(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両ビードコア間にトロイダル状に延在する、ラジアルカーカス本体部を具える重荷重車両用ラジアルタイヤとリムとの組立体であって、
このタイヤに対応する規格に規定された最低内圧を充填した状態において、タイヤのリムからの離反点と、この離反点にもっとも近い半径方向最外端のリム表面上の点との、リム表面に沿った距離をＤ１とし、前記離反点からＤ１のペリフェリ長だけ半径方向外方に離隔したタイヤ表面上の点を通り、ラジアルカーカスの本体部に垂直な直線をＬ１とし、タイヤ外径をＤｏ、リム径をＲＤとしたとき、ラジアルカーカス本体部の幅方向内側に、断面略三日月状のゴム部材よりなり、その半径方向内端が直線Ｌ１より半径方向内側でかつビードコアより半径方向外側の位置まで延在し、その半径方向外端が式（１）で表される半径方向位置Ｒｘより外側に配置されたインナパッド弾性補強体を設け、このインナパッド弾性補強体の最大厚さを、この最大厚さを与えるタイヤ半径方向位置でのタイヤ肉厚の３〜２０％としてなるタイヤとリムとの組立体。
Ｒｘ＝０.５ｘＲＤ+０.３７５ｘ（Ｄｏ−ＲＤ）                      （１）
【請求項２】
直線Ｌ２を、前記離反点を通りラジアルカーカス本体部に垂直な直線としたとき、前記インナパッド弾性補強体を、直線Ｌ２を越えて半径方向内側まで延在させてなる請求項１に記載のタイヤとリムとの組立体。
【請求項３】
前記インナパッド弾性補強体の硬度を、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０〜８０の範囲のものとする請求項１もしくは２に記載のタイヤとリムとの組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重車両用ラジアルタイヤとリムとの組立体に関し、特に、リムフランジ部端に対応するタイヤ表面に現れるダイアゴナルクラックの発生の抑制する改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の、重荷重車両用タイヤ９０とリム８０との組立体７０を、このタイヤ９０に対して規定される最低内圧を充填した状態で示す部分断面図であり、リム８０のフランジ部８１に嵌着される、タイヤ９０のビード部９１が、フランジ部８１から離反する点をＰＤで示している。タイヤ９０は、両方のビードコア９２と、これらのビードコア９２の間にトロイダル状に延在するラジアルカーカス本体部９３Ａと、ラジアルカーカスの両側部をそれぞれのビードコア９２の回りに折り返してできるカーカス折り返し部９３Ｂとを具えている。
【０００３】
また、タイヤ９０のように、主に内圧を充填する前の、荷重によるタイヤのサイドウォール部のたわみを抑制する必要のある場合には、断面略三日月状のインナパッド弾性補強体９５を、ラジアルカーカス本体部９３Ａと、タイヤの最内層を構成するインナライナ９４との間に配設している。
【０００４】
そして、このインナパッド弾性補強体９５の、タイヤ半径方向に沿った配設位置は、サイドウォール部のたわみを抑制するという前述の目的から、ショルダー部を中心とする領域に限定されていて、その半径方向内側端は、リムフランジ部端に対応するタイヤの部分からずっと半径方向外側に位置している。
【０００５】
すなわち、図３において、前記内圧を充填した状態において、前記離反点ＰＤと、ＰＤにもっとも近い半径方向最外端のリム表面上の点ＦＥとの、リム表面に沿った距離をＤ１とし、離反点ＰＤからＤ１のペリフェリ長だけ半径方向外方に離隔したタイヤ表面上の点ＰＯを通り、ラジアルカーカスの本体部に垂直な直線をＬ１としたとき、前述のインナパッドの半径方向内側端が直線Ｌ１より半径方向内側に位置するようなタイヤは従来なかった。
【０００６】
一方、このようにしてリムに装着される重荷重車両用タイヤでは、リムのフランジ部端に対応するタイヤの表面に、ダイアゴナルクラックと呼ばれる、タイヤ側面からみて斜めに走るクラックが現れ、これを放置すれば、このクラックが成長してタイヤの故障に至ることが知られている。
【０００７】
