JP3771545B2

JP3771545B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3771545B2
Application number: JP2003134783A
Authority: JP
Inventors: 清人丸岡; 実西; 篤山平
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP2004338454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重車両用として好適であり、タイヤ接地面形状を悪化させることなく、ビード部での重量軽減を図った空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、ビード部ａは、図３（Ａ）に示すように、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、カーカスプライ本体部ｃ１のビード部ａでのプロファイルは、一般に、タイヤ外側に円弧中心を有する凹円弧状に湾曲している。
【０００３】
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をスリム化することによりビード耐久性を向上しながら軽量化を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１７１５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにスリム化したタイヤは、ビード部ａの剛性が低いため、インフレート時、ビード部ａのタイヤ軸方向外側への倒れ込みが大きくなる。そのため、サイドウォール部の下方側においてカーカスプライ本体部ｃ１の張力が高くなり、トレッドショルダー部分のカーカスプライ本体部ｃ１を半径方向内側に押し下げる力が働くこととなる。特にスリム化したタイヤでは、ビード部ａにおけるカーカスプライ本体部ｃ１のプロファイルが、直線状或いはタイヤ内側に円弧中心を有する凸円弧状となるため、押し下げる力はいっそう強くなる。
【０００６】
その結果、インフレート時のトレッド曲率半径が減じ、トレッドショルダー部分における接地長さを短くするなど接地面形状の悪化を招き、前記トレッドショルダー部分に偏摩耗を発生させるという問題が生じる。なお、トレッドショルダー部分におけるトレッド厚さを増加させて剛性を高め、押し下げ難くさせることが考えられるが、この手法では、蓄熱作用によって高速走行時に温度上昇を招くなど、高速耐久性を低下させるという弊害が生じる。
【０００７】
そこで本発明は、ビードコアからカーカスプライ本体部までの半径方向距離、トレッド面の曲率半径及びキャンバー高さを夫々所定の範囲に規制することを基本として、ビード部をスリム化した場合にも、接地面形状の悪化を招くことがなく、トレッドショルダー部分での偏摩耗、及び温度上昇を抑制しながらタイヤの軽量化を達成しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【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空気入りタイヤであって、
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、
前記トレッド部は、トレッド面の曲率半径ＲＴを８００〜１５００ｍｍ、かつトレッド面の半径方向最大点とトレッド端縁との間のタイヤ半径方向距離であるキャンバー高さｈを１．０〜１０ｍｍとし、しかも前記トレッド端縁におけるトレッド全厚さｔを３８〜４５ｍｍとするとともに、
前記ビードコアの中心点を通る半径方向線上において、この半径方向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のビードコアの前記中心点からの半径方向距離Ｌ１を、前記プライ本体部の外面がタイヤ軸方向外方に最も張出すカーカスプライ最大幅点のビードベースラインからの半径方向距離Ｌ２の０．１５〜０．２８倍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。
【００１０】
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" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。
【００１１】
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。
【００１２】
【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、本発明の空気入りタイヤ１がトラック・バス用等の重荷重用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。
【００１３】
図１において、空気入りタイヤ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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、その断面の半径方向内辺及び外辺が正規リム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、円形状なども採用できる。
【００１７】
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。
【００１８】
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、ビード耐久性を向上しうる。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することもできる。
【００１９】
そして本発明では、前記ビードコア５からプライ本体部６ａの外面までの半径方向の距離を所定範囲に規制し、ビードエーペックスゴム８のゴムボリュームを低く抑えることによって、ビード部４をスリム化しタイヤの軽量化を図っている。
【００２０】
詳しくは、前記ビードコア５の中心点５Ｃを通る半径方向線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Ｐ１とし、かつプライ本体部６ａの外面がタイヤ軸方向外方に最も張出すカーカスプライ最大幅点をＰ２（図２に示す）とする。このとき、前記半径方向線Ｘ上における、前記交点Ｐ１のビードコア５の前記中心点５Ｃからの半径方向距離Ｌ１を、前記カーカスプライ最大幅点Ｐ２のビードベースラインＢＬからの半径方向距離Ｌ２の０．１５〜０．２８の範囲に規制している。
【００２１】
ここで、前記中心点５Ｃとは、ビードコア５の断面における重心、即ち図心を意味し、又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。
【００２２】
このように前記距離Ｌ１を、前記距離Ｌ２の０．２８倍以下とすることにより、前記交点Ｐ１とカーカスプライ最大幅点Ｐ２との間のプライ本体部６ａを、凹円弧状部（タイヤ外側に中心を有する弧状部）を含まない非凹のプロファイルで形成することが可能となる。そのため、ビードエーペックスゴム８のゴムボリュームを低く抑えることができ、タイヤの軽量化を達成しうる。特に前記プロファイルを、本例の如く、凸円弧状部（タイヤ内側に中心を有する弧状部）のみで形成することが好ましいが、その一部に、例えば前記交点Ｐ１に連なる位置に、直線部分を含ますこともできる。なおタイヤ内腔面は、前記プライ本体部６ａの外面と、略平行をなすことが必要である。
