JP4410892B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤ、とくには、プライコードの引抜けと、カーカスプライの巻返し部の端縁位置でのセパレーションの発生を防止するとともに、高負荷荷重作用下におけるリムフランジを支点とするビード部の曲げ変形によるビード部故障を有効に抑制して、ビード部耐久性の向上を図った空気入りタイヤを提供することにある。尚、この発明は、トラックやバスなどのように高荷重・高内圧条件下で使用される、いわゆる重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用するのが好適である。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤでは、タイヤ負荷転動の際のプライコードの引抜けを防止すべく、通常は、図4(a)に示すように、カーカスプライ100 を、ビード部101 のビードコア102 の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側へ大きく巻き返し、その巻返し部103 をゴム質中に埋込み固定することとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかるビード部構造を有する従来タイヤは、タイヤの負荷転動時、特に高負荷荷重作用時にサイドウォール部104 が大きく曲げ変形するのに伴って、カーカスプライ100 に図4(a)の矢印方向に引抜き力Ｆが作用するとともに、カーカスプライ100 の巻返し部103 の端縁位置105 には、これを境としてタイヤ径方向の内外側に剛性段差が生じ、前記端縁位置105 及びその近傍に繰返し応力集中が生じることによって、プライコードのゴム質からのセパレーションが発生し易く、このセパレーションが、図4(b)に示すようなビード部クラックCrの原因になるという問題があった。
【０００４】
かかるセパレーションを防止してビード部耐久性を向上させるための手段として、図5(a)に示すように、カーカスプライ106 の巻返し部107 に、ビードコア108 の周面に沿ってそれに巻付く巻込み部109 を設けることが有用であることを、本願人は既に出願した特願平11−19847 号の明細書等において提案した。
【０００５】
しかしながら、ビード部にワイヤーチェーファー等の補強層を配設しない場合には、タイヤに高負荷荷重が作用した場合には、図9(b)の２点鎖線で示すようにリムフランジ110 を支点として矢印Ａの方向に大きな曲げ変形が生じ、この曲げ変形の繰返しにより、リムフランジと接触するタイヤのビード部にクラックが入りやすい状況にあり、そのクラックが進展して、最悪の場合にはビード部故障に至る危険性がある。
【０００６】
さらに、上記ビード部構造を有するタイヤのビード部耐久性を向上させるための手段としては、図6(a)に示すように、ビード部に、カーカスプライ110 の外側位置にビードコア111 の周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって巻き返された少なくとも１層の補強層112 を配設することによって、タイヤに高負荷荷重作用下におけるビード部の曲げ変形を抑制することが有用である。
【０００７】
しかし、図6(b)に示すように、補強層112 の端縁位置によっては、その端縁位置113 に応力が集中して、かかる位置113 でビード部クラックCr等の故障が発生するおそれがあり、結果として、ビード部耐久性を有効に高めることができなかった。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、プライコードの引抜けと、カーカスプライの巻返し部の端縁位置でのセパレーションの発生を防止するとともに、特に高負荷荷重作用下におけるリムフランジを支点とするビード部の曲げ変形によるビード部故障を有効に抑制して、ビード部耐久性の向上を図った空気入りタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の空気入りタイヤは、スチールコードからなる少なくとも一枚のカーカスプライを、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダルに延在する本体部と、ビード部に埋設したビードコアの周りに巻き返してなる巻返し部とで構成してなる空気入りタイヤにおいて、カーカスプライの巻返し部に、ビードコアの周りにその外周面に沿ってそれに巻付く巻込み部を設け、ビード部に、カーカスプライの本体部から巻返し部に向かってビードコアの周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって巻返された少なくとも１層のワイヤーチェーファーを埋設し、ワイヤーチェーファーは、カーカスプライの本体部側にある始端を、第１リムライン位置にてビード部外面にたてた法線からタイヤ径方向外方に測った最短距離が15〜25ｍｍの範囲内に位置するように配置し、カーカスプライの巻返し部側にある終端を、ビードコアの径方向最外端位置からビード部外面に対して引いた垂線と前記法線とで挟まれた範囲内に位置するように配置したものである。
