WO2002102612A1 - Pneu pneumatique - Google Patents

Description

明 細 書 空気入り タイヤ

〔技術分野〕

この発明は、 空気入りタイヤ、 なかでも重荷重用空気入りラジアルタイヤに関 するものであり、 とくに、 ビ一ド部に配設したそれぞれのビードコアの周りに、 力一カスプライの側部部分を、 そのビ一ドコアの横断面輪郭線にほぼ沿わせて巻 き回したビード部構造において、 カーカスプライの耐引き抜け性を向上させる技 術を提案するものである。

〔背景技術〕

たとえば重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、 少なくとも一枚のカーカスプ ライを、 トレツド部からサイドウオール部を経てビード部までトロイダルに延在 させるとともに、 それの側部部分を、 ビード部に配設したビ一ドコアの周りで、 タイヤ半径方向の内側から外側へ巻き返して固定しており、 この場合、 タイヤの 負荷転動に際するプライコ一ドの引き抜けを防止するべぐ 巻き返し高さを十分 高くすることが一般的である。

しかるに、 このようなビ一ド音 15構造にあっては、 カーカスプライの巻返し部分 の半径方向外端位置を境として、 タイャ半径方向の内外側に剛性段差を生じるこ とになるので、 タイヤの負荷転動に際する、 ビード部からサイドウォール部にか けての繰返しの撓み変形および周方向剪断変形によって、 前記半径方向外端およ びその近傍に応力が集中することになり、 これがため、 その外端の、 ゴム質から のセパレーシヨンが発生し易く、 このセパレ一シヨンが、、 たとえば、 ビ一ド部の 内外両面側へ進展するビード部クラックの原因になるという問題があつた。 そして同様のことは、 プライコードの端末に面するゴム部分に、 コード端のつ つきに起因して生じる微細クラックが、 タイヤの負荷転動に伴って成長すること によってもまた発生していた。

このような問題点を解決するため、 近年は、 図 1にビード部の横断面を例示す るように、 力一カスプライ 1 0 1の側部部分 1 0 2を、 ビ一ドコア 1 0 3に対し て半径方向外方へ高く巻き返すことに代えて、 たとえば、 横断面形状が六角形を なすそのビードコア 1 0 3の周面に沿わせてそこに巻き回すことで、 その側部部 分 1 0 2の、 ビ一ドコア 1 0 3より半径方向外方への大きな突出を無くすること が提案されており、 これによれば、 力一カスプライの巻き回し端の、 ゴム質から のセパレーシヨンを防止して、 ビード部 1 0 4の耐久性を向上させることができ るとしている。

ところで、 この提案技術では、 力一カスプライ 1 0 1の側部部分 1 0 2を、 ビ —ドコア 1 0 3の周りに、 それら両者の、 比較的軟質のコ一ティングゴム層の介 '在下で巻き回しており、 それらのコ一ティングゴム層は、 たとえば、 タイヤへの 荷重の作用によって、 ビードコア間に延びる力一カスプライ本体部分にとくに大 きな引張力が作用した場合に、 カーカスプライ、 ひいては、 プライコードに対し て十分な引き抜け抗カを及ぼすことができず、 これがため、 カーカスプライ 1 0 1の、 引き抜けに対する不安が依然として残ることになるという問題があった。 この発明は、 このような問題点を解決することを課題とするものであり、 それ の目的とするところは、 カーカスプライの側部部分を半径方向外方へ高く巻き返 すことに起因するビード部クラックの発生を十分に防止してなお、 力一カスブラ ィの引き抜けのおそれを十分に除去した空気入りタイヤを提供するにある。

〔発明の開示〕

この発明に係る空気入りタイヤは、 それぞれのビードコアの周りに、 それらの 間に延在する力一カスプライの側部部分を巻き回した一対のビード部を具えるも のであり、 ビードコアと、 力一カスプライのその巻き回し部分との間に、 力一力

