JP4327923B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤ、より詳細にはトラックやバスなどの重車両の使途に供する空気入りラジアルタイヤ、中でも偏平比の呼びが70以下の偏平タイヤに関し、特にビード部耐久性に優れる空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
荷重負荷の下で転動する空気入りラジアルタイヤでは、接地面に対応して位置する一対のサイドウォール部が大きく撓曲する止まらず、リムのフランジよりタイヤ半径方向(以下半径方向という)外側に位置するビード部もまたタイヤ外側に向け倒れ込む、いわゆるビード部の倒れ込み現象が生じる。この現象により、ビード部内、場合によりビード部寄りサイドウォール部内に存在するカーカス折返し部の端部には大きな圧縮ひずみが作用する。
【0003】
さらに上記タイヤのトレッド部の接地面に対する踏込み部と蹴出し部との双方に対応して位置する、ビード部からサイドウォール部に至る部分には、ほぼタイヤ円周に沿う向きの部材動きが生じ、この動きのためカーカス折返し部にはタイヤ円周に沿う向きの剪断ひずみも作用する。この剪断ひずみと上記圧縮ひずみとはタイヤの荷重負荷転動中繰り返しカーカス折返し部の端部に入力される結果、カーカス折返し部端部のゴム疲労が進み、結局、端部に沿ってゴム亀裂が発生し勝ちである。一旦このゴム亀裂が生じると、亀裂はタイヤの走行距離の延びに伴いセパレーション故障にまで進展する。
【0004】
上記のタイヤビード部故障は、比較的負荷荷重が小さな乗用車用空気入りラジアルタイヤで生じることは稀であり、負荷荷重が大きなトラック及びバスなどの重車両用の大型空気入りラジアルタイヤ、中でも最近使用比率が増加している偏平比の呼びが70以下の偏平タイヤ(チューブレスタイヤ)で生じ易い。従ってこの故障はタイヤ使用者にとって大きな問題であり、その解決が強く望まれていた。そこで上記の大型ラジアルタイヤにつき、これまでにカーカス折返し部のセパレーション故障を改善するため講じられている既知の手段その一〜その三を以下説明する。
【0005】
その一は、図14に示すビード部1からサイドウォール部2に至るタイヤの部分断面図において、ビードコア4の周りを巻上げるカーカス5の折返し部5b端より半径方向内方に終端を有し、この終端から折返し部5bの外側(タイヤでの外側、以下ことわり書きがないときは同じ))面に沿ってカーカス5の本体部5aの内側(タイヤでの内側、以下ことわり書きがないときは同じ))面まで延びるビード部補強コード層8を配置し、かつこの補強コード層8のカーカス本体部5a側の終端を、半径方向で見て折返し部5b端より外方に位置させ、補強コード層8にはスチールコードを適用するというものである。なお図中符号7Aはスティフナーゴムと呼ばれる一種のビード部補強ゴムである。
【0006】
その二は、一般に広く用いられている改善手段であり、この手段は要するに、図14同様に示す図15のタイヤ部分断面図において、カーカス本体部5aと折返し部5bとの間で、ビードコア4から半径方向外方に向かいカーカス本体部5aに沿って先細り状に延びるスティフナーゴム7Aを、半径方向内方でカーカス本体側に沿って配置した断面ほぼ三角形状をなす硬質ゴムスティフナーゴム部分7A−1と、該ゴム部分7A−1の外側面に接すると共にカーカス折返し部5bの内側面に沿って配置する軟質ゴムスティフナーゴム部分7A−2とで構成し、この軟質ゴムスティフナーゴム部分7A−2を、ショアA硬度で55°以下の低硬度とすると共にスティフナーゴム7Aに占める体積割合を10%以上とし、硬質ゴムスティフナーゴム部分7A−1の容積(図では断面積)を増大させるというものである。なおビード部補強コード層8にはスチールコードの適用を可としている。
【0007】
その三は、特開平8−225005号公報が開示するユニークなビード部耐久性向上手段であり、それは図14、15同様に示す図16の断面図において、スティフナーゴム7Bのうち硬質スティフナーゴム部分7B−1を、カーカス折返し部5bの端縁5bEからカーカス本体部5a外側表面へ下ろした法線LV より少なくともトレッド部側寄り位置にて最大厚さ部分をもつ変形入力遮断ゴム部材として、カーカス本体部5a寄りに配置し、軟質スティフナーゴム7B−2を折返し部5bの内側表面に沿って配置するビード部1の構成を有するタイヤである。このビード部耐久性改善手段は、前述したその一、その二の改善手段のひずみ緩和、ひずみ抑制とは次元を異にした着眼点に由来する技術思想に基づく点で、それまで見られた改善手段を超える優位性を有するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
