JP3410676B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビード部の耐久性
を向上しうる重荷重用ラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばトラック、バス用の重荷重用ラジ
アルタイヤは、通常、図４に示すようなビード部ａの構
造を具えている。該ビード部ａは、ビードコアｄの周り
をタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返した１枚の
カーカスプライｂからなるカーカスｃと、断面略Ｕ字状
をなし、このカーカスｃを前記ビードコアｄの周りで包
むように配されたコード補強層ｅなどを具えている。こ
のような重荷重用タイヤは、高内圧、高荷重の下で使用
されるため、前記カーカスプライｂには、通常スチール
コードが採用される。

【０００３】ところが重荷重用タイヤには、走行中の大
きな負荷荷重、横力等が作用することにより、該ビード
部ａが、タイヤ軸方向外方にせり出すように変形し、こ
の際にビード部ａの曲げニュートラルラインｎより外側
に位置するカーカスプライｂの折返し部ｂ１には、大き
な圧縮力が繰り返し作用してしまう。この結果、カーカ
スプライｂの折返し部ｂ１では、例えばゴムとの接着力
が低いスチールコードの切断端などが周囲のゴムと少し
づつ剥離し、このような剥離が起点となってカーカスプ
ライｂの折返し部ｂ１全体がゴムから剥離するルース、
セパレーションなどの損傷が発生しやすいものである。
またビードエーペックスゴムｆの外端では、ビード部の
曲げ剛性の変化が急激となり易いため、カーカスプライ
ｂのこの部分にも歪が集中してカーカスコードのルース
やコード折れなども生じやすいものであった。

【０００４】従来、このような損傷に対しては、硬質の
ビードエーペックスｆのゴム量を増加することや、前記
コード補強層ｅの枚数を増加するなどにより、ビード部
ａの曲げ剛性を高めることが主体的に行われてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような対策では、ビード部ａのゴム量の増加に起因し
て、走行中の歪による発熱が大きく、特にビードエーペ
ックスゴムｆのゴム量を増したときには、前記発熱の増
大に加えて、折返し部ｂ１及び各コード補強層ｅが前記
ニュトラルラインｎからさらに軸方向外側に離れ易くな
るために、作用する圧縮応力が逆に上昇するときもあ
り、ビード部ａの耐久性の向上を十分に期待しうるもの
ではない。

【０００６】そこで本件出願人は、例えば特許第２７８
１５４２号公報などにより、例えば図５に示すようなビ
ード部ａを具える重荷重用ラジアルタイヤを提案してい
る。この提案では、ビード部ａにおいて、ビードコアｄ
の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返したカーカ
スプライｂを具えており、ビードコアｄ間を跨る本体部
ｂ２において、ビードエーペックスゴムｆと隣接する隣
接領域ｘを実質的に直線で形成することを特徴事項の一
つとしている。このような重荷重用ラジアルタイヤで
は、荷重が負荷された際にカーカスｃが外側へせり出す
のを効果的に抑制し、ビード部ａの変形量を低減してそ
の耐久性を高めている。

【０００７】本発明者らは、さらに種々の実験を試みた
ところ、カーカスプライｂのビードエーペックスゴムｆ
と隣接する隣接領域の形状をさらに適切に規制すること
などにより、重荷重用ラジアルタイヤについてより一層
ビード部の耐久性を向上しうることを見出し本発明を完
成させるに至った。以上のように、本発明は、ビード部
におけるカーカスプライのプロファイルなどを改善する
ことを基本として、ビード部の耐久性をさらに向上しう
る重荷重用ラジアルタイヤを提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部か
らサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る
本体部に前記ビードコアでタイヤ軸方向内側から外側に
折り返す折返し部を一体に設け、かつスチールのカーカ
スコードをタイヤ赤道に対して７０〜９０°の角度で傾
けて配列したカーカスプライを有するカーカスを具えた
重荷重用ラジアルタイヤであって、前記ビード部は、ビ
ードコアからタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビー
ドエーペックスゴムを具えるとともに、タイヤを正規リ
ムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイ
ヤ子午線断面において、前記本体部は、該本体部が前記
ビードエーペックスゴムに隣接する本体部の隣接領域
に、タイヤ軸方向外側に凸で湾曲しかつ曲率半径Ｒａが
９０〜２００mmの実質的な円弧で形成された本体部外湾
曲域を有し、かつ前記折返し部は、該折返し部が前記ビ
ードエーペックスゴムに隣接する折返し部の隣接領域
に、タイヤ軸方向内側に凸で湾曲しかつ曲率半径Ｒｂが
１５〜３５mmの実質的な円弧で形成される折返し部内湾
曲域を有し、しかも前記本体部と折返し部とは、前記本
体部外湾曲域と折返し部内湾曲域とがタイヤ半径方向外
方で互いに近接しかつ近接した状態で連続して折返し部
終端までのびる近接域を具えることを特徴としている。