ダイアゴナルクラックの発生原因とその対処方法にについては、以下のことが分かっている。すなわち、重荷重車両用タイヤでは、車軸の直上のタイヤ周方向位置においては軸荷重が作用しないが、車軸の直下のタイヤ周方向位置では軸荷重による変形が大きく、図３において、車軸の直上の周方向位置ではＰＯにあった点は、車軸の直下の周方向位置ではＰＯＸに変位する。荷重が極めて大きい場合には、この点は、さらにＰＯＹの点まで変位して、タイヤがリムに乗り上げることになる。このとき、タイヤには無理な変形が発生する。
【０００８】
タイヤがリムに乗り上げないまでも、車両が走行して、タイヤが転動するに際しては、タイヤの、ある周方向位置が、車軸の直上から車軸の直下の間を、周期的に移動する間に、フランジ部近傍のタイヤ表面の前記の点は、ＰＯとＰＯＸとの間を繰り返し変位しこの繰り返し変形がダイアゴナルクラックを引起す。そして、ＰＯからＰＯＸまでの変位量が、大きければ大きいほどダイアゴナルクラックが早期に発生する。
【０００９】
荷重が大きいほど、また、内圧が小さいほど、ＰＯＸまでの変位量が大きくなるが、一定荷重、一定内圧の条件下では、ＰＯＸまでの変位量の小さいタイヤを設計することが、ダイアゴナルクラックの発生の抑制のためには重要であることは、以上の説明から明らかである。また、ＰＯＸまでの変位量の小さいタイヤを設計するためには、前記内圧を充填した無荷重の状態で、前述の説明にしたがって定まる点ＰＯが、フランジ部８１からできるだけ離隔するようにタイヤの形状を設計すればよいことも分かっている。
【００１０】
一般に、タイヤに内圧を充填した際のラジアルカーカス本体部の形状は、そのペリフェリ長に応じて一義的に決まる、いわゆる自然形状曲線を呈し、ラジアルカーカス本体部以外の部材にほとんど影響されないので、前記点ＰＯが、フランジ部８１からできるだけ離隔するようにするためには、ラジアルカーカス本体部より幅方向外側の部材の厚さを減じればよいことになる。
【００１１】
そして、そのためには、ラジアルカーカス本体部より幅方向外側の部材の厚さを減じたグリーンタイヤを成型し、このグリーンタイヤにマッチするキャビティを持つ金型で加硫すればよいことは従来のタイヤ製造技術より明白である。しかしながら、重荷重車両用タイヤの場合、そのコストに占める金型の償却費が大きく、既存の金型を新たな形状のキャビティをもつ金型に改造し、あるいは、この金型を新規に投資することは、実用上むつかしい。
【００１２】
一方、従来の金型を用いて、ラジアルカーカス本体部より幅方向外側の部材の厚さを減じたグリーンタイヤを加硫した場合には、この部分のゴムのボリュームが不足するために、加硫部ブラダの形状を最適化して、キャビティ表面に、十分な圧力で、ゴム部材を加圧することができず、クリスあるいは表面ベア等の製品不良の頻発を避けることがむつかしい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、同じ荷重、同じ内圧下での、リムフランジ部端に対応するタイヤ表面上の点の、タイヤ幅方向変位量を減少させ、よって、タイヤのこの部分近傍に現れるダイアゴナルクラックの発生を抑止し、しかも、製造上のコストと品質とのいずれをも犠牲にすることのない重荷重車両用タイヤとリムとの組立体を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【００１５】
請求項１に記載のタイヤとリムとの組立体は、両ビードコア間にトロイダル状に延在する、ラジアルカーカス本体部を具える重荷重車両用ラジアルタイヤとリムとの組立体であって、
このタイヤに対応する規格に規定された最低内圧を充填した状態において、タイヤのリムからの離反点と、この離反点にもっとも近い半径方向最外端のリム表面上の点との、リム表面に沿った距離をＤ１とし、前記離反点からＤ１のペリフェリ長だけ半径方向外方に離隔したタイヤ表面上の点を通り、ラジアルカーカスの本体部に垂直な直線をＬ１とし、タイヤ外径をＤｏ、リム径をＲＤとしたとき、ラジアルカーカス本体部の幅方向内側に、断面略三日月状のゴム部材よりなり、その半径方向内端が直線Ｌ１より半径方向内側でかつビードコアより半径方向外側の位置まで延在し、その半径方向外端が式（１）で表される半径方向位置Ｒｘより外側に配置されたインナパッド弾性補強体を設け、このインナパッド弾性補強体の最大厚さを、この最大厚さを与えるタイヤ半径方向位置でのタイヤ肉厚の３〜２０％としてなるものである。
