JP2007045354A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビード部のカーカス層の外側に補強層を備えた空気入りタイヤに関し、特に、補強層に埋設するコードの形状を波形状に屈曲させてビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire provided with a reinforcing layer outside a carcass layer of a bead portion, and more particularly, a pneumatic tire in which a cord embedded in the reinforcing layer is bent into a wave shape to improve the durability of the bead portion. Regarding tires.
空気入りタイヤは、一般に、一対のビードコアと、その間をトロイダル状に延びる少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカス層とを備えており、このカーカスプライの内部には複数本の補強のためのコードが埋設されている。このカーカス層の両端部は、通常、プライコードにかかる引っ張り応力等によりビードコアから引き抜かれるのを防止するため、ビードコアを包み込むように折り返して固定されている。 A pneumatic tire generally includes a pair of bead cores and a carcass layer including at least one carcass ply extending between them in a toroidal shape, and a plurality of reinforcing cords are provided inside the carcass ply. Buried. Both ends of the carcass layer are usually folded and fixed so as to wrap the bead core in order to prevent the carcass layer from being pulled out of the bead core due to tensile stress applied to the ply cord.
図4は、特許文献に記載されたものではないが、このような従来のビード部100の構造の例を示す断面図である。
従来のビード部100の構造は、図示のように、カーカス層101の端部をビードコア102の周りにタイヤ幅方向内側(図では左側)から外側(図では右側)へ向かって大きく折り返して巻き上げ、その折り返し部101aをゴム中に埋め込んで固定している。これにより、タイヤをリムに組み付けて内圧を充填した時(以下、内圧充填時という)や、路面走行時等の荷重が負荷された状態で転動する時(以下、荷重負荷転動時という)に、プライコードがビードコア102から引き抜かれるのを防止している。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of the structure of such a
As shown in the figure, the
ところが、このようなビード部100の構造を有する従来の空気入りタイヤでは、以下で説明するように、各部材の剛性段差等により、内圧充填時や荷重負荷転動時等にカーカス層101の折り返し部101aのタイヤ径方向外側端部(図では上側端部)101bに大きなせん断歪みが発生して、その部分に亀裂が生じるとともに、この亀裂が時間の経過と共にタイヤ周方向に進展して互いに繋がり、ビード部100が破壊(故障)することがある。
However, in the conventional pneumatic tire having the structure of the
即ち、タイヤへの内圧充填時に、内圧によってカーカス層101の折り返し部101aとリムフランジ103に挟まれたビード背面部104のゴムには、内圧とリムフランジ103から受ける反力により圧縮力が作用する。しかし、ゴムは非圧縮性のため、ビード背面部104のゴムは、圧縮力の作用しない部分であるリムフランジ先端部103aよりもタイヤ径方向外側(図では上側)に向かって、圧縮力に対応する変形分だけ流動する。この流動可能なゴムに対し、スチール等の高剛性コードにより補強されたカーカス層101は、前記圧縮力を受けても変形しにくいため、その折り返し部101aの端部101bと前記流動するゴムの間には大きなせん断歪みが発生する。特にトラック・バス用等の重荷重用空気入りラジアルタイヤ等の高い内圧で使用されるタイヤの場合には、前記圧縮力及びゴムの流動量も多くなるため、発生するせん断歪みも大きくなる。
That is, when the tire is filled with the internal pressure, a compression force acts on the rubber of the bead
また、荷重負荷転動時には、路面に接地したトレッドは路面形状に合わせて平面状に変形するが、その変形に追従して接地面上方の一対のサイドウォール部もタイヤ幅方外側に向かって大きく撓み変形する。この撓み変形は前記サイドウォール部に連なるビード部100まで伝播し、ビード部100のリムフランジ103よりもタイヤ径方向外側(図では上側)部分100aが、タイヤ幅方向外側(図では右側)に向かって倒れ込むように変形する、いわゆるビード部100の倒れ込み現象が生じる。この現象に伴って、カーカス層101に図の矢印T方向の引き抜き力が作用する等して、その端部101bに大きなせん断歪みが生じる。
In addition, when rolling under load, the tread that touches the road surface deforms into a flat shape in accordance with the road surface shape, and the pair of sidewall portions above the ground surface also increase toward the outer side of the tire width following the deformation. Deforms and deforms. This bending deformation propagates to the
加えて、荷重負荷転動時には、トレッド接地面の特に踏み込み部と蹴り出し部で、カーカス層101の外周側に位置するベルト層等が略タイヤ周方向へ大きく変形するが、その影響を受けてサイドウォール部に略周方向の引っ張り力が作用して同方向へ大きく変形する。この変形が伝達されてビード部100も略周方向に変形する結果、カーカス層101の端部101bには、タイヤ周方向のせん断歪みも生じる。
In addition, the belt layer located on the outer peripheral side of the
以上のように、この従来構造のビード部100では、カーカス層折り返し部101aの端部101bに大きなせん断歪みが生じるため、その付近にビード部100の故障の原因となる亀裂等の故障核が生じやすいという問題がある。更に、この故障核が生じた場合には、荷重負荷転動時等に入力されるせん断応力を駆動力として、ビード部100内で周方向に亀裂が進展して互いに繋がる等し、ビード部100に故障が生じやすくなるという問題がある。
As described above, in the
このような故障の発生は、新品タイヤの完走を阻害するばかりではなく、トレッドの更正(リキャップ)を含むタイヤの長寿命化の要請の実現を妨げることにもなる。即ち、トレッドの長寿命化や更正実施及びその実施回数を増加させるためには、ビード部100は、長期使用に十分に耐える高い耐久性を備え、長期使用後においても新品時と変わらないような十分な性能を発揮することが要求される。
The occurrence of such a failure not only hinders the complete running of a new tire, but also hinders the realization of a request for extending the life of the tire including the tread correction (recapping). That is, in order to prolong the life of the tread, perform correction, and increase the number of executions, the
これらの要求に対し、ワイヤチェーファと呼ばれる補強層をビード部に配置し、カーカス層端部のせん断歪みを低下させる等して上記した問題に対処してビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤが知られている(特許文献1参照)。 In response to these demands, a reinforcing layer called a wire chafer is arranged in the bead part, and the air that has improved the durability of the bead part by addressing the above-mentioned problems by reducing the shear strain at the end of the carcass layer, etc. An entering tire is known (see Patent Document 1).
