JP4023952B2

JP4023952B2 - Heavy duty pneumatic radial tire

Info

Publication number: JP4023952B2
Application number: JP17280099A
Authority: JP
Inventors: 健 ▲高▼橋; 規夫大本
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP2001001716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低速度かつ超重荷重条件で使用される産業車両用として好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ビード廻りの耐久性に優れた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】
産業車両用空気入りラジアルタイヤは、例えば、平均速度１５ｋｍ／ｈ以下の低速度で使用され、高内圧充填（７００ｋＰａ以上、一般には９００〜１０００ｋＰａ）で、かつタイヤ径方向の撓み率が２０％以上、時には２５％を超える超重荷重条件で使用されることがある。
【０００３】
一方、産業車両用空気入りラジアルタイヤには、通常、広幅平底リム又は傾斜座リムが用いられる。そのため、撓み率が大きい使用条件において、リムフランジ背面と接触する部分のタイヤ内部領域では、高内圧によるタイヤ内面からの内圧力とリムフランジからのリム反力により、タイヤ厚さ方向に繰り返し圧縮力が作用する。
【０００４】
一般にタイヤ構造において、カーカスプライの巻き上げ端やスチールフィニッシング等の補強材の端末が上述のような圧縮力を受ける領域に配置されていると、その端末ゴム部分からのセパレーションに結び付き易い。このような配置構造は、平底リムに装着されるトラックバス用タイヤでは多く採用されているが、特に高内圧でタイヤ径方向の撓み率が大きい産業車両用空気入りラジアルタイヤでは、端末ゴム部分への応力集中を避けることが困難であるため採用することができない。
【０００５】
そのため、産業車両用空気入りラジアルタイヤにおいては、荒れ地走行用重荷重用タイヤで一般に採用されているカーカス超ハイターンナップ構造と呼ばれる巻き上げ構造が採られている。この超ハイターンナップ構造はカーカス巻き上げ端をタイヤ最大幅位置近傍に配置することにより、タイヤのリムフランジ背面との接触領域にカーカス巻き上げ端を配置しないようにしたものである。
【０００６】
ところが、産業車両用空気入りラジアルタイヤは、撓み率が２０％以上と大きいため、たとえカーカス巻き上げ端をタイヤ最大幅位置近傍に配置しても、巻き上げ端に繰り返し圧縮力が作用することが避けられず、耐久性の確保が困難である。そのため、十分な耐久性を確保するためには、通常の荒れ地走行用重荷重用タイヤよりも更に高い巻き上げ端高さを設定することが必要である。例えば、通常の荒れ地走行用重荷重用タイヤでは正規内圧充填時におけるカーカス巻き上げ端高さはカーカスライン断面高さの４５〜６０％の範囲であるが、産業車両用空気入りラジアルタイヤでは５５〜７０％の範囲に設定されている。このようにカーカス巻き上げ端を高くした例として、特開平９−３１５１０７号公報に記載のタイヤが挙げられる。しかしながら、カーカス巻き上げ端を高く設定すると、カーカス層をビードコアの廻りに巻き上げることが困難になるため、タイヤの生産性が著しく低下するという問題があった。
【０００７】
また、産業車両用空気入りラジアルタイヤでは、その使用条件の特徴として、制駆動による高トルク負荷と旋回時のタイヤ据え切りによる捻じり変形がタイヤサイド部に掛かるため、上述のようにカーカス巻き上げ端を高く設定した場合、撓み変形によるカーカス巻き上げ端の耐久性を向上することは可能であるものの、代わりにカーカス巻き上げ端がタイヤ最大幅位置よりトレッド側に配置されることで、制駆動トルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形を受け易くなる。そのため、カーカス巻き上げ端近傍のタイヤ内面側に補強材を埋設し、これら補強材によりカーカス巻き上げ端をトルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形から保護する手法が採られている。しかしながら、このように補強材を埋設する手法では、タイヤの製造を煩雑にするばかりでなく、材料コストやタイヤ重量の増大を招いてしまうという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーカス層の巻き上げ端を高く設定することなく、かつ巻き上げ端に対する補強材を用いることなく、ビード廻りの耐久性を向上することを可能にした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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発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カーカス層を装架し、該カーカス層の両端部をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側に少なくとも２層の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層を備えた偏平率９０〜１００％の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記カーカス層の巻き上げ端高さＣＴＨをカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＣＴＨ＝（０．３５〜０．４５）×ＣＨとする一方で、タイヤを標準リムに装着した自立状態でのカーカスラインの設定条件として、
