JP4215567B2

JP4215567B2 - Heavy duty pneumatic radial tire

Info

Publication number: JP4215567B2
Application number: JP2003147705A
Authority: JP
Inventors: 幸博小川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: JP2004345593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ビード部の耐久性に優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重用タイヤは大きな負荷荷重下で走行することが多いためビード部にかかるトルクが大きく、ビ−ド部の耐久性に及ぼす影響が大きい。特に、タイヤを偏平化して行くと、ビード部への負荷は一層大きくなり、高撓み、高トルクを伴なう。そのため、従来から重荷重用タイヤのビード部の耐久性を向上させるための提案が多数なされている。その主なものは、ビード部の折り返し部のゴム厚を増加させたり、カーカス層の折り返し端部をスチールコード又は繊維コードなどの補強層で補強するものであった。また、近年においては、カーカス層の折り返し端末をビードコアの周囲に巻き付けることによりその端末のセパレ−ションを防止するようにしたものが出現している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、前者のゴム厚を増加する対策はビード部に高発熱を発生することによるゴム劣化を伴なうと共にタイヤ重量の増加を伴なう欠点がある。また、後者の対策は、ビードコア廻りに発生する高トルクによりカーカス層がビードコアから引き抜かれる現象があり、何れも一層の低偏平化に対する対策としては必ずしも充分なものではなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９１７４６号公報（第１−５頁、図１−３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、ビード部の耐久性に優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特に偏平率の低いタイヤに好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビードコアの外周側にそれぞれビードフィラーを配置すると共に、該ビードコアの周囲に少なくとも一層のカーカス層の両端部をタイヤ内側から外側に折り返して装架させた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の折り返し端末をリムフランジ上端より下方に位置させ、該カーカス層に隣接して前記ビードコアの周囲をタイヤ軸方向内側から外側に折り返すと共に、前記ビードフィラーの外側に沿って延びる少なくとも一層のスチールコード層を配置し、該スチールコード層の径方向外端を前記カーカス層の本体に重合させたことを特徴とする。
【０００７】
このように、カーカス層の折り返し端末をリムフランジ上端より下方のゴムの動きが制約された領域に配置すると共に、さらにビードコアのタイヤ軸方向内側からビードフィラーの外側に延びるスチールコード層を配置し、その径方向外端をカーカス層の本体に重合させるようにしたので、スチールコード層に加わる引張り張力が、上記カーカス層本体に加わるビードコアを回転させようとするトルクと相殺し、その周辺ゴムの動きを抑制する。したがって、上記カーカス層の折り返し端末に対する応力を緩和し、ビ−ド部における耐久性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する構成については同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【０００９】
図１は本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下、ラジアルタイヤという）の一例を示す半断面図である。ラジアルタイヤ１は、左右一対のビードコア２の外周側にそれぞれビードフィラー６を配置し、かつこれらビードコア２の周囲に少なくとも一層のカーカス層３の両端部をタイヤ内側から外側に折り返して装架させ、カーカス層３の折り返し端末３ａをリムフランジ４の上端４ａより下方に位置させている。また、カーカス層３とビードコア２との間には、少なくとも一層のスチールコード層５の径方向内端が挟持されている。このスチールコード層５は、ビードコア２のタイヤ軸方向内側からビードコア２の周囲をタイヤ外側に折り返され、さらにビードフィラー６の外側に沿って延び、その径方向外端５Ａをカーカス層３の本体に重合させている。
【００１０】
このように、カーカス層３の折り返し端末３ａが配置されたリムフランジ４の上端４ａより下方の領域は、ゴムがビードコア２とリムフランジ４とにより挟まれることにより拘束されているため、ゴムの動きが少なくなっており、折り返し端末３ａに対する応力の集中を抑制することができる。
【００１１】
さらに、カーカス層３とビードコア２との間に挟持されてビードフィラー６の外側に延びる少なくとも一層のスチールコード層５はビードコア２の回動を抑制する作用を行なう。すなわち、図２にビード部の要部を示すように、タイヤ内圧の充填により、カーカス層３には径方向外側へ向けた引張り張力Ｔ１が発生する。この引張り張力Ｔ１は、ビードコア２を図において右側に回転させようとするトルクＦ１を発生する。しかし、これに対してスチールコード層５には引張り張力Ｔ２が発生し、この引張り張力Ｔ２がビードコア２を図において左側に回転させようとするトルクＦ２を発生するため、上記トルクＦ１とトルクＦ２とが相殺し合い、ビードコア２の回動を抑制する。したがって、ビードコア２の周囲のゴムの動きも抑制され、カーカス層３の折り返し端末３ａがリムフランジ４の上端４ａより下側に配置されていることと相俟って折り返し端末３ａに対応する応力集中によるゴムのセパレーションが起こりにくくなるから、ビード部Ｂの耐久性が向上する。
【００１２】
上述した本発明のラジアルタイヤ１において、スチールコード層５の径方向外端５Ａの端末５ａのビードコア２の内径からのタイヤ径方向高さＨ２は、ビードコア２の内径からクラウン部６におけるカーカス層３の最内表面までのタイヤ径方向高さＨ１の２０〜４０％とすることが好ましい。Ｈ２がＨ１の２０％未満ではタイヤ負荷転動時のカーカス本体の倒れ込み抑制効果が少なくなり、４０％超ではフレックスゾーンに近くなり外端に歪みが集中する。
【００１３】
また、スチールコード層５のタイヤ周方向に対するコード角度は１５〜４０°とすることが好ましい。１５°未満ではビードコア２が右側に回転する現象を抑制する効果が少なくなり、４０°超ではカーカス本体の倒れ込み抑制効果が少なくなる。
【００１４】
さらに、スチールコード層５の径方向外端５Ａがカーカス層３に沿って重合する長さＨ３は２０ｍｍ以上にすることが好ましい。Ｈ３が２０ｍｍ未満ではカーカス本体の倒れ込み抑制効果とビードコア２が右側に回転する現象を抑制する効果が少なくなる。しかし、あまり長すぎても重量増加の原因となるので４０ｍｍを限度とすることが好ましい。
【００１５】
本発明は、偏平率の低い重荷重用のラジアルタイヤに適用する場合にその効果を一層発揮することができ、特に偏平率が８０％以下の重荷重用のラジアルタイヤに好適である。
【００１６】
なお、スチールコード層５は上述したようにビードコア２の回動を抑制するためのものであるので、図示の実施形態のように、径方向内端をカーカス層３とビードコア２との間に挟持することが最も好ましいが、カーカス層３の外側に隣接させて配置するようにしても差し支えない。
【００１７】
【実施例】
実施例１〜３、比較例１，２
タイヤサイズ（４３５／４５Ｒ２２．５）及びビ−ド部の構造を除く全ての仕様を共通にして、ビ−ド部の構造を以下のように変更した従来タイヤ（従来例）、本発明タイヤ（実施例１〜３）及び比較タイヤ（比較例１，２）を作製した。なお、各タイヤに配置したスチールコード層のタイヤ周方向に対するコード角度は３０°とした。
【００１８】
これら６種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、それぞれ空気圧９００ｋＰａを充填し、ＪＡＴＭＡによる規定荷重の１４０％、速度４９ｋｍ／ｈの条件の下で室内ドラム走行試験を行い、ビード部にクラックが生じて走行が不能になるまでの距離を測定した。その結果をビード部の耐久性として従来タイヤを１００とする指数により表１に記載した。数値が大きいほど耐久性が優れていることを示す。
【００１９】
従来例
図３（ａ) に示すように、一層のカーカス層３の折り返し端末３ａをリムフランジ上端４ａより上方に配置し、スチールコード層５をカーカス層３に隣接させてタイヤ内側から外側に配置し外側の端末５ａをカーカス層３の折り返し端末３ａより低い位置に止めた。
【００２０】
実施例１
図３（ｂ) に示すように、一層のカーカス層３の折り返し端末３ａをリムフランジ上端４ａより下方に配置し、スチールコード層５をカーカス層３の両側に隣接させてコード配置が互いに交差する二層とし、各スチールコード層５をビードコア２のタイヤ軸方向内側から外側に折り返してその径方向外端５Ａをカーカス層３に重合させた。なお、ビードコア２とカーカス層３との間に配置したスチールコード層５のＨ１、Ｈ２及びＨ３は表１に示す通りとした。
【００２１】
実施例２，３
図１に示す構造とし、実施例１と異なる点は、スチールコード層５をビードコア２とカーカス層３との間の一層としたことにある。
【００２２】
比較例１
図３（ｃ) に示す構造とし、実施例２，３と異なる点は、カーカス層３の折り返し端末３ａをリムフランジ上端４ａより上方に配置したことにある。
【００２３】
比較例２
図３（ｄ) に示す構造とし、実施例１と異なる点は、スチールコード層５の径方向外端５Ａをカーカス層３に重合させていないことにある。
【００２４】
【表１】