【０００９】本発明では、このような構成が一体となっ
て、カーカスプライの折返し部などで生じがちであった
セパレーションを長期に亘って抑制できビード部の耐久
性を向上させる。

【００１０】また前記近接域は、例えば該近接域に沿っ
た長さが３５〜７０mmであることが望ましい。また近接
域は、該近接域の前記本体部のカーカスコードと前記折
返し部のカーカスコードとの間のコード間距離ｔが該カ
ーカスコードの直径Ｄの０．１５〜４．５倍であること
が望ましい。

【００１１】なお本明細書において用いる定義は次の通
りである。先ず「正規リム」とは、タイヤが基づいてい
る規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に
定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば正規リ
ム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、 或いはＥＴＲＴ
Ｏであれば "Measuring Rim"である。また、「正規内
圧」とは、タイヤ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 "TI
RE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURE
S" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION P
RESSURE" とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。図１は、重荷重用ラジアルタイヤ
（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１が、正
規リムＪにリム組されかつ正規内圧を充填した無負荷の
正規状態でのタイヤ子午線断面を示し、図２にはそのビ
ード部の部分拡大図を示している。

【００１３】図において、タイヤ１は、トレッド部２
と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサ
イドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に
位置するビード部４とを有し、前記各ビード部４に埋設
されたビードコア５間をトロイド状で跨るカーカス６
と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の
内方に配されたベルト層７とを具えている。また本実施
形態のタイヤ１は、チューブレスタイプであって、正規
リムＪが１５゜深底リムであるものを示している。

【００１４】前記カーカス６は、トレッド部２からサイ
ドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る
本体部６ａと、この本体部６ａに連なりかつ前記ビード
コア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返した
折返し部６ｂとを具える１枚のカーカスプライ６Ａで形
成される。またカーカスプライ６Ａは、スチールのカー
カスコード６ｃ（図３に示す）をタイヤ赤道Ｃに対して
７５〜９０度の角度で傾けて配列したラジアル構造のコ
ード配列体をトッピングゴムで被覆することにより形成
され、このような１枚のスチールコードカーカスプライ
は、タイヤの軽量化と高剛性化を両立させる。

【００１５】また、前記カーカスプライ６Ａの本体部６
ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５のタイヤ半
径方向の外面からからタイヤ半径方向外向きにのびるビ
ードエーペックスゴム９が満たされている。前記ビード
コア５は、例えば実質的に非伸張性のワイヤを多段、多
列にかつ渦巻き状に巻き重ねた環状体をなし、本例では
その横断面は、横方向を長寸とした偏平六角形状をなす
ものを例示しており、その底辺５ａが、例えばタイヤ軸
方向線に対して略１５゜の角度を有してリムシート面Ｊ
１（図１に示す）と同方向に傾いている。これによりビ
ード部４は、広範囲に亘って正規リムＪとの嵌合力が得
られリム外れ等が抑制される。

【００１６】前記ビードエーペックスゴム９は、例えば
ＪＩＳＡ硬度が例えば５０〜９９゜、より好ましくは６
０〜９９゜の比較的硬質のゴム材から形成される。この
ビードエーペックスゴム９は、１種のゴム材から形成さ
れるものの他、柔、剛２種のゴム材料を組み合わせて形
成することもできる。また前記ビードエーペックスゴム
９のビードベースラインＢＬからの高さであるビードエ
ーペックス高さｈａは、例えばタイヤ断面高さＨの０．
０５〜０．３倍、より好ましくは０．０７〜０．１５倍
の小高さであることが望ましい。

【００１７】このビードエーペックス高さｈａが、タイ
ヤ断面高さＨの０．０５倍未満になると、タイヤ製造が
困難になるとともに、ビード部４の曲げ剛性が相対的に
低下する傾向があるが、逆にビードエーペックス高さｈ
ａがタイヤ断面高さＨの０．３倍を超えると、そのゴム
量などが増すために発熱性に不利となって発熱耐久性を
低下させる傾向がある。

