JP3667810B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特に乗用車用タイヤとして好適に使用でき、ビードコアの破壊強度を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気入りタイヤのビード部には、カーカスの両端部を固定しかつリムとの嵌合力を保つべく、スチールなどの高強度のビードワイヤを巻重ねたリング状のビードコアが設けられており、特に乗用車用タイヤのビードコアａには、従来、例えば図１０に示すように、４〜６本のビードワイヤを互いに平行に引き揃えた長尺な帯体ｂを、半径方向内側から外側に渦巻状に巻回した端面矩形のいわゆるテープビードが多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしテープビードでは、その形成が容易でかつ安価であるという利点がある反面、巻回の巻始端ｅ１と巻終端ｅ２とが小巾で重なり合い、しかも各ビードワイヤが前記巻始端ｅ１で整一して途切れるために、リム組み時等に発生する応力がこの巻始端ｅ１に集中しやすく、時にビードワイヤがその強度よりはるかに低い応力で破断損傷するという問題点が生じていた。
【０００４】
なお、このようなビードワイヤの破断は、１本のビードワイヤを螺旋にかつ多層に巻回させたいわゆるシングルワインドビードコアを採用することによってある程度減じうるが、このものは柔軟性に欠け、リム組み作業性を低下させる他、コストの上昇を招来させる。
【０００５】
従って、本発明者は、特にテープビードにおける破断原因を究明すべく、種々研究を積み重ねた。その結果、ビードワイヤ破断は、ビードコア回りのカーカスの折返し構造との因果関係が大であり、下記のメカニズムによって破断が発生することが判明した。
【０００６】
すなわち、図１１に示すように、カーカスｃの折返し高さが小なＬＴＵ（ローターンアップ）構造のタイヤでは、サイドウオール剛性が低いため、リム組に際して内圧充填したとき、プライコードのタイヤ軸方向外側への倒れ込みＦが大となり、ビードコア／リム間の接触圧がヒール側において著増しかつトウ側においてはワイヤの張力が著増する。その結果、巻始端ｅ１のトウ側に過大な応力が集中し、これを起点としてビードワイヤの破断が発生する。又この破断は、シングルワインドビードコア等においても巻始端ｅ１がトウ側にある場合に生じる。
【０００７】
又カーカスの折返し高さが大なＨＴＵ（ハイターンアップ）構造のタイヤにおいては、リム組の際、ビードコア内径が巻始端ｅ１で局部的に小となるためビードコア／リム間の接触圧が他の部分に比べて大きくなり、該他の部分が比較的スムーズにリムにフィットしていく中で前記巻始端ｅ１のみの嵌合が遅れるなど巻始端ｅ１にねじれ状の嵌合不良が起こりやすく、その結果、該巻始端ｅ１に曲げ変形が発生してビードワイヤの破断を誘発する。
【０００８】
従って、ビードコアの破壊強度を向上させるためには、ビードコア回りの折返し構造の改善が必要であることが判明した。
【０００９】
すなわち、本発明は、カーカスの折返し構造に応じてビードコアの巻始端近傍に、カーカスの折返し高さを大とする高折返し部分、又はビードコア下において保護層を切除したフィラ切除部分を形成することを基本として、ビードワイヤの破断損傷を効果的に抑制でき、ビードコアの破壊強度を向上しうる空気入りラジアルタイヤの提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部からサイドウオール部を通る１枚もしくは２枚のカーカスプライからなるカーカスが、ビード部のビードコアと、その半径方向外向きの上面で上方にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックスとを前記ビードコアの下面を通ってそれらの表面に沿う保護層に接してタイヤ軸方向内側から外側に折り返され、かつ前記ビードコアは、ビードワイヤを巻回したリング体をなしかつタイヤ軸芯と同芯に配されるとともに、前記ビードワイヤの巻始端を通る半径線を中心として周方向両側に１５〜３０度までの角度θを隔たる調整領域において、前記カーカスの折返し部のビードベースラインからの折返し高さＨ１を、調整領域外に比して大とした高折返し部分、又は前記保護層をビードコアの下面において切除したフィラ切除部分からなるビードワイヤ保護部を設けている。
【００１１】
又ビードワイヤ保護部として、前記カーカスの全てのカーカスプライの調整領域外の折返し部のビードベースラインからの折返し高さＨ２が、タイヤ断面高さＨの０．３倍以下の場合に、調整領域外に比して大とした高折返し部分とし、
かつ前記カーカスの全てのカーカスプライの前記調整領域外における折返し部の高さＨ２が、タイヤ断面高さＨの０．４倍以上の場合に、前記ビードワイヤ保護部は、前記調整領域で前記保護層をビードコアの下面において切除したフィラ切除部分からなるとともに、
