JPH09202110A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ころがり抵抗を減じつつタイヤのビード耐久性
を向上する。 【解決手段】重荷重用空気入りラジアルタイヤであっ
て、タイヤ子午断面において、タイヤをリム組みし５％
内圧状態から、１００％内圧状態とするときに、カーカ
スの本体部中心線６ｃの変形量ｆは最大２．３mm以下と
し、１００％内圧状態では、タイヤ断面高さＨの１５％
の距離ｈのカーカス本体部中心線６ｃ上の点Ｂから外側
にのびカーカスの本体部中心線６ｃと点Ｃで交差する線
分ＢＣに平行かつカーカスの本体部中心線６ｃと接する
直線Ｎとにおいて、直線Ｎに接しかつ線分ＢＣを弦とす
る円弧の曲率半径Ｒｎと、点Ｃからカーカスの最大巾位
置Ｍの近傍にのびる輪郭曲線の曲率半径Ｒとの比が、
０．６５以上かつ０．９５以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ころがり抵抗を減
じつつタイヤ耐久性、とりわけビード耐久性を向上しう
る重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、重荷重用空気入りラジアルタイヤ
のころがり抵抗を低減するために、例えば特公平１−２
００８３号公報において、カーカスのプロファイルをい
わゆる自然平衡形状から故意に外すことが提案されてい
る。

【０００３】この提案は、図５に示すように、タイヤを
正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態に
て、タイヤのビードベースラインＢＬから、タイヤ断面
高さＨの１５％の距離ｈをタイヤ半径方向外側に隔てる
カーカス中心線ａ上の点をＢ、又、この点Ｂからタイヤ
半径方向外側にのびかつカーカス中心線ａと点Ｃで交差
する線分をＢＣ、さらにこの線分ＢＣに平行かつカーカ
ス中心線ａと接する直線Ｎとにおいて、前記直線Ｎに接
しかつ線分ＢＣを弦とする仮想の基準円弧（点線で示
す）の曲率半径Ｒｎと、前記点Ｃから略カーカスの最大
巾位置Ｍの近傍までのびる輪郭曲線の曲率半径Ｒとの比
（Ｒ／Ｒ’）が、０．６５以上かつ０．９５以下である
ことを特徴の一つとしている。

【０００４】そして、前記提案は、上記のような構成に
より、サイドウォール部の上方域（トレッド側）の曲げ
変形を増加させる一方、この曲げ変形と逆相関関係にあ
りしかも相対的にエネルギーロスの大きな剪断変形を減
少させ、全体としてころがり抵抗を低減することを期待
するものである。

【０００５】又、この提案は、カーカス中心線ａのショ
ルダ部にのびる輪郭曲線と連なって前記点Ｂに至る間に
単一の変曲点を持つカーカス中心線ａの残余部分輪郭曲
線については、前記基準円弧よりもタイヤの内側を通
り、その円弧に対する最大離隔距離ｆ１を３〜８mmに設
定することを要件とする。

【０００６】これによって、上記提案は、正規内圧充填
下、サイドウォール部下方域に、いわゆる逆Ｒ形状を与
え、タイヤの負荷転動時、エネルギー消費を少なくし、
転がり抵抗を低減している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、タイヤの外
表面のプロファイルを一定とした場合、前記カーカス中
心線ａの前記比（Ｒ／Ｒｎ）を小さくするほど、ショル
ダー部周辺、特にバットレス部のゴム厚さを薄くするこ
とができる。従って、上記提案もこの部分でのゴムを薄
肉化でき、屈曲変形に伴う発熱量を小として、タイヤの
耐久性を向上しうる。

【０００８】しかしながら、前記提案では、ビード部周
辺のカーカスの中心線ａが、自然平衡形状に近似する前
記基準円弧よりも３mm以上、好ましくは４mm以上タイヤ
内側に隔てられることを必要としているため、ビード部
での歪が大きくなり、転がり抵抗の低減には適合すると
はいえ、ビード部の耐久性に問題がある。

【０００９】特に、ビード部がリムに極めて強固に固定
されるチューブレスタイプの重荷重用空気入りラジアル
タイヤにあっては、ビード部周辺に３mm以上平衡形状か
ら隔てられたカーカスプロファイルを設定することは、
ビード部周辺のカーカスに、著しく歪みを生じさせ、し
かもカーカスコードが金属コードの場合には、損傷を誘
発しやすくなるなどビード耐久性の低下は著しい。

