JP4548776B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤの重量増加を招くことなくビード部耐久性の改善された建設車両用等の重荷重用空気入りラジアルタイヤタイヤに関する。

従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部と、該一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたカーカスと、該カーカスのクラウン部外周に位置するトレッド部と、該カーカスのサイド部に位置する一対のサイドウォール部とを備え、前記ビード部に、前記カーカス折り返し部外周等に、少なくとも１層のワイヤーチェーファーと２〜４層の角度が交差したナイロンチェーファーを補強材として配置し、タイヤの耐久性の向上が図られているのが一般的である。

特許文献１では、かかる構造のタイヤにおいて、カーカスプライの端縁、ワイヤチェーファーの外端縁及びナイロンチェーファーの外端縁の位置関係の適正化、ワイヤチェーファーのワイヤコードとナイロンチェーファーのナイロンコードの配設関係の適正化、さらにはナイロンチェーファーの内端縁位置とビードコアの内面幅の適正化により、ビード部耐久性を有効に向上させることができると報告されている。
特開平１１−２０４２１号公報（［特許請求の範囲］、「０００１」等）

従来構造の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、ビード部の倒れ込みが大きいためにリム反力を受けて、折返しカーカス背面側の歪が大きくなり、故障に至るなどしていた。これに対するこれまでの対策法として、ビードコアの大型化や補強層（ナイロンチェーファー）の追加が挙げられるが、かかる対策法では重量増加を招き、また、タイヤの輪郭形状が滑らかではなくなってしまう等の問題があった。

また、リムフランジ端付近のタイヤ外表面部の、リムフランジと接する部位の接触圧が大きくなり、外表面部にクラックが発生し易くなるという問題があった。この対策としては、ビードコアの大型化や、さらなるビード補強層の追加が求められ、いずれにしても重量増加は避けられなかった。

そこで本発明の目的は、タイヤ重量の増加を招くことなくビード部耐久性の向上を図った重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部と、該一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたゴム被覆ラジアル配列コードのカーカスと、該カーカスのクラウン部外周に位置するトレッド部と、該カーカスのサイド部に位置する一対のサイドウォール部とを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
ＴＲＡに規定された正規リムに組み、５０ｋＰａ内圧を充填し、無負荷時に、 リムフランジ高さＨＴの１２０％高さのタイヤ外表面ポイントからカーカスに直交するラインが該カーカスと交わる点をリムポイントＬＰ１とし、かつ、リムフランジの曲率半径Ｒの中心からタイヤ幅方向に対し３０°の角度でタイヤ半径方向外側に向けて引いたラインがカーカスと交わる点をリム下ポイントＬＰ２とするとき、前記リムポイントＬＰ１と前記リム下ポイントＬＰ２とを結んで得られるラインの、タイヤ幅方向に対するカーカスライン角度βが次式、
１．２５θ−４７≦β≦１．２５θ−４１
（式中、θは、タイヤ外表面におけるタイヤ最大幅ポイントと前記正規リムのリム幅ポイントとを結んで得られるラインの、タイヤ幅方向に対する角度である）で表される関係を満足し、
前記リム下ポイントＬＰ２から前記リムポイントＬＰ１にかけてカーカス内側にビードパッドゴムが配設されていることを特徴とするものである。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、前記ビードパッドゴムの横断面形状がクサビ型であることが好ましく、また、前記ビードパッドゴムのタイヤ半径方向下端が前記リム下ポイントＬＰ２よりもタイヤ半径方向外側にあることが好ましい。さらに、前記リムポイントＬＰ１における前記ビードパッドゴムのゲージが、タイヤ外表面からリムポイントＬＰ１までのゲージの８％以上であることが好ましい。

ここで、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、それぞれのサイズに応じて、ＴＲＡ（米国）が発行する規格に定められた標準リムに装着して使用され、この標準リムが通常正規リムと称される。よって、「正規リム」とは米国のタイヤとリムの協会ＴＲＡが発行する２００２年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指す。同様に、「正規荷重」及び「正規内圧」とは、米国のタイヤとリムの協会ＴＲＡが発行する２００２年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重及び最大荷重に対する空気圧を指す。

本発明は以下の知見に基づきなされたものである。
本発明者は、先ず、従来のナイロンチェーファー構造を採用したタイヤにつき前記βとθとの関係がタイヤの諸性能に及ぼす影響について検討を行ったところ、前記βの値が１．２５θ−３６以下では良品タイヤを製作することができずに製品上不良品となり、一方、良品タイヤでもβの値が１．２５θ−３６よりも大きくなるほど、耐久性や発熱性などの性能が低下することを突き止めた。そこで、よりβの値を小さくして、即ち、１．２５θ−３６以下の値でタイヤの製作を可能なものとするために、ナイロンチェーファーを取り除いたところ、今度は、加硫時ブラダーによるタイヤ内面からの押し付け圧によってタイヤの不良品の発生が生じることが分かった。そこで、更に鋭意検討を重ねた結果、ナイロンチェーファーを取り除き、その代わりに、リムポイント部にゴムパッドを挿入することにより、上記問題をすべて解消し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。尚、本発明においては、ビード部にワイヤーチェーファーを既知の方法に従い配置することは可能である。