表１より、本発明タイヤ（実施例１〜３）はビード部の耐久性が著しく向上していることを確認した。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、カーカス層の折り返し端末をリムフランジ上端より下方のゴムの動きが制約された領域に配置すると共に、さらにビードコアのタイヤ軸方向内側からビードフィラーの外側に延びるスチールコード層を配置し、その径方向外端をカーカス層の本体に重合させるようにしたので、スチールコード層に加わる引張り張力が、上記カーカス層本体に加わるビードコアを回転させようとするトルクと相殺し、その周辺ゴムの動きを抑制する。したがって、上記カーカス層の折り返し端末に対する応力を緩和し、ビ−ド部における耐久性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、ビード部への負荷が大きくなる偏平の空気入りラジアルタイヤに好ましく適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）はビード部の耐久性を評価するために各タイヤに採用したビード部の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２ビードコア
３カーカス層３ａ端末
４リムフランジ４ａリムフランジ上端
５スチールコード層５ａ端末
５Ａスチールコード層の径方向外端
６ビードフィラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heavy-duty pneumatic radial tire, and more particularly to a heavy-duty pneumatic radial tire excellent in durability of a bead portion.
[0002]
[Prior art]
A heavy load tire often travels under a large load, so that a large torque is applied to the bead portion, which greatly affects the durability of the bead portion. In particular, when the tire is flattened, the load on the bead portion is further increased, resulting in high deflection and high torque. Therefore, many proposals have been made for improving the durability of the bead portion of the heavy duty tire. The main thing is to increase the rubber thickness of the folded part of the bead part or to reinforce the folded end part of the carcass layer with a reinforcing layer such as a steel cord or fiber cord. Further, in recent years, a device that prevents separation of a terminal by winding a folded terminal of a carcass layer around a bead core has appeared (for example, see Patent Document 1).
[0003]
However, the former measure for increasing the rubber thickness has a drawback in that the rubber is deteriorated due to generation of high heat in the bead portion and the tire weight is increased. Further, the latter countermeasure has a phenomenon that the carcass layer is pulled out from the bead core due to the high torque generated around the bead core, and none of them is necessarily sufficient as a countermeasure against further flattening.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-191746 (page 1-5, FIG. 1-3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a heavy-duty pneumatic radial tire that solves the conventional problems and is excellent in durability of the bead portion, and particularly suitable for a tire having a low flatness ratio. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a heavy-duty pneumatic radial tire according to the present invention has bead fillers arranged on the outer peripheral sides of a pair of left and right bead cores, and both ends of at least one carcass layer around the bead cores inside the tire. In the pneumatic radial tire folded back from the outside, the folded end of the carcass layer is positioned below the upper end of the rim flange, and the periphery of the bead core is adjacent to the carcass layer from the inner side to the outer side in the tire axial direction. At least one steel cord layer extending along the outside of the bead filler is disposed, and the radially outer end of the steel cord layer is superposed on the main body of the carcass layer.
[0007]
In this manner, the folded terminal of the carcass layer is arranged in a region where the movement of the rubber below the upper end of the rim flange is restricted, and further, the steel cord layer extending from the inside of the bead core in the tire axial direction to the outside of the bead filler is arranged, Since the outer end in the radial direction is superposed on the main body of the carcass layer, the tensile tension applied to the steel cord layer cancels out the torque that tries to rotate the bead core applied to the main body of the carcass layer, and the movement of the surrounding rubber Suppress. Therefore, it is possible to relieve stress on the folded terminal of the carcass layer and improve durability in the bead portion.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0009]
FIG. 1 is a half sectional view showing an example of a heavy-duty pneumatic radial tire (hereinafter referred to as a radial tire) of the present invention. In the radial tire 1, bead fillers 6 are arranged on the outer peripheral sides of the pair of left and right bead cores 2, and both ends of at least one carcass layer 3 are folded around the bead cores 2 from the inside to the outside of the tire. The folded terminal 3 a of the carcass layer 3 is positioned below the upper end 4 a of the rim flange 4. Further, between the carcass layer 3 and the bead core 2, at least one radial inner end of the steel cord layer 5 is sandwiched. The steel cord layer 5 is folded around the bead core 2 from the inner side in the tire axial direction of the bead core 2 to the outer side of the tire, further extends along the outer side of the bead filler 6, and its radially outer end 5A is used as the main body of the carcass layer 3. Polymerized.
[0010]
As described above, since the region below the upper end 4a of the rim flange 4 where the folded terminal 3a of the carcass layer 3 is disposed is restrained by the rubber being sandwiched between the bead core 2 and the rim flange 4, the movement of the rubber And the concentration of stress on the folded terminal 3a can be suppressed.
[0011]