【００１０】この点に関し、前記提案は、具体例のタイ
ヤの正規リムに「７００Ｔ×２０」を採用しており、発
明の実施態様として、チューブ式タイヤを念頭において
いると考えられる。

【００１１】本発明者は、ころがり抵抗を低減しつつ
も、重荷重用空気入りラジアルタイヤに本来最も要求さ
れるべきタイヤ耐久性、とりわけビード部耐久性の向上
を同時に満足させる重荷重用空気入りラジアルタイヤの
提供を目的としている。さらに、本発明は、タイヤのビ
ードベースが接するリムシートが、タイヤ軸方向線に対
して１２゜以上の傾斜で傾いたチューブレス式の重荷重
用空気入りラジアルタイヤに好ましく採用しうる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のうち、請求項１
記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経て
ビード部に至る本体部にビードコアの回りを折り返して
係止される折返し部を設けかつコードをタイヤ赤道に対
して７５〜９０゜の角度で配列したカーカスプライから
なるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレ
ッド部内方に配される複数枚のベルトプライからなるベ
ルト層とを具えた重荷重用空気入りラジアルタイヤであ
って、タイヤ軸を含むタイヤ子午断面において、タイヤ
を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５％内圧状態から、正規内圧を充填した１００％
内圧状態とするときに、前記カーカスの本体部が、外方
又は内方に変形する変形量ｆは５％内圧状態のカーカス
本体部中心線を基準としての最大値を２．３mm以下と
し、しかも前記１００％内圧状態では、タイヤのビード
ベースラインに対してタイヤ断面高さＨの１５％の距離
ｈをタイヤ半径方向外側に隔てた前記カーカスの本体部
中心線上の点Ｂ、この点Ｂからタイヤ半径方向外側にの
びかつ前記カーカスの本体部中心線と点Ｃで交差する線
分ＢＣ、この線分ＢＣに平行かつ前記カーカスの本体部
中心線にその最大巾位置Ｍで接する直線Ｎとにおいて、
前記直線Ｎに接しかつ前記線分ＢＣを弦とする仮想の基
準円弧の曲率半径Ｒ’と、前記カーカスの本体部中心線
のうち、前記点Ｃから前記最大巾位置近傍までのびるシ
ョルダ域の円弧の曲率半径Ｒとの比（Ｒ／Ｒｎ）が、
０．６５以上かつ０．９５以下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である。

【００１３】又、請求項２記載の発明では、前記タイヤ
子午断面における前記カーカスの本体部中心線は、前記
５％内圧状態から、前記１００％内圧状態まで変化する
ときに、前記最大巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側の
領域の変形量ｆｕが、最大巾位置Ｍでの変形量ｆｍより
小さくかつ実質的にゼロであり、しかも最大巾位置Ｍよ
りもタイヤ半径方向内側の領域の変形量ｆｄが、最大巾
位置Ｍでの変形量ｆｍに比べてより大であることを特徴
としている。

【００１４】又、請求項３記載の発明では、前記カーカ
ススプライは、コード１本当たりのテーバー剛性指数α
が３５（ｇ・ｃｍ）以下の金属コードを配列したことを
特徴としている。

【００１５】なお、上記テーバー剛性指数とは、図４に
示す如く、固定端から５ｃｍ長さでのびるコードｂの先
端に力をかけ、先端の開き角が１５゜になったときのモ
ーメントの値（ｇ・ｃｍ）として定義する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。本発明の重荷重用空気入りラジアル
タイヤは、トレッド部２からサイドウォール部３を経て
ビード部４のビードコア５の回りを折り返して係止され
るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつト
レッド部内方に配されるベルト層７とを具え、主として
トラック、バスなどに使用されかつ１５°深底リムに装
着されるチューブレスタイプを例示している。

【００１７】前記カーカス６は、トレッド部２からサイ
ドウォール部３を経てビード部４に至る本体部６ａと、
この本体部に連なりかつ前記ビードコア５の回りを本例
ではタイヤ軸方向内から外へ折り返される折返し部６ｂ
とを有している。

