JP2003011622A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
重荷重用空気入りラジアルタイヤInfo
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Abstract
の境界面に発生する熱疲労によるセパレーション故障を
抑制し、耐久性を向上させることが可能な重荷重用空気
入りラジアルタイヤの提供。 【解決手段】 カーカス層4の端部をビード部3におけ
るビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側に折り返し
て巻き上げてカーカスライン最大幅位置P付近まで延在
させ、カーカス層未巻き上げ部4Aとカーカス層巻き上
げ部4aとの間に、ビードフィラー6を配置すると共に
ビードフィラー6に連接して軟質ゴムクッション層8を
介在させてなる。
Description
両に用いられる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関
し、更に詳しくは、ビード部においてカーカス層とビー
ドフィラーなどの隣接ゴム層との境界面に発生するセパ
レーション故障を改善す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。
下の低速度で使用されると共に高内圧充填(700kP
a以上、一般には900〜1000kPa)でかつ超重
荷重条件で使用される産業車両用空気入りラジアルタイ
ヤ、もしくは比較的低い充填空気圧(一般には300〜
450kPa)でありながら重荷重条件で使用される建
設車両用空気入りラジアルタイヤなどの重荷重用空気入
りラジアルタイヤは、高い荷重が負荷された条件下で使
用される。そのため、タイヤの縦撓み率が20%以上、
時には25%を越えることがしばしばある(通常、トラ
ック・バス用タイヤの縦撓み率は14%前後)。特に装
着されたリムのフランジとビード部外側面との接触開始
点からサイドウォール部にかけてタイヤ内部に大きな変
形が繰り返し発生し、その変形により大きな剪断歪みが
生じる。
は、ビードコアの廻りに折り返して巻き上げたカーカス
層の端部を走行中の変形が比較的小さなカーカスライン
最大幅位置付近まで延在させるといういわゆるカーカス
超ハイターンアップ構造が採られ、カーカス層のエッジ
に応力集中を招き難くして耐エッジセパレーション性を
高めるようにしている。
例を示す。11はトレッド部、12はサイドウォール
部、13はビード部、CLはタイヤセンターライン(タ
イヤ赤道線)である。カーカス層14の端部14aがビ
ードコア15の廻りにタイヤ内側から外側に折り返され
て巻き上げられており、その巻き上げ部が硬質ゴムフィ
ラー16Aと軟質ゴムフィラー16Bとからなるビード
フィラー16を挟み込むようにしてカーカスライン最大
幅位置付近まで延在している。トレッド部11のカーカ
ス層14の外側には複数のベルト層17がタイヤ1周に
亘って設けられている。
アルタイヤでは、サイドウォール部12の内部12aに
おいて、カーカス層14とその外側に隣接するビードフ
ィラー16との境界面に熱疲労によるセパレーション故
障が発生し易いという問題があり、その改善が強く求め
られていた。
ド部においてカーカス層とビードフィラーなどの隣接ゴ
ム層との境界面に発生する熱疲労によるセパレーション
故障を抑制し、耐久性を向上させることが可能な重荷重
用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビ
ード部間にスチールコードからなるカーカス層を装架す
ると共にトレッド部におけるカーカス層の外側にベルト
層をタイヤ1周に亘って配置し、該カーカス層の端部を
ビード部におけるビードコアの廻りにタイヤ内側から外
側に折り返して巻き上げてカーカスライン最大幅位置付
近まで延在させ、カーカス層未巻き上げ部とカーカス層
巻き上げ部との間に、前記ビードコアに連接された硬質
ゴムフィラーとこの硬質ゴムフィラーの外側に連接され
た軟質ゴムフィラーとからなるビードフィラーを配置す
ると共に該ビードフィラーに連接して軟質ゴムクッショ