)引き抜け拘束層を配設したものである。

.のタイヤでは、 カーカスプライの側部部分を、 半径方向外方へ高く巻き返す ことに代えて、 ビードコアの周りに、 たとえば、 それの横断面輪郭線にほぼ沿わ せて巻き回すことにより、 ビ一ド部へのクラックの発生を十分に防止することが でき、 また、 ビ一ドコアと、 カーカスプライの巻き回し部分との間に、 それらの コーティングゴムとは別異の、 カーカスプライの引き抜け拘束層を配設して、 力 —カスプライの本体部分に作用する引張力を、 その引き抜け拘束層をもって十分 に支持し、 これによつて、 ビ一ドコアと巻き回し部分との間に生じる歪を低減さ せることで、 力一カスプライの引き抜けを効果的に防止することができる。

ここで、 前記引き抜け拘束層はゴム組成物で構成することが好ましく、 また好 ましくは、 このゴム組成物の J I S A硬度を 2 0〜9 0、 より好適には 4 0〜6 0の範囲とする。

ここで、 J I S A硬度とは、 J I S K 6 2 5 3 _ 1 9 9 3に従う、 デュロ メータ硬さ試験 ·タイプ Α試験機を用いて、 試験温度： 2 0 °Cにて測定した時の 値をいう。

引き抜け拘束層をゴム組成物とする前者によれば、 繰り返しの入力に対し、 歪 低減機能を長期間にわたって発揮させることができ、 そして、 後者によれば、 ゴ ム組成物に適正なる引き抜け拘束力を発揮させることができる。 すなわち、 ショ ァ A硬度が 2 0未満では、 ゴム組成物に、 十分な引張力支持機能、 いいかえれば、 歪低減機能を発揮させることが難しく、 一方 9 0を越えると、 引き抜け拘束層そ れ自体が、 比較的早期に破壊するおそれがある。

また好ましくは、 力一カスプライの巻き回し端の、 対向するビ一ドコア表面ま での距離を、 0 . 3 mm以上 7 mm以下、 特には 0 . 3 mm以上 4 mm以下とす る。

これは、 巻き回し端とビードコアとの間の引き抜け拘束層が薄すぎると、 その 拘束層のセパレーシヨン等により、 それに、 十分な歪低減機能を発揮させること が困難になる一方、 厚すぎると、 ビ一ドコアをもって、 カーカスプライに十分な 拘束力を及ぼすことが困難になることによる。 従って、 カーカスプライの巻き回し部分の全体について、 ビ一ドコア表面まで の距離を、 0 . 3〜7 mmの範囲としたときは、 カーカスプライの引き抜けをよ り効果的に防止することができる。

そしてまた好ましくは、 カーカスプライの巻き回し部分に、 ビードコアに巻き 付く向きの、 一個所以上の折曲げ加工部を設ける。

これによれば、 力一カスプライを、 ビ一ドコアの周面により近接させて巻き回 すことができ、 その巻き回し形態を、 所期したものに近づけることができる。 ところで、 これらのいずれの場合にあっても、 カーカスプライの巻き回し端の、 タイヤ中心からの半径距離は、 そのカーカスプライの巻き回し部分の全体の、 夕 ィャ半径方向の最も外側に位置する個所の半径距離以下とすることが好ましい。 ここで、 ビ一ド部の横断面内で、 力一カスプライの巻き回し端近傍部分を、 そ れが対向するビ一ドコア表面に対してほぼ一定距離に延在させた場合には、 その 巻き回し端近傍部分とビ一ドコア表面との間に、 弓 Iき抜け拘束層がほぼ均一な厚 みで存在することになり、 その拘束層をもって、 巻き回し端近傍部分の全体を均 等に拘束することができるので、 ト一タルの引き抜け拘束力を大きく高めること ができる。

なおここで、 「巻き回し端近傍部分」 とは、 リム組みして内圧を充填したタイ ャ姿勢にあって、 ビ一ドコアの内周縁もしくは内周面より、 タイヤの半径方向外 側に延在する部分をいうものとする。

