(57)【要約】【課題】ローターンアップ構造のカーカスプライを有する空気入りタイヤにおいて、カーカスプライの折返し端付近の歪を抑制できるようにする。【解決手段】カーカスプライ１４が、本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとを有し、折返し部１４Ｂの折返し端１４Ｃが、ビードベースラインＢＬを基準としてタイヤ半径方向外側にタイヤ断面高さＳＨの１５〜２８％の範囲に位置している。折返し部１４Ｂは、タイヤ半径方向内側から外側に向かって、本体部１４Ａに次第に近づく第１領域Ａ１と、タイヤ軸方向断面における正規リムのリムフランジ１８の曲率中心Ｏを通りタイヤ軸方向内側にタイヤ回転軸と平行に延びる直線Ｌ１と曲率中心Ｏを通りタイヤ幅方向内側かつタイヤ半径方向外側に４５°の方向に延びる直線Ｌ２とがなす角度範囲内に設けられ本体部１４Ａに沿うように近接又は接触する第２領域Ａ２と、本体部１４Ａから次第に離れる第３領域Ａ３とを有する。【選択図】図１
2014231259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードコアが埋設された一対のビード部と、
前記ビード部間を跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコアのタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返された折返し部とを有し、前記折返し部の末端に位置する折返し端が、ビードベースラインを基準としてタイヤ半径方向外側にタイヤ断面高さの１５〜２８％の範囲に位置すると共に、前記折返し部が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって、前記本体部に次第に近づく第１領域と、タイヤ軸方向断面における正規リムのリムフランジの曲率中心を通りタイヤ軸方向内側にタイヤ回転軸と平行に延びる直線と前記曲率中心を通りタイヤ幅方向内側かつタイヤ半径方向外側に４５°の方向に延びる直線とがなす角度範囲内に設けられ前記本体部に沿うように近接又は接触する第２領域と、前記本体部から次第に離れる第３領域とを有するカーカスプライと、
を備えた空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第２領域のタイヤ半径方向長さは、前記ビードベースラインから前記折返し端までのタイヤ半径方向の高さの５〜３０％であり、
前記第２領域における前記本体部と前記折返し部との間のプライ間ゲージは、前記カーカスプライのコード径の５０〜２００％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設車両用として好適な重荷重用の空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
カーカスプライの折返し端がビード部付近に位置する、いわゆるローターンアップ構造が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７８０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、カーカスプライの折返し端付近には、内圧成長によりカーカスプライの折返し部が引き抜かれることによる歪が生じる（第１の歪）。また、カーカスプライの折返し端付近には、内圧付与時及び荷重作用時におけるカーカスプライの倒れ込みによる歪が生ずる（第２の歪）。更に、カーカスプライの折返し端付近には、内圧付与時及び荷重作用時のリムフランジからの反力により、折返し端のタイヤ幅方向内側及び外側において夫々ゴムが押し出されることによる歪が生ずる（第３の歪）。上記した従来例のようなローターンアップ構造の場合、カーカスプライの折返し端におけるこれらの歪の影響が大きくなる。