トレッド展開幅の５０％中央領域内でのカーカスライン曲率半径ｒφ(a) と、
タイヤ中心線位置におけるタイヤ回転軸からのカーカスライン高さＲＡとの関係を、ｒφ(a) ／ＲＡ＝１．４〜２．２とし、
カーカスライン最大幅位置高さＳＣＨをカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＳＣＨ＝（０．５〜０．６）×ＣＨとし、
カーカスライン最大幅位置でのカーカスライン曲率半径ｒφ(c) を、ｒφ(c) ＝（１．０〜３．５）×ｒφ(a) としたことを特徴とするものである。
【００１０】
このようにカーカス層の巻き上げ端高さＣＴＨをカーカスライン断面高さＣＨに対して上記範囲で低く設定することで、制駆動トルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形に起因するビード廻りの耐久性の低下を避け、かつ自立状態でのカーカスラインの設定条件を上記関係式から特定し、正規内圧充填時の無負荷状態から撓み状態への変形においてカーカス巻き上げ端近傍に生じる歪み分布を適正化することで、タイヤ径方向の撓み変形に起因するビード廻りの耐久性の低下を防止することが可能になる。
【００１１】
従って、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、カーカス層の巻き上げ端を高く設定することによる生産性の低下を伴うことなく、かつ巻き上げ端に対する補強材を用いることによる材料コストやタイヤ重量の増大などを伴うことなく、ビード廻りの耐久性を向上することができる。このような本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、低速度かつ超重荷重条件で使用される産業車両用として好適である。
【００１２】
本発明において、タイヤの自立状態とはタイヤを標準リムに完全嵌合するまで内圧を充填した後、充填内圧を５０ｋＰａに調整した無負荷状態を意味する。これに対して、正規内圧充填状態とはＪＡＴＭＡ最大空気圧を充填した状態を意味する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２は本発明の実施形態からなる産業車両用空気入りラジアルタイヤを例示するものである。図１において、左右一対のビード部１，１間には複数本のカーカスコードからなるカーカス層２が装架されている。このカーカス層２はタイヤ周方向に対して実質的に９０°のコード角度で配置され、そのタイヤ幅方向両端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されて巻き上げられている。トレッド部３におけるカーカス層２の外周側には少なくとも２層の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層４がタイヤ１周にわたって配置されている。これらベルト層４はコードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間でコードが互いに交差するようになっている。
【００１５】
図２において、カーカス巻き上げ端高さＣＴＨ、カーカスライン断面高さＣＨ、カーカスライン曲率半径ｒφ(a) 、カーカスライン高さＲＡ、カーカスライン最大幅位置高さＳＣＨ、カーカスライン曲率半径ｒφ(c) は、それぞれタイヤの自立状態（内圧５０ｋＰａ）での寸法を示すものである。また、各寸法にinf を付与した符号は正規内圧充填状態（内圧１０００ｋＰａ）での寸法を示すものである。
【００１６】
但し、カーカス巻き上げ端高さＣＴＨはタイヤのリムフランジ位置からカーカス巻き上げ端までのタイヤ径方向の高さである。カーカスライン断面高さＣＨはタイヤのリムフランジ位置からカーカスライン最大径までのタイヤ径方向の高さである。カーカスライン曲率半径ｒφ(a) はトレッド展開幅ＴＤＷの５０％中央領域内においてタイヤ子午線断面に沿って測定されるカーカスラインの曲率半径である。カーカスライン高さＲＡはタイヤ中心線位置におけるタイヤ回転軸からカーカスラインまでの高さである。カーカスライン最大幅位置高さＳＣＨはタイヤのリムフランジ位置からカーカスライン最大幅位置までのタイヤ径方向の高さである。カーカスライン曲率半径ｒφ(c) はカーカスライン最大幅位置においてタイヤ子午線断面に沿って測定されるカーカスラインの曲率半径である。
【００１７】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス巻き上げ端高さＣＴＨはカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＣＴＨ＝（０．３５〜０．４５）×ＣＨとなるように設定されている。一方、自立状態でのカーカスラインの設定条件として、以下の関係が成り立っている。
【００１８】
▲１▼トレッド展開幅ＴＤＷの５０％中央領域内でのカーカスライン曲率半径ｒφ(a) と、タイヤ中心線位置におけるタイヤ回転軸からのカーカスライン高さＲＡとの関係は、ｒφ(a) ／ＲＡ＝１．４〜２．２を満足する。
【００１９】
▲２▼カーカスライン最大幅位置高さＳＣＨはカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＳＣＨ＝（０．５〜０．６）×ＣＨを満足する。
【００２０】
▲３▼カーカスライン最大幅位置でのカーカスライン曲率半径ｒφ(c) は、ｒφ(c) ＝（１．０〜３．５）×ｒφ(a) を満足する。
【００２１】
