JP2011031812A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、環状のビードコアの周りで折り返されたカーカスプライを備える空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire including a carcass ply folded around an annular bead core.
一般に、空気入りタイヤでは、負荷転動に際して接地側のサイドウォール部が撓み変形し、それに伴う内部応力に起因してカーカスプライの折り返し端に大きな圧縮歪が発生する。この圧縮歪が繰り返し作用すると、カーカスプライの折り返し端の近傍にクラックが生じ、遂にはセパレーションへと発展する場合がある。 In general, in a pneumatic tire, a side wall portion on the grounding side is bent and deformed during load rolling, and a large compressive strain is generated at the folded end of the carcass ply due to the internal stress associated therewith. When this compressive strain acts repeatedly, a crack is generated in the vicinity of the folded end of the carcass ply and may eventually develop into a separation.
この問題に対して、下記特許文献1では、図6に示すように、カーカスプライ14の折り返し端14Eとタイヤ最大幅位置との間のタイヤ外表面に凹部15を形成した空気入りタイヤが提案されている。また、下記特許文献2〜4には、そのような凹部15の形状を改変した空気入りタイヤが記載されている。これらのタイヤでは、サイドウォール部の撓み変形に伴う内部応力を凹部15によって遮断し、折り返し端14Eに作用する圧縮歪を低減させることを企図している。
With respect to this problem, as shown in FIG. 6, a pneumatic tire in which a
しかし、これらの空気入りタイヤでは、折り返し端14Eに作用する圧縮歪の低減効果が十分とは言えず、これを更に改善する余地があることが判明した。本発明者が鋭意研究を重ねたところ、上記の空気入りタイヤでは、サイドウォール部が撓み変形した際に、カーカスプライ14の本体部14aと折り返し部14bとの間のゴム16を介して折り返し端14Eに圧縮歪が作用し、その折り返し端14Eの近傍にクラックを生じることが分かった。
However, in these pneumatic tires, it has been found that the effect of reducing the compressive strain acting on the folded
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カーカスプライの折り返し端に作用する圧縮歪を十分に低減して、折り返し端近傍でのクラックの発生及び成長を抑制できる空気入りタイヤを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to sufficiently reduce the compressive strain acting on the folded end of the carcass ply and to suppress the generation and growth of cracks in the vicinity of the folded end. To provide tires.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、ビード部に配設された環状のビードコアのタイヤ幅方向内側に本体部を有すると共に、前記ビードコアのタイヤ幅方向外側に折り返し部を有し、前記ビードコアの周りで内側から外側に折り返されたカーカスプライを備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの折り返し端とタイヤ最大幅位置との間のタイヤ外表面に凹部が形成され、前記凹部は、前記本体部と前記折り返し部との間に入り込むようにタイヤ径方向内側に抉れており、その凹部の最深端が前記折り返し端よりもタイヤ径方向内側に配されているものである。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the pneumatic tire of the present invention has a main body portion on the inner side in the tire width direction of the annular bead core disposed in the bead portion, and has a folded portion on the outer side in the tire width direction of the bead core, and around the bead core. In the pneumatic tire including the carcass ply folded from the inside to the outside, a recess is formed on the outer surface of the tire between the folded end of the carcass ply and the tire maximum width position, and the recess includes the body portion and the The innermost portion of the concave portion is disposed so as to enter between the folded portions, and the deepest end of the concave portion is disposed on the inner side in the tire radial direction from the folded end.
かかる構成によれば、カーカスプライの本体部と折り返し部との間のゴムが削減されることから、サイドウォール部が撓み変形した際に、本体部と折り返し部との間のゴムを介して折り返し端に作用する圧縮歪を十分に低減し、その折り返し端近傍でのクラックの発生及び成長を効果的に抑制することができる。また、凹部を形成したことによる軽量化及び転がり抵抗低減の効果も得られる。 According to such a configuration, since rubber between the main body portion and the folded portion of the carcass ply is reduced, when the sidewall portion is bent and deformed, it is folded back via the rubber between the main body portion and the folded portion. The compressive strain acting on the end can be sufficiently reduced, and the generation and growth of cracks in the vicinity of the folded end can be effectively suppressed. Moreover, the effect of weight reduction and rolling resistance reduction by having formed the recessed part is also acquired.
