(57)【要約】【課題】ビード部の耐久性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビードコア３Ａに跨がってトロイダル状に延び、ビードコア３Ａに沿ってタイヤ幅方向内側から外側に向けて巻き上げた折返し部４Ｂを有し、折返し端部４Ｅのタイヤ径方向高さがタイヤセクションハイトの１５〜２８％の範囲に位置するカーカス４を有し、折返し端部４Ｅのタイヤ幅方向内側及び外側に少なくとも１層ずつ配置された補強層６を備える。補強層６の上端６１Ａ，６２Ａは、折返し端部４Ｅからタイヤ径方向外側に１０〜４０ｍｍの範囲に位置し、補強層６の下端６１Ｂ，６２Ｂは、折返し端部４Ｅからタイヤ径方向内側に２０〜５０ｍｍの範囲に位置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアに跨がってトロイダル状に延び、前記ビードコアに沿ってタイヤ幅方向内側から外側に向けて巻き上げた折返し部を有し、前記折返し部の終端部のタイヤ径方向高さがタイヤセクションハイトの１５〜２８％の範囲に位置するカーカスを有する重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
前記折返し部の前記終端部のタイヤ幅方向内側及び外側に少なくとも１層ずつ配置された、補強層を備え、
前記補強層のタイヤ径方向外側端部は、前記折返し部の前記終端部からタイヤ径方向外側に１０〜４０ｍｍの範囲に位置し、前記補強層のタイヤ径方向内側端部は、前記折返し部の前記終端部からタイヤ径方向内側に２０〜５０ｍｍの範囲に位置する、タイヤ。
【請求項２】
前記補強層は、前記折返し部のタイヤ幅方向内側及び外側に２層ずつ配置され、前記折返し部のタイヤ幅方向内側に配置された前記補強層は、前記タイヤ径方向内側及び外側端部の位置が相互に重複しないように配置され、前記折返し部のタイヤ幅方向外側に配置された前記補強層は、前記タイヤ径方向内側及び外側端部の位置が相互に重複しないように配置される、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記補強層は、前記タイヤ径方向内側及び外側端部の位置が、隣接する補強層のタイヤ径方向内側及び外側端部の位置と１０〜２０ｍｍずれるように配置される、請求項２に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記補強層の各々が、前記カーカスを形成するカーカスコードに対して傾斜した複数のコードによって形成され、前記補強層の前記コードが、隣接する補強層のコードとは前記カーカスコードに対して反対方向に傾斜する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記補強層の前記コードが、前記カーカスコードに対して３０°〜５０°傾斜する、請求項４に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記補強層の少なくとも１層の前記タイヤ径方向外側端部が、前記ビードコアの底面よりもタイヤ径方向外側に位置する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、建設車両に適した重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
大型ダンプカーなどの建設車両には、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤ）が使用される。建設車両に使用されるタイヤは、土木工事現場や鉱石採掘場の荒れた地表上で重い負荷を受けるという過酷な稼働条件を課されるため、荷重時におけるビード部の倒れ込みが大きく、大きいせん断歪が繰り返し入力される。
【０００３】
ビード部の倒れ込みを抑制する１つの手段として、硬質ゴムで形成されたビードフィラーやゴム付きキャンバスで形成されたチェーファーなどをビード部に備えたタイヤが、従来技術として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９９８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
