JP2016002961A

JP2016002961A - タイヤ

Info

Publication number: JP2016002961A
Application number: JP2014126230A
Authority: JP
Inventors: 森田　博志; Hiroshi Morita; 博志森田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-01-12
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: JP6251639B2

Abstract

【課題】内圧付加時におけるサイドカットのタイヤ幅方向への進展を抑止しつつ、サイドカットがカーカスプライにまで進展することを遅延させた構造のタイヤを提供することを課題とする。【解決手段】タイヤ１０は、カーカスプライ本体１４ｍと折り返し部分１４ｒとを有する１枚以上のカーカスプライ１４を備える。規定内圧付加時でタイヤ幅方向断面におけるカーカスプライ１４の形状は、プライ高さＨが1.00PH〜0.80PHの範囲のカーカスプライ部分１４ｈでは1.00PH〜0.80PHの範囲の曲率半径Ｒ１で規定され、プライ高さＨが0.80PH〜0.65PHの範囲のカーカスプライ部分１４ｓでは0.80PH〜0.65PHの範囲の曲率半径Ｒ２で規定され、プライ高さＨが0.65PH〜0.60PHの範囲のカーカスプライ部分１４ｂでは0.65PH〜0.60PHの範囲の曲率半径Ｒ３で規定され、Ｒ１／Ｒ２は1.2〜1.5の範囲に、Ｒ２／Ｒ３は1.3〜1.9の範囲に規定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、カーカスプライがビードコアで折り返されたタイヤに関する。

タイヤでは、サイドウォール部の亀裂であるサイドカット発生した場合、このサイドカットがカーカスプライの折り返し部にまで到達するとタイヤ交換の必要が生じる。なお、サイドカットは特に旋回時に入り易い。

このため、サイドカットが進展して折り返し部に到達するまでの時間を長くした構造の重荷重用のタイヤが提案されている。例えば特許文献１では、重荷重用のタイヤのケースラインを偏狭化することが提案されている。

特開2010-254051号公報

しかし、特許文献１では、ケースライン自体を立たせるため、内圧付加時にカーカスプライ本体とカーカスプライの折り返し部とがタイヤ幅方向に移動してし易い。このため、折り返し部からサイドウォール部までの長さを十分には稼ぎにくい。

なお、このようなことは、重荷重用のタイヤに限らず、一般的なタイヤであっても生じ得ると考えられる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、内圧付加時におけるサイドカットのタイヤ幅方向への進展を抑止しつつ、サイドカットがカーカスプライにまで進展することを遅延させた構造のタイヤを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るタイヤは、タイヤ軸方向両側のビード部間を跨るカーカスプライ本体、および、ビード部でタイヤ内側からタイヤ外側へ巻き返された折り返し部分を有する１枚以上のカーカスプライと、タイヤ径方向外側に設けられたトレッド部と、を備え、プライ径をＰＨ、カーカスプライのタイヤ径方向内方端からのタイヤ径方向高さをプライ高さＨとしたとき、規定内圧付加時でタイヤ幅方向断面におけるカーカスプライの形状は、プライ高さＨが１．００ＰＨ〜０．８０ＰＨの範囲のカーカスプライ部分では１．００ＰＨ〜０．８０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ１で規定され、プライ高さＨが０．８０ＰＨ〜０．６５ＰＨの範囲のカーカスプライ部分では０．８０ＰＨ〜０．６５ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ２で規定され、プライ高さＨが０．６５ＰＨ〜０．６０ＰＨの範囲のカーカスプライ部分では０．６５ＰＨ〜０．６０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ３で規定され、Ｒ１／Ｒ２は１．２〜１．５の範囲に、Ｒ２／Ｒ３は１．３〜１．９の範囲にそれぞれ規定されていることを要旨とする。

本発明によれば、内圧付加時におけるサイドカットのタイヤ幅方向への進展を抑止しつつ、サイドカットがカーカスプライにまで進展することを遅延させた構造のタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る重荷重用タイヤの構成を示すタイヤ幅方向断面図である。計算例で、計算条件および評価結果を説明する説明図である。実験例で、実験結果および評価結果を説明する説明図である。

以下、タイヤとして重荷重用のタイヤ（例えば建設車両用タイヤ）を例に挙げ、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）のタイヤの構成を示すタイヤ幅方向断面図である。

タイヤ（建設車両用タイヤ）１０は、一対のビードコア１２と、この一対のビードコア１２に跨るカーカスプライ１４と、カーカスプライ１４のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層１６と、ベルト層１６のタイヤ径方向外側のトレッド部１８と、タイヤサイドに配置され、ビードコア１２を有するビード部２０に連続するとともにショルダー部２２に連続しているサイドウォール部２４と、を備えている。本実施形態では、ビードコア１２は断面六角形状とされている。

