JPH04230403A - 重荷重用チューブレスラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トラックやバス用な
どの重荷重用チューブレスラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】トラック
、バス等の大型車輌に使われるラジアルタイヤは高内圧
で使用されるために設計時のモールド内形状に対し、空
気圧充填、更には走行によるタイヤ成長により形状変化
を起こし、ベルト、カーカスプライその他の使用材料に
応じた自然平衡形状に無限に近づこうとする形状変化を
する。

【０００３】この点を以下に詳述する。

【０００４】上記の種類のチューブレスタイヤの断面を
図１０に示す。この図において、加硫モールド内でのカ
ーカス内面のラインｌｍを実線で、またリムにセットし
て空気圧充填をした時のカーカス内面のラインｌｉを点
線で示している。

【０００５】上記のチューブレスタイヤは、例えば、１
５°テーパーリムに装着されて使用される。このチュー
ブレスタイヤの場合、タイヤをリムに装着した後、空気
を注入する前の段階において、リムとタイヤビード部と
の間のシーリングが充分でなければ、空気注入時に両者
の隙間から空気がタイヤ外部に流出する。この結果、タ
イヤビード部がリムのテーパー部に沿って乗り上げた状
態で十分にマウントすることが困難となる。　　このた
め、従来から、タイヤのリムに対する装着を容易にする
ため、タイヤ設計時に加硫モールドにおける一対のビー
ドヒール部の間隔（ＲＷ）を使用リム幅に対して広く採
り、 １．１５＜ＲＷ／ＲＷ´＜１．２５ の範囲となるよう設計している。

【０００６】その結果、加硫時と空気圧充填時との間で
、タイヤの内面形状が大きな形状変化を起こす。これに
伴い、走行中のタイヤのトレッドクラウン部はさらに形
状変化する。すなわち、トレッドクラウン部のセンター
部の半径よりもショルダー部の半径が著しく小さくなる
。少し詳しくいえば、トレッドセンターＺでの変形量ａ
や、これより若干大きいトレッド中間点Ｍの変形量に比
べて、ショルダー点Ｓでの変形量は著しく小さく、トレ
ッド全面にわたっての変形量の不均一さが顕著である。

【０００７】これにより、タイヤが路面に接地した際の
接地圧力の分布はショルダー部において低くなる。更に
、トレッドショルダー部と隣接するトレッドセンター部
との外径差が大きいことにより、タイヤ走行時の接地始
めから接地終りまでのショルダー部の接地面内での挙動
はトレッドセンター部に比べ相対的に大きくなる。その
ため、従来のタイヤでは、ショルダー部がトレッドセン
ター部よりも早く摩耗するという異常摩耗が発生し易い
。

【０００８】更に、上記のトレッド部の形状変化に伴い
、トレッド部内にあるベルト層も不均一な形状変化をす
る。すなわち、ラジアルタイヤは複数のベルト層により
その断面をタガのように拘束しているため、ベルト層間
のゴムにはせん断歪が発生する。このせん断歪はトレッ
ドセンター部からショルダー部にかけて次第に大きくな
り、ベルト末端部付近で最大値となり、これがタイヤの
耐久性に大きく影響する。そして、前記のように、ベル
ト層が不均一に形状変化することにより、ベルト層間の
せん断歪もまた不均一で、局部的に大きくなり、耐久性
にいっそう悪影響を及ぼしている。

【０００９】本発明は、タイヤのリムへのマウント容易
性をそこなうことなく、空気圧充填時のトレッドクラウ
ン部の形状変化を均一化し、異常摩耗を防ぐとともに、
ベルト層間の局部的なせん断歪を低減することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そして、本発明者は、上
記課題を解決するため、上記の形状変化を考慮した上で
、モールド内の設計形状と、使用時のタイヤ形状やベル
ト層間の歪との間に一定の相関関係があることに着目し
て、本発明のチューブレスタイヤを発明した。

