JP2014234073A

JP2014234073A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2014234073A
Application number: JP2013116840A
Authority: JP
Inventors: 井上　博文; Hirobumi Inoue; 博文井上
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-15

Abstract

【課題】タイヤ寸法を大きくすることなく、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを抑制することのできる重荷重用空気入りタイヤを提供する。【解決手段】重荷重用空気入りタイヤ１０において、インナーライナー１６の底辺１６ｋの下方側に、複数のコードを平行になるように配列して成るスチールコード補強層１７を設けるとともに、タイヤ断面で見た時に、インナーライナー１６の底辺１６ｋとリム２０のビードシート２２とを平行とし、更に、インナーライナー１６の底辺１６ｋとスチールコード補強層１７のコードの配列方向とが平行になるように、スチールコード補強層１７を配置した構成として、リム２０とビードベースとの間に発生する接線力を高めることができるようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関するもので、特に、ビードベースとリムとの間の滑りを効果的に抑制することのできる重荷重用空気入りタイヤに関する。

図３は、建設用車両などに用いられる従来の重荷重用空気入りタイヤを示す図で、従来の重荷重用空気入りタイヤ５０は、ビードコア５１の周りにタイヤ表面側からタイヤ内面側へ折り返されるカーカスプライ５２の外側に設けられたスチールコード補強層５３と、スチールコード補強層５３の外側に設けられたゴムチェーファー５４を備えている。なお、同図において、符号２０は重荷重用空気入りタイヤ５０が装着されるリム、符号２１はリムフランジ、符号２２はビードシートである（例えば、特許文献１参照）。
重荷重用空気入りタイヤ５０では、重荷重の使用条件下において、車両から発生するタイヤを回転させる力（トルク）に対し、リム２０とビードベース５５との間に発生する接線力が足りず、ビードベース５５とリム２０との間に滑りが発生していた。ビードベース５５とリム２０との間の滑りが大きくなると、図４に示すように、剪断変形により、重荷重用空気入りタイヤ５０のサイド部表面にクラックが発生する場合があった。
そこで、図５に示すような、ビードコア５１の内径を小さくすることで接線力を高めるようにした重荷重用空気入りタイヤ５０Ａや、図６に示すような、ビードコア５１をタイヤ幅方向に大きくして接線力を高めるようにした重荷重用空気入りタイヤ５０Ｂなどが提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。

特開平１０−３２９５１４号公報特開平１−２８５４１０号公報特開２００８−３７３６７号公報

しかしながら、ビードコア５１の内径を小さくした重荷重用空気入りタイヤ５０Ａでは、ビードコア５１の下方（リム２０側）に設けられたゴムチェーファー５４のゴムにセパレーションが発生する虞があった。
また、ビードコア５１をタイヤ幅方向に大きくした重荷重用空気入りタイヤ５０Ｂでは、タイヤ寸法が大きくなってしまうため、コスト高になるといった問題点がある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、タイヤ寸法を大きくすることなく、リムとビードベースとの間に発生する接線力を高めてタイヤとリムとの間に発生していた滑りを抑制することのできる重荷重用空気入りタイヤを提供することを目的とする。

一般に、タイヤとリムとの間に発生する滑りは、タイヤとリムとの接触面積とタイヤからリムへ作用する圧力を大きくすれば改善される。
本発明者は鋭意検討の結果、インナーライナーの下方側にコード補強層を配置すれば、重荷重の使用条件下においてタイヤからリムへ作用する圧力を大きくできることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本願発明は、一対のビードコアと、前記ビードコアの周りにタイヤ表面側からタイヤ内面側へ折り返される折り返し部を有するカーカスプライと、前記カーカスプライの外側に配置されたインナーライナーとを備えた重荷重用空気入りタイヤであって、当該タイヤをリムに装着した時の前記インナーライナーのリム側である下方側に、複数のコードを平行になるように配列して成るコード補強層を備えることを特徴とする。
これにより、タイヤからリムへ作用する圧力を大きくして、リムとビードベースとの間に発生する接線力を高めることができるので、タイヤ寸法を大きくすることなく、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを抑制することができる。

また、本願発明は、タイヤ断面で見た時に、前記インナーライナーの前記リム側の辺である底辺と前記リムのビードシートとが平行であることを特徴とする。
これにより、タイヤとリムとの接触面積を大きくできるので、タイヤからリムへ作用する圧力を更に大きくできる。したがって、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを効果的に抑制することができる。

また、本願発明は、タイヤ断面で見た時に、前記インナーライナーの前記リム側の辺である底辺と前記コード補強層のコードの配列方向とが平行であることを特徴とする。
これにより、タイヤとリムとの接触面積を更に増大させることができるとともに、インナーライナーが変形してもコード補強層との間にセパレーションが発生しにくいので、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを安定して抑制できるとともに、耐久性についても向上させることができる。