さて、大型空気入りラジアルタイヤのカーカス折返し部の故障改善手段として、先に述べたその一の手段は、タイヤの重荷重負荷転動下で、まずカーカス5のビード部1からサイドウォール部2に至る本体部5a側に発生する張力をビード部補強コード層8により有効に利用して引張り剛性を向上させ、次に折返し部5b側では倒れ込み現象に対し補強コード層8配置により圧縮剛性を向上させるものであり、従ってこれら双方の剛性向上により倒れ込み現象の抑制に効果を有し、これにより折返し部5b端部に作用する圧縮ひずみが低減され、ビード部耐久性は向上する。
【0009】
同じくその二の手段も、硬質ゴムスティフナーゴム部分7A−1によりビード部1の倒れ込みを抑制し、軟質ゴムスティフナーゴム部分7A−2により折返し部5bの端部に作用する圧縮ひずみを緩和する効果を発揮し、ビード部耐久性向上の有効な手段といえる。よってその一及びその二の手段を併用することで、それ以前のタイヤ対比ビード部1のセパレーション故障は改善されている。
【0010】
その三の手段は、前述のその一、その二の手段に付加する形態で、負荷転動するタイヤのトレッド部が接地状態に入る直前、直後の踏込み端部と、トレッド部が接地状態から離れる直前、直後の蹴出し端部とにおけるベルトの変形開始領域と変形復元領域との両領域でベルトが特殊な捩じり変形力を発生させ、この変形力がカーカスを介してサイドウォール部を捩じり、この捩じりがビード部円周に沿う大きな剪断ひずみの形態で折返し部に作用し、この特異な剪断ひずみによる折返し部セパレーション故障発生を有利に抑制する点で著しく前進した改善手段であり、従来の改善手段とは全く異質の独自な作用効果をもたらす手段である。
【0011】
それでもなお、ビード部に対する入力がより大きい偏平比の呼びで70以下の偏平大型(特にトラック及びバス用)ラジアルタイヤの使用比率が上昇し続け、新品大型ラジアルタイヤにおけるトレッドゴムの摩耗寿命の一層の延長化やベルト耐久性の一層の向上が日進月歩で進展して益々タイヤの新品寿命が延びている一方、リッキャプ(更生)回数及びリキャップ率の一層の増加要望が高まる環境の中で、上述したビード部耐久性改善手段の適用範囲内では、これら時代環境のたゆまぬ変化に十分に追随し得るだけのビード部耐久性をもつタイヤを提供することができないのが現状である。
【0012】
従ってこの発明の請求項1〜10に記載した発明は、先に述べた大型ラジアルタイヤ、なかでもトラック及びバス用ラジアルタイヤを取り巻く厳しい環境変化に対し十分に対応し得るだけの格段に優れるビード部耐久性、とりわけ折返し部端部セパレーション耐久性を発揮することができる、特に偏平比の呼びで70以下の偏平なトラック及びバス用を主とする空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
新たに得た知見に基づいて上記目的を達成するため、この発明の請求項1に記載した発明は、一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり、一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強する1プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードになるカーカスを備え、該カーカスは一対のビードコア相互間にわたるカーカス本体部と、ビードコアの周りをタイヤ内側から外側に巻上げる折返し部とを有し、該折返し部とカーカス本体部との間でビードコアからトレッド部端に向け先細り状に延びるスティフナーゴムを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、上記スティフナーゴムは2種類以上の互いに硬度が異なるゴム組成物の一体形成になり、これらゴム組成物のうち最も高硬度のゴム組成物は硬スティフナーゴムとしてカーカス本体部寄りに位置させると共に、上記硬スティフナーゴムの硬度に比しより低硬度のゴム組成物は軟スティフナーゴムとして折返し部に沿い硬スティフナーゴムを越えて位置させ、タイヤ断面にて、折返し部端縁からカーカス本体部外側表面へ下ろした法線LV と、折返し部端縁からカーカス本体部外側表面までタイヤ回転軸線と平行に引いた線分LH とに挟まれる領域内に、タイヤ外側へ向かい凸に山形に張出す硬スティフナーゴムを有し、該山形張出し頂点からカーカス本体部外側表面へ下ろした法線上の硬スティフナーゴムのカーカス本体部外側表面からの高さは、線分LH よりトレッド部端に向かう全領域内の硬スティフナーゴムの中で最大高さを有有し、上記法線(L V ) 上で測った硬スティフナーゴムのゲージ(a 1 )及び軟スティフナーゴムのゲージ(b 1 )と、上記線分(L H )と硬スティフナーゴムとの交点を通るカーカス本体部外側表面に下ろした垂線上で測った硬スティフナーゴムのゲージ(a 2 )及び軟スティフナーゴムのゲージ(b 2 )と、硬スティフナーゴムの上記凸形状の頂点を通るカーカス本体部外側表面に下ろした法線(L)上で測った硬スティフナーゴムのゲージ(a 3 )及び軟スティフナーゴムのゲージ(b 3 )とに関し、ゲージ(a 3 )のゲージ(b 3 )に対する比(a 3 /b 3 )の値が0.6〜9.0の範囲内であり、かつゲージ(a 1 )のゲージ(b 1 )に対する比(a 1 /b 1 )の値及びゲージ(a 2 )のゲージ(b 2 )に対する比(a 2 /b 2 )の値がそれぞれ、比(a 3 /b 3 )の値より小さいことを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【0014】
請求項1に記載した発明に加え、請求項2に記載した発明のように、少なくとも上記線分LH からタイヤ半径方向外側の領域に存在する硬スティフナーゴムとカーカス本体部との間に、カーカスプライのコード被覆ゴムの100%モジュラスに比しより小さな100%モジュラスのシート状ゴムを第三スティフナーゴムとして配置するタイヤがこの発明の目的にさらに良い結果をもたらす。このとき請求項3に記載した発明のように、上記第三スティフナーゴムの厚さが0.7〜4.5mmの範囲内にあるのが適合する。
【0016】
上記した発明に関連して、比a3 /(b1 +a1 )の値は0.3以上であり、比a2 /(b1 +a1 )の値は0.4以下であり、比a1 /(b1 +a1 )の値は0.5以下であるのが適合する。
【0017】
上記硬スティフナーゴムは各種の配置形態を有し、その一は、硬スティフナーゴムが、ビードコアからトレッド部端に向け連続して延び、上記線分LH よりビードコア寄りにくびれ部を有し、その二は、ビードコアからトレッド部端に向け先細り状に延びる第四のスティフナーゴムを備え、第四のスティフナーゴムは硬スティフナーゴムと軟スティフナーゴムとの間の硬度を有し、硬スティフナーゴムのビードコア寄り端部と第四のスティフナーゴムのトレッド部端寄り端部とが相互にくびれ部を形成して接合し、そしてその三は、硬スティフナーゴムが、ビードコアから離隔し軟スティフナーゴム内に独立して存在する。
【0018】
また硬軟スティフナーゴム及び上記ゴムシートのゴム硬度の相互関係は重要であり、この点で、上記硬スティフナーゴムのJIS硬度が70〜90°の範囲内にあり、上記軟スティフナーゴムのJIS硬度が40〜68°の範囲内にあり、上記第三スティフナーゴムのJIS硬度が55〜75°の範囲内、好ましくは62〜72°の範囲内にあるのが適合する。なお上記JIS硬度は、JIS K 6253−1993 「加硫ゴムの硬さ試験方法」に記載されているデュロメータ硬さ試験に従い、タイプAデュロメータにより求めた値である。
【0019】
上記の発明のタイヤにつき、好適には、折返し部端縁よりタイヤ半径方向内側位置から折返し部外側表面に沿い、カーカス本体部の内面に至る間にビード部補強コード層を有する。なおこの発明の空気入りラジアルタイヤは、特にトラック及びバス用タイヤのうち偏平比の呼びが70以下のチューブレスタイヤに適合する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態例を図1〜図12に基づき説明する。
図1は、トラック及びバス用空気入りチューブレスラジアルタイヤの回転軸線を含む平面による断面図であり、
図2は、図1に示すタイヤの要部断面図であり、
図3は、図1に示すタイヤ要部とは異なる例の要部断面図であり、
図4は、図2に示すタイヤ要部の拡大断面図であり、
図5は、図3に示すタイヤ要部の拡大断面図であり、
図6〜図12は、図2、3とは別の各種タイヤの要部断面図である。
【0021】
図1において、空気入りチューブレスラジアルタイヤ(以下タイヤという)は、一対のビード部1と、一対のサイドウォール部2と、両サイドウォール部2に連なるトレッド部とを有し、一対のビード部1内に埋設したビードコア4相互間にわたり、各部1、2、3を補強する1プライ以上、図示例は1プライのゴム被覆ラジアル配列コードになるカーカス5と、カーカス5の外周でトレッド部3を強化するベルト6とを備える。カーカス5は、一対のビードコア4相互間にわたり延びるカーカス本体部5aと、ビードコア4の周りをタイヤ半径方向(以下半径方向という)内側から外側に向け巻上げた折返し部5bとを有する。カーカス5は、スチールコード又はアラミドのような超高強度有機繊維コ─ドのラジアル配列コードをゴム被覆したプライから成る。またカーカス5のプライはスチールコードの場合は1プライでよく、アラミド繊維コードの場合は1プライ以上とする。