ン層を介在させ、該軟質ゴムクッション層のタイヤ径方
向外側端を前記カーカス層の巻き上げ端よりもタイヤ径
方向外側に位置させる一方、該軟質ゴムクッション層の
タイヤ径方向内側端を、正規リムに組付けて正規内圧を
かけたときのタイヤ子午線方向断面におけるビード部外
側面とリムフランジとの接触開始点xから該リムフラン
ジに対する法線方向にビード部に引いた直線Lrよりも
タイヤ径方向内側に位置させたことを特徴とする。
カス層巻き上げ部との間にビードフィラーに連接して軟
質ゴムクッション層を介在させたので、大きな繰り返し
変形により高い剪断歪みが発生しても、カーカス層と隣
接ゴム層との境界面に生じる熱疲労を抑制することがで
きる。従って、熱疲労に起因するセパレーションの発生
を抑え、耐久性を向上させることができる。
の図面を参照しながら詳細に説明する。
タイヤの一例を示し、1はトレッド部、2はサイドウォ
ール部、3はビード部、CLはタイヤセンターラインで
ある。左右一対のビード部3、3間には、スチールコー
ドからなるカーカス層4が装架されている。ビード部3
にはビードコア5が埋設され、そのビードコア5のタイ
ヤ径方向外側にはビードフィラー6が配置されている。
された硬質ゴムフィラー6Aと、この硬質ゴムフィラー
6Aの外側に連接されてタイヤ径方向外側に延びる軟質
ゴムフィラー6Bとから構成されている。
の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されると共に、ビ
ードフィラー6を挟み込むようにしてカーカスライン最
大幅位置P付近まで延在している。トレッド部1のカー
カス層4の外側には、コードを層間で互いに交差させた
複数(図では4層)のスチールコードからなるベルト層
7がタイヤ1周に亘って設けられている。
巻き上げ部4aとの間には、ビードフィラー6に連接し
て軟質ゴムクッション層8が介在している。この軟質ゴ
ムクッション層8のタイヤ径方向外側端8Aは、カーカ
ス層4の巻き上げ端4bよりもタイヤ径方向外側に位置
している。タイヤ径方向外側端8Aがこのように位置し
ていないと、カーカス層4の巻き上げ端4bにエッジセ
パレーションを招き易くなる。
側端8Bは、正規リムに組付けて正規内圧をかけたとき
のタイヤ子午線方向断面におけるビード部外側面とリム
フランジRとの接触開始点xからリムフランジRに対す
る法線方向にビード部3に引いた直線Lrよりもタイヤ
径方向内側に位置している。ここで、正規リム、正規内
圧とは、2000年版のJATMAに規定される各タイ
ヤに見合うリム、内圧をいう。
側端8Bの正規リムの外径相当位置Qからの高さHb
は、直線Lrとカーカス層未巻き上げ部4Aとの交点y
までの外径相当位置Qからの高さHdの30〜90%の
範囲にするのが好ましい。
カーカス層の巻き上げ端4bからビードコア5方向に向
かって漸増し、カーカス層の巻き上げ端4bと直線Lr
との間で最大となるようにするのがよい。さらに、軟質
ゴムクッション層8とその外側に隣接する軟質ゴムフィ
ラー6Bとの肉厚を合計した厚さが、直線Lrとカーカ
ス層の巻き上げ端4bとの間で極大値を有するようにす
るのがよく、このように厚さにボリュームを持たせるこ
とにより、軟質ゴムフィラー6Bおよび軟質ゴムクッシ
ョン層8とこれらにに当接しながら延びるカーカス層巻
き上げ部4aとの境界面に作用する大きな剪断歪みを緩
和し、その境界面における剥離を抑制することができ
る。
成物は、ゴム100重量部に対しカーボン配合量が30
〜42重量部のものである。また、このゴム組成物は、
(株)東洋精機製作所製 粘弾性スペクトロメーターを
用いて、初期歪10%、振幅±2%、周波数20Hzで
測定した、60℃でのtan δが0.04〜0.08の低
発熱性のもので、軟質ゴムフィラー6Bを構成するゴム
組成物のtan δより小さくなっている。カーボン配合量
を30〜42重量部にしたのは、30重量部未満ではta
n δが低下して発熱は有利に作用するが、カーボンとし
ての補強効果の適正範囲を下回り、破断強度が低下し、
硬質ゴムフィラ−先端からのクラック発生の原因とな
り、逆に42重量部超では、ゴムの伸びが低下し、本来
の軟質ゴムクッション層としての機能が無くなる。
ラ−先端からクラック発生となるからである。ここで用