前記カーカスプライが２枚の場合において何れか一方のカーカスプライの調整領域外の折返し部のビードベースラインからの折返し高さＨ２が、タイヤ断面高さＨの０．４以上もしくは０．３倍以下のとき、又は２枚のカーカスプライの調整領域外の折返し部の折返し高さＨ２がタイヤ断面高さＨの０．３倍〜０．４の場合には、前記ビードワイヤ保護部は、前記高折返し部分及びフィラ切除部分の何れか一方又は双方としている。
【００１２】
【作用】
調整領域外のカーカスの折返し部の高さＨ２がタイヤ断面高さＨの０．３倍以下のＬＴＵ構造の時には、巻始端近傍の調整領域に、折返し部の高さＨ１を大とする高折返し部分を形成する。これによって、サイドウオー部の剛性が部分的に高まり内圧充填時の倒れ込みが、調整領域において効果的に抑制され、巻始端でのビードワイヤの破断を防止できビードコアの破壊強度を向上しうる。
【００１３】
しかも高折返し部分の形成は、前記サイドウオール剛性の部分的な向上、及び前記倒れ込み抑制による調整領域でのビードコアのねじれ防止によって、内圧充填の際、ビード部とリムとのフィット性を、調整領域の内外で均一化させる効果を示し、嵌合不良によるビードコアの曲げ変形を防止できる。
【００１４】
又調整領域外の折返し部の高さＨ２がタイヤ断面高さＨの０．４倍以上のＨＴＵ構造の時には、巻始端近傍の調整領域にフィラ切除部分を形成する。これによって調整領域内でのビードコア／リム間の接触圧が減ずるなど、内圧充填の際、ビード部とリムとのフィット性を、調整領域の内外で均一化させることができ、嵌合不良による巻始端でのビードコアの曲げ変形を防止できる。
【００１５】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
図において空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤという）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、３、と各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方端に位置するビード部４とを具える、本例では、乗用車用タイヤであって、各ビード部４にはリング状のビードコア５がタイヤ軸と同芯に配される。又このビードコア５、５間には、トロイド状のカーカス６が架け渡されるとともに、前記トレッド部２の内方かつカーカス６の半径方向外側には強靱なベルト層７がタイヤ円周方向に巻装される。
【００１６】
前記ビードコア５は、本例では、図８に示すように、長寸の帯体８を半径方向の内側から外側に渦巻状に複数巻回した断面矩形のテープビードであって、前記帯体８には、ゴム中に硬鋼線からなる４〜６本のビードワイヤ９Ａを、その長手方向に沿って互いに平行に引き揃えて配列する。なお前記帯体９の巻回の巻始端ｅ１と巻終端ｅ２とは５０ｍｍ程度の周方向長さで重なり合う。
【００１７】
又ビードコア５の半径方向外面となる上面には、半径方向外方に向かって立上がるビードエーペックス８が配されるとともに、このビードエーペックス８と前記ビードコア５とは、保護層１０によって包み込まれて一体化される。
【００１８】
前記ビードエーペックス８は、ＪＩＳＡ硬度が６０〜９０度の硬質ゴムからなり、リムフランジＲ１の上端をこえてタイヤ最大巾位置Ｐの下方までの間で先細状に延在する。
【００１９】
前記保護層１０は、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどの有機繊維からなる保護コードをタイヤ周方向に対して２０〜６０度の角度で配列した１枚以上のコードプライからなり、前記ビードコア５の下面に沿う底部１０Ａのタイヤ軸方向両端には、ビードコア５及びビードエーペックス８の内外の表面に沿って巻上げる内外の巻上げ部１０Ｂ、１０Ｃを形成している。なお外の巻上げ部１０Ｃは、リムフランジＲ１上端より下方位置で終端して曲げ応力の集中を緩和し、又内の巻上げ部１０Ｂは、リムフランジＲ１上端をこえて、本例では前記ビードエーペックス８の略１／２の高さ位置まで延在し、前記硬質ゴムの採用と相まって、ビード剛性を大巾に増大する。なお補護層１０のコード角が２０度以下では成形が困難であり、又６０度以上では、剛性強化の効果が不十分となる。
【００２０】
前記カーカス６は、前記トレッド部２からサイドウォール部３を通るとともに前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向の内側から外側に向かって折返される１枚もしくは２枚、本例では、２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどの有機繊維からなるカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０°の角度で配列したラジアル、又はセミラジアル配列をなし、各カーカスプライ６Ａ、６Ｂの間では前記カーカスコードが互いに交差する向きに配される。
【００２１】