【0022】
さらにタイヤは、カーカス5の本体部5aに沿い、本体部5aと折返し部5bとの間でビードコア4からトレッド部3の端部に向け先細り状に延びるスティフナーゴム7を備える。スティフナーゴム7は、いわば一種のゴム組成物による補強部材の役を果たす。スティフナーゴム7は、2種類以上の互いに異なる硬度をもつゴム組成物の一体形成になり、スティフナーゴム7のこれらゴム組成物のうち最も高硬度のゴム組成物は硬スティフナーゴム7−1としてカーカス本体部5a寄りに位置させ、この硬スティフナーゴム7−1の硬度に比しより低硬度のゴム組成物は軟スティフナーゴム7−2として折返し部5bに沿い硬スティフナーゴム7−1の半径方向外側端を越えて位置させる。
【0023】
ここに図1及び図2を併せ参照して、タイヤは、カーカス5の折返し部5bの終端5bEからカーカス本体部5aのタイヤ外側表面(以下外側表面という)に下ろした法線LV と、折返し部5bの終端5bEからカーカス本体部5a外側表面までタイヤ回転軸線(図示省略)と平行に引いた線分LH とに挟まれる、断面三角形状の領域内にて、タイヤ外側へ向かい凸に山形に張出す硬スティフナーゴム7−1を有する。硬スティフナーゴム7−1の上記山形張出し頂点Pは法線LV と線分LH とに挟まれる領域内に存在する。なお法線LV 及び線分LH の起点は折返し部5bの終端5bEのタイヤ内側点である。
【0024】
さらに、上記山形張出し頂点Pからカーカス本体部5a外側表面へ下ろした法線上の硬スティフナーゴム7−1のカーカス本体部5a外側表面からの高さHは、線分LH よりトレッド部3の端に向かう全領域の硬スティフナーゴム7−1の中で最大高さを有するものとする。なお硬スティフナーゴム7−1の高さは全てカーカス本体部5a外側表面の法線上で測るものとする。頂点Pの両側の硬スティフナーゴム7−1は山裾の状態で高さを減少させる。
【0025】
ここで、使用荷重、例えばJATMA規格が定める最大負荷能力(kg、質量)に対応する荷重Wを負荷させたときの接地部におけるタイヤとリムRとの組立体の一部断面を示す図13において、接地部に対応する位置のビード部1とサイドウォール部2とは大きな撓曲変形を示す。この撓曲変形により、折返し部5bの巻上げ高さが比較的低いチューブレスタイヤにあっては、ビード部1に対しリムRのフランジRfから大きな反力Fが作用し、タイヤ内面からは、トラック及びバス用タイヤに固有の高内圧(例えば7〜9kgf/cm2 )Ipが作用する。その一方で、荷重Wはタイヤ回転軸線に対しほぼ垂直に負荷されるのでビード部1には荷重Wの分力が作用する。
【0026】
荷重Wの分力と、反力Fと、内圧Ipとが作用するビード部1内部の折返し部5b終端5bEとその近傍部との軟スティフナーゴム7−2には圧縮力が生じるが、折返し部5b自身はコード(スチールコード)の存在により端部を含め圧縮剛性が十分高いため圧縮変形に対する抵抗力が大きく、それ故、上記圧縮力は折返し部5b終端5bE近傍部のタイヤ内面に沿う軟スティフナーゴム7−2に対し矢印C方向のせん断ひずみγをもたらす。このせん断ひずみγはタイヤの荷重負荷転動に伴い折返し部5b終端5bE近傍部内面に対し多数回にわたり繰り返し作用する結果、軟スティフナーゴム7−2の疲労が促され、遂には折返し部5b終端5bE近傍部内面に沿う軟スティフナーゴム7−2に亀裂が発生し、この亀裂が成長してセパレーション故障に至る。
【0027】
しかし硬スティフナーゴム7−1の山形張出し頂点Pとその両側近傍裾部とは、大きな反力Fの作用により押し潰され、ゴムのポアッソン比は0.5に限りなく近いため圧縮によるせん断変形が生じる。軟スティフナーゴム7−2は硬スティフナーゴム7−1より軟質であるから上記のせん断変形を容易に受入れ、その結果、軟スティフナーゴム7−2には、図13の両矢印Tの向きの張力Tがもたらされる。
【0028】
この張力Tは、せん断歪みγの作用方向と逆方向に働くので、結局せん断ひずみγを減少させ、その結果折返し部5b終端5bE近傍部内面に沿う軟スティフナーゴム7−2の疲労とその結果生じる亀裂発生とを抑制することができ、折返し部5b終端5bE近傍からのセパレーション故障を有効に阻止することができる。なお折返し部5b終端5bE近傍部外面は反力Fによるゴムの押し潰しにより張力が作用するのでせん断ひずみは小さく、ゴム疲労は生じ難い。
【0029】