【００１１】すなわち、本発明のチューブレスタイヤは
、図１に示すように、スチールコードよりなるカーカス
プライと２層以上のベルト層とを有し、これらベルト層
のうち少くとも２層が互いに交叉するように配置された
重荷重用チューブレスタイヤにおいて、加硫モールドに
おける一対のビードヒール部の間隔（ＲＷ）が、使用リ
ム幅（ＲＷ’　）に対して、 １．０８＜ＲＷ／ＲＷ’　＜１．１８ の範囲にあり、タイヤ半断面内において、加硫モールド
内でのカーカス内面のライン（ｌｍ）とタイヤ使用時の
空気圧充填時のカーカス内面のライン（ｌｉ）と左右２
つの交点を（Ｐ，Ｐ）とするとき、前記の加硫モールド
内でのカーカス内面のライン（ｌｍ）が最大幅となる前
記ライン（ｌｍ）上の点Ｑを通りタイヤ回転軸に平行な
基準線ＸからＰ点までの距離ｈ１　が、基準線Ｘから、
ライン（ｌｍ）上にあり且つタイヤ断面の対称軸Ｙから
の距離が前記対称軸Ｙから加硫モールドのショルダー端
にある点Ｓまでの距離と等しい点Ｏまでの距離ｈ０　に
対し、 ０．７＜ｈ１　／ｈ０　＜０．８ となるものである。

【００１２】なお、カーカス内面のライン（ｌｍ）が特
殊形状である場合には、上記の（ｌｍ）と（ｌｉ）は複
数回交叉することがあり、この場合には、上記（Ｐ，Ｐ
）はタイヤクラウンセンター部からみて最初に交叉する
左右２つの点である。

【００１３】また、上記のような構成にすれば、左右２
つの交点（Ｐ，Ｐ）の間の幅（ＷＰ）は加硫モールド内
におけるトレッド部の幅（ＴＷ）よりも広くなる。

【００１４】

【作用】（１）　トレッドクラウン部の形状変化本発明
者の試験したところによれば、加硫モールドにおける一
対のビードヒール部の間隔ＲＷ及び装着リムの幅ＲＷ´
と、トレッドクラウンセンター部の成長ａ及びショルダ
ー部の成長ｂとの関係は、図２に示すとおりとなる。

【００１５】図２のグラフは、指数関数的に立ち上って
いるが、本発明における、１．０８＜ＲＷ／ＲＷ´＜１
．１８の範囲内において、０．７＜ａ／ｂ＜１．３であ
り、ａとｂがほぼ等しいことがわかる。すなわち、ＲＷ
／ＲＷ´が上記の範囲内の値をとるときに、トレッドク
ラウン部のセンター部とショルダー部の成長はほぼ均一
であるといえる。

【００１６】また、加硫モールド内でのカーカス内面の
ラインｌｍと空気圧充填時のカーカス内面ラインｌｉと
の交点Ｐの基準線Ｘからの距離ｈ１　とし、基準線Ｘか
ら、ラインｌｍ上にあり且つタイヤ断面の対称軸Ｙから
の距離が前記対称軸Ｙから加硫モールドのショルダー点
Ｓまでの距離と等しい点Ｏまでの距離をｈ０　とする。 本発明者の試験したところによれば、ｈ１　、ｈ０　の
値と、ショルダー部の成長ｂ及びトレッドクラウンセン
ター部とショルダー部の中間点Ｍにおける成長ｃとの関
係は図３に示すとおりとなる。

【００１７】図３のグラフは図２と同様に指数関数的に
立ち上っているが、本発明における、０．７＜ｈ１　／
ｈ０　＜０．８の範囲内において、０．７＜ｃ／ｂ＜１
．３であり、ｂとｃがほぼ等しいことがわかる。すなわ
ち、ｈ１　／ｈ０　が上記の範囲内の値をとるときに、
トレッドのショルダー部と中間点Ｍの成長はほぼ均一で
ある。

【００１８】（２）　トレッドクラウン部の接地形状こ
のように、本発明によれば、トレッドクラウン部のセン
ターＺ、ショルダー点Ｓ、両者の中間点Ｍの三者におけ
る形状変化は均一となる。

