JP2013237344A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部の耐久性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】厚み３０ｍｍ以上のトレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３まで延び、ビード部３のビードコア３ｃに沿ってタイヤ内側から外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部５ｂを有し、折返し部５ｂがタイヤ径方向において、タイヤセクションハイトＳＨの１５〜２８％の位置で終端する少なくとも１層のカーカス層５を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０であって、ビード部３は、外面をタイヤ周方向に延びる溝６を備える。溝６は、タイヤ径方向において、正規内圧及び荷重でビード部３の外面がリムフランジ４ａから離反するリム離反点Ｘとビードコア３ｃのタイヤ径方向上端との間に位置することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、建設車両に適した重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

大型ダンプカーなどの建設車両には、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下、単に、タイヤともいう）が使用される。建設車両に使用されるタイヤは、土木工事現場や鉱石採掘場の荒れた地表上で重い負荷を受けるという過酷な稼働条件を課されるため、荷重時のビード部の倒れ込みが大きく、大きいせん断歪が繰り返し入力される。

ビード部の倒れ込みを抑制する１つの手段として、硬質ゴムで形成されたビードフィラー又はゴム付きキャンバスで形成されたチェーファーなどをビード部に備えたタイヤが、従来技術として知られている。また、重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、ビード部の倒れ込みに対応するため、リムのフランジハイトが高く設定されている。

特開２００５−１９９８６６号公報

ビード部では、特に、カーカス折返し部の端部に歪が集中する。その原因として、（１）内圧成長によってカーカス折返し部が引き抜かれること、（２）内圧をかけるとカーカスが倒れ込むこと、（３）カーカスの倒れ込みとリムフランジからの反力とによってゴムが押し出されることの３つが挙げられる。カーカスの折返し端部が低い位置にある、いわゆるローターンアップ構造の場合、折返し端部に歪が集中した結果、ビード部における亀裂を原因とするタイヤの故障が多発していた。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、厚み３０ｍｍ以上のトレッド部（トレッド部１）からサイドウォール部（サイドウォール部２）を経てビード部（ビード部３）まで延び、前記ビード部のビードコア（ビードコア３ｃ）に沿ってタイヤ内側から外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部（折返し部５ｂ）を有し、前記折返し部がタイヤ径方向において、タイヤセクションハイト（ＳＨ）の１５〜２８％の位置で終端する少なくとも１層のカーカス層（カーカス層５）を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤ（タイヤ１０）であって、前記ビード部は、外面をタイヤ周方向に延びる溝（溝６）を備え、前記溝は、タイヤ径方向において、正規内圧及び荷重で前記ビード部の外面がリムフランジ（リムフランジ４ａ）から離反するリム離反点（Ｘ）と前記ビードコアのタイヤ径方向上端との間に位置することを要旨とする。

かかる特徴によれば、ビード部外面を周方向に延びる溝が、ビードベース側からカーカス折返し端部に向けて押し出されるゴムを吸収する。その結果、カーカス折返し端部付近に集中する歪が緩和され、亀裂の発生する可能性を低減することができる。

なお、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００８年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００８年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。日本以外では、正規内圧とは、後述する規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧であり、正規荷重とは、後述する規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことである。規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ． のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ ”であり、欧州では”Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ”である。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記溝と前記リムフランジの曲率中心とを結んだ線が、タイヤ幅方向から３０〜４５°傾斜することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、第１の特徴に係り、前記溝は、前記ビードコアのタイヤ幅方向断面における最大幅の５〜３０％の範囲にある幅を有することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、第３の特徴に係り、前記溝は、前記ビードコアのタイヤ幅方向断面における最大幅の６０〜７５％の範囲にある深さを有することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、第４の特徴に係り、前記溝は、幅に対して深さの方が大きいことを要旨とする。

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部の耐久性を向上させるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向における部分断面図である。 図２は、図１に示すタイヤにおけるビード部の詳細図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向における部分断面図である。重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、走行時路面に接するトレッド部１と、トレッド部の両端をタイヤ径方向内側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の末端に配置されたビード部３とを備える。また、タイヤ１０は、トレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３まで延びる少なくとも１層のカーカス層５を備える。タイヤ１０は、ビード部３でリム４に固定される。トレッド部１は、３０ｍｍ以上の厚みを有する。ビード部３は、硬質ゴムで形成されたビードフィラー又はゴム付きキャンバスで形成されたチェーファーを、補強材として備えても良い。

図２は、図１に示すタイヤ１０におけるビード部３の詳細図である。ビード部３は、タイヤ幅方向外側でリムフランジ４ａに接するビードヒール３ａと、タイヤ径方向内側の末端でリム４と接する平坦なビードベース３ｂとを含む。また、ビード部３は、高炭素鋼を束ねて形成されたビードコア３ｃを備える。