上記の如きビード構造では、凹部の最深端に応力が作用しやすい傾向にあり、その最深端を起点としたクラックの発生が懸念される。そこで、本発明では、前記折り返し端を通る前記本体部の法線に直交する垂線が、前記法線と前記本体部との交点から前記折り返し端までの線分の中点を通るとき、前記凹部の最深端が前記垂線よりもタイヤ幅方向外側に配されていることが好ましく、これにより凹部の最深端を本体部から遠ざけることができる。サイドウォール部の撓み変形に伴うカーカスプライの動きは、折り返し部よりも本体部で大きいため、凹部の最深端を上記のように配置することで、本体部の動きの影響を抑えて凹部の最深端でのクラックを防ぐことができる。 In the bead structure as described above, stress tends to easily act on the deepest end of the recess, and there is a concern about the generation of cracks starting from the deepest end. Therefore, in the present invention, when the perpendicular perpendicular to the normal of the main body passing through the folded end passes through the midpoint of the line segment from the intersection of the normal and the main body to the folded end, the concave portion It is preferable that the deepest end of the concave portion is disposed on the outer side in the tire width direction with respect to the perpendicular line, whereby the deepest end of the concave portion can be moved away from the main body portion. Since the movement of the carcass ply accompanying the bending deformation of the sidewall portion is larger in the main body than in the folded portion, the deepest end of the concave portion is arranged as described above, so that the influence of the movement of the main body portion is suppressed and the deepest of the concave portion is arranged. Cracks at the edges can be prevented.
本発明では、前記ビードコアの周りで前記本体部の内側から前記折り返し部の外側に折り返された補強部材を備え、前記本体部に隣接した前記補強部材の端部が、前記凹部の最深端を通る前記本体部の法線と前記本体部との交点よりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。上述のようにサイドウォール部の撓み変形に伴うカーカスプライの動きは本体部で大きいところ、本発明の上記構成によれば、ビード部における本体部の動きを補強部材によって適切に抑制し、凹部の最深端でのクラックを防ぐことができる。 In the present invention, the reinforcing member is folded around the bead core from the inside of the main body portion to the outside of the folded portion, and the end portion of the reinforcing member adjacent to the main body portion passes through the deepest end of the concave portion. It is preferable to be located on the outer side in the tire radial direction from the intersection of the normal line of the main body part and the main body part. As described above, the movement of the carcass ply accompanying the bending deformation of the sidewall portion is large in the main body portion.According to the above configuration of the present invention, the movement of the main body portion in the bead portion is appropriately suppressed by the reinforcing member, Cracks at the deepest end can be prevented.
また、本発明のタイヤでは、本体部の外側におけるゴム厚が凹部の近辺で大きく変化すると、その部分にてクラックが発生しやすい傾向にある。そこで、本発明では、前記本体部の外側におけるゴム厚が、前記凹部の最深端からタイヤ径方向外側に向かって漸減し、タイヤ外表面が前記凹部からタイヤ最大幅位置に亘ってなだらかに形成されていることが好ましい。かかる構成であれば、タイヤ外表面が凹部からタイヤ最大幅位置に亘ってなだらかに形成されているため、ゴム厚の変化に起因したクラックを良好に抑制することができる。 