ここにおいてより好ましくは、 カーカスプライの巻き回し端の、 ビ一ドコア間 に延びるカーカスプライ本体部分までの距離を 0 . 1 mm以上 5 mm以下とする。 すなわち、 上記距離が 0 . 1 mm未満では、 タイヤへの重荷重の負荷による夕 ィャサイド部の倒れ込み変形に際して巻き回し端に応力が集中して、 そこにセパ レーションおよびクラックが発生するおそれがあり、 一方、 5 mmを越えると、 引き抜け拘束層が、 それ本体の機能を十分に発揮できなくなるおそれがある。 ところで、 カーカスプライの巻き回し部分に、 横断面内で角部を有するビード コアの、 その角部とほぼ対応して位置する一個所以上の折曲げ加工部を設けた場 合には、 ビードコアによる力一カスプライの拘束力をより一層高めることができ る。

〔図面の簡単な説明〕

図 1は、 カーカスプライの巻き回し構造についての提案技術を示すビ一ド部の 横断面図である。

図 2は、 この発明の実施の形態を示す、 図 1と同様の横断面図である。

図 3は、 図 1の要部を拡大して示す断面図である。

図 4は、 他の実施形態を示す要部拡大断面図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

この発明の実施の形態を、 リムを組付けたタイヤへの空気圧の充填姿勢で示す 図 2において、 1はビ一ド部を、 2はビ一ド部 1に配設したビードコアをそれぞ れ示す。

図に示すところでは、 全体として環状をなすそのビ一ドコア 2の横断面形状を 六角形状とし、 かかるビードコア 2に対し、 骨格補強層としてのカーカスプライ 3の側部部分を、 ビ一ドコア 2の横断面輪郭線にほぼ沿わせて、 ビ一ド部 1の内 側から巻き回し、 その巻き回し部分 4の卷き回し端近傍部分 4 a、 すなわち、 こ の図では、 六角形状のビードコア 2の内周面より半径方向外側に延在する部分と、 ビードコア表面との間に引き抜け拘束層、 図では、 スティフナ 5の一部を構成す るゴム組成物 6を配設する。

この場合、 巻き回し部分 4には、 ビ一ドコア 2に巻き付く向きの一個所以上の 折曲げ加工部、 図では三個所の折曲げ加工部 Bを設けることが、 その巻き回し部 分 4の、 ピードコア表面に近接させた巻き回しを行う上で好ましい。 ここで、 ビ —ドコア 2が、 図示のように角部を有するものであるときとは折曲げ加工部 Bを、 その角部に対応させて設けることが好ましく、 また、 ピードコア 2が、 多角形状 の輪郭形状を有するものであるときは、 巻き回し部分 4を、 折曲げ加工部間およ び、 最先端の折曲げ加工部より先端側の遊端部分のそれぞれにおいてともに直線 状に延在させることが好ましい。

そして、 これらのいずれにあっても、 少なくとも巻き回し端近傍部分 4 aを、 それが対向するビ一ドコア表面に対してほぼ一定距離に、 たとえばほぼ平行に延 在させて、 それとビードコア間との間に介在するゴム組成物 6の厚みをほぼ均一 とすることが、 ゴム組成物 6がカーカスプライ 3に及ぼすトータルの引き抜け拘 束力を高める上で好ましい。

ここで、 ゴム組成物 6の硬度は、 J I S A硬度で 2 0〜 9 0とすることが、 適正なる引き抜け拘束力を発揮させる上で好ましい。

また好ましくは、 図 3に要部拡大断面図で示すように、 カーカスプライ 3の巻 き回し端 4 bの、 対向するビ一ドコア表面までの距離 hを 0 . 3 mm以上 7 mm 以下とする。 ところで、 この巻き回し端 4 bの、 ビ一ドコア間に延びる力一カス プライ本体部分 7までの S巨離は 0 . 1以上 5 mm以下、 とりわけ 0 . 3以上 4m m以下とすることが好ましい。

加えて、 この図に示すところでは、 最先端の折曲げ加工部 Bより先端側の遊端 部分 4 cに関し、 巻き回し端 4 bを通ってビードコア表面に下した法線を縦軸と し、 その巻き回し端 4 bを通ってこの縦軸に直交する直線線分を横軸とした直交 座標を考えた場合に、 その遊端部分 4 cの、 横軸に対する角度を 0 ° としてい る。

