JP2007045375A - 重荷重用チューブレスタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ビード耐久性を高く確保しながら、リム組み性やトウ欠け性を向上する。
【解決手段】 １５°テーパリムに装着されるタイヤ１のビードベース面ＳＡは、ビードベースラインＢＬに対して６〜１０°の角度αで直線状に傾斜する。チェーファゴム１２は、ビードベース面ＳＡ上の起点Ｐ１からタイヤ軸方向外側に傾斜してのびる境界線Ｋによりタイヤ軸方向内外のチェーファゴム部１３、１４に区分される。前記起点Ｐ１のトウ点Ｑｔからの長さＬ１は、ビードベース面の長さＬ０の１０〜３５％の範囲、かつ内のチェーファゴム部１３は、そのゴム硬度を６０〜７０°、しかも温度１００℃で７２時間放置した熱老化後の破断時の伸びを３００〜４５０％とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ビード耐久性を維持しながら、リム組み時のビードトウ部分におけるゴム欠け（トウ欠け）を抑制しうる重荷重用チューブレスタイヤに関する。

重荷重用チューブレスタイヤでは、高内圧かつ高荷重下で使用されるため、ビード部を高い接触圧力でリムに嵌合させる必要がある。そのため図４に示すように、タイヤのビードベース面ａ１を、このビードベース面ａ１が装着されるリム面の傾斜角度（１５°）よりも大な角度θで傾斜させるとともに、ビード部ａのトウ部分ａｔからヒール部分ａｈを経てビード外側面ａｏに至るリムとの接触領域に、ゴム硬度が８０°程度の硬質ゴムからなるビード外皮をなすチェーファゴムｂを形成している。このチェーファゴムｂは、前記トウ部分ａｔでは、空気不透過性のインナーライナゴムｃの内方端ｃ１を被覆保護するために、半径方向外方に立上がる立片部ｂ１を設けた構造が採用されている。

しかしこのようなタイヤでは、リム組みに際して前記トウ部分ａｔがリムフランジに引掛かり、リム組み性を損ねたり、トウ欠けが発生しやすいという問題がある。特に更生タイヤ等の使用期間の長いタイヤでは、劣化によりゴムが硬質化しているため、前記トウ欠けの傾向はより顕著となる。

そこで、チェーファゴムのゴム硬度を減じて伸びやすくすることで、トウ欠けを抑制することが提案されるが、斯かる場合にはリムとの接触圧を高く確保することができなくなり、ビード変形が大となるなどビード耐久性の低下を招く。又リム組み性を向上させるために、ビード部ａの内径を大きくすることも案出されるが、斯かる場合にも、リムとの接触圧が減じビード耐久性を低下させる。

このように、リム組み性やトウ欠け性と、ビード耐久性とは背反の関係があり、ビード耐久性を維持しながら、リム組み性やトウ欠け性を高めることは難しいことであった。

そこで本発明は、あえてビードベース面の傾斜角度をリム面の傾斜角度よりも低く減じるとともに、チェーファゴムを、ビードベース面上に起点を有する境界線によりタイヤ軸方向内外に区分し、かつ内のチェーファゴム部のゴム物性を特定することを基本として、ビード耐久性を高く確保しながら、リム組み性やトウ欠け性を向上しうる重荷重用チューブレスタイヤを提供することを目的としている。

特開２００２−５２９０９号公報

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カーカスプライを具え、かつ１５°テーパリムのリム面にタイヤのビードベース面が装着される重荷重用チューブレスタイヤであって、
前記ビード部は、前記ビードベース面と、該ビードベース面のタイヤ軸方向外端のヒール点に連なるビード外側面と、タイヤ軸方向内端のトウ点に連なるビード内側面とをなすチェーファゴムを有し、
かつタイヤをリムに装着することなく両側のビード部の前記ヒール点間の距離を、リム巾Ｗ０としたときのタイヤの子午断面において、
前記ビードベース面は、前記ヒール点を通るタイヤ軸方向のビードベースラインに対して６〜１０°の角度αで傾斜しかつ実質的に折曲がりのない直線状をなすとともに、
前記チェーファゴムは、前記ビードベース面上の起点Ｐ１からタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびる境界線によりタイヤ軸方向内外に区分される内のチェーファゴム部と、外のチェーファゴム部とからなり、しかも前記起点Ｐ１の前記トウ点からのビードベース面に沿う長さＬ１は、該ビードベース面の長さＬ０の１０〜３５％の範囲とし、
かつ内のチェーファゴム部は、そのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を６０〜７０°、しかも温度１００℃で７２時間放置した熱老化後の破断時の伸びを３００〜４５０％としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記境界線は、その半径方向外端点Ｐ２の前記トウ点からのビードベース面に沿う長さＬ２を、該ビードベース面の長さＬ０の２０〜５０％の範囲としたことを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記外のチェーファゴム部は、そのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を７０〜８３°としたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、ビード耐久性を高く確保しながら、リム組み性やトウ欠け性を向上することができる。