【００１８】前記ベルト層７は、本例では、カーカス６
側からトレッド面２Ｓに向かって順に配される第１、第
２、第３、第４のベルトプライ７Ａ〜７Ｄの４枚から構
成されている。例えば第１のベルトプライ７Ａは、ベル
トコードをタイヤ赤道Ｃに対して６０〜７０度程度の角
度で配列されるとともに、第２、第３、第４のベルトプ
ライ７Ｂ〜７Ｄは１０〜２５度程度の小角度でベルトコ
ードが配列されたプライである。なお本例では第２、第
３のベルトプライ７Ｂ、７Ｃ間でタイヤ赤道Ｃに対する
コードの傾斜方向が相違しており、これによってベルト
コードが三角形状で交わるトラス構造をなすことによ
り、ベルト層７の剛性を高め、強いタガ効果を有してト
レッド部２を補強しうる。なお各ベルトプライのコード
角度、枚数などは必要に応じて種々変更しうるのは言う
までもない。

【００１９】そして本実施形態のタイヤ１は、正規リム
Ｊにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイ
ヤ子午線断面（図１、図２）において、前記カーカスプ
ライ６Ａの本体部６ａは、該本体部６ａが前記ビードエ
ーペックスゴム９に隣接する本体部の隣接領域Ｘに、タ
イヤ軸方向外側に凸で湾曲しかつ曲率半径Ｒａが９０〜
２００mmの実質的な円弧Ｃａで形成された本体部外湾曲
部１０を有している。なお、図２の点線は、従来の本体
部の輪郭線を示している。また、カーカスプライの折返
し部６ｂは、該折返し部６ｂが前記ビードエーペックス
ゴム９に隣接する折返し部の隣接領域Ｚに、タイヤ軸方
向内側に凸で湾曲しかつ曲率半径Ｒｂが１５〜３５mmの
実質的な円弧Ｃｂで形成された折返し部内湾曲域１１を
有している。またビードエーペックスゴムは、これらの
本体部外湾曲部１０、折返し部内湾曲域１１に沿ったタ
イヤ軸方向の内面９ｉ、外面９ｏを具えているものであ
る。

【００２０】このようにカーカスプライ６Ａの本体部６
ａ、折返し部６ｂのビードエーペックスゴム９との隣接
領域Ｘ、Ｚにおいて、その曲率半径Ｒａ、Ｒｂをともに
適切な範囲に限定することにより、荷重負荷による歪が
カーカスプライ６Ａの前記各隣接領域Ｘ、Ｚの特定箇所
に集中することがなく、ビードエーペックスゴム９の高
さ方向に亘って全体にかつ均一に分散させることができ
る。このようにビード部４において歪を分散させること
によって、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂでのセパ
レーション、ルースなどの損傷を長期に亘って抑制で
き、ビード部４の耐久性をより一層向上しうる。

【００２１】ここで、前記本体部外湾曲域１０の曲率半
径Ｒａが、９０mm未満の場合には、本体部外湾曲部１０
の曲率が過度に大きくなり、カーカスプライ９Ａの該本
体部外湾曲域１０付近に歪が集中しやすくなる不具合が
あり、逆に２００mmを超える場合にも本体部外湾曲域１
０の曲率が著しく小さくなって歪の分散化を促進し得な
い。同様に、前記折返し部内湾曲域１１の曲率半径Ｒｂ
が、１５mm未満になると、この折返し部内湾曲部１１の
曲率が過度に大きくなって、この部分での歪の集中が生
じ折返し部６ｂのセパレーションなどを誘発しやすくな
り、逆に３５mmを超えると該折返し部内湾曲域１１の曲
率が過度に小さくなってビードエーペックスゴム９の外
端などで歪が集中しやすくなる。

【００２２】このような観点より、前記本体部外湾曲域
１０の曲率半径Ｒａは、好ましくは１００〜１９０mm、
より好ましくは１５０〜１８０mmとするのが好ましく、
また折返し部内湾曲部１１の曲率半径Ｒｂは、好ましく
は１５〜３０mm、より好ましくは１５〜２０mmとするの
が望ましい。また、曲率半径Ｒａ、Ｒｂの比（Ｒａ／Ｒ
ｂ）は、例えば３．３〜１２．７、さらに好ましくは
７．５〜１２．０程度が望ましい。