▲４▼タイヤ偏平率を９０〜１００％に規定する条件として、カーカスライン最大幅Ｗ(c) はリム幅ＲＷに対し、Ｗ(c) ＝（１．３４〜１．４０）×ＲＷを満足する。
【００２２】
なお、上述したカーカスライン曲率半径ｒφ(a) は、トレッド半径をＴＲとし、トレッド展開幅ＴＤＷの５０％中央領域内でトレッド半径ＴＲが形成する角度をθとすると、θ＝（ＴＤＷ×０．５）／（２×ＴＲ）と近似されることから、下式（１）の近似式で表すことができる。但し、式（１）において、δ_cはタイヤ中心線位置でのトレッド表面からカーカス層までの厚さである、δ_c50は上記５０％中央領域の端部（１／４ポイント）でのトレッド表面からカーカス層までの厚さであり、Ｘθ＝ＴＲ×Ｓｉｎθ，Ｙθ＝ＴＲ×Ｃｏｓθである。
【００２３】
【数１】

上述のように自立状態でのカーカスラインを規定することにより、正規内圧充填時の無負荷状態でのカーカスラインは次のように誘導される。
【００２４】
▲１▼トレッド展開幅ＴＤＷの５０％中央領域内のカーカスライン曲率半径ｒφ(a)infは実質的に変化しないので、ｒφ(a) ≒ｒφ(a)infとなる。
【００２５】
▲２▼正規内圧充填下では、カーカスライン最大幅付近のカーカスライン曲率半径ｒφ(c)infはトレッド部のカーカスライン曲率半径ｒφ(a)infに対し、０．１〜０．４倍の範囲で平衡状態になろうとする。その結果、カーカスライン最大幅位置Ｐｃはタイヤ幅方向外側へ向けてビード寄りに大きく張り出した状態で平衡状態となる。
【００２６】
例えば、図３に示すように、自立状態でカーカスラインを平衡状態とした従来タイヤでは、カーカスライン最大幅付近におけるタイヤ幅方向外側への張り出し量は、カーカスライン最大幅の０〜２％であるが、図１に示す本発明タイヤではカーカスライン最大幅付近からリムフランジとタイヤとの接触開始点にかけてタイヤ幅方向外側へカーカスライン最大幅の３〜７％と大きく張り出す。
【００２７】
▲３▼上記張り出し量に基づいて、本発明タイヤではカーカスライン最大幅位置Ｐｃが自立状態から正規内圧充填状態への移行の過程においてビード寄りに大きく移動するので、自立状態のカーカスライン最大幅位置高さＳＣＨと正規内圧充填状態のカーカスライン最大幅位置高さＳＣＨinf との関係は、ＳＣＨinf ＝（０．７〜０．８５）×ＳＣＨとなる。このとき、カーカスライン最大幅位置高さＳＣＨinf をカーカスライン断面高さＣＨinf に対する比で見ると、ＳＣＨinf ＝（０．３８〜０．４５）×ＣＨinf となる。このようにカーカスライン最大幅位置高さＳＣＨが変化することにより、カーカス層の巻き上げ端付近がタイヤ内圧による最も変位の大きい位置となる。なお、図３の従来タイヤではカーカスライン最大幅位置Ｐｃは自立状態から正規内圧充填状態への移行の過程において僅かに移動するだけである。
【００２８】
▲４▼上記正規内圧充填状態において、カーカスライン最大幅Ｗ(c)infはリム幅ＲＷに対し、Ｗ(c)inf＝（１．３４〜１．４２）×ＲＷとなり、タイヤ偏平率が９０〜１００％の範囲になる。
【００２９】
次に、本発明のタイヤ構造による作用効果について説明する。図４及び図５はそれぞれ本発明タイヤと従来タイヤにおけるサイドウォール部を拡大して示すものであり、図１の破線部に対応する部分である。また、図４及び図５において、実線矢印は接地直下にあるときに生じる主歪みの方向と大きさを示し、破線矢印は接地対抗位置にあるときに生じる主歪みの方向と大きさを示す。
【００３０】
本発明タイヤでは、自立状態から正規内圧充填状態への移行の過程において、タイヤ子午線断面における輪郭がカーカスライン最大幅位置でタイヤ幅方向外側に張り出し変形して平衡状態となる。そのため、自立状態から正規内圧充填状態への移行の過程でカーカスラインをなるべく変化させない従来タイヤに比べて、正規内圧充填状態においてカーカスライン外側のサイドウォールゴムに生じる主歪みがタイヤ径方向に大きくなる。
【００３１】
このカーカスライン最大幅位置の近傍にカーカス層の巻き上げ端を配置すると、図４に示すように巻き上げ端付近での主歪みは、正規内圧充填状態では従来タイヤに比べて大きくなる代わりに、撓み状態でもカーカスコード配向方向に沿った一軸引っ張り方向成分の分布を示すようになる。そのため、タイヤの撓みによって生じる繰り返し変形に対して端末ゴムの動きが一方向のままとなるので、セパレーション等の破壊に対して有利に作用する。特に、正規内圧充填状態においてタイヤ径方向に作用する主歪みのレベルが高いので、撓み率が高い使用条件下であっても、撓み状態でカーカス層の巻き上げ端付近の主歪み方向が変化するのを回避することができる。
【００３２】
一方、図５に示す従来タイヤでは主歪み方向がタイヤの撓みに応じて互いに交差する二軸方向に変化するためセパレーション等の破壊を生じ易い。そのため、従来タイヤでは撓み状態で主歪み方向が変化しないようにカーカス層の巻き上げ端をカーカスライン最大幅位置よりトレッド側に配置する必要がある。しかるに、カーカス層の巻き上げ端をカーカスライン最大幅位置よりトレッド側に配置すると、制駆動時のトルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形を受け易くなるため、巻き上げ端近傍のタイヤ内面側に補強材を埋設する必要がある。
【００３３】
これに対して、本発明タイヤでは上述したように繰り返し撓み変形により発生する主歪みによる故障破壊の危険性が低いことから、カーカス層の巻き上げ端をカーカスライン最大幅位置に比べて同等か、或いはビード側の低い位置に配置することができる。従って、カーカス層の巻き上げ端を高く設定することによる生産性の低下を伴うことなく、かつ巻き上げ端に対する補強材を用いることによる材料コストやタイヤ重量の増大などを伴うことなく、ビード廻りの耐久性を向上することができる。
【００３４】
