JP3590174B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビ−ド耐久性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りタイヤを負荷転動させる場合、タイヤの接地部分は負荷に対する踏面からの反力を受けるため接地部分に対応するサイドウオ−ル部は撓み変形をしてこの変形はビ−ド部にも伝達される。このとき、ビ−ド部のタイヤ幅方向部分には圧縮変形が生じ、特に折り返しカ−カスプライの端部、または、カ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端がカ−カスプライ端部よりも半径方向に外方に位置している場合（但し、補強層が十分な補強効果を発揮できるだけの強度を有する場合に限る、例えば補強層のコ−ドのモジュラスが２０００ｋｇｆ／ｃｍ^２ 以上のような場合等）は、カ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部で大きな圧縮変形が発生する。そして、このタイヤ転動毎に繰り返し生じる圧縮変形は、内圧時のビ−ドが回転して、ビ−ドコアを巻き上げたカ−カスプライが引き抜けるような変形をするため、さらに悪化させる。また、カ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端がカ−カスプライ端部よりも半径方向の外方に位置している場合には、カ−カスプライ引き抜けるような変形に補強層も追従して、同様な変形が生じる。従って、前記カ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部のゴムに亀裂が発生し易く、最終的にはセパレ−ションを引き起してタイヤ故障を招くこととなることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
また、近年のタイヤの偏平化の傾向や市場からのロングライフ化（更生も含む）の要求もあり、更なるビ−ド部の耐久性の向上が必要となった。前記カ−カスプライ端部に発生する歪として従来は前記のように圧縮変形を主に考えていたが、それとは別にタイヤが負荷転動する時のタイヤ接地域においてトレッド部がタイヤ周方向に強制的に変位させられることにより、接地域のカ−カスプライ本体部が周方向に剪断変形し、特に接地端付近においてはその周方向の剪断変形の度合いは他の接地域より大きく、カ−カスプライ本体部は周方向に大きく剪断変形する。そして、この剪断変形は最大幅付近傍で大きく発生し、そのカ−カスプライの剪断変形がスティフナ−を介し、カ−カスプライ折り返し端付近に配置されているカ−カスプライ端部を被覆するゴム、または、カ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端がカ−カスプライ端部よりも半径方向に外方に位置している場合は、カ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端を被覆するゴムに伝達されて、ついには、カ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部のセパレ−ション故障に至るもう一つの機構があることを究明した。
そこで本発明の目的は、このようなタイヤ負荷転動時に繰り返し生じる圧縮変形、及び、剪断による変形をカ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端を被覆するゴムにて抑制し、前記端部のセパレ−ション故障を有効に改良することができる、ビ−ド耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
まず発明者は、前記の剪断変形を効果的に抑制するために、前記被覆ゴムをスティフナ−よりモジュラスの高いゴムを配置することを考えた。
なぜならば、上記のように剪断変形は、タイヤ最大幅付近傍で大きく発生するカ−カスプライの剪断変形がスティフナ−を介し、カ−カスプライ折り返し端付近に配置されているカ−カスプライ端部、または、カ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端がカ−カスプライ端部よりも半径方向に外方に位置している場合はカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端を被覆するゴムに伝達されて、ついには前記端部のセパレ−ション故障に至る機構があるため、前記端部に近傍のスティフナ−よりモジュラスの高い被覆ゴムを配置することにより、その剪断変形の変形の伝達をブロックし、カ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端を前記剪断変形から保護するためである。この剪断変形の伝達をブロックする他の方法としては、カ−カスプライとカ−カスプライ端部または補強層の半径方向外側端部の間のスティフナ−のゴムを高いモジュラスにすることも考えられるが、タイヤサイド部の剛性も同時に高くなるため、乗り心地や発熱耐久性の悪化を招き適当ではない。
【０００５】
なお、ここでいうモジュラスとは、タイヤを構成するゴム部材にて試験片を作成し、ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠して１００％モジュラスを測定したものをいう。
【０００６】
しかし、上記のような剪断変形から保護するための、前記端部の被覆ゴムをスティフナーよりモジュラスの高いゴムを配置することにより、もう一方の変形である圧縮変形に下記のような悪影響を及ぼすことが判明した。発明者が詳細に検討したところ、圧縮変形は上記で説明したようにカーカスまたは補強層が引き抜けるような変形が加えられるため、従来のモジュラスの低い被覆ゴム対比、モジュラスの高い前記被覆ゴムは、カーカスプライまたは補強層の引き抜ける方向の変形に充分追従しきれずに、その間でセパレーションが生じやすくなっているからであった。
そこで、前記被覆ゴムを少なくとも２層とし、前記端部近傍の第１被覆ゴムは前記コーティングゴムよりも低いモジュラスであり、かつ、前記第１被覆ゴム外方の第２被覆ゴムは、近接するスティフナーのモジュラスよりも高いモジュラスとすることにより、剪断変形と圧縮変形の両変形から有効にカーカスプライ端部を保護することが可能となった。
【０００７】
このとき、前記第１被覆ゴムはカ−カスまたは補強層のコ−ティングゴムのモジュラスの２０〜９５％が好ましい。２０％未満ではコ−ティングゴムとの界面に亀裂が生じやすく、また、９５％より大きいと圧縮変形から前記端部を有効に保護できないからである。また、前記第２被覆ゴムは、近接するスティフナ−のモジュラスの１１０〜３５０％であることが好ましい。３５０％より大きいとスティフナ−との界面に亀裂が生じやすく、また、１１０％未満だと剪断変形から前記端部を有効に保護できないからである。
【０００８】
また、従来、カ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部は直接被覆ゴムと接しているため、接着性のよいコ−ティングゴムと接している他の部分より著しく接着性が低下し、剥離し易くなっている。そこで、前記端部もコ−ティングゴムで被覆することにより、一層のビ−ド耐久性を得られるこができた。