又前記ベルト層７は、例えばスチールなどの高弾性のベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して３５度以下の角度で配列した、例えば内外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、トレッド接地巾をこえるベルト巾を有することによって、タガ効果を有してトレッド部２を補強し、かつトレッド剛性を高める。なおベルトプライ７Ａ、７Ｂは、プライ間相互でコードが互いに交差するように向きを違えて配される。
【００２２】
そして本発明では、前記ビードコア５の巻始端ｅ１を起点として生じるビードワイヤの破断損傷を抑制するために、この巻始端ｅ１近傍のタイヤの調整領域Ｑに、ビードワイヤ保護部１１を設ける。
【００２３】
ここで調整領域Ｑとは、図９に示すように、前記巻始端ｅ１を通る半径線Ｋの円周方向の前後、すなわち半径線Ｋを中心とした円周方向両側に１５〜３０度までの角度θを隔たる扇状のタイヤ領域として定義される。
【００２４】
又前記ビードワイヤ保護部１１は、調整領域Ｑ内のカーカス６の折返し高さＨ１を、調整領域外のカーカス６の折返し高さＨ２に比して大とした高折返し部分１２、又は調整領域Ｑの前記保護層１０を切除したフィラ切除部分１３であって、各部分１２、１３の形成は、カーカス６の折返し構造によって選択される。
【００２５】
すなわち、調整領域外でのビード部４の断面を示す図２のごとく、各カーカスプライ６Ａ、６Ｂの折返し部６ａ、６ｂの、調整領域外における折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂの双方が、タイヤ断面高さＨの０．３倍以下としたＬＴＵ構造の時、前記ビードワイヤ保護部１１として高折返し部分１２を採用し、又調整領域外でのビード部４の断面を示す図３のごとく、前記折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂの双方が、タイヤ断面高さＨの０．４倍以上としたＨＴＵ構造の時、前記ビードワイヤ保護部１１としてフィラ切除部分１３を採用する。なお前記折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂは、ビード部４の底面４Ｓ上縁からタイヤ軸方向にのびるビードベースラインＬから前記折返し部６ａ、６ｂ上端までのタイヤ半径方向の距離であって、タイヤ断面高さＨは、ビードベースラインＬからタイヤ赤道Ｃ上におけるトレッド面までの距離を意味する。
【００２６】
特にＬＴＵ構造をなす本例では、折返し部６ａ、６ｂは、前記リムフランジＲ１上端より下方位置で終端し、しかも各折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂを違えることによって、ビード変形時の曲げ応力が各折返し端に作用するのを抑制し、折返し端での剥離損傷を防止する。
【００２７】
又前記ＬＴＵ構造の時に形成する高折返し部分１２は、図４、５に示すように、前記調整領域Ｑにおけるカーカスの折返し部６ａ、６ｂを、その折返し高さＨ１ａ、Ｈ１ｂを調整領域外での折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂより大に延長させた部分であって、前記調整領域Ｑでのサイドウオール剛性を高める。そのためには、各折返し高さＨ１ａ、Ｈ１ｂは前記タイヤ断面高さＨの０．４倍以上であることが好ましく、又本例では、前記ビードエーペックス８の高さＨ８より大とするとともに、調整領域外との剛性差をさらに高めるために、折返し高さＨ１ａ、Ｈ１ｂを夫々折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂの３．０倍以上、もしくは４０ｍｍ以上としている。なお調整領域Ｑでの折返し高さＨ１ａ、Ｈ１ｂを互いに違えて折返し端に曲げ応力が集中するのを抑制する。
【００２８】
又ＨＴＵ構造である本願の他の実施例を図３、６、７に示す。
図３、７示すように、カーカス６は、その折返し部６ａ、６ｂの、調整領域外での各折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂをタイヤ断面高さＨの０．４倍以上としたＨＴＵ構造であって、調整領域Ｑでの折返し高さＨ１ａ、Ｈ１ｂは前記Ｈ２ａ、Ｈ２ｂと夫々一致する。すなわちカーカス６は、タイヤ全周に亘り折返し高さを一定として形成される。又本例では、折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂがビードエーペックス高さＨ８をこえることによって、タイヤ全体のサイドウオール剛性及び横剛性を大巾に向上し、高い操縦安定性を発揮する。又折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂを互いに違えて折返し端に曲げ応力が集中するのを抑制する。
【００２９】