本発明によれば、タイヤ重量の増加を招くことなくビード部耐久性の向上を図った重荷重用空気入りタイヤを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１および図２に基づき説明する。
図１は、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部とリムとの組立体の要部左側断面図である。

このタイヤは、一対のビード部３（一方のみ図示）と、この一対のビード部３に夫々埋設されたビードコア１の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたゴム被覆ラジアル配列コードのカーカス２と、カーカス２のクラウン部外周に位置するトレッド部（図示せず）と、このカーカス２のサイド部に位置する一対のサイドウォール部４とを備えており、ワイヤーチェーファーおよびナイロンチェーファーは配置されていない。

本発明においては、上記構造のタイヤにおいて、ＴＲＡに規定された正規リムに組み、５０ｋＰａ内圧を充填し、無負荷時に、リムフランジ高さＨＴの１２０％高さのタイヤ外表面ポイントＯＰからカーカス２に直交するラインＬ１が該カーカス２と交わる点をリムポイントＬＰ１とし、かつ、リムフランジ６の曲率半径Ｒの中心Ｏからタイヤ幅方向に対し３０°の角度でタイヤ半径方向外側に向けて引いたラインＬ２がカーカス２と交わる点をリム下ポイントＬＰ２とするとき、リムポイントＬＰ１とリム下ポイントＬＰ２とを結んで得られるラインＬ３の、タイヤ幅方向に対するカーカスライン角度βが次式、
１．２５θ−４７≦β≦１．２５θ−４１
好ましくは、次式、
１．２５θ−４５≦β≦１．２５θ−４２
（式中、θは、タイヤ外表面におけるタイヤ最大幅ポイントＭＰと正現リムのリム幅ポイントＷＰとを結んで得られるラインＬ４の、タイヤ幅方向に対する角度（以下「タイヤ足幅角度」と称する）である）で表される関係を満足することが肝要である。

βの値が１．２５θ−４１の値を超えるとカーカスラインが水平（タイヤ幅方向）に近付き、タイヤ内部側面が寝る傾向にあり、一方、１．２５θ−４７の値より小さいとカーカスラインが垂直（タイヤ半径方向）に近付き、タイヤ内部側面が立つ傾向となる。本発明においては、かかるカーカスライン角度βを上記式の範囲内とすることにより、荷重時倒れ込みを効果的に抑制することが可能となる。即ち、内圧時、ビード部のカーカスはタイヤ内面側へ変位することとなる。

従来のナイロンチェーファーを用いたタイヤでは、ナイロンチェーファーがビードコアのまわりからリムポイントに該当する位置の円筒状の貼付ドラムにカーカスとある一定の角度を持ち、２層以上角度を交差させてカーカス内面側に近接して貼付させ、その後、生タイヤをインフレートしながら径方向上方に引き上げ、形成される。しかし、この引き上げによって発生する角度変化と加硫の際に生じるナイロンチェーファーの熱収縮によってカーカスのコード方向ビードコア側に引っ張る力が生じ、その結果、カーカスライン角度βは従来範囲内に納まり、他の値をとることはできなかった。そこで、本発明では、従来構造のタイヤからナイロンチェーファーを取り除くことで、上記範囲内のカーカスライン角度βを実現可能とした。なお、前述したように、本発明においてはワイヤーチェーファーを配置することは可能である（図２（ウ）参照）。

また、本発明では、リム下ポイントＬＰ２からリムポイントＬＰ１にかけてカーカス２内側にビードパッドゴム５を配設することにより、狙いとするカーカスライン角度βを安定して得ることを可能にするものである。かかるビードパッドゴム５がない場合には、加硫時ブラダーによるタイヤ内面からの押付圧が不足し、結果として、製品タイヤのカーカスライン角度βが従来品に近付いてしまうことになる。

ビードパッドゴム５は、所望のカーカスライン角度βを実現する上で、その横断面形状が図２の（ア）に示すようにクサビ型であることが好ましい。図２の（ア）に示すビードパッドゴム５ａは押出し成型にて一体的に成型することにより得ることができる。あるいは、図２の（イ）に示すように、幅が漸次狭くなるゴムシートを順次積層し、全体として横断面形状を略クサビ型とするビードパッドゴム５ｂを使用することもできる。

