JP2018052310A - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部の耐久性が向上した重荷重用タイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ幅方向断面上でのビードコア１０の形状がタイヤ軸方向に対して傾いた六角形であり、ビードベース部１８のタイヤ幅方向内側の端部から前記ビードコア１０の中心１２までのタイヤ軸方向の長さＡと、ビードコア１０の中心１２からビードベース部１８のタイヤ幅方向外側の端部までのタイヤ軸方向の長さＢとの関係が、０．６≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７である。
【選択図】図１

Description

本発明は重荷重用タイヤに関する。

内圧を保持するためのチューブを具備しない重荷重用タイヤでは、特許文献１に描かれているように、一般的にビードコアの断面形状がタイヤ軸方向に対して傾いた六角形となっている。このような重荷重用タイヤは例えばダンプカー等に装着されるが、そのダンプカー等が悪路を走行すると重荷重用タイヤに非常に大きな荷重が負荷され、その結果ビード部に故障が発生しやすい。ビード部の故障としては、ビードコアよりタイヤ幅方向外側のゴム層が、ビードコアとリムコンターとに挟まれて大きな荷重を受けることにより変形したり、当該ゴム層を構成するラバーチェーファーが摩減したりする形態がある。また、ビード部の故障として、重荷重用タイヤに非常に大きな荷重が負荷されたことが原因となってビードコア周辺でカーカスが強く引っ張られ、ビードトウ近傍が変形する形態もある。

ところで、ビード部の耐久性を向上させるために特許文献２や特許文献３のタイヤが提案されている。特許文献２の空気入りラジアルタイヤでは、ビードコアの中心を通る水平線がタイヤ外面と交わる基準点からビードコアの中心までの幅ＡＷと、前記基準点からビードトウ先端までの幅ＢＷとの関係が、０．４０≦ＡＷ／ＢＷ≦０．５５となっている。また、特許文献３の航空機用ラジアルタイヤでは、ビードコアの中心からビードコアの中心を通る水平線とタイヤ外表面との交点までの距離Ｂｃが、ビード部の幅Ｂｗの、４０％〜６５％となっている。これらの特徴は、これらの文献によれば、ビード部の耐久性を向上させる。

特開２００１−１９１７４６号公報 特開２０１４−１１３９２０号公報 特開２００６−３２７４４０号公報

本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、ビード部の耐久性が向上した重荷重用タイヤを提供することを課題とする。

実施形態の重荷重用タイヤは、タイヤ幅方向断面上でのビードコアの形状がタイヤ軸方向に対して傾いた六角形であり、ビードベース部のタイヤ幅方向内側の端部から前記ビードコアの中心までのタイヤ軸方向の長さＡと、前記ビードコアの中心からビードベース部のタイヤ幅方向外側の端部までのタイヤ軸方向の長さＢとの関係が、０．６≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７であることを特徴とする。

本実施形態の重荷重用タイヤでは、ビードコアの中心が、重荷重用タイヤが装着されたリムのリムコンターから適度に離れている。そのため、ビードコアとリムコンターとの間に挟まれる重荷重用タイヤのゴム層にかかる負荷が低減され、ビード部の耐久性が向上する。

タイヤ幅方向片側のビード部１９近傍のタイヤ幅方向断面図。 重荷重用タイヤがリム４０に装着されたときのタイヤ幅方向片側のビード部１９近傍のタイヤ幅方向断面図。 交点Ｐを説明する図。

本実施形態について図面に基づき説明する。なお図面は、説明のために、実際のものより誇張されて描かれている場合がある。

まず、本実施形態のタイヤの全体構造について説明する。本実施形態のタイヤはダンプカーをはじめとするトラックやバス等に装着される重荷重用タイヤである。本実施形態の重荷重用タイヤは、内圧を保持するためのチューブを具備しないチューブレスタイヤである。

本実施形態の重荷重用タイヤでは、タイヤ幅方向両側にビードコア１０が設けられている。ビードコア１０よりタイヤ径方向外側にはビードフィラー１７が設けられている。

図１及び図２に示すように、1枚のカーカス２０が、タイヤ幅方向両側でビードコア１０をタイヤ径方向内側及びタイヤ幅方向両側から包んでいる。このカーカス２０は、タイヤ幅方向両側のビードコア１０間で重荷重用タイヤの骨格を形成している。カーカス２０は有機繊維製又はスチール製の複数本のプライコードがゴムで被覆されて形成されたものである。

また、スチールチェーファー２４が、カーカス２０のうちビードコア１０を包んでいる部分をさらにタイヤ径方向内側及びタイヤ幅方向両側から包むように設けられている。スチールチェーファー２４はスチール製の複数本のコードがゴムで被覆されて形成されたものである。