【００２３】また本実施形態のタイヤ１は、このような
本体部外湾曲域１０、折返し部内湾曲域１１により、ビ
ードエーペックスゴム９のタイヤ軸方向の内面９ｉ、外
面９ｏがいずれも、各湾曲域１０、１１に沿って抉られ
た凹円弧状をなすため、該ビードエーペックスゴム９の
ゴム量が従来に比して大巾に低減し、発熱の過度の上昇
を効果的に抑制しうるとともに、ビードエーペックスゴ
ム９のタイヤ半径方向の剛性変化が非常に滑らかなもの
となり、ビード部４の歪の効果的な分散を図るのに役立
つ。

【００２４】このような、本体部外湾曲域１０の曲率半
径Ｒａ、折返し部内湾曲域１１の曲率半径Ｒｂは、カー
カスプライ６Ａのカーカスコードの中心線より実質的に
特定される。例えば前記曲率半径Ｒａ、Ｒｂは、正規状
態のタイヤのビード部４をＣＴスキャン等により撮像し
てカーカスプライのカーカスコード中心線を求めること
ができる。なお、各本体部の隣接領域Ｘ、折返し部の隣
接領域Ｚのカーカスプライの中心線が完全な円でない場
合には、該中心線との偏差の和が最小となる基準円弧を
定め、その曲率半径により特定することが可能である。

【００２５】さらに本実施形態では、前記カーカスプラ
イ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとは、前記本体部外
湾曲域１０と折返し部内湾曲域１１とがタイヤ半径方向
外方で互いに近接しており、かつ両者が近接した状態で
連続して折返し部６ｂの終端６ｔまでのびる近接域Ｙを
具えている。このため、折返し部６ｂを従来に比してタ
イヤ軸方向内側、すなわちビード部の曲げニュートラル
ラインよりもタイヤ軸方向内側に位置させることが可能
となり、該折返し部６ｂに大きな圧縮荷重が作用するの
を効果的に抑制できる。このような構成は、本例の如
く、ビードコア５の廻りなどに配されていた従来のコー
ド補強層を不要とするのに役立つ。

【００２６】また近接域Ｙは、該近接域Ｙに沿った長さ
Ｌが、例えば３５〜７０mmであるのがビード部４の曲げ
剛性と耐久性をバランス良く高めうる点で好ましい。な
お近接域Ｙの長さが、３５mm未満では、ビード部４の曲
げ剛性が相対的に低下する傾向があり、逆に７０mmを超
えると、曲げ剛性は向上するものの折返し部６ｂの外端
６ｔがサイドウォール部３の屈曲の激しい箇所に位置す
る傾向があり、折返し部６ｂの外端６ｔでのルースなど
を生じやすくなる。

【００２７】また前記近接域Ｙは、例えば図１のＡ−Ａ
断面である図３に示すごとく、該近接域Ｙの前記本体部
６ａのカーカスコード６ｃと折返し部６ｂのカーカスコ
ード６ｃとの間のコード間距離ｔが、例えば該カーカス
コードの直径Ｄの０．１５〜４．５倍程度であるのが好
ましい。このように、近接域Ｙにおいて、本体部６ａと
折返し部６ｂのカーカスコード６ｃのコード間距離ｔを
規制することによって、カーカスコード６ｃ、６ｃ間に
作用するせん断力を効果的に緩和することが可能とな
り、より一層ビード部４の耐久性を向上させることが可
能になる。

【００２８】なお前記コード間距離ｔが、前記カーカス
コードの直径Ｄの０．１５倍未満であると、カーカスコ
ード６ｃ、６ｃ間に生じるせん断力の緩和効果が不十分
となり、また時にカーカスコード６ｃ同士が部分的に接
触するおそれがありコードルースなどの原因にもなりか
ねない。またコード間距離ｔが、カーカスコードの直径
Ｄの４．５倍を超えると、折返し部６ｂがビード部４の
曲げニュートラルラインの外側に位置しやすくなり、圧
縮荷重の作用を受けやすくなるため好ましくない。この
ような観点より、前記近接域での本体部６ａのカーカス
コード６ｃと折返し部６ｂのカーカスコード６ｃとの間
のコード間距離ｔは、カーカスコード径Ｄの好ましくは
２．０〜４．２倍、より好ましくは２．８〜４．０倍と
するのが望ましい。

【００２９】なお前記カーカスプライの本体部６ａと折
返し部６ｂのカーカスコード間には、本例ではカーカス
プライのトッピングゴムと略等しい硬度のクッションゴ
ム層１２を別途設けたものを例示しているが、これに限
定されることなく、例えばカーカスプライ６Ａのトッピ
ングゴムであっても構わない。