ビードパッドゴム５のタイヤ半径方向下端は、リム下ポイントＬＰ２よりもタイヤ半径方向外側にあることが好ましい。ビードパッドゴム５をリム下ポイントＬＰ２を超えてタイヤ半径方向内側まで延在させるとカーカスライン角度βが従来品に近くなるか、もしくはリムポイントＬＰ１位置でのビードパッドゴム５のゲージを厚くする必要があり、製品タイヤの絶対ゲージが厚くなり過ぎ、耐発熱性の低下を招くことになる。

また、リムポイントＬＰ１におけるビードパッドゴム５のゲージは、タイヤ外表面からカーカス２のリムポイントＬＰ１までのゲージの８％以上であることが好ましく、より好ましくは８〜１８％である。このゲージを８％以上とすることでタイヤ加硫時におけるモールドと生タイヤとの間のフィット性が確保され、不要なゴム流れの発生（ビードクリス）が無くなる。これに対し、かかるゲージが８％未満では加硫時にゴムパッド５がタイヤ内部において座屈（波打つ）し、クラックなどが生じ、タイヤ耐久性能の低下を招くことになる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
下記の表１に示す条件にて、実施例、従来例および比較例の供試タイヤ（サイズ：４０．００Ｒ５７、タイヤ足幅角度θ：６９．５°）をそれぞれ作製し、これら供試タイヤに対し以下の性能試験を行った。尚、実施例で用いたビードパッドのゲージは、タイヤ外表面からリムポイントＬＰ１までのゲージの８％とした。また、横断面形状は図２（ア）に示すものとした。

（モールドと加硫前のタイヤとのフィット性）
○は良好、×は不良とした。
（耐久ドラム）
内圧をＴＲＡに準拠した規定内圧とし、荷重をＴＲＡ最大負荷荷重の１００〜１７０％範囲として、５００時間ドラム走行させた後、カーカス折り返し部の故障の有無を観察した。
（倒れ込み量）
ＴＲＡに準拠した１００％の規定内圧および最大負荷荷重の条件下で、リムフランジＨＴ上１１０％のタイヤ外表面ポイント位置で測定し、現行タイヤ（従来例）を１００として指数表示した。数値が小なるほど結果が良好である。
（歪）
ＴＲＡに準拠した１００％の規定内圧および最大負荷荷重の条件下で、折返しカーカス外側におけるリムポイント位置での歪量を評価した。現行タイヤ（従来例）を１００として指数表示した。数値が小なるほど結果が良好である。

＊）比較例の性能評価の結果は予測計算法により求めた。

本発明の一好適実施形状のタイヤの部分断面図である。 （ア）、（イ）はビードパットの横断面形状を示す断面図であり、（ウ）はワイヤーチェーファーを配置した場合の断面図である。

符号の説明

１ ビード
２ カーカス
３ ビード部
４ サイドウォール部
５，５ａ，５ｂ ビードパッド
６ リムフランジ
７ ワイヤーチェーファー

Claims (4)

1. 一対のビード部と、該一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されたゴム被覆ラジアル配列コードのカーカスと、該カーカスのクラウン部外周に位置するトレッド部と、該カーカスのサイド部に位置する一対のサイドウォール部とを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   ＴＲＡに規定された正規リムに組み、５０ｋＰａ内圧を充填し、無負荷時に、 リムフランジ高さＨＴの１２０％高さのタイヤ外表面ポイントからカーカスに直交するラインが該カーカスと交わる点をリムポイントＬＰ１とし、かつ、リムフランジの曲率半径Ｒの中心からタイヤ幅方向に対し３０°の角度でタイヤ半径方向外側に向けて引いたラインがカーカスと交わる点をリム下ポイントＬＰ２とするとき、前記リムポイントＬＰ１と前記リム下ポイントＬＰ２とを結んで得られるラインの、タイヤ幅方向に対するカーカスライン角度βが次式、
   １．２５θ−４７≦β≦１．２５θ−４１
   （式中、θは、タイヤ外表面におけるタイヤ最大幅ポイントと前記正規リムのリム幅ポイントとを結んで得られるラインの、タイヤ幅方向に対する角度である）で表される関係を満足し、
   前記リム下ポイントＬＰ２から前記リムポイントＬＰ１にかけてカーカス内側にビードパッドゴムが配設されていることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ビードパッドゴムの横断面形状がクサビ型である請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ビードパッドゴムのタイヤ半径方向下端が前記リム下ポイントＬＰ２よりもタイヤ半径方向外側にある請求項１または２記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記リムポイントＬＰ１における前記ビードパッドゴムのゲージが、タイヤ外表面から該リムポイントＬＰ１までのゲージの８％以上である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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