【００１９】ところで、従来のタイヤは、トレッドクラ
ウン形状がｃ＞ａ＞＞ｂのように不均一な成長をするが
、この場合には、図４（Ｉ）に示すように、ショルダー
部の接地長さが短い不均一なものとなりやすい。そして
、図４に示すタイヤのようにリブタイプであって、これ
がステアリング軸など自由転動する車軸に装着された場
合には、接地面内の接地終り部付近のすべりを発生しや
すい部分において、ショルダーリブが隣接するリブと比
較して相対的にすべり易くなり、摩耗が促進される。 しかし、本発明のタイヤは、上記のように、トレッドク
ラウン部の成長がａとｂとｃがほぼ等しいので、図４（
ＩＩ）に示すように接地端部の形状変化が均一となり、
このような欠点が解消されている。

【００２０】（３）　ベルト層間の歪 次に本発明の構成によればベルト層間の歪による悪影響
を低減できることを明らかにする。

【００２１】図５はトラック用、バス用のラジアルタイ
ヤの代表的なベルト構造の例を示したものである。この
ベルト構造においては、ベルト＃１〜４を有し、そのう
ち＃２、＃３の主ベルトが互いに交叉するように配置さ
れている。この場合、空気圧充填時に、＃２と＃３のベ
ルトの間に大きなせん断歪が発生し、ベルト間でセパレ
ーションがおこるなど、耐久性能に影響を及ぼす。

【００２２】そして、このようなせん断歪のタイヤ幅方
向での分布は図６に示すとおりである。すなわち、トレ
ッドクラウン部のセンター部からショルダー部へ移行す
るほど、せん断歪は増加し、ベルト＃２、＃３のうち短
い方のベルト＃３の端部より少しセンター部よりの個所
のせん断歪ｅ２　が最大であり、ベルト＃３の端部にお
けるせん断歪ｅ１　は前記ｅ２　よりわずかに小となっ
ている。

【００２３】本発明者の試験によれば、上記のせん断歪
ｅ１　、ｅ２　とｃ／ｂとの関係は図７に示すとおりで
ある。すなわち、ｂの値が相対的に大であると、歪ｅ１
　が大きくなり、ｃの値が相対的に大であると歪ｅ２　
が大きくなる。そして、本願発明におけるように、０．
７＜ｃ／ｂ＜１．３の範囲内において、ｅ１　、ｅ２　
の変化曲線は交錯し、ｅ１　、ｅ２　のいずれもが極端
に大きくないことを示している。ｃ／ｂが０．７以下で
あれば、ｅ１　の値が大きく、ショルダー部における異
常摩耗が発生し易く、ｃ／ｂが１．３以上であれば、ｂ
２　の値が大きく、ベルト間でセパレーションが発生し
たり、ｅ２　の個所において肩落ち摩耗が生じる。

【００２４】

【実施例】１１Ｒ２２．５−１４ＰＲのリブタイプのト
ラック、バス用ラジアルタイヤにおいて、ＲＷ／ＲＷ´
＝１．１２ ＷＰ＞ＴＷ ｈ１　／ｈ０　＝０．７５ の、本発明のタイヤを作製し、評価したところ、１）リ
ム組みと、空気注入によるタイヤビード部のリムへの乗
り上げは、全く問題なく実施でき、２）空気圧充填後の
トレッドクラウン部は、トレッド幅全体にわたってほぼ
均一な成長を示し、（すなわち、ａとｂとｃがほぼ等し
い。）、市場においてトラックのフロント軸に装着し異
常摩耗改善のための位置交換（ローテーション）をする
ことなく摩耗情況を調査した結果、下のように従来品に
比べ大幅な異常摩耗改善効果が確認できた。

【００２５】すなわち、図８に示すように、ショルダー
部のリブにおける摩耗量をＴｓとし、これに隣接するリ
ブにおける摩耗量をＴｍとすると、両者の差、すなわち
、ショルダー部における段差は、図９に示すように、本
発明のタイヤにおいて従来タイヤに比して著しく小さく
抑えられている。

【００２６】３）また、上記のタイヤにつき、ベルト部
の耐久性についても調べたが、本発明のタイヤにおいて
は、ベルト端部付近のせん断歪が低減されると同時に不
均一な分布が改善された。すなわち、本発明のタイヤと
従来タイヤとを室内ドラムテストにより評価した結果、
下記のような結果を得た。