Further, at least one steel cord layer 5 that is sandwiched between the carcass layer 3 and the bead core 2 and extends to the outside of the bead filler 6 functions to suppress the rotation of the bead core 2. That is, as shown in FIG. 2 showing the main part of the bead portion, the tension tension T1 directed radially outward is generated in the carcass layer 3 by filling the tire internal pressure. This tensile tension T1 generates a torque F1 that attempts to rotate the bead core 2 to the right in the drawing. However, a tensile tension T2 is generated in the steel cord layer 5, and this tensile tension T2 generates a torque F2 that attempts to rotate the bead core 2 to the left side in the figure. Therefore, the torque F1 and the torque F2 Cancel each other, and the rotation of the bead core 2 is suppressed. Accordingly, the movement of the rubber around the bead core 2 is also suppressed, and the stress concentration corresponding to the folded terminal 3a is coupled with the fact that the folded terminal 3a of the carcass layer 3 is disposed below the upper end 4a of the rim flange 4. As a result, the separation of the rubber is less likely to occur, and the durability of the bead portion B is improved.
[0012]
In the radial tire 1 of the present invention described above, the tire radial height H2 from the inner diameter of the bead core 2 of the end 5a of the radial outer end 5A of the steel cord layer 5 is from the inner diameter of the bead core 2 to the carcass layer 3 in the crown portion 6. It is preferable to set it as 20 to 40% of tire radial direction height H1 to the innermost surface. If H2 is less than 20% of H1, the effect of suppressing the collapse of the carcass body at the time of tire load rolling is reduced.
[0013]
The cord angle of the steel cord layer 5 with respect to the tire circumferential direction is preferably 15 to 40 °. If the angle is less than 15 °, the effect of suppressing the phenomenon that the bead core 2 rotates to the right side is reduced.
[0014]
Furthermore, it is preferable that the length H3 at which the radially outer end 5A of the steel cord layer 5 is polymerized along the carcass layer 3 is 20 mm or more. If H3 is less than 20 mm, the effect of suppressing the fall of the carcass body and the effect of suppressing the phenomenon that the bead core 2 rotates to the right are reduced. However, if it is too long, it causes an increase in weight, so it is preferable to limit the length to 40 mm.
[0015]
The present invention can further exert its effect when applied to a heavy load radial tire having a low flatness, and is particularly suitable for a heavy load radial tire having a flatness of 80% or less.
[0016]
Since the steel cord layer 5 is for suppressing the rotation of the bead core 2 as described above, the radially inner end is sandwiched between the carcass layer 3 and the bead core 2 as in the illustrated embodiment. Most preferably, it may be arranged adjacent to the outside of the carcass layer 3.
[0017]
【Example】
Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2
A conventional tire (conventional example) in which all the specifications except the tire size (435 / 45R22.5) and the structure of the bead part are changed and the structure of the bead part is changed as follows, the tire of the present invention ( Examples 1 to 3) and comparative tires (Comparative Examples 1 and 2) were produced. In addition, the cord angle with respect to the tire circumferential direction of the steel cord layer arranged in each tire was 30 °.
[0018]
These six types of heavy-duty pneumatic radial tires were each filled with an air pressure of 900 kPa, subjected to an indoor drum running test under conditions of 140% of the specified load by JATMA and a speed of 49 km / h, and cracks occurred in the bead part. The distance until running was disabled was measured. The results are shown in Table 1 as an index with the conventional tire as 100 as the durability of the bead portion. It shows that durability is excellent, so that a numerical value is large.
[0019]
Conventional Example As shown in FIG. 3 (a), the folded terminal 3a of one carcass layer 3 is disposed above the rim flange upper end 4a, and the steel cord layer 5 is disposed adjacent to the carcass layer 3 from the inside to the outside of the tire. The outer terminal 5 a was stopped at a position lower than the folded terminal 3 a of the carcass layer 3.
[0020]
Example 1
As shown in FIG. 3 (b), the folded terminal 3a of one carcass layer 3 is disposed below the rim flange upper end 4a, and the cord arrangement intersects with the steel cord layer 5 adjacent to both sides of the carcass layer 3. Each steel cord layer 5 was folded back from the inner side in the tire axial direction of the bead core 2 to the outer side, and the radially outer end 5A was polymerized to the carcass layer 3. In addition, H1, H2, and H3 of the steel cord layer 5 disposed between the bead core 2 and the carcass layer 3 are as shown in Table 1.
[0021]
Examples 2 and 3
The structure shown in FIG. 1 is different from the first embodiment in that the steel cord layer 5 is a single layer between the bead core 2 and the carcass layer 3.
[0022]
Comparative Example 1
The structure shown in FIG. 3C is different from the second and third embodiments in that the folded terminal 3a of the carcass layer 3 is disposed above the rim flange upper end 4a.
[0023]
Comparative Example 2
The structure shown in FIG. 3D is different from the first embodiment in that the outer end 5A in the radial direction of the steel cord layer 5 is not superposed on the carcass layer 3.
[0024]
[Table 1]

