(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とからなり、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強するラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスプライと、該カーカスプライの外周に配置したベルトとを備え、カーカスプライはビードコア周りを巻上げた折返し部を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
上記タイヤの正規内圧を該タイヤとその適用リムとの組立体に充填して正規荷重を負荷し解放したときの組立体断面に関し、荷重負荷時におけるビード部表面のリムのフランジとの接触終端位置を通るカーカスプライからの法線と、タイヤ断面幅位置を通る直線との間に挟まれる領域内に、カーカスプライ折返し部の外側表面に沿ってカーカスプライコードの被覆ゴムより高い硬度をもつ硬質ゴム層を配置する一方、該硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側面に接合させると共に同上折返し部の外側表面に沿わせて上記被覆ゴムより低い硬度をもつ軟質ゴム層を配置して成ることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
上記硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側端が、上記法線のビード部表面位置と、該位置から測ってタイヤ断面高さの１０％に相当する高さ位置との間に存在し、硬質ゴム層は半径方向内側に最大厚さ部分を有し、この最大厚さは、その厚さ方向に測った折返し部からタイヤ表面までのゴム厚さの４０％以上であり、硬質ゴム層の１００％モジュラスが５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である請求項１に記載したタイヤ。
【請求項３】
上記軟質ゴム層の１００％モジュラスは２０kgf/cm2 以下である請求項１に記載したタイヤ。
【請求項４】
上記軟質ゴム層に対する上記硬質ゴム層の１００％モジュラス比の値は３倍以上である請求項２又は３に記載したタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラック、バス、産業車両や建設車両などの重車両の使途に供する重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、特にタイヤビード部の重量増加を伴うことなくビード部耐久性を向上させ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】
重車両に用いる重荷重用空気入りラジアルタイヤは負荷転動中ビード部に作用する力が大きいため、ビード部故障、主としてセパレーション故障が発生し勝ちであり、そのためこれまで耐セパレーション性を主とする各種のビード部耐久性向上手段が提案されていて、それらのうちナイロンチェーファやワイヤーチェーファなどの補強部材の追加配置によるビード部剛性の一層の向上や、カーカスラインの適正化による剛性配置の修正などが良く知られている。
【０００３】
これら改善手段は内圧充填時、荷重負荷時のサイドウォール部からビード部に至る間の部分の撓曲変形、いわゆる倒れ込み変形の抑制、タイヤ転動時のビード部における踏み込み部、蹴り出し部に発生する円周方向剪断変形の抑制に有効であり、この種の変形抑制手段はビード部耐久性向上に寄与するため広く採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記補強部材の追加配置は当然重量増加をもたらす上、材料費用及び製造工数の増加によるコストアップを招き、現状の厳しい価格競争時代にそぐわない。またカーカスラインの修正など重量増加によらない手段の適用は、確かに比較的マイルドな使用条件下で所期の効果を発揮する反面、使用条件が益々酷しくなる現状に適応することはできず、所期のビード部耐久性発揮に不十分であることが分かった。
【０００５】
重車両用タイヤのなかでも特に大型建設車両用空気入りラジアルタイヤではサイドウォール部の耐カット性向上のためカーカス折返し部の高さを他の種類のタイヤ対比大幅に高く設定し、時にタイヤ断面幅（最大幅）位置前後の高さに設定するいわゆるハイターンアップ構造を採用するのが一般であり、そのため折返し端部のセパレーション故障改善を主たる対象とする従来手段は何れも有効な改善手段とはなり難い。なぜならタイヤ転動中最も大きな歪が作用するのはリムのフランジ高さ近傍位置であり、しかも上記大型タイヤは負荷時の撓み率が他の種のタイヤ対比著しく大きいからである。