【００３０】本実施形態の本体部６ａは、本体部の隣接
領域Ｘをタイヤ半径方向の外側に前記曲率半径Ｒａから
なる円弧Ｃａで形成された円弧部分１３を具えている。
本例では、ビードベースラインＢＬからの高さｈｃが、
タイヤ断面高さＨの０．１５〜０．３５倍として形成さ
れたものが例示される。このような円弧部分１３を、本
体部６ａの隣接域Ｘの外側にも形成しておくことによ
り、より広範囲で歪の分散を図りうる点で好ましい。な
お前記円弧部分１３のタイヤ半径方向外方には、タイヤ
軸方向内側に凸となる円弧部分１４を形成することがで
きる。

【００３１】また、本体部６ａはこのような輪郭以外に
も、例えば前記本体部外湾曲部１０のタイヤ半径方向外
側に、タイヤ軸方向外側に凸となる円弧が連続して形成
されるものでも良く、また本体部６ａは、本体部外湾曲
域１０の外端にタイヤ軸方向内側に凸となる円弧を連ね
ても良いなど、本発明は種々の態様にて実施しうる。

【００３２】

【実施例】タイヤサイズが１１Ｒ２２．５ １４ＰＲ
（チューブレスタイヤ）でありかつ図１に示す構成を有
する重荷重用ラジアルタイヤについて、表１による仕様
によって試作するとともに、各供試タイヤについてビー
ド耐久テストを行いそれぞれの性能を比較した。ビード
耐久性テストは、タイヤを正規リム（２２．５×８．２
５）、内圧（８．００kgｆ／cm² ）、荷重（９０００kg
ｆ）の条件の基で回転ドラム試験機上を速度２０km／ｈ
で走行させ、ビード部が損傷するまでの時間を測定し
た。なお規格上、３５０時間以上が合格である。テスト
の結果を表１に示すが、実施例のタイヤは、ビード部の
耐久性を大幅に向上していることが確認できた。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の重荷重用
ラジアルタイヤは、タイヤ重量などを増加させることな
く、ビード部での歪の分散を図り、ビード部の耐久性を
より一層向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤ右半分の断面図
である。

【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ部分断面図である。

【図４】従来タイヤのビード部の構造を例示する断面図
である。

【図５】従来タイヤのビード部の構造を例示する断面図
である。

【符号の説明】

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 カーカスプライの本体部 ６ｂ カーカスプライの折返し部 ７ ベルト層 ９ ビードエーペックスゴム １０ 本体部外湾曲域 １１ 折返し部内湾曲域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 15/00,15/06,9/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
   ード部のビードコアに至る本体部に前記ビードコアでタ
   イヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部を一体に設
   け、かつスチールのカーカスコードをタイヤ赤道に対し
   て７０〜９０°の角度で傾けて配列したカーカスプライ
   を有するカーカスを具えた重荷重用ラジアルタイヤであ
   って、 前記ビード部は、ビードコアからタイヤ半径方向外側に
   先細状でのびるビードエーペックスゴムを具えるととも
   に、 タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した
   正規状態のタイヤ子午線断面において、 前記本体部は、該本体部が前記ビードエーペックスゴム
   に隣接する本体部の隣接領域に、タイヤ軸方向外側に凸
   で湾曲しかつ曲率半径Ｒａが９０〜２００mmの実質的な
   円弧で形成された本体部外湾曲域を有し、 かつ前記折返し部は、該折返し部が前記ビードエーペッ
   クスゴムに隣接する折返し部の隣接領域に、タイヤ軸方
   向内側に凸で湾曲しかつ曲率半径Ｒｂが１５〜３５mmの
   実質的な円弧で形成される折返し部内湾曲域を有し、 しかも前記本体部と折返し部とは、前記本体部外湾曲域
   と折返し部内湾曲域とがタイヤ半径方向外方で互いに近
   接しかつ近接した状態で連続して折返し部終端までのび
   る近接域を具えることを特徴とする重荷重用ラジアルタ
   イヤ。
2. 【請求項２】前記近接域は、該近接域に沿った長さが３
   ５〜７０mmである請求項１記載の重荷重用ラジアルタイ
   ヤ。
3. 【請求項３】前記近接域は、前記本体部のカーカスコー
   ドと前記折返し部のカーカスコードとの間のコード間距
   離ｔが該カーカスコードの直径Ｄの０．１５〜４．５倍
   である請求項１又は２記載の重荷重用ラジアルタイヤ。