の外端１２ａと対応するサイドゴム部分に生じる表面歪みの大きさを、サイドゴム表面にメッシュ（格子状のシール）を貼ってサイドゴム部分の変形量を測定することで評価を行った。表面歪みの大きさについては、比較例１の大きさを100としたときの相対値で表示しており、小さいほど表面歪みが小さく良好な結果であることを意味する。

（２）タイヤ質量
各実施例及び比較例の各サンプルの質量を測定し、比較例１のサンプルの質量を100としたときの相対値を表２に示す。
なお、タイヤ質量については、軽いほど（相対値が小さいほど）転がり抵抗が小さいく、良好な結果を意味する。

表１の結果より、サイドゴムに厚肉部を設けた実施例１〜３の空気入りラジアルタイヤは、厚肉部が設けられていない比較例１のサンプルに比べて表面歪みが小さく、サイドゴムの肉厚が大きい比較例２のサンプルに比べてタイヤ質量が小さいことがわかった。さらに、厚肉部の形状の適正化が図られている実施例１が、表面歪み及びタイヤ質量の結果が最も優れていることがわかった。

本発明によれば、タイヤ質量を増加させることなく、簡便な構成で、オゾンクラックの発生を有効に抑制できる空気入りラジアルタイヤを提供することが可能となる。そのため、従来の空気入りラジアルタイヤに比べて、重荷重車両等に長期間使用することができる。

１空気入りラジアルタイヤ
１０カーカス
１１本体部
１２折返し部
１２ａ折返し部の外端
２０トレッド部
３０サイドウォール部
３１サイドゴム
３２肉厚部、隆起部
４０ビード部
４１ビードコア
５０ショルダー部
６０ベルト

Claims

タイヤ赤道面に対し70〜90°の角度で配列されたスチールコードをゴム被覆してなる１枚のカーカスプライを、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダルに延在させるとともに、各ビード部に埋設されたビードコアに係止される本体部と、該本体部から延び前記ビードコアの周りで折り返される折返し部とで構成されるカーカスを有する空気入りラジアルタイヤであって、
前記カーカスの折返し部の外端位置が、リム径ライン位置から測定して、タイヤ断面高さの20〜40％の範囲にあり、かつ、前記サイドウォール部は、前記カーカスの折返し部の外端と対応するサイドゴムの表面部分がタイヤ外方に隆起する厚肉部を有することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記厚肉部は、円弧状の隆起部である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記隆起部は、その曲率半径が、タイヤ断面高さの0.07〜0.27倍の範囲である請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスの折返し部の外端から前記隆起部の表面までを、タイヤ幅方向に沿って測定した距離が、タイヤ赤道面から前記隆起部の表面までを、前記カーカスの折返し部の外端位置を通り、タイヤ幅方向に沿って測定した距離の0.015〜0.03倍の範囲である請求項２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスの折返し部の外端位置を通り、タイヤ幅方向と平行な直線上で測定した時の、前記隆起部の厚さは、前記カーカスの折返し部の外端から隆起部の表面までをタイヤ幅方向距離に沿って測定した距離の1／3以上である請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記リム径ライン位置から前記隆起部の最も外方に突出した部分までを、タイヤ径方向に沿って測定した距離と、リム径ライン位置から前記カーカスの折返し部の外端位置までをタイヤ径方向に沿って測定した距離との差が、タイヤ断面高さの0.015倍以下である請求項２〜５のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。