前記端部をコ−ティングゴムで被覆する方法としては、貼り付けはもちろん、前記第１被覆ゴムの内側に配置させてもよく、また、端部にコ−ティングゴムの貼付・被覆等を実施しなくても、成型時等のカ−カスプライが端部より引き抜けるような変形を利用したり、成型時のステッチャ−や加硫時のコ−ティングゴムの流動を利用することが好ましく使用される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以上の効果を確認するために、トラック・バス用１５°テ−パ−チュ−ブレスラジアルタイヤで、サイズ１１／７０Ｒ２２．５において、カ−カスプライ折り返し端部及びカ−カスプライ折り返し側の補強層のタイヤ半径方向外側端部に前記被服ゴムを配置して、ビ−ド部の耐久性の試験を実施した。
試験は、タイヤ空気圧が８．５ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、負荷荷重が５０００ｋｇｆ の条件化で、タイヤをドラム上で時速６０ｋｍで走行させ、ビ−ド部に破損が生じるまでの走行距離を測定し、コントロ−ルタイヤの走行距離を１００としたときの指数にてビ−ド部耐久性を評価した。
【００１０】
【実施例】
まず、カ−カスプライ折り返し端部に適用した実施例を以下に示す。
【００１１】
・実施例１−１
この発明タイヤは、図１（ａ）に示す断面図のように２層のスティフナ−５を挟み、ビ−ドコア１をカ−カスプライ２と金属繊維の補強層３が巻き上げたように配置している。この時、図１（ａ）のようにカ−カスプライ端部がカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端よりも半径方向に位置しており、また、図２のように故障の核となりやすいカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、カ−カスプライ２のコ−ティングゴムのモジュラスの４５ｋｇｆ／ｃｍ^２ に対し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスはカ−カスプライのコ−ティングゴムのモジュラスより低い４２ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは、近傍のスティフナ−のモジュラス４１ｋｇｆ／ｃｍ^２ より高い１３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．５ｍｍ 及び１．７ｍｍ とした。
【００１２】
・実施例２−１
この発明タイヤは、図２のようにカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは４０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは４６ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを０．５ｍｍ 及び０．５ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−１とほぼ同様である。
【００１３】
・実施例３−１
この発明タイヤは、図３のようにカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは１０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１４０ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．８ｍｍ 及び０．６ｍｍ とした。前記以外は、実施例２−１とほぼ同様である。
【００１４】
・実施例４−１
この発明タイヤは、図３のようにカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは２０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１３０ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．０ｍｍ 及び１．０ｍｍ とした。前記以外は、実施例３−１とほぼ同様である。
【００１５】
・実施例５−１
この発明タイヤは、図４のようにカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは２０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１３０ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．０ｍｍ 及び１．０ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−１とほぼ同様である。
【００１６】
・比較例１
この比較タイヤは、図５のようにカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服せずに、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは４２ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．５ｍｍ 及び１．７ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−１とほぼ同様である。
【００１７】
・従来例１
この従来タイヤは、図６のようにカ−カスプライ２の折り返し端部はカ−カスプライコ−ティングゴムにて被服せずに、前記第１被服ゴム４−１のみを配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは１３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、その厚さを２．０ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−１とほぼ同様である。
【００１８】
次に、カ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部に適用した実施例を以下に示す。
【００１９】
・実施例１−２
この発明タイヤは、図１（ｂ）に示す断面図のように２層のスティフナ−５を挟み、ビ−ドコア１をカ−カスプライ２が巻き上げたように配置し、そのカ−カスプライ折り返し部のタイヤ軸方向外側に金属繊維の補強層３を配置している。この時、図１（ｂ）のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端がカ−カスプライ端部よりも半径方向に位置しており、また、図２のように故障の核となりやすいカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層コ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、補強層３のコ−ティングゴムのモジュラスの４５ｋｇｆ／ｃｍ^２ に対し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは補強層３のコ−ティングゴムのモジュラスより低い４２ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは近傍のスティフナ−のモジュラス４１ｋｇｆ／ｃｍ^２ より高い１３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．５ｍｍ 及び１．７ｍｍ とした。
