JP4462688B2 - ビード部耐久性に優れる空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビード部耐久性にすぐれる空気入りタイヤ、なかでも、トラックやバス等に用いて好適な重荷重用ラジアルタイヤに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の重荷重用ラジアルタイヤのビード部は、図1に幅方向断面を例示するように、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部bまでトロイダルに延びる少なくとも一枚のカーカスプライcを、ビード部bに埋設したビードコアbcの周りで、タイヤ幅方向内側から外側へ巻上げて係止することが一般的であり、このようなビード部構造の下では、リム組みしたタイヤの負荷転動に当たって、リムフランジrfより半半径方向外周側のビード部部分が、タイヤ幅方向外側へ倒れ込む向きの変形を繰返し受けることに起因して、カーカスプライcの巻上げ端に応力集中を生じ、この結果として、カーカスプライ巻上げ端のセパレーションが発生し易いという問題があった。
【0003】
そこで、このような巻上げ端セパレーションの発生を防止すべく、たとえば特開平9−156310号公報に開示されているように、カーカスプライの端部側をビードコアの周りに巻付けて、その端縁を、ビード部内の歪の小さい部分に位置させることが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このような提案技術によれば、従来技術の如くの、カーカスの巻上げ部分がなくなることによって、ビード部の、先に述べたような倒れ込み変形に対する抗力が小さくなるため、リムフランジの外周縁近傍部分と接触するビード部外表面部分および、リムフランジの基部部分と接触するビードヒール部の疲れがとくに大きくなって、それらの部分からの疲労破壊のおそれを払拭できないという問題があった。
【0005】
この発明は、このような問題点を有利に解決するものであり、カーカスプライの巻上げ端でのセパレーションの発生を防止することはもちろん、ビード部の疲労破壊のおそれを有効に除去した、ビード部耐久性にすぐれる空気入りタイヤを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(1) スチールコードからなる少なくとも1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状に延在させたカーカス本体と、該プライを各ビード部に埋設したビードコアの周りで、タイヤ半径方向の内側から外側へ巻返し、この巻返し部分の一部もしくは全部をビードコアの周面に沿って巻付けた巻込み部とを設けてなる空気入りタイヤにおいて、ビード部のカーカス本体に隣接して、ゴム引きコードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って螺旋状に巻回して成る周方向ワイヤチェーファの少なくとも1枚を配設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【0007】
(2) 上記(1) において、ビード部のカーカス本体に隣接して、タイヤの回転軸を中心とした円周の接線に対して傾いた向きに延びるコードによる傾斜ワイヤチェーファの少なくとも1枚を配設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【0008】
(3) 上記(2) において、傾斜ワイヤチェーファは、タイヤ径方向内側に位置する端部をビードコアの近傍に配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【0009】
(4) 上記(2) または(3) において、傾斜ワイヤチェーファを構成するコードは、該コードとタイヤの回転軸を中心とした円周との交点における、円周との接線に対する挟角が30〜70°の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
【0010】
(5) 上記(1) ないし(4) のいずれかにおいて、カーカスプライのビードコア内周面での巻返し点を通りタイヤの回転軸と平行に引いた線分を基準線とし、該基準線からカーカスの半径方向最外側部分までの距離H1 と、基準線からタイヤ径方向外側に位置する周方向ワイヤチェーファの端部までの距離H2 との比H2 /H1 が、0.1〜0.7の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
【0011】
(6) 上記(2) ないし(4) のいずれかにおいて、カーカスプライのビードコア内周面での巻返し点を通りタイヤの回転軸と平行に引いた線分を基準線とし、該基準線からカーカスの半径方向最外側部分までの距離H1 と、基準線からタイヤ径方向外側に位置する傾斜ワイヤチェーファの端部までの距離H3 との比H3 /H1 が、0.2〜0.5の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
【0012】
