JP3631427B2 - 重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗り心地、操縦安定性、偏摩耗等の改善に役立つ重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
トラック、バスなどに装着される重荷重用ラジアルタイヤは、大きな荷重を受けながら走行するが、特に旋回時には、タイヤの車両外側部分により大きな荷重が負荷され、またトレッド面においても車両外側部分には路面との間で大きなせん断力が作用する。従って、車両に装着された重荷重用ラジアルタイヤは、本来、その車両外側の部分に、車両内側の部分よりも高い横剛性や耐摩耗性を具えることが好ましいものである。
【０００３】
しかしながら、従来の重荷重用ラジアルタイヤは、タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、タイヤ赤道面を中心とした左右対称構造で形成されており、このためタイヤ横剛性や耐摩耗性能についても車両の内側、外側において実質的に同一で構成されている。従って、例えば旋回時等の大荷重に合わせてタイヤの横剛性などを設計すると、直進走行時には乗り心地が著しく悪化するという不具合がある。
【０００４】
また重荷重用ラジアルタイヤは、パンクやタイヤバルブなどの故障が生じても、タイヤ重量が重いため、その場でタイヤ交換を行うことが困難である。このため、重荷重用ラジアルタイヤでは、例えば図２に示したように、タイヤｔとリムｒとが囲むタイヤ内腔ｉ内に、内圧低下時にタイヤ荷重を支える補強用の中子ｂを配することがしばしば行われている。しかしながら、このような中子ｂを配するためには、通常、２つ割リムｒ２が用いられるため、タイヤ組み替え作業が複雑化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、乗り心地の著しい悪化を防止しつつ操縦安定性などを向上し、しかもリム組性を向上でき中子を容易に配することが可能な重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体を提供することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、重荷重用ラジアルタイヤと、この重荷重用ラジアルタイヤをリム組するリムとからなり、しかも前記重荷重用ラジアルタイヤとリムとが囲むタイヤ内腔内に内圧低下時にタイヤ荷重を支える補強用の中子を配した重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体であって、
前記重荷重用ラジアルタイヤは、トレッド部と、このトレッド部の両端からタイヤ半径方向内側にのびる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部の各内端に設けられた一対のビード部とを有し、
トレッド部の車両外側でリムに着座する外側ビード部のビード内径Ｄｏを車両内側でリムに着座する内側ビード部のビード内径Ｄｉよりも８０〜２００mmの範囲で大きくするとともに、
前記中子は、リング状をなし、かつ前記内側ビード部４ｉのビード内径Ｄｉよりも大かつ外側ビード部４ｏのビード内径Ｄｏよりも小に設定された内径Ｄ３の取付部を具え、内側から外側へと押し込むことにより、前記取付部をリムの中子取付部に係合させて取付けることを特徴とししている。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記リムは、前記内側ビード部に当接して支持する小径の内側リムシート面と、前記外側ビード部に当接して支持する大径の外側リムシート面とを一体に具え、かつ各リムシート面は１５゜テーパであることを特徴とする請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体である。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、タイヤ最大巾Ｗに対する、前記トレッド部での最大径位置と前記内側ビード部のビード内周面との間の半径方向距離である内側タイヤ断面高さＨｉの比（Ｈｉ／Ｗ）で表される内側の扁平比Ａｉは、タイヤ最大巾Ｗに対する、前記トレッド部での最大径位置と前記外側ビード部のビード内周面との間の半径方向距離である外側タイヤ断面高さＨｏの比（Ｈｏ／Ｗ）で表される外側の扁平比Ａｏよりも大、しかも比Ａｉ／Ａｏは１．０５〜１．８２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体である。
【０００９】