【００２０】
・実施例２−２
この発明タイヤは、図２のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層３のコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは補強層３のモジュラスより低い４０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは４６ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを０．５ｍｍ 及び０．５ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−２とほぼ同様である。
【００２１】
・実施例３−２
この発明タイヤは、図３のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層３のプライコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは１０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１４０ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．８ｍｍ 及び０．６ｍｍ とした。前記以外は、実施例２−２とほぼ同様である。
【００２２】
・実施例４−２
この発明タイヤは、図３のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層３のコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは２０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１３０ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．０ｍｍ 及び１．０ｍｍ とした。前記以外は、実施例３−２とほぼ同様である。
【００２３】
・実施例５−２
この発明タイヤは、図４のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層３のコ−ティングゴムにて被服し、その外方に順次、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは２０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１３０ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．０ｍｍ 及び１．０ｍｍ とした。前記以外は、実施例４−１とほぼ同様である。
【００２４】
・比較例２
この比較タイヤは、図５のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層３のコ−ティングゴムにて被服せずに、前記第１被服ゴム４−１及び前記第２被服ゴム４−２を配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラスは４２ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、前記第２被服ゴム４−２のモジュラスは１３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ で、それぞれ厚さを１．５ｍｍ 及び１．７ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−２とほぼ同様である。
【００２５】
・従来例２
この従来タイヤは、図６のようにカ−カスプライ折り返し側の補強層３の半径方向外側端部を補強層３のコ−ティングゴムにて被服せずに、前記第１被服ゴム４−１のみを配置し、前記第１被服ゴム４−１のモジュラス１３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ 、その厚さを２．０ｍｍ とした。前記以外は、実施例１−２とほぼ同様である。
【００２６】
試験結果は、以下の表１・表２に示す通りである。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
【発明の効果】
すなわち、この発明によれば、従来例・比較例対比ビ−ド耐久性を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）】この発明の従来例１、実施例１〜５−１、比較例１の空気入りラジアルタイヤのビ−ド部の断面図である。
【図１（ｂ）】この発明の従来例２、実施例１〜５−２、比較例２の空気入りラジアルタイヤのビ−ド部の断面図である。
【図２】この発明の実施例１−１・２−１・１−２・２−２・のカ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部の拡大図である。
【図３】この発明の実施例３−１・４−１・３−２・４−２のカ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部の拡大図である。
【図４】この発明の実施例５−１・５−２のカ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部の拡大図である。
【図５】この発明の比較例１・２のカ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部の拡大図である。
【図６】この発明の従来例１・２のカ−カスプライ端部またはカ−カスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部の拡大図である。
【符号の説明】
１ ビ−ドコア
２ カ−カスプライ
２−１ カ−カスプライコ−ティングゴム
２−２ カ−カスプライコ−ド
３ 補強層
３−１ 補強層コ−ティングゴム
３−２ 補強層コ−ド
４−１ 第１被覆ゴム
４−２ 第２被覆ゴム
５ スティフナ−

Claims (1)

1. 一対のビードコアと、このビードコア間に延びるカーカスを構成する本体部とビードコアの周りにタイヤの内から外へ巻き上げた折返し部とからなるカーカスプライと、ビードコア上から上方にカーカスプライの本体部と折返し部との間に延在するスティフナーを具える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカスプライ端部またはカーカスプライ折り返し側の補強層の半径方向外側端部において、カーカスプライまたは補強層のコーティングゴムで被覆し、かつ、その外方に少なくとも２層の被覆するゴムを配置し、前記被覆ゴムのうちコーティングゴム近傍の第１被覆ゴムは前記コーティングゴムよりも低いモジュラスであり、かつ、前記第１被覆ゴム外方の第２被覆ゴムは、近接するスティフナーのモジュラスよりも高いモジュラスであることを特徴とした空気入りラジアルタイヤ。

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