(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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トロイド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具える重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記ビードコアは、ビードワイヤを巻回することにより形成されかつビードワイヤ１本当たりの強力と巻回されたワイヤ数との積であるビードコア強度が２００〜２６０ｋＮであり、
正規リムにリム組みして正規内圧を充填ししかも無負荷とした正規状態において、ビードベースラインとビード部とがヒール側で交わるヒール点Ｐ１からビードトウ端Ｐｔに至るリムシート面と平行な長さであるビードベース幅ＢＷと、
前記ヒール点Ｐ１から最もトウ側でビード部がリムシート面に接触する接触端Ｐ２に至るリムシート面に沿った長さである接触幅ＢＣＷとの比（ＢＣＷ／ＢＷ）が０．５５〜０．７０であり、
かつ前記接触端Ｐ２とトウ端Ｐｔとを結ぶ直線が、前記リムシート面に対してなす角度であるトウ浮き角度αを１０〜１５゜としたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部の耐久性を向上しうる重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
トラック、バス等の重車両に用いられる重荷重用ラジアルタイヤは、高荷重、高内圧下といった過酷な環境で使用されるため、ビード部には走行に伴なって大きな繰り返し変形が生じる。従って、この種のタイヤでは、特にビード部に損傷が集中しやすい傾向がある。
【０００３】
発明者らは、重荷重用ラジアルタイヤのビード部の損傷状況を種々調べたところ、カーカスプライやビード補強層の端部におけるルースが原因となっているものが主体的であるが、意外にも、ビード部のトウ部分が欠け（欠損）ているものが多く存在していることが判った。このようなトウ部分の欠けは、リムとタイヤとの嵌合力を低下させ、またエア漏れなどを生じさせるなどビード部の耐久性を低下させる原因となる。
【０００４】
また、このようなトウ欠けは主にリム組み、リム外し時に生じ易く、特に古品タイヤの入れ替え時、リムから外す時に生じ易い。そして、このようなトウ欠けが生じたタイヤは、上記の不具合の他、トウ欠け部分からのゴムクラックがビード補強層などに到達すると、コードの錆や接着不良などを生じビード部の吹き抜けなどを招来するおそれもある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビード部の耐久性を向上しうる重荷重用ラジアルタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、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トロイド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具える重荷重用ラジアルタイヤであって、前記ビードコアは、ビードワイヤを巻回することにより形成されかつビードワイヤ１本当たりの強力と巻回されたワイヤ数との積であるビードコア強度が２００〜２６０ｋＮであり、正規リムにリム組みして正規内圧を充填ししかも無負荷とした正規状態において、ビードベースラインとビード部とがヒール側で交わるヒール点Ｐ１からビードトウ端Ｐｔに至るリムシート面と平行な長さであるビードベース幅ＢＷと、前記ヒール点Ｐ１から最もトウ側でビード部がリムシート面に接触する接触端Ｐ２に至るリムシート面に沿った長さである接触幅ＢＣＷとの比（ＢＣＷ／ＢＷ）が０．５５〜０．７０であり、かつ前記接触端Ｐ２とトウ端Ｐｔとを結ぶ直線が、前記リムシート面に対してなす角度であるトウ浮き角度αを１０〜１５゜としたことを特徴としている。
【０００７】
本明細書において「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"とする。また、「正規内圧」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、各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" とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は、正規リムＪにリム組しかつ正規内圧を充填ししかも無負荷とした正規状態における重荷重用ラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１とリムＪ（１５゜深底リム）との組立体の断面図、図２はリム組みしていないタイヤのビード部の部分拡大図であり、本例ではトラック、バスなどに使用されるチューブレスタイプの重荷重用ラジアルタイヤを例示している。
【０００９】
図において、タイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウオール部３の内方端に位置するビード部４とを具える。又タイヤ１には、前記ビード部４、４間を跨るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６の外側かつトレッド部２の内方に位置するベルト層７とが配される。
【００１０】
