JP2019089419A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

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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タイヤを提供する。【解決手段】カーカス6と、ベルト層とを含み、カーカス6は、トレッド部からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5に至る本体部6aと、ビードコア5の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部6bとを含んでいる。折返し部6bは、そのタイヤ半径方向の外端6cが、トレッド部において本体部6aとベルト層との間に位置している。サイドウォール部3には、サイドウォールゴム11が設けられ、ビード部4には、チェーファーゴム13が設けられている。サイドウォールゴム11のタイヤ半径方向の内端11aから本体部6aに直交する方向のチェーファーゴム13の厚さt2は、サイドウォールゴム11の内端11aから本体部6aに直交する方向のビード部4の厚さt3の40%〜60%である。【選択図】図2

Description

本発明は、ビード部の耐久性を高めた重荷重用空気入りタイヤに関する。
近年、トラックやバス等の車両に用いられる重荷重用空気入りタイヤにおいて、タイヤの軽量化及び転がり抵抗の低減のために、従来のダブルタイヤを、いわゆるワイドシングルタイヤと呼ばれる偏平比が小さい1本のタイヤに変更することが求められている。例えば、下記特許文献1には、偏平比が小さいタイヤとして、カーカス層とベルト層との間に、緩衝ゴム層を備えた重荷重用空気入りタイヤを提案している。
特開2008−087710号公報
しかしながら、特許文献1の重荷重用空気入りタイヤの構造を、小型トラック等に用いられる断面幅が335mm以下のワイドシングルタイヤに採用した場合には、折返し部の外端を起点としてビード部が破損するおそれがあり、その結果、ビード部の耐久性が極端に低下するという問題があった。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、折返し部の外端がカーカスの本体部とベルト層との間に位置するいわゆる超ハイターンナップ構造を基本として、ビード部の耐久性を向上させた重荷重用空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明は、断面幅が335mm以下で、偏平比が55%以下の重荷重用空気入りタイヤであって、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されるベルト層とを含み、前記カーカスは、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部の前記ビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを含むカーカスプライを有し、前記折返し部は、そのタイヤ半径方向の外端が、前記トレッド部において前記本体部と前記ベルト層との間に位置し、前記サイドウォール部には、前記サイドウォール部のタイヤ軸方向外側の形状を規定するサイドウォールゴムが設けられ、前記ビード部には、前記ビード部のタイヤ軸方向外側の形状を規定するチェーファーゴムが設けられ、前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の内端から前記本体部に直行する方向の前記チェーファーゴムの厚さは、前記サイドウォールゴムの前記内端から前記本体部に直行する方向の前記ビード部の厚さの40%〜60%であることを特徴としている。
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記チェーファーゴムの複素弾性率は、10〜15MPaであるのが望ましい。
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記チェーファーゴムは、タイヤ半径方向の最も内側に位置するビードトー部と、前記ビードトー部からタイヤ軸方向外側にのびるビードベース部と、前記ビードベース部のタイヤ軸方向の最も外側に位置するビードヒール部とを有し、前記ビードコアは、タイヤ半径方向の最も内側に位置するビードコア基準部を有し、前記ビードトー部と前記ビードコア基準部とのタイヤ軸方向の距離は、前記ビードトー部と前記ビードヒール部とのタイヤ軸方向の距離の30%〜40%であるのが望ましい。
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライは、コード径が0.6〜0.8mmであるスチールコードを含むのが望ましい。
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの50mm幅当たりの前記スチールコードの打ち込み本数は、20〜30本であるのが望ましい。