Further, in the tire of the present invention, when the rubber thickness on the outside of the main body changes greatly in the vicinity of the recess, cracks tend to occur at that portion. Therefore, in the present invention, the rubber thickness on the outer side of the main body portion gradually decreases from the deepest end of the recess toward the outer side in the tire radial direction, and the outer surface of the tire is gently formed from the recess to the tire maximum width position. It is preferable. With such a configuration, since the outer surface of the tire is gently formed from the recess to the maximum tire width position, it is possible to satisfactorily suppress cracks resulting from changes in the rubber thickness.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。図2は、その空気入りタイヤの要部を示す断面図である。この空気入りタイヤは、一対のビード部1と、ビード部1の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部2と、そのサイドウォール部2の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部3とを備える。ビード部1には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア1aが配設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a half sectional view of a tire meridian showing an example of a pneumatic tire according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part of the pneumatic tire. The pneumatic tire includes a pair of
一対のビード部1の間には、カーカスプライ4がトロイド状に架け渡されるようにして配され、ビードコア1aの周りで内側から外側に折り返されている。カーカスプライ4は、ビードコア1aのタイヤ幅方向内側に本体部40を有すると共に、ビードコア1aのタイヤ幅方向外側に折り返し部41を有し、その折り返し部41のタイヤ径方向外側端を折り返し端4Eとしている。カーカスプライ4の内周側には、空気圧保持のためのインナーライナーゴム5が配されている。
A
トレッド部3のカーカスプライ4の外周にはベルト6が積層され、更にその外周にトレッドゴム7が積層されている。また、ビード部1からサイドウォール部2に亘って、カーカスプライ4の外側はゴム層8により被覆されている。折り返し端4Eとタイヤ最大幅位置9との間のタイヤ外表面には、凹部10が形成されている。凹部10は、本体部40と折り返し部41との間に入り込むようにタイヤ径方向内側に抉れており、その最深端10Eは折り返し端4Eよりもタイヤ径方向内側に配されている。即ち、タイヤ軸中心を基準とした折り返し端4Eの径をR1、最深端10Eの径をR2とするとき、R1>R2の関係が満たされる。
A
上記の位置関係は、タイヤを標準リム20に組み付けて、最高空気圧を充填した標準タイヤ姿勢において得られるものであればよい。標準リムとは、下記規格に記載の適用サイズにおける標準リム(または、“Approved Rim”、“Recommended Rim”)のことであり、最高空気圧とは、下記規格に記載の適用サイズにおける単輪の最大荷重(最大負荷能力)に対応する空気圧のことである。そして、規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では“The Tire and Rim Association Inc. の Year Book”、欧州では“The European Tire and Rim Technical Organizationの Standards Manual”、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA Year Book”で規定されている。
The positional relationship described above may be obtained in a standard tire posture in which the tire is assembled to the
このようなビード構造においては、カーカスプライ4の本体部40と折り返し部41との間のゴムが削減されたものとなるため、走行時にサイドウォール部2が撓み変形した際には、本体部40と折り返し部41との間のゴムを介して折り返し端4Eに作用する圧縮歪を十分に低減することができる。その結果、折り返し端4E近傍でのクラックの発生及び成長を効果的に抑制できるうえ、凹部10を形成したことによるタイヤの軽量化や転がり抵抗低減のメリットも得られる。
In such a bead structure, the rubber between the
凹部10は、タイヤ周方向に連続して環状に延びており、タイヤ外表面をタイヤ幅方向内側に且つタイヤ径方向内側に窪ませてなる。尚、凹部10は、不連続に延びても構わない。本体部40と折り返し部41との間に空隙を確保するとともに本体部40の動きを抑制しながら、折り返し端4Eに作用する圧縮歪を十分に低減するために、R1−R2は1mm以上5.0mm以下が好ましい。なお、最深端10Eは、凹部10の内壁の中で最も小径となる部位である。
The
最深端10Eは断面円弧で形成されており、その曲率半径は1.0mm以上4.0mm以下が好ましい。このタイヤでは、凹部10を設けているために、サイドウォール部2が撓み変形すると最深端10Eに応力が作用しやすい傾向にあるが、このように最深端10Eを円弧で形成してあることで、応力を分散して最深端10Eを起点としたクラックを抑制することができる。
The
本実施形態では、図2に示すように、折り返し端4Eを通るように本体部40に法線L1を引き、その法線L1に直交する垂線L2が、法線L1と本体部40との交点P1から折り返し端4Eまでの線分の中点P2を通るとき、凹部10の最深端10Eが垂線L2よりもタイヤ幅方向外側に配置される。これらの線や点は、カーカスプライ4の厚みの中心を基準にして定められ、その位置関係は上記の標準タイヤ姿勢において得られるものであればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a normal line L1 is drawn to the