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、ローターンアップ構造のカーカスプライを有する空気入りタイヤにおいて、カーカスプライの折返し端付近の歪を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ビードコアが埋設された一対のビード部と、前記ビード部間を跨り、前記ビードコア間に位置する本体部と前記ビードコアのタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返された折返し部とを有し、前記折返し部の末端に位置する折返し端が、ビードベースラインを基準としてタイヤ半径方向外側にタイヤ断面高さの１５〜２８％の範囲に位置すると共に、前記折返し部が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって、タイヤ軸方向断面における正規リムのリムフランジの曲率中心を通りタイヤ軸方向内側にタイヤ回転軸と平行に延びる直線と前記曲率中心を通りタイヤ幅方向内側かつタイヤ半径方向外側に４５°の方向に延びる直線とがなす角度範囲内に設けられ前記本体部に次第に近づく第１領域と、前記本体部に沿うように近接又は接触する第２領域と、前記本体部から次第に離れる第３領域とを有するカーカスプライと、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、カーカスプライの折返し部に、第１領域、第２領域及び第３領域を設けているので、内圧成長によるカーカスプライの折返し端の引抜きが生じ難い。このため、カーカスプライの折返し端の位置がビードベースラインに近い、いわゆるローターンアップ構造であっても、折返し端付近の上記第１の歪を抑制できる。
【０００８】
第２領域では、カーカスプライの折返し部が、本体部に沿うように近接又は接触しているので、内圧付与時及び荷重作用時におけるカーカスプライの倒れ込みや、内圧付与時及び荷重作用時のリムフランジからの反力による、折返し端のタイヤ幅方向内側におけるゴムの押出しが抑制される。また第２領域のタイヤ幅方向外側では、タイヤ外面から折返し部までのタイヤ軸方向の幅が広くなっているので、単位面積あたりのゴムの押出し量が少なくなる。従って、折返し端付近の上記第２の歪及び第３の歪を抑制できる。
【０００９】
このように、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、カーカスプライの折返し端の位置がビードベースラインに近い、いわゆるローターンアップ構造のカーカスプライを有する空気入りタイヤにおいて、折返し端付近の歪を抑制することができる。
【００１０】
また、前記第２領域は、タイヤ軸方向断面における正規リムのリムフランジの曲率中心を通りタイヤ軸方向内側にタイヤ回転軸と平行に延びる直線と、該曲率中心を通りタイヤ幅方向内側かつタイヤ半径方向外側に４５°の方向に延びる直線とがなす角度範囲内に設けられている。
【００１１】
ここで、この角度範囲を外れた領域は、荷重作用時のリムフランジからの反力の影響が比較的少ない領域であり、この領域に折返し部の第２領域を配置する意義は乏しい。
【００１２】
このように折返し部の第２領域が、荷重作用時のリムフランジからの反力の影響が比較的大きい角度範囲に配置されているので、該リムフランジからの反力の影響による折返し端付近の歪を適切に抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第２領域のタイヤ半径方向長さは、前記ビードベースラインから前記折返し端までのタイヤ半径方向の高さの５〜３０％であり、前記第２領域における前記本体部と前記折返し部との間のプライ間ゲージは、前記カーカスプライのコード径の５０〜２００％である。
【００１４】
ここで、第２領域のタイヤ半径方向長さが、ビードベースラインから折返し端までのタイヤ半径方向の高さの５〜３０％を外れると、カーカスプライの折返し端付近の歪を抑制することが難しくなる。またプライ間ゲージがコード径の５０％を下回ると、カーカスプライのコード同士が接近し過ぎるため、好ましくない。またプライ間ゲージがコード径の２００％を上回ると、ゴム押出しの抑制効果が小さくなる。
【００１５】
請求項２に記載の空気入りタイヤでは、カーカスプライにおける本体部と折返し部との間のプライ間ゲージを適切に設定しているので、プライ間での故障の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、ローターンアップ構造のカーカスプライを有する空気入りタイヤにおいて、カーカスプライの折返し端付近の歪を抑制できる、という優れた効果が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の空気入りタイヤによれば、プライ間での故障の発生を抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】タイヤ軸方向断面において、空気入りタイヤのビード部を示す拡大断面図である。断面に対するハッチングは省略されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、例えば建設車両等に用いられる重荷重用の空気入りラジアルタイヤに係り、一対のビード部１２と、カーカスプライ１４と、を備えている。