図5は、この従来の空気入りタイヤ110の構造を示す幅方向半断面図である。
この空気入りタイヤ110のビード部100は、前記図4のビード部100の構造に加えて、図示のように、ビードコア102の周りに折り返したカーカス層101の外側に、複数本のスチールコードをゴムに埋設した補強層105を備えている。この補強層105のコードをタイヤ円周線に対して所定角度で傾斜させるとともに、そのタイヤ幅方向外側(図では左側)に位置するカーカス層101の折り返し部101aに重ねて配置された外側部105aを、カーカス層101の折り返し部101aよりも長くして、その端部105bがカーカス層の端部101bよりもタイヤ径方向外側(図では上側)になるように配置している。
FIG. 5 is a half-sectional view in the width direction showing the structure of the conventional
In addition to the structure of the
この従来の空気入りタイヤ110では、補強層105を設けることで、ビードコア102やカーカス層101、特にその折り返し部101aを補強して、それらをリムフランジから受ける衝撃や摩擦等から保護するとともに、ビード部100の剛性を高めて、上記した内圧充填時のゴムの流動や、荷重負荷転動時の倒れ込みや周方向の変形を抑制することができる。この時、その端部105bをカーカス層101の端部101bよりも高い位置にして、その付近の周方向等の各種せん断応力を補強層105内のコードで受けるようにしたため、カーカス層101の端部101b付近に生じる変形を抑制して周方向等のせん断歪みを低減し、その部分での亀裂等の発生を抑制することもできる。
In this conventional
ただし、カーカス層101に代わってせん断応力を受ける補強層105の端部105b付近には、カーカス層101の端部101bに生じていたのと同様のせん断歪みが発生し、その部分に亀裂等の故障核が発生しやすくなる。即ち、せん断歪み及び故障核の発生箇所は補強層105の端部105b付近に移ることになるが、この従来のコード部100の構造では、たとえ亀裂が生じても、その亀裂は周方向に進展せずに、補強層105内のコードに沿ってタイヤ径方向内側(図では下側)に向かって進展する。従って、このビード部100の構造では、補強層105の各コードの亀裂は、コードに沿って進展している間は互いに独立しており、それらが周方向に進展して繋がる等の、大きな故障は生じにくくなっている。
However, in the vicinity of the
しかしながら、補強層105のコードに沿って進展した亀裂がカーカス層101の端部101b近傍に達すると、亀裂がコードから離れてカーカス層101の端部101b側へ移る傾向があり、その場合には、上記したように亀裂が周方向に進展してビード部100に大きな故障が生じやすくなる。
However, when the crack that has developed along the cord of the reinforcing
しかし、このビード部100では、亀裂の発生箇所である補強層105の端部105bを、カーカス層101の端部101bよりもタイヤ径方向外側(図では上側)に離して配置し、かつ、補強層105のコードを周方向に対して所定角度で傾斜させて、各端部105b、101b間のコードに沿った距離(亀裂の進展可能距離)を長くしている。従って、亀裂が発生箇所からカーカス層101の端部101bに達するまで進展する距離、従って時間が長くなり、ビード部100に大きな故障が発生するのを遅らせることができる。
However, in this
以上説明したように、このような補強層105をビード部100に配置することで、ビード部100に大きな故障が生じるのを抑制でき、従って、その耐久性を向上できる。しかしながら、近年、更正回数の増加を含む更なるタイヤの長寿命化が望まれており、そのためには、更にビード部100の耐久性の向上を図る必要がある。
As described above, by disposing such a reinforcing
なお、ビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤとしては、上記の他に、カーカス層の折り返し部の外側にそれよりも長い補強層を配置するとともに、補強層内に埋設するスチールコードの形状を波形状に屈曲させたものも知られている(特許文献2参照)。 In addition to the above, as a pneumatic tire with improved durability of the bead portion, a longer reinforcing layer is disposed outside the folded portion of the carcass layer, and a steel cord embedded in the reinforcing layer is used. There is also known one whose shape is bent into a wave shape (see Patent Document 2).