また請求項４記載の発明は、前記トレッド部は、トレッド幅中央面を中心として前記車両外側のトレッド面の曲率半径ＴＲｏが、前記車両内側のトレッド面の曲率半径ＴＲｉよりも５０〜１００ｍｍの範囲で大としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体である。
【００１０】
【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には、本実施形態の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。）ＴとリムＲとの組立体１を例示している。図において、タイヤＴは、トレッド部２と、このトレッド部２の両端からタイヤ半径方向内側にのびる一対のサイドウォール部３と、このサイドウォール部３の各内端に設けられた一対のビード部４とを具え、本例ではチューブレスタイプのものが例示される。
【００１１】
またタイヤ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に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具える。
【００１２】
前記カーカス６は、本例ではスチールコードからなるカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。なおカーカスプライ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の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されてその両端が係止される。前記ベルト層７は、本例ではスチールコードからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列した例えば複数枚のベルトプライ７Ａを重ね合わせて構成したものを例示する。
【００１３】
また本実施形態のタイヤＴは、トレッド部２の車両外側でリムＲに着座する外側ビード部４ｏと、車両内側でリムＲに着座する内側ビード部４ｉとを含んでいる。前記各ビード部４ｏ、４ｉは、いずれも同心であるが、前記外側ビード部４ｏのビード内径Ｄｏは、前記内側ビード部４ｉのビード内径Ｄｉよりも８０〜２００ｍｍの範囲で大きく設定される。つまり本実施形態のタイヤＴは、タイヤ赤道Ｃを中心として左右非線対称構造で形成される。
【００１４】
このようなビード内径の差は、屈曲し易いサイドウォール部３の長さに差をもたらし、ひいてはタイヤの横剛性に影響を与える。すなわち、タイヤＴの車両外側部分Ｏの横剛性が車両内側部分Ｉの横剛性よりも大となり、操縦安定性を向上することができる。他方、タイヤＴの車両内側部分Ｉは、横剛性が相対的に小となるため、乗り心地の著しい悪化を防止できる。つまり、本実施形態のタイヤＴは、操縦安定性と乗り心地とが高い次元で両立できる。
【００１５】
前記ビード内径の差（Ｄｏ−Ｄｉ）が８０ｍｍ未満であると、タイヤＴの車両の内側、外側の横剛性差が小になるため、操縦安定性と乗り心地とを両立させる効果が若干低下する傾向がある。逆に前記差（Ｄｏ−Ｄｉ）が２００ｍｍを超えると、前記横剛性差が過大になる傾向があるため操縦安定性と乗り心地とのバランスを損ね易い。このような観点より、前記差（Ｄｏ−Ｄｉ）は、より好ましくは１００〜１５２ｍｍとすることが望ましい。また各ビード内径Ｄｏ、Ｄｉは、例えば３８１〜６６０ｍｍ（１５〜２６インチ）の範囲で設定することが望ましい。なおこのビード内径の差（Ｄｏ−Ｄｉ）は、例えばタイヤ最大巾Ｗの３５〜５５％程度に相当するのが望ましい。なお内側ビード部４ｉ、外側ビード部４ｏは、ビード内径が異なるが、ビード部の厚さや、ゴム材などは実質的に同じに設定されている。
【００１６】
また前記ビード内径Ｄｉ、Ｄｏは、ビード内周面４ｙがなす直径であって、ビード内周面４ｙが本例のようにタイヤ軸方向線に対して傾斜している場合には、タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面においてビード内周面４ｙとビード部のタイヤ軸方向外側面４ｓとをそれぞれ仮想延長した延長縁の交点がなす仮想内周面を基準に測定する。
【００１７】
また本実施形態のタイヤＴは、前記ビード内径Ｄｏ、Ｄｉを違えることにより、（車両の）内側の扁平比Ａｉと、（車両の）外側の扁平比Ａｏとを異ならせている。すなわちタイヤＴは、タイヤ最大巾Ｗに対する、前記トレッド部２での最大径位置ＭＰと前記内側ビード部４ｉのビード内周面との間の半径方向距離である内側タイヤ断面高さＨｉの比（Ｈｉ／Ｗ）で表される内側の扁平比Ａｉが、タイヤ最大巾Ｗに対する、前記トレッド部２での最大径位置ＭＰと前記外側ビード部４ｏのビード内周面との間の半径方向距離である外側タイヤ断面高さＨｏの比（Ｈｏ／Ｗ）で表される外側の扁平比Ａｏよりも大に設定されている。