カーカス層５は、トレッド部１からサイドウォール部２を経てビードコア３ｃに跨がってトロイド状に延びる本体部５ａと、本体部５ａから連続し、ビードコア３ｃに沿ってタイヤ内側から外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部５ｂとを有する。折返し部５ｂは、タイヤ径方向高さｈで終端する。折返し部５ｂの端部の高さｈは、タイヤセクションハイトＳＨに対して１５〜２８％の範囲にあり、いわゆるローターンアップ構造をとる。

ビード部３は、外面をタイヤ周方向に延びる溝６を備える。溝６は、荷重時にビードベース側から押し出されたゴムを吸収することから、カーカス層５の折返し部５ｂの端部に向けて押し出されるゴムが減少する。その結果、折返し部５ｂの端部付近に集中する歪みが緩和される。溝６は、タイヤ径方向において、正規内圧及び荷重でビード部３外面がリムフランジ４ａから離反するリム離反点Ｘと、ビードコア３ｃのタイヤ径方向上端との間に位置する。溝６がリム離反点Ｘよりもタイヤ径方向外側に位置すると、荷重時にリムフランジから離れるため、ビードベース３ｂ側から押し出されたゴムを吸収できなくなる。また、溝の動きが大きくなり故障核となる。反対に、溝６がビードコア３ａの上端よりも下側、すなわちビードコア３ｃの外側に位置すると、折返し部５ｂの倒れ込みが小さい領域であることから、ゴムの吸収効果が十分に発揮できないからである。好ましくは、溝６とリムフランジ４ａの曲率中心Ｏとを結んだ線の、タイヤ幅方向に対する傾斜角αは、３０〜４５°の範囲にある。

溝６は、タイヤ幅方向断面において、幅Ｗ及び深さＤを有する。好ましくは、幅Ｗは、ビードコア３ｃのタイヤ幅方向断面における最大幅Ｗｃの５〜３０％、深さＤは、Ｗｃの６０〜７５％の範囲であり、Ｗ＜Ｄである。幅ＷがＷｃの３０％よりも大きい場合、ビード部３のゴムのボリュームが不足し、剛性が低下する。深さＤがＷｃの７５％よりも大きい場合、ビード部の剛性低下に加え、溝６と折返し部５ｂとの距離が近いことから、これらの間にせん断歪が集中し、亀裂が入りやすくなる。反対に、幅ＷがＷｃの５％未満の場合、又は、深さＤがＷｃの６０％未満の場合、溝６のボリュームが小さく、押し出されたゴムを十分に吸収することができない。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、実施例及び比較例に係るタイヤについて、ＦＥＭ（有限要素法）を用いて断面内せん断歪の解析を行った。解析を行ったタイヤの諸条件は、表１に示すとおりである。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。

ＦＥＭによる解析結果を、併せて表１に示す。比較例及び実施例に係るタイヤに所定の内圧をかけた場合、及び所定の荷重をかけた場合に、カーカス折返し端部の外側に発生する歪を、比較例１（溝なしパターン）を１００として指数で表した。なお、数値が小さいほど、歪が小さいことを意味する。

表１からわかるように、実施例に係るタイヤは、比較例に係るタイヤと比較して、内圧時、荷重時の歪がいずれも低減することが判明した。つまり、ビード部外面を周方向に延びる溝が、ビードベース側から押し出されたゴムを吸収し、カーカス折返し端部付近の歪みを抑制していることが確認された。

以上のように、本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部の耐久性向上に利用することができる。

１０ 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
３ａ ビードヒール
３ｂ ビードベース
３ｃ ビードコア
４ リム
４ａ リムフランジ
５ カーカス層
５ａ 本体部
５ｂ 折返し部
６ 溝
Ｗ 溝の幅
Ｄ 溝の深さ
Ｗｃ ビードコアの最大幅
ＳＨ タイヤセクションハイト
ｈ 折返し部高さ
Ｏ リムフランジの曲率中心

Claims (5)

1. 厚み３０ｍｍ以上のトレッド部からサイドウォール部を経てビード部まで延び、前記ビード部のビードコアに沿ってタイヤ内側から外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部を有し、前記折返し部がタイヤ径方向において、タイヤセクションハイトの１５〜２８％の位置で終端する少なくとも１層のカーカス層を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
   前記ビード部は、外面をタイヤ周方向に延びる溝を備え、前記溝は、タイヤ径方向において、正規内圧及び荷重で前記ビード部の外面がリムフランジから離反するリム離反点と前記ビードコアのタイヤ径方向上端との間に位置することを特徴とする、タイヤ。
2. 前記溝と前記リムフランジの曲率中心とを結んだ線が、タイヤ幅方向から３０〜４５°傾斜することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記溝は、前記ビードコアのタイヤ幅方向断面における最大幅の５〜３０％の範囲にある幅を有する、請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記溝は、前記ビードコアのタイヤ幅方向断面における最大幅の６０〜７５％の範囲にある深さを有する、請求項３に記載のタイヤ。
5. 前記溝は、幅に対して深さの方が大きい、請求項４に記載のタイヤ。

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