この従来の空気入りタイヤは、波形状に屈曲させた複数本のスチールコードを互いに平行に配列した補強層をビード部底面からサイドウォール部まで配置し、波形状コードの伸縮性を利用してコードとゴムとの剛性段差を緩和し、亀裂の発生を抑制してビード部等の耐久性を向上させている。即ち、波形状のコードは、引っ張り応力の作用時には振幅が小さく(波長が長く)なるように変形し、圧縮応力の作用時には振幅が大きく(波長が短く)なるように変形するため、ゴムの変形に追従変形でき、コード端部の応力集中を緩和してその部分での亀裂の発生を抑制している。 In this conventional pneumatic tire, a reinforcing layer in which a plurality of steel cords bent in a corrugated shape are arranged in parallel to each other is arranged from the bottom surface of the bead portion to the sidewall portion, and the cord using the stretchability of the corrugated cord The rigidity difference between the rubber and the rubber is alleviated and the occurrence of cracks is suppressed to improve the durability of the bead portion and the like. That is, the wave-shaped cord is deformed so that the amplitude is small (long wavelength) when the tensile stress is applied, and is deformed so that the amplitude is large (short wavelength) when the compressive stress is applied. Therefore, the stress concentration at the end of the cord is relaxed and the occurrence of cracks at that portion is suppressed.
しかしながら、この従来の空気入りタイヤでは、波形コードの具体的な形状等については何ら規定されておらず、一端亀裂が生じた場合には、従来と同様に亀裂がタイヤ周方向に進展してビード部等に故障が生じる恐れがある。即ち、適切な波形コード形状の設定等による、コードに沿った亀裂の進展や進展可能距離の確保等については何ら考慮されておらず、従って、この補強層の構造では、効果的なビード部の耐久性の向上を図れない。 However, in this conventional pneumatic tire, the specific shape of the corrugated cord is not defined at all, and if a crack occurs at one end, the crack propagates in the tire circumferential direction as in the conventional case, and the bead is There is a risk of failure in parts. In other words, no consideration is given to the progress of cracks along the cord and the securing of the distance that can be propagated by setting an appropriate corrugated cord shape, etc. Therefore, in this reinforcing layer structure, an effective bead portion Durability cannot be improved.
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、ビード部のカーカス層の外側に補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、補強層のスチールコードに沿って進展する亀裂の進展可能距離を長くし、かつ亀裂の発生及び進展速度を抑制し、ビード部の耐久性を向上させることである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is a crack that propagates along a steel cord of a reinforcing layer in a pneumatic tire including a reinforcing layer outside a carcass layer of a bead portion. It is to improve the durability of a bead part by lengthening the distance which can be propagated and suppressing the generation | occurrence | production and progress rate of a crack.
請求項1の発明は、一対のビードコアと、該ビードコア間をトロイダル状に延びる本体部及び前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げた折り返し部を有するカーカス層と、前記ビードコア近傍の前記カーカス層の外側に、前記折り返し部に沿ってタイヤ幅方向内側まで配置され、内部に複数本のスチールコードを埋設した補強層とを備え、前記折り返し部に沿う前記補強層のタイヤ径方向外側端部が前記折り返し部のタイヤ径方向外側端部よりもタイヤ径方向外側に配置されている空気入りタイヤにおいて、前記スチールコードは波形状に屈曲し、該波形の片振幅をA、波長をλとするとき、0.12≦2×A/λ≦1.2であることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された空気入りタイヤにおいて、前記スチールコードの振幅の中心線のタイヤ円周線に対する傾斜角度をθとするとき、10゜≦θ≦40゜、又は140゜≦θ≦170゜であることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載された空気入りタイヤにおいて、リム径位置から前記補強層のタイヤ径方向外側端部までのタイヤ径方向の高さをタイヤ断面高さで除した値をB、前記補強層のトリート曲げ剛性をMとしたとき、0.10≦M/B2≦0.75であることを特徴とする。
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the pneumatic tire according to the first aspect, when the inclination angle of the center line of the amplitude of the steel cord with respect to the tire circumferential line is θ, 10 ° ≦ θ ≦ 40 °, or 140 ° ≦ θ ≦ 170 °.
According to a third aspect of the present invention, in the pneumatic tire according to the first or second aspect, a height in a tire radial direction from a rim radial position to a tire radial direction outer end portion of the reinforcing layer is divided by a tire cross-sectional height. 0.10 ≦ M / B 2 ≦ 0.75, where B is the measured value and M is the treat bending rigidity of the reinforcing layer.
