JP2951667B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤ

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トラツク、バスなどに用いられる空気入り
ラジアルタイヤに係り、特にビード部の耐久性向上が考
慮された空気入りラジアルタイヤに関する。
〔従来の技術〕
1枚以上のカーカスプライを有する空気入りラジアル
タイヤでは、とくに、数回のトレツド更正を重ねて、重
荷重下で使用されるタイヤにおいてはビード部の剛性不
足に起因するカーカス折り返し端部からの亀裂の発生が
問題となる。
そこで、ヒード部のかかる剛性不足を解消するため、
通常は第6図(a)、(b)及び(c)に示すようなヒ
ード部構造が採用されている。すなわち、図中符号11は
ロードホイールのホイールリムを示しており、カーカス
10はカーカスプライコードがタイヤの赤道面に対して実
質的に直交する方向へ延在する複数枚のカーカスプライ
からなり、このカーカス10の折り返し端部10Aは、ビー
ドコア12の周りに回転軸方向の内側から外側へ向けて折
り返されている。
また、カーカス10のビードコア12近傍の、反ビードコ
ア12側には、それぞれビード部補強層としてのスチール
コード14又はテキスタイルコード16、18、20が単独又は
組み合わせて配置されている。
またこの例では、これらのビード部補強層は、回転軸
方向外側に位置するものほど、そのカーカス10の折り返
し端部10A側でのタイヤ半径方向の外端縁(上端縁)
が、上方に位置している。なお、このテキスタイルコー
ド16の下側端部16Aは、ビードコア12の近傍にて終了
し、スチールコード14又はテキスタイルコード18、20
は、カーカス10に沿って、本体部分10Bまで延在してい
る。
さらに、カーカス10の本体部分10Bと折り返し端部10A
との間には、ステイフナ21が配置されている。このステ
イフナ21の断面形状は略三角形とされており、ビードコ
ア12の近傍部分に配置した硬ステイフナ22と、この硬ス
テイフナ22に隣接する軟ステイフナ24とで構成されてい
る。また、ステイフナ21の上端縁は、各スチールコード
14又はテキスタイルコード16、18又は20よりも上方に位
置している。
このようにビード部構造によれば、補強層によって、
ビード部全体の剛性が高まり、タイヤ負荷転動時におけ
るカーカス10の先端部近傍部分のゴム部32の変形が、抑
制されることになる。
この結果として折り返し端部10Aの先端部のゴム部32
からの剥離が生じにくくなる。
しかしながら、このような従来構造においては、ビー
ド部全体の剛性をより高くするために、補強層を強化す
ると、補強層端部が新たな歪集中源となり、補強層端部
からの亀裂の発生が問題となる。従って、ビード部の耐
久性を充分に向上させることはできなかった。
〔発明が解決すべき課題〕
本発明は上記事実を考慮し、新たなる亀裂発生部を生
じることなく、カーカスの先端部近傍の熱及び歪みを減
少させ、ビード部の耐久性を向上できる空気入りラジア
ルタイヤを得ることが目的である。
〔課題を解決する手段及び作用〕
本発明は、1枚以上のカーカスプライを有する空気入
りラジアルタイヤにおいて、 カーカスの切断面近傍にてカーカスの折り返し端部と
カーカスの本体部分との間に挟まれるスティフナ及びカ
ーカスプライコーテイングゴムより硬い硬ゴムシートで
カーカスの折り返し端部の回転軸方向外側に軟ゴムを介
して離間して配置し、カーカスの折り返し端部より上方
へオーバーラツプ配置し、 前記軟ゴムは、前記硬ゴムシートの半径方向外側端よ
り上方へオーバーラップして配置し、 前記軟ゴムは、カーカス折り返し端部の切断面を被覆
し、かつ前記軟ゴムの上端部の回転軸方向内側はスティ
フナに結合し、 前記硬ゴムシートの回転軸方向外側に表層ゴムを配置
し たことを特徴とする。
従来構造においては、カーカス折り返し端部付近にお
いて、カーカスプライコードの剛性とカーカス折り返し
端部先端近傍のゴム部の剛性の間に、大きな差が存在す
るために、ゴム部32に大きな応力集中が生じ、歪及び熱
の発生原因となった。
本発明は、上記歪及び熱の発生メカニズムに着目し、
カーカス折り返し端付近の剛性段差低減を狙いとした構
造である。
すなわち、硬ゴムシートをカーカス折り返し端部より
上方までオーバーラツプ配置し、カーカス折り返し端付
近の剛性段差を低減することにより、極端な剛性段差を
なくし、剛性が段階的に低くなることで応力集中をなく
し、歪を低減する。又、硬ゴムシートによる補強は、ス
チールコード等のコードによる補強に比較して、発熱源
になりにくいため転動時のビード部発熱性も改善され
る。また、硬ゴムシートは、コードに比べ弾性率が低い
ため硬ゴムシート端への応力集中が小さく新たな亀裂発
