JP2007045375A - 重荷重用チューブレスタイヤ - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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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- 2005-08-12 JP JP2005234691A patent/JP2007045375A/ja active Pending
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