【００１０】
尚、ここでいう「第１リムライン位置」とは、タイヤを標準リムに装着し、最高空気圧及び最大負荷能力を適用したときのタイヤ外表面におけるリムとの接触部分のタイヤ径方向最外端を意味する。
【００１１】
また、「カーカスプライの巻返し部」には、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻返すことによって形成される場合の他、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて巻返すことによって形成される場合も含まれる。
【００１２】
加えて、ここにおけるカーカスプライは、両端が切断された多数本のスチールコードを実質的にラジアル配置したもののみならず、一本のスチールコードを、カーカスプライの巻返し部分で折り返して、タイヤ周方向へ迂曲させながら延在させたものをも含むものとする。
【００１３】
さらに、ワイヤーチェーファーの終端位置でのセパレーションの発生をより一層抑制する必要がある場合には、カーカスプライの巻返し部側に、ワイヤ−チェーファーの終端を覆う少なくとも１枚の有機繊維チェーファー配置することが好ましく、また、有機繊維チェーファーの有機繊維コードは、ワイヤーチェーファーのスチールコードの配設方向に対し15〜75°の角度で配設することがより好適である。
【００１４】
さらにまた、ワイヤーチェーファーの始端位置でのセパレーションをより一層抑制する必要がある場合には、カーカスプライの本体部とワイヤーチェーファーの始端側部分との間に、緩衝ゴム層を配設することが好ましく、そのとき、ワイヤーチェーファーの始端位置における緩衝ゴム層のゴム厚さは、タイヤ幅方向断面で見て、1.5 〜2.0 mmであることがより好適である。
【００１５】
また、前記タイヤは重荷重用タイヤであることがより好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明に従う空気入りタイヤのビード部の断面の一例を示したものであり、図中１はビード部、２はカーカスプライ、３はサイドウォール部、４はビードコア、５はワイヤーチェーファーである。
【００１７】
図１に示すビード部１を有するタイヤは、好適には実質的にラジアル方向（具体的には、タイヤ赤道面に対して70〜90°の方向）に配列されたスチールコードをゴム引きした少なくとも一枚のカーカスプライ２を、トレッド部（図示せず）からサイドウォール部３を経てビード部１までトロイダルに延在する本体部2aと、ビード部１に埋設したビードコア４の周りに巻き返してなる巻返し部2bとで構成し、また、カーカスプライ２のクラウン部（図示せず）には、トレッド部を補強するため、１枚以上のコードゴム引き層からなるベルト（図示せず）を配置する。
【００１８】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、カーカスプライ２をビードコア４の周りに巻き付けるビード構造を採用するとともに、さらにタイヤに高負荷荷重が作用した際のビード部の曲げ変形を抑制するために適正化を図ったワイヤーチェーファー５を配設することにあり、より具体的には、カーカスプライ２の巻返し部2bに、ビードコア４の周りにその外周面に沿ってそれに巻付く巻込み部６を設け、この構成を採用することによって、ビード部耐久性を格段に向上させることができる。
【００１９】
即ち、カーカスプライ２をビードコア４の周りに巻付けることによって、カーカスプライ２の引抜けとカーカスプライ２の巻返し端縁位置８でのセパレーションの発生が防止でき、また、通常の巻返し構造を有する従来タイヤ（図4(a)）に比べると、ビード部が格段に補強される。
【００２０】
しかし、この構成だけでは、タイヤに高負荷荷重が作用した場合、リムフランジを支点とする大きな曲げ変形を有効に抑制することはできず、この曲げ変形の繰返しにより、リムフランジ14と接触するタイヤのビード部１にクラックが入りやすい状況にある。
【００２１】