本実施形態では、サイドウォール部２４およびビード部２０のタイヤ幅方向外側部分はサイドゴムによって構成されている。そして、サイドゴム、クッションゴム、および、パッドゴム（ビード部２０に配置されるもの）は複数層からなる。また、ベルト層１６は、ベルト交錯層とされており、カーカスプライ１４のクラウン領域のタイヤ外周側に配置されている。

また、本実施形態では、カーカスプライ１４として、スチールコードや有機繊維コードで形成された１枚のプライからなるラジアルカーカスプライが配置されている。

カーカスプライ１４は、タイヤ軸方向両側のビード部間を跨るカーカスプライ本体１４ｍ、および、ビード部２０でタイヤ内側からタイヤ外側へ巻き返された折り返し部分１４ｒを有する。

タイヤ幅方向断面におけるカーカスプライ本体１４ｍは、規定内圧付加時で、図１に示すように、プライ径をＰＨ、プライ最大幅をＰＷとしたとき、ＰＨ／ＰＷが１．４〜１．９の範囲になっている。

そして、カーカスプライ１４のタイヤ径方向内方端１４ｉからのタイヤ径方向高さをプライ高さＨとした場合、規定内圧付加時でタイヤ幅方向断面におけるカーカスプライ１４の形状は以下のように規定されている。

プライ高さＨが１．００ＰＨ〜０．８０ＰＨの範囲のカーカスプライ部分１４ｈ（ベルト層１６のタイヤ幅方向端位置からタイヤ幅方向外側へ延びているカーカスプライ部分）の形状は、１．００ＰＨ〜０．８０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ１で規定され、プライ高さＨが０．８０ＰＨ〜０．６５ＰＨの範囲のカーカスプライ部分１４ｓ（カーカスプライ本体１４ｍのタイヤ幅方向最大幅位置Ｄを含むカーカスプライ部分）の形状は、０．８０ＰＨ〜０．６５ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ２で規定され、プライ高さＨが０．６５ＰＨ〜０．６０ＰＨの範囲のカーカスプライ部分１４ｃの形状は、０．６５ＰＨ〜０．６０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ３で規定されている。

更に、Ｒ１／Ｒ２は１．２〜１．５の範囲、Ｒ２／Ｒ３は１．３〜１．９の範囲となるようにそれぞれ規定されている。

また、ビード部２０では、ビードコア１２横からタイヤ径方向外側のカーカスプライ部分１４ｂの形状が、タイヤ外側に円弧中心が位置する０．６０ＰＨ〜０．５０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ４で規定されており、この曲率半径Ｒ４は２．８５ＰＨ〜２．９５ＰＨの範囲に規定されている。

（作用、効果）
このように、ショルダー部２２からサイドウォール部２４にかけて、カーカスプライ本体１４の曲率半径をＲ１、Ｒ２の２つに分けることで、１つの曲率半径で規定する場合に比べ、カーカスプライ本体形状を丸みを帯びた形状にすることができる。

そして、本実施形態では、曲率半径Ｒ３の範囲を規定し、Ｒ１、Ｒ２の範囲を本実施形態のように規定することで、カーカスプライ本体１４ｍの全体にわたり内面形状が丸みを帯びた形状になり、内圧付加時の変形を抑止することができる。また、タイヤサイドでのカーカスラインを自然平衡形状に近づけることができ、タイヤ幅方向へのカーカスプライの成長が抑制され、障害物が当たるタイヤ側面と折り返し部分１４ｒとの相対距離Ｇの確保が可能となり、ルート走行旋回時に、タイヤ寿命を決めてしまう致命傷カットの受傷率を低減させることができる。

このことは、この相対距離Ｇ（ゴム厚さ）を従来品と同等にする場合、タイヤ最大幅ＯＷを小さくすることができ、サイドカットが入る確率を低減させることができるという効果ももたらす。また、タイヤ最大幅ＯＷを従来品と同等にする場合、この相対距離Ｇが従来品よりも大きくなる。従って、サイドカットが入る確率や、生じるサイドカットの深さが従来と同等であっても、亀裂進展速度も従来品と同等であるので、カーカスプライへの亀裂到達時間を稼ぐこと、すなわち亀裂到達時間を遅らせることができ、タイヤ寿命が長くなる。

また、Ｒ１／Ｒ２が１．２〜１．５の範囲、Ｒ２／Ｒ３が１．３〜１．９の範囲であると、サイドカットをタイヤが受傷し難くなって好ましい。

また、カーカスラインを自然平衡形状に近づけることにより、タイヤの倒れ込みを抑制することができ、耐久性能を損なうことなくカーカスラインの狭幅化を実現させることが可能になる。

Ｒ１が０．８０ＰＨよりも小さいと、タイヤ内部の体積（容積）減少に伴う耐久性低下が生じやすくなる。Ｒ１が１．０ＰＨよりも大きいと、ショルダー部の径の成長が促進され過ぎて偏摩耗が発生し易い。