Ｒｘ＝０.５ｘＲＤ+０.３７５ｘ（Ｄｏ−ＲＤ）                      （１）
【００１６】
上記の記載において、「タイヤに対応する規格に規定された最低内圧」とは、このタイヤの製造に際して準拠した、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、あるいはＥＴＲＴＯなどの規格に、負荷荷重や車両速度等に応じて定められている内圧のうち、もっとも低い内圧をいうものとする。
【００１７】
本発明に係るタイヤとリムとの組立体によれば、直線Ｌ１上にあるタイヤの部分は、リムの半径方向最外端の点ＦＥに対応しているタイヤ表面上の点ＰＯでのタイヤの厚さを意味し、この直線上のラジアルカーカス本体部の幅方向内側に、インナパッド弾性補強体を延在させて配置したので、点ＰＯでのタイヤの総厚さを、従来のタイヤと同じ厚さにした場合、ラジアルカーカス本体部の幅方向外側の厚さを減じることができ、このことにより、前述の通り、点ＰＯの、繰り返し荷重の作用下での変位量を抑え、よって、ダイアゴナルクラックの発生を抑制することができる。
【００１８】
そして、このタイヤとリムとの組立体は、グリーンタイヤの形状を、点ＰＯに対応する部分の総厚さが従来のタイヤと変わらないように設定したので、金型のキャビティ形状を変更をさせなくてすみ、よって、金型に対する新たな投資が要らないうえに、点ＰＯに対応する部分の、加硫での加圧も十分に行うことができ、クリスやベア等の新たな製品不良を引起すこともない。
【００１９】
また、タイヤとリムとの組立体において、インナパッド弾性補強体の最大厚さの範囲を、この最大厚さを与えるタイヤ半径方向位置でのタイヤ肉厚の３〜２０％としたのは、これがタイヤ肉厚の３％に満たない場合は、この部分に対応するラジアルカーカス本体部のタイヤ幅方向の配置を、従来のタイヤに対比して十分外側に移すことができず、したがって、ダイアゴナルクラックの発生を抑制する効果を得ることができず、また、インナパッド弾性補強体の最大厚さを、タイヤ肉厚の２０％より超過させると、従来と同じ金型を用いて従来と同じ肉厚のタイヤを加硫したとき、この部分での、ラジアルカーカスやサイドウォール等、インナパッド弾性補強体以外の構成部材の肉厚を確保することができなくなるためである。
さらに、このタイヤとリムとの組立体では、インナパッド弾性補強体の半径方向外端を、式（１）で表されるＲｘより外側に配置したので、タイヤのショルダー部の半径方向外側まで延在するインナパッド弾性補強体によって、荷重作用下の、内圧充填前のタイヤのサイドウォール部のたわみを抑制することができる。
【００２０】
請求項２に記載のタイヤとリムとの組立体は、請求項１に記載するところにおいて、直線Ｌ２を、前記離反点を通りラジアルカーカス本体部に垂直な直線としたとき、前記インナパッド弾性補強体を、直線Ｌ２を越えて半径方向内側まで延在させてなるものである。
【００２１】
このタイヤとリムとの組立体によれば、直線Ｌ１を越えて半径方向内側まで延在するインナパッド弾性補強体を、さらに、直線Ｌ２を越えて延在させたので、離反点ＰＤから半径方向外側のタイヤ外表面をリムのフランジ部から遠ざけることができ、タイヤとフランジ部で形成される隙間に石を噛みこむ可能性を抑制し、よって、噛んだ石によってタイヤが損傷するのを防止することができる。
【００２４】
請求項３に記載のタイヤとリムとの組立体は、請求項１〜３のいずれかに記載するところにおいて、前記インナパッド弾性補強体の硬度を、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０〜８０の範囲のものとするものである。ここで、ＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３−１９９３に従う、デュロメータ硬さ試験・タイプＡ試験機を用いて、２３度の室温条件下で測定される硬度をいう。
【００２５】