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記本体部と前記ベルト層との間には、クッションゴムが配され、前記クッションゴムのタイヤ半径方向の内端は、前記折返し部の前記外端よりもタイヤ半径方向内側に位置するのが望ましい。
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記本体部と前記折返し部との間には、前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムが設けられ、前記クッションゴムの前記内端と前記ビードエーペックスゴムの前記外端とのタイヤ半径方向の距離は、前記断面幅と前記偏平比との積に対して25%〜35%であるのが望ましい。
本発明の重荷重用タイヤにおいて、折返し部は、そのタイヤ半径方向の外端が、トレッド部において本体部とベルト層との間に位置するいわゆる超ハイターンナップ構造を採用している。このような折返し部は、その外端が本体部とベルト層との間に位置しているので、破損の起点になり難く、ビード部の耐久性を向上させ得る。
本発明の重荷重用タイヤにおいて、サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の内端から本体部に直行する方向のチェーファーゴムの厚さは、前記サイドウォールゴムの前記内端から前記本体部に直行する方向のビード部の厚さの40%〜60%である。このようなチェーファーゴムは、チェーファーゴム内の歪を分散することができ、また、チェーファーゴムとカーカスプライとの間の歪を抑制することができる。したがって、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、超ハイターンナップ構造のビード部における歪を小さくすることができ、ビード部の耐久性をより向上させ得る。
本発明の一実施形態の重荷重用空気入りタイヤの断面図である。 図1のサイドウォール部及びビード部の拡大断面図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1には、本実施形態の重荷重用空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある。)1の正規状態における回転軸を含むタイヤ子午線断面図が示されている。
「正規状態」とは、タイヤ1が正規リム(図示省略)にリム組みされ、かつ、正規リム(図示省略)にリム組みし、かつ、正規内圧に調整された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤ1の各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。
「正規リム」は、タイヤ1が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" である。
「正規内圧」は、タイヤ1が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。
図1に示されるように、本実施形態のタイヤ1は、断面幅Wが335mm以下で、偏平比が55%以下の小型トラック等に用いられるいわゆるワイドシングルタイヤに適した重荷重用空気入りタイヤ1である。ここで、「断面幅」とは、正規状態のタイヤ1の側面の模様及び文字等を除いたタイヤ軸方向の最大幅である。また、「偏平比」とは、タイヤ1の断面幅に対する断面高さの比である。「断面高さ」とは、タイヤ1の外径と正規リムのリム径との差の1/2である。
本実施形態のタイヤ1は、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5に至るトロイド状のカーカス6と、カーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2の内部に配されるベルト層7とを含んでいる。カーカス6は、少なくとも1枚、本実施形態では1枚のカーカスプライ6Aを有している。
カーカスプライ6Aは、本体部6aと折返し部6bとを含むのが望ましい。本実施形態の本体部6aは、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5に至っている。本実施形態の折返し部6bは、本体部6aに連なり、かつ、ビードコア5の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。
本実施形態の折返し部6bは、そのタイヤ半径方向の外端6cが、トレッド部2において本体部6aとベルト層7との間に位置するいわゆる超ハイターンナップ構造を採用している。このような折返し部6bは、その外端6cが本体部6aとベルト層7との間に位置しているので、破損の起点になり難く、ビード部4の耐久性を向上させ得る。
カーカスプライ6Aは、好ましくは、コード径が0.6〜0.8mmであるスチールコードc1を含んでいる。コード径が0.6mmよりも小さいと、サイドウォール部3付近の撓みが大きく、スチールコードc1が破損するおそれがある。コード径が0.8mmよりも大きいと、本体部6aと折返し部6bとの間の歪が大きく、折返し部6bが剥離するおそれがある。