重荷重用タイヤでは、ビード部の倒れ込みに対応するため、リムのフランジハイトが高く設定されている。そのため、カーカスの折返し端部がタイヤ最大幅よりも低い位置にある、いわゆるローターンアップ構造の場合、以下の３つの作用、（１）内圧成長によってカーカス折返し部が引き抜かれること、（２）内圧をかけるとカーカスが倒れ込むこと、（３）カーカスの倒れ込みとリムフランジからの反力とによってゴムが押し出されること、によって、折返し端部に歪が集中する。その結果、折返し端部にセパレーションが発生し、タイヤが故障するケースが多発していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、一対のビードコア（ビードコア３Ａ）に跨がってトロイダル状に延び、前記ビードコアに沿ってタイヤ幅方向内側から外側に向けて巻き上げた折返し部（折返し部４Ｂ）を有し、前記折返し部の終端部（折返し端部４Ｅ）のタイヤ径方向高さがタイヤセクションハイト（タイヤセクションハイトＳＨ）の１５〜２８％の範囲に位置するカーカス（カーカス４）を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、前記折返し部の前記終端部のタイヤ幅方向内側及び外側に少なくとも１層ずつ配置された、補強層（補強層６）を備え、前記補強層のタイヤ径方向外側端部（上端６１Ａ，６２Ａ）は、前記折返し部の前記終端部からタイヤ径方向外側に１０〜４０ｍｍの範囲に位置し、前記補強層のタイヤ径方向内側端部（下端６１Ｂ，６２Ｂ）は、前記折返し部の前記終端部からタイヤ径方向内側に２０〜５０ｍｍの範囲に位置することを要旨とする。
【０００７】
かかる特徴によれば、カーカスの折返し端部周辺に補強層を配置することにより、その領域に集中する歪を緩和して、セパレーションによる故障を防止することができる。
【０００８】
なお、タイヤセクションハイトとは、タイヤの外径と適用リムのリム径との差の１／２をいう。タイヤ最大幅とは、ＪＡＴＭＡが発行する２０１２年版ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける適用リムに装着して規定の内圧を充填した場合のタイヤの最大幅をいう。適用リムとは、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。規定内圧とは、上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" である。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記補強層は、前記折返し部のタイヤ幅方向内側及び外側に２層ずつ配置され、前記折返し部のタイヤ幅方向内側に配置された前記補強層は（内側補強層６１）、前記タイヤ径方向内側及び外側端部の位置が相互に重複しないように配置され、前記折返し部のタイヤ幅方向外側に配置された前記補強層（外側補強層６２）は、前記タイヤ径方向内側及び外側端部の位置が相互に重複しないように配置されることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、第２の特徴に係り、前記補強層は、前記タイヤ径方向内側及び外側端部の位置が、隣接する補強層のタイヤ径方向内側及び外側端部の位置と１０〜２０ｍｍずれるように配置されることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、第１〜３のいずれか１つの特徴に係り、前記補強層の各々が、前記カーカスを形成するカーカスコードに対して傾斜した複数のコードによって形成され、前記補強層の前記コードが、隣接する補強層のコードとは前記カーカスコードに対して反対方向に傾斜することを要旨とする。
【００１２】
本発明の第５の特徴は、第４の特徴に係り、前記補強層の前記コードが、前記カーカスコードに対して３０°〜５０°傾斜することを要旨とする。
【００１３】
本発明の第６の特徴は、第１〜５のいずれか１つの特徴に係り、前記補強層の少なくとも１層の前記タイヤ径方向外側端部が、前記ビードコアの底面よりもタイヤ径方向外側に位置することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカスの折返し端部に集中する歪を緩和し、セパレーションによる故障を防止するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向における部分断面図である。