いるゴム、カーボンは、タイヤに通常用いるものでよ
く、特に限定されるものではない。また、60℃でのta
n δが0.04より小さいゴム配合は、先に記述した様
にカーボン量を減らした配合となり、補強効果が得られ
ない。逆に0.08より大きいと、タイヤ断面厚さが厚
い大型ラジアルタイヤでは、発熱による耐久性低下の影
響を受け易いため、ビード故障の原因となってしまう。
向外側端6aが直線Lrよりもタイヤ径方向外側に位置
し、かつ軟質ゴムクッション層8と軟質ゴムフィラー6
Bの間に介在している。軟質ゴムフィラー6Bのタイヤ
径方向外側端6bは、軟質ゴムクッション層8の厚さが
最大となる位置近傍に位置し、軟質ゴムフィラー6Bと
その内側に隣接する軟質ゴムクッション層8との肉厚を
合計した厚さが、直線Lrとカーカス層の巻き上げ端4
bとの間で最大になっている。また、硬質ゴムフィラー
6Aをタイヤ径方向外側方向に厚さが漸減する子午線方
向断面3角形状に形成し、そのタイヤ径方向外側端6a
を直線Lrよりもタイヤ径方向外側に位置せしめると共
に、軟質ゴムクッション層8のタイヤ径方向内側端8B
の位置からタイヤ径方向外側方向に向かってカーカス層
未巻き上げ部4Aから徐々に離間させるようにするとよ
い。タイヤ径方向外側端6aの正規リムの外径相当位置
Qからの高さHfは、直線Lrとカーカス層未巻き上げ
部4Aとの交点yまでの外径相当位置Qからの高さHd
の100%以上、120%未満の範囲にすればよい。1
00%未満であると、重荷重条件下でのタイヤ−リム嵌
合が不安定となり、ビード故障の原因となる。120%
以上だと、硬質ゴムフィラー先端からのセパレーション
が起る。
A硬度としては、52〜60にするとよい。また、軟質
ゴムフィラー6BのゴムのJIS−A硬度としては52
〜64、硬質ゴムフィラー6AのゴムのJIS−A硬度
としては80〜90の範囲にするのがよい。軟質ゴムク
ッション層8のゴム硬度は、軟質ゴムフィラー6Bのそ
れと同等かそれ以下になっている。
ルタイヤの他の例を示す。この実施形態では、軟質ゴム
クッション層8のタイヤ径方向外側端8Aをベルト層7
のエッジ部7aの内側に位置させ、軟質ゴムクッション
層8にベルトゴムクッション層を兼用させるようにした
ものである。図1では、ベルト層7のエッジ部7aの内
側にカーカス層4に沿って、ベルトゴムクッション層9
が設けられている。図2では、このベルトゴムクッショ
ン層9を兼ねるように、軟質ゴムクッション層8を延設
している。これにより、製造工程を増やすことなく軟質
ゴムクッション層8を新たに追加することができる。
上げ部4Aとカーカス層巻き上げ部4aとの間に、上述
した軟質ゴムクッション層8を介在させるようにしたの
で、カーカス層4と境界面との間に剪断歪みにより生じ
る熱疲労を抑制することが可能になるため、カーカス層
4と境界面における耐セパレーション性を高めることが
できる。
3種建設車両用タイヤ)を共通にし、軟質ゴムクッショ
ン層を設けた図1に示す本発明タイヤ(Hb=Hdの6
3%、Hf=Hdの110%)、この本発明タイヤにお
いて軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端を直線
Lrよりもタイヤ径方向外側に位置させたした比較タイ
ヤ(Hb=Hdの100%、Hf=Hdの110%)、
及び軟質ゴムクッション層を設けていない図3の従来タ
イヤとを試験タイヤとしてそれぞれ作製した。
の構造は、以下の通りである。
ゴムのJIS−A硬度は54であり、カーボン配合比は
ゴム100重量部に対し33重量部、60℃でのtan δ
は0.07である。各試験タイヤ共に、硬質ゴムフィラ
ーのゴムのJIS硬度は86、軟質ゴムフィラーゴムの
JIS硬度は54で共通である。 これら各試験タイヤ
を以下に示す測定条件により、耐久性の評価試験を行っ
たところ、表1に示す結果を得た。
19.5−2.5のリムに装着し、空気圧を300kPa
にして最大負荷能力12150kgの120%の負荷荷重
を加えてタイヤを撓ませ、カーカス層とビードフィラー
との境界面剥離によるタイヤ破壊が発生するまでの走行
時間を測定した。
は、境界面剥離によるタイヤ故障の発生を抑制し、耐久