カーカスプライ6Aの50mm幅当たりのスチールコードc1の打ち込み本数は、好ましくは、20〜30本である。打ち込み本数が20本よりも小さいと、サイドウォール部3付近の撓みが大きく、スチールコードc1が破損するおそれがある。打ち込み本数が30本よりも大きいと、本体部6aと折返し部6bとの間の歪が大きく、折返し部6bが剥離するおそれがある。
スチールコードc1は、好ましくは、タイヤ放射方向に対して0〜20°の角度を有する。本明細書において、タイヤ放射方向とは、タイヤ1の回転軸を含む平面上で、プライの形状に沿った方向である。このようなスチールコードc1を含むタイヤ1は、転がり抵抗が小さく、車両の低燃費に貢献し得る。
本実施形態のベルト層7は、第1〜第4のベルトプライ7A〜7Dで形成された4枚構造である。ベルトプライ7A〜7Dは、それぞれ、スチールコードを含むのが望ましい。本実施形態では、第2のベルトプライ7Bが、折返し部6bの外端6cのタイヤ半径方向外側に位置している。このようなベルト層7は、カーカス6をタガ締めして、トレッド部2の剛性を高めることで、タイヤ1の耐久性を向上させ得る。
本実施形態のトレッド部2において、本体部6aとベルト層7との間には、クッションゴム8が配されている。クッションゴム8のタイヤ半径方向の内端8aは、折返し部6bの外端6cよりもタイヤ半径方向内側に位置するのが望ましい。クッションゴム8の複素弾性率E*1は、好ましくは、2.5〜4.5MPaである。本明細書において、タイヤ1を構成するゴム材料の複素弾性率は、粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で測定された値である。
本実施形態のトレッド部2には、ベルト層7のタイヤ半径方向外側にトレッドゴム9が設けられている。トレッドゴム9は、トレッド部2のタイヤ半径方向外側の形状を規定し、複数の溝9aが形成されるのが望ましい。トレッドゴム9の複素弾性率E*2は、好ましくは、5〜7MPaである。
図2は、サイドウォール部3及びビード部4の拡大断面図である。図2に示されるように、本実施形態のサイドウォール部3において、本体部6aと折返し部6bとの間には、シート状のゴム層10が配されている。ゴム層10のタイヤ半径方向の内端10aは、後述するビードエーペックスゴム12のタイヤ半径方向外側に接続されるのが望ましい。ゴム層10は、少なくとも折返し部6bの外端6cまで、タイヤ半径方向外側にのびるのが望ましい。
一般的に、超ハイターンナップ構造のサイドウォール部3では、無負荷時と荷重負荷時とのサイドウォール部3表面の歪変化の分布である歪振幅が大きくなる傾向がある。上述のゴム層10は、本体部6aと折返し部6bとの間の歪を緩和し、サイドウォール部3における歪振幅を低減することができる。
ゴム層10は、好ましくは、シート状の厚さtが1.0〜2.0mmである。ゴム層10の厚さtが1.0mmよりも小さいと、本体部6aと折返し部6bとの間の歪が大きくなるおそれがある。ゴム層10の厚さtが2.0mmよりも大きいと、本体部6aがタイヤ軸方向内側に位置し、歪振幅が大きくなるおそれがある。
ゴム層10の複素弾性率E*3は、好ましくは、6〜8MPaである。ゴム層10の複素弾性率E*3が6MPaよりも小さいと、本体部6aと折返し部6bとの間の歪が大きくなるおそれがある。ゴム層10の複素弾性率E*3が8MPaよりも大きいと、車両走行時の衝撃に伴い剥離するおそれがある。
本実施形態のサイドウォール部3には、サイドウォール部3のタイヤ軸方向外側の形状を規定するサイドウォールゴム11が設けられている。サイドウォールゴム11は、折返し部6bのタイヤ軸方向外側に配され、タイヤ半径方向の内端11aからタイヤ半径方向の外端11bにかけてのびている。サイドウォールゴム11の複素弾性率E*4は、好ましくは、3.0〜5.5MPaである。
本実施形態のビード部4には、ビードコア5からタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム12と、ビード部4のタイヤ軸方向外側の形状を規定するチェーファーゴム13とが設けられている。
ビードエーペックスゴム12は、例えば、本体部6aと折返し部6bとの間をビードコア5からタイヤ半径方向外側にのびる略三角形状の断面形状を有している。ビードエーペックスゴム12の複素弾性率E*5は、好ましくは、50〜80MPaである。
ビードエーペックスゴム12のタイヤ半径方向の外端12aは、ゴム層10の内端10aよりも、タイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。クッションゴム8の内端8aとビードエーペックスゴム12の外端12aとのタイヤ半径方向の距離L1は、断面幅Wと偏平比との積である断面高さの25%〜35%であるのが好ましい。
距離L1が断面高さの25%よりも小さいと、サイドウォール部3の歪振幅が大きくなるおそれがある。距離L1が断面高さの35%よりも大きいと、クッションゴム8及びビードエーペックスゴム12が小さくなり、衝撃吸収性能が低下するおそれがある。
チェーファーゴム13の複素弾性率E*6は、好ましくは、10〜15MPaである。一般的に、超ハイターンナップ構造のビード部4では、カーカスプライ6Aのタイヤ半径方向外側の歪の影響が、チェーファーゴム13に集中する傾向がある。上述のチェーファーゴム13は、チェーファーゴム13内の歪を効率よく分散することができる。