【０００６】
上記大型タイヤの場合は特に、上述したように大きな撓み率により負荷転動時にリムのフランジと接触する領域に存在する、折返し端から程遠い折返し途中部分のプライに沿いセパレーション故障（ビード部故障）が発生するのが特異な点である。よってこの大型タイヤの特異な故障に対し先に述べた従来の改善手段も含めた従来手段は何れも市場要求を満たすビード部耐久性発揮の決め手とならないのも止むを得ない。
【０００７】
従ってこの発明の目的は、タイヤ重量の増加やコスト上昇を伴うことなく、カーカスラインの適正化などでは対応できない程の過酷な使用条件の下でも十分なビード部耐久性を発揮し得る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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とからなり、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強するラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスプライと、該カーカスプライの外周に配置したベルトとを備え、カーカスプライはビードコア周りを巻上げた折返し部を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
上記タイヤの正規内圧を該タイヤとその適用リムとの組立体に充填して正規荷重を負荷し解放したときの組立体断面に関し、荷重負荷時におけるビード部表面のリムのフランジとの接触終端位置を通るカーカスプライからの法線と、タイヤ断面幅位置を通る直線との間に挟まれる領域内に、カーカスプライ折返し部の外側表面に沿ってカーカスプライコードの被覆ゴムより高い硬度をもつ硬質ゴム層を配置する一方、該硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側面に接合させると共に同上折返し部の外側表面に沿わせて上記被覆ゴムより低い硬度をもつ軟質ゴム層を配置して成ることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤ又はラジアルタイヤという）を一実施例に基づき以下詳細に説明する。
図１は、この発明による一実施例タイヤ２０を適用リム１０(JATMA YEAR BOOKに記載されたタイヤサイズに対応する適用リム）に組込んだ組立体の線図的要部断面図であり、いずれのタイヤ２０も上記YEAR BOOK に記載した最高空気圧（以下正規内圧と記す）を充填したときの、タイヤ断面幅（最大幅）部分の図示を省略したビード部〜サイドウォール部内側部分の左側断面図である。
【００１０】
図１において、タイヤ２０は一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２（いずれも片側のみ示す）とトレッド部（図示省略）からなり、ビード部１内に埋設したビードコア３相互間にわたりこれらビード部１、サイドウォール部２及びトレッド部を補強するラジアル配列コード、特にスチールコードのゴム被覆になる１プライのカーカスプライ４と、このカーカスプライ４の外周でトレッド部を強化するベルト（図示省略）とを備えるのは慣例に従う。
【００１１】
カーカスプライ４は本体としてのプライの他にビードコア３の回りをタイヤ内側から外側（以下単に内側、外側という）に向けて巻上げた折返し部４ｔを有し、図に示す例はハイターンアップである。カーカスプライ４は、２本の曲線にて簡略図解したが厚み中央にコード、望ましくはスチールコードを有し、その場合は１プライで構成するものとし、各コードの周囲は隙間なく被覆ゴムが取り囲む。
【００１２】
サイドウォール部２のゴム５は図示を省略したトレッド部側方からビード部１領域まで延び、ビード部１にてゴムチェーファ８とオーバーラップさせて連結する。そのときゴムチェーファ８の外側表面のタイヤ半径方向（以降半径方向と略す）外側端は配設目的からしてリム１０のフランジ１０ｆの外側縁を越える。
【００１３】