前記カーカス６は、前記トレッド部２からサイドウオール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なり前記ビードコア５の廻りを本例ではタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返される折返し部６ｂとを有する本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。カーカスプライ６Ａは、例えばスチールコードからなるカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０°の角度範囲で配列したプライが用いられる。カーカスコードには、必要によりナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードなども使用できる。
【００１１】
前記折返し部６ｂは、その外端６ｂｅのビードベースラインＢＬからの高さｈ１が例えばタイヤ断面高さＨの１３〜１９％、より好ましくは１５〜１７％程度に設定される。この折返し部６ｂの高さｈ１が小さすぎると、ビード部４の曲げ剛性が不足し走行に伴う大きな変形によってビード部の発熱、ゴム剥離等が生じやすくなり、逆に前記高さが大きすぎても前記外端６ｂｅが屈曲の大きなサイドウォール部３に接近しルース等が生じやすくなる。なお「ビードベースライン」とは、前記ＪＡＴＭＡ等の規格で定められるリム径を通るタイヤ軸方向線とする。
【００１２】
前記ベルト層７は、本例では４枚のベルトプライ７Ａ〜７Ｃからなり、本例では、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃに対して３０°以下の小角度で傾けたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄとを、前記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせた４層構造をなす。ベルトコードには、スチールコードが採用されるが、必要によりレーヨン、ナイロン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードも用いうる。
【００１３】
又前記ビード部４には、前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間を通って前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴム８が設けられる他、カーカス６の外側にスチールコードからなる補強コード層９が配されている。
【００１４】
前記補強コード層９は、図２に拡大して示すように、本例では１枚のスチールコードプライ９Ａからなり、ビードコア５のタイヤ半径方向内側をビード底面４ｅに沿ってのびる基部９ａと、前記折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側をタイヤ半径方向内外にのびる外の立上げ部９ｂと、前記本体部６ａのタイヤ軸方向内側をタイヤ半径方向内外にのびる内の立上げ部９ｃとを一体に具える断面略Ｕ字状のものが例示される。外の立上げ部９ｂの外端９ｂ１は、前記折返し部６ｂの外端６ｂｅよりも小高さで終端させ、各プライの外端の高さを違えることにより剛性段差の発生を防止している。また内の立ち上げ部９ｃの外端９ｃ１は、前記折返し部６ｂの外端６ｂｅよりも高所にて終端しビード部４の曲げ剛性を効果的に高めうる。
【００１５】
前記ビードコア５は、図２に拡大して示すように、断面扁平な略六角形状に形成されたものを示す。このビードコア５は、例えばスチール製のビードワイヤ５ａを所定回数に多段、多列かつ渦巻き状に巻回することにより前記断面に整えられて形成される。またビードコア５は、そのタイヤ半径方向内側を向く内向き面５ｉがタイヤ軸方向線に対して１０〜１７°、本例では約１５°であって、リムＪのリムシートＪ１の傾斜に実質的に平行となるように構成されている。なお、ビードコア５には、スチールの他、芳香族ポリアミドのビードワイヤも採用しうる。
【００１６】
また、図２には、リム組み前のビード部４を示す。本例のタイヤ１は、ビード底面４ｅが実質的に直線状をなすとともに、タイヤ軸方向線Ｎに対して略２０〜３０゜、より好ましくは２３〜２７゜程度の角度θで傾斜している。この角度θは、リムＪのリムシート面Ｊ１の傾斜角（１５゜）よりも大であるため、リム組み時には、該ビード底面４ｅをリムシート面Ｊ１と強く嵌合させるのに役立つ。またビード底面４ｅを実質的に直線状で形成することにより、リム組み時にビードトウ端Ｐｔに局部的に大きな圧縮応力が作用することを防止でき、これによってトウ欠けの防止にも役立つ。
【００１７】
また本発明のタイヤ１は、前記ビードコア５において、ビードワイヤ５ａの１本当たりの強力Ｆ（＝破断時の引張力）と巻回されたワイヤ数ｎとの積（Ｆ・ｎ）であるビードコア強度を２００〜２６０ｋＮとし、より好ましくは２１５〜２３０ｋＮとするのが望ましい。
【００１８】
図４には、このビードコア強度とビード変形角との関係を実線のグラフにて示す。このグラフは、タイヤサイズ１１Ｒ２２．５の各種の重荷重用ラジアルタイヤをダンプ車両の駆動軸に装着しロードテストを行った結果を示している。また前記ビード変形角は、図６に示すように、テスト前後におけるビードトウ部分のの変形角βを意味している。この実験結果から明らかなように、前記ビードコア強度が２００ｋＮ未満であると、トウ欠けは生じていないが、ビード変形角が急激に増すことが判る。ビード部変形角が増すと、カーカスプライ６Ａやコード補強層９の端部に大きな歪が集中し、ひいてはビード部４の損傷につながる。
【００１９】
また、図４において、鎖線のグラフは、古品タイヤのリム外し時のトウ欠け発生率を示している。ビードコア強度が２６０ｋＮを超えると、ビード変形角が急激に小さくなり、ビード部４のトウ部分がリムシート面からの浮き上がりが少なくなる。このため、古品のリム外し時に前記ビードトウ部分がリムのフランジと接触して欠けが生じやすくなり、同様に耐久性が向上できない。このように、ビードコア強度が高すぎても上記トウ欠けが生じ、耐久性には不利となることが判る。
【００２０】