この発明に従う空気入りタイヤのビード部構造によれば、カーカスプライの側部部分をビードコアの周りに巻付けることで、カーカスプライの巻上げ端セパレーションの発生を防止することができ、併せて、ワイヤチェーファを、カーカス本体に隣接して配設しビード部の横剛性を高めることにより、タイヤの負荷転動時等の、タイヤ幅方向外側へのビード部の倒れ込み変形を有効に抑制して、ビード部の、リムフランジ等との接触部分への疲労破壊の発生を十分に防止することができる。
【0013】
また、ビード部の補強を司るワイヤチェーファのタイヤ半径方向外側の端部においても、カーカスプライの巻上げ端の場合と同様に、セパレーションの発生が懸念されるが、ワイヤチェーファは、ゴム引きコードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って螺旋状に巻回して成るから、ワイヤチェーファのタイヤ半径方向端部にコード端部が露出することがなく、ここでのセパレーションの発生を防止することができる。
【0014】
【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2は、この発明の実施の形態を一方のビード部について示す、タイヤ幅方向断面図である。
図中1は、図示しないトレッド部からサイドウォール部を経て、ビード部2までトロイダル状に延びる、1枚のカーカスプライから成るカーカス本体である。このカーカス本体1は、タイヤ赤道面に対して好ましくは約70〜90°の角度で延在するスチールコードからなる。
【0015】
さらに、カーカスプライの各側部部分を、ビード部2に埋設したビードコア3の周りで、タイヤ半径方向の内周側から外周側へ巻返し、この巻返し部分に、ビードコア3の周面に沿ってそれに巻付く巻込み部4を設ける。
なお、この図では、巻返し部分をタイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻付ける場合について示すが、これとは逆に、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて巻付けることも可能である。
【0016】
ところで、巻返し部分のこのような巻付けに当たっては、巻込み部4のビードコア3の隅部と対応する部分の少なくとも一個所を塑性変形させて、ビードコアの周面にそれをより正確に沿わせることが好ましい。なぜなら、ビードコア3にて巻込み部4をより有効に拘束して、カーカスプライコードの抜け出しおよび巻込み部分のセパレーションのおそれを有利に除去することができるからである。
【0017】
なお、このような塑性変形個所は、カーカスプライをビードコア3の周りに巻返すに先だって、巻込み部4に相当する部分に予め形成することが好ましく、これによれば、所期した通りの塑性変形を、常に正確に行わせることができ、上記効果をより一層高めることができる。
【0018】
ここで好ましくは、巻込み部4を、ビードコア3と、それの外周側に位置するビードフィラ5との間に挟み込むことによって、巻込み部4を、ビードフィラ5をもってビードコア3により密着させることができるため、プライコードの引抜けおよび巻込み部4のセパレーションが、ともに一層有利に防止されることになる。
【0019】
また好ましくは、巻込み部4を、ビードコア3の断面輪郭の半周を越えてビードコア周面に沿わせる。ビードコア3の一般的な横断面輪郭形状としては、多角形、円形等があるが、それらのいずれにあっても、巻込み部4を、断面輪郭の半周を越えてビードコア3に沿わせることによって、上記効果をより一層高めることができる。
【0020】
さらに、この発明では、カーカス本体1に隣接して、ゴム引きコードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って螺旋状に巻回して成る周方向ワイヤチェーファの少なくとも1枚を配設する。すなわち、図示例のタイヤでは、ビード部2において、ビードコア3の内周側部分からカーカス本体1に沿ってタイヤ幅方向内側へ延びて、さらにカーカス本体1のタイヤ幅方向内側においてカーカス本体1に沿って、リムフランジ6との接触域よりタイヤ半径方向外側に達する1枚の周方向ワイヤチェーファ7を配設して成る。
なお、「リムフランジ6との接触域」とは、それが最も広範となる、タイヤの負荷転動時の最大接触領域を意味するものとする。
【0021】
周方向ワイヤチェーファ7のこのような配設態様によれば、タイヤの負荷転動に際する、ビード部2への荷重の作用に当たり、カーカス本体1に隣接して配設した周方向ワイヤチェーファ7は、リムフランジ接触部のタイヤ半径方向/幅方向へのゴムの流動並びにタイヤ赤道方向への変位を抑える働きをするとともに、タイヤ幅方向外側へのビード部倒れ込みを抑制する、つまり剛性を上げる働きをする。
【0022】
これらの結果として、ビード部2の横剛性が増加されて、ビード部2のタイヤ幅方向外側への倒れ込み変形が有効に抑制されるため、リムフランジ6の外周縁近傍部分と接触するビード部外表面部分および、リムフランジ6の基部部分と接触するビードヒール部の疲労を十分に防止して、ビード部耐久性を大きく向上させることができる。
【0023】