以上述べた各種構成部材とそれらの配置関係の下で、タイヤ２０とリム１０との組立体に正規内圧に対応する正規荷重を負荷すると、荷重直下位置のビード部１及びサイドウォール部２はタイヤ幅方向外側にそして半径方向内側に向け撓曲変形、いわゆる倒れ込み変形を生じる。この変形によりビード部１の外側表面がリム１０のフランジ１０ｆと接触する終端位置、すなわち半径方向最外側位置を図に符号Ａにて示すとき、位置Ａは図の矢印の向きに倒れ込みリム１０のフランジ１０ｆの位置Ａｆにとどまる。荷重負荷とそれからの解放で位置Ａの点は位置Ａｆと位置Ａとの間で離合を繰り返す最外側点であるから、ここでは位置Ａをタイヤ２０断面での最外側離合点と呼ぶ。
【００１４】
タイヤ２０とリム１０との内圧充填組立体断面において、最外側離合点Ａを通るカーカスプライ４の本体からの法線Ｌと、図示は省略したが図の上方のタイヤ断面幅位置を通る直線との間に挟まれる領域Ｒ内において、まずカーカスプライ４の折返し部４ｔの外側表面に沿って硬質ゴム層６（図中、特に太い斜線を施して示す）を配置するものとし、この硬質ゴム層６のゴム硬度はカーカスプライ４の被覆ゴム硬度より高いものとする。
【００１５】
次に硬質ゴム層６の半径方向内側で折返し部４ｔの外側表面に沿って軟質ゴム層７を配置する。この配置は硬質ゴム層６の半径方向内側端面Ｓに軟質ゴム層７の半径方向外側端面を接合させるものとし、また字句通り軟質ゴム層７のゴム硬度はカーカスプライ４の被覆ゴム硬度より低いことが必要である。
【００１６】
ここで、先に述べたサイドウォール部２からビード部１に至る間の倒れ込み変形が生じるとき、ビード部１はあたかもビードコア３を支点とする回転形態を採る。その結果、法線Ｌより半径方向内側での折返し部４ｔ、より正確には折返し部４ｔのコード、特にスチールコードより外側の領域ＲO に存在するゴムはリム１０のフランジ１０ｆとの間で著しく圧縮される。
【００１７】
この大きな圧縮による歪はフランジ１０ｆに沿って半径方向外側に向け軟質ゴム層７に大きな流動変位を生じさせるので、ゴムは大きな剪断変形を受けることになる。この剪断変形は繰り返しカーカスプライ４の折返し部４ｔの外側表面に伝達される結果、従来はタイヤ走行が進むにつれ折返し部４ｔのコード、特にスチールコードと被覆ゴムとの界面に、乃至コード近傍のゴムにセパレーションを発生させることになる。
【００１８】
これに対し前記構成になるビード部１は、領域ＲO より半径方向外側の領域Ｒにカーカスプライ４の被覆ゴム硬度より高い硬度をもつ硬質ゴム層６を折返し部４ｔに沿って配置しているので、タイヤへの荷重負荷転動に伴い発生するリム１０のフランジ１０ｆから伝達される軟質ゴム層７の流動は硬質ゴム層６があたかも堰止めるように働き、少なくとも軟質ゴム層７の流動変位量を抑制する。
【００１９】
この流動変位の抑制はカーカスプライ４の折返し部４ｔ外側表面に作用する剪断歪を大幅に低減し、これにより、元来折返し部４ｔに作用する剪断応力緩和を狙いとしてカーカスプライ４の被覆ゴムより低硬度の軟質ゴム層７を配置した効果はさらに顕著に高まり、セパレーション耐久性を改善することができる。いうならば硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との組合せ連係プレーの下でセパレーション耐久性を向上させるのである
【００２０】
硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との外側には、耐屈曲性や耐候性に優れたサイドウォールゴム５と、その半径方向下端でオーバーラップ接合するゴムチェーファ８を設けるのは慣例に従う。
【００２１】
また硬質ゴム層６はビード部１における半径方向内側からの軟質ゴム層７の流動変位を半径方向外側から抑制する役を有利に果たすため、硬質ゴム層６の半径方向内側端が最外側離合点Ａから大きくかけ離れて位置するのは好ましくなく、よって硬質ゴム層６の半径方向内側端は、最外側離合点Ａと、そこから測ってタイヤ断面高さの１０％に相当する高さ位置との間に存在する配置が望ましい。
【００２２】
また上記同様な流動抑制の役を果たす上で、硬質ゴム層６はある程度の厚さを有するのが望ましく、好適には最大厚さＴはこの厚さ位置の直線ｍ上で測った折返し部４ｔの外側ゴム厚さｔの４０％以上である。また上記同様に実際上硬質ゴム層６の１００％モジュラスは５０kgf/cm2 以上であることが望ましい。
【００２３】
また軟質ゴム層７の１００％モジュラスが２０kgf/cm2 以下であれば、硬質ゴム層６との組合せで折返し部４ｔに作用する剪断応力低減効果に十分に寄与し、さらに硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との１００％モジュラス差が大きい程剪断応力低減効果も大きくなるが、実際上は軟質ゴム層７に対する硬質ゴム層６の１００％モジュラス比の値が３倍以上であるのが適合する。