【００１８】
このようなタイヤＴは、旋回時に大きな荷重が作用する外側ビード部４ｏを含む外側の扁平比Ａｏを小（低扁平）とすることにより車両外側の横剛性をさらに高め、操縦安定性の向上に寄与しうる。他方、内側ビード部４ｉを含む内側の扁平比Ａｉを大（高扁平）とすることにより、この部分でタイヤの縦撓みを大きく確保でき衝撃緩和性能を高めるなど乗り心地の著しい悪化を防止できる。
【００１９】
なお前記扁平比の比（Ａｉ／Ａｏ）は、好ましくは１．０５〜１．８２、より好ましくは、１．２５〜１．５５とするのが望ましい。前記扁平比の比（Ａｉ／Ａｏ）が１．０５未満になると、扁平比の差が小さくなるため、乗り心地と操縦安定性とを両立する効果が低下する傾向があり、逆に前記比（Ａｉ／Ａｏ）が１．８２を超えると、車両内側、外側で扁平比の差が過度に大きくなってバランスが悪化する傾向がある。特に好ましくは車両外側の前記扁平比Ａｏは０．５５〜０．７５の範囲、かつ車両内側の扁平比Ａｉは０．８〜１．０とするのが特に高い次元でバランス良く操縦安定性と乗り心地とを両立しうる点で望ましい。
【００２０】
また本例では前記トレッド部２は、トレッド端ｔｅ、ｔｅ間のタイヤ軸方向距離であるトレッド幅の中央を通るトレッド幅中央面ＣＰ（本例ではタイヤ赤道面と等しい）を中心として前記車両外側のトレッド面２ａｏの曲率半径ＴＲｏが、前記車両内側のトレッド面２ａｉの曲率半径ＴＲｉよりも５０〜１００ｍｍの範囲で大としている。つまり、車両外側のトレッド面２ａｏをフラット化しかつ車両内側のトレッド面２ａｉをラウンド化することにより、大きな荷重が作用する車両外側のトレッド面２ａｏの耐摩耗性を向上して摩耗寿命を増大しかつ車両内側のトレッド面２ａｉの偏摩耗を防止しうる。
【００２１】
前記車両外側のトレッド面２ａｏは、タイヤ赤道Ｃから車両外側に向かって軸方向にのび一方のトレッド端Ｔｅで終端している。また車両内側のトレッド面２ａｉは、タイヤ赤道Ｃで前記車両外側のトレッド面２ａｏに滑らかに連なるとともに車両外側に向かって軸方向にのび他方のトレッド端Ｔｅで終端している。また車両外側のトレッド面２ａｏの曲率半径ＴＲｏは、例えば４５０〜６５０mm、より好ましくは５００〜６００mmの範囲で設定するのが好ましい。なおこのトレッド面の曲率半径Ｔｒｏ、Ｔｒｉや前記扁平比Ａｏ、Ａｉは、メーカ推奨のリムにタイヤＴを装着し、メーカ推奨内圧を充填した無負荷の状態で測定するものである。
【００２２】
前記リムＲは、前記内側ビード部４ｉに当接して支持する小径の内側リムシート面１０ｉと、前記外側ビード部４ｏに当接して支持する大径の外側リムシート面１０ｏとを一体に具え、各リムシート面１０ｉ、１０ｏの外端には、小高さのフランジ部１０ｆ（例えばタイヤ半径方向の高さが１２ｍｍ程度）が形成されている。前記各リムシート面１０ｉ、１０ｏの内径は、実質的に前記ビード内径Ｄｉ、Ｄｏに等しく設定される。
【００２３】
リムＲは、このように小径の内側リムシート面１０ｉを具えることにより、この内側リムシート面１０ｉ側からタイヤＴの外側ビード部４ｏを容易にリム上に組むことができ、リム組み性を大幅に向上できる。
【００２４】
また前記各リムシート面１０ｉ、１０ｏは、タイヤ軸方向線に対して１５゜±１゜の角度で傾く１５゜テーパとされている。従って、タイヤＴとリムＲとが囲むタイヤ内腔内に空気を充填することにより、外側ビード部４ｏ、内側ビード部４ｉが、前記各リムシート面１０ｏ、１０ｉを上りながら締め付けられ、タイヤＴとリムＲとの強固な結合状態が得られる。
【００２５】
また前記内側リムシート面１０ｉと外側リムシート面１０ｏとの間には、リムウエル部１１と、後述する中子１３を装着しうる中子取付部１２とが形成される。前記リムウエル部１１は、前記車両内側の内側ビード部４ｉの一部を落とし込むのに必要な十分な深さと幅を有している。そしてリム組み時には、このリムウエル部１１に内側ビード部４ｉの一部を落とし込むことにより、ビード内径Ｄｉが小さい内側ビード部４ｉは内側リムシート面１０ｉのフランジ部１０ｆを乗り越えて内側リムシート面１０ｉに装着できる。
【００２６】
また中子取付部１２は、本実施形態では、前記内側リムシート面１０ｉ側でリムウエル部１１からタイヤ半径方向に立ち上がる立ち上がり面１２ａと、この立ち上がり面１２ａの上端で折れ曲がり前記外側リムシート面１０ｏへとのびる略水平な座面１２ｂとを含むものが例示される。そして、この中子取付部１２には、内圧低下時にタイヤ荷重を支える補強用の中子１３が配される。
【００２７】