このタイヤとリムとの組立体において、インナパッド弾性補強体のＪＩＳ−Ａ硬度を５０以上とすると、インナパッド弾性補強体の剛性の効果により、リムの半径方向最外端の点ＦＥに対応するタイヤ表面上の点ＰＯの、繰り返し荷重下での変位量を抑え、よってダイアゴナルクラックの発生をなお一層抑制することができるが、この硬度が８０を超えると、タイヤを成型する際の作業性を阻害するので好ましくない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る重荷重車両用タイヤとリムとの組立体の実施形態について、図1に基づいて説明する。図１は、タイヤ１のビード部８をリム２０に装着し、このタイヤ１に対応する規格に規定された最低内圧を充填した状態で示す、タイヤとリムとの組立体１０を示す部分断面図であり、ビード部８の外表面は、離反点ＰＤでリム２０のフランジ部２１から離反する。
【００２７】
タイヤ１は、両方のビードコア２と、これらのビードコア２の間にトロイダル状に延在するラジアルカーカス本体部３Ａと、ラジアルカーカスの両側部をそれぞれのビードコア２の回りに折り返してできるカーカス折り返し部３Ｂと、カーカス本体部３Ａの内方にトロイダル状に延在するインナライナ４を具える。
【００２８】
タイヤ１は、さらに、インナライナ４とラジアルカーカス本体部３Ａとの間に、断面略三日月状のインナパッド弾性補強体５を配設していて、インナパッド弾性補強体５の半径方向内側端Ａを、ビードコア近傍まで延在させている。このインナパッド弾性補強体５の半径方向内側端Ａを、正確に特定すると次の通りとなる。
【００２９】
図１の前記内圧を充填した状態において、前記離反点ＰＤと、ＰＤにもっとも近い半径方向最外端のリム表面上の点ＦＥとの、リム表面に沿った距離をＤ１とし、離反点ＰＤからＤ１のペリフェリ長だけ半径方向外方に離隔したタイヤ表面上の点ＰＯを通り、ラジアルカーカスの本体部に垂直な直線をＬ１としたとき、前述のインナパッド弾性補強体５の半径方向内側端Ａは直線Ｌ１より半径方向内側に位置している。さらに、インナパッド弾性補強体５の半径方向内側端Ａは、離反点ＰＤを通り、ラジアルカーカス本体部３Ａに垂直な直線Ｌ２に対しても、半径方向内側に位置している。
【００３０】
上記の説明において、リムの表面上の点ＦＥはこのリムの半径方向最外端の点のうち、ＰＤにもっとも近い点であるので、点ＦＥは、点ＰＤとリムの中心軸線を通る断面上の点であり、しかも、もっとも幅方向内側に位置する点を意味する。また、点ＰＯは、点ＰＤと点ＦＥとを通る断面においてリム内側表面沿って張り渡した糸の一端を点ＰＤに固定したまま、この糸を、タイヤの子午線に沿って張り直したとき、リム上の点ＦＥに対応した糸の点が位置するタイヤ表面上の点であると言い表すこともできる。さらに、直線Ｌ１はラジアルカーカスの本体部に垂直な直線なので必然的にタイヤの子午線面上の直線であることも意味している。
【００３１】
なお、タイヤ外径をＤｏ、リム径をＲＤとしたとき、このインナパッド弾性補強体５の半径方向外側端を、図示しないが、前述の式（１）で表される半径方向位置Ｒｘよりも半径方向外側まで延在させて配置している。このような、タイヤのショルダー部付近の半径方向外側まで延在するインナパッド弾性補強体によって、荷重作用下の、内圧充填前のタイヤのサイドウォール部のたわみを抑制することができる。
【００３２】
【実施例】
図１に示す実施形態のＥＴＲＴＯ規格に準拠するタイヤを、このタイヤに対応するＥＴＲＴＯ適合リムに装着してタイヤとリムとの組立体を組み上げ、この組立体において、図２に示すｘｎからｘ０を差し引いた差として定義される倒れこみ量を測定し、これを図３に示す従来例のタイヤのものと比較した。比較結果を表１に示す。
【００３３】
図２は、倒れこみ量の測定方法を示す倒れこみ量測定装置３０の略線部分断面図である。タイヤ１を装着したＥＴＲＴＯ適合リム２０を、リム２０の中心軸線が水平となるようにして、固定架台３１に設けたリム取り付け軸３２に取り付けた後、タイヤ１に内圧を充填する。一方、タイヤ１の表面上の点Ｐの幅方向位置を測るためのレーザー距離計３３を、冶具を介して固定架台３１に取り付ける。このレーザーは照射したレーザーが反射する位置までの距離を測定するものであり、レーザーが水平にタイヤ上の所定の点Ｐを照射するようにレーザー距離計３３の位置と姿勢を調整して取り付ける。ここで、レーザー光を照射する点Ｐは、リムの軸心の真上の点とし、その軸心からの高さＨ２を、リムのフランジ部の半径方向最外側の点ＦＥの半径方向高さＨ１より５ｍｍだけ高いものとする。そして、タイヤ１と幅方向中心を合わせて、垂直に上下し、タイヤトレッド部に水平面で当接する荷重板３５を介して、タイヤの軸直上のトレッド部に所定の荷重を付加するローダーを設置しておく。
