JP4598504B2

JP4598504B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4598504B2
Application number: JP2004363022A
Authority: JP
Inventors: 健山田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: JP2006168500A

Description

本発明は、ビード部の耐久性を保持しつつ、該ビード部の故障を防止できるようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

建設機械や産業車輌等に用いられる従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、ビード部の耐久性向上を目的として、ビード部におけるカーカスの外側に沿って、ワイヤーチェーファーと有機繊維チェーファーを配置していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２２５６１８号公報

しかしながら、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部がリムライン付近にあったため、車輌性能の向上に伴う車体重量の増大や、市場での用途の拡大により、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部を核として亀裂故障が発生するようになった。

これは、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部が、使用時に歪みが大きくなるリムライン付近に位置していたためである。

その対策として、重荷重用空気入りラジアルタイヤ１００において、図３に示すように、ワイヤーチェーファー１０６のタイヤ外側端部１０６Ａの高さをリムラインＰよりも低くし（タイヤ中心側とし）、ワイヤーチェーファー１０６のタイヤ外側端部１０６Ａ及びその上方（タイヤ半径方向外側）までを有機繊維チェーファー１０８により覆うようにしたところ、ワイヤーチェーファー１０６のタイヤ外側端部１０６Ａにおける故障率が低減した。

なお、図３において、１０２はビード部、１０４はカーカス、１１０はリム、１１２はビードコアである。

ところが、このような重荷重用空気入りラジアルタイヤの用途が、より厳しい負荷条件で使用される産業車輌等に拡大されたところ、今度は有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部を核として亀裂故障が発生するという問題が生じた。

これは、有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部が、使用時に歪みが大きくなるリムライン付近に位置しているためである。

この場合、有機繊維チェーファーのタイヤ外側単部の高さを低くすることが考えられるが、低くし過ぎると、有機繊維チェーファーに覆われていない部分のワイヤーチェーファーが、タイヤ製造時にビード部のタイヤ表面に露出してしまい、そのまま使用するとワイヤーチェーファーの露出部分を核として亀裂故障が発生するおそれがある。

本発明は、上記事実を考慮して、ビード部の耐久性を保持しつつ、該ビード部の故障を防止できるようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、一対のビード部間をトロイド状に跨り該ビード部に配置したビードコア周りに内側から外側にかつリムのフランジ高さｈよりタイヤ径方向外側に巻き返してなる折返し部を有するカーカスと、前記ビード部の前記カーカスの外側に沿って配置された少なくとも１層のワイヤーチェーファーと、該ワイヤーチェーファーの外側に配置されると共に前記ビードコアの周りに折り返してなる少なくとも１層の有機繊維チェーファーとを備えた重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部の高さｈ１は、前記フランジ高さｈの９８乃至１２４％であり、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ２は、前記フランジ高さｈの８５乃至１１１％であり、前記有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ３は、前記高さｈ２の６０乃至８４％であること、を特徴としている。

ここで、各々の高さは、タイヤ断面高さのタイヤ中心側基準点を基準としたタイヤ半径方向外方の高さである。

ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部の高さｈ１を、フランジ高さｈの９８乃至１２４％としたのは、９８％に満たないと、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ２を低くしたことによるビード部の強度低下を補うことができないからであり、また、１２４％を超えると、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部の歪みが大きくなり、亀裂の発生及び進展による故障の可能性が高くなるからである。

ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ２を、フランジ高さｈの８５乃至１１１％としたのは、８５％に満たないと、ビード部の補強効果が著しく小さくなってしまうからであり、また、１１１％を超えると、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部がリムラインに接近して歪みが大きくなり、亀裂の発生及び進展による故障の可能性が高くなるからである
有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ３を、高さｈ２の６０乃至８４％としたのは、６０％に満たないと、製造時にワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部がビードベース付近を固定端として動き、タイヤ表面に露出してしまうからであり、また、８４％を超えると、有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部がリムラインに接近して歪みが大きくなり、亀裂の発生及び進展による故障の可能性が高くなるからである。

有機繊維は、例えば脂肪族ポリアミド（ナイロン）であるが、他のものであってもよい。

請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ３をワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ２よりも低くかつ適切な位置に配置しているので、有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部からの亀裂故障発生を防止でき、製造時にワイヤーチェーファーがタイヤ表面に露出することも防止することができる。

また、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部の高さｈ１は高く、タイヤ外側端部の高さｈ２は有機繊維チェーファーよりも高くかつリムのフランジ高さｈを大きく超えない（リムライン高さｈｐよりも低い）ので、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部から亀裂故障が発生することはなく、ビード部強度も確保されている。