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、本発明の重荷重用チューブレスタイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された正規内圧状態における子午断面を示している。なお前記「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。

図１において、重荷重用チューブレスタイヤ１（以下タイヤ１という）は、１５°テーパリムにリム組みされるタイヤであって、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、トレッド部２の内方かつカーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。

前記ベルト層７は、２枚以上（重荷重用タイヤの場合、通常３、４枚）のベルトプライから形成される。本例では、前記ベルト層７が、スチール製のベルトコード（スチールコード）をタイヤ周方向に対して例えば６０±１０°の角度で配列した最内のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して３０°以下の小角度で配列したベルトプライ７Ｂ、７Ｃとの３層構造を有するものを例示しており、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２を補強している。

又前記カーカス６は、ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、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返すプライ折返し部６ｂを設けた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。このカーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した所謂ラジアル構造をなす。カーカスコードとしては、スチールコードの他、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードも採用しうる。

次に、図２に、タイヤをリムに装着することなく両側のビード部４の前記ヒール点Ｑｈ、Ｑｈ間の距離を、リム巾Ｗ０に一致させて保持した基準保持状態のタイヤのビード部４を示す。なお前記「ヒール点Ｑｈ」とは、前記リム面に装着されるビードベース面ＳＡのタイヤ軸方向外端を意味し、又ビードベース面ＳＡのタイヤ軸方向内端を「トウ点Ｑｔ」という。又前記ヒール点Ｑｈを通るタイヤ軸方向線を「ビードベースラインＢＬ」という。

図２に示すように、カーカス６の前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配されるとともに、ビード部４には、前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとを包むように、ビードコア５の廻りをカーカス６を介してＵ字に折り返すビード補強層９が設けられる。このビード補強層９は、スチールコード等の補強コードをタイヤ周方向に対して例えば１５〜６０゜の角度で配列したコードプライからなり、前記ビードエーペックスゴム８と協働してビード部４を補強しかつビード剛性を向上させる。

又前記プライ本体部６ａの内側には、タイヤ内腔面をなすインナーライナゴム層１０が、インスレーションゴム層１１を介して配される。このインナーライナゴム層１０は、例えばブチル系ゴム等を主体とした空気不透過性ゴムからなる。前記インスレーションゴム層１１は、インナーライナゴム層１０とプライ本体部６ａとの間に介在して半径方向内外にのびることにより、両者の接着力を高める高接着性ゴムであって、ゴム基材として天然ゴムを用いたもの、或いはカーカスプライ６Ａのトッピングゴムと同じゴムが好適である。このインスレーションゴム層１１の半径方向内端部１１Ｅは、前記ビード補強層９に接する略直線状の下面１１Ｓで終端している。この下面１１Ｓは、本例では、前記ビードベース面ＳＡと平行をなす。

又前記ビード部４には、ビード外皮をなすチェーファゴム１２が配される。このチェーファゴム１２は、前記ビードベース面ＳＡをなす基部１２Ａと、前記ビードベース面ＳＡに前記ヒール点Ｑｈで連なるビード外側面Ｓｏをなす外の立片部１２ｏと、前記ビードベース面ＳＡに前記トウ点Ｑｔで連なるビード内側面Ｓｉをなす内の立片部１２ｉとから形成され、又該内の立片部１２ｉより、前記インナーライナゴム層１０の半径方向内端部を被覆保護する。

そして本実施形態のタイヤでは、前記基準保持状態において、前記ビードベース面ＳＡは、実質的に折曲がりのない直線状をなすとともに、前記ビードベースラインＢＬに対して６〜１０°の角度αで傾斜している。