サイドウォール部2の撓み変形時には、本体部40が折り返し部41に向かって倒れ込むため、カーカスプライ4の動きは折り返し部41よりも本体部40で大きくなるが、このタイヤのように凹部10を設けている場合には、その傾向が特に顕著となる。それ故、凹部10の最深端10Eを起点とするクラックが懸念されるところ、上記の如きビード構造であれば凹部10を本体部40から遠ざけられるため、本体部40の動きの影響を抑えて最深端10Eでのクラックを防ぐことができる。
When the
図3は、図1,2のタイヤに、ビードコア1aの周りで本体部40の内側から折り返し部41の外側に折り返された補強部材11を配設したときの断面図である。このような補強部材11を配設した構造は、ビード部1の耐久性を向上しうるため、重荷重用空気入りタイヤに特に有用である。補強部材11としては、従来公知の補強体が特に制限なく使用可能であり、例えばナイロンチェーファやスチールチェーファが挙げられる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the tire of FIGS. 1 and 2 when the reinforcing
本体部40に隣接した補強部材11の端部11Eは、最深端10Eを通る本体部40の法線L3と本体部40との交点P3よりもタイヤ径方向外側に位置する。即ち、タイヤ軸中心を基準とした交点P3の径をR3、端部11Eの径をR4とするとき、R3<R4の関係が満たされる。このため、ビード部1における本体部40の動き、特に法線L3からタイヤ径方向外側近辺での本体部40の動きを補強部材11によって適切に抑制し、最深端10Eでのクラックを防ぐことができる。上記の線や点は、カーカスプライ4の厚みの中心を基準にして定められ、その位置関係は上記の標準タイヤ姿勢において得られるものであればよい。
The
図2,3に示すように、凹部10の近辺では、本体部40の外側におけるゴム厚が比較的大きく変化しており、その部分(特に点Q1の周辺)においてクラックの発生が懸念される。このクラック対策として、図4の例では、本体部40の外側におけるゴム層8のゴム厚を、最深端10Eからタイヤ径方向外側に向かってより緩やかに漸減させ、凹部10からタイヤ最大幅位置9に亘ってタイヤ外表面をなだらかに形成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the rubber thickness on the outside of the
仮想延長線L4は、タイヤ最大幅位置9におけるゴム層8の厚みを維持するように、カーカスプライ4に平行に引いた延長線であり、分岐点Q2は、その仮想延長線L4から実際のタイヤ外表面が分岐する点である。タイヤ外表面を上記の如くなだらかに形成するうえで、分岐点Q2は最深端10Eからタイヤ径方向外側に20mm以上離れていることが好ましい。かかる位置関係は、上記の標準タイヤ姿勢において得られるものであればよい。
The virtual extension line L4 is an extension line drawn parallel to the carcass ply 4 so as to maintain the thickness of the
本発明の空気入りタイヤは、上記の如きビード構造を有すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。 The pneumatic tire of the present invention is the same as a normal pneumatic tire except that it has a bead structure as described above, and any conventionally known material, shape, structure, manufacturing method, etc. can be adopted in the present invention. it can.
前述の実施形態では、図示を省略したが、ビードコア1aのタイヤ径方向外側には硬質ゴムからなるビードフィラーが配設される。本発明の空気入りタイヤでは、本体部40の倒れ込み防止の観点から、図5に示すように、ビードフィラー1bと同等の硬質ゴム1cを折り返し部41のタイヤ幅方向内側に配設することが好ましい。その場合、ビードフィラー1bと硬質ゴム1cとは(a)のように別個の部材でもよく、(b)のように一枚岩的に一体化した部材でもよい。
Although not shown in the above embodiment, a bead filler made of hard rubber is disposed outside the
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。したがって、カーカスプライの枚数やコード材などは、使用する用途や条件に応じて適宜に変更することができる。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the number of carcass plies, the cord material, and the like can be changed as appropriate according to the application and conditions to be used.
本発明の構成と効果を具体的に示すために耐久性試験を行ったので、以下に説明する。耐久性試験では、試作タイヤ(275/70R22.5)をリム(8.25×22.5)に組み付けた後、内圧900kPa、速度60km/h、荷重30.9kNの条件にて、室内ドラム上を150,000km走行させ、カーカスプライの折り返し端及び凹部の最深端でのクラックの有無を調査した。 Since the durability test was performed in order to show concretely the composition and effect of the present invention, it explains below. In the durability test, the prototype tire (275 / 70R22.5) was assembled on the rim (8.25 × 22.5) and then on the indoor drum under the conditions of an internal pressure of 900 kPa, a speed of 60 km / h, and a load of 30.9 kN. The vehicle was run for 150,000 km, and the presence or absence of cracks at the folded end of the carcass ply and the deepest end of the recess was investigated.