性を大きく改善できることがわかる。なお、本発明タイ
ヤについては、800時間走行してもタイヤ破壊が発生
しないため、そこで試験を打ち切った。
未巻き上げ部とカーカス層巻き上げ部との間に上記のよ
うな軟質ゴムクッション層を介在させたため、ビード部
においてカーカス層とビードフィラーなどの隣接ゴム層
との境界面に発生するセパレーション故障をを抑制し、
耐久性を向上させることが可能になる。
例を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
の例を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
を示すタイヤ子午線方向半断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 左右一対のビード部間にスチールコード
からなるカーカス層を装架すると共にトレッド部におけ
るカーカス層の外側にベルト層をタイヤ1周に亘って配
置し、該カーカス層の端部をビード部におけるビードコ
アの廻りにタイヤ内側から外側に折り返して巻き上げて
カーカスライン最大幅位置付近まで延在させ、カーカス
層未巻き上げ部とカーカス層巻き上げ部との間に、前記
ビードコアに連接された硬質ゴムフィラーとこの硬質ゴ
ムフィラーの外側に連接された軟質ゴムフィラーとから
なるビードフィラーを配置すると共に該ビードフィラー
に連接して軟質ゴムクッション層を介在させ、該軟質ゴ
ムクッション層のタイヤ径方向外側端を前記カーカス層
の巻き上げ端よりもタイヤ径方向外側に位置させる一
方、該軟質ゴムクッション層のタイヤ径方向内側端を、
正規リムに組付けて正規内圧をかけたときのタイヤ子午
線方向断面におけるビード部外側面とリムフランジとの
接触開始点xから該リムフランジに対する法線方向にビ
ード部に引いた直線Lrよりもタイヤ径方向内側に位置
させた重荷重用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項2】 前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方
向内側端の正規リムの外径相当位置Qからの高さHb
が、前記直線Lrと前記カーカス層未巻き上げ部との交
点yまでの前記外径相当位置Qからの高さHdの30〜
90%の範囲にある請求項1記載の重荷重用空気入りラ
ジアルタイヤ。 - 【請求項3】 前記軟質ゴムクッション層の厚さが前記
カーカス層の巻き上げ端からビードコア方向に向かって
漸増し、該カーカス層の巻き上げ端と前記直線Lrとの
間で該厚さが最大となる請求項1又は2記載の重荷重用
空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項4】 前記軟質ゴムクッション層は、ゴム10
0重量部に対するカーボン配合量が30〜42重量部で
あって、60℃でのtan δが0.04〜0.08のゴム
組成物からなる請求項1、2又は3記載の重荷重用空気
入りラジアルタイヤ。 - 【請求項5】 前記硬質ゴムフィラーをタイヤ径方向外
側方向に厚さが漸減する子午線方向断面3角形状に形成
し、そのタイヤ径方向外側端を前記直線Lrよりもタイ
ヤ径方向外側に位置せしめると共に、前記軟質ゴムクッ
ション層のタイヤ径方向内側端の位置からタイヤ径方向
外側方向に向かって前記カーカス層未巻き上げ部から徐
々に離間させた請求項1乃至4のいずれか1項記載の重
荷重用空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項6】 前記軟質ゴムクッション層のゴムのJI
S−A硬度を52〜60、前記軟質ゴムフィラーのゴム
のJIS−A硬度を52〜64、前記硬質ゴムフィラー
のゴムのJIS−A硬度を80〜90にした請求項1乃
至5のいずれか1項記載の重荷重用空気入りラジアルタ
イヤ。 - 【請求項7】 前記軟質ゴムクッション層のタイヤ径方
向外側端を前記ベルト層のエッジ部の内側に位置させた
請求項1乃至6のいずれか1項記載の重荷重用空気入り
ラジアルタイヤ。
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