(作用)
本発明によれば、ビード部のカーカス層の外側に補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、亀裂の進展経路であるスチールコードを波形状に屈曲させて、亀裂の進展可能距離を長くする。また、スチールコードを周囲のゴムの変形に追従変形させてゴムとの剛性段差を小さくし、スチールコード端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みを緩和し、亀裂の発生を抑制する。同時に、亀裂を進展させる駆動力となるせん断入力を緩和して、亀裂の進展速度を遅くする。更に、スチールコードの振幅の中心線の傾斜角度や、補強層の外側部の高さ等を適切に設定して、亀裂の進展可能距離を長くし、かつ、亀裂を確実にスチールコードに沿って進展させるとともに、スチールコードの折損を防止する。
(Function)
According to the present invention, in a pneumatic tire provided with a reinforcing layer outside the carcass layer of the bead portion, the steel cord, which is a crack propagation path, is bent into a corrugated shape, thereby increasing the crack propagation distance. In addition, the steel cord is deformed following the deformation of the surrounding rubber to reduce the rigidity step with the rubber, the stress concentration at the end of the steel cord and the shear strain at the portion are alleviated, and the occurrence of cracks is suppressed. At the same time, the shear input, which is the driving force for propagating cracks, is relaxed, and the crack growth rate is slowed. In addition, by setting the inclination angle of the center line of the steel cord amplitude and the height of the outer part of the reinforcing layer, etc., it is possible to lengthen the crack propagation distance and ensure that the crack follows the steel cord. Make progress and prevent breakage of steel cord.
本発明によれば、補強層に埋設されたスチールコードを波形状に屈曲等させたため、亀裂の進展可能距離を長くすることができる。また、スチールコードがゴムの変形に追従変形できるため、周囲のゴムとの剛性段差を小さくでき、スチールコード端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みを緩和して亀裂の発生を抑制できる。同時に、亀裂の進展駆動力を緩和でき、亀裂の進展速度を遅くできる。更に、亀裂を確実にスチールコードに沿って進展させることができるとともに、スチールコードの折損も防止できる。従って、ビード部に大きな破壊等が生じるのを抑制でき、ビード部の耐久性を効果的に向上させることができる。 According to the present invention, since the steel cord embedded in the reinforcing layer is bent into a corrugated shape, the possible crack propagation distance can be increased. In addition, since the steel cord can be deformed following the deformation of the rubber, the step difference in rigidity with the surrounding rubber can be reduced, and the stress concentration at the end of the steel cord and the shear strain at that portion can be alleviated to suppress the occurrence of cracks. At the same time, the crack driving force can be relaxed and the crack growth rate can be slowed. Further, the crack can be reliably propagated along the steel cord, and the steel cord can be prevented from being broken. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of large breakage in the bead portion, and it is possible to effectively improve the durability of the bead portion.
以下、本発明の空気入りタイヤの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の空気入りタイヤ1は、図5に示す従来の空気入りタイヤ110と同様に、ビード部のビードコア周りにカーカス層を折り返し、その外側に補強層を配置してビード部の耐久性を向上させているが、補強層のコードを波形状に屈曲させる等して亀裂の進展可能距離を長くし、かつコード端部の応力集中を緩和して亀裂の発生を抑制し、さらにビード部の耐久性を向上させたものである。
Hereinafter, an embodiment of a pneumatic tire of the present invention will be described with reference to the drawings.
Like the conventional
図1は、本実施形態の空気入りタイヤの構造を示す幅方向半断面図である。
本実施形態の空気入りタイヤ1は、図示のように、外周面にトレッドパターン2が形成された略円筒状のトレッド部3と、その両端からそれぞれタイヤ径方向内側(図では下側)に向かって延びる一対のサイドウォール部4(図では片側のみ示す)と、サイドウォール部4のタイヤ径方向内側に位置する一対のビード部5(図では片側のみ示す)とを備えている。
FIG. 1 is a half-sectional view in the width direction showing the structure of the pneumatic tire of the present embodiment.