この耐久性試験では、タイヤ外表面に凹部を形成していないものを比較例1とし、図6に示したような凹部を形成したものを比較例2とした。また、図2に示したような凹部を形成したものを実施例1,2とし、中でも凹部の最深端が上述した垂線L2よりもタイヤ幅方向内側に位置するものを実施例1、同じくタイヤ幅方向外側に位置するもの(図2参照)を実施例2とした。評価結果を表1に示す。 In this durability test, the example in which the concave portion was not formed on the outer surface of the tire was set as Comparative Example 1, and the type in which the concave portion as shown in FIG. In addition, examples in which the recesses as shown in FIG. 2 are formed are referred to as Examples 1 and 2, and in particular, the example in which the deepest end of the recess is located on the inner side in the tire width direction from the above-described normal line L2 is also the tire width. The one located outside in the direction (see FIG. 2) was taken as Example 2. The evaluation results are shown in Table 1.
また、荷重を61.8kN、走行距離を50,000kmに変更して上記の試験を行った。この高荷重条件での耐久性試験では、上記の実施例2に加え、図3に示したような補強部材が配設された実施例3,4を評価対象とした。実施例3,4は、上記R3の値は同じであるが上記R4の値が異なり、R3<R4の関係を満たすのは実施例4だけである。評価結果を表2に示す。 Further, the above test was performed by changing the load to 61.8 kN and the travel distance to 50,000 km. In the durability test under the high load condition, in addition to the above-described Example 2, Examples 3 and 4 in which reinforcing members as shown in FIG. In Examples 3 and 4, the value of R3 is the same but the value of R4 is different, and only Example 4 satisfies the relationship of R3 <R4. The evaluation results are shown in Table 2.
表1より、実施例1,2では、比較例1,2に比べて、カーカスプライの折り返し端でのクラックを抑制できており、ビード部の耐久性に優れていることが分かる。しかも、実施例2では、凹部の最深端でのクラックをも防止できている。また、表2より、高荷重条件であっても、実施例4のように補強部材を適切に配設することで、凹部の最深端でのクラックを防止できることが分かる。 From Table 1, it can be seen that in Examples 1 and 2, cracks at the folded end of the carcass ply can be suppressed compared to Comparative Examples 1 and 2, and the durability of the bead portion is excellent. And in Example 2, the crack in the deepest end of a recessed part can also be prevented. Table 2 also shows that cracks at the deepest end of the recess can be prevented by appropriately disposing the reinforcing member as in Example 4 even under high load conditions.
1 ビード部
1a ビードコア
2 サイドウォール部
4 カーカスプライ
4E 折り返し端
9 タイヤ最大幅位置
10 凹部
10E 最深端
11 補強部材
11E 端部
40 本体部
41 折り返し部
L1 折り返し端を通る本体部の法線
L2 垂線
L3 凹部の最深端を通る本体部の法線
P1 法線L1と本体部との交点
P2 中点
P3 法線L3と本体部との交点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記カーカスプライの折り返し端とタイヤ最大幅位置との間のタイヤ外表面に凹部が形成され、前記凹部は、前記本体部と前記折り返し部との間に入り込むようにタイヤ径方向内側に抉れており、その凹部の最深端が前記折り返し端よりもタイヤ径方向内側に配されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 A carcass ply having a main body portion on the inner side in the tire width direction of the annular bead core disposed in the bead portion, a folded portion on the outer side in the tire width direction of the bead core, and folded back from the inner side to the outer side around the bead core. In a pneumatic tire comprising:
A concave portion is formed on the outer surface of the tire between the folded end of the carcass ply and the tire maximum width position, and the concave portion is wound inwardly in the tire radial direction so as to enter between the main body portion and the folded portion. A pneumatic tire characterized in that the deepest end of the recess is arranged on the inner side in the tire radial direction than the folded end.
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