硬スティフナーゴム7−1の山形張出し頂点Pを法線LV より半径方向外側に位置させれば、上記張力Tはせん断歪みγをさらに大きくする方向に作用するのでセパレーション故障を助長することになり、その一方で頂点Pを線分LH より半径方向内側に位置させれば、折返し部5b終端5bEの半径方向外側と内側との間のビード部1の剛性差が著しく大きなものとなり、その結果終端5bE及びその近傍での軟スティフナーゴム7−2のタイヤ円周に沿うせん断ひずみが著しく増大し、やはりセパレーション故障を助長するので、いずれも不可である。
【0030】
図3に示すビード部1は、少なくとも線分LH より(図示例は線分LH より半径方向内側位置より)半径方向外側領域に存在する硬スティフナーゴム7−1とカーカス本体部5aとの間に、カーカス5のプライコード被覆ゴムの100%モジュラスに比しより小さな100%モジュラスを有するシート状ゴム8を第三スティフナーゴム8として有する例である。この第三スティフナーゴム8の厚さは0.7〜4.5mmの範囲内とする。この第三スティフナーゴム8は少なくとも線分LH と法線LV との間には配置するものとし、図示例のように安全をみて線分LH より半径方向内側及び法線LV より半径方向外側まで延ばすのが良い。
【0031】
トレッド部3の接地面に対応する位置における硬スティフナーゴム7−1の山形張出し頂点Pの高さH位置とその近傍部とのせん断変形が大きいため、第三スティフナーゴム8は、この大きなせん断変形がカーカス本体部5aに及ぶのを緩和する働きをなし、頂点Pの高さH位置及びその近傍部の硬スティフナーゴム7−1とカーカス本体部5aとの間のセパレーション故障発生のうれいをなくし、ビード部1の耐セパレーション性をより一層向上させることに貢献する。そのためにもまず、第三スティフナーゴム8は上述の100%モジュラスとするゴムでなければならず、また硬スティフナーゴム7−1の100%モジュラスより当然に小さな100%モジュラスとする。
【0032】
第三スティフナーゴム8の厚さが、0.7mm未満ではせん断変形の緩和効果が不十分となり、また、4.5mmを超えると、折返し部5b終端5bEとその近傍部の捩じり変形抑制に必要な硬スティフナーゴム7−1の厚さを確保することができない一方で、厚さを確保すると、軟スティフナーゴム7−2の厚さを確保することができず、いずれの場合も折返し部5b終端5bEとその近傍部の耐セパレーション性を損なうので不適合である。なおスティフナーゴム7の厚さには自ずと制限があり、それというのは、スティフナーゴム7を過剰な厚さとすることは、タイヤ重量の好ましくない増加をもたらし、タイヤ軽量化の時代要請にそぐわない一方、ビード部1を著しく高温度とし、熱疲労を招くので却ってビード部1の耐久性を低下させるからである。
【0033】
図4及び図5は、線分LH と法線LV との間の領域に存在する硬スティフナーゴム7−1と軟スティフナーゴム7−2との間のゲージ関係をあらわす図であり、図4、5において、この発明では、
(a)法線LV 上で測った硬スティフナーゴム7−1のゲージa1 (mm)、同じく軟スティフナーゴム7−2のゲージb1 (mm)、
(b) 線分LH 上で測った硬スティフナーゴム7−1のゲージa2 (mm)、同じく軟スティフナーゴム7−2のゲージb2 (mm)、
(c)頂点Pを通るカーカス本体部5a外側表面に下ろした法線L上で測った硬スティフナーゴム7−1のゲージa3 (mm)、同じく軟スティフナーゴム7−2のゲージb3 (mm)、としたとき、
(i)比a3 /b3 の値が0.6〜9.0の範囲内であり、かつ
(ii) 比a1 /b1 の値が比a3 /b3 の値未満であり、
(iii)比a2 /b2 の値が比a3 /b3 の値未満である、
ことが適合する。
【0034】
ここに、比a3 /b3 の値が0.6未満では、硬スティフナーゴム7−1が十分な張出し形状をとることができず、そのため十分なせん断変形を得ることができず、十分な張出し形状をとろうとすれば前述の通りの不具合が生じるため不適合である。比a3 /b3 の値が9.0を超えると、十分な張出し形状をとることは可能であるが、前述したビード部1の過剰な発熱抑制の下で、軟スティフナーゴム7−2と折返し部5b終端5bE近傍部との間に十分なゲージを確保することができず、応力緩和を目的とする軟スティフナーゴム7−2を設ける効果が著しく低下し、耐セパレーション性を損ねるので不可である。また比a1 /b1 の値及び比a2 /b2 の値が比a3 /b3 の値以上では、硬スティフナーゴム7−1が十分な張出し形状をとることができないため不適合である。
【0035】
また、上記に関連し、法線LV 上で測ったスティフナーゴム7のトータルゲージ(a1 +b1 )を基準にして、
(iv)比a3 /(a1 +b1 )の値は0.3以上であること、
(v) 比a2 /(a1 +b1 )の値は0.4以下であること、そして
(vi)比a1 /(a1 +b1 )の値は0.5以下であること、