スチールチェーファー２４よりタイヤ幅方向内側に内側ゴム層２７が、スチールチェーファー２４よりタイヤ幅方向外側に外側ゴム層３０が、それぞれ設けられている。内側ゴム層２７は、空気の透過を抑えるインナーライナー２８と、インナーライナー２８とカーカス２０との間に設けられた粘着性のあるスキージ２９とからなる。外側ゴム層３０は、スチールチェーファー２４のタイヤ幅方向外側のチェーファーパッド３２と、チェーファーパッド３２のタイヤ幅方向外側のラバーチェーファー３１とからなる。チェーファーパッド３２はタイヤ径方向外側に延長されてその延長部分がビードフィラー１７と接している。ラバーチェーファー３１は、スチールチェーファー２４よりタイヤ径方向内側の場所に延長して設けられている。そして、ラバーチェーファー３１は、タイヤ径方向内側の端部においてビードトウ３４を形成している。

カーカス２０よりもタイヤ幅方向外側でラバーチェーファー３１よりタイヤ径方向外側の場所にはサイドウォール３９が設けられている。また、図示しないが、カーカス２０のタイヤ径方向外側にはベルト層やベルト補強層が設けられ、そのタイヤ径方向外側に接地面を有するトレッドが設けられている。

なお本実施形態におけるビード部１９とは、ビードコア１０とタイヤ幅方向に重なる部分及びリム４０とタイヤ幅方向に重なる部分のこととする。

次に、本実施形態の重荷重用タイヤが装着されるリム４０について説明する。図２に示すように、リム４０は、水平方向すなわちリム４０の軸方向に対して所定角度θ１で傾いている底部４４と、リム４０の軸方向外側かつ径方向外側の部分であって湾曲している部分であるリムコンター４６と、底部４４とリムコンター４６との間のＲ曲面部４８とを備える。リムコンター４６は、Ｒ曲面部４８から連続してリム４０の径方向外側へ向かって立ち上がったフランジ部４２を備える。

次に、ビードコア１０及びビード部１９の構造について説明する。ビードコア１０は、例えば、１本又は複数本の鋼線が円環状に複数周巻かれて束ねられることによって形成されている。ビードコア１０のタイヤ幅方向断面上での形状は、水平方向すなわちタイヤ軸方向に対して傾いた六角形である。図２に示すように、ビードコア１０の底面１１はタイヤ軸方向に対して傾斜角θ２で傾斜している。通常、ビードコア１０の底面１１のタイヤ軸方向に対する傾斜角θ２は、リム４０の底部４４の傾斜角θ１と等しい。θ１及びθ２は例えば１５°である。

ビードコア１０よりもタイヤ径方向内側にはビードベース部１８が設定されている。ビードベース部１８のタイヤ幅方向内側の端部はビードトウ３４である。ビードトウ３４は、重荷重用タイヤがリム４０に装着された際に、ビード部１９とリム４０の底部４４との接触面のタイヤ幅方向内側の端部となる。また、ビードベース部１８のタイヤ幅方向外側の端部は、ビード部１９とリム４０のフランジ部４２との接触面３５を延長した仮想面Ｓ１と、ビード部１９とリム４０の底部４４との接触面３６を延長した仮想面Ｓ２との交点Ｐ（図２及び図３参照）である。

重荷重用タイヤのビードベース部１８のタイヤ幅方向内側の端部からビードコア１０の中心１２までのタイヤ軸方向の長さＡと、ビードコア１０の中心１２からビードベース部１８のタイヤ幅方向外側の端部までのタイヤ軸方向の長さＢとの関係は、０．６≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７である。ここで、ビードコア１０の中心１２とは、ビードコア１０のタイヤ幅方向断面上の形状が正六角形以外の六角形である場合はその六角形の一番長い対角線の中心点のことであり、ビードコア１０のタイヤ幅方向断面上の形状が正六角形の場合はその正六角形の全ての対角線の交点のことである。

さらに、ビードコア１０のタイヤ幅方向外側の角部１３と同じタイヤ径方向の高さにおける、外側ゴム層３０のゴム厚Ｃと内側ゴム層２７のゴム厚Ｄとの関係は、Ｃ＞２．５Ｄである。

本実施形態の重荷重用タイヤでは、ビードベース部１８のタイヤ幅方向内側の端部からビードコア１０の中心１２までのタイヤ軸方向の長さＡと、ビードコア１０の中心１２からビードベース部１８のタイヤ幅方向外側の端部までのタイヤ軸方向の長さＢとの関係が、０．６≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）であることによって、ビードコア１０の中心１２がリム４０のリムコンター４６から十分に離れている。そのため、ビード部１９のうち特にビードコア１０とリムコンター４６とに挟まれた外側ゴム層３０の耐久性が向上し、重荷重用タイヤに高い荷重が負荷されても外側ゴム層３０からの故障が発生しにくくなっている。また、本実施形態の重荷重用タイヤでは、ビードトウ３４からビードコア１０の中心１２までのタイヤ軸方向の長さＡと、ビードコア１０の中心１２からビードベース部１８のタイヤ幅方向外側の端部Ｐまでのタイヤ軸方向の長さＢとの関係が、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７であるため、内側ゴム層２７の厚みが十分に確保されている。そのため、ビード部１９の内側ゴム層２７の耐久性が確保され、内側ゴム層２７からの故障が発生しにくくなっている。