【図２】図２は、図１に示すタイヤにおけるビード部の詳細図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る補強層をタイヤ径方向内側から見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向における部分断面図である。重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、走行時路面に接するトレッド部１と、トレッド部の両端をタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２の末端に配置された一対のビード部３とを備える。トレッド１は、タイヤの骨格を形成するカーカス４と、カーカス４の外側に配置され、カーカス４を保護する少なくとも２層のベルト層５と、ベルト層５の外側に配置され、走行時に路面と接地するトレッドゴム層とを有する。タイヤ１０は、ビード部３でリムに固定される。
【００１８】
図２は、図１に示すタイヤ１０におけるビード部３の詳細図である。ビード部３は、高炭素鋼を束ねて形成されたビードコア３Ａを備える。ビード部３は、硬質ゴムで形成されたビードフィラー３Ｂ又はゴム付きキャンバスで形成されたチェーファー３Ｃを、補強材として備えても良い。
【００１９】
カーカス４は、トレッド部１からサイドウォール部２を経て一対のビードコア３ｃに跨がってトロイダル状に延びる本体部４Ａと、本体部４Ａから連続し、ビードコア３ｃに沿ってタイヤ内側から外側に向けて巻き上げた折返し部４Ｂとを有する。折返し部４Ｂが終端する折返し端部４Ｅは、ビード部３の底部を基準としたタイヤ径方向高さＨ４に位置する。ここで、折返し部４Ｂは、折返し端部４Ｅの高さＨ４がタイヤセクションハイトＳＨに対して１５〜２８％の範囲に位置する。
【００２０】
タイヤ１０は、折返し部４Ｂのタイヤ幅方向内側及び外側に少なくとも１層ずつ配置された、補強層６を備える。補強層６は、折返し部４Ｂのタイヤ幅方向内側に配置された内側補強層６１と、折返し部４Ｂのタイヤ幅方向外側に配置された外側補強層６２とを含む。内側補強層６１及び外側補強層６２は、折返し端部４Ｅをはさむように配置される。これにより、折返し端部４Ｅに伝わる歪を緩和し、折返し端部４Ｅに発生するセパレーションを防止することができる。なお、ここでいう「内側」、「外側」とは、特に規定する場合を除き、タイヤ幅方向の内側、外側を意味する。
【００２１】
補強層６は、コードとゴムとの複合体から形成され、かかるコードとしては、例えば、スチールコードや、ポリアミド（ナイロン（登録商標））、アラミド繊維（ケブラー（登録商標））等の有機繊維コードを用いることができ、特にナイロンを用いることが好ましい。また、ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＳＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンイソプレンゴム（ＳＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｈａｌ−ＩＩＲ）等を用いることができる。
【００２２】
内側補強層６１及び外側補強層６２の上端６１Ａ，６２Ａは、折返し端部４Ｅから上側に１０〜４０ｍｍの範囲に位置する。また、内側補強層６１及び外側補強層６２の下端６１Ｂ，６２Ｂは、折返し端部４Ｅから下側に２０〜５０ｍｍの範囲に位置する。折返し端部４Ｅから上端、下端までの距離がこの範囲よりも短いと、補強効果が不十分となる。一方、折返し端部４Ｅから上端、下端までの距離がこの範囲よりも長いと、補強効果は十分であるが、費用対効果が低下する。内側補強層６１又は外側補強層６２の下端６１Ｂ，６２Ｂは、ビードコア３Ａの底面よりも下側に位置してもよい。なお、ここでいう「上側」、「下側」とは、特に規定する場合を除き、タイヤ径方向の外側、内側を意味する。
【００２３】
内側補強層６１及び外側補強層６２は、それぞれ２層以上の補強層を積層して形成することもできる。この場合、内側補強層６１及び外側補強層６２を形成する補強層同士は、互いの上端及び下端の位置が重複しないように配置される。複数の補強層の上端又は下端が重なるように配置すると、剛性段差が生じ、歪が集中する。そこで、複数の補強層を階段状に配置して内側補強層６１及び外側補強層６２を形成することにより、歪の集中を回避しつつ、折返し端部４Ｅ周辺の剛性を高めることができる。各補強層の上端６１Ａ，６２Ａ、及び下端６１Ｂ，６２Ｂは、隣接する補強層の上端６１Ａ，６２Ａ、及び下端６１Ｂ，６２Ｂと、１０〜２０ｍｍずれるように配置されることで、剛性分布を最適にすることができる。
【００２４】