の関係を満たすことが適合する。
【0036】
ここに、比a3 /(a1 +b1 )の値が0.3未満であること、比a2 /(a1 +b1 )の値が0.4を超えること、そして比a1 /(a1 +b1 )の値が0.5を超えることは、前述したところと同じで、硬スティフナーゴム7−1が十分な張出し形状をとることができず、そのため十分なせん断変形を得ることができず、そのため十分な張力T(図13参照)を生じさせることもできず、折返し部5b終端5bE近傍部の内面に位置する軟スティフナーゴム7−2のせん断ひずみγ(図13参照)の緩和効果が減殺されるので不可である。この場合もスティフナーゴム7の厚さを著しく増加させないことが前提である。
【0037】
図6は、図2に示すビード部1にビード部補強層9としてスチールコードのゴム被覆層を適用した例であり、図7は、図3に示すビード部1にビード部補強層9としてスチールコードのゴム被覆層を適用した例である。図1〜図7に示すビード部1の硬スティフナーゴム7−1は、同じゴム組成物からなり、かつ線分LH とビードコア4の外周面との間にくびれ部を有する。図6及び図7に示す硬スティフナーゴム7−1の張出し頂点Pはいずれも線分LH と法線LV との間に存在する。
【0038】
図8及び図9に示すビード部1は、ビードコア4からトレッド部3の端に向け先細り状に延びる第四スティフナーゴム7−3と、線分LH と法線LV との間で頂点Pをもちタイヤ外側に向け凸に山形に張出す硬スティフナーゴム7−1とを有し、第四スティフナーゴム7−3は、硬スティフナーゴム7−1のゴム硬度と軟スティフナーゴム7−2のゴム硬度との間の硬度を有する。図8に示す硬スティフナーゴム7−1は、断面が変形台形の形状を有し、図9に示す硬スティフナーゴム7−1は、断面が半円に近い形状を有する。
【0039】
図8に示す硬スティフナーゴム7−1と第四スティフナーゴム7−3とは互いに僅かな部分で接合し、図9に示す硬スティフナーゴム7−1と第四スティフナーゴム7−3とは図8に示す例よりは広い領域で互いに接合する。これら接合部は軟スティフナーゴム7−2に対しくびれ部を形成する。図8に示す硬スティフナーゴム7−1の頂点Pは断面が変形台形の上底の一方の角に存在し、図9に示すスティフナーゴム7−1の頂点Pは、断面が円弧の最大高さH上に存在する。
【0040】
図10〜図12に示すビード部1は、半径方向内側端がビードコア4から離れ、硬スティフナーゴム7−1のカーカス本体部5aを除く周囲を軟スティフナーゴム7−2が取り囲むスティフナーゴム7の構成を有する。図10に示す硬スティフナーゴム7−1の頂点Pは断面が変形台形の上底の一方の角に存在し、図11に示す硬スティフナーゴム7−1の頂点Pは断面がほぼ三角形の頂点と一致して存在し、図12に示す硬スティフナーゴム7−1は、第三スティフナーゴム8を介して位置し、頂点Pは断面が円弧の最大高さH上に存在する。
【0041】
図8〜図12に示すビード部1は、いずれも補強層9の適用を可とし、図8〜図11に示すビード部1は、いずれも第三スティフナーゴム8の適用を可とする。さらに図8〜図12に示すビード部1のスティフナーゴム7は、先に述べたゲージa1 (mm)、b1 (mm)、a2 (mm)、b2 (mm)、a3 (mm)及びゲージb3 (mm)の相互関係を満たす。
【0042】
スティフナーゴム7を構成する各ゴムのJIS硬度は、硬スティフナーゴム7−1が70〜90°の範囲内であり、軟スティフナーゴム7−2が40〜68°の範囲内であり、そして第三スティフナーゴム8が55〜75°の範囲内にあるのが適合する。ここで第三スティフナーゴム8のJIS硬度が、55°未満では第三スティフナーゴム8内に変形が集中して亀裂が早期に発生し、この亀裂発生位置がセパレーション故障の核となるうれいがある一方で、75°を超えるとひずみ緩和効果が小さくなり過ぎるので、いずれも不適合である。なお図1に示す符号10はインナーライナゴムであり、チューブレスタイヤの場合は、特に、空気不透過性の特性を有するインナーライナゴムを適用する。
【0043】
【実施例】
トラック及びバス用15°テーパラジアルプライタイヤ(チューブレスタイヤ)で、サイズが285/60R22.5(偏平比の呼び60)であり、タイヤはスティフナーゴム7の構成及びビード部補強層9の有無を除く他は共通として図1に従い、カーカス5はスチールコードのラジアル配列になる1プライであり、カーカス5のプライのコード被覆ゴムの100%モジュラスは0.5kgf//cm2であり、ベルト6は4層のスチールコード交差層からなる実施例1〜19のタイヤを準備した。
【0044】