本発明において、カーカス巻き上げ端高さＣＴＨをカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＣＴＨ＝（０．３５〜０．４５）×ＣＨとすることが必要である。カーカス巻き上げ端高さＣＴＨがカーカスライン断面高さＣＨの４５％を超えると、カーカス巻き上げ端が制駆動時のトルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形を受け易くなり、逆に３５％未満であるとカーカス巻き上げ端への撓み変形の影響を避けられなくなる。
【００３５】
【実施例】
以下の構成を備えたタイヤについて、耐久性の評価を実施した。

【００３６】
【表１】

【００３７】
なお、図７の従来タイヤ１においては、カーカス巻き上げ端の位置を中心にタイヤ内面を補強することで、巻き上げ端が制駆動トルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形を受け難い構造が採られている。具体的には、タイヤ内面側に１２６０Ｄ／２のナイロンコードからなる２層の補強層６をタイヤ周方向に対して７０°で互いに交差するように配置した。更に、カーカス層からインナーライナー層表面までの厚さを、図６の本発明タイヤと図８の従来タイヤ２では５．７ｍｍとしているのに対し、図７の従来タイヤ１では１４．５ｍｍの厚さまで補強した。
【００３８】
これら評価タイヤは、１４００Ｒ２４ＪＡＴＭＡ第１種を適用すると、新品寸法の最大幅４０１ｍｍ、外径１３３７〜１３９８ｍｍに対して、いずれも規格内の数値になっていた。
【００３９】
耐久性の評価
室内ドラム試験機では、制駆動トルクによる周方向の変形や据え切りによる捻じり変形をタイヤに掛けながら走行させる試験は、この種の大型サイズになると設備的に実施が困難であるため、各々のタイヤを実際に大型フォークリフトに装着して評価を行った。
【００４０】
その結果、従来タイヤ２（自立状態のカーカスラインが平衡状態にあるタイヤ）は、走行開始から３７００時間経過した時点でサイドウォール部の膨らみが確認され、切断調査によりカーカス巻き上げ端からのセパレーション故障が確認された。
【００４１】
一方、本発明タイヤ及び従来タイヤ１（タイヤ内面側を補強したタイヤ）は走行開始から７０００時間経過した時点でトレッドの摩耗が進み取り外し段階に至ったため切断調査を実施したところ、いずれのタイヤもカーカス巻き上げ端からの故障は確認されなかった。
【００４２】
なお、同一車両にバイアス構造のタイヤを装着した場合、最終寿命実績は３５００〜４５００時間であった。
これら実車評価結果から明らかなように、本発明タイヤは特別な補強を施さなくとも、補強材を備えた従来タイヤ１と同等の耐久性レベルにあることが判った。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、偏平率９０〜１００％の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層の巻き上げ端高さを低く設定することで、制駆動トルクによるタイヤ周方向の変形や据え切りによる捻じり変形に起因するビード廻りの耐久性の低下を避け、かつ自立状態でのカーカスラインの設定条件を特定し、正規内圧充填時の無負荷状態から撓み状態への変形においてカーカス巻き上げ端近傍に生じる歪み分布を適正化することで、タイヤ径方向の撓み変形に起因するビード廻りの耐久性の低下を防止することができる。
【００４４】
従って、カーカス層の巻き上げ端を高く設定することによる生産性の低下を伴うことなく、かつ巻き上げ端に対する補強材を用いることによる材料コストやタイヤ重量の増大などを伴うことなく、産業車両用としても十分なビード廻りの耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる産業車両用空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。
【図２】図１の空気入りラジアルタイヤの自立状態と正規内圧充填状態の寸法を示す説明図である。
【図３】従来タイヤ（自立状態のカーカスラインが平衡状態にあるタイヤ）の自立状態と正規内圧充填状態の寸法を示す説明図である。
【図４】本発明タイヤのサイドウォール部に生じる主歪みの方向と大きさを示す断面図である。
【図５】従来タイヤ（自立状態のカーカスラインが平衡状態にあるタイヤ）のサイドウォール部に生じる主歪みの方向と大きさを示す断面図である。
【図６】評価試験に用いた本発明タイヤを示す半断面図である。
【図７】評価試験に用いた従来タイヤ（タイヤ内面側を補強したタイヤ）を示す半断面図である。
【図８】評価試験に用いた従来タイヤ（自立状態のカーカスラインが平衡状態にあるタイヤ）を示す半断面図である。
【符号の説明】
１ビード部
２カーカス層
３トレッド部
４ベルト層
５ビードコア
ＣＴＨ巻き上げ端高さ
ＣＨカーカスライン断面高さ
ｒφ(a) ５０％中央領域内でのカーカスライン曲率半径
ＲＡカーカスライン高さ
ＳＣＨカーカスライン最大幅位置高さ
ｒφ(c) カーカスライン最大幅位置でのカーカスライン曲率半径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heavy-duty pneumatic radial tire suitable for industrial vehicles used under low speed and ultra-heavy load conditions, and more particularly to a heavy-duty pneumatic radial tire excellent in durability around a bead.