図３は、補強層６をタイヤ径方向内側から見た模式図である。図３に示すように、内側補強層６１及び外側補強層６２は、カーカス４を形成するカーカスコード４Ｃに対して一定の傾斜角θ１，θ２で傾斜した複数のコードを配列することによって形成される。傾斜角θ１，θ２は、カーカスコード４Ｃに対して互いに反対方向に傾斜していることが好ましい。つまり、図３に示すように、内側補強層６１がカーカスコード４Ｃに対して時計回りに傾斜角θ１で傾斜する場合、外側補強層６２は、カーカスコード４Ｃに対して反時計回りに傾斜角θ２で傾斜していることが好ましい。内側補強層６１及び外側補強層６２が２層ずつ配置されている場合は、隣接する補強層同士で、カーカスコード４Ｃに対するコードの傾斜角が反対方向となるように配列されていることが好ましい。これにより、タイヤ径方向とほぼ平行に配列されたカーカスコード４Ｃに対して、内側補強層６１及び外側補強層６２のコードが交差するように配列されるため、歪を緩和し、セパレーションを抑制することができる。傾斜角θ１，θ２は、３０°〜５０°の範囲にあることがタイヤの周方向及び径方向の歪を緩和する上で好ましい。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の効果を更に明確にするために、実施例及び比較例に係るタイヤについて、（１）ＦＥＭ（有限要素法）による解析、及び（２）実車試験を実施した。実施例及び比較例に係るタイヤの諸条件を、以下に示す。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
【００２６】
・タイヤサイズ：  ２３．５Ｒ２５  ＶＪＴｚ
・リムサイズ：    １９．５０／２．５
・内圧：    ５００ｋＰａ（ＪＡＴＭＡ正規内圧）
・荷重：    １２．１５トン（ＪＡＴＭＡ正規荷重）
・カーカス折返し端部の高さ：  タイヤセクションハイトの１８％
また、実施例に係るタイヤに配置した補強層の仕様を、以下に示す。
【００２７】
・コード材料：  ナイロン
・層数：  折返し端部の内側、外側に１層ずつ
・折返し端部から上端までの距離（Ａ１，Ａ２）：  ３０ｍｍ
・折返し端部から下端までの距離（Ｂ１，Ｂ２）：  ３０ｍｍ
・コードの傾斜角（θ１，θ２）：  ４５°
・コードの繊度：  １４００ｄｔｅｘ
・コード打込数：３０．９本／５０ｍｍ
表１に、（１）ＦＥＭによる解析結果、及び（２）実車試験の結果を示す。（１）ＦＥＭによる解析は、カーカス折返し端部周辺における断面内歪の解析結果を、比較例に係るタイヤ（補強層なし）の結果を１００として指数表示した。数値が小さいほど、歪が小さいことを意味する。（２）実車試験は、各タイヤを装着したホイールローダを走行させ、故障発生時の状況及び摩耗率を評価した。なお、摩耗率は、実際に走行中のタイヤにおいて、トレッドウェアインジケーター部における実測の溝深さ（ＲＴＤ：Ｒｅｍａｉｎｅｄ Ｔｒｅａｄ Ｄｅｐｔｈ）を測定し、もともとの溝深さ（ＯＴＤ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｔｒｅａｄ Ｄｅｐｔｈ）に対し、（１−ＲＴＤ／ＯＴＤ）×１００（％）を計算することによって評価した。
【表１】
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【００２８】
表１からわかるように、実施例に係る補強層を有するタイヤは、比較例に係るタイヤと比較して、カーカス折返し端部周辺における断面内歪が大幅に低減することが確認された。また、比較例に係るタイヤが、摩耗率（ＲＴＤ）５０％でカーカス折返し端部のセパレーションによって故障に至ったのに対し、実施例に係るタイヤは、摩耗率５％の完全摩耗状態となって故障するまで走行可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明は、カーカスの折返し端部周辺に集中する歪を緩和し、セパレーションによる故障を抑制した重荷重用空気入りラジアルタイヤに利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  重荷重用空気入りラジアルタイヤ
１    トレッド部
２    サイドウォール部
３    ビード部
３Ａ  ビードコア
３Ｂ  ビードフィラー
３Ｃ  チェーファー
４    カーカス
４Ａ  本体部
４Ｂ  折返し部
４Ｃ  カーカスコード
４Ｅ  折返し端部
５    ベルト層
６    補強層
６１  内側補強層
６２  外側補強層
６１Ａ，６２Ａ  補強層上端
６１Ｂ，６２Ｂ  補強層下端
ＳＨ  タイヤセクションハイト
Ｈ４  折返し端部の高さ
Ａ１，Ａ２  折返し端部と補強層上端との距離
Ｂ１，Ｂ２  折返し端部と補強層下端との距離
θ１，θ２  補強層コードの傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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