上記タイヤサイズ及び構成は以下に述べる従来例と比較例1、2との各タイヤにも共通とし、従来例タイヤのスティフナーゴム7Aは、図15に示すところに従い、比較例1のタイヤのスティフナーゴムBは、硬スティフナーゴム7B−1の頂点Pが法線LV より半径方向外側に位置する構成を有し、比較例2のタイヤのスティフナーゴム7Cは、硬スティフナーゴム7C−1の頂点Pが線分LH より半径方向内側に位置する構成を有する。硬スティフナーゴム7−1、7A−1、7B−1、7C−1のJIS硬度は80°であり、軟スティフナーゴム7−2、7A−2、7B−2、7C−2のJIS硬度は55°である。
【0045】
ゲージ(a1 +b1 )=X0 とあらわし、ゲージ比a1 /X0 の値、ゲージ比a2 /X0 の値及びゲージ比a3 /X0 の値と、第三スティフナーゴム8はST 8であらわして、第三スティフナーゴム8の有無、M100(kgf//cm2、100%モジュラス)、JIS硬度及び厚さ(mm)とを実施例1〜19、従来例及び比較例1、2の各タイヤにつき表1及び表2に分けて示す。
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
【0048】
実施例1〜19、従来例及び比較例1、2の各タイヤを供試タイヤとして、ドラム試験機によるビード部耐久性試験を下記条件で実施した。
すなわ供試各タイヤをJATMA規格(1998年版)に記載されている適用リムのうち標準リム9.00×22.5に組み付け、これに最高空気圧(上記JATMA規格による)9.00kgf/cm2 を充てんしたタイヤを、シングルタイヤの最大負荷能力(上記JATMA規格による)3150kgの約1.6倍に相当する荷重5000kgf 負荷の下で表面速度60km/hにて回転するドラムに押当て、ビード部1に故障破損が生じるまで走行させる試験である。
【0049】
評価は、ビード部に故障が生じた時点でタイヤをドラムから取り外し、タイヤの故障発生までの走行距離を計測すると共に故障タイヤを解剖に付し、故障状態を調べることとした。故障発生までの走行距離をビード部耐久性として従来例1の走行距離を100とする指数であらわし、これら指数値を表1、2の下欄に示す。値は大なるほど良い。また故障状態は、折返し部5b終端5bEとその近傍部の内面セパレーション故障と、折返し部5b終端5bE位置に対応する位置のカーカス本体部5aの外側面のセパレーション故障との2種類に分類され、前者はTUセパ、後者はCBセパと略記して表1、2の最下欄に示す。
【0050】
表1、2が示す評価結果から、各実施例のタイヤは何れも従来例及び比較例1、2のタイヤに比し、ビード部耐久性が格段に向上していることがわかる。またシート状の第三スティフナーゴム8適用の実施例1のタイヤ及び実施例6〜19のタイヤは、第三スティフナーゴム8を用いていない実施例2〜5のタイヤ対比ビード部耐久性が一段と向上していることが分かる。
【0051】
【発明の効果】
この発明によれば、軟スティフナーゴムの中に硬スティフナーゴムを張出させ、この張出し形状頂点をカーカス折返し部の終端に対し適正に位置させることにより、荷重負荷の下で転動するタイヤの接地部に対応する折返し部端縁近傍のせん断ひずみを有利に低減することができ、さらに第三スティフナーゴムを設けることによりカーカス本体部に対する硬スティフナーゴムのせん断変形の影響を軽減させることができ、これらから折返し部端縁と、これに対応するカーカス本体部とのセパレーション耐久性を顕著に向上させ得る、特に偏平な70シリーズ以下のチューブレス大型タイヤに有利に適合する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態例の重荷重用空気入りラジアルタイヤの断面図である。
【図2】図1に示すタイヤの要部断面図である。
【図3】この発明の他の実施形態例の要部断面図である。
【図4】図2に示すタイヤの要部拡大断面図である。
【図5】図3に示すタイヤの要部拡大断面図である。
【図6】図2に示すタイヤの他の実施形態例の要部断面図である。
【図7】図3に示すタイヤの他の実施形態例の要部断面図である。
【図8】この発明の別の実施形態例の要部断面図である。
【図9】この発明のさらに別の実施形態例の要部断面図である。
【図10】この発明のさらにまた他の実施形態例の要部断面図である。
【図11】この発明のさらに別の実施形態例の要部断面図である。
【図12】この発明のさらにまた他の実施形態例の要部断面図である。
【図13】カーカス折返し部に作用するひずみの説明図である。
【図14】従来タイヤの一例の要部断面図である。
【図15】従来タイヤの他の例の要部断面図である。
【図16】比較タイヤの例の要部断面図である。
【図17】比較タイヤの別の例の要部断面図である。
