JP3802515B2

JP3802515B2 - 重荷重用タイヤ

Info

Publication number: JP3802515B2
Application number: JP2003155094A
Authority: JP
Inventors: 清人丸岡
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004352172A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部でのカーカスプロファイルを改善することにより、タイヤ接地面形状を悪化させることなく、ビード耐久性を向上させた重荷重用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
例えばトラック、バス用等の重荷重用タイヤでは、充填する空気圧が高く、かつ負荷荷重が大きいなど使用条件が特に過酷である。そのため、図３（Ａ）に示すように、ビード部ａは、ビードエーペックスゴムｂの大型化等によって強化され、その肉厚は非常に厚いものとなっている。従って、カーカスプライｃは、一般に、ビードコアｄの上方領域ｙにおいて、タイヤ外側に円弧中心ｏを有する凹円弧状に湾曲するなど、タイヤ軸方向線に対して大きな角度で立ち上がる。
【０００３】
しかしこのようなタイヤでは、正規内圧充填時、カーカスプライｃが凸円弧状に丸く膨らもうとするため、前記湾曲する部分ｃ１に大きな歪みが集中的に発生するなど、ビード損傷を招きやすいという問題がある。
【０００４】
これに対して近年、図３（Ｂ）に示すように、ビードエーペックスゴムｂのボリュウム及び高さを大巾に減じ、ビード部ａをスリム化したタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１１７１５号
【０００６】
このスリム化したタイヤは、軽量化を達成する以外に、カーカスプライｃが、前記上方領域ｙにおいても凹円弧状或いは略直線状をなすため、正規内圧充填時の歪みの発生を低く抑えることができ、ビード損傷を効果的に抑制しうるという利点を有する。しかしその反面、正規内圧充填時、カーカスプライｃの全体が丸く膨らもうとするため、トレッドショルダー域のカーカスプライｃを半径方向内側に押し下げる力が働く。その結果、トレッド曲率半径が減じ、トレッドショルダー域における接地長さを短くするなど、該トレッドショルダー域に偏摩耗を発生させるという問題が生じる。
【０００７】
そこで本発明は、トレッドショルダー域における偏摩耗を抑制しつつ、ビード損傷を防止でき、ビード耐久性を向上しうる重荷重用タイヤの提供を目的としている。
【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、本願請求項１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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを有する重荷重用タイヤであって、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した状態におけるタイヤ子午断面において、
前記ビードコアは、その子午断面において正規リムＪのリムシートＪ１と平行となる半径方向内面Ｓを有し、
前記ビードコアの中心点を通って半径方向にのびる縦基準線が前記プライ本体部の外面にビード部の側で交わる交点Ｐａと、ビードコアの前記中心点を通って前記ビードコアの前記半径方向内面と平行にのびる横基準線が前記プライ本体部の外面に交わる交点Ｐｂとを通る傾き線が前記横基準線となす角度θを５２〜５８°としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記プライ本体部は、該プライ本体部の外面がタイヤ軸方向外方に最も張り出す最大幅点から半径方向内方にのびる円弧状部Ａ１と、前記最大幅点から半径方向外方にのびる円弧状部Ａ２とを有するとともに、前記円弧状部Ａ１の曲率半径ｒ１を、円弧状部Ａ２の曲率半径ｒ２よりも大としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記カーカスプライのプライ折返し部は、前記ビードコアの周面に沿って巻き付けられるとともにビードコアとビードエーペックスゴムとの間に狭持されて途切れることを特徴としている。
【００１１】
なお本明細書において、「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であれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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" を意味する。
【００１２】
又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧の５％の内圧を充填した５％正規内圧状態で特定される値とする。なお前記５％正規内圧状態でのタイヤ形状は、通常、加硫金型内でのタイヤ形状と略一致している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の重荷重用タイヤが、トラック・バス用等のチューブレスタイヤである場合の５％正規内圧状態を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。
【００１４】
図１において、重荷重用タイヤ１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の内方に配されるベルト層７とを具備して構成される。