本実施形態のチェーファーゴム13は、サイドウォールゴム11のタイヤ半径方向内側で、折返し部6bのタイヤ軸方向外側に位置している。サイドウォールゴム11の内端11aから本体部6aに直行する方向のチェーファーゴム13の厚さt2は、サイドウォールゴム11の内端11aから本体部6aに直行する方向のビード部4の厚さt3の40%〜60%であるのが好ましい。
チェーファーゴム13の厚さt2がビード部4の厚さt3の40%よりも小さいと、チェーファーゴム13内の歪の分散が不足し、ビード部4の変形が大きくなるおそれがある。チェーファーゴム13の厚さt2がビード部4の厚さt3の60%よりも大きいと、チェーファーゴム13と折返し部6bとの間の歪が大きくなり、剥離するおそれがある。
チェーファーゴム13は、タイヤ半径方向の最も内側に位置するビードトー部13aと、ビードトー部13aからタイヤ軸方向外側にのびるビードベース部13bと、ビードベース部13bのタイヤ軸方向の最も外側に位置するビードヒール部13cとを有するのが望ましい。すなわち、本実施形態のチェーファーゴム13は、ビードベース部13bが正規リムのリムシート面に接している。
ビードコア5は、例えば、スチール製のビードワイヤを多列多段に巻回した多角形状の断面形状を有している。本実施形態のビードコア5は、略六角形状の断面形状を有している。ビードコア5は、タイヤ半径方向の最も内側に位置するビードコア基準部5aを有するのが望ましい。
ビードトー部13aとビードコア基準部5aとのタイヤ軸方向の距離L2は、ビードトー部13aとビードヒール部13cとのタイヤ軸方向の距離L3の30%〜40%であるのが好ましい。距離L2が距離L3の30%よりも小さいと、ビードコア5のタイヤ軸方向内側の厚さが小さくなり、製造が困難になるおそれがある。距離L2が距離L3の40%よりも大きいと、正規リム(図示省略)へのリム組み性能が悪化するおそれがある。ここで、距離L3は、ビードベース部13bのタイヤ軸方向距離である。
ビードコア5は、ビードワイヤで構成されたコア本体5Aと、コア本体5Aの周囲を被覆するラッピング層5Bとを含むのが望ましい。ラッピング層5Bは、例えば、ナイロン等の有機繊維のキャンパス布で構成され、ビードワイヤを固定している。
以上、本発明の一実施形態の重荷重用空気入りタイヤ1が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
図1の基本構造を有するサイズ315/45R22.5の重荷重用空気入りタイヤが、表1の仕様に基づき試作された。各テストタイヤのビード部に対し、耐久性がテストされた。各テストタイヤの共通仕様及びテスト方法は、以下の通りである。
装着リム:22.5×9.75
タイヤ内圧:900kPa
<ビード部耐久性1>
ドラム試験機上で上記テストタイヤを規格荷重の200%の条件下で時速20km/hで所定の時間走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間が測定された。結果は、所定の時間を完走した場合を100とする指数であり、数値が大きい程、ビード部の耐久性が優れていることを示す。
<ビード部耐久性2>
酸素劣化によりカーカスプライを硬化させた後、規格荷重の150%の条件下で時速20km/hで所定の時間走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間が測定された。結果は、所定の時間を完走した場合を100とする指数であり、数値が大きい程、ビード部の耐久性が優れていることを示す。
テスト結果が表1に示される。
Figure 2019089419
テストの結果、実施例のタイヤは、ビード部の耐久性が向上していることが確認できた。
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
6A カーカスプライ
6a 本体部
6b 折返し部
6c 外端
10 ゴム層
本発明は、断面幅が335mm以下で、偏平比が55%以下の重荷重用空気入りタイヤであって、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されるベルト層とを含み、前記カーカスは、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部の前記ビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを含むカーカスプライを有し、前記折返し部は、そのタイヤ半径方向の外端が、前記トレッド部において前記本体部と前記ベルト層との間に位置し、前記サイドウォール部には、前記サイドウォール部のタイヤ軸方向外側の形状を規定するサイドウォールゴムが設けられ、前記ビード部には、前記ビード部のタイヤ軸方向外側の形状を規定するチェーファーゴムが設けられ、前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の内端から前記本体部に直する方向の前記チェーファーゴムの厚さは、前記サイドウォールゴムの前記内端から前記本体部に直する方向の前記ビード部の厚さの40%〜60%であることを特徴としている。