【００１８】又前記カーカス６は、カーカスコードをタ
イヤ赤道ＣＬに対して７５゜〜９０゜の角度で配列した
ラジアル構造かつ１枚以上のカーカスプライからなり、
前記カーカスコードとしては、金属コードを好ましく採
用しうる。なお必要に応じてナイロン、レーヨン若しく
はポリエステル等の有機繊維コードを採用することがで
きる。

【００１９】本例では、カーカス６は、１枚のカーカス
プライから構成されるとともに、カーカスコードとし
て、テーバー剛性指数が、３５（ｇ・ｃｍ）以下、好ま
しくは１６〜３３（ｇ・ｃｍ）の柔らかい金属コードを
採用することにより、後で述べるようにコードの曲げを
容易とし、カーカスの損傷を防止するのに役立たせてい
る。

【００２０】次に、ベルト層７は、ベルトコードをタイ
ヤ赤道ＣＬに対して傾けて配列した２枚以上、例えば４
枚のベルトプライから形成され、前記カーカス６に締め
付け効果を与え、トレッド部２の剛性を高めている。そ
してベルトコードとしては、カーカスコードと同様に、
金属コードが好ましく、必要に応じてナイロン、ポリエ
ステル、レーヨン等の有機繊維コードをも使用しうる。
なお本例では、ベルト層７は、金属コードを配列した４
枚のベルトプライから構成されている。

【００２１】又前記カーカス６の本体部６ａと折返し部
６ｂとの間には、硬質ゴム、例えばＪＩＳＡ硬度が７０
〜９５度程度のゴム組成物からなり、タイヤ子午断面に
おいて先細状にタイヤ半径方向外側にのびるビードエー
ペックス９が設けられビード部４を補強している。なお
ビード部４には、チェーファなどを設けて適宜補強する
のが良い。

【００２２】そして、本発明の重荷重用空気入りラジア
ルタイヤは、タイヤ軸を含むタイヤ子午断面において、
前記カーカス本体部６ａの中心線６ｃは、図２に示すよ
うに、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５％内圧状態（一点鎖線で示す）から、正規
内圧を充填した１００％内圧状態（実線で示す）とする
ときに、外方又は内方に変形する変形量ｆの最大値を
２．３mm以下としている。

【００２３】このように、内圧充填によるカーカス６の
変形量ｆの最大値上限をきわめて小さい範囲とすること
により、カーカス６に生じる歪みを小とすることがで
き、特にビード部４で生じやすいカーカスの損傷を抑制
しうる。

【００２４】なお、前記変形量ｆの最大値が２．３mmを
超える場合には、ビード部周辺のカーカスの歪みが大と
なる傾向にあり、ビード部の耐久性を向上する効果を発
揮し得ず、さらに好ましくは、前記変形量ｆの最大値を
１．５mm以下とする。

【００２５】又このような重荷重用空気入りラジアルタ
イヤは、正規リムにリム組みした前記１００％内圧状態
において、カーカス６の本体部中心線６ｃは、次のよう
な輪郭となる。

【００２６】図３に示すように、タイヤのビードベース
ラインＢＬから、タイヤ断面高さＨの１５％の距離ｈを
タイヤ半径方向外側に隔てた前記カーカス本体部の中心
線６ｃ上の点Ｂ、この点Ｂからタイヤ半径方向外側にの
びかつカーカスの本体部中心部６ｃと点Ｃで交差する線
分をＢＣ、この線分ＢＣに平行かつカーカスの本体部中
心線６ｃとカーカスの最大巾位置Ｍで接する直線Ｎとに
おいて、前記直線Ｎに接しかつ線分ＢＣを弦とする仮想
の基準円弧Ｖ（直線Ｎとは、点Ｅで接する）の曲率半径
Ｒｎと、前記点Ｃからカーカスの最大巾位置近傍までの
びる輪郭曲線の曲率半径Ｒとの比（Ｒ／Ｒｎ）が、０．
６５以上かつ０．９５以下であることを特徴としてい
る。なお、「カーカスの最大巾位置近傍までのびる」と
は、前記Ｃ点から曲率半径Ｒで少なくとも３０度以上好
ましくは４０度以上の円弧角の曲線としてのびることを
言う。