From Table 1, the tires of the present invention (Examples 1 to 3) confirmed that the durability of the bead portion was remarkably improved.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the heavy-duty pneumatic radial tire of the present invention, the folded end of the carcass layer is disposed in a region where the movement of the rubber below the upper end of the rim flange is restricted, and the bead core is further beaded from the inner side in the tire axial direction. Since the steel cord layer extending outside the filler is arranged and the outer end in the radial direction is polymerized to the main body of the carcass layer, the tensile tension applied to the steel cord layer will rotate the bead core applied to the main body of the carcass layer. This counteracts with the torque and suppresses the movement of the surrounding rubber. Therefore, it is possible to relieve stress on the folded terminal of the carcass layer and improve durability in the bead portion.
[0026]
The heavy-duty pneumatic radial tire of the present invention is preferably applied to a flat pneumatic radial tire in which the load on the bead portion increases.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing an example of a heavy-duty pneumatic radial tire of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of FIG.
FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views showing the structure of a bead portion employed in each tire in order to evaluate the durability of the bead portion.
[Explanation of symbols]
1 Heavy load pneumatic radial tire 2 Bead core 3 Carcass layer 3a Terminal 4 Rim flange 4a Rim flange upper end 5 Steel cord layer 5a Terminal 5A Radial outer end 6 of steel cord layer 6 Bead filler