本発明の重荷重用タイヤにおいて、サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の内端から本体部に直する方向のチェーファーゴムの厚さは、前記サイドウォールゴムの前記内端から前記本体部に直する方向のビード部の厚さの40%〜60%である。このようなチェーファーゴムは、チェーファーゴム内の歪を分散することができ、また、チェーファーゴムとカーカスプライとの間の歪を抑制することができる。したがって、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、超ハイターンナップ構造のビード部における歪を小さくすることができ、ビード部の耐久性をより向上させ得る。
ゴム層10は、好ましくは、シート状の厚さtが1.0〜2.0mmである。ゴム層10の厚さtが1.0mmよりも小さいと、本体部6aと折返し部6bとの間の歪が大きくなるおそれがある。ゴム層10の厚さtが2.0mmよりも大きいと、本体部6aがタイヤ軸方向内側に位置し、歪振幅が大きくなるおそれがある。
本実施形態のチェーファーゴム13は、サイドウォールゴム11のタイヤ半径方向内側で、折返し部6bのタイヤ軸方向外側に位置している。サイドウォールゴム11の内端11aから本体部6aに直する方向のチェーファーゴム13の厚さt2は、サイドウォールゴム11の内端11aから本体部6aに直する方向のビード部4の厚さt3の40%〜60%であるのが好ましい。

Claims (7)

  1. 断面幅が335mm以下で、偏平比が55%以下の重荷重用空気入りタイヤであって、
    トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されるベルト層とを含み、
    前記カーカスは、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部の前記ビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを含むカーカスプライを有し、
    前記折返し部は、そのタイヤ半径方向の外端が、前記トレッド部において前記本体部と前記ベルト層との間に位置し、
    前記サイドウォール部には、前記サイドウォール部のタイヤ軸方向外側の形状を規定するサイドウォールゴムが設けられ、
    前記ビード部には、前記ビード部のタイヤ軸方向外側の形状を規定するチェーファーゴムが設けられ、
    前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の内端から前記本体部に直行する方向の前記チェーファーゴムの厚さは、前記サイドウォールゴムの前記内端から前記本体部に直行する方向の前記ビード部の厚さの40%〜60%である重荷重用空気入りタイヤ。
  2. 前記チェーファーゴムの複素弾性率は、10〜15MPaである請求項1に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  3. 前記チェーファーゴムは、タイヤ半径方向の最も内側に位置するビードトー部と、前記ビードトー部からタイヤ軸方向外側にのびるビードベース部と、前記ビードベース部のタイヤ軸方向の最も外側に位置するビードヒール部とを有し、
    前記ビードコアは、タイヤ半径方向の最も内側に位置するビードコア基準部を有し、
    前記ビードトー部と前記ビードコア基準部とのタイヤ軸方向の距離は、前記ビードトー部と前記ビードヒール部とのタイヤ軸方向の距離の30%〜40%である請求項1又は2に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  4. 前記カーカスプライは、コード径が0.6〜0.8mmであるスチールコードを含む請求項1乃至3のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  5. 前記カーカスプライの50mm幅当たりの前記スチールコードの打ち込み本数は、20〜30本である請求項4に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  6. 前記本体部と前記ベルト層との間には、クッションゴムが配され、
    前記クッションゴムのタイヤ半径方向の内端は、前記折返し部の前記外端よりもタイヤ半径方向内側に位置する請求項1乃至5のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  7. 前記本体部と前記折返し部との間には、前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムが設けられ、
    前記クッションゴムの前記内端と前記ビードエーペックスゴムの前記外端とのタイヤ半径方向の距離は、前記断面幅と前記偏平比との積に対して25%〜35%である請求項6に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
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