JP2006199111A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カーカスの折返し部のコード切れ性を改良する空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの使用方法を提供する。
【解決手段】扁平率８０％以下の空気入りタイヤであって、折返し部５ｂを構成するコードは、ラジアル方向に対して０°〜１０°で配置され、折返し部５ｂの端からビードコア６のリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨである。又、タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部５ａに対する垂直線上の当該カーカス本体部５ａと折返し部５ｂとの距離をｔとし、折返し部５ｂを構成するコードの直径をａとした場合、ビードコア６のリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーカスの折返し部のコード切れ性を改良する空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの使用方法に関する。

従来、ビードの耐久性を向上させるために、カーカスプライ端のセパレーションを改良する技術がある。

具体的には、カーカスの折返しプライに角度を付ける技術（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）や、折り返しプライをカーカス本体部に一旦接近させた上で離反する形状を有する技術（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。
特開平１１−１７０８０７号公報 特開２００２−３４７４０９号公報 特開平１−１１１５０４号公報

一方、超重荷重建設車両用タイヤなどにおいては、タイヤ撓みによる大きなビード倒れ込み変形が生じ、カーカスの折返し部のコードが切れる場合がある。このようなコード切れ性に対しては、上述した従来技術では対応することが困難であった。

即ち、特許文献１や特許文献２に開示された折れ曲がりカーカス技術を適用したタイヤでは、タイヤの縦バネ係数が低減する。その結果、荷重負荷時のタイヤ撓みによるビード倒れ込み変形が増加し、カーカスの折返し部への圧縮入力が増加する。このため、折返し部のコードの切れ故障が生じ易くなる。

又、特許文献３に開示された折り返しカーカスを反り返らせる技術を適用したタイヤでは、反り返し部の折り返しカーカスへの圧縮入力が増加する。このため、折返し部のコードの切れ故障が生じ易くなる。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、カーカスの折返し部のコード切れ性を改良する空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの使用方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、１対のビード部にそれぞれ埋設したビードコア間でトロイド状に延び、ビードコアの周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に、又は外側から内側に向けて巻き上げた折返し部を有する、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを備える、扁平率８０％以下の空気入りタイヤであって、折返し部を構成するコードは、ラジアル方向に対して０°〜１０°で配置され、折返し部の端からビードコアのリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨであり、タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部に対する垂直線上の当該カーカス本体部と折返し部との距離をｔとし、折返し部を構成するコードの直径をａとした場合、ビードコアのリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たす空気入りタイヤであることを要旨とする。

第１の特徴に係る空気入りタイヤによると、従来の空気入りタイヤより、折返し部を曲げ変形の中立面（カーカス本体部）に近い範囲に配置するため、荷重負荷時の折返し部への圧縮入力を低減し、カーカスの折返し部のコード切れ性を改良することができる。

本発明の第２の特徴は、１対のビード部にそれぞれ埋設したビードコア間でトロイド状に延び、ビードコアの周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に、又は外側から内側に向けて巻き上げた折返し部を有する、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを備え、扁平率８０％以下であり、折返し部を構成するコードは、ラジアル方向に対して０°〜１０°で配置され、折返し部の端からビードコアのリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨであり、タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部に対する垂直線上の当該カーカス本体部と折返し部との距離をｔとし、折返し部を構成するコードの直径をａとした場合、ビードコアのリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たす空気入りタイヤの使用方法であって、セクションハイトをＳＨとした場合、ＦＨ／ＳＨ＜０．１５を満たすリムに空気入りタイヤを組む空気入りタイヤの使用方法であることを要旨とする。

第２の特徴に係る空気入りタイヤの使用方法によると、フランジハイトの低いリムに組むことにより、撓み変形の範囲が広がり、荷重負荷時の折返し部の蛇行範囲を小さくすることができる。

本発明によれば、カーカスの折返し部のコード切れ性を改良する空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの使用方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤの構造）
本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、図１に示すように、タイヤ赤道面ＣＬに対して、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部と、サイドウォール部相互間にわたりトロイド状に連なるトレッド部とを備える。尚、本実施形態に係る空気入りタイヤは、扁平率８０％以下の超重荷重建設車両用扁平ラジアルタイヤである。即ち、リム径が５７”以上で、荷重負荷能力６０ｍｔｏｎ以上で、荷重係数（k-factor）が１．７以上のラジアルタイヤである。