ところで、 このような直交座標において、 横軸を基準として、 遊端部分 4 cが、 その横軸より上方側、 すなわち、 第 1または第 2象限に延在する状態を正、 下方 側、 すなわち第 3または第 4象限に延在する状態を負とした場合、 その遊端部分 4 cの、 横軸に対する傾き角度は、 一 1 5〜十 6 0 ° の範囲とすることが好ま しい。

これによれば、 多くは、 遊端部分 4 cが、 巻き回し端に向けてビードコア表面 に接近することになるので、 ビードコアによる、 カーカスプライに対する拘束力 をその端に向けて次方に高めることができ、 結果として、 耐引き抜け性を高める ことができる。

しかるに、 遊端部分の傾き角度が 6 0 °を越える延在態様の下では、 遊端部分 4 cが、 その先端に向けてビードコア表面に急激に接近することにより、 遊端部 分 4 cとビードコァ表面 2 aとの間に介在する弓 Iき抜け拘束層 6の厚みもまた急 激に変ィ匕することになつて、 カーカスプライ 3に作用するそれの引き抜き方向引 張力に起因する、 引き抜け拘束層それ自身の歪量が遊端部分 4 cの延在方向で大 きく変化するため、 カーカスプライ 3への繰返しの引張力の作用によってとくに、 引き抜け拘束層 6の最も薄い部分に、 ビ一ドコア表面 2 aおよび遊端部分 4じの 少なくとも一方からの早期のセパレ一ション、 引き抜け拘束層それ自体の剪断破 断等が生じるおそれがある。 また、 —1 5 ° 未満では遊端部分それ自体がビー ドコアから離れすぎることになるので、 カーカスプライの巻き回し部分を、 ビー ドコアをもつて十分に拘束することが難しくなる。

このように構成してなるタイヤによれば、 先に述べたように、 ゴム組成物 6を もって、 カーカスプライ本体部分 7に作用する引張力を十分に支持することがで きるので、 カーカスプライの引き抜けを効果的に防止することができる。

図 4はこの発明に係る、 他の二種類の実施形態を示す要部拡大断面図であり、 図に実線で示すところでは、 とくに、 巻き回し部分 4の巻き回し端近傍部分 4 a とりわけ、 最先端の折曲げ加工部 Bより先端側のその遊端部分 4 cを、 それが対 向するビ一ドコア表面 2 aに対し、 巻き回し端 4 bに向けて直線状に接近させて 延在させている。

一方、 図に仮想線で示すところでは、 同様の遊端部分 4 cを、 それが対向する ビードコア表面に対して、 巻き回し端 4 bに向けて直線状に離隔させて延在させ ている。

しかるに、 これらの巻き回し態様のいずれにあっても、 巻き回し端 4 の、 対 向するビードコア表面 2 aまでの距離 hは、 0 . 3〜 7 mmの範囲とすることが 好ましく、 その巻き回し端 4 bの、 カーカスプライ本体部分 7までの距離 dは 0 . 1〜 5 mmの範囲とすることが好ましい。

また、 これらのいずれの場合にも、 遊端部分 4 cの、 それが対向するビ一ドコ ァ表面に対する傾き角度、 すなわち、 図 4 (b) および （c ) に示すように、 巻 き回し端 4 bを通つてビードコァ表面 2 aに下ろした法線を縦軸とするとともに、 その巻き回し端 4 cを通って縦軸に直交する直線線分を横軸とする直交座標にお いて、 横軸を基準として測った場合の傾き角度 を— 1 5〜6 0 °の範囲とする ことが好ましい。

従って、 これらの実施形態によっても、 ビードコア 2と、 カーカスプライ 3の 巻き回し部分 4、 なかでも巻き回し端近傍部分 4 aとの間に、 スティフナ 5の一 部を構成するゴム組成物 6を介在させることで、 図 2に示すものと同様の作用効 果をもたらすことができる。

