JPH11227423A - 重荷重用空気入りラジアル・タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト低減、軽量化および生産性向上を図る
とともに、ビード部耐久性に優れた重荷重用空気入りラ
ジアル・タイヤを提供すること。 【解決手段】 リム・フランジ円弧部に隣接してラジア
ル方向外側に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 がリ
ム・フランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４乃至８倍であ
り、リム・フランジ円弧部の中心点Ｑを通りタイヤ回転
軸方向に延びる直線上におけるタイヤ表面からカーカス
折り返し部のコード層の中心までの距離をＤ1 とし、リ
ム離反点Ｒからカーカス折り返し部のコード層の中心ま
での距離をＤ2 とし、タイヤ表面の中間点Ｓからカーカ
ス折り返し部のコード層の中心までの距離をＤ3 とし、
中間点Ｓからカーカス本体のコード層の中心までの距離
をＤ4としたときに、Ｄ2 ／Ｄ1 が１１０乃至１９０％
であり、Ｄ3 ／Ｄ1 が７０乃至１１０％であるか、また
は、Ｄ4 ／Ｄ1 が１２５乃至１８０％であることを特徴
とするタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りラジアル・
タイヤに関するもので、特に、建設車両用タイヤに代表
される重荷重用空気入りラジアル・タイヤに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設車両用タイヤ等の重荷重用空
気入りラジアル・タイヤのビード部には、耐久性を向上
するために、ワイヤー・チェーファーやナイロン・チェ
ーファーなどの補強材がビード部に配置され、また、ビ
ード部外側のリムと接触する位置に配置されたゴム・チ
ェーファーは、リムとの擦れなどによる故障発生を防止
するために、特にリム離反点近傍で十分な肉厚が確保さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の建設車両用タイ
ヤ等の重荷重用空気入りラジアル・タイヤは、上記のよ
うに、ワイヤー・チェーファーやナイロン・チェーファ
ーなどの補強材がビード部に配置され、十分な肉厚のゴ
ム・チェーファーが配置されていたので、タイヤの重量
増加によるコストの上昇および転がり抵抗の増加、ひい
ては燃料消費量の増加という不具合が生じる。また、ビ
ード部のゴム・ボリュームを極端に増加すると、ビード
部の発熱が大きくなり、高熱によるゴムとコード間の接
着力低下やゴム部材自体の劣化などによるビード部故障
を引き起こすことになる。さらに、それだけではなく、
タイヤの成型工程で、ワイヤー・チェーファーやナイロ
ン・チェーファーなどの補強材をビード部に貼り付ける
必要があり、生産性を向上する阻害要因の一つとなって
いた。これらの不具合を解消するためには、従来の建設
車両用タイヤ等の重荷重用空気入りラジアル・タイヤか
らワイヤー・チェーファーやナイロン・チェーファーな
どの補強材を除去し、ゴム・チェーファーの肉厚を薄く
することが最も手っ取り早い手段であるが、タイヤに荷
重が負荷されたときにビード部のリム・フランジへの倒
れ込みが大きくなり、プライ背面およびプライ端部から
の亀裂が発生してセパレーション故障につながりやすく
なる傾向があるという不具合が生じる。また、ビード部
へのせん断入力が大きくなって、ダイアゴナル・クラッ
ク（斜め方向の亀裂）故障が発生しやすくなるという不
具合が生じる。