前記中子１３は、タイヤ周方向に連続したリング状をなし、例えば樹脂ないし硬質ゴム材などから形成される。なお中子１３は、タイヤ周方向に２以上に分割された円弧状の基片を継ぐことにより、リング状をなすものでも良いし、また予め一体にリング状に形成されたものでも良い。
【００２８】
また前記中子１３は、内側ビード部４ｉのビード内径位置を通るタイヤ軸方向線Ｌからの高さＹが、前記内側タイヤ断面高さＨｉの０．５０〜０．８５に設定されている。前記中子の高さＹが、内側タイヤ断面高さＨｉの０．５０倍を下回ると、タイヤ内圧低下時、中子１３によって荷重を支えるときのタイヤの縦撓み量が大きくなり、歪が局部的に集中して大きな発熱が生じやすい傾向があり、逆に中子の高さＹが、内側タイヤ断面高さＨｉの０．８５倍を超えると、タイヤ内圧が低下していない場合でも中子がタイヤ内腔と接することがあるなど走行安定性が低下しやすい。
【００２９】
また中子１３は、本例ではその内周面１４に、前記中子取付部１２の座面１２ｂの外径に略等しい内径を有する取付部１４ａと、この取付部１４ａの車両内側に形成され前記立ち上がり面１２ａに当接して係止しうる垂下部１４ｂを具えている。前記中子１３の取付部１４ａの内径Ｄ３は、前記内側ビード部４ｉのビード内径Ｄｉよりも大かつ外側ビード部４ｏのビード内径Ｄｏよりも小に設定されている。そして中子１３は、その内周面１４をリムＲの内側リムシート面１０ｉ側から外側リムシート面１０ｏ側へと押し込むことにより、前記中子取付部１２と前記内周面１４とを填め合わせ容易にリムＲと係合しうる。また垂下部１４ｂが前記立ち上がり面１２ａと当接することにより、中子１３のタイヤ軸方向の位置を規制することにより、タイヤ内腔の適切な位置に中子１３を位置決めしうる。
【００３０】
またこのような中子１３の組み入れは、中子１３を予めタイヤＴの内部に挿入した状態でリム組みを行うことによって同時になしうる。すなわち、内側ビード部４ｉをリムウエル部に落とし込んだ際に、該内側ビード部４ｉを外側リムシート面１０ｏに向けて、即ち内側から外側に向けて、押圧することにより、該内側ビード部４ｉを介して中子１３を押圧し前記中子取付部１２に填め込むことができる。従って、従来のように、リムを２つ割構造とする必要が無く、またタイヤの内部で周方向に分割された中子１３を組み立てるといった作業を不要にでき、リム組み性を大幅に向上しうる。
【００３１】
【実施例】
タイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを基本とした図１、表１に示す仕様のタイヤ、リム組立体を試作するとともに、２−Ｄ−Ｄの１０トン定積載のテスト車両の前輪に装着して乗り心地、操縦安定性、摩耗性能、リム組み性についてテストを行った。また比較のために、従来タイヤについても併せて試作し性能を比較した。なお各タイヤとも中子はＹ／Ｈｉを７０％とした樹脂製のものを用いた。
テスト方法は、次の通りである。
【００３２】
＜乗り心地＞
ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行し、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３３】
＜操縦安定性＞
上記タイヤテストコースにて、ハンドル応答性、剛性感、旋回時のふんばり感、安定性等に関する特性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３４】
＜摩耗性能＞
上記テスト車両にて市街地、高速道に近似させたテストコースを用いて合計１０万ｋｍ走行するとともに、トレッド面の全体的な摩耗量、偏摩耗の有無といった摩耗状況を総合的に観察し、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３５】
＜リム組み性＞
作業人数と作業時間との積で表されるリム組み工数（中子装着を含む）を求め、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
テストの結果、実施例のものは、比較例と比べて乗り心地と操縦安定性とを両立しており、摩耗性能やリム組み性にも優れていることが確認できる。
【００３８】
【発明の効果】
上述したように、本発明では、トレッド部の車両外側でリムに着座する外側ビード部のビード内径Ｄｏを車両内側でリムに着座する内側ビード部のビード内径Ｄｉよりも８０〜２００ｍｍの範囲で大きくすることにより、旋回時に大きな荷重が作用する外側ビード部側のタイヤ横剛性を、内側ビード部よりも大としうる結果、操縦安定性を向上することができる。他方、内側ビード部の剛性は、外側ビード部よりも低く設定されるため、乗り心地の著しい悪化を、この内側ビード部４ｉによって防止でき、操縦安定性と乗り心地とが高い次元で両立できる。
【００３９】