【００２７】試験条件 リ　　ム：　　８．２５×２２．５ １５°テーパーリム 空気圧：　　８．０ｋｇ／ｃｍ２　 荷　　重：　　２７２５ｋｇ 速　　度：　　１００ｋｍ／Ｈ ドラム径：１７０７ｍｍ 試験結果 従来のタイヤ：１２５時間走行後、ベルト端部において
セパレーションが発生した。

【００２８】本発明のタイヤ：１５０時間走行後も異常
がなかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、タイヤのリムへのマウ
ント容易性をそこなうことなく、空気圧充填時のトレッ
ドクラウン部の形状変化を均一化し、異常摩耗を防ぐと
ともに、ベルト層間の局部的なせん断歪を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のタイヤを示す断面図である。

【図２】加硫モールドにおける一対のビードヒール部の
間隔ＲＷ及び装着リムの幅ＲＷ´と、トレッドクラウン
センター部の成長ａ及びショルダー部の成長ｂとの関係
を示すグラフである。

【図３】加硫モールド内でのカーカス内面のラインｌｍ
と空気圧充填時のカーカス内面ラインｌｉとの交点Ｐの
基準線Ｘからの距離ｈ１　とし、基準線Ｘから、ライン
ｌｍ上にあり且つタイヤ断面の対称軸Ｙからの距離が前
記対称軸Ｙから加硫モールドのショルダー点Ｓまでの距
離と等しい点Ｏまでの距離をｈ０　とするとき、ｈ１　
、ｈ０　の値と、ショルダー部の成長ｂ及びトレッドク
ラウンセンター部とショルダー部の中間点Ｍにおける成
長Ｃとの関係を示すグラフである。

【図４】図４（Ｉ）は、従来のタイヤの接地形状を示す
略図であり、図４（ＩＩ）は、本発明のタイヤの接地形
状を示す略図である。

【図５】トラック用、バス用等のラジアルタイヤのベル
ト構造の代表的な一例を示す略図である。

【図６】従来のタイヤにおけるタイヤ幅方向におけるベ
ルト層間のせん弾歪の分布を示すグラフである。

【図７】トレッドクラウン部のショルダー部と中間部に
おける形状変化と、ベルト層間のせん断歪との関係を示
すグラフである。

【図８】トレッドショルダー部にあるリブとこれに隣接
するリブとにおける摩耗量を示す略図である。

【図９】本発明と従来タイヤにおけるショルダー部の摩
耗による段差の程度を示すグラフである。

【図１０】従来のタイヤを示す図１と同様の断面図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スチールコードよりなるカーカスプライと
   ２層以上のベルト層とを有し、これらベルト層のうち少
   くとも２層が互いに交叉するように配置された重荷重用
   チューブレスタイヤにおいて、加硫モールドにおける一
   対のビードヒール部の間隔（ＲＷ）が、使用リム幅（Ｒ
   Ｗ´）に対して、 １．０８＜ＲＷ／ＲＷ´＜１．１８ の範囲にあり、タイヤ半断面内において、加硫モールド
   内でのカーカス内面のライン（ｌｍ）とタイヤ使用時の
   空気圧充填時のカーカス内面のライン（ｌｉ）との左右
   ２つの交点を（Ｐ，Ｐ）とするとき、前記の加硫モール
   ド内でのカーカス内面のライン（ｌｍ）が最大幅となる
   前記ライン（ｌｍ）上の点Ｑを通りタイヤ回転軸に平行
   な基準線ＸからＰ点までの距離ｈ１　が、基準線Ｘから
   、ライン（ｌｍ）上にあり且つタイヤ断面の対称軸Ｙか
   らの距離が前記対称軸Ｙから加硫モールドのショルダー
   端にある点Ｓまでの距離と等しい点Ｏまでの距離ｈ０　
   に対し、 ０．７＜ｈ１　／ｈ０　＜０．８ となる重荷重用チューブレスラジアルタイヤ。