【０００４】本発明の目的は、上記のような従来技術の
不具合を解消し、ワイヤー・チェーファーやナイロン・
チェーファーなどのビード部補強材を除去してコスト低
減、軽量化および生産性向上を図るとともに、ビード部
の肉厚や形状を適正化することによってビード部耐久性
に優れた重荷重用空気入りラジアル・タイヤを提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による空気入りタイヤは、左右一対のビード
部に設けられたビード・コアーと、クラウン部から両サ
イドを経て両ビード部に延び、該ビード・コアーをタイ
ヤ内側から外側に向けて折り返してビード部に係留され
た、ラジアル・コード層よりなるカーカス・プライを備
えた空気入りタイヤにおいて、リム・フランジ円弧部に
隣接してラジアル方向外側に位置するタイヤ外輪郭の曲
率半径ｒ2 がリム・フランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４
乃至８倍であり、タイヤを正規リムに装着し正規内圧を
充填した状態で、リム・フランジ円弧部の中心点Ｑを通
りタイヤ回転軸方向に延びる直線上におけるタイヤ表面
からカーカス折り返し部のコード層の中心までの距離を
Ｄ1 とし、正規荷重を静的に負荷したときのリム離反点
Ｒからカーカス折り返し部のコード層の中心までの距離
をＤ2 とし、該リム離反点Ｒのレベルとタイヤ最大幅の
レベルとの中間のレベルに位置するタイヤ表面の中間点
Ｓからカーカス折り返し部のコード層の中心までの距離
をＤ3とし、該中間点Ｓからカーカス本体のコード層の
中心までの距離をＤ4 としたときに、（１）Ｄ2 ／Ｄ1
が１１０乃至１９０％であり、（２）該カーカス・プラ
イの折り返し端が該中間点Ｓのレベルよりラジアル方向
外側に位置するときはＤ3 ／Ｄ1 が７０乃至１１０％で
あり、該カーカス・プライの折り返し端が該中間点Ｓの
レベルよりラジアル方向内側に位置するときはＤ4 ／Ｄ
1 が１２５乃至１８０％であることを特徴とする重荷重
用空気入りラジアル・タイヤ。

【０００６】空気入りタイヤは、それぞれのサイズに応
じて、ＪＡＴＭＡ（日本）、ＴＲＡ（米国）およびＥＴ
ＲＴＯ（欧州）など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。本明細書でもこの慣用呼称に従い、「正規リ
ム」とは、米国のタイヤとリムの協会であるＴＲＡが１
９９７年度に発行したＹＥＡＲ ＢＯＯＫにおいて定め
られた、適用サイズ・プライレーティングにおける標準
リムを指す。同様に、本明細書において「正規荷重」お
よび「正規内圧」とは、ＴＲＡが１９９７年度に発行し
たＹＥＡＲ ＢＯＯＫにおいて定められた、適用サイズ
・プライレーティングにおける最大荷重および最大荷重
に対応する空気圧を指す。

【０００７】また、本明細書では、「カーカス・ライ
ン」とは、タイヤを正規リムに装着し正規内圧を充填し
無負荷時の状態で、タイヤの回転軸を含むタイヤ断面に
おけるカーカス本体の厚み中心ラインを意味し、「カー
カス本体」とは、カーカスのビード折り返し部を除いた
部分であって、クラウン部から両サイドを経て両ビード
部まで延びている部分を指し、「カーカス本体とカーカ
ス折り返し部との距離」は、カーカス・プライを形成す
るラジアル・コード層の中心間の距離を指す。

【０００８】一般的に言って、タイヤの負荷転動時に
は、ビード部にトルクによるせん断変形が生じ、タイヤ
の表面から内側へそのせん断変形が伝わって行くが、特
に、タイヤを正規リムに装着し正規内圧を充填した状態
で、正規荷重を静的に負荷したときのリム離反点Ｒの近
傍でこのせん断変形による歪が大きくなる。本発明のタ
イヤでは、上述のように、リム・フランジ円弧部に隣接
してラジアル方向外側に位置するタイヤ外輪郭の曲率半
径ｒ2 がリム・フランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４乃至
８倍であるので、タイヤの負荷時の倒れ込みによるリム
反力のリム離反点Ｒ近傍への集中が抑制される。その結
果、ワイヤー・チェーファーやナイロン・チェーファー
などのビード部補強材を除去して、ゴム・チェーファー
の肉厚を薄くすることが可能となり、コスト低減、軽量
化および生産性向上を図るとともに、ビード部の耐久性
を向上させることが可能となる。

