JP4018924B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部からサイドウォール部にかけての剛性を高めて、低燃費性能を向上させた重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
トラック、バス用等の重荷重用ラジアルタイヤでは、従来、図5(A)に示すように、ビード耐久性を保持するために、カーカスのプライ本体部a1とプライ折返し部a2との間に配するビードエーペックスゴムbの高さhbを増加せしめ、ビード剛性を大巾に高めることによって負荷荷重によるタイヤ変形自体を減じている。
【0003】
これに対して、近年、図5(B)に示すように、逆にビードエーペックスゴムbの高さhbをできるだけ減じるとともに、プライ折返し部a2をプライ本体部a1に隣接させる(以下に新ビード構造という)ことにより、ビード耐久性を向上させる技術が、例えば特開平11−192819号等で提案されている。
【0004】
この新ビード構造では、ビード部がスリム化し軽量化も同時に図られるため、低燃費性能の向上にも大きな期待が寄せられている。しかしながら、係る構造のものは、ビードエーペックスゴムbの高さhbの減少により、ビード部からサイドウォール部にかけての撓みが大きくなるため、その分、転がり抵抗が高まり、低燃費性能を充分に発揮することができないという問題がある。
【0005】
そこで本発明は、プライ折返し部を、プライ本体部と小間隔Tを隔てて複線状に延在せしめ、その折返し高さをタイヤ断面高さHの0.75〜0.85倍の範囲、かつ複線状の部分の半径方向長さを折返し高さの0.75倍以上の範囲まで高めることを基本として、軽量化をある程度犠牲にしつつも、ビード部からサイドウォール部にかけての剛性を高め、優れたビード耐久性を確保しながら、低燃費性能を向上させた重荷重用ラジアルタイヤの提供を目的としている。
【0006】
【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、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されかつ前記ビードコアからのびるビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に沿うプライ折返し部を一連に設けた1枚のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配される複数枚のベルトプライからなるベルト層とを具える重荷重用ラジアルタイヤであって、
タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の5%を充填した5%内圧状態において、
前記プライ折返し部は、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外側に、前記プライ本体部と小間隔Tを隔てて実質的に等間隔でのびる複線部分を具えるとともに、
前記プライ折返し部は、その半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さh1をタイヤ断面高さHの0.75〜0.85倍、かつ前記複線部分の半径方向長さh2を前記半径方向高さh1の0.75倍以上とし、
しかも前記小間隔Tを1.6〜2.5mmとしたことを特徴としている。
【0007】
又請求項2の発明では、前記プライ折返し部は、カーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α1を75〜88゜とするとともに、前記プライ本体部は、タイヤ周方向に対する角度α2を前記プライ折返し部の角度α1よりも大かつ90゜以下であって、しかもプライ本体部のカーカスコードが傾くとき、プライ折返し部のカーカスコードとは、タイヤ半径方向に対する傾斜の向きを互いに異ならせたことを特徴としている。
【0008】
なお本明細書において、前記高さh1、H、及び長さh2を含む各部の寸法は、特に断りがない限り、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の5%を充填した5%内圧状態において特定している。
【0009】
また前記「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、当該規格がタイヤサイズ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「正規内圧」とは、前記規格がタイヤサイズ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。
【0010】
また前記「ビードベースライン」とは、タイヤが基づく規格で定められるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。
【0011】
【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、本発明の重荷重用ラジアルタイヤの5%内圧状態における子午断面を示している。
【0012】