一方、本発明のように、ビードコア強度を２００〜２６０ｋＮに設定することにより、前記ビード変形角を適正な範囲に設定でき、トウ欠けを効果的に防止しうる他、ビード部の耐久性を向上できる。特に重荷重用タイヤでは、図２に符号Ｉで示す如く、ビードエーペックスゴムに十分なゴムゲージを持たせることで耐久性の向上を図っている。このようなゲージＩを確保するためには、該ゲージＩのタイヤ半径方向内外ではカーカスプライ６Ａの本体部６ａのプロファイルは曲率が反転した２つの円弧を含む（曲率半径Ｒａ、Ｒｂ）。内圧充填状態においては、これらの円弧が単一の円弧に近づこうとする変形をなすが、本実施形態では、ビードコア強度を規制したことにより、このような変形を抑制し、耐久性を向上させる。また好ましくはビードコアの巾ＣＷを大とすることも効果がある。
【００２１】
また本実施形態のビードコア５は、断面が扁平な六角形状をなし、ビードコアの最大巾ＣＷと、これと直角方向の高さＣＨとの比（ＣＨ／ＣＷ）で表されるビードコア扁平比が０．５０以下としているが、より好ましくは０．４９以下、さらに好ましくは０．４９〜０．４２程度とする。
【００２２】
また本発明のタイヤ１は、図３に示すように、正規リムＪにリム組みして正規内圧を充填ししかも無負荷とした正規状態において、ビードベースラインＢＬとビード部４とがヒール側で交わるヒール点Ｐ１からビードトウ端Ｐｔに至るリムシート面Ｊ１と平行な長さであるビードベース幅ＢＷと、前記ヒール点Ｐ１から最もトウ側でビード部がリムシート面Ｊ１に接触する接触端Ｐ２に至るリムシート面Ｊ１に沿った長さである接触幅ＢＣＷとの比（ＢＣＷ／ＢＷ）を０．５５〜０．７０としており、より好ましくは０．５８〜０．６５とするのが望ましい。
【００２３】
図５には、前記ロードテストにおけるビードベース幅ＢＷと接触幅ＢＣＷとの比（ＢＣＷ／ＢＷ）と、ビード変形角（実線）、トウ欠け発生率（鎖線）との関係を示す。この実験結果から明らかなように、前記比（ＢＣＷ／ＢＷ）が０．５５未満になると、ビード部４とリムシート面Ｊ１との嵌合が不足してビード変形角が急激に増す。これにより、カーカスプライ６Ａやコード補強層９の端部に大きな歪が集中し、ひいてはビード部の損傷を招きやすい。
【００２４】
またトウ欠け発生率は、前記比（ＢＣＷ／ＢＷ）が０．７０を超える場合、ビード部４とリムシート面Ｊ１との広い接触は領域を得ることはできるが、逆にビード部４の変形量を過度に抑制してしまい、やはりトウ欠け発生率が大きくなるという不具合がある。このように、ビード部の変形量とトウ欠け発生率とは、逆の相関を持っており、前記比（ＢＣＷ／ＢＷ）が０．７０を超えると、このトウ欠け発生率が著しく高くなる不具合がある。
【００２５】
さらに本発明のタイヤ１は、前記正規状態において、前記接触端Ｐ２とトウ端Ｐｔとを結ぶ直線Ｋが、前記リムシート面Ｊ１に対してなす角度であるトウ浮き角度αを１０〜１５゜としている。上記のようにビードベース幅ＢＷについて、リムシート面Ｊ１との接触割合を規定するとともに、そのトウ側部分の浮き上がり角度を限定することによって、トウ欠けをさらに効果的に防止することができる。即ち、このような本実施形態のタイヤ１では、リム組み、リム外し（主に古品）時に、ビードトウ部分のリムとの干渉を減じることができる。
【００２６】
【実施例】
表１の仕様に基づき重荷重用ラジアルタイヤを試作するとともに、各種のテストを行って本発明の効果を確認した。なお各部の寸法値は、正規状態において、タイヤ、リム組立体をＣＴスキャンで撮影して求めた。テスト方法は下記の通りである。
【００２７】
＜ドラム耐久テスト＞
テストタイヤを正規リムに装着しかつ内圧１０００ｋＰａを加え、速度２０km／ｈ、縦荷重７５ｋＮでドラム上を走行させ、損傷するまでの走行時間を測定するとともに、比較例の走行時間を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００２８】
＜トウ欠けテスト＞
テストタイヤを１０℃に冷却するとともに、このタイヤを用いて図７に示すように、フランジ部が粗く削られた粗面部Ｘを有することによってトウ欠けを生じさせ易い８．２５″サイズのアルホイールリムにてリム組み、リム外し作業を行い、トウ欠けの発生状況を調べた。テストの結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
テストの結果、実施例のものは、比較例に比べて耐久性を向上していることが確認できる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の重荷重用ラジアルタイヤは、ビードコア強度、ビードベース幅ＢＷとその接触幅ＢＣＷとの比（ＢＣＷ／ＢＷ）、及びトウ浮き角度αをそれぞれ一定範囲に限定することにより、トウ欠けの発生を防止しかつビード部の耐久性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の重荷重用ラジアルタイヤの正規状態の断面図である。
【図２】そのリム組み前のビード部の拡大図である。
【図３】正規状態のビード部の拡大図である。
【図４】ビードコア強度とビード部の変形量などとの関係を示すグラフである。
【図５】比（ＢＣＷ／ＢＷ）とビード部の変形量との関係を示すグラフである。
【図６】ロードテスト前後のビード部を示す略図である。
【図７】トウ欠けテストに用いたリムのフランジ部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
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
６  カーカス
６Ａ  カーカスプライ
６ａ  カーカスプライの本体部
６ｂ  カーカスプライの折返し部
７  ベルト層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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