このため、この発明では、上記構成に加えて、さらに、ビード部１にて、カーカスプライ２の本体部2aから巻返し部2bに向かってビードコア４の周りにタイヤ幅方向７の内側から外側に向かって巻返された少なくとも１層のワイヤーチェーファー５を配設し、かつ、ワイヤーチェーファー５は、カーカスプライ２の本体部2a側にある始端８を、第１リムライン位置９にてビード部１の外面13に引いた法線ｎからタイヤ径方向10の外方に測った最短距離Ｌが15〜25ｍｍの範囲内に位置するように配置し、カーカスプライ２の巻返し部2b側にある終端11を、ビードコア４の径方向最外端位置12からビード部１の外面13に対して引いた垂線ｍと前記法線ｎとで挟まれた範囲内に位置するように配置することにあり、この構成によって、前記曲げ変形を有効に抑制することができ、この結果、ビード部耐久性を格段に向上させることができる。
【００２２】
尚、ワイヤーチェーファー５の始端８を前記最短距離Ｌが15〜25ｍｍの範囲内に位置するように配置することに限定した理由は、前記最短距離Ｌが15mm未満だと、プライの周方向変形を十分に抑制することができず、ビード部の曲げ剛性が大きくなって、ビード部故障が生じやすくなるからであり、前記最短距離Ｌが25mmよりも大きくなると、特に偏平タイヤにおいて、フレックスゾーンに始端８が近づき、ワイヤーチェーファー５の始端８位置に応力が集中してセパレーションが起こりやすくなるからである。
【００２３】
また、ワイヤーチェーファー５の終端11を、ビードコア４の径方向最外端位置12からビード部１の外面13に対して引いた垂線ｍと前記法線ｎとで挟まれた範囲内に位置するように配置する理由は、前記終端11が前記垂線ｍよりもタイヤ径方向10の下方にあると、カーカスプライ２の巻返し部2bを十分に保護することができず、終端11と巻返し部2bの間で界面セパレーションが生じやすくなるからであり、前記終端11が前記法線ｎよりもタイヤ径方向10の上方にあると、前記終端11位置に大きなせん断ひずみが作用してビード部故障が起こりやすくなるからである。
【００２４】
よって、この発明では、上記構成を採用することによって、ビード部耐久性を格段に向上させることができる。
【００２５】
また、他の実施形態としては、カーカスプライの巻返し部2b側に、図２に示すように、ワイヤ−チェーファー５の終端14を覆う少なくとも１枚（図２では２枚）の有機繊維チェーファー15a,15b を配置することができ、この構成を採用すれば、ワイヤーチェーファー５の終端位置14でのせん断ひずみをより一層抑制することができ、ビード部耐久性はさらに向上する。
【００２６】
さらに、有機繊維チェーファー15a,15b の有機繊維コード16は、ワイヤーチェーファー５のスチールコード17の配設方向に対し15〜75°の角度で配設すれば、ワイヤーチェーファー５の終端側部分5bに種々の方向から作用する力に対して有機繊維チェーファーの有機繊維コードが負担することができ、その結果、ワイヤーチェーファー５の終端位置14でのせん断ひずみをより一層抑制することができる。
【００２７】
加えて、ワイヤーチェーファーの始端位置８でのセパレーションをより一層抑制する必要がある場合には、カーカスプライ２の本体部2aとワイヤーチェーファー５の始端側部分5aとの間に、図３に示すような緩衝ゴム層18を介挿することが好ましい。
【００２８】
尚、ワイヤーチェーファー５の始端位置８における緩衝ゴム層18のゴム厚さｔは、タイヤ幅方向断面で見て、1.5 〜2.0 mmであることが好ましい。前記ゴム厚さｔが1.5mm 未満だと、緩衝ゴム層18を設けたことによるセパレーション抑制効果が十分に得られないからであり、前記ゴム厚さｔが2.0mm よりも厚いと、ワイヤーチェーファー５による周方向変形抑制効果が十分に得られなくなるおそれがあるからである。
【００２９】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３０】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを製造し、ビード部耐久性を評価したので以下で説明する。
【００３１】
実施例１〜７のタイヤは、タイヤサイズがＴＢＲ ３１５／６０Ｒ２２．５であり、ワイヤーチェーファー５の始端位置８及び終端位置14、緩衝ゴム18の配設の有無及びそのゴム厚さｔ、有機繊維チェーファーの配設の有無及びそのコードの配設角度については表１に示す。
【００３２】
尚、比較のため、ビード部が巻込み構造を有し、かつワイヤーチェーファーを設けるが、ワイヤーチェーファーの始端位置８及び終端位置11のいずれか一方がこの発明の適正範囲外である比較タイヤ（比較例１〜５）と、カーカスプライを通常の巻返し構造とする従来タイヤ（従来例）についても試作した。
【００３３】
(試験方法）
上記各供試タイヤについて、9.00×22.5のリムに装着し、ビード部耐久性を評価した。
ビード部耐久性は、周方向変形測定試験とビード耐久ドラム試験とを行い、それらの結果から評価した。
周方向変形測定試験は、フリーでタイヤを上から66.15 ｋＮの力で平押しする条件下で周方向変位量を測定し、その測定値から評価した。