なお従来のビードベース面は、前記図４に示す如く、リム面の傾斜角度（１５°）よりも大な２つの角度θで２段傾斜する屈曲面をなすが、本実施形態においては、このビードベース面を、屈曲しない単一斜面で形成している。しかもビードベース面ＳＡのビードベースラインＢＬに対する角度αを、前記リム面の傾斜角度よりも小さい１０°以下に減じている。従って、前記トウ点Ｑｔにおけるタイヤ内径が増大し、リムフランジを乗り越す際の引っ掛りが軽減されるとともに、リム組み性が向上される。なお前記ヒール点Ｑｈにおけるタイヤ内径（ヒール径）Ｄｈは、従来と同様、リム径の９９．２〜９９．６％の範囲であり、これによってリムとの嵌合力は確保される。しかし、前記角度αが６°を下回った場合、内圧充填時や荷重負荷時において、前記トウ点Ｑｔ側がリム面から浮き上がる量が過大となる。その結果リムとの嵌合が不充分となってビード変形が大となり、ビード耐久性を低下させる。従って前記角度αを６〜１０°の範囲とするのが必要である。

さらに本実施形態では、図３に拡大して示すように、前記チェーファゴム１２を、前記ビードベース面ＳＡ上の起点Ｐ１からタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびる境界線Ｋにより、タイヤ軸方向内外のチェーファゴム部１３、１４に区分している。このとき、前記外のチェーファゴム部１４では、リムとの接触圧を高めて十分な嵌合力を得るために、ゴム硬度Ｈｓ２（デュロメータＡ硬さ）が７０〜８３°の範囲の硬質なゴムで形成している。これに対して、前記内のチェーファゴム部１３では、ゴム硬度Ｈｓ１（デュロメータＡ硬さ）が６０〜７０°の範囲かつ前記ゴム硬度Ｈｓ２より小のやや軟質のゴムで形成するとともに、温度１００℃で７２時間放置した熱老化後の破断時の伸びを３００〜４５０％の範囲に設定している。

このように、チェーファゴム１２を２つに区分し、トウ側の内のチェーファゴム部１３を軟質のゴムで形成している。そのため、リムフランジと引っ掛かった場合にも柔軟に変形でき、前記トウ点Ｑｔにおけるタイヤ内径の増大と相俟って、新品タイヤ或いは使用期間が短いタイヤにおいて、トウ欠け性を効果的に抑制できる。そのために前記ゴム硬度の差（Ｈｓ２−Ｈｓ１）を８．０°以上とするのが好ましい。

しかし、例えば更生タイヤ等の使用期間の長いタイヤでは、劣化によりゴムが硬質化しているため、これだけではトウ欠けを十分抑制することができない。そこで、温度１００℃で７２時間放置した熱老化後の破断時の伸びを３００〜４５０％とした、耐熱老化性に優れるゴムを使用することが必要となる。なお伸びが３００％未満では、更生タイヤ等におけるトウ欠けを十分抑制できず、逆に４５０％を超えると、ビード変形が大きくなりやすい。

又このような効果を有効に発揮するためには、前記境界線Ｋの起点Ｐ１と前記トウ点Ｑｔとの間のビードベース面ＳＡに沿う長さＬ１を、該ビードベース面ＳＡのビードベース面ＳＡに沿う長さＬ０の１０〜３５％の範囲とすることが重要である。これは、前記長さＬ１が３５％を超えると、前記基部１２Ａに占める内のチェーファゴム部１３の割合が過大となり、リム面との接触圧、即ちリムとの嵌合力を十分確保することができなくなるからである。逆に１０％未満では、トウ欠けの抑制効果が十分発揮されなくなる。又同理由で、前記境界線Ｋの半径方向外端点Ｐ２の前記トウ点Ｑｔからのビードベース面ＳＡに沿う長さＬ２を、前記ビードベース面の長さＬ０の２０〜５０％の範囲とするのが好ましい。なお前記長さの差（Ｌ２−Ｌ１) が過小であると、前記境界線Ｋが短くなって、該境界線Ｋで層間剥離が発生傾向となる。従って、前記差（Ｌ２−Ｌ１) は、長さＬ０の２０％以上であるのが好ましい。境界線Ｋの前記外端点Ｐ２を、前記チェーファゴム１２と前記インスレーションゴム層１１との界面Ｊ上に位置させるのが、前記層間剥離の抑制に好ましい。なおインスレーションゴム層１１のゴム硬度Ｈｓ３は、前記内のチェーファゴム部１３のゴム硬度Ｈｓ１よりも小である。