また、本願発明は、当該タイヤを正規のリムに組付けて規定の内圧を充填した時の前記コード補強層の内径ｄが、前記リムのリム径Ｄの１００％〜１０５％の範囲にあることを特徴とする。
これにより、コード補強層の効果を十分に発揮できるので、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを確実に抑制することができる。

また、本願発明は、前記コード補強層のコードの延長方向タイヤ周方向とのなす角度が０°〜９０°の範囲にあり、かつ、前記コード補強層のタイヤ幅方向の長さＬ_wが、ビードコアの最大幅ｗ_Mの１００％〜２００％の範囲にあることを特徴とする。
これにより、コード補強層の効果を十分に発揮できるので、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを確実に抑制することができる。

また、本願発明は、タイヤ縦断面で見た時の前記ビードコアの高さｈが、正規のリムのフランジ高さＨの２０％〜５０％の範囲にあり、前記ビードコアの幅ｗが前記リムのビードシートの幅Ｗの２０％〜１００％の範囲にあることを特徴とする。
このように、ビードコアの大きさを適正化したので、ビードコアを大きくすることなく、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを確実に抑制することができる。

また、本願発明は、前記インナーライナーを構成するゴムを、３００％伸長時の弾性率が１０ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲にある厚さが１ｍｍ以上のゴムとしたことを特徴とする。
このように、コード補強層をリムのリム径Ｄの１００％〜１０５％の位置に設けることで、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを確実に抑制できるので、インナーライナーのゴムの耐久性を向上させることができる。

また、本願発明は、前記コード補強層とビードベースとの間には、３００％伸長時の弾性率が１１ＭＰａ〜１３ＭＰａの範囲にある厚さが１ｍｍ以上のゴムから成るゴムチェーファーが配置されていることを特徴とする。
これにより、ゴムチェーファーのゴムの耐久性が向上する。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本発明の実施の形態に係る重荷重用空気入りタイヤの断面図である。本実施の形態に係る重荷重用空気入りタイヤのビード部近傍の拡大断面図である。従来の重荷重用空気入りタイヤのビード部近傍の拡大断面図である（従来タイヤＡ）。重荷重の使用条件下におけるタイヤサイド部の変形状態を示す図である。従来の重荷重用空気入りタイヤのビード部近傍の拡大断面図である（従来タイヤＢ）。従来の重荷重用空気入りタイヤのビード部近傍の拡大断面図である（従来タイヤＣ）。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施の形態に係る重荷重用空気入りタイヤ（以下、タイヤという）１０の構成を示す断面図で、同図において、１１はビード部、１１Ｃはビードコア、１２はカーカスプライ、１３ａ〜１３ｃはベルト層、１４はベルト補強層、１５はトレッドゴム層、１６はインナーライナー、１７はスチールコード補強層、１８はゴムチェーファーである。
カーカスプライ１２は、ビード部１１に配置された１対のビードコア１１Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられた、当該タイヤ１０の骨格を成す部材で、このカーカスプライ１２のタイヤ径方向外側に３枚のベルト層１３ａ〜１３ｃが配置される。ベルト層１３ａ，１３ｂは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードを、赤道方向に対して２０°〜７０°の角度で交錯するように配置される。
ベルト補強層１４は、例えば、片撚りのナイロンコードをその延長方向がタイヤ周方向に略平行になるようにスパイラル状に巻回したもので、ベルト層１３ａ〜１３ｃのタイヤ径方向外側に配置される。
トレッドゴム層１５は、ゴム部材（トレッドゴム）から成り、ベルト補強層１４のタイヤ径方向外側に配置される。

図２は、ビード部１１近傍の拡大断面図である。
本例では、ビードコア１１Ｃの大きさとしては、タイヤ縦断面で見た時に、ビードコア１１Ｃの高さｈを、正規のリム２０のリムフランジ２１の高さをＨの２０％〜５０％の範囲とし、幅ｗを、リム２０のビードシート２２の幅Ｗの２０％〜１００％の範囲とした。
これにより、ビードコア１１Ｃを大きくすることなく、タイヤ１０からの圧力を、インナーライナー１６及びスチールコード補強層１７を介して、リム２０へ有効に伝達できるので、タイヤ１０とリム２０間に発生していた滑りを確実に抑制することができる。