As shown in the figure, the
また、この空気入りタイヤ1は、ビード部5のタイヤ径方向内側端部付近に配置された一対のビードコア6と、ビードコア6周りに折り返され、かつ一対のビードコア6間に渡ってトロイダル状に延びるカーカス層30と、ビード部5のカーカス層30の外側に沿って延びるワイヤチェーファと呼ばれる補強層40と、トレッド部3内でカーカス層30のタイヤ径方向外側(図では上側)に配置されたベルト層7とを有している。
In addition, the
ビードコア6は、複数本のスチールワイヤ等を巻き重ねたリング状のもので、カーカス層30の両端部を固定する他に、内部空気圧の保持や、タイヤ1がリムから外れるのを防ぐ役割等を有する。ベルト層7は、複数本のスチールコードや有機繊維コード等をゴムで被覆したベルトプライ8を複数枚(図では4枚)、タイヤ径方向に重ねて構成され、カーカス層30を保護してトレッド部3を強化するとともに、周方向の剛性を高めて、たが効果を発揮する。
The
カーカス層30は、トレッド部3からサイドウォール部4を通りビード部5のビードコア6までトロイダル状に延び、その部分を補強する本体部31と、ビードコア6の周りをタイヤ幅方向内側から外側(図では左側から右側)に向かって折り返して巻き上げた、折り返し部32とからなる。このカーカス層30は、少なくとも1枚のカーカスプライから構成され、カーカスプライの内部には複数本の非伸縮性の補強コード(プライコード)、例えばスチールコードが埋設されている。なお、本実施形態のカーカス層30は、実質上ラジアル方向(子午線方向)に延びるプライコードが埋設された1枚のカーカスプライから構成されている。
The
補強層40は、ビードコア6近傍のカーカス層30の外側に重ねて配置されており、ビードコア6の下側からカーカス層30の本体部31の外側(図ではタイヤ幅方向内側である左側)に沿ってタイヤ径方向外側(図では上側)に向かって延びる内側部41と、ビードコア6の下側からカーカス層30の折り返し部32の外側(図ではタイヤ幅方向外側である右側)に沿ってタイヤ径方向外側に向かって延びる外側部42とからなる。
The reinforcing
ここで、リム径位置S(ビードヒール)から外側部42の補強層端部(径方向外側端部)43までの径方向距離L(以下、外側部42の高さLという)は、リム径位置Sから折り返し部32のカーカス層端部(径方向外側端部)33までの径方向距離J(以下、折り返し部32の高さJという)よりも長くなっている。従って、図5に示した従来の空気入りタイヤ110と同様に、外側部42の補強層端部43は、折り返し部32のカーカス層端部33よりもタイヤ径方向外側に位置しており、タイヤの荷重負荷転動時のせん断歪み及び亀裂の発生箇所をカーカス層端部33から補強層端部43に移動させることができ、発生した亀裂は補強層40のコードに沿って進展する。
Here, the radial distance L (hereinafter referred to as the height L of the outer portion 42) from the rim diameter position S (bead heel) to the reinforcing layer end portion (radial outer end portion) 43 of the
図2は、この補強層40内に埋設するスチールコード44の一部を拡大して示す側面図であり、図3は、外側部42の補強層端部43付近を拡大して示す模式図である。
FIG. 2 is an enlarged side view showing a part of the
補強層40は、少なくとも1枚(ここでは1枚)の補強プライから構成され、この補強プライ(補強層40)のゴムの内部には、波形状に屈曲させたスチールコード44が埋設されている。なお、本実施形態のスチールコード44は、複数本のスチール製のフィラメントに撚りを加えた直線状のコードを、図2に示すように、片振幅A、波長λの正弦波形状に屈曲させて形成しているが、正弦波形状以外でも、一定の片振幅Aと波長λを有する滑らかに湾曲しながら屈曲する波形状であればよい。
The reinforcing
補強層40には、図3に示すように、この波形状のスチールコード44が複数本、その振幅の中心線Tをタイヤ円周線Cに対して所定角度θで傾斜させて互いに平行になるように、かつ、振幅A方向が補強プライの平面方向の同方向を向くように配列され、それらが互いに接触しないようにゴムに埋設されている。また、図には、実質上ラジアル方向に延びるカーカス層30のプライコード34も示すが、上記したようにスチールコード44の端部である補強層端部43は、プライコード34の端部であるカーカス層端部33よりもタイヤ径方向外側(図では上側)に向かって距離Q(図1参照)だけ離れて配置されている。
As shown in FIG. 3, the reinforcing
ここで、上記したように補強層端部43付近に亀裂が発生した場合には、その亀裂は補強層40内のスチールコード44に沿ってタイヤ径方向内側(図3では下側)に向かって進展するが、本実施形態のスチールコード44は波形状であるため、亀裂はスチールコード44に沿って波状に進展する。従って、本実施形態の補強層40では、亀裂の進展経路を波状にすることができ、従来の直線状のスチールコード44に比べて、カーカス層端部33付近に到達するまでに亀裂はより長い経路をとる、即ち、亀裂の進展可能距離が長くなり、カーカス層端部33付近まで亀裂が進展するのが遅くなる。
Here, when a crack occurs near the reinforcing
また、波形状のスチールコード44は伸縮性を有する。即ち、引っ張り応力の作用時には片振幅Aが小さく(波長λが長く)なるように変形し、圧縮応力の作用時には片振幅Aが大きく(波長λが短く)なるように変形するため、ゴムの変形に追従変形できる。従って、スチールコード44とその周りのゴムの剛性段差が小さくなり、スチールコード44端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みが緩和され、亀裂の発生が抑制される。同時に、亀裂を進展させる駆動力となるせん断入力が緩和されるため、亀裂の進展速度が遅くなる。
Further, the
従って、このような補強層40を有する本実施形態の空気入りタイヤ1では、直線状のスチールコードからなる補強層を備えた従来の空気入りタイヤに比べて、亀裂の発生が抑制されるとともに、その進展可能距離が長く、かつ進展速度が遅くなり、亀裂の連結等の大きな故障の発生を抑制でき、ビード部5の耐久性を向上できる。