ここで、リムライン高さｈｐは、例えばフランジ高さｈの１．１８倍である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ外側における前記ワイヤーチェーファーの外側面からタイヤ表面までの最小ゴムゲージは、該ワイヤーチェーファーのコード径の５．３乃至８．５倍であり、前記有機繊維チェーファーは２層であること、を特徴としている。

ここで、ワイヤーチェーファーの外側面からタイヤ表面までの最小ゴムゲージに上限値及び下限値を設けたのは、下限値に満たないと、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部がタイヤ表面に露出する可能性が高くなるからであり、また、上限値を超えると、発熱による故障の可能性が大きくなり、製造コストも増加するからである。

請求項２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、製造時にワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部がタイヤ表面に露出することがなく、かつ放熱性にも優れている。

また、有機繊維チェーファーが２層であるので、ビード部の強度を維持することができ、ワイヤーチェーファーの動きも効果的に抑制することができる。

以上説明したように、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤによれば、ビード部の耐久性を保持しつつ、該ビード部の故障を防止できるという優れた効果を有する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。本実施の形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、図１において、カーカス１２と、ワイヤーチェーファー１４と、有機繊維チェーファー１６，２６とを備えている。その他の構成は、一般的な空気入りラジアルタイヤと同様である。

カーカス１２は、一対のビード部１８間をトロイド状に跨り、該ビード部１８に配置したビードコア２０周りに内側から外側に巻き返してなる折返し部１２Ａを有するものである。

カーカス１２の折返し部１２Ａとビードコア２０に挟まれた領域には、タイヤ半径方向外方に向かって先細りとなるビードフィラー２８が配設されている。

ワイヤーチェーファー１４は、ビード部１８のカーカス１２の外側に沿って配置されたものであって、少なくとも１層配設されている。

有機繊維チェーファー１６，２６は、ワイヤーチェーファー１４の外側に配置されたものであって、少なくとも１層、本実施の形態では２層配設されている。

図１において、内側の有機繊維チェーファー２６は、ビードコア２０の下方（タイヤ中心側）からタイヤ内側に延び、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ内側高さｈ１よりも高く、例えばリムラインＰの高さｈｐ付近まで配置されている。

なお、本実施の形態における各々の高さは、タイヤ断面高さのタイヤ中心側基準点としたタイヤ半径方向外方の高さである。

また、リムラインＰは、リム組み時にタイヤとリムの軸心が適正に組み合わされたかどうかの目安となるタイヤ周方向のラインであり、その高さｈｐは、例えばフランジ高さｈの１．１８倍である。

外側の有機繊維チェーファー１６のタイヤ内側端部は、有機繊維チェーファー２６のタイヤ内側端部よりも低く配置されている。

なお、有機繊維とは、例えば脂肪族ポリアミド（ナイロン）であるが、他のものであってもよい。

ワイヤーチェーファー１４のタイヤ内側端部１４Ｂの高さｈ１は、フランジ高さｈの９８乃至１２４％である。

ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部の高さｈ１を、フランジ高さｈの９８乃至１２４％としたのは、９８％に満たないと、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａの高さｈ２を低くしたことによるビード部１８の強度低下を補うことができないからであり、また、１２４％を超えると、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ内側端部１４Ｂの歪みが大きくなり、亀裂の発生及び進展による故障の可能性が高くなるからである。

ワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａの高さｈ２は、フランジ高さｈの８５乃至１１１％である。

ワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａの高さｈ２を、フランジ高さｈの８５乃至１１１％としたのは、８５％に満たないと、ビード部１８の補強効果が著しく小さくなってしまうからであり、また、１１１を超えると、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａがリムラインに接近して歪みが大きくなり、亀裂の発生及び進展による故障の可能性が高くなるからである
有機繊維チェーファー１６のタイヤ外側端部１６Ａの高さｈ３は、高さｈ２の６０乃至８４％である。

これは、６０％に満たないと、製造時にワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａがビードベース１８Ａ付近を固定端として動き、タイヤ表面２２に露出してしまうからであり、また、８４％を超えると、有機繊維チェーファー１６のタイヤ外側端部１６Ａがリムラインに接近して歪みが大きくなり、亀裂の発生及び進展による故障の可能性が高くなるからである。