インナーライナー１６は、カーカスプライ１２の外側に設けられる。
本例では、カーカスプライ１２のタイヤ外面側と、リム２０側である下方側と、タイヤ外面側とにインナーライナー１６を配置するとともに、インナーライナー１６の下方側に、スチールコード補強層１７を配置している。
インナーライナー１６は、３００％伸長時の弾性率が１０ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲にある厚さが１ｍｍ以上のゴム部材で、その端部は、図２の左側であるタイヤ外面側で、ビードコア１１Ｃの最大幅の位置にある。
インナーライナー１６のゴムの３００％伸長時の弾性率を１０ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲としたのは、重荷重の使用条件下において、ゴムが十分に変形できるとともに、クリープ（塑性変形の増大）を抑制して耐久性を向上させるためである。
また、本例では、インナーライナー１６の底辺（リム２０側の辺）１６ｋとビードシート２２とが平行であるように、インナーライナー１６を形成している。
これにより、インナーライナー１６をビードシート２２に効果的に押し付けることができるので、タイヤ１０からリム２０へ作用する圧力を大きくできる。したがって、接線力を高めることができ、タイヤ１０とリム２０との間に発生していた滑りを効果的に抑制することができる。

スチールコード補強層１７は、複数のスチールコードを平行になるように配列したもので、図２に示すように、タイヤ断面で見た時に、インナーライナー１６の底辺１６ｋとスチールコード補強層１７のコードの配列方向とが平行になるように、スチールコード補強層１７を配置している。
これにより、インナーライナー１６が変形してもスチールコード補強層１７との間にセパレーションが発生しにくいので、タイヤ１０からリム２０へ作用する圧力を大きくできる効果に加えて、タイヤ１０の耐久性を向上させることができる。
また、スチールコード補強層１７の内径ｄの大きさとしては、当該タイヤ１０を正規のリム２０に組付けて規定の内圧を充填した時にリム２０のリム径Ｄの１００％〜１０５％の範囲にあることが好ましい。
内径ｄをリム径Ｄよりも小さくすると、インナーライナー１６の下側にゴムチェーファー１８の厚さが薄くなるので、耐久性の向上の点で好ましくない。また、内径ｄがリム径Ｄの１０５％を超えると、ゴムチェーファー１８にクリープが発生する虞があるので、内径ｄとしては、リム径Ｄの１００％〜１０５％の範囲とすることが好ましい。
また、スチールコード補強層１７のコードの延長方向とタイヤ周方向とのなす角度としては、０°〜９０°の範囲にあれば、コードとゴムとのセパレーションが起きにくいので、スチールコード補強層１７のコードの延長方向とタイヤ周方向とのなす角度は、タイヤ１０の大きさや構造により、適宜決定すればよい。
また、スチールコード補強層１７のタイヤ幅方向の長さＬ_wは、ビードコア１１Ｃの最大幅ｗ_Mの１００％〜２００％の範囲にあることが好ましい。
すなわち、長さＬ_wがビードコア１１Ｃの最大幅ｗ_Mよりも小さい場合には、インナーライナー１６が変形し易くなって、タイヤ１０からリム２０へ作用する圧力を十分大きくできないので、接線力を大幅に向上させることは困難である。なお、長さＬ_wがビードコア１１Ｃの最大幅ｗ_Mの２００％を超えても、接線力は長さＬ_wを長くした分だけ向上することはなく、かえってコストが高くなるだけなので、長さＬ_wはビードコア１１Ｃの最大幅ｗ_Mの１００％〜２００％の範囲とすることが好ましい。

ゴムチェーファー１８は、３００％伸長時の弾性率が１１ＭＰａ〜１３ＭＰａの範囲にある厚さが１ｍｍ以上のゴム部材で、インナーライナー１６のタイヤ外面側と、スチールコード補強層１７の外側と、インナーライナー１６のタイヤ内面側とに設けられる。
ゴムチェーファー１８のゴムの３００％伸長時の弾性率を１１ＭＰａ〜１３ＭＰａの範囲としたのは、重荷重の使用条件下において、ゴムが十分に変形できるとともに、クリープを抑制して耐久性を向上させるためである。

このように、本実施の形態では、重荷重用空気入りタイヤ１０において、インナーライナー１６の底辺１６ｋの下方側に、複数のコードを平行になるように配列して成るスチールコード補強層１７を設けるとともに、タイヤ断面で見た時に、インナーライナー１６の底辺１６ｋとリム２０のビードシート２２とが平行とし、更に、インナーライナー１６の底辺１６ｋとスチールコード補強層１７のコードの配列方向とが平行になるように、スチールコード補強層１７を配置することで、リム２０とビードベースとの間に発生する接線力を高めることができるようにしたので、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを安定して抑制することができる。
また、インナーライナー１６とスチールコード補強層１７との間にセパレーションが発生しにくいので、耐久性を向上させることができる。