Therefore, in the
なお、上記したようにこの波形状のスチールコード44は、所定の片振幅Aと波長λをなすように形成されているが、片振幅Aを波長λで除して2倍した値(2×A/λ)が0.12未満である場合には、片振幅Aが小さく(波長λが長く)なって、スチールコード44が直線状に近くなるため、上記した亀裂の進展可能距離が短くなり、亀裂がより早くカーカス層端部33に到達する。同時に、スチールコード44の伸縮性が低下して、その端部43付近の応力集中及び、せん断歪みが大きくなり亀裂が発生しやすくなるとともに、亀裂を進展させる駆動力であるせん断入力が大きくなり、亀裂の進展速度が早くなる。従って、ビード部5の耐久性が低下する恐れがある。
As described above, the
また、前記2×A/λの値が1.2よりも大きい場合には、片振幅Aが大きく(波長λが短く)なって、スチールコード44がより大きく屈曲する結果、亀裂がスチールコード44から離れやすくなり、亀裂がスチールコード44に沿わずに進展してその進展経路が波状をなさなくなる恐れがある。従って、前記2×A/λの値は、0.12以上1.2以下(0.12≦2×A/λ≦1.2)であることが好ましい。
When the value of 2 × A / λ is larger than 1.2, the half amplitude A becomes large (wavelength λ becomes short), and the
この範囲内であれば、スチールコード44の波形状が好適化され、亀裂が確実にスチールコード44に沿って進展してその進展可能距離が長くなるとともに、スチールコード44が適度に伸縮して、その端部43付近のせん断歪みや亀裂の進展駆動力が小さくなる。従って、亀裂のカーカス層端部33付近への到達を遅くでき、かつ、亀裂の発生や進展速度を抑制でき、ビード部5の耐久性を効果的に向上させることができる。
If it is within this range, the wave shape of the
また、上記したようにスチールコード44の振幅の中心線Tは、タイヤ円周線Cに対して所定角度θ(図3参照)で傾斜しているが、この傾斜角度θが10度未満または170度よりも大きい、即ち、円周線C方向に近くなると、亀裂がスチールコード44を離れて進展する恐れがある。また、θが40度よりも大きく140度未満、即ち円周線Cと直交する方向に近くなると、上記と同様に亀裂がスチールコード44を離れて進展する恐れがあるとともに、亀裂の進展可能距離が短くなり、亀裂が早くカーカス層端部33に到達してビード部5の耐久性が低下する恐れもある。従って、その傾斜角度θは、10度以上40度以下、または140度以上170度以下(10゜≦θ≦40゜、又は140゜≦θ≦170゜)にすることが好ましく、この範囲内であれば、亀裂を確実にスチールコード44に沿って進展させることができる。
As described above, the center line T of the amplitude of the
更に、補強層40の外側部42の高さLと、カーカス層30の折り返し部32の高さJの差Q(図1参照)が10mm未満であると、補強層端部43とカーカス層端部33の距離、即ち亀裂の進展可能距離が短くなり、ビード部5の耐久性が低下する恐れがある。従って、Qは、10mm以上にすることが好ましく、この場合には、亀裂がカーカス層端部33近傍に達するまでに進展する距離が長くなり、ビード部5の破壊を効果的に抑制できる。
Furthermore, if the difference Q (see FIG. 1) between the height L of the
ここで、タイヤの断面高さをH(以下、タイヤ高さHという)、前記補強層40の外側部42の高さL(図1参照)をタイヤ高さHで除した値(L/H)をB、補強層40のトリート曲げ剛性をM、Mを前記値Bの2乗で除した値(M/B2)をFとしたとき、このFは0.10以上0.75以下(0.10≦F≦0.75)にすることが好ましい。その理由は、Fが0.10未満であると、圧縮力が作用した場合にスチールコード44が座屈変形を起こして折損する恐れがあり、一方、Fが0.75よりも大きいと、圧縮変形に対してスチールコード44が追従変形できなくなり、せん断歪みが顕著に増大してスチールコード44に沿っての亀裂の進展速度が大幅に上昇する恐れが高くなるからである。
Here, the value obtained by dividing the cross-sectional height of the tire by H (hereinafter referred to as tire height H) and the height L (see FIG. 1) of the
これに対し、上記したようにFを0.10以上0.75以下にすると、補強層40内のスチールコード44の座屈による折損を防止しながら、亀裂の進展可能距離を長くするとともに、その進展速度を低下させることができ、ビード部5の耐久性を効果的に向上させることができる。なお、Fの値を0.15以上0.40以下の範囲内にすると、上記した効果がより顕著となり好ましい。
On the other hand, when F is set to 0.10 or more and 0.75 or less as described above, the crack propagation distance is increased while preventing breakage due to buckling of the
ここで、補強層40のトリート曲げ剛性Mとは、1本のスチールコード44の曲げ剛性に50mm当たりのコード打ち込み本数を乗じた値であり、その単位はN・m2である。なお、コードの曲げ剛性に関しては、以下の数1に示した式、即ち、良く知られているコードの曲げ剛性の簡易モデル計算式に従う。ここで、スチールコード44が複撚り構造の場合には、重ね梁の原理に従い、それぞれの層における曲げ剛性値を足し合わせた値を1本のスチールコード44の曲げ剛性とする。
Here, the treat bending stiffness M of the reinforcing