タイヤ外側におけるワイヤーチェーファー１４の外側面からタイヤ表面２２までの最小ゴムゲージは、該ワイヤーチェーファー１４のコード径の５．３乃至８．５倍である。

ここで、ワイヤーチェーファー１４の外側面からタイヤ表面２２までの最小ゴムゲージに上限値及び下限値を設けたのは、下限値に満たないと、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａがタイヤ表面２２に露出する可能性が高くなるからであり、また、上限値を超えると、発熱による故障の可能性が大きくなり、製造コストも増加するからである。

重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０では、有機繊維チェーファー１６のタイヤ外側端部１６Ａの高さｈ３をワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａの高さｈ２よりも低くかつ適切な位置に配置しているので、有機繊維チェーファー１６のタイヤ外側端部１６Ａからの亀裂故障発生を防止でき、製造時にワイヤーチェーファー１４がタイヤ表面２２に露出することも防止することができる。

また、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ内側端部１４Ｂの高さｈ１は高く、タイヤ外側端部１４Ａの高さｈ２は有機繊維チェーファー１６よりも高くかつフランジ高さｈを大きく超えない（リムライン高さｈｐよりも低い）ので、ワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａから亀裂故障が発生することはなく、タイヤに重荷重が作用してビード部１８が倒れ込んだときでも、ビード部強度の低下は発生しない。

更に、ワイヤーチェーファー１４の外側面からタイヤ表面２２までの最小ゴムゲージを適切に設定しているので、製造時にワイヤーチェーファー１４のタイヤ外側端部１４Ａがタイヤ表面２２に露出することがなく、かつゴムゲージが厚すぎないので放熱性にも優れ、発熱による故障が発生しない。
（試験例）
タイヤサイズ１６．００Ｒ２５のタイヤについて、表１に示す条件で、従来例、本発明及び比較例に係るタイヤを試作し、無荷重時での有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の歪み、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の歪み、及びワイヤーチェーファーのタイヤ表面への露出の有無について評価を行った。その結果を表１中に示す。

なお、歪みの評価は、１１．２５／２．０のリムにタイヤをリム組みし、内圧を１０００ｋＰａとし、ドラム試験機上で１５．７ｔ（１５３．８６ｋＮ）の荷重を作用させて速度２０ｋｍ／ｈで５８００ｋｍ走行させた後、タイヤを切断解剖してチェーファー端部の平均亀裂長さを測定することにより行った。評価の値は、比較例を１００とした指数で示しており、値が小さいほど良好な結果であることを示している。

比較例は、高さｈ１を従来例と同じにしたまま、高さｈ２を大きくしたものである。

この試験例（表１及び図２）によれば、有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の歪みについては、本発明の場合が最も少なく、従来例と比較例の何れと比較しても、大幅に減少していることがわかる。

ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の歪みについては、従来例が最も良好である。本発明のタイヤは有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ３を低く設定し、ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部が有機繊維チェーファーに覆われていないので、歪みが若干大きくなっているものと考えられる。

ワイヤーチェーファーのタイヤ表面への露出は、何れの場合においても生じていなかった。

本実施の形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部を示す断面図である。有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の歪みを、比較例を１００とした指数で示す図である。従来例に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部を示す断面図である。

符号の説明

１０重荷重用空気入りラジアルタイヤ
１２カーカス
１２Ａ折返し部
１４ワイヤーチェーファー
１４Ａタイヤ外側端部
１４Ｂタイヤ内側端部
１６有機繊維チェーファー
１６Ａタイヤ外側端部
１８ビード部
２０ビードコア
２２タイヤ表面

Claims

一対のビード部間をトロイド状に跨り該ビード部に配置したビードコア周りに内側から外側にかつリムのフランジ高さｈよりタイヤ径方向外側に巻き返してなる折返し部を有するカーカスと、前記ビード部の前記カーカスの外側に沿って配置された少なくとも１層のワイヤーチェーファーと、該ワイヤーチェーファーの外側に配置されると共に前記ビードコアの周りに折り返してなる少なくとも１層の有機繊維チェーファーとを備えた重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部の高さｈ１は、前記フランジ高さｈの９８乃至１２４％であり、
前記ワイヤーチェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ２は、前記フランジ高さｈの８５乃至１１１％であり、
前記有機繊維チェーファーのタイヤ外側端部の高さｈ３は、前記高さｈ２の６０乃至８４％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。
タイヤ外側における前記ワイヤーチェーファーの外側面からタイヤ表面までの最小ゴムゲージは、該ワイヤーチェーファーのコード径の５．３乃至８．５倍であり、
前記有機繊維チェーファーは２層であること、
を特徴とする請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。