ここで、周方向ワイヤチェーファ7は、ゴム引きコードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って螺旋状に巻回して成る構造を有することが肝要である。すなわち、周方向ワイヤチェーファ7を設けるビード部2、とりわけビード部2の周方向ワイヤチェーファ7のタイヤ半径方向外側の端部付近では、上述したビード部分の倒れ込み変形が繰り返され、ワイヤチェーファ7の端部に応力が集中する。そして、在来のワイヤチェーファでは、その端部にコードの端末が露出しているため、このコード端末を起点としてセパレーションが発生する、うれいがあった。この点、周方向ワイヤチェーファ7が、ゴム引きコードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って螺旋状に巻回して成る構造であると、周方向ワイヤチェーファ7の端部にコード端末が露出することがなく、該端部はゴムとの接着が確保されるため、ここでのセパレーションの発生を防止することができる。
【0024】
また、周方向ワイヤチェーファ7は、カーカス本体1に隣接する位置であれば、図2に示したカーカス本体1のタイヤ幅方向内側に限らず、図3に示すように、カーカス本体1のタイヤ幅方向外側に配置してもよい。
【0025】
さらに、ビード部2のカーカス本体1に隣接して、タイヤの回転軸を中心とした円周の接線に対して傾いた向きに延びるコードによる傾斜ワイヤチェーファの少なくとも1枚を配設することが有利である。すなわち、図4に示すタイヤでは、カーカス本体1と周方向ワイヤチェーファ7との間に、周方向ワイヤチェーファ7と重複し、さらにビードコア3のタイヤ幅方向内側の周面に沿って延びビードコア3の半径方向内側域に止まる、傾斜ワイヤチェーファ8を配設して成る。
【0026】
この傾斜ワイヤチェーファ8は、タイヤの負荷転動時にビード部2へ荷重が作用する際、リムフランジ接触部の特にタイヤ周方向へのゴムの流動並びに同方向への変位を抑える働きがあり、剛性をさらに高めることができる。
【0027】
なお、傾斜ワイヤチェーファ8についても、周方向ワイヤチェーファ7の場合と同様、カーカス本体1に隣接する位置であれば、図4に示したカーカス本体1と周方向ワイヤチェーファ7との間に限らず、図5に示すように、周方向ワイヤチェーファ7のタイヤ幅方向内側に配置してもよい。
【0028】
ここに、傾斜ワイヤチェーファ8の、タイヤ径方向内側に位置する端部をビードコアの近傍に配置することが、この端部からのセパレーションの発生を防止するのに有利である。
【0029】
また、傾斜ワイヤチェーファ8を構成するコードは、該コードとタイヤの回転軸を中心とした円周との交点における、円周との接線に対する挟角が30〜70°の範囲であることが好ましい。
【0030】
次に、周方向ワイヤチェーファ7および傾斜ワイヤチェーファ8について、そのタイヤ幅方向内側の端部の好適配置を、図5を参照して説明する。すなわち、カーカスプライのビードコア3内周面での巻返し点Pを通りタイヤの回転軸と平行に引いた線分を基準線Lとし、該基準線Lからカーカス本体1の半径方向最外側部分までの距離をH1 、基準線Lからビードコア3のタイヤ幅方向内側に位置する周方向ワイヤチェーファ7の端部までの距離をH2 、そして基準線Lからビードコアのタイヤ幅方向内側に位置する傾斜ワイヤチェーファ8の端部までの距離をH3 としたとき、
H2 /H1 :0.1〜0.7
H3 /H1 :0.2〜0.5
の範囲にあることが有利である。
【0031】
すなわち、比H2 /H1 が0.1未満では、タイヤ負荷転動時のビード部の周方向変形を抑制する効果が少なくなり、一方0.7をこえると、傾斜ワイヤチェーファ8のタイヤ径方向外側の端部に歪みが集中するため好ましくない。
【0032】
同様に、比H3 /H1 が0.2未満では、横力による倒れ込み変形に対する抑制力が小さくなり、一方0.5をこえると、傾斜ワイヤチェーファ8のタイヤ径方向外側の端部にセパレーションが発生し易くなる。
【0033】
【実施例】
図2ないし6に示した発明タイヤ1〜5、さらに図7ないし13に示すビード部構造の発明タイヤ6〜12と、図1に示した従来タイヤとのそれぞれにつき、ドラム耐久性試験を行ったところ、表1に示す結果を得た。なお、供試タイヤのサイズはTBR 315/60 R22.5であり、これを9.00×22.5のリムに装着して用いた。
【0034】
ここで、ドラム耐久性は、リム組みタイヤを900kpaの空気圧に調整するとともに、最大負荷能力の1.95倍に相当する荷重を負荷して、ドラム上を60km/hの速度で走行させて、ビード部故障(プライ端またはワイヤチェファ端のセパレーション)によって走行不能になるまでの走行距離を測定し、従来タイヤをコントロールとして指数化することにより評価した。
【0035】
また、倒れ込み量および周方向変形量についても調査し、その結果を表1に併記した。なお、倒れ込み量は、標準リムに組み付けたタイヤをフリーな状態で平押し(66.15kN)したときの、タイヤ軸方向の変位量を、従来タイヤの場合を100としたときの指数にて示したものである。
【0036】
そして、周方向変形量は、同様に、標準リムに組み付けたタイヤをフリーな状態で平押し(66.15kN)したときの、タイヤ周方向の変位量を、従来タイヤの場合を100としたときの指数にて示したものである。