この式において、Nは各層当たりのフィラメント本数、αはフィラメントの撚り角度(tanα=P/2πR、ここでPはコード撚りピッチ、Rはスチールコードを構成する各層の外接円直径)、Eはフィラメントのヤング率(縦弾性係数)、Gはフィラメントの横弾性係数、Iは断面2次モーメント(I=πd4/64)、Ipは断面2次極モーメント(Ip=πd3/32)、dはフィラメントの直径、μfはフィラメントのポアソン比である。 In this equation, N is the number of filaments per layer, α is the twist angle of the filament (tan α = P / 2πR, where P is the cord twist pitch, R is the circumscribed circle diameter of each layer constituting the steel cord), and E is the filament Young's modulus of the (longitudinal elastic modulus), G is the modulus of transverse elasticity of the filament, I is the second moment (I = πd 4/64) , Ip is polar moment of inertia of area (Ip = πd 3/32) , d is The filament diameter, μf, is the Poisson's ratio of the filament.
以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤ1では、ビード部5のカーカス層30の外側に補強層40を設けたため、ビード部5の剛性が高まり荷重負荷転動時の変形等を抑制できる。また、補強層外側部42の補強層端部43をカーカス層折り返し部32のカーカス層端部33よりもタイヤ径方向外側に位置させたため、カーカス層端部33付近のせん断歪みを低減できるとともに、タイヤの荷重負荷転動時のせん断歪み及び亀裂の発生箇所をカーカス層端部33から補強層端部43に移動させることができる。この補強層端部43で発生した亀裂は、補強層40内のスチールコード44に沿って進展するため、ビード部5に大きな破壊等が生じるのが抑制され、ビード部5の耐久性を向上できる。
As described above, in the
また、本実施形態では、スチールコード44を波形状に屈曲させたため、従来の直線状のスチールコード44に比べて、カーカス層端部33付近までの亀裂の進展可能距離を長くでき、亀裂がそこまで進展するのを遅くすることができる。また、スチールコード44がゴムの変形に追従変形できるため、周囲のゴムとの剛性段差を小さくでき、スチールコード44端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みを緩和して亀裂の発生を抑制できる。同時に、亀裂の進展駆動力を緩和でき、亀裂の進展速度を遅くできる。従って、従来の空気入りタイヤに比べて、亀裂の連結等の大きな故障の発生を抑制でき、ビード部5の耐久性を向上できる。
Further, in this embodiment, since the
更に、補強層40の外側部42の高さLや、スチールコード44の振幅の中心線Tの傾斜角度θを適正化したため、亀裂の進展可能距離を長くし、かつ、その進展速度を効果的に低下させることができる。これらに加えて、補強層40内のスチールコード44の座屈による折損を防止できるとともに、亀裂を確実にスチールコード44に沿って進展させることもでき、ビード部5の破壊を抑制して、その耐久性を効果的に向上させることができる。
Furthermore, since the height L of the
(実施例)
本発明の空気入りタイヤ1の効果を確認するため、以上で説明した構造の補強層40を備えた実施例のタイヤ(以下、実施品という)と、一部の構造が異なる補強層40を備えた比較例のタイヤ(以下、比較品という)と、直線状のスチールコード44を有する従来構造の補強層40を備えた従来例のタイヤ(以下、従来品という)を数種類作製し、以下の条件でビード部5の耐久性を試験した。
(Example)
In order to confirm the effect of the
以下の実施品、比較品、従来品は全て、JATMA YEAR BOOK(2004、日本自動車タイヤ協会規格)で定めるタイヤサイズ275/70R22.5の重荷重用ラジアルタイヤであり、適用リムは7.50×22.5である。これら各タイヤをリムに装着後、最高空気圧900kPaを充填し、ドラム試験機により、最大負荷能力3150kgの1.8倍である5670kgの荷重を作用させながら、速度60km/hで直径1.7mのドラム上をビード部5が破壊するまで連続負荷転動させ、破壊するまでの距離を測定して比較した。なお、その結果は、従来品1の走行距離を100としたライフ指数として示す。
The following implementation products, comparative products, and conventional products are all heavy-duty radial tires of tire size 275 / 70R22.5 defined by JATMA YEAR BOOK (2004, Japan Automobile Tire Association Standard), and applicable rim is 7.50 × 22. .5. After these tires are mounted on the rim, the maximum air pressure of 900 kPa is filled, and a load of 5670 kg, which is 1.8 times the maximum load capacity of 3150 kg, is applied by a drum testing machine, while a speed of 1.7 km at a speed of 60 km / h. The load was continuously rolled on the drum until the
なお、表中、片振幅Aはスチールコード44の片振幅(単位はmm)であり、波長λはスチールコード44の波長(単位はmm)であり、傾斜角度θ(図3参照)はスチールコード44の振幅の中心線Tのタイヤ円周線Cに対する傾斜角度(単位は度)であり、距離Q(図1参照)は補強層40の外側部42の高さLからカーカス層30の折り返し部32の高さJを減じた距離(L―J、単位はmm)であり、曲げ剛性Mは1本のスチールコード44の曲げ剛性に50mm当たりのコード打ち込み本数を乗じたトリート曲げ剛性M(単位はN・m2)であり、値B(図1参照)は補強層40の外側部42の高さLをタイヤ断面高さHで除した値(L/H)であり、値Fは補強層40のトリート曲げ剛性Mを前記値Bの2乗で除した値(M/B2)である。