図1において、重荷重用ラジアルタイヤ1(以下タイヤ1という)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、トレッド部の内方かつ前記カーカス6の外側に配されるベルト層7とを具える。
【0013】
前記ベルト層7は、複数枚のベルトプライからなり、本例では、ベルト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°の小角度で配列する第2〜4のベルトプライ7B、7C、7Dとの4枚構造の場合を例示している。このベルト層7は、ベルトコードがプライ間で交差する箇所を1箇所以上設けるこのとによりベルト剛性を高め、トレッド部2の略全巾を強いタガ効果を有して補強している。なおベルトコードとしてスチールコードが好適に使用される。
【0014】
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例えば75〜90°の角度で配列した1枚のカーカスプライ6Aからなり、カーカスコードとして、スチールコード、或いはそれに匹敵する例えば芳香族ポリアミド繊維等のハイモジュラスの有機繊維コードが好適に使用される。
【0015】
このカーカスプライ6Aは、前記ビードコア5、5間を跨るプライ本体部6aの両側に、前記ビードコア5の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止されるプライ折返し部6bを一連に有するとともに、該プライ本体部6aとプライ折返し部6bとの間には、前記ビードコア5から半径方向外方に先細状にのびる小高さのビードエーペックスゴム8が配設される。
【0016】
該ビードエーペックスゴム8は、図2に示すように、その半径方向外端8eのビードベースラインBLからの半径方向高さh0を、タイヤ断面高さHの22%以下の範囲まで減じている。これによって、前述の新ビード構造によるビード耐久性の向上効果を図っている。又本例では、このビードエーペックスゴム8は、タイヤ軸方向の内側面を前記プライ本体部6aに沿って傾斜させた略直線状とするとともに、タイヤ軸方向の外側面をタイヤ軸方向内側に凹む凹円弧状としている。
【0017】
次に、カーカス6の前記プライ折返し部6bは、ビードエーペックスゴム8の外側面に沿って凹円弧状に湾曲するエーペックス隣接部分10と、ビードエーペックスゴム8の前記外端8eから前記プライ本体部6aとは小間隔Tを隔てて実質的に等間隔でのびる複線部分11とを具えて形成される。
【0018】
このとき、前記プライ折返し部6bでは、その半径方向外端のビードベースラインBLからの半径方向高さh1を、タイヤ断面高さHの0.75〜0.85倍とするとともに、前記複線部分11の半径方向長さh2を、プライ折返し部6bの前記半径方向高さh1の0.75倍以上に設定している。
【0019】
このようにプライ折返し部6bを構成することにより、1枚のカーカスプライ6Aでありながら、ビード部4からサイドウォール部3にかけてバランス良く補強しタイヤ剛性を高めている。その結果、タイヤの撓みが軽減されるなど、軽量化をある程度犠牲にしつつも転がり抵抗が減じられ、総合的に低燃費性能を向上させることが可能となる。
【0020】
なおプライ折返し部6bの前記高さh1が0.75×H未満、及び複線部分11の前記長さh2が0.75×h1未満では、補強が不十分となって低燃費性能の向上効果が発揮されなくなる。逆に、前記高さh1が0.85×Hを越えると、補強効果が頭打ちとなる反面、重量を不必要に増加するなど、低燃費性能の低下を招く。
【0021】
なお本例では、前記低燃費性能をより効果的に向上させるために、図3にコード配列状態を概念的に示すように、プライ折返し部6bにおけるカーカスコード20のタイヤ周方向に対する角度α1を75〜88゜とするとともに、プライ本体部6aにおけるカーカスコード20のタイヤ周方向に対する角度α2を前記角度α1よりも大かつ90゜以下に設定している。しかも、プライ本体部6aのカーカスコード20が傾くとき、即ちα2≠90°のとき、このカーカスコード20と前記プライ折返し部6bのカーカスコード20とは、タイヤ半径方向に対する傾斜の向きを互いに異ならせている。なお図3には便宜上、ベルトコードの配列状態を省略して示している。
【0022】
これにより、前記複線部分11において、プライ本体部6aとプライ折返し部6bとは、カーカスコード20が交差配列する所謂クロスプライ構造を構成する。その結果、タイヤ剛性がいっそう高まり、低燃費性能をより効果的に向上させることができる。なお補強効果の観点から、カーカスコード20の交差角度βを4°以上、さらには8°以上とするのが好ましい。なお本例では、直進安定性の観点から、プライ本体部6aにおける前記角度α2を前記角度α1よりも大としており、特に88〜90°とするのがより好ましい。
【0023】
又前記複線部分11では、タイヤ変形時、プライ本体部6aとの間に大きな剪断力が作用するため、セパレーションが発生しやすい傾向にある。そこで、図4に示すように、複線部分11とプライ本体部6aとの間の前記小間隔Tを1.6〜2.5mmの範囲で確保し、前記剪断力を、小間隔T内に介在するゴム材21の弾性によって緩和している。
【0024】
なお前記小間隔Tが1.6mm未満のとき、剪断力の緩和効果が不十分となり、逆に2.5mmを超えると、タイヤ重量の不必要な増加を招くとともに、ビード部側において、複線部分11に圧縮応力が作用してカーカスコード20に圧縮の破断損傷が生じやすくなる。