【００３４】
このように配置した倒れこみ測定装置３０を用いて、倒れ込み量を測定するには、まず、荷重板３５を上昇させて、タイヤに当接させない状態で、レーザー距離計３３で点Ｐ０のタイヤ幅方向位置までの距離を測定し、測定値を、リム２０の垂直面Ｆからの距離に換算し、これをｘ０とする。次いで、荷重板３５を下降させ、タイヤ１に当接させた後、タイヤ１に所定の荷重が加える。そして、レーザー距離計３３で同様に、この荷重下での点Ｐｎのタイヤ幅方向位置までの距離を測定し、測定した値を垂直面Ｆからの距離に換算してこれをｘｎとし、ｘｎからｘ０を差し引いてこれを倒れこみ量とした。ここで、計測された倒れこみ量は、前述の、フランジ部上の点ＦＥに対応するタイヤ表面上の点ＰＯの変位量とは、一致するものではないが、図１から明らかなように、ＰＯの変位量と相関関係にある量として、ＰＯの変位量の評価に用いることができる。
【００３５】
表１には、実施例および従来例として測定に用いたそれぞれのタイヤについて、タイヤサイズ、リムサイズ、充填内圧、付加荷重、インナパッドの半径方向内側端位置、ｘ０、ｘｎおよび倒れこみ量を順に示した。インナパッド半径方向内側端位置は、前述のとおりに定義された直線Ｌ１から、このＬ１に直角に測った距離で表し、インナパッド半径方向内側端位置がこの直線Ｌ１の半径方向内側にある場合をプラス、半径方向外側にある場合をマイナスとした。
【表１】
0004230705.tif 000002
【００３６】
表1から明らかな通り、実施例のタイヤの倒れこみ量は、従来例の倒れこみ量より小さくなっており、また、同時に、荷重下でのタイヤの外表面そのものも、従来例に対比して、リムより離隔していて、このことは、点ＰＯの繰り返し変位に関連するダイアゴナルクラックを抑制できるとともに、タイヤがリムに乗り上げる可能性を減少させ、これによるタイヤの損傷をも抑制できることを示している。
なお、実施例のタイヤは、従来の金型を用いて加硫したものであり、また、製品上のベア、クリス等の不良も全くなかった。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明のタイヤとリムとの組立体によれば、タイヤに、ラジアルカーカス本体部の幅方向内側に略三日月状のゴム部材よりなるインナパッド弾性補強体を設け、このゴム部材を、前記の直線Ｌ１を越えて半径方向内側まで延在させたので、リムフランジ部端に対応するタイヤ表面上の点の、タイヤ幅方向変位量を減少させ、よって、タイヤのこの部分の近傍に現れるダイアゴナルクラックの発生を抑止し、しかも、タイヤの製造におけるコストと品質とのいずれをも犠牲にすることがなく、あわせて、荷重作用下の、内圧充填前のタイヤのサイドウォール部のたわみを抑制することができる重荷重車両用タイヤとリムとの組立体を提供することことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るタイヤとリムとの組立体のタイヤのビード部の断面図である。
【図２】  倒れこみ量測定装置の部分断面図である。
【図３】  従来のタイヤとリムとの組立体のタイヤのビード部の断面図である。
【符号の説明】
１  重荷重車両用ラジアルタイヤ
２  ビードコア
３Ａ  ラジアルカーカス本体部
３Ｂ  ラジアルカーカス折り返し部
４  インナライナ
５  インナパッド弾性補強体
８  ビード部
１０  タイヤとリムとの組立体
２０  リム
２１  フランジ部
３０  倒れこみ量測定装置
３１  固定架台
３２  リム取り付け軸
３３  レーザー距離計
３５  荷重板
【図１】
0004230705.tif 000003
【図２】
0004230705.tif 000004
【図３】
0004230705.tif 000005