In the table, the half amplitude A is the half amplitude (unit: mm) of the
表1に、1種類の従来品1と、8種類の実施品(実施品1から8)と、5種類の比較品(比較品1から5)の補強層40の構造諸元とライフ指数を示す。
Table 1 shows the structural specifications and life index of the reinforcing
表1に示すように、従来品1のライフ指数100に対し、実施品1から8のライフ指数は、全て100以上(最高値が実施品3の136、最低値が実施品4の105)であり、これに対し、比較品のライフ指数は全て100よりも低く、従って、前記実施品のライフ指数は、従来品に比べてビード部5の耐久性が向上していることが分かる。この結果から、本発明により、空気入りタイヤ1のビード部5の耐久性が向上することが証明された。
As shown in Table 1, the life index of the
1・・・空気入りタイヤ、2・・・トレッドパターン、3・・・トレッド部、4・・・サイドウォール部、5・・・ビード部、6・・・ビードコア、7・・・ベルト層、8・・・ベルトプライ、30・・・カーカス層、31・・・本体部、32・・・折り返し部、33・・・カーカス層端部、34・・・プライコード、40・・・補強層、41・・・内側部、42・・・外側部、43・・・補強層端部、44・・・スチールコード。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該ビードコア間をトロイダル状に延びる本体部及び前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げた折り返し部を有するカーカス層と、
前記ビードコア近傍の前記カーカス層の外側に、前記折り返し部に沿ってタイヤ幅方向内側まで配置され、内部に複数本のスチールコードを埋設した補強層とを備え、
前記折り返し部に沿う前記補強層のタイヤ径方向外側端部が前記折り返し部のタイヤ径方向外側端部よりもタイヤ径方向外側に配置されている空気入りタイヤにおいて、
前記スチールコードは波形状に屈曲し、該波形の片振幅をA、波長をλとするとき、0.12≦2×A/λ≦1.2であることを特徴とする空気入りタイヤ。 A pair of bead cores;
A carcass layer having a body portion extending in a toroidal manner between the bead cores and a folded portion wound around the bead cores from the inner side in the tire width direction toward the outer side;
The outer side of the carcass layer in the vicinity of the bead core, disposed along the folded portion to the inner side in the tire width direction, and a reinforcing layer having a plurality of steel cords embedded therein,
In the pneumatic tire in which the tire radial direction outer end portion of the reinforcing layer along the folded portion is disposed on the outer side in the tire radial direction than the tire radial direction outer end portion of the folded portion,
The pneumatic tire is characterized in that the steel cord is bent into a wave shape, and 0.12 ≦ 2 × A / λ ≦ 1.2, where A is a half amplitude of the waveform and λ is a wavelength.
前記スチールコードの振幅の中心線のタイヤ円周線に対する傾斜角度をθとするとき、10゜≦θ≦40゜、又は140゜≦θ≦170゜であることを特徴とする空気入りタイヤ。 In the pneumatic tire according to claim 1,
A pneumatic tire characterized by satisfying 10 ° ≦ θ ≦ 40 ° or 140 ° ≦ θ ≦ 170 °, where θ is an inclination angle of the center line of the steel cord amplitude with respect to the tire circumferential line.
リム径位置から前記補強層のタイヤ径方向外側端部までのタイヤ径方向の高さをタイヤ断面高さで除した値をB、前記補強層のトリート曲げ剛性をMとしたとき、
0.10≦M/B2≦0.75であることを特徴とする空気入りタイヤ。 In the pneumatic tire according to claim 1 or 2,
When the value obtained by dividing the height in the tire radial direction from the rim diameter position to the outer end in the tire radial direction of the reinforcing layer by the tire cross-sectional height is B, and the treat bending rigidity of the reinforcing layer is M,
A pneumatic tire characterized by satisfying 0.10 ≦ M / B 2 ≦ 0.75.
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