【００１５】
前記ベルト層７は、ベルトコードを用いた２枚以上（重荷重用タイヤの場合は３枚以上）のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。このベルトプライ７Ａ〜７Ｄは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して補強している。
【００１６】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、スチールコードが好適であるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードも使用される。又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。
【００１７】
前記ビードコア５は、図２に示すように、例えばスチール製のビードワイヤを多段多列に巻回してなるリング状体であって、本例では、断面横長の偏平六角形状のものを例示する。このビードコア５は、その子午断面における半径方向内面Ｓが正規リムＪのリムシートＪ１と略平行となることによって、リムとの嵌合力を広範囲に亘って高めている。なおビードコア５の断面形状としては、必要に応じて、正六角形、矩形状なども採用できるが、正規リムＪのリムシートＪ１と平行となる子午断面における半径方向内面Ｓを具える。なお平行とはいわゆる略平行であることをいう。
【００１８】
又本例では、前記カーカス６のプライ折返し部６ｂが、このビードコア５の周面に沿って巻き付けられるとともに、その端部Ｅが前記ビードコア５とビードエーペックスゴム８との間で狭持されて途切れるものを例示している。なおビードエーペックスゴム８は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を６０〜９９度とした断面三角形状の硬質ゴムからなり、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方に延在し、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強する。
【００１９】
このような巻き付けのカーカスプライ６Ａでは、そのプライ折返し部６ｂがビードコア５の周囲で途切れるため、タイヤ変形時の応力がその端部Ｅに作用し難くなる。従って、該端部Ｅを起点としたコードルースを効果的に抑制できる。しかも、プライ折返し部６ｂを実質的に短く形成しうるためタイヤ軽量化にも大きく貢献しうる。又前記端部Ｅが、ビードコア５とビードエーペックスゴム８との間で挟まれて強固に係止されるため、カーカスプライ６Ａの吹き抜け現象を確実に防止でき、又加硫成形時にカーカスコードテンションが不均一に弛んでユニフォミティーが低下するのを抑制しうる。
【００２０】
そして本発明では、ビードコア５上でのプライ本体部６ａの傾きを適正化することによって、トレッドショルダー域における偏摩耗の抑制と、ビード損傷の抑制との両立を達成している。
【００２１】
詳しくは、前記ビードコア５の中心点５Ｃを通って半径方向にのびる縦基準線Ｘが、前記プライ本体部６ａの外面にビード部４の側で交わる交点をＰａとし、かつ前記中心点５Ｃを通ってビードコア５の前記半径方向内面Ｓと平行にのびる横基準線Ｙが前記プライ本体部６ａの外面に交わる交点をＰｂとしたとき、前記交点Ｐａと交点Ｐｂとを通る傾き線Ｋが前記横基準線Ｙとなす角度θを５０〜６０°の範囲に規制している。なお前記「中心点５Ｃ」とは、ビードコア５の断面における重心、即ち図心を意味する。
【００２２】
このように前記角度θを６０°以下とすることにより、ビードコア５の上方領域ｙにおいて、プライ本体部６ａのプロファイルを正規内圧充填時におけるプロファイルに適度に近づけることができる。その結果、正規内圧充填時、前記上方領域ｙに発生するプライ本体部６ａの歪みが低く抑えられ、該領域ｙでのビード損傷を抑制することが可能となる。特に、前記角度θが５８°以下の時、ビード損傷の抑制効果がより高く発揮できる。
【００２３】
なお前記角度θが６０°を越えると、前記上方領域ｙでのプライ本体部６ａの歪みが大となり、ビード損傷を抑制することができなくなる。
【００２４】
逆に前記角度θは、５０°以上であることにより、正規内圧充填時にトレッドショルダー域Ｔｓ（図１に示す）のカーカスプライ６ａを半径方向内側に押し下げる力が小となる。その結果、トレッド曲率半径Ｒｔの減少が抑えられ、トレッドショルダー域Ｔｓにおける接地長さが維持されるなど、該トレッドショルダー域Ｔｓでの偏摩耗を抑制できる。特に、前記角度θが５２°以上の時、偏摩耗の抑制効果的がより高く発揮できる。なお前記角度θが５０°未満では、トレッド曲率半径Ｒｔの減少を抑えることができなくなる。
【００２５】
このような観点から、本願発明では前記角度θは５２〜５８°を採用している。
【００２６】
なおビード損傷の抑制のためには、本例の如く、前記プライ本体部６ａを、前記上方領域ｙにおいて略直線状に形成するのも好ましい。又前記プライ本体部６ａの外面がタイヤ軸方向外方に最も張り出す最大幅点をＰｍとしたとき、本例では、サイドウォール部３におけるプライ本体部６ａが、前記最大幅点Ｐｍから半径方向内方にのびる円弧状部Ａ１の曲率半径ｒ１を、半径方向外方にのびる円弧状部Ａ２の曲率半径ｒ２よりも大、好ましくは比ｒ１／ｒ２を１．５〜２．０（指示書図面では約１．７５）とした上膨れの輪郭形状を有する場合を例示している。このとき、前記最大幅点ＰｍのビードベースラインＢＬからの距離ｈ１は、タイヤ断面高さＨの５０％よりも大であり、このような上膨れの輪郭形状は、正規内圧充填時におけるトレッド曲率半径Ｒｔの減少を抑えるのに好ましい。なお前記「ビードベースラインＢＬ」とは、タイヤが基づく規格で定まるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。