生源とはなりにくい。
〔発明の実施例〕
第1図(a)及び第2図(a)に示されるビート部構
造においては、カーカス10、スチールコード14及びステ
イフナ21は、それぞれ従来例第6図(a)で述べたと同
様に構成されている。第2図(a)に示される如く、カ
ーカスプライコード26の長手方向に沿った外周面には、
プライコーテイングゴム28が被覆されている。また、カ
ーカス10の折り返し端部10Aの回転軸方向外側(第1図
及び第2図右側)には、硬ゴムシート29が配置されてい
る。
この硬ゴムシート29の下端部29Aは、スチールコード1
4の上端部14Aの回転軸方向外側より、上方へ、スチール
コード径R以上離間している。一方、硬ゴムシト29の上
端部29Bは、カーカス10の折り返し端部10Aの切断面10C
より、上側へ延在している。
また、カーカス10の折り返し端部10A、硬ゴムシート2
9及びスチールコード14に囲まれた部分には、軟ゴム30
が充填されている。この軟ゴム30の上端部30Aは、カー
カス10の折り返し端部10Aの切断面10Cを被覆しており、
この上端部30Aの回転軸方向内側30Bは、ステイフナ21に
結合されている。
すなわち、回転軸方向外側において、硬ゴムシート29
をカーカス10の切断面10Cより上方までオーバーラツプ
配置することにより、カーカスプライコード26の剛性と
カーカスの切断面10C近傍の軟ゴム30の剛性との剛性段
差を小さくし、歪みの局所的集中をなくす。また、硬ゴ
ムシート29により補強した場合には、スチールコード14
等によって直接補強した場合と比較して、硬ゴムシート
29が発熱源になりにくいため、転動時のビード部発熱性
が改善される。
また、硬ゴムシート29を配置する範囲は、破壊核であ
るカーカスの切断面10Cを越え、かつあまり上方まで延
在すると、屈曲の大きいタイヤのサイド部に硬ゴムシー
ト29が位置することになり、硬ゴムシート29の上端部29
Bから破壊が生じやすい。このため、硬ゴムシート29の
上方への突出量は、カーカス層の断面高さをH(第5図
参照)とすると、カーカスの切断面10Cより上側へ[0.1
6]H以下が好ましい。
また、硬ゴムシート29の引張強さは、強い程カーカス
折り返し端部10Aの歪み集中は緩和されるが、強すぎる
と、硬ゴムシート29の上端部29Bが新たな歪み集中源と
なり亀裂が生じる。従って硬ゴムシート29の引張強さ
は、20%伸展時モジユラス値が70kgf/cm2を越えない範
囲がよい。
この硬ゴムシート29とカーカスプライコード26との間
の寸法(軟ゴム30の厚さ)Lは、小さい程カーカスの切
断面10Cの歪み集中緩和効果は大きくなるが、あまり小
さすぎると、硬ゴムシート29とカーカス10との間の軟ゴ
ム30の剪断変形が急増するため、破壊が生じやすい。従
って、軟ゴム30の厚さLは、少なくともカーカスプライ
コード26の径R以上10R未満離間させる必要がある。
また、軟ゴム30の引張強さは、20%伸展時モジユラス
値がプライコーテインゴム28の20%伸展時モジユラス値
の4分3より高く、硬ゴムシート29の20%伸展時モジユ
ラス値の4分3未満の範囲が好ましく、カーカスプライ
コードコーテイングゴムと同じ引張強さでもよい。
なお、硬ゴムシート29の厚さは、カーカスプライコー
ド26の径R以上で、その回転軸方向外側に配置する表層
ゴム32は、硬ゴムシート29がタイヤ外面に露出すること
によって生じる耐候性劣化の防止手段として必要であ
り、この表層ゴム32は、25%伸展時モジユラス値で789k
gf/cm2のゴム材である。
第1図(b)及び第2図(b)に示されるビード部構
造においては、カーカス10、スチールコード14、テキス
タルコード16、18及びステイフナ21はそれぞれ従来例第
6図(b)で述べたと同様に構成されている。また、カ
ーカス10の折り返し端部分10Aの回転軸方向の外側と、
テキスタルコード18との間には、第1図(a)及び第2
図(a)と同様に、硬ゴムシート29が配置されている。
第1図(c)及び第2図(c)に示されるビード部構
造においては、カーカス10、テキスタルコード16、18、
20及びステイフナ21はそれぞれ従来例第6図(c)で述
べたと同様に構成されており、カーカス10の折り返し端
部10Aのタイヤ幅方向の外側と、テキスタルコード20と
の間には硬ゴムシート29が配置されている。
この硬ゴムシート29は、第1図(a)及び第2図
(a)と同様の構造となっている。
なお、上記実施例においてはビード部補強層が設けら
れた空気入りラジアルタイヤについて説明したが、第1
図(d)及び第2図(d)に示されるような、ビード部
補強層が設けられていない空気入りラジアルタイヤに硬
ゴムシート29を設けても同様の効果が得られる。
(実験例1) 第1図(a)及び第6図(a)に示されるビード部構
造が適用されたタイヤに、正規内圧充填後正規荷重負荷