以上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したが、 カー カスプライの巻き回し部分を、 図に示すところから、 最も先端側の折曲げ加工部 より先端側に位置する遊端部分を省いた構造とすることもでき、 この場合にもま た、 ビ一ドコアの内周縁もしくは内周面より、 タイヤの半径方向外側に延在する 部分が巻き回し端近傍部分となるので、 その部分と、 ビードコア表面との間に引 き抜け拘束層を配設することで、 先に述べたところと同様の作用効果をもたらす ことができる。 ところで、 この場合の、 対向するビードコア表面は、 図示の表面 2 aに対してタイヤの外面側に隣接する表面となる。

また、 ビードコアの横断面形状は、 円形状、 楕円形状等とする他、 四角形、 五 角形等の、 図示以外の多角形形状とすることもできる。

そしてさらに、 図に示すところでは、 ビ一ドコアと力一カスプライとの間に、 スティフナの一部を構成するゴム組成物を配設しているも、 そのゴム組成物を、 スティフナとは全く別異なものとすることもでき、 また、 ゴム組成物に代えて、 有機繊維織布、 直径が l mm以下のスチールコードよりなるコード層、 または、 熱硬化性樹脂フィルムの積層体、 F R P等のプラスチックその他を配設すること も可能である。

〔実施例〕

実施例 1

図 2に示す巻き回し構造を有するビ一ド部において、 巻き回し端近傍部分 4 a をビ一ドコア表面からほぼ一定距離に延在させるとともに、 巻き回し端 4 bを、 ビードコア表面 2 aの幅の中央部に位置させ、 その力一カスプライ本体部分まで の距離を 4 mmとし、 その巻き回し端近傍部分 4 aとビードコァ表面 2 aとの間 の J I S A硬度 6 0のゴム組成物の厚みをそれぞれ 5 mmおよび 6. 3 mmと した、 サイズが 3 1 5 Z 6 0 R 2 2. 5のそれぞれの実施例タイヤ 1および 2 ならびに、 巻き回し部分の巻き回し態様を、 図 4 bおよび図 4 cに示すように変 化させたそれぞれの実施例タイヤ 3および 4にっき、 最高空気圧 8 5 0 k P aを 充填するとともに、 1 1 7 . 6 k Nの荷重を負荷して、 耐久試験ドラム上で 6 0 km/hで走行させて、 タイヤが故障に至るまでの走行距離を測定した。

また、 タイヤの停止時の、 力一カスプライの巻き回し端の、 断面内の引き抜き 方向歪を C Tスキャンにより測定し、 併せて、 周方向歪を、 サイド部外側の歪か ら測定した。

これらの結果を表 1に示す。

なお表中の従来タイヤは、 図 1に示すビード部構造を有するものとした。 また表中の数値は、 従来タイヤをコントロールとした指数で示し、 指数値は、 測定値が大きいほど大きい値とした。 表 1

W…ワイヤチェーファ

N…ナイロンチェーファ 上記表によれば、 実施例タイヤは、 カーカスプライの巻き回し端がビードコア に近接して位置することになるため、 周方向歪は増加傾向にあるが、 断面内の、 引き抜け方向の歪は、 スティフナの一部を構成するゴム組成物の作用下での引き 抜け拘束力によって有利に低減されることが確認できた。

そして、 これらの結果として、 走行距離、 ひいては、 耐久性を十分に確保する ことができた。

実施例 2

先の実施例で述べた実施例タイヤ 1の構造を基本構造とし、 カーカスプライの 巻き回し端のビードコア表面までの距離を 5 mmとしたタイヤであって、 ゴム組 成物の J I S A硬度をパラメータとしたそれぞれの実施例タイヤおよび比較例 タイヤにつき、 前述したところに従って、 走行距離、 断面内歪および周方向歪の それぞれを測定したところ表 2に示す結果を得た。

なおここでは、 実施例 1の従来タイヤをコントロールとし、 測定値が大きいほ ど指数値を大きくした。 表 2

表 2に示すところによれば、 ゴム組成物の硬度を上げれば歪は小さくなるも、 そのゴム組成物の耐破壊性が低下するため、 走行耐久性が低下することが解る。 実施例 3