【０００９】本発明の空気入りタイヤでは、上述のよう
に、リム・フランジ円弧部に隣接してラジアル方向外側
に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 がリム・フラン
ジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４乃至８倍であるが、曲率半
径ｒ2 が曲率半径ｒ1 の４倍より小さくなると、ワイヤ
ー・チェーファーやナイロン・チェーファーなどのビー
ド部補強材を除去したときに、タイヤの負荷時の倒れ込
みが大きくなり、リム反力がリム離反点Ｒ近傍へ集中す
る。その結果、ゴム・チェーファーの肉厚を厚くする必
要が生じ、それでも、セパレーション故障が発生しやす
くなる。

【００１０】本発明の空気入りタイヤでは、上述のよう
に、リム・フランジ円弧部に隣接してラジアル方向外側
に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 がリム・フラン
ジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４乃至８倍であるが、曲率半
径ｒ2 が曲率半径ｒ1 の８倍より大きくなると、タイヤ
の負荷時の変形が大きくなり過ぎて、リム・フランジと
タイヤが接触する根元でクラック故障が発生したり、ま
たは、カーカス本体の張力が極端に大きくなり、カーカ
ス本体側でセパレーション故障が発生しやすくなり、さ
らにビード・コアーとカーカス・プライが擦れて故障が
発生しやすくなる。

【００１１】また、本発明の空気入りタイヤでは、上述
のように、リム・フランジ円弧部の中心点Ｑを通りタイ
ヤ回転軸方向に延びる直線上におけるタイヤ表面からカ
ーカス折り返し部のコード層の中心までの距離をＤ1 と
し、正規荷重を静的に負荷したときのリム離反点Ｒから
カーカス折り返し部のコード層の中心までの距離をＤ2
としたときに、距離Ｄ1 に対する距離Ｄ2 の比率Ｄ2 ／
Ｄ1 が１１０乃至１９０％であるが、この比率Ｄ2 ／Ｄ
1 が１１０％より小さくなると、せん断歪みを抑制する
効果が極めて小さくなり、またリム・フランジ背面部の
肉厚が厚くなり過ぎて、タイヤの軽量化がを図ることが
できなくなる。一方、この比率Ｄ2 ／Ｄ1 が１９０％よ
り大きくなると、ゴム・チェーファーの肉厚が厚くな
り、タイヤの軽量化を図ることができなくなる。

【００１２】また、本発明による空気入りタイヤでは、
上述のように、該リム離反点Ｒのレベルとタイヤ最大幅
のレベルとの中間のレベルに位置するタイヤ表面の中間
点Ｓからカーカス折り返し部のコード層の中心までの距
離をＤ3 とし、該リム離反点Ｒのレベルとタイヤ最大幅
のレベルとの中間のレベルに位置するタイヤ表面の中間
点Ｓからカーカス本体のコード層の中心までの距離をＤ
4 としたときに、カーカス・プライの折り返し端が中間
点Ｓのレベルよりラジアル方向外側に位置するときはＤ
3 ／Ｄ1 が７０乃至１１０％であり、カーカス・プライ
の折り返し端が中間点Ｓのレベルよりラジアル方向内側
に位置するときはＤ4 ／Ｄ1 が１２５乃至１８０％であ
る。これは、カーカス・プライの折り返し端が中間点Ｓ
のレベルよりラジアル方向外側に位置するときはＤ3 ／
Ｄ1 が７０％より小さいと、外部からのカット入力に対
し不利となって他の故障が発生しやすくなり、また、カ
ーカス・プライの折り返し端が中間点Ｓのレベルよりラ
ジアル方向内側に位置するときはＤ4 ／Ｄ1 が１２５％
より小さいと、折り返し端上部のスペースが確保されな
くなるので、１２５％以上が必要となる。一方、Ｄ3 ／
Ｄ1 が１１０％より大きくなる、または、Ｄ4 ／Ｄ1 が
１８０％より大きくなると、ゴム・チェーファーの肉厚
が厚くなり、タイヤの軽量化を図ることができなくな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に基づく実施例１乃至４の重荷重用空気入りラジアル
・タイヤおよび従来例の重荷重用空気入りラジアル・タ
イヤについて説明する。タイヤ・サイズは、いずれも、
２０．５Ｒ２５である。ＴＲＡが１９９７年度に発行し
たＹＥＡＲ ＢＯＯＫによれば、タイヤ・サイズ２０．
５Ｒ２５に相当する正規リムは２５×１７．００／２．
０で、正規内圧は５００ｋＰａで、正規荷重は９５００
ｋｇである。