カーカス５ａ、５ｂは、１対のビード部１にそれぞれ埋設したビードコア６間でトロイド状に延び、ビードコアの周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に、巻き回して構成され、サイドウォール部及びトレッド部を補強するトロイド状ラジアルカーカスである。尚、カーカスは、外側から内側に向けて巻き回して構成されてもよい。

又、カーカス５ａ、５ｂは、カーカス本体部５ａと、巻き上げた折返し部５ｂを有し、少なくとも１枚のカーカスプライからなる。折返し部５ｂを構成するコードは、ラジアル方向に対して０°〜１０°で配置される。

図１に示すように、折返し部５ｂの端からビードコア６のリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨである。又、タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部５ａに対する垂直線上の当該カーカス本体部５ａと折返し部５ｂとの距離をｔとし、折返し部５ｂを構成するコードの直径をａとした場合、ビードコア６のリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たす。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤは、セクションハイト（タイヤの断面高さ）をＳＨとした場合、ＦＨ／ＳＨ＜０．１５を満たすリムに組み込まれて使用される。

（作用及び効果）
通常の空気入りタイヤに荷重を負荷した場合の、ビード部の変形について、図２を用いて説明する。

まず、荷重を負荷しない場合は、図２の左図に示すように、カーカス本体部５ａ及び折返し部５ｂは、曲げ変形を受けない状態にある。

ここに荷重を負荷すると、ビード部は倒れ込みによる大きな曲げ変形を受ける。この曲げ変形における曲げの中立面は、カーカス本体部５ａであり、カーカス本体部５ａを中心として、タイヤ巾方向内側に引っ張り入力が、タイヤ巾方向外側に圧縮入力が作用する。図２の右図に示すように、折返し部５ｂには、圧縮入力が発生する。

図３（ａ）に示すように、折返し部５ｂが圧縮入力を受けると、金属よりなるカーカスコードは収縮することができないため、折返し部５ｂが蛇行して圧縮を吸収する。その結果、図３（ｂ）に示すように、折返し部５ｂは、タイヤ周方向面内で蛇行することとなる。このように、折返し部５ｂが大きく蛇行する結果、カーカスコード内のフィラメントに局部的な圧縮入力が発生し、フィラメントの切れに至る。

上述した本実施形態に係る空気入りタイヤは、図４に示すように、従来の空気入りタイヤより、折返し部５ｂを曲げ変形の中立面（カーカス本体部５ａ）に近い範囲に配置する。このように、折返し部５ｂへの圧縮入力を低減することで、折返し部５ｂの蛇行を小さくして、フィラメントの切れを抑制することができる。

又、図２（ｂ）において、無負荷時の折返し部５ｂのカーカス中心線をＸ、荷重負荷時の折り返し部５ｂのカーカス中心線をＹとし、カーカスコード径をａ、折返し部５ｂのカーカス中心線の蛇行量をｂとする。この荷重負荷時とは、タイヤ回転軸に垂直方向に正規荷重対比８０〜１２０％の荷重を負荷してタイヤを変形させた状態を指す。尚、ここで、「正規荷重」とは、米国のタイヤとリムの協会ＴＲＡが発行する２００４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を指す。図２（ｂ）において、蛇行指数Ｚ＝ｂ／ａと定義すると、本実施形態に係る空気入りタイヤは、０＜Ｚ＜０．５を満たすことができる。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤにおいて、折返し部５ｂの端からビードコア６のリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨである。２×ＦＨ＜ＣＥに設計することにより、大荷重入力時に、折り返し部５ｂがビードコアより引き抜けることによるバーストを防ぐことができ、ＣＥ＜６×ＦＨに設計することにより、カーカス本体部５ａの動きの影響が少ない領域に、折り返し部５ｂ端を配置し、折返し部５ｂ端の歪を下げることができる。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤにおいて、タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部５ａに対する垂直線上の当該カーカス本体部５ａと折返し部５ｂとの距離をｔとし、折返し部５ｂを構成するコードの直径をａとした場合、ビードコア６のリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たす。２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域は、折返し部５ｂのコードの圧縮変形が最大になることが分かった領域であり、ｔが３×ａより小さいとプライ間の歪が大きくなるため、セパレーションが生じやすくなり、ｔが５×ａより大きいと、折返し部５ｂが圧縮入力側に配置され、コード切れ性が改良されない。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤは、扁平率８０％以下、リム径が５７”以上、荷重負荷能力６０ｍｔｏｎ以上、荷重係数（k-factor）が１．７以上の超重荷重建設車両用扁平ラジアルタイヤとして用いることが好ましい。このような超大型のタイヤでは、折返し部５ｂの圧縮歪が大きくなるため、本実施形態において説明した構造を採用することにより、コード切れ性を改良する利点が顕著である。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤは、セクションハイトをＳＨとした場合、ＦＨ／ＳＨ＜０．１５を満たすリムに組んで使用することができる。このように、フランジハイトの低いリムに組むことにより、撓み変形の範囲が広がり、荷重負荷時の折返し部の蛇行範囲を小さくすることができる。