また、このようなタイヤとリムとの組立体のタイヤ内腔に、内圧低下時にタイヤ荷重を支える補強用の中子を配することにより、パンク等が生じた場合においても継続した走行が可能となり、トラック、バスといった大型重車両を安全な場所まで走行させることができる。また前記タイヤは、トレッド部の車両外側でリムに着座する外側ビード部のビード内径Ｄｏを車両内側でリムに着座する内側ビード部のビード内径Ｄｉよりも８０〜２００ｍｍの範囲で大きくしているため、例えば小径側の内側ビード部４ｉを受けるリムシートから中子を挿入することが容易に行え、リム組み性を向上できる。
【００４０】
また請求項３記載の発明では、内側の扁平比Ａｉは、外側の扁平比Ａｏよりも大、しかも比（Ａｉ／Ａｏ）を１．０５から１．８２としたことにより、操縦安定性と乗り心地とをより高い次元で満足させることができる。
【００４１】
また、請求項４記載の発明では、トレッド幅中央面を中心として前記車両外側のトレッド面の曲率半径ＴＲｏを、前記車両内側のトレッド面の曲率半径ＴＲｉよりも５０〜１００ｍｍの範囲で大としたことにより、車両外側のトレッド面をフラット化しかつ車両内側のトレッド面をラウンド化することにより、大きな荷重が作用する車両外側のトレッド面の耐摩耗性を高めて摩耗寿命を増大しうるとともに、車両内側のトレッド面の偏摩耗を防止するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体を示す断面図である。
【図２】従来の重荷重用ラジアルタイヤを例示する断面図である。
【符号の説明】
１ 重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
４ｏ 外側ビード部
４ｉ 内側ビード部
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
１０ｉ 内側リムシート面
１０ｏ 外側リムシート面
１３ 中子
Ｔ 重荷重用ラジアルタイヤ
Ｒ リム

Claims (4)

1. 重荷重用ラジアルタイヤと、この重荷重用ラジアルタイヤをリム組するリムとからなり、しかも前記重荷重用ラジアルタイヤとリムとが囲むタイヤ内腔内に内圧低下時にタイヤ荷重を支える補強用の中子を配した重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体であって、 前記重荷重用ラジアルタイヤは、トレッド部と、このトレッド部の両端からタイヤ半径方向内側にのびる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部の各内端に設けられた一対のビード部とを有し、
   トレッド部の車両外側でリムに着座する外側ビード部のビード内径Ｄｏを車両内側でリムに着座する内側ビード部のビード内径Ｄｉよりも８０〜２００mmの範囲で大きくするとともに、
   前記中子は、リング状をなし、かつ前記内側ビード部４ｉのビード内径Ｄｉよりも大かつ外側ビード部４ｏのビード内径Ｄｏよりも小に設定された内径Ｄ３の取付部を具え、内側から外側へと押し込むことにより、前記取付部をリムの中子取付部に係合させて取付けることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体。
2. 前記リムは、前記内側ビード部に当接して支持する小径の内側リムシート面と、前記外側ビード部に当接して支持する大径の外側リムシート面とを一体に具え、かつ各リムシート面は１５゜テーパであることを特徴とする請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体。
3. タイヤ最大巾Ｗに対する、前記トレッド部での最大径位置と前記内側ビード部のビード内周面との間の半径方向距離である内側タイヤ断面高さＨｉの比（Ｈｉ／Ｗ）で表される内側の扁平比Ａｉは、
   タイヤ最大巾Ｗに対する、前記トレッド部での最大径位置と前記外側ビード部のビード内周面との間の半径方向距離である外側タイヤ断面高さＨｏの比（Ｈｏ／Ｗ）で表される外側の扁平比Ａｏよりも大、
   しかも比Ａｉ／Ａｏは１．０５〜１．８２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体。
4. 前記トレッド部は、トレッド幅中央面を中心として前記車両外側のトレッド面の曲率半径ＴＲｏが、前記車両内側のトレッド面の曲率半径ＴＲｉよりも５０〜１００ｍｍの範囲で大としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重荷重用ラジアルタイヤとリムとの組立体。

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