[0002]
[Prior art]
The pneumatic radial tire for industrial vehicles is used at a low speed of, for example, an average speed of 15 km / h or less, is filled with high internal pressure (700 kPa or more, generally 900 to 1000 kPa), and has a tire radial deflection rate of 20% or more. Sometimes, it is used under super heavy load conditions exceeding 25%.
[0003]
On the other hand, wide pneumatic bottom rims or inclined seat rims are usually used for pneumatic radial tires for industrial vehicles. For this reason, in a condition where the deflection rate is large, in the tire inner region in contact with the back surface of the rim flange, the compression force is repeatedly applied in the tire thickness direction due to the internal pressure from the tire inner surface due to high internal pressure and the rim reaction force from the rim flange. Act.
[0004]
In general, in a tire structure, if the end of a reinforcing member such as a carcass ply or a steel finishing is disposed in a region that receives a compressive force as described above, the end rubber portion is likely to be separated. Such an arrangement structure is often used for truck bus tires mounted on a flat bottom rim. However, in the case of pneumatic radial tires for industrial vehicles, which have a high internal pressure and a large deflection rate in the tire radial direction, the end rubber part is used. Since it is difficult to avoid stress concentration, it cannot be adopted.
[0005]
Therefore, a pneumatic radial tire for an industrial vehicle employs a winding structure called a carcass super high-turn nap structure that is generally adopted for heavy duty tires for running on rough terrain. In this super high turn nap structure, the carcass winding end is disposed in the vicinity of the tire maximum width position so that the carcass winding end is not disposed in the contact area with the rear surface of the rim flange of the tire.
[0006]
However, since the radial radial tire for industrial vehicles has a large deflection rate of 20% or more, even if the carcass hoisting end is arranged in the vicinity of the tire maximum width position, it is avoided that the compressive force repeatedly acts on the hoisting end. Therefore, it is difficult to ensure durability. Therefore, in order to ensure sufficient durability, it is necessary to set a higher winding end height than a normal heavy-duty running heavy duty tire. For example, in normal heavy duty tires for running on rough terrain, the height of the carcass winding end when filled with normal internal pressure is in the range of 45-60% of the cross-sectional height of the carcass line, whereas in pneumatic radial tires for industrial vehicles, it is 55-70%. Is set in the range. As an example of raising the carcass winding end in this way, there is a tire described in JP-A-9-315107. However, if the carcass winding end is set high, it becomes difficult to wind up the carcass layer around the bead core, so that there is a problem that the productivity of the tire is remarkably lowered.
[0007]
Also, in the pneumatic radial tire for industrial vehicles, the characteristics of its use conditions are that the high torque load due to braking / driving and the torsional deformation due to the tire suspension during turning are applied to the tire side part. However, it is possible to improve the durability of the carcass hoisting end due to bending deformation, but instead, the carcass hoisting end is arranged on the tread side from the tire maximum width position, so that the tire with braking / driving torque It becomes easy to receive torsional deformation due to circumferential deformation and stationary. Therefore, a method is employed in which a reinforcing material is embedded on the inner surface of the tire near the carcass winding end, and the carcass winding end is protected from the deformation in the tire circumferential direction due to torque and torsional deformation due to stationary by these reinforcing materials. However, such a method of embedding a reinforcing material has a problem that not only the manufacture of the tire is complicated, but also the material cost and the tire weight are increased.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a heavy-duty pneumatic radial tire that can improve the durability around a bead without setting the winding end of the carcass layer high and using a reinforcing material for the winding end. There is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a heavy-duty pneumatic radial tire according to the present invention has a carcass layer mounted between a pair of left and right bead portions, and winds both ends of the carcass layer around the bead core from the inside to the outside of the tire. In the pneumatic radial tire for heavy loads with a flatness ratio of 90 to 100%, including a belt layer composed of at least two steel cord layers intersecting each other on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion,
A carcass line in a self-supporting state in which a tire is mounted on a standard rim, while the height CTH of the rolled-up end of the carcass layer is CTH = (0.35-0.45) × CH with respect to the carcass line cross-sectional height CH. As setting conditions for
Carcass line radius of curvature rφ (a) in the center region of 50% of the tread width,
The relationship with the carcass line height RA from the tire rotation axis at the tire center line position is rφ (a) /RA=1.4 to 2.2,
The carcass line maximum width position height SCH is set to SCH = (0.5 to 0.6) × CH with respect to the carcass line section height CH,
The carcass line curvature radius rφ (c) at the carcass line maximum width position is set to rφ (c) = (1.0 to 3.5) × rφ (a).
[0010]
Thus, by setting the carcass layer winding end height CTH to be lower than the carcass line cross-sectional height CH in the above range, the bead resulting from deformation in the tire circumferential direction due to braking / driving torque or torsional deformation due to stationary driving. Distortion distribution generated near the carcass hoisting end when the carcass line setting condition in the self-standing state is avoided from the above relational expression and the deformation from the no-load state to the bending state at the normal internal pressure filling is avoided. By optimizing, it becomes possible to prevent a decrease in the durability around the bead due to bending deformation in the tire radial direction.
[0011]
Therefore, the heavy-duty pneumatic radial tire of the present invention is not accompanied by a decrease in productivity due to setting the winding end of the carcass layer high, and increases the material cost and tire weight by using a reinforcing material for the winding end. The durability around the bead can be improved without any problems. Such a heavy-duty pneumatic radial tire of the present invention is suitable for industrial vehicles that are used at low speeds and super heavy loads.