【００２７】
又前記ビード部４にはビード外皮をなすリムズレ防止用のクリンチゴム９が配されるが、このクリンチゴム９のゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）は、７０〜８５°かつ前記ビードエーペックスゴム８のゴム硬度よりも小としている。そして本例では、このクリンチゴム９と前記ビードエーペックスゴム８とは接することがなく、この間に、前記クリンチゴム９よりもさらに軟質のサイドウォールゴム３Ｇの下端部分が剣先状に介在することにより、剪断応力を緩和し三者の層間剥離を抑制している。
【００２８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることはなく、例えばカーカス６のプライ折返し部６ｂを、ビードエーペックスゴム８のタイヤ軸方向外側面に沿って巻き上げる従来的な構造としても良い。又５％正規内圧状態におけるトレッド面の輪郭形状は、単一円弧とした所謂シングルラジアス、或いはトレッドショルダー域Ｔｓの曲率半径をトレッド中央域Ｔｃの曲率半径よりも大とした所謂ダブルラジアスとしたものでも良く、さらにはトレッドショルダー域Ｔｓを直線状に形成したものでも良いなど、発明は種々の態様に変形して実施することができる。
【００２９】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの、偏摩耗性能及びビード耐久性をテストし互いに比較した。表１以外の仕様は互いに同仕様としている。なお実施例１、２、傾き角θが５１度であり請求項１の要件とは僅かに異なる参考例１，及び傾き角度θが６２度、４８度である比較例１，２を合わせて示している。比較例１、２では、カーカスのプライ折返し部は、図２の如くビードコアの周面に沿って巻き付けた構造をなす。又実施例３は、ビードエーペックスゴムの外側面に沿って巻き上げる従来的な構造としている。
【００３０】
又各タイヤは、１４ｍｍの溝深さを有する４本の縦主溝からなる５本のリブタイプのトレッドパターンを具え、５％正規内圧状態におけるトレッド曲率半径Ｒｔは７００ｍｍとしている。
【００３１】
（１）偏摩耗性能；
タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）にて、２／２−Ｄ車両（積載荷重１０トン積み）の全輪に装着し、定積状態においてアスファルト路を１０万ｋｍ走行した。走行後、タイヤ軸方向最内側の縦主溝における残溝量δｃと、タイヤ軸方向最外側の縦主溝における残溝量δｓとの差（δｃ−δｓ）を、比較例１を１００とした指数で示した。値が小さいほど、ショルダー摩耗が少なく偏摩耗性に優れている。
【００３２】
（２）ビード耐久性；
ドラム試験機を用い、タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）、荷重（２６．７２ｋＮ×３）の条件下にて、速度３０ｋｍ／ｈで走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間を、比較例１を１００とした指数で示した。値が大なほど耐久性に優れている。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、トレッドショルダー域における偏摩耗を抑制しつつ、ビード損傷を防止でき、ビード耐久性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、従来のビード構造を説明するビード部の断面図である。
【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
５Ｃ中心点
６Ａカーカスプライ
６ａプライ本体部
６ｂプライ折返し部
８ビードエーペックスゴム
Ｋ傾き線
Ｘ縦基準線
Ｙ横基準線

Claims

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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを有する重荷重用タイヤであって、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した状態におけるタイヤ子午断面において、
前記ビードコアは、その子午断面において正規リムＪのリムシートＪ１と平行となる半径方向内面Ｓを有し、
前記ビードコアの中心点を通って半径方向にのびる縦基準線が前記プライ本体部の外面にビード部の側で交わる交点Ｐａと、ビードコアの前記中心点を通って前記ビードコアの前記半径方向内面と平行にのびる横基準線が前記プライ本体部の外面に交わる交点Ｐｂとを通る傾き線が前記横基準線となす角度θを５２〜５８°としたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
前記プライ本体部は、該プライ本体部の外面がタイヤ軸方向外方に最も張り出す最大幅点から半径方向内方にのびる円弧状部Ａ１と、前記最大幅点から半径方向外方にのびる円弧状部Ａ２とを有するとともに、前記円弧状部Ａ１の曲率半径ｒ１を、円弧状部Ａ２の曲率半径ｒ２よりも大としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記カーカスプライのプライ折返し部は、前記ビードコアの周面に沿って巻き付けられるとともにビードコアとビードエーペックスゴムとの間に狭持されて途切れることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。