【００１４】図１は本発明に従う実施例１の重荷重用空
気入りラジアル・タイヤの一方のビード部の部分断面略
図である。実施例１の重荷重用空気入りラジアル・タイ
ヤは、左右一対のビード部に設けられたビード・コアー
１と、クラウン部から両サイドを経て両ビード部に延
び、ビード・コアー１をタイヤ内側から外側に向けて折
り返してビード部に係留された、ラジアル・コード層よ
りなるカーカス・プライ２と、ゴム・チェーファー３と
を備えている。リム・フランジ円弧部に隣接してラジア
ル方向外側に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 がリ
ム・フランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４．２倍で、換言
すればこれらの曲率半径の比ｒ1 ／ｒ2 が０．２４であ
る。実施例１の重荷重用空気入りラジアル・タイヤを正
規リム２５×１７．００／２．０に装着し正規内圧５０
０ｋＰａを充填した状態で、リム離反点Ｒからカーカス
折り返し部２２のコード層の中心までの距離Ｄ2 がリム
・フランジ円弧部の中心点Ｑを通りタイヤ回転軸方向に
延びる直線上におけるタイヤ表面からカーカス折り返し
部２２のコード層の中心までの距離Ｄ1 の１１５％であ
り、カーカス・プライ２の折り返し部２２の端部が中間
点Ｓのレベルよりラジアル方向外側に位置していて、リ
ム離反点Ｒのレベルとタイヤ最大幅のレベルとの中間の
レベルに位置するタイヤ表面の中間点Ｓからカーカス折
り返し部２２のコード層の中心までの距離Ｄ3 がタイヤ
表面からカーカス折り返し部２２のコード層の中心まで
の距離Ｄ1 の８５％である。

【００１５】実施例２の重荷重用空気入りラジアル・タ
イヤは、リム離反点Ｒからカーカス折り返し部２２のコ
ード層の中心までの距離Ｄ2 がリム・フランジ円弧部の
中心点Ｑを通りタイヤ回転軸方向に延びる直線上におけ
るタイヤ表面からカーカス折り返し部２２のコード層の
中心までの距離Ｄ1 の１７０％であることを除いて、上
記の実施例１の重荷重用空気入りラジアル・タイヤとほ
ぼ同じタイヤである。実施例３の重荷重用空気入りラジ
アル・タイヤは、リム・フランジ円弧部に隣接してラジ
アル方向外側に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 が
リム・フランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の５．９倍で、換
言すればこれらの曲率半径の比ｒ1 ／ｒ2 が０．１７で
あり、リム離反点Ｒのレベルとタイヤ最大幅のレベルと
の中間のレベルに位置するタイヤ表面の中間点Ｓからカ
ーカス折り返し部２２のコード層の中心までの距離Ｄ3
がタイヤ表面からカーカス折り返し部２２のコード層の
中心までの距離Ｄ1 の９０％であることを除いて、上記
の実施例１の重荷重用空気入りラジアル・タイヤとほぼ
同じタイヤである。従来例の重荷重用空気入りラジアル
・タイヤは、リム・フランジ円弧部に隣接してラジアル
方向外側に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 がリム
・フランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の２．５倍で、換言す
ればこれらの曲率半径の比ｒ1 ／ｒ2 が０．４０であ
り、リム離反点Ｒからカーカス折り返し部２２のコード
層の中心までの距離Ｄ2 がリム・フランジ円弧部の中心
点Ｑを通りタイヤ回転軸方向に延びる直線上におけるタ
イヤ表面からカーカス折り返し部２２のコード層の中心
までの距離Ｄ1 の２５０％であり、リム離反点Ｒのレベ
ルとタイヤ最大幅のレベルとの中間のレベルに位置する
タイヤ表面の中間点Ｓからカーカス折り返し部２２のコ
ード層の中心までの距離Ｄ3がタイヤ表面からカーカス
折り返し部２２のコード層の中心までの距離Ｄ1 の１２
５％であることを除いて、上記の実施例１の重荷重用空
気入りラジアル・タイヤとほぼ同じタイヤである。