Ｒ２が０．６５ＰＨよりも小さいと、タイヤ内部の体積（容積）減少に伴う耐久性低下が生じやすくなる。Ｒ２が０．８０ＰＨよりも大きいと、サイドウォール部２４のタイヤ幅方向の成長を助長し、サイドカットの進展抑止や進展遅延の効果を得難くなり、しかも、ショルダー部２２の径成長を阻害してタイヤの倒れ込みが生じやすくなる。

Ｒ３が０．６０ＰＨよりも小さいと、タイヤ内部の体積（容積）減少に伴う耐久性低下が生じやすくなる。Ｒ３が０．６５ＰＨよりも大きいと、サイドウォール部２４のタイヤ幅方向の成長を助長し、サイドカットの進展抑止や進展遅延の効果を得難くなり、しかも、タイヤの倒れ込みが生じやすくなる。

また、カーカスプライ部分１４ｂの曲率半径Ｒ４が２．８５ＰＨ〜２．９５ＰＨの範囲に規定されていることにより、カーカスプライ１４をビードコア１２に巻くことによるビード剛性の最適化を図ることが可能になる。

Ｒ４が２．８５ＰＨよりも小さいと、タイヤ形状が立つ（すなわち、タイヤ径方向に対してビード部２０のなす角度が小さくなる）ことになり、ビード部２０はタイヤ幅方向へ変形しやすくなる。Ｒ４が２．９５ＰＨを超えると、カーカスプライ本体１４ｍ、および、カーカスプライ１４の折り返し部分１４ｒがタイヤ幅方向外側へ位置しすぎて、カーカスプライ折り返し部分１４ｒとサイドウォール部２４のタイヤ外壁面との相対距離Ｇ、すなわち、この部分のゴム厚を十分に確保することが難しくなる。

このようにカーカスプライ本体１４ｍの形状を規定した上で、ケースライン１０ｋの形状をこのように規定することで、サイドカットの発生抑止や進展防止を図ることができる。また、このようにカーカスプライ本体１４ｍの形状を規定することで、ケースライン１０ｋを立たせた場合に、内圧付加時にカーカスプライ本体１４ｍとカーカスプライの折り返し部分１４ｒとがタイヤ幅方向に移動してしまうという従来の不具合を抑止することができる。

また、タイヤ外径をＯＤ、タイヤ赤道線ＣＬの位置におけるトレッド部１８のゴムゲージ、すなわちベルト層１６の最外層からトレッド部１８の表面までのゴム厚みをＤＣとした場合に、ＤＣ／ＯＤ≧０．０１５を満たす。これにより、重荷重用のタイヤ１０が建設車両用タイヤである場合、本実施形態による効果が特に顕著に得られる。

なお、ベルト層１６を形成しているベルト交錯層は、本実施形態では、タイヤ赤道線ＣＬ対し低角度のコ−ド配列とされている。

［計算例］
本発明者は、カーカスプライの形状が互いに異なる従来例１、従来例２、実施例１（上記実施形態の一実施例）の重荷重用のタイヤに関し、標準リム（ＴＲＡ）、正規内圧（ＴＲＡ）、正規荷重（ＴＲＡ）における平押し時の歪をＦＥＭ（有限要素法）により算出した。各タイヤのカーカスラインの形状を図２に示す。

従来例１では、カーカスラインはnormal、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０２、「ＳＷＯＷ対比」は１、角度αは０°、角度βは７°である。従来例２では、カーカスラインはnormal、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０５、「ＳＷＯＷ対比」は０．９７、角度αは１０°、角度βは７°である。実施例１では、カーカスラインはNew（上記実施形態の一例）、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０５、「ＳＷＯＷ対比」は０．９７、角度αは１０°、角度βは７°である。

本計算例で得られた、各タイヤの平押し時の歪に関する評価指数を表１に併せて示す。カーカスコードの圧縮歪の指数は、従来例１での値を１００とした場合、従来例２で１４３、実施例１で８１であった。ここで、この指数が小さいほど、歪性能（歪に関するタイヤ性能）が良好であること意味する。

従って、実施例１では、従来例１、２に比べ、歪性能が大きく良好であるという結果になった。

［実験例］
また、本発明者は、従来例３、従来例４、実施例２（上記実施形態の一実施例）、実施例３（上記実施形態の一実施例）の重荷重用のタイヤに関し、各タイヤ毎に２０本ずつ、１）サイドカット受傷頻度（Ｉｎｄｅｘ）、２）廃品時におけるサイドカットのカーカスプライへの到達率（Ｉｎｄｅｘ）、３）サイドカット廃品率（Ｉｎｄｅｘ）を実験により求めた。