ビード耐久ドラム試験は、タイヤ内圧：900 kPa、タイヤ負荷荷重：66.15 ｋＮの条件下で、回転ドラム上を60ｋｍ／ｈの速度でタイヤを走行させ、タイヤに故障が生じたときの走行距離を測定し、この測定値から評価した。
表１にそれらの評価結果を示す。尚、表１中の数値は、いずれも従来例を100とした指数比で示してあり、周方向変形指数は小さいほど優れており、また、ビード耐久ドラム試験指数は大きいほど優れている。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１に示す評価結果から、実施例１〜７は、従来例に比べてビード部耐久性に優れている。一方、比較例１〜５は、ビード耐久ドラム試験において、特異故障が生じた。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によって、ビード部耐久性に優れた空気入りタイヤの提供が可能になった。尚、この発明は、トラックやバスなどのように高荷重・高内圧条件下で使用される、いわゆる重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用するのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従う空気入りタイヤのビード部をリム組みした状態で示した横断面図である。
【図２】 別の実施形態を示す図である。
【図３】 他の実施形態を示す図である。
【図４】 従来のビード構造の問題点を説明するための図である。
【図５】 カーカスプライをビードコアの周りに巻き付けるビード構造を採用したときの問題点を説明するための図である。
【図６】 図５のビード部を補強するために配設したワイヤーチェーファーの終端位置で生じる問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ビード部
２ カーカスプライ
３ サイドウォール部
４ ビードコア
５ ワイヤーチェーファー
６ 巻込み部
７ タイヤ幅方向
８ ワイヤーチェーファーの始端
９ 第１リムライン
10 タイヤ径方向
11 ワイヤーチェーファーの終端
12 ビードコアの径方向最外位置
13 ビード部の外面
14 リムフランジ
15a,15b 有機繊維チェーファー
16 有機繊維チェーファーのコード
17 ワイヤーチェーファーのコード
18 緩衝ゴム層
ｍ 垂線
ｎ 法線
ｔ ワイヤーチェーファーの始端位置で測定した緩衝ゴムの厚さ
Ｌ 法線ｎからタイヤ径方向に測った最短距離

Claims (6)

1. スチールコードからなる少なくとも一枚のカーカスプライを、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダルに延在する本体部と、ビード部に埋設したビードコアの周りに巻き返してなる巻返し部とで構成してなる空気入りタイヤにおいて、
   カーカスプライの巻返し部に、ビードコアの周りにその外周面に沿ってそれに巻付く巻込み部を設け、
   ビード部に、カーカスプライの本体部から巻返し部に向かってビードコアの周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって巻返された少なくとも１層のワイヤーチェーファーを埋設し、
   ワイヤーチェーファーは、カーカスプライの本体部側にある始端を、第１リムライン位置にてビード部外面にたてた法線（ｎ）からタイヤ径方向外方に測った最短距離（Ｌ）が15〜25ｍｍの範囲内に位置するように配置し、カーカスプライの巻返し部側にある終端を、ビードコアの径方向最外端位置からビード部外面に対して引いた垂線（ｍ）と前記法線（ｎ）とで挟まれた範囲内に位置するように配置することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. カーカスプライの巻返し部側に、ワイヤ−チェーファーの終端を覆う少なくとも１枚の有機繊維チェーファー配置する請求項１に記載した空気入りタイヤ。
3. 有機繊維チェーファーの有機繊維コードは、ワイヤーチェーファーのスチールコードの配設方向に対し15〜75°の角度で配設する請求項２に記載した空気入りタイヤ。
4. カーカスプライの本体部とワイヤーチェーファーの始端側部分との間に、緩衝ゴム層を介挿する請求項１、２又は３に記載した空気入りタイヤ。
5. ワイヤーチェーファーの始端位置における緩衝ゴム層のゴム厚さは、タイヤ幅方向断面で見て、1.5 〜2.0 mmである請求項４に記載した空気入りタイヤ。
6. 前記タイヤは重荷重用タイヤである請求項１〜５のいずれか１項に記載した空気入りタイヤ。

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