【００１６】上記実施例１乃至３の重荷重用空気入りラ
ジアル・タイヤおよび上記従来例の重荷重用空気入りラ
ジアル・タイヤについて、ビード部耐久性能の比較試験
を実施した。この比較試験は、正規内圧５００ｋＰａを
供試タイヤに充填し、８ｋｍ／ｈの速度で室内ドラム試
験機による耐久試験であり、荷重はステップ・ロード方
式とし、第一ステップは正規荷重９５００ｋｇの１５０
％を負荷して３×２４時間走行、第二ステップは正規荷
重の１７０％負荷でさらに３×２４時間走行、第三ステ
ップは正規荷重の１９０％負荷の状態でさらに３×２４
時間走行、以降第三ステップと同一条件で故障が発生す
るまで走行させるという試験条件である。

【００１７】上記の比較試験の結果、故障が発生するま
で走行時間を、上記従来例のタイヤを１００として指数
表示で示すと、上記実施例１のタイヤは１１６で、上記
実施例２のタイヤは１２１で、上記実施例３のタイヤは
１２０であった。数字が大きいほどビード部耐久性能が
優れていることを示している。

【００１８】上記の比較試験の結果を、供試タイヤの概
要とともに表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】上記の表１に示す比較試験の結果から、
本発明による実施例１乃至４の重荷重用空気入りラジア
ル・タイヤは従来例の重荷重用空気入りラジアル・タイ
ヤに比べ、ビード部耐久性に優れたタイヤであることが
わかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気入りタイヤのビード部の断面
略図である。

【符号の説明】

１ ビード・コアー ２ ラジアル・カ−カス ２１ カ−カス本体 ２２ カ−カス折り返し部 ３ ゴム・チェーファー Ｑ リム・フランジ円弧部中心点 Ｒ リム離反点 Ｓ 中間点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対のビード部に設けられたビード
   ・コアーと、クラウン部から両サイドを経て両ビード部
   に延び、該ビード・コアーをタイヤ内側から外側に向け
   て折り返してビード部に係留された、ラジアル・コード
   層よりなるカーカス・プライを備えた空気入りタイヤに
   おいて、リム・フランジ円弧部に隣接してラジアル方向
   外側に位置するタイヤ外輪郭の曲率半径ｒ2 がリム・フ
   ランジ円弧部の曲率半径ｒ1 の４乃至８倍であり、タイ
   ヤを正規リムに装着し正規内圧を充填した状態で、リム
   ・フランジ円弧部の中心点Ｑを通りタイヤ回転軸方向に
   延びる直線上におけるタイヤ表面からカーカス折り返し
   部のコード層の中心までの距離をＤ1 とし、正規荷重を
   静的に負荷したときのリム離反点Ｒからカーカス折り返
   し部のコード層の中心までの距離をＤ2 とし、該リム離
   反点Ｒのレベルとタイヤ最大幅のレベルとの中間のレベ
   ルに位置するタイヤ表面の中間点Ｓからカーカス折り返
   し部のコード層の中心までの距離をＤ3とし、該中間点
   Ｓからカーカス本体のコード層の中心までの距離をＤ4
   としたときに、（１）Ｄ2 ／Ｄ1 が１１０乃至１９０％
   であり、（２）該カーカス・プライの折り返し端が該中
   間点Ｓのレベルよりラジアル方向外側に位置するときは
   Ｄ3 ／Ｄ1 が７０乃至１１０％であり、該カーカス・プ
   ライの折り返し端が該中間点Ｓのレベルよりラジアル方
   向内側に位置するときはＤ4 ／Ｄ1 が１２５乃至１８０
   ％であることを特徴とする重荷重用空気入りラジアル・
   タイヤ。