【００２０】
本実施形態において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤ１０の回転軸（図示せず）と平行な方向であり、図１の左右方向（矢印ＸＯ−ＸＩ方向）である。矢印ＸＯがタイヤ幅方向外側を示し、矢印ＸＩがタイヤ幅方向内側を示している。また、タイヤ半径方向とは、タイヤ回転軸と直角をなす方向であり、図１の上下方向（矢印ＲＯ−ＲＩ方向）である。矢印ＲＯがタイヤ半径方向外側を示し、矢印ＲＩがタイヤ半径方向内側を示している。
【００２１】
「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２０１２年版のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指し、「正規内圧」とは、同様に、ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重に対する空気圧を指す。
【００２２】
タイヤ断面高さとは、標準リムに空気入りタイヤ１０を組み付け、正規内圧の８０％を充填し、荷重が無負荷の状態において、ビードベースラインＢＬからタイヤ半径方向最大位置までの距離を指す。ビードベースラインＢＬとは、タイヤ幅方向断面において、ビートベース１８Ａの輪郭と、リムフランジ１８Ｆの輪郭との交点の位置をいい、タイヤ半径方向において、正規リムのリム径の位置に相当する。
【００２３】
使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。
【００２４】
一対のビード部１２は、ビードコア１６が夫々埋設された部位であり、リム１８への空気入りタイヤ１０の組付け時に、該リム１８に対して嵌合する部位である。図１では、片方のビード部１２のみが示されている。
【００２５】
カーカスプライ１４は、一対のビード部１２間を例えばトロイド状に跨り、ビードコア１６間に位置する本体部１４Ａと、該ビードコア１６のタイヤ幅方向の内側から外側へ折り返された折返し部１４Ｂとを有している。このカーカスプライ１４は、図示しないコードをゴム被覆して構成されている。
【００２６】
空気入りタイヤ１０を正規リムに組み付け、正規内圧の８０％を充填し、無負荷とした状態において、折返し部１４Ｂの末端に位置する折返し端１４Ｃは、ビードベースラインＢＬを基準としてタイヤ半径方向外側に、タイヤ断面高さＳＨの１５〜２８％の範囲に位置している。換言すれば、ビードベースラインＢＬから折返し端１４Ｃまでのタイヤ半径方向の高さＨＣは、０．１５〜０．２８ＳＨである。従って、空気入りタイヤ１０は、カーカスプライの折返し端がタイヤ断面高さの中央部付近にある従来のタイヤ（図示せず）と比較して、折返し端１４Ｃの位置がビードベースラインＢＬに近い、いわゆるローターンアップ構造となっている。なお、ビードベースラインＢＬは、リム半径Ｒの位置に対応している。
【００２７】
ここで、数値範囲の下限を１５％としたのは、これを下回ると、折返し部１４Ｂの高さＨＣが低くなり過ぎ、カーカスプライ１４のタイヤ骨格としての機能が低下するからである。また数値範囲の上限を２８％としたのは、これを上回ると、荷重時に変形が大きい範囲にプライ端（カーカスプライ１４の折返し端１４Ｃ）が位置し、プライ端部の歪が増大するからである。
【００２８】
折返し部１４Ｂは、タイヤ半径方向内側から外側に向かって、本体部１４Ａに次第に近づく第１領域Ａ１と、タイヤ軸方向断面におけるリム１８（正規リム）のリムフランジ１８Ｆの曲率中心Ｏを通りタイヤ軸方向内側にタイヤ回転軸（図示せず）と平行に延びる直線Ｌ１と曲率中心Ｏを通りタイヤ幅方向内側かつタイヤ半径方向外側に４５°の方向に延びる直線Ｌ２とがなす角度範囲内に設けられ本体部１４Ａに沿うように近接又は接触する第２領域Ａ２と、本体部１４Ａから次第に離れる第３領域Ａ３とを有している。第３領域Ａ３のタイヤ半径方向外側の末端が、折返し端１４Ｃである。