さらに、タイヤ幅方向断面上でのビードコア１０の形状がタイヤ軸方向に対して傾いた六角形である。このことにより、重荷重用タイヤがリム４０に装着されたときに、タイヤ軸方向に対して傾いているリム４０の底部４４と、同じ方向に傾いているビードコア１０とで、カーカス２０を押さえることができる。そのため、重荷重用タイヤに大きな荷重が負荷されてカーカス２０に対して強く引っ張る力が働いても、ビードトウ３４近傍が変形しにくくなっている。

また、外側ゴム層３０のゴム厚Ｃと内側ゴム層２７のゴム厚Ｄとの関係がＣ＞２．５Ｄであることにより、ビードコア１０とリムコンター４６との間の外側ゴム層３０の厚みが十分に確保されている。その結果、外側ゴム層３０の耐久性が向上し、重荷重用タイヤに高い荷重が負荷されても外側ゴム層３０からの故障が発生しにくくなっているのはもちろんのこと、重荷重用タイヤに比較的低い荷重が負荷された場合の外側ゴム層３０からの故障も発生しにくくなっている。

本実施形態は例示であって、発明の範囲はこれに限定されない。以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。

重ねられた２枚のナイロンチェーファーが、上記実施形態のスチールチェーファー２４を、さらにタイヤ径方向内側及びタイヤ幅方向両側からから包むように設けられていても良い。その場合、２枚のナイロンチェーファーは、スチールチェーファー２４をタイヤ径方向内側及びタイヤ幅方向両側から完全に包み込んでいることが望ましい。なおナイロンチェーファーはナイロン製の複数本のコードがゴムで被覆されて形成されたものである。ナイロンチェーファーは内側ゴム層２７及び外側ゴム層３０には含まれない。

また、重ねられた２枚のナイロンチェーファーが、上記実施形態のスチールチェーファー２４の代わりに設けられていても良い。つまり、スチールチェーファー２４ではなく２枚のナイロンチェーファーが、カーカス２０のビードコア１０を包んでいる部分をさらにタイヤ径方向内側及びタイヤ幅方向両側から包むように設けられていても良い。

表１に示す比較例及び実施例の重荷重用タイヤの耐久性試験を行った。試験に供した重荷重用タイヤのサイズは１１Ｒ２２．５である。この重荷重用タイヤを幅７．５０のリムに装着した。この重荷重用タイヤを直径１７００ｍｍのドラム上で３０ｋｍ／ｈで走行させ、ビード部が故障するまでの走行距離を調べた。そして、ビード部が故障するまでの走行距離を指数化した。指数は、比較例１の結果を１００とし、走行距離が長いほど大きいものとした。従って指数が大きいほどビード部の耐久性が良いことを意味している。高内圧高荷重条件での耐久性試験と一般条件での耐久性試験とを行い、高内圧高荷重条件は内圧１０００ｋＰａ、荷重５３．４ｋＮとし、一般条件は内圧７２５ｋＰａ、荷重２６．７ｋＮとした。

なお表１における長さＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは上記実施形態における長さＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応するものである。具体的には、Ａはビードトウからビードコアの中心までのタイヤ軸方向の長さ、Ｂはビードコアの中心からビードベース部のタイヤ幅方向外側の端部までのタイヤ軸方向の長さ、Ｃは外側ゴム層のゴム厚、Ｄは内側ゴム層のゴム厚である。

試験結果は表１の通りで、０．６≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７という関係及びＣ＞２．５Ｄという関係を満たす重荷重用タイヤは、高内圧高荷重条件でビード部の耐久性が非常に良く、一般条件でのビード部の耐久性も良いことが確認できた。

１０…ビードコア、１１…ビードコア１０の底面、１２…ビードコア１０の中心、１３…角部、１７…ビードフィラー、１８…ビードベース部、１９…ビード部、２０…カーカス、２４…スチールチェーファー、２７…内側ゴム層、２８…インナーライナー、２９…スキージ、３０…外側ゴム層、３１…ラバーチェーファー、３２…チェーファーパッド、３４…ビードトウ、３５…リム４０のフランジ部４２との接触面、３６…リム４０の底部４４との接触面、３９…サイドウォール、４０…リム、４２…フランジ部、４４…底部、４６…リムコンター、４８…Ｒ曲面部

Claims (2)

1. タイヤ幅方向断面上でのビードコアの形状がタイヤ軸方向に対して傾いた六角形であり、ビードベース部のタイヤ幅方向内側の端部から前記ビードコアの中心までのタイヤ軸方向の長さＡと、前記ビードコアの中心からビードベース部のタイヤ幅方向外側の端部までのタイヤ軸方向の長さＢとの関係が、０．６≦Ｂ／（Ａ＋Ｂ）≦０．７である、重荷重用タイヤ。
2. 前記六角形のタイヤ幅方向外側の角部と同じ高さにおける、前記ビードコアよりタイヤ幅方向外側のゴム厚Ｃと前記ビードコアよりタイヤ幅方向内側のゴム厚Ｄとの関係が、Ｃ＞２．５Ｄである、請求項１に記載の重荷重用タイヤ。

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