[0012]
In the present invention, the self-supporting state of the tire means a no-load state in which the internal pressure is filled until the tire is completely fitted to the standard rim, and then the filling internal pressure is adjusted to 50 kPa. On the other hand, the normal internal pressure filling state means a state in which the JATMA maximum air pressure is filled.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
1 and 2 illustrate a pneumatic radial tire for an industrial vehicle according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a carcass layer 2 composed of a plurality of carcass cords is mounted between a pair of left and

right bead portions

1 and 1. The carcass layer 2 is arranged at a cord angle of substantially 90 ° with respect to the tire circumferential direction, and both ends in the tire width direction are folded around the bead core 5 from the inside of the tire and wound up. On the outer peripheral side of the carcass layer 2 in the tread portion 3, a belt layer 4 composed of at least two mutually intersecting steel cord layers is disposed over the circumference of the tire. These belt layers 4 are configured such that the cords are inclined with respect to the tire circumferential direction, and the cords cross each other between the layers.
[0015]
In FIG. 2, the carcass winding end height CTH, the carcass line section height CH, the carcass line curvature radius rφ (a), the carcass line height RA, the carcass line maximum width position height SCH, and the carcass line curvature radius rφ (c). Indicates the dimensions of the tire in a self-supporting state (internal pressure of 50 kPa). Moreover, the code | symbol which added inf to each dimension shows the dimension in a regular internal pressure filling state (internal pressure 1000kPa).
[0016]
However, the carcass winding end height CTH is the height in the tire radial direction from the tire rim flange position to the carcass winding end. The carcass line cross-sectional height CH is the height in the tire radial direction from the tire rim flange position to the carcass line maximum diameter. The carcass line radius of curvature rφ (a) is the radius of curvature of the carcass line measured along the tire meridian section in the center region of 50% of the tread development width TDW. The carcass line height RA is a height from the tire rotation axis to the carcass line at the tire center line position. The carcass line maximum width position height SCH is the height in the tire radial direction from the rim flange position of the tire to the carcass line maximum width position. The carcass line radius of curvature rφ (c) is the radius of curvature of the carcass line measured along the tire meridian cross section at the maximum carcass line width position.
[0017]
In the pneumatic radial tire, the carcass winding end height CTH is set such that CTH = (0.35 to 0.45) × CH with respect to the carcass line cross-sectional height CH. On the other hand, the following relationship is established as a setting condition of the carcass line in the self-supporting state.
[0018]
(1) The relationship between the carcass line curvature radius rφ (a) in the center region of 50% of the tread development width TDW and the carcass line height RA from the tire rotation axis at the tire center line position is rφ (a) / RA = 1.4-2.2 is satisfied.
[0019]
(2) The carcass line maximum width position height SCH satisfies SCH = (0.5 to 0.6) × CH with respect to the carcass line section height CH.
[0020]
(3) The radius of curvature of the carcass line rφ (c) at the position of the maximum width of the carcass line satisfies rφ (c) = (1.0 to 3.5) × rφ (a).
[0021]
(4) As a condition for defining the tire flatness ratio to 90 to 100%, the maximum carcass line width W (c) satisfies W (c) = (1.34 to 1.40) × RW with respect to the rim width RW. To do.
[0022]
Note that the carcass line curvature radius rφ (a) described above is θ = (TDW × 0...) Where the tread radius is TR and the angle formed by the tread radius TR in the center region of 50% of the tread development width TDW is θ. 5) / (2 × TR), it can be represented by the following approximate expression (1). However, in the formula (1), δ _c is the thickness from the tread surface to the carcass layer at the tire center line position, and δ _c50 is the tread surface at the end portion (1/4 point) of the 50% central region. To the carcass layer, and Xθ = TR × Sinθ and Yθ = TR × Cosθ.
[0023]
[Expression 1]

By defining the carcass line in the self-standing state as described above, the carcass line in the no-load state at the time of normal internal pressure filling is induced as follows.
[0024]
(1) The radius of curvature of the carcass line rφ (a) inf in the central region of 50% of the tread development width TDW does not substantially change, so rφ (a) ≈rφ (a) inf.
[0025]
(2) Under normal internal pressure filling, the carcass line radius of curvature rφ (c) inf near the maximum width of the carcass line is in the range of 0.1 to 0.4 times the carcass line radius of curvature rφ (a) inf of the tread. Tries to reach equilibrium. As a result, the carcass line maximum width position Pc is in an equilibrium state in a state where the carcass line maximum width position Pc protrudes largely toward the bead toward the outer side in the tire width direction.
[0026]
For example, as shown in FIG. 3, in a conventional tire in which the carcass line is in an equilibrium state in a self-supporting state, the amount of protrusion outward in the tire width direction near the carcass line maximum width is 0 to 2% of the carcass line maximum width. However, in the tire of the present invention shown in FIG. 1, the carcass line has a maximum width of 3 to 7% of the carcass line maximum width from the vicinity of the carcass line maximum width to the contact start point between the rim flange and the tire.