実施例タイヤ 1の構造を基本構造とし、 ゴム組成物の J I S A硬度を 6 0と したタイヤであって、 力一カスプライの巻き回し端の、 ビ一ドコア表面までの距 離をパラメータとしたそれぞれの実施例タイヤおよび比較例タイヤについて、 実 施例 1と同様の測定を行つたところ表 3に示す結果を得た。

ここでもまた、 先の従来タイヤをコントロールとして、 先の場合と同様に指数 評価している。

3

上記表 3によれば、 ビードコア表面までの距離が 0 . 1〜6 . O mm程度まで は、 すぐれた走行耐久性を確保することができ、 3 . 0 mm近傍で、 その耐久性 がとくに大きくなることが解る。

実施例 4

実施例タイヤ 1の構造を基本構造とし、 カーカスプライの巻き回し端のビ一ド コア表面までの距離を 5 mm、 ゴム組成物の J I S A硬度を 6 0としたタイヤ であって、 カーカスプライの巻き回し端から力一カスプライ本体部分までの巨離 をパラメ一夕としてそれぞれの実施例タイヤおよび比較例タイヤにつき、 前述し たと同様の試験を行つたところ表 4に示す結果を得た。 表 4

上記表によれば、 プライ本体部分までの距離が近いほうが断面内歪は低減され ることになる。

〔産業上の利用可能性〕

以上に述べたところから明らかなように、 この発明に係る空気入りタイヤでは、 とくに、 力一カスプライの側部部分をビードコアの周りに巻き回したところにお いて、 その巻き回し部分とビードコアとの間に、 ゴム組成物とすることができる、 カーカスプライの引き抜け拘束層を配設することにより、 力一カスプライの側部 部分を半径方向外方へ高く巻き返すことに起因するビ一ド部クラックの発生を防 止できることはもちろん、 カーカスプライの本体部分に作用する引張力を、 その 引き抜け拘束層によって十分に支持することができ、 この結果として、 カーカス プライの引き抜けを効果的に防止することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . それぞれのビードコアの周りに、 それらの間に延在するカーカスプライの 側部部分を巻き回した一対のビ一ド部を具える空気入りタイヤであって、 ビ一ドコアと、 カーカスプライの巻き回し部分との間に、 カーカスプライの引 き抜け拘束層を設置してなる空気入りタイヤ。

2. 引き抜け拘束層をゴム組成物で構成してなる請求の範囲 1に記載の空気入 りタイヤ。

3 . ゴム組成物の J I S A硬度を 2 0〜 9 0としてなる請求の範囲 2に記載 の空気入りタイヤ。

4. カーカスプライの巻き回し端の、 対向するビードコア表面までの距離を、 0 . 3 mm以上 7 mm以下としてなる請求の範囲 1〜 3のいずれかに記載の 空気入りタイヤ。

5. カーカスプライの巻き回し部分に、 ビードコアに巻き付く向きの、 一個所 以上の折曲げ加工部を設けてなる請求の範囲 1〜4のいずれかに記載の空気 入りタイヤ。

6 . カーカスプライの巻き回し端の、 タイヤ中心からの半径距離を、 それの巻 き回し部分の、 タイヤ半径方向の最も外側に位置する個所の半径距離以下と してなる請求の範囲 1〜 5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

7 . ビ一ド部の横断面内で、 カーカスプライの巻き回し端近傍部分を、 それが 対向するビードコア表面に対してほぼ一定距離に延在させてなる請求の範囲 1〜 6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

8. カーカスプライの巻き回し端の、 ビ一ドコア間に延びる力一カスプライ本 体部分までの距離を 0 . 1 mm以上 5 mm以下としてなる請求の範囲 1〜 7 のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

9. カーカスプライの巻き回し部分に、 横断面内で角部を有するビ一ドコアの、 その角度とほぼ対応して位置する一個所以上の折曲げ加工部を設けてなる請 求の範囲 4〜 8のいずれかに記載の空気入りタイヤ。