又前記ＨＴＵ構造の時に形成するフィラ切除部分１３は、図６、７に示すように、前記保護層１０を、ビードコア５の下面において切除、すなわち少なくとも底部１０Ａを切除した部分であって、本例では、内外の巻上げ部１０Ｂ、１０Ｃとともに同巾で切除している。これによって巻始端ｅ１近傍でのビードコア５下のボリュウムが減るなどビードコア／リム間の接触圧が低下し、内圧充填の際、ビード部とリムとのフィット性を、調整領域の内外で均一化させることができる。
【００３０】
なお前記ビードワイヤ保護部１１によるビードワイヤの破断抑制効果は、カーカスプライが１枚もしくは２枚の時に、より高い効果を発揮し、又巻始端ｅ１がトウ側に位置するシングルワインドビードコアにおいても効果を奏しうる。
【００３１】
又調整領域外での折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂの一方のみが、タイヤ断面高さＨの０．４倍以上もしくは０．３倍以下の時、又折返し高さＨ２ａ、Ｈ２ｂの双方が０．３〜０．４倍の範囲の時には、ビードワイヤ保護部１１として高折返し部分１２及びフィラ切除部分１３の何れか一方又は双方を形成できる。
【００３２】
【具体例】
タイヤサイズが２１５／７０Ｒ１６でありかつ表１の仕様に基づき本発明のタイヤを試作するとともに、該試供タイヤのビードコアの破壊強度を水圧破壊テストによって従来タイヤと比較した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
テストの結果、本発明のタイヤは、ビードコアの破壊強度を向上しうることが確認できた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤは叙上の如く構成しているために、ビードワイヤの破断損傷を効果的に抑制でき、ビードコアの破壊強度を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの断面図である。
【図２】ＬＴＵ構造を有する本発明の一実施例のタイヤの調整領域外におけるビード部の断面図である。
【図３】ＨＴＵ構造を有する本発明の他の実施例のタイヤの調整領域外におけるビード部の断面図である。
【図４】高折返し部分であるビードワイヤ保護部を説明する略斜視図である。
【図５】その断面図である。
【図６】フィラ切除部分であるビードワイヤ保護部を説明する略斜視図である。
【図７】その断面図である。
【図８】ビードコアを説明する斜視図である。
【図９】調整領域を説明するビードコアの略側面図である。
【図１０】従来のビードコアを示す斜視図である。
【図１１】従来のタイヤのビードワイヤ破断を説明する作用図である。
【符号の説明】
２ トレッド部
３ サイドウオール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６ａ、６ｂ カーカスプライ
８ ビードエーペックス
１１ ビードワイヤ保護部
１２ 高折返し部分
１３ フィラ切除部分
ｅ１ 巻始端
Ｋ 半径線
Ｌ ビードベースライン
Ｑ 調整領域

Claims (1)

1. トレッド部からサイドウオール部を通る１枚もしくは２枚のカーカスプライからなるカーカスが、ビード部のビードコアと、その半径方向外向きの上面で上方にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックスとを前記ビードコアの下面を通ってそれらの表面に沿う保護層に接してタイヤ軸方向内側から外側に折り返され、
   かつ前記ビードコアは、ビードワイヤを巻回したリング体をなしかつタイヤ軸芯と同芯に配されるとともに、
   前記ビードワイヤの巻始端を通る半径線を中心として周方向両側に１５〜３０度までの角度θを隔たる調整領域においてビードワイヤ保護部を用いるとともに、
   前記カーカスの全てのカーカスプライの調整領域外の折返し部のビードベースラインからの折返し高さＨ２が、タイヤ断面高さＨの０．３倍以下の場合に、前記ビードワイヤ保護部は調整領域外に比して大とした高折返し部分からなり、
   かつ前記カーカスの全てのカーカスプライの前記調整領域外における折返し部の高さＨ２が、タイヤ断面高さＨの０．４倍以上の場合に、前記ビードワイヤ保護部は、前記調整領域で前記保護層をビードコアの下面において切除したフィラ切除部分からなるとともに、
   前記カーカスプライが２枚の場合において何れか一方のカーカスプライの調整領域外の折返し部のビードベースラインからの折返し高さＨ２が、タイヤ断面高さＨの０．４以上もしくは０．３倍以下のとき、又は２枚のカーカスプライの調整領域外の折返し部の折返し高さＨ２がタイヤ断面高さＨの０．３倍〜０．４の場合には、前記ビードワイヤ保護部は、前記高折返し部分及びフィラ切除部分の何れか一方又は双方としたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。

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