[0027]
(3) Based on the amount of overhang, the maximum width position Pc of the carcass line in the tire of the present invention moves greatly toward the bead during the transition from the self-supporting state to the normal internal pressure filling state. The relationship between the height SCH and the carcass line maximum width position height SCHinf in the normal internal pressure filling state is SCHinf = (0.7 to 0.85) × SCH. At this time, when the carcass line maximum width position height SCHinf is viewed as a ratio to the carcass line cross-sectional height CHinf, SCHinf = (0.38 to 0.45) × CHinf. Thus, by changing the carcass line maximum width position height SCH, the vicinity of the wound-up end of the carcass layer becomes the position where the displacement is the largest due to the tire internal pressure. In the conventional tire shown in FIG. 3, the carcass line maximum width position Pc only slightly moves during the transition from the self-standing state to the normal internal pressure filling state.
[0028]
(4) In the normal internal pressure filling state, the maximum carcass line width W (c) inf is W (c) inf = (1.34-1.42) × RW with respect to the rim width RW, and the tire flatness is 90. It will be in the range of ~ 100%.
[0029]
Next, the effect by the tire structure of this invention is demonstrated. 4 and 5 are enlarged views of the sidewall portions of the tire of the present invention and the conventional tire, respectively, corresponding to the broken line portion of FIG. 4 and 5, the solid line arrows indicate the direction and magnitude of the main strain that occurs when directly under the ground, and the broken line arrow indicates the direction and magnitude of the main strain that occurs when at the grounding opposing position.
[0030]
In the tire of the present invention, in the process of transition from the self-supporting state to the normal internal pressure filling state, the contour in the tire meridian cross-section projects outwardly in the tire width direction at the carcass line maximum width position and becomes an equilibrium state. Therefore, compared to conventional tires that do not change the carcass line as much as possible in the process of transition from the self-supporting state to the normal internal pressure filling state, the main strain generated in the sidewall rubber outside the carcass line in the normal internal pressure filling state increases in the tire radial direction. .
[0031]
When the winding end of the carcass layer is disposed in the vicinity of the maximum width position of the carcass line, the main strain in the vicinity of the winding end is larger than that of the conventional tire in the normal internal pressure filling state as shown in FIG. However, the distribution of the uniaxial tension direction component along the carcass cord orientation direction is shown. Therefore, the movement of the terminal rubber remains in one direction with respect to repeated deformation caused by the tire bending, which is advantageous for destruction such as separation. In particular, since the level of main strain acting in the tire radial direction in the normal internal pressure filling state is high, the main strain direction in the vicinity of the winding end of the carcass layer changes in the bent state even under use conditions where the deflection rate is high. Can be avoided.
[0032]
On the other hand, in the conventional tire shown in FIG. 5, the main strain direction changes to biaxial directions intersecting with each other in accordance with the deflection of the tire, so that breakage such as separation easily occurs. Therefore, in the conventional tire, it is necessary to arrange the winding end of the carcass layer on the tread side from the carcass line maximum width position so that the main strain direction does not change in the bent state. However, if the winding end of the carcass layer is arranged on the tread side from the maximum width position of the carcass line, the tire inner surface near the winding end is likely to be subject to deformation in the tire circumferential direction due to torque during braking and torsional deformation due to stationary. It is necessary to embed a reinforcing material on the side.
[0033]
On the other hand, in the tire of the present invention, as described above, since the risk of failure destruction due to the main strain generated by repeated bending deformation is low, the winding end of the carcass layer is equivalent to the maximum width position of the carcass line, or It can be arranged at a low position on the bead side. Therefore, the durability around the bead is not accompanied by a decrease in productivity due to setting the winding end of the carcass layer high, and without an increase in material cost and tire weight due to the use of a reinforcing material for the winding end. Can be improved.
[0034]
In the present invention, the carcass winding end height CTH needs to be CTH = (0.35 to 0.45) × CH with respect to the carcass line section height CH. When the carcass hoisting end height CTH exceeds 45% of the carcass line cross-sectional height CH, the carcass hoisting end is likely to be subject to deformation in the tire circumferential direction due to torque during braking and torsional deformation due to stationary, and 35 If it is less than%, the influence of bending deformation on the carcass winding end cannot be avoided.
[0035]
【Example】
Durability evaluation was performed on tires having the following configurations.

[0036]
[Table 1]

[0037]
In the conventional tire 1 shown in FIG. 7, the inner surface of the tire is reinforced around the position of the carcass winding end, so that the winding end is less susceptible to deformation in the tire circumferential direction due to braking / driving torque and torsional deformation due to stationary driving. Has been adopted. Specifically, two reinforcing layers 6 made of nylon cord of 1260D / 2 were arranged on the tire inner surface side so as to intersect each other at 70 ° with respect to the tire circumferential direction. Further, the thickness from the carcass layer to the inner liner layer surface is set to 5.7 mm in the tire of the present invention in FIG. 6 and the conventional tire 2 in FIG. 8, whereas in the conventional tire 1 in FIG. Reinforced.
[0038]
When 1400R24 JATMA type 1 was applied to these evaluation tires, all of them were numerical values within the standard with respect to the maximum width of new dimensions of 401 mm and the outer diameter of 1337 to 1398 mm.