Claims

In a pneumatic radial tire in which bead fillers are arranged on the outer peripheral sides of the pair of left and right bead cores, and both ends of at least one carcass layer are folded around the bead core from the inside of the tire to the outside.
The folded terminal of the carcass layer is positioned below the upper end of the rim flange, and the periphery of the bead core is folded from the inner side to the outer side in the tire axial direction adjacent to the carcass layer, and at least one layer extending along the outer side of the bead filler. A heavy-duty pneumatic radial tire in which a steel cord layer is disposed and a radially outer end of the steel cord layer is polymerized on a main body of the carcass layer.

The heavy-duty pneumatic radial tire according to claim 1, wherein a radially inner end of the steel cord layer is sandwiched between the carcass layer and the bead core.

The tire radial height H2 from the inner diameter of the bead core at the radially outer end of the steel cord layer is 20 to 40 in the tire radial height H1 from the inner diameter of the bead core to the innermost surface of the crown portion of the carcass layer. The pneumatic radial tire for heavy loads according to claim 1 or 2, wherein the pneumatic radial tire is heavy.

The heavy-duty pneumatic radial tire according to claim 1, 2, or 3, wherein an arrangement angle of the steel cord layer with respect to a tire circumferential direction is 15 to 40 °.

The heavy-duty pneumatic radial tire according to any one of claims 1 to 4, wherein a length H3 at which a radially outer end of the steel cord layer overlaps along a main body of the carcass layer is set to 20 mm or more.

The pneumatic radial tire for heavy loads according to any one of claims 1 to 5, wherein a flatness ratio of the pneumatic radial tire is 80% or less.