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】
この発明によれば、とくに、カーカスプライに、ビードコアの周面に沿ってそれに巻付く巻込み部を設け、かつビード部に1枚以上のワイヤチェーファを配設することにより、ビード部の横剛性を高めて耐久性を大きく向上させることができる。特に、ワイヤチェーファとして、その端部にコード端末のない構造を採用したことによって、ワイヤチェーファ端部を起点としたセパレーションを有利に回避でき、耐久性のさらなる向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来構造を示すタイヤ幅方向断面図である。
【図2】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図3】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図4】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図5】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図6】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図7】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図8】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図9】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図10】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図11】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図12】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【図13】 この発明のタイヤを示す幅方向断面図である。
【符号の説明】
1 カーカス本体
2 ビード部
3 ビードコア
4 巻込み部
5 ビードフイラ
6 リムフランジ
7 周方向ワイヤチェーファ
8 傾斜ワイヤチェーファ
Claims (6)
- スチールコードからなる少なくとも1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状に延在させたカーカス本体と、該プライを各ビード部に埋設したビードコアの周りで、タイヤ半径方向の内側から外側へ巻返し、この巻返し部分の一部もしくは全部をビードコアの周面に沿って巻付けた巻込み部とを設けてなる空気入りタイヤにおいて、ビード部のカーカス本体に隣接して、ゴム引きコードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って螺旋状に巻回して成る周方向ワイヤチェーファの少なくとも1枚を配設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
- 請求項1において、ビード部のカーカス本体に隣接して、タイヤの回転軸を中心とした円周の接線に対して傾いた向きに延びるコードによる傾斜ワイヤチェーファの少なくとも1枚を配設したことを特徴とする空気入りタイヤ。
- 請求項2において、傾斜ワイヤチェーファは、タイヤ径方向内側に位置する端部をビードコアの近傍に配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
- 請求項2または3において、傾斜ワイヤチェーファを構成するコードは、該コードとタイヤの回転軸を中心とした円周との交点における、円周との接線に対する挟角が30〜70°の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
- 請求項1ないし4のいずれかにおいて、カーカスプライのビードコア内周面での巻返し点を通りタイヤの回転軸と平行に引いた線分を基準線とし、該基準線からカーカスの半径方向最外側部分までの距離H1 と、基準線からタイヤ径方向外側に位置する周方向ワイヤチェーファの端部までの距離H2 との比H2 /H1 が、0.1〜0.7の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
- 請求項2ないし4のいずれかにおいて、カーカスプライのビードコア内周面での巻返し点を通りタイヤの回転軸と平行に引いた線分を基準線とし、該基準線からカーカスの半径方向最外側部分までの距離H1 と、基準線からタイヤ径方向外側に位置する傾斜ワイヤチェーファの端部までの距離H3 との比H3 /H1 が、0.2〜0.5の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
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