[0039]
Durability Evaluation With an indoor drum testing machine, it is difficult to carry out tests that run while applying circumferential deformation due to braking / driving torque or torsional deformation due to stationary driving on a tire when this type of large size is used. Therefore, each tire was actually mounted on a large forklift and evaluated.
[0040]
As a result, in the conventional tire 2 (the tire in which the self-supporting carcass line is in an equilibrium state), the bulge of the sidewall portion is confirmed at the time when 3700 hours have elapsed from the start of running, and the separation failure from the carcass winding end is confirmed by cutting investigation. confirmed.
[0041]
On the other hand, the tire of the present invention and the conventional tire 1 (the tire reinforced with the inner surface of the tire) were subjected to a cutting investigation because the tread was worn out and reached the removal stage after 7000 hours from the start of running. No failure from the winding end was confirmed.
[0042]
In addition, when the tire of the bias structure was mounted on the same vehicle, the final life track record was 3500 to 4500 hours.
As is apparent from these actual vehicle evaluation results, it has been found that the tire of the present invention has a durability level equivalent to that of the conventional tire 1 provided with the reinforcing material without special reinforcement.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a pneumatic heavy duty tire with a flatness ratio of 90 to 100%, by setting the raised end height of the carcass layer low, deformation in the tire circumferential direction due to braking / driving torque can be reduced. Avoid lowering of the durability around the bead due to torsional deformation due to stationary, specify the conditions for setting the carcass line in a self-supporting state, and wind up the carcass when deforming from a no-load state to a bent state during normal internal pressure filling By optimizing the strain distribution generated in the vicinity of the end, it is possible to prevent a decrease in durability around the bead due to bending deformation in the tire radial direction.
[0044]
Therefore, it is not accompanied by a decrease in productivity due to setting the winding end of the carcass layer high, and without using a reinforcing material for the winding end, without increasing the material cost or tire weight, etc. Sufficient durability around the bead can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing a pneumatic radial tire for an industrial vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing dimensions of the pneumatic radial tire of FIG. 1 in a self-supporting state and a normal internal pressure filling state.
FIG. 3 is an explanatory view showing dimensions of a conventional tire (a tire in which a carcass line in a self-supporting state is in an equilibrium state) in a self-supporting state and a normal internal pressure filling state.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the direction and magnitude of main strain generated in a sidewall portion of the tire of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the direction and magnitude of main strain generated in a sidewall portion of a conventional tire (a tire in which a self-supporting carcass line is in an equilibrium state).
FIG. 6 is a half cross-sectional view showing a tire of the present invention used in an evaluation test.
FIG. 7 is a half cross-sectional view showing a conventional tire (tire reinforced on the inner surface side) used in an evaluation test.
FIG. 8 is a half cross-sectional view showing a conventional tire used in an evaluation test (a tire having a self-supporting carcass line in an equilibrium state).
[Explanation of symbols]
1 Bead part 2 Carcass layer 3 Tread part 4 Belt layer 5 Bead core CTH Winding end height CH Carcass line cross-sectional height rφ (a) Carcass line radius of curvature RA in the center region RA Carcass line height SCH Carcass line maximum width Position height rφ (c) Carcass line radius of curvature at the maximum width of carcass line

Claims

左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側に少なくとも２層の互いに交差するスチールコード層からなるベルト層を備えた偏平率９０〜１００％の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記カーカス層の巻き上げ端高さＣＴＨをカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＣＴＨ＝（０．３５〜０．４５）×ＣＨとする一方で、タイヤを標準リムに装着した自立状態でのカーカスラインの設定条件として、
トレッド展開幅の５０％中央領域内でのカーカスライン曲率半径ｒφ(a) と、タイヤ中心線位置におけるタイヤ回転軸からのカーカスライン高さＲＡとの関係を、ｒφ(a) ／ＲＡ＝１．４〜２．２とし、
カーカスライン最大幅位置高さＳＣＨをカーカスライン断面高さＣＨに対し、ＳＣＨ＝（０．５〜０．６）×ＣＨとし、
カーカスライン最大幅位置でのカーカスライン曲率半径ｒφ(c) を、ｒφ(c) ＝（１．０〜３．５）×ｒφ(a) とした重荷重用空気入りラジアルタイヤ。A carcass layer is mounted between a pair of left and right bead portions, and both ends of the carcass layer are wound around the bead core from the inside of the tire to the outside, and at least two layers intersect each other on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion. In a pneumatic radial tire for heavy loads with a flatness ratio of 90 to 100% provided with a belt layer made of a steel cord layer,
A carcass line in a self-supporting state in which a tire is mounted on a standard rim, while the height CTH of the rolled-up end of the carcass layer is CTH = (0.35-0.45) × CH with respect to the carcass line cross-sectional height CH. As setting conditions for
The relationship between the carcass line radius of curvature rφ (a) in the center region of 50% of the tread development width and the carcass line height RA from the tire rotation axis at the tire center line position is expressed as rφ (a) / RA = 1. 4-2.2,
The carcass line maximum width position height SCH is set to SCH = (0.5 to 0.6) × CH with respect to the carcass line section height CH,
A heavy-duty pneumatic radial tire in which a carcass line radius of curvature rφ (c) at the maximum carcass line width position is rφ (c) = (1.0 to 3.5) × rφ (a).