【００２７】即ち、本発明では、前記のように、内圧充
填過程におけるカーカス６の変形量ｆの最大値を小さく
規制しながらも、カーカスの最大巾位置Ｍから半径方向
外側の本体部中心線６ｃを自然平衡形状から大きく外す
点に特徴を有している。なお、前記基準曲線Ｖは、自然
平行形状とは元来別個のものであるが、自然平衡形状に
基づいた空気入りタイヤのカーカス輪郭は、カーカスの
最大巾位置Ｍより半径方向外側における本体部中心線６
ｃが、この基準曲線Ｖの円弧に極めて近接することが知
られている。本発明は、以上のような技術的構成によっ
て、サイドウォール部上方域での曲げ変形を増すことが
でき、この曲げ変形と逆相関関係にありかつ相対的にエ
ネルギーロスの大きい剪断変形を減少させることによ
り、全体として転がり抵抗を低減しつつ、バットレス部
周辺のゴム厚さを薄くし、発熱を抑えて耐久性を向上し
うる。しかも、ビード部４は、前記したようにカーカス
６の歪みが低減される結果、耐久性が向上する。なお好
ましくは前記比（Ｒ／Ｒｎ）は、０．６５〜０．７０と
しうる。

【００２８】又、本実施形態において、重荷重用空気入
りラジアルタイヤは、図２に示したように、前記タイヤ
子午断面におけるカーカスの本体部中心線６ｃが、前記
５％内圧状態から、前記１００％内圧状態まで変化する
ときに、前記最大巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側の
領域Ｕの変形量ｆｕが、最大巾位置Ｍでの変形量ｆｍよ
り小さくかつ実質的にゼロであり、しかも最大巾位置Ｍ
よりもタイヤ半径方向内側の領域Ｄの変形量ｆｄが、最
大巾位置での変形量ｆｍに比べてより大としている。

【００２９】このように、カーカスの本体部中心線６ｃ
の変形量を小とすると共に、前記最大巾位置Ｍよりタイ
ヤ半径方向内側の領域Ｄの変形量ｆｄを最大とすること
により、前記ビード部４の剛性を、耐久性を損なうこと
なく高めることができ、その結果、コーナリングパワー
の増大などによる操縦性能の向上を図りうる。なお、前
記最大巾位置の変形量ｆｍは、前記ｆｄの６０〜７５％
程度が好ましい。

【００３０】以上のような自然平衡形状から外れたカー
カスプロファイルは、歪みが大であるため、耐久性の面
から採用が控えられがちであり、又重荷重用タイヤのカ
ーカスコードとして一般に用いられていた金属コード
は、剛性が高く、自然平衡形状から大きく外れたプロフ
ァイルを生産すると、無理にカーカスコードを曲げるこ
とにより、カーカスコードの損傷などが生じるなど、生
産上の問題も考えられる。

【００３１】そこで、本実施形態では、カーカスコード
として、上記のようにテーバー剛性指数αが、３５（ｇ
・ｃｍ）以下、より好ましくは１６〜３３（ｇ・ｃｍ）
とし、しかも破断強度が８００〜１２００（Ｎ）の柔ら
かく加工容易な金属コード（例えば３／０．２mm＋７／
０．２３mm）を採用することにより、コードに無理な負
担をかけることなくカーカスプロファイルを容易に成形
して生産性をも向上させる利点がある。

【００３２】なお従来のカーカスコードに採用されてい
る金属コード（７×４／０．１７５、又は３＋９／０．
２３など）は、例えばテーバー剛性指数αが、４０〜４
８（ｇ・ｃｍ）程度、又破断強度は、１３００〜１６５
０（Ｎ）であることから、本実施形態のコードとは、明
瞭に異なることが理解される。

【００３３】

【実施例】タイヤサイズが、１０．００ Ｒ２２．５、
リムサイズ：７．５０×２２．５（１５°深底リム）、
内圧８．０kg／cm² である本発明のタイヤ（実施例１〜
６）並びに本発明に含まれない比較用のタイヤ（比較例
１〜４）を試作し、以下に示すテストにより性能を比較
した。

【００３４】（１）転がり抵抗 転がり抵抗試験機を用い、時速８０km／ｈ、荷重２７２
５kgｆで転がり抵抗を測定し、比較例１のタイヤを１０
０とする指数で表示した。指数が大きいほど転がり抵抗
が小さく良好である。