本実験例では、重荷重用のタイヤ１０に正規リムを取り付け、正規内圧をかけた状態で行った。

ここで、「正規リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定された標準リムをいい、「正規内圧」とは、下記の規格に記載されている、適用サイズにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧をいい、「正規荷重」とは、下記の規格の適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）をいうものとする。そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格であって、たとえば、日本では「日本自動車タイヤ協会」の“JATMA YEAR BOOK”であり、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 Tyre and Rim Technical Organisation”の“STANDARD MANUAL”である。

各タイヤの規格は、何れも「ＯＲＲ２６５Ｒ２５ＶＳＭＳ」である。各タイヤの構成を図３に示す。ここで、図１に示すように、角度αは、タイヤ最大幅ＯＷを規定するＢ点に連続してタイヤ径方向内側へ延びるタイヤ側壁面２４ｉとタイヤ径方向とのなす角度のことである。また、角度βは、Ｂ点に連続してタイヤ径方向外側へ延びるタイヤ側壁面２４ｅとタイヤ径方向とのなす角度のことである。

なお、本実施形態では、タイヤ側壁面２４ｅのタイヤ径方向外方端が、トレッド幅ＴＷを規定するトレッド端Ｔとなっている。ここでトレッド端とは、空気入りタイヤを上記の正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、正規荷重を負荷したときのタイヤ幅方向最外側の接地部分を指す。

図３に示すように、従来例３では、カーカスラインはnormal、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０２、「ＳＷＯＷ対比」は１、角度αは０°、角度βは７°である。従来例４では、カーカスラインはnormal、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０５、「ＳＷＯＷ対比」は０．９７、角度αは１０°、角度βは７°である。実施例２では、カーカスラインはNew、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０５、「ＳＷＯＷ対比」は０．９７、角度αは１０°、角度βは７°である。実施例３では、カーカスラインはNew、「ＯＷＴＲＡ規格比」は１.０３、「ＳＷＯＷ対比」は０．９７、角度αは１０°、角度βは７°である。

そして、実験により得られた、上記１）〜３）の評価指数を図３に併せて示す。評価指数の算出では、従来例３での評価指数を１００として、従来例４、実施例２、３の指数を算出した。ここで、この指数が小さいほど、各評価項目の性能が良好であることを示す。

サイドカット受傷頻度は、従来例３で１００、従来例４で７０、実施例２で７０、実施例３で４０であった。サイドカット廃品率は、従来例３で１００、従来例４で７０、実施例２で５０、実施例３で４０であった。

従って、従来例３、従来例４、実施例２、実施例３の順に性能が順次良くなるという評価結果となった。

１０…タイヤ、１０ｋ…ケースライン、１２…ビードコア、１４…カーカスプライ、１４ｍ…カーカスプライ本体、１４ｒ…折り返し部分、１４ｂ…カーカスプライ部分、１４ｃ…カーカスプライ部分、１４ｈ…カーカスプライ部分、１４ｓ…カーカスプライ部分、１８…トレッド部、２０…ビード部、２４…サイドウォール部、ＣＬ…タイヤ赤道線、ＤＣ…ゴムゲージ

Claims

タイヤ軸方向両側のビード部間を跨るカーカスプライ本体、および、ビード部でタイヤ内側からタイヤ外側へ巻き返された折り返し部分を有する１枚以上のカーカスプライと、
タイヤ径方向外側に設けられたトレッド部と、
を備え、
プライ径をＰＨ、前記カーカスプライのタイヤ径方向内方端からのタイヤ径方向高さをプライ高さＨとしたとき、規定内圧付加時でタイヤ幅方向断面における前記カーカスプライの形状は、
プライ高さＨが１．００ＰＨ〜０．８０ＰＨの範囲のカーカスプライ部分では１．００ＰＨ〜０．８０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ１で規定され、
プライ高さＨが０．８０ＰＨ〜０．６５ＰＨの範囲のカーカスプライ部分では０．８０ＰＨ〜０．６５ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ２で規定され、
プライ高さＨが０．６５ＰＨ〜０．６０ＰＨの範囲のカーカスプライ部分では０．６５ＰＨ〜０．６０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ３で規定され、
Ｒ１／Ｒ２は１．２〜１．５の範囲に、Ｒ２／Ｒ３は１．３〜１．９の範囲にそれぞれ規定されていることを特徴とするタイヤ。
前記ビード部では、ビードコア横からタイヤ径方向外側のカーカスプライ部分の形状が、タイヤ外側に円弧中心が位置する０．６０ＰＨ〜０．５０ＰＨの範囲の曲率半径Ｒ４で規定されていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
タイヤ外径をＯＤ、タイヤ赤道線の位置における前記トレッド部のゴムゲージをＤＣとした場合に、ＤＣ／ＯＤ≧０．０１５を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。