【0025】
又前記ゴム材21には、少なくともビードエーペックスゴム8よりもゴム硬度が低い軟質のゴム、好ましくは、カーカス6のトッピングゴム22よりもゴム硬度が低いものを用いるのが望ましい。
【0026】
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なく、種々の態様に変形して実施しうる。
【0027】
【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表1の仕様に基づき試作するとともに、試供タイヤの重量、転がり抵抗性、耐久性をテストし、その結果を表1に記載した。なお表以外の仕様は各タイヤとも同一としている。
【0028】
(1)タイヤ重量;
タイヤ1本当たりの重量を、比較例1を100とする指数により評価した。数値が小さいほど軽量である。
【0029】
(2)転がり抵抗性;
供試タイヤを、リム(22.5×8.25)、内圧(850kPa)、荷重(34.8kN)の基でドラム上を速度50km/hの一定速度で回転させた場合のタイヤ回転軸に作用する抵抗値を比較例1を100とする指数により評価した。数値が小さいほど、転がり抵抗が低く燃費性能が良好であることを示す。
【0030】
(3)耐久性;
前記リム組みしたタイヤを同一荷重にてドラム上を速度50km/hにて走行させ、ビード部からサイドウォール部にかけて損傷が発生するまでの走行距離をLiと完走距離Lo(10000km)との比Li/Loを、比較例1を100とする指数によって評価した。数値が大きいほど優れている。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】
叙上の如く本発明の重荷重用ラジアルタイヤは、プライ折返し部を、プライ本体部と小間隔を隔てて複線状に延在せしめ、その折返し高さをタイヤ断面高さの0.75〜0.85倍の範囲、かつ複線状の部分の半径方向長さを折返し高さの0.75倍以上の範囲まで高めているため、軽量化をある程度犠牲にしつつも、ビード部からサイドウォール部にかけての剛性を高めることができ、優れたビード耐久性を確保しながら、低燃費性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図2】ビード部を拡大して示す断面図である。
【図3】カーカスコードの配列状態を概念的に示す展開図である。
【図4】プライ折返し部とプライ本体部との間の小間隔を説明する図1のI−I線断面図である。
【図5】(A)、(B)は従来技術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
6 カーカス
6A カーカスプライ
6a プライ本体部
6b プライ折返し部
7 ベルト層
7A〜7D ベルトプライ
8 ビードエーペックスゴム
11 複線部分
20 カーカスコード
BL ビードベースライン
Claims (2)
- 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、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されかつ前記ビードコアからのびるビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に沿うプライ折返し部を一連に設けた1枚のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配される複数枚のベルトプライからなるベルト層とを具える重荷重用ラジアルタイヤであって、
タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の5%を充填した5%内圧状態において、
前記プライ折返し部は、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外側に、前記プライ本体部と小間隔Tを隔てて実質的に等間隔でのびる複線部分を具えるとともに、
前記プライ折返し部は、その半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さh1をタイヤ断面高さHの0.75〜0.85倍、かつ前記複線部分の半径方向長さh2を前記半径方向高さh1の0.75倍以上とし、
しかも前記小間隔Tを1.6〜2.5mmとしたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。 - 前記プライ折返し部は、カーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α1を75〜88゜とするとともに、前記プライ本体部は、タイヤ周方向に対する角度α2を前記プライ折返し部の角度α1よりも大かつ90゜以下であって、しかもプライ本体部のカーカスコードが傾くとき、プライ折返し部のカーカスコードとは、タイヤ半径方向に対する傾斜の向きを互いに異ならせた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。
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