又前記外のチェーファゴム部１４のビードコア下における最小のゴム厚さｔは、１．５〜３．５ｍｍであり、これにより、ビードコア下におけるチェーファゴム１２のクラックを抑制しつつ、リムとの嵌合力を高く確保できる。

なお本願の作用効果は、ビードベース面ＳＡの前記長さＬ０が２０〜２８ｍｍとしたタイヤで有効に発揮される。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なく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造のタイヤ（２４５／７０Ｒ１９．５）を、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのリム組み性、トウ欠け性、ビード耐久性をテストし、その結果を表１に記載した。

（１）リム組み性；
一般作業者１０人により、試供タイヤをリム組機械（油圧式タイヤチエンジャー）を用いてリム（７．５０×１９．５）にリム組みし、その際のリム組み性を、「普通」／「良好」で評価した。そして、全体に占める「良好」の割合を表示した。値が高い方が良好である。

（２） トウ欠け性；
リム組みした試供タイヤに内圧（８５０ｋＰａ）を充填した後、温度１００℃の条件にて７日間放置し、熱劣化させたタイヤ（古品相当）を、各１０本用意した。そして各古品相当タイヤを、リム（７．５０×１９．５）に、リム組み／取り外しを行った際のトウ欠けの発生率の逆数を、比較例１を１００とした指数で表示した。値が高い方が良好である。なおより不利な条件でトウ欠け性を検証するため、リムフランジ先端に深さ５ｍｍのジグザグ状の周方向溝を形成している。

（３）ビード耐久性；
ドラム試験器を用い、内圧（８５０ｋＰａ）、荷重（４３．８９ＫＮ）、速度（２０ｋｍ／ｈ）の条件で走行させ、タイヤ損傷が発生するまでの走行時間を、比較例１を１００とした指数で表示している。値が大きいほど耐久性に優れている。

実施例のタイヤは、リム組み性やビード耐久性を損ねることなく、トウ欠け性が向上しているのが確認できる。

本発明の重荷重用チューブレスタイヤの一実施例を示す断面図である。 ビード部を拡大して示す断面図である。 その主要部をさらに拡大して示す断面図である。 従来タイヤのビード部を例示する断面図である。

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
６Ａ カーカスプライ
１２ チェーファゴム
１３ 内のチェーファゴム部
１４ 外のチェーファゴム部
ＢＬ ビードベースライン
Ｋ 境界線
Ｑｈ ヒール点
Ｑｔ トウ点
ＳＡ ビードベース面
Ｓｉ ビード内側面
Ｓｏ ビード外側面

Claims (3)

1. 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カーカスプライを具え、かつ１５°テーパリムのリム面にタイヤのビードベース面が装着される重荷重用チューブレスタイヤであって、
   前記ビード部は、前記ビードベース面と、該ビードベース面のタイヤ軸方向外端のヒール点に連なるビード外側面と、タイヤ軸方向内端のトウ点に連なるビード内側面とをなすチェーファゴムを有し、
   かつタイヤをリムに装着することなく両側のビード部の前記ヒール点間の距離を、リム巾Ｗ０としたときのタイヤの子午断面において、
   前記ビードベース面は、前記ヒール点を通るタイヤ軸方向のビードベースラインに対して６〜１０°の角度αで傾斜しかつ実質的に折曲がりのない直線状をなすとともに、
   前記チェーファゴムは、前記ビードベース面上の起点Ｐ１からタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびる境界線によりタイヤ軸方向内外に区分される内のチェーファゴム部と、外のチェーファゴム部とからなり、しかも前記起点Ｐ１の前記トウ点からのビードベース面に沿う長さＬ１は、該ビードベース面の長さＬ０の１０〜３５％の範囲とし、
   かつ内のチェーファゴム部は、そのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を６０〜７０°、しかも温度１００℃で７２時間放置した熱老化後の破断時の伸びを３００〜４５０％としたことを特徴とする重荷重用チューブレスタイヤ。
2. 前記境界線は、その半径方向外端点Ｐ２の前記トウ点からのビードベース面に沿う長さＬ２を、該ビードベース面の長さＬ０の２０〜５０％の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の重荷重用チューブレスタイヤ。
3. 前記外のチェーファゴム部は、そのゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）を７０〜８３°としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の重荷重用チューブレスタイヤ。

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