次に、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるため、実施例及び従来例に係る空気入りタイヤを試作した。尚、各供試タイヤのサイズは、５９／８０Ｒ６３であり、リムサイズは４４”×５”であった。実施例及び従来例に係る空気入りタイヤの構造は、表１に示すとおりである。

＜ドラムライフ評価＞
ドラムライフテストは、空気圧６００ｋＰａ、荷重１５０％、ドラム回転速度８ｋｍ／ｈでビート部故障（カーカスプライコードの破断）によって走行不能になるまでの距離を測定し、従来例のタイヤをコントロールとして指数化することにより評価した。数値が大きいほど耐久性が良好である。

（結果）
結果を表２に示す。

実施例は、従来例と比較すると、ビード部の耐久性に優れる、即ち、コード切れ性が改良されることが分かった。従って、タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部に対する垂直線上の当該カーカス本体部と前記折返し部との距離をｔとし、前記折返し部を構成するコードの直径をａとした場合、ビードコアのリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たし、蛇行指数Ｚを０＜Ｚ＜０．５とすることにより、コード切れ性が改良されることが分かった。

本実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸心を含むビード部断面図である。 荷重負荷時のビード部の変形を説明するための図である（その１）。 荷重負荷時のビード部の変形を説明するための図である（その２）。 荷重負荷時のビード部の変形を説明するための図である（その３）。

符号の説明

１…ビード部、５…カーカス、５ａ…カーカス本体部、５ｂ…折返し部、６…ビードコア、１０…フランジ

Claims (2)

1. １対のビード部にそれぞれ埋設したビードコア間でトロイド状に延び、前記ビードコアの周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に、又は外側から内側に向けて巻き上げた折返し部を有する、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを備える、扁平率８０％以下の空気入りタイヤであって、
   前記折返し部を構成するコードは、ラジアル方向に対して０°〜１０°で配置され、
   前記折返し部の端からビードコアのリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨであり、
   タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部に対する垂直線上の当該カーカス本体部と前記折返し部との距離をｔとし、前記折返し部を構成するコードの直径をａとした場合、ビードコアのリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. １対のビード部にそれぞれ埋設したビードコア間でトロイド状に延び、前記ビードコアの周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に、又は外側から内側に向けて巻き上げた折返し部を有する、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを備え、
   扁平率８０％以下であり、
   前記折返し部を構成するコードは、ラジアル方向に対して０°〜１０°で配置され、
   前記折返し部の端からビードコアのリム側端までのタイヤ径方向距離をＣＥとし、フランジ高さをＦＨとした場合、２×ＦＨ＜ＣＥ＜６×ＦＨであり、
   タイヤ巾方向断面において、カーカス本体部に対する垂直線上の当該カーカス本体部と前記折返し部との距離をｔとし、前記折返し部を構成するコードの直径をａとした場合、ビードコアのリム側端からタイヤ径方向に２×ＦＨ〜４×ＦＨの領域において、３×ａ＜ｔ＜５×ａを満たす空気入りタイヤの使用方法であって、
   セクションハイトをＳＨとした場合、ＦＨ／ＳＨ＜０．１５を満たすリムに前記空気入りタイヤを組むことを特徴とする空気入りタイヤの使用方法。
   

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