【００２９】
直線Ｌ１，Ｌ２のなす角度をθとすると、角度θ＝１２°〜４５°である。換言すれば、第２領域Ａ２のタイヤ径方向内側端の位置（ビードベースラインＢＬから高さＨ１２の位置）と、タイヤ径方向外側端の位置（ビードベースラインＢＬから高さＨ２３の位置）は、何れも角度θ＝１２°〜４５°の範囲内に位置している。
【００３０】
ここで、θ＝０〜４５°の角度範囲を外れた領域は、荷重作用時のリムフランジ１８Ｆからの反力の影響が比較的少ない領域であり、この領域に折返し部１４Ｂの第２領域Ａ２を配置する意義は乏しい。
【００３１】
なお、必ずしも第２領域Ａ２のすべてがこの角度範囲に含まれる必要はなく、第２領域Ａ２の一部がこの角度範囲を超えて存在していてもよい。
【００３２】
また、第２領域Ａ２のタイヤ半径方向長さは、ビードベースラインＢＬから折返し端１４Ｃまでのタイヤ半径方向の高さＨＣの５〜３０％である。具体的には、０．０５ＨＣ≦Ｈ２３−Ｈ１２≦０．３０ＨＣである。
【００３３】
ここで、第２領域のタイヤ半径方向長さ（Ｈ２３−Ｈ１２）が、ビードベースラインＢＬから折返し端１４Ｃまでのタイヤ半径方向の高さＨＣの５〜３０％を外れると、カーカスプライ１４の折返し端１４Ｃ付近の歪を抑制することが難しくなる。
【００３４】
なお、第２領域Ａ２のタイヤ半径方向長さを、この範囲外とすることも可能である。
【００３５】
更に、第２領域Ａ２における本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとの間のプライ間ゲージＧは、カーカスプライ１４のコード径の５０〜２００％である。プライ間ゲージＧとは、タイヤ軸方向断面において、本体部１４Ａの法線方向での該本体部１４Ａのと折返し部１４Ｂのコード表面間の間隔である。コード径とは、コードの直径である。
【００３６】
ここで、プライ間ゲージＧがコード径の５０％を下回ると、カーカスプライ１４のコード同士が接近し過ぎるため、好ましくない。またプライ間ゲージＧがコード径の２００％を上回ると、ゴム押出しの抑制効果は小さくなる。
【００３７】
なお、プライ間ゲージＧは、この数値範囲に限られるものではない。
【００３８】
この他、空気入りタイヤ１０において、ビードコア１６、カーカスプライ１４の本体部１４Ａ及び折返し部１４Ｂで囲まれた領域には、硬いゴムからなる硬スティフナー２２が配置されている。この硬スティフナー２２の幅は、タイヤ半径方向外側に向かって漸減している。またビード部１２には、ゴムチェーファー２８が設けられている。
【００３９】
ビード部１２からサイドウォール部２０にかけての内部には、硬スティフナー２２よりも硬度が小さい軟スティフナー２３が配置されている。一点鎖線３２は、タイヤ外面側では、軟スティフナー２３とゴムチェーファー２８との境界を示し、タイヤ内面側では、ゴムチェーファー２８と内面ゴム３８との境界を示している。一点鎖線３４は、ゴムチェーファー２８とサイドゴム３６との境界を示している。そして一点鎖線４０は、サイドゴム３６と軟スティフナー２３との境界を示している。なお、サイドウォール部２０は、空気入りタイヤ１０において、ビード部１２とトレッド部（図示せず）とを連結する部位である。
【００４０】
第２領域Ａ２において、本体部１４Ａと折返し部１４Ｂ間には、ゴムが配置されている。このゴムは、硬スティフナー２２や軟スティフナー２３等である。なお、本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとの間のプライ間ゲージＧが小さく、コードを被覆するゴム同士が互いに接触する場合には、本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとの間に他のゴムが配置されていなくてもよい。
【００４１】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、カーカスプライ１４を、いわゆるローターンアップ構造としつつ、カーカスプライ１４の折返し部１４Ｂに、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３を設けている。従って、内圧成長によってカーカスプライ１４に張力が生じても、折返し端１４Ｃの引抜きが生じ難い。このため、カーカスプライ１４がローターンアップ構造であっても、折返し端１４Ｃ付近における歪（第１の歪）を抑制できる。