【００３５】（２）新品ビード耐久性 ドラム試験機を用い、荷重７２００kgｆの下、時速２０
km／ｈの低速で、試供タイヤを回転させるとともに、ビ
ード部が破壊又はクラックが大となったときまでの時間
を測定し、比較例１を１００とする指数で表示した。指
数が大きいほどビード耐久性に優れる。なお、このテス
トでは、速度が低いため、バットレス部付近では損傷は
生ぜず、ビード部の耐久性をチェックすることができ
る。

【００３６】（３）操縦性能 ２−Ｄ４車（１０トン積載）に試供タイヤをリム組みし
て装着し、ドライバーの官能により５点刻みの１００点
法にて評価した。数値の大きい方が良好である。なおカ
ーカス、ベルトの構成（各タイヤ共通）を表１に、テス
トの結果を表２に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】テストの結果、実施例のタイヤは、転がり
抵抗を減じつつ、ビード耐久性を向上していることが確
認できる。なお、前記比（Ｒ／Ｒｎ）が０．９５を超え
る場合（比較例２）及び比（Ｒ／Ｒｎ）が０．６５未満
の場合（比較例１）、いずれもサイドウォール上方域に
て曲げ変形を増大しえず、転がり抵抗の減少効果が小さ
い。又前記変形量ｆの最大値が２．３mmを超える場合
（比較例３、４）、やはりビード耐久性に劣ることが確
認できる。

【００４０】

【発明の効果】叙上の如く本発明の重荷重用空気入りラ
ジアルタイヤは、転がり抵抗を低減しつつ、ビード部の
耐久性を高めうる。又請求項３記載の発明では、生産性
をも向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すタイヤの断面図であ
る。

【図２】本発明によるカーカスの本体部中心線を示す概
念図である。

【図３】本発明によるカーカスの本体部中心線を示す概
念図である。

【図４】テーバー剛性指数を説明する線図である。

【図５】従来のカーカスの輪郭を示す断面図である。

【符号の説明】

２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ６ａ カーカスの本体部 ６ｂ カーカスの折り返し部 ６ｃ 本体部中心線 ７ ベルト層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を経てビ
   ード部に至る本体部にビードコアの回りを折り返して係
   止される折返し部を設けかつコードをタイヤ赤道に対し
   て７５〜９０゜の角度で配列したカーカスプライからな
   るカーカスと、 このカーカスの半径方向外側かつトレッド部内方に配さ
   れる複数枚のベルトプライからなるベルト層とを具えた
   重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、 タイヤ軸を含むタイヤ子午断面において、 タイヤを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５％内圧状態から、正規内圧を充填した１
   ００％内圧状態とするときに、前記カーカスの本体部
   が、外方又は内方に変形する変形量ｆは５％内圧状態の
   カーカス本体部中心線を基準としての最大値を２．３mm
   以下とし、 しかも前記１００％内圧状態では、タイヤのビードベー
   スラインに対してタイヤ断面高さＨの１５％の距離ｈを
   タイヤ半径方向外側に隔てた前記カーカスの本体部中心
   線上の点Ｂ、 この点Ｂからタイヤ半径方向外側にのびかつ前記カーカ
   スの本体部中心線と点Ｃで交差する線分ＢＣ、 この線分ＢＣに平行かつ前記カーカスの本体部中心線に
   その最大巾位置Ｍで接する直線Ｎとにおいて、 前記直線Ｎに接しかつ前記線分ＢＣを弦とする仮想の基
   準円弧の曲率半径Ｒｎと、前記カーカスの本体部中心線
   のうち、前記点Ｃから前記最大巾位置近傍までのびるシ
   ョルダ域の円弧の曲率半径Ｒとの比（Ｒ／Ｒｎ）が、
   ０．６５以上かつ０．９５以下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。
2. 【請求項２】前記タイヤ子午断面における前記カーカス
   の本体部中心線は、前記５％内圧状態から、前記１００
   ％内圧状態まで変化するときに、 前記最大巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側の領域の変
   形量ｆｕが、最大巾位置Ｍでの変形量ｆｍより小さくか
   つ実質的にゼロであり、 しかも最大巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向内側の領域の
   変形量ｆｄが、最大巾位置Ｍでの変形量ｆｍに比べてよ
   り大である請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタ
   イヤ。
3. 【請求項３】前記カーカススプライは、コード１本当た
   りのテーバー剛性指数αが３５（ｇ・ｃｍ）以下の金属
   コードを配列してなる請求項１記載の重荷重用空気入り
   ラジアルタイヤ。