【００２４】
なお図１に示す符号９はスティフナであり、そのうち９ａは硬スティフナ、９ｂは軟スティフナであり、符号１１はインナーライナである点は従来構造に従うが、特に硬スティフナ９ａ、軟スティフナ９ｂは硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との関連で最適な硬度及び配列を考慮するのが良い。
【００２５】
【実施例】
建設車両用ラジアルタイヤ２０でサイズが３７．００Ｒ５７であり、カーカスプライ４は１プライでスチールコードのゴム被覆になる。ビード部１〜サイドウォール部２に至る構成について実施例１、２は図１に、実施例３は図２に、そして実施例４は図３に従う。実施例１〜４の図における主たる相違点は硬質ゴム層６の半径方向内側端位置にあり、該内側端位置の最外離合点Ａから測った高さはタイヤ断面高さの、実施例１、２は２％、実施例３は８％、実施例４は３％とした。
【００２６】
各実施例の効果を検証するため図４に同様断面を示す従来例のタイヤ２０Ａを準備した。従来例も含め表１に、ゴムの１００％モジュラス（kgf/cm2)につき、カーカスプライ４の被覆ゴムはカーカスゴムＭ100 （kgf/cm2)、硬質ゴム層６は硬質ゴム層Ｍ100 （kgf/cm2)、軟質ゴム層７は軟質ゴム層Ｍ100 （kgf/cm2)、そして硬質ゴム層６の厚さＴの折返し部外側ゴム厚さｔに対する比率（％）を硬質ゴム層厚さＴ比率（％）、とそれぞれ略記してそれぞれの値を示す。
【００２７】
【表１】
0003647977.tif 000002
【００２８】
上記５種類のタイヤを供試タイヤとして、ドラムによるビード耐久性試験により比較評価した。試験方法及び試験条件は下記の通り。
（１）ベルト故障を先行させず、確実にビード部故障が発生するように、トレッド部のトレッドゴムを削り取った。
（２）正規内圧７kgf/cm2 を充填し、表面速度１０km/hで回転するドラムに当初荷重は５１．５トン（約１００％ロード）を負荷し、所定時間走行後は段階的に荷重を増加させ、５種類のタイヤの何れか１種類のタイヤにビード部故障が生じたところで試験は全数打ち切りとする。
【００２９】
最初に従来例のタイヤに外観から明確に確認できるビード部故障（ビード部外側の故障）が発生したので、全タイヤの試験を打ち切り試験機から取り外してビード部故障の有無及び故障の程度を解剖により確かめた。
【００３０】
その結果、従来例は更めて解剖に付すまでもなく、著しいセパレーション故障がカーカスプライ折返し部の外側表面周りに発生していたのに対し、実施例１、３は折返し部４ｔの外側に外観からそれと認めることができない程度の微小なセパレーションが見出されたに過ぎず、実施例２、４にはセパレーションの兆候すら認めることができなかった。なお試みに新品タイヤ重量を測定しところいずれのタイヤも誤差範囲程度の微差に収まっていた。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、補強部材などの追加部材の配置を必要とせず、よってタイヤ重量増加を伴うことなく高生産性を保持した上で、ビード部耐久性を有効に向上させることができる重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による一実施例タイヤの要部断面図である。
【図２】この発明による別の実施例タイヤの要部断面図である。
【図３】この発明による他の実施例タイヤの要部断面図である。
【図４】従来タイヤの要部断面図である。
【符号の説明】
１  ビード部
２  サイドウォール部
３  ビードコア
４  カーカスプライ
４ｔ  折返し部
５  サイドウォールゴム
６  硬質ゴム層
７  軟質ゴム層
８  ゴムチェーファ
９  スティフナ
９ａ  硬スティフナ
９ｂ  軟スティフナ
１０  リム
１０ｆ  フランジ
２０、２０Ａ  重荷重用空気入りラジアルタイヤ
Ａ  荷重負荷時のビード部外側表面の半径方向最外側接触位置
Ｌ  位置Ａの点を通るカーカスプライからの法線
Ｒ  法線Ｌとタイヤ断面幅を通る直線との間の領域
ＲO 法線Ｌより半径方向内側の領域
ｍ  硬質ゴム層最大厚さ位置の直線
Ｔ  直線ｍ上の硬質ゴム層最大厚さ
ｔ  直線ｍ上の折返し部のゴム厚さ
Ｓ  硬質ゴム層の半径方向内側端縁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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