【００４２】
特に、第２領域Ａ２では、カーカスプライ１４の折返し部１４Ｂが、本体部１４Ａに沿うように近接又は接触しているので、内圧付与時におけるカーカスプライ１４の倒れ込みや、荷重作用時のリムフランジ１８Ｆからの反力による、折返し端１４Ｃのタイヤ幅方向内側におけるゴムの押出しが抑制される。また第２領域Ａ２のタイヤ幅方向外側では、タイヤ外面から折返し部１４Ｂまでのタイヤ軸方向の幅が広くなっているので、単位面積あたりのゴムの押出し量が少なくなる。従って、折返し端１４Ｃ付近でのカーカスプライ１４の倒れ込みによる歪（第２の歪）と、折返し端１４Ｃのタイヤ幅方向内側及び外側でのゴムの押出しによる歪（第３の歪）を抑制できる。
【００４３】
特に、折返し部１４Ｂの第２領域Ａ２が、荷重作用時のリムフランジ１８Ｆからの反力の影響が比較的大きい角度範囲（θ＝０〜４５°）に配置されているので、該リムフランジ１８Ｆからの反力の影響による折返し端１４Ｃ付近の歪（第２及び第３の歪）を適切に抑制することができる。
【００４４】
また、カーカスプライ１４における本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとの間のプライ間ゲージＧを適切に設定しているので、本体部１４Ａと折返し部１４Ｂとの間のプライ間での故障の発生を抑制することができる。
【００４５】
このように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、カーカスプライ１４の折返し端１４Ｃの位置がビードベースラインＢＬに近い、いわゆるローターンアップ構造のカーカスプライ１４を有する空気入りタイヤにおいて、折返し端１４Ｃ付近の歪を抑制することができる。またカーカスプライ１４をローターンアップ構造とすることにより、空気入りタイヤ１０の質量とコストを抑制することができる。
【００４６】
なお、ビード部１２におけるカーカスプライ１４以外の構成、例えばゴム層や補強層の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４７】
（試験例）
カーカスプライの折返し部に、本実施形態の第２領域Ａ２に相当する領域を有しない重荷重用の空気入りタイヤ（従来例）と、実施例に係る重荷重用の空気入りタイヤ（図１）について、タイヤ幅方向断面における折返し端のタイヤ幅方向外側及び外側でのせん断歪の有限要素解析を行った。
解析条件は次のとおりである。
タイヤサイズ：２３．５Ｒ２５  ＶＪＴｚ
リムサイズ：１９．５０／２．５
内圧：５００ｋＰａ
荷重（ラジアル方向）：１１９．０７ｋＮ（１２．１５ｔ）
解析結果は表１に示されるとおりである。Ｈ１２  図１のθ°とは、図１の曲率中心Ｏから第２領域のタイヤ径方向内側端とを直線Ｌ２で結んだときの、直線Ｌ１，直線Ｌ２がなす角度である。また、Ｈ２３  図１のθ°とは、図１の曲率中心Ｏから第２領域のタイヤ径方向外側端とを直線Ｌ２で結んだときの、直線Ｌ１，直線Ｌ２がなす角度である。
せん断歪の数値は、従来例を１００とした指数により示されており、数値が小さいほどせん断歪が小さく、良好な結果であることを示している。
【００４８】
この結果、実施例１〜３では、内圧負荷時と、内圧及び荷重負荷時の何れにおいても、また折返し端のタイヤ幅方向内側と外側の何れにおいても、従来例と比較して、せん断歪が減少することがわかった。このうち、せん断歪は、実施例２で最も小さく、実施例３で最も大きくなることがわかった。実施例３のせん断歪が最も大きくなったのは、高さＨ２３の位置の角度θが、４５°を超え５０°となっていることによるものと考えられる。
【００４９】
【表１】
2014231259.tif 000003
【符号の説明】
【００５０】
１０    空気入りタイヤ
１２    ビード部
１４    カーカスプライ
１４Ａ  本体部
１４Ｂ  折返し部
１４Ｃ  折返し端
１６    ビードコア
１８    リム
１８Ｆ  リムフランジ
Ａ１    第１領域
Ａ２    第２領域
Ａ３    第３領域
ＢＬ    ビードベースライン
Ｇ      プライ間ゲージ
Ｌ１      直線
Ｌ２      直線
Ｏ      曲率中心
Ｒ      リム半径
ＳＨ    タイヤ断面高さ
【図１】
2014231259.tif 000004