図１及び図２に示したインナーライナーとスチールコード補強層とを備えたタイヤ（本発明のタイヤ）について室内試験を行い、タイヤ−リム間の滑り量、耐久性、及び、タイヤコストを評価した結果を、以下の表１に示す。
なお、本発明のタイヤのタイヤサイズは２６．５Ｒ２５ＶＪＴｚ、スチールコード補強層の内径は６３５ｍｍ、ビードコア幅は２０ｍｍ、ビードコア高さは１８ｍｍである。
また、比較のため、図３に示した従来の重荷重用空気入りタイヤ（従来タイヤＡ）と、図５に示したビードコアの内径を小さくしたタイヤ（従来タイヤＢ）と、図６に示した、ビードコアをタイヤ幅方向に大きくしたタイヤ（従来タイヤＣ）とを準備して同様の試験を行い、タイヤ−リム間の滑り量、耐久性、及び、タイヤコストを評価した。

タイヤ−リム間の滑り量については、リムサイズが２２．００/３．０のリムに組み付けたタイヤを、直径１．７ｍのスチール製のドラムに押し付け、内圧５００ｋＰａ、荷重１５．０ｔｏｎを付加しながら、６０ｋｍ／ｈで１００００ｋｍ走行させた後、測定した。
また、耐久性については、走行後のタイヤのビードベース割れの有無で判定した。
また、タイヤコストについては、従来タイヤＡを１００とした指数で示した。
表１から明らかなように、本発明のタイヤは、タイヤ−リム間の滑り量が小さいだけでなく、ビードベース割れもなく、タイヤコストも従来タイヤＡ〜Ｃよりも安価であった。
これに対して、ビードコアの内径を小さくした従来タイヤＢは、タイヤ−リム間の滑り量は小さくできるが、ビードベース割れが発生した。また、タイヤコストも従来タイヤＡとほとんど変わらなかった。
一方、ビードコアをタイヤ幅方向に大きくした従来タイヤＣは、タイヤ−リム間の滑り量が小さく、かつ、ビードベース割れもないが、従来タイヤＡよりもタイヤコストが高価になってしまった。
これらの評価結果から、本発明のタイヤは、タイヤ寸法を大きくすることなく、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを抑制することができるとともに、耐久性にも優れていることが確認された。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

このように、本発明によれば、タイヤ寸法を大きくすることなく、タイヤとリムとの間に発生していた滑りを抑制することができるので、重荷重車両に装着するのに好適な重荷重用空気入りタイヤを提供することができる。

１０重荷重用空気入りタイヤ、１１ビード部、１１Ｃビードコア、
１２カーカスプライ、１３ａ〜１３ｃベルト層、１４ベルト補強層、
１５トレッドゴム層、１６インナーライナー、１７スチールコード補強層、
１８ゴムチェーファー、２０リム、２１リムフランジ、２２ビードシート。

Claims

一対のビードコアと、前記ビードコアの周りにタイヤ表面側からタイヤ内面側へ折り返される折り返し部を有するカーカスプライと、前記カーカスプライの外側に配置されたインナーライナーとを備えた重荷重用空気入りタイヤであって、
当該タイヤをリムに装着した時の前記インナーライナーのリム側である下方側に、複数のコードを平行になるように配列して成るコード補強層を備えることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
タイヤ断面で見た時に、前記インナーライナーの前記リム側の辺である底辺と前記リムのビードシートとが平行であることを特徴とする請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
タイヤ断面で見た時に、前記インナーライナーの前記リム側の辺である底辺と前記コード補強層のコードの配列方向とが平行であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
当該タイヤを正規のリムに組付けて規定の内圧を充填した時の前記コード補強層の内径ｄが、前記リムのリム径Ｄの１００％〜１０５％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
前記コード補強層のコードの延長方向とタイヤ周方向とのなす角度が０°〜９０°の範囲にあり、かつ、前記コード補強層のタイヤ幅方向の長さＬ_wが、ビードコアの最大幅ｗ_Mの１００％〜２００％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
タイヤ縦断面で見た時の前記ビードコアの高さｈが、正規のリムのフランジ高さＨの２０％〜５０％の範囲にあり、前記ビードコアの幅ｗが前記リムのビードシートの幅Ｗの２０％〜１００％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
前記インナーライナーを構成するゴムは、３００％伸長時の弾性率が１０ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲にある厚さが１ｍｍ以上のゴムであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
前記コード補強層とビードベースとの間には、３００％伸長時の弾性率が１１ＭＰａ〜１３ＭＰａの範囲にある厚さが１ｍｍ以上のゴムから成るゴムチェーファーが配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。