を加えた場合のカーカス折り返し端部10Aのタイヤは半
径方向の歪みを測定した結果が、正規内圧充填後無負荷
状態の歪みを0として、第3図に示されている。
なお、第3図において横軸の角度は、タイヤの回転軸
Oから接地点Pへの垂線Tからの第3図時計方向及び反
時計方向の角度θである。
(実験例2) 重荷重用タイヤ(285/75R24.5、正規内圧7.75kg/c
m2、正規荷重2800kg/cm2)を、内圧7kg/cm2でビード部
に亀裂が発生するまでの走行距離を測定した結果、第6
図(a)に示される従来のタイヤの走行距離を100とす
ると、本実施例の第1図(a)のタイヤの走行距離は12
0となり、耐久力が伸びた。
(実験例3) カーカス折り返し端部10Aと硬ゴムシート29との寸法
が、カーカスプライコード26の径dの、1/2d、d、2dと
した3種類のタイヤにおける、10万km走行後のカーカス
の切断面10Cに発生するカーカスコード10沿いの亀裂の
長さは、寸法がd及び2dのタイヤでは、1mm以下であっ
た。一方、カーカス折り返し端部10Aと硬ゴムシート29
との寸法が、1/2dの場合は、第4図に示される如く、カ
ーカス10と硬ゴムシート29に1mm以上の大きな亀裂34が
生じ、破裂に至ることがわかった。
(実験例4) カーカス折り返し端部10Aを基準とした、硬ゴムシー
ト29の上端部高さがカーカス層断面高さHの[0.11]
H、[0.16]H及び[0.22]Hの3種類のタイヤにおけ
る10万km走行後のビード部破壊状態は、硬ゴムシート29
の上端部高さが[0.11]H及び[0.16]Hの場合は、カ
ーカスの切断面10Cにカーカス10沿いに1mm以下の亀裂が
発生した。一方、硬ゴムシート29の上端部高さが022Hの
場合は、硬ゴムシート29の上端部より亀裂が発生し、ビ
ード破壊に至ことがわかった。
(実験例5) 硬ゴムシート29の引張強さが20%伸展時モジユラス値
で60kg f/cm2、70kgf/cm2及び80kgf/cm2の3種類のタイ
ヤにおける10万km走行後のビード部破壊状態は、60kgf/
cm2及び70kgf/cm2の場合は、カーカス折り返し端部10A
にカーカス沿いに1mm以下の亀裂が発生した。一方、80k
g f/cm2の場合は、硬ゴムシート29の上端部29Bより亀裂
が発生し、ビード破壊に至ことがわかった。
これらの実験結果によって上記説明した本発明のビー
ド部構造が特に優れたものであることが明らかになって
いる。
〔発明の効果〕
本発明は上記の構成としたので、新たなる亀裂発生部
を生じることなく、カーカスの先端部近傍の熱及び歪み
を減少させ、ビード部の耐久性を向上できる優れた効果
を有する。
【図面の簡単な説明】 第1図(a)〜(d)は本発明が適用された実施例のビ
ードコア、カーカス、硬ゴムシート、軟ゴム及び補強層
の関係を示すタイヤビード部の断面図、第2図(a)〜
(d)は各々第1図(a)〜(d)の一部拡大図、第3
図はカーカス折り返し部分のタイヤ半径方向への歪み量
の比較結果を示すグラフ、第4図はカーカスと硬ゴムシ
ートとの間の亀裂を示す概略図、第5図はカーカス層の
断面高さHを示す概略図、第6図(a)〜(c)は従来
例を示す側面図である。 10……カーカス、 12……ビードコア、 21……ステイフナ 26……カーカスプライコード、 28……プライコーテイングゴム、 29……硬ゴムシート、 30……軟ゴム。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1枚以上のカーカスプライを有する空気入
    りラジアルタイヤにおいて、 カーカスの切断面近傍にてカーカスの折り返し端部とカ
    ーカスの本体部分との間に挟まれるスティフナ及びカー
    カスプライコーテイングゴムより硬い硬ゴムシートでカ
    ーカスの折り返し端部の回転軸方向外側に軟ゴムを介し
    て離間して配置し、カーカスの折り返し端部より上方へ
    オーバーラツプ配置し、 前記軟ゴムは、前記硬ゴムシートの半径方向外側端より
    上方へオーバーラップして配置し、 前記軟ゴムは、カーカス折り返し端部の切断面を被覆
    し、かつ前記軟ゴムの上端部の回転軸方向内側はスティ
    フナに結合し、 前記硬ゴムシートの回転軸方向外側に表層ゴムを配置し たことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
  2. 【請求項2】前記硬ゴムシートをカーカス折り返し端部
    の回転軸方向外側にカーカスプライコード径以上でその
    10倍未満の範囲で離間して配置したことを特徴とする請
    求項(1)記載の空気入りラジアルタイヤ。
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