【００２３】
しかし、前記距離Ｌ１を前記距離Ｌ２の０．１５倍より小に減じた場合には、ビード剛性が過小となって、インフレート時のビード部４の倒れ込みが大きくなる。そのため、本発明においても接地面形状の悪化を招き、トレッドショルダー部分Ｙｓ（図１に示す）における偏摩耗を抑制するすることができなくなる。このような観点から、前記距離Ｌ１、Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２は、０．２０〜０．２６の範囲とするのがさらに好ましい。
【００２４】
なお前記ビードエーペックスゴム８は、軽量化及びビード剛性の観点から、前記ビードベースラインＢＬからの高さＨ０を前記距離Ｌ２の３０〜６０％の範囲とすることが好ましい。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であり、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との間に、このクリンチゴム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。
【００２５】
次にビード部４をスリム化したタイヤでは、前述した如く、インフレート時のビード部４の倒れ込みが大きくなる結果、トレッドショルダー部分Ｙｓを半径方向内側に押し下げる力が強く作用し、接地面形状を悪化する。
【００２６】
そこで本発明では、前記５％正規内圧状態において、前記トレッド部２を、トレッド面２Ｓの曲率半径ＲＴが８００〜１５００ｍｍの円弧状の凸曲線で形成するとともに、このトレッド面２Ｓの半径方向最大点Ｔｃとトレッド端縁Ｔｅとの間のタイヤ半径方向距離であるキャンバー高さｈを、１．０〜１０ｍｍの範囲に減じている。
【００２７】
前記曲率半径ＲＴは、前記トレッド面２Ｓが単一円弧の場合には、その半径を意味する。しかし、例えば複数の円弧部或いは直線部を含む非単一円弧の場合には、前記半径方向最大点Ｔｃとトレッド端縁Ｔｅ、Ｔｅとを通る三点円弧の半径を意味する。
【００２８】
このようにタイヤ１は、前記曲率半径ＲＴ及びキャンバー高さｈを前記範囲に規制し、トレッド面２Ｓを、従来的なタイヤに比してフラットに形成しているため、インフレート時のトレッド曲率半径を適正化しうる。そのため、接地面形状の悪化を抑制でき、トレッドショルダー部分Ｙｓにおける接地長さを充分に確保しうるなど、この部分Ｙｓでの偏摩耗を抑えることが可能となる。
【００２９】
なお前記曲率半径ＲＴが８００ｍｍより小、及びキャンバー高さｈが１０ｍｍより大の場合には、トレッドショルダー部分Ｙｓにおける接地長さが不十分となって該部分Ｙｓに偏摩耗の発生を招く。又前記曲率半径ＲＴが１５００ｍｍより大、及びキャンバー高さｈが１．０ｍｍより小の場合には、逆にトレッドクラウン部分Ｙｃに偏摩耗が発生する。従って、前記曲率半径ＲＴは８５０〜１１００ｍｍの範囲が好ましく、又キャンバー高さｈは２．０〜７ｍｍの範囲が好ましい。
【００３０】
このとき、前記トレッド端縁Ｔｅにおけるトレッド全厚さｔは、３８〜４５ｍｍであることが重要である。もし前記トレッド全厚さｔが４５ｍｍを越えると、トレッドショルダー部分Ｙｓが厚肉となりすぎ、軽量化を阻害するとともに、その蓄熱作用によって高速走行時の温度上昇を招くなど高速耐久性を低下させる。又３８ｍｍ未満では、接地面でショルダー接地長が短くなり偏摩耗の原因になる。
【００３１】
なお本例では、前記トレッド部２は、タイヤ周方向にのびる３〜４本の縦主溝２０を有するリブタイプ、リブ・ブロックタイプ、或いはブロックタイプのトレッドパターンを具える場合を例示している。そして、タイヤ軸方向最外側の縦主溝２０ａ、２０ａ間で定義するトレッドクラウン部分Ｙｃを、単一円弧の曲線Ｓ１で形成するとともに、前記最外側の縦主溝２０ａよりも外側で定義するトレッドショルダー部分Ｙｓを、前記曲線Ｓ１よりも大な曲率半径の円弧又は直線にて形成している。
【００３２】
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構造としても良い。又重荷重用タイヤ以外の他のカテゴリのタイヤにも採用しうるなど、発明は種々の態様に変形して実施することができる。
【００３３】
【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、偏摩耗性能及びタイヤ重量を測定し、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。
【００３４】
なお各タイヤは、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、トレッド巾を２０２ｍｍ、かつトレッド端縁におけるトレッド全厚さｔを４０ｍｍとしている。
【００３５】
（１）接地長比；
リム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）、荷重（２６．７ｋＮ）の条件下で得た接地面形状における、トレッド端縁の接地長Ｌｓとタイヤ赤道上の接地長Ｌｃとの比Ｌｓ／Ｌｃを意味する。
【００３６】
（２）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、タイヤ軸方向最外側の縦主溝における残溝量δｓを測定した。
【００３７】
（３）タイヤ重量；
タイヤ１本当たりの重量を測定した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、ビード部をスリム化した場合にも、接地面形状の悪化を招くことがなく、トレッドショルダー部分での偏摩耗、及び温度上昇を抑制しながらタイヤの軽量化を達成できる。
【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
２Ｓトレッド面
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
ＢＬビードベースライン
Ｐ１交点
Ｐ２カーカスプライ最大幅点
Ｘ半径方向線

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空気入りタイヤであって、
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、
前記トレッド部は、トレッド面の曲率半径ＲＴを８００〜１５００ｍｍ、かつトレッド面の半径方向最大点とトレッド端縁との間のタイヤ半径方向距離であるキャンバー高さｈを１．０〜１０ｍｍとし、しかも前記トレッド端縁におけるトレッド全厚さｔを３８〜４５ｍｍとするとともに、
前記ビードコアの中心点を通る半径方向線上において、この半径方向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のビードコアの前記中心点からの半径方向距離Ｌ１を、前記プライ本体部の外面がタイヤ軸方向外方に最も張出すカーカスプライ最大幅点のビードベースラインからの半径方向距離Ｌ２の０．１５〜０．２８倍としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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記載の空気入りタイヤ。