【符号の説明】
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 ビードコア
5 カーカス
5a カーカス本体部
5b カーカス折返し部
5bE 折返し部端縁
6 ベルト
7 スティフナーゴム
7−1 硬スティフナーゴム
7−2 軟スティフナーゴム
7−3 第四スティフナーゴム
8 第三スティフナーゴム
9 ビード部補強層
10 インナーライナゴム
LV 法線
LH 折返し部端縁を通るタイヤ回転軸線と平行な線分
P 硬スティフナーゴムの頂点
L 頂点Pを通る法線
H カーカス本体部からの頂点Pの高さ
a1 法線LV 上の硬スティフナーゴムのゲージ
b1 法線LV 上の軟スティフナーゴムのゲージ
a3 法線L上の硬スティフナーゴムのゲージ
b3 法線L上の軟スティフナーゴムのゲージ
Claims (7)
- 一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり、一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強する1プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードになるカーカスを備え、該カーカスは一対のビードコア相互間にわたるカーカス本体部と、ビードコアの周りをタイヤ内側から外側に巻上げる折返し部とを有し、該折返し部とカーカス本体部との間でビードコアからトレッド部端に向け先細り状に延びるスティフナーゴムを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、上記スティフナーゴムは2種類以上の互いに硬度が異なるゴム組成物の一体形成になり、これらゴム組成物のうち最も高硬度のゴム組成物は硬スティフナーゴムとしてカーカス本体部寄りに位置させると共に、上記硬スティフナーゴムの硬度に比しより低硬度のゴム組成物は軟スティフナーゴムとして折返し部に沿い硬スティフナーゴムを越えて位置させ、タイヤ断面にて、折返し部端縁からカーカス本体部外側表面へ下ろした法線(LV ) と、折返し部端縁からカーカス本体部外側表面までタイヤ回転軸線と平行に引いた線分(LH )とに挟まれる領域内に、タイヤ外側へ向かい凸に山形に張出す硬スティフナーゴムを有し、該山形張出し頂点からカーカス本体部外側表面へ下ろした法線上の硬スティフナーゴムのカーカス本体部外側表面からの高さは、線分(LH )よりトレッド部端に向かう全領域内の硬スティフナーゴムの中で最大高さを有し、
上記法線(L V ) 上で測った硬スティフナーゴムのゲージ(a 1 )及び軟スティフナーゴムのゲージ(b 1 )と、上記線分(L H )と硬スティフナーゴムとの交点を通るカーカス本体部外側表面に下ろした垂線上で測った硬スティフナーゴムのゲージ(a 2 )及び軟スティフナーゴムのゲージ(b 2 )と、硬スティフナーゴムの上記凸形状の頂点を通るカーカス本体部外側表面に下ろした法線(L)上で測った硬スティフナーゴムのゲージ(a 3 )及び軟スティフナーゴムのゲージ(b 3 )とに関し、ゲージ(a 3 )のゲージ(b 3 )に対する比(a 3 /b 3 )の値が0.6〜9.0の範囲内であり、かつゲージ(a 1 )のゲージ(b 1 )に対する比(a 1 /b 1 )の値及びゲージ(a 2 )のゲージ(b 2 )に対する比(a 2 /b 2 )の値がそれぞれ、比(a 3 /b 3 )の値より小さいことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 少なくとも上記線分(LH )からタイヤ半径方向外側の領域に存在する硬スティフナーゴムとカーカス本体部との間に、カーカスプライのコード被覆ゴムの100%モジュラスに比しより小さな100%モジュラスのシート状ゴムを第三スティフナーゴムとして配置して成る請求項1に記載したタイヤ。
- 上記第三スティフナーゴムの厚さが0.7〜4.5mmの範囲内にある請求項2に記載したタイヤ。
- 比{a 3 /(b 1 +a 1 )}の値は0.3以上であり、比{a 2 /(b 1 +a 1 )}の値は0.4以下であり、比{a 1 /(b 1 +a 1 )}の値は0.5以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載したタイヤ。
- 硬スティフナーゴムが、ビードコアからトレッド部端に向け連続して延び、上記線分(L H )よりビードコア寄りにくびれ部を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載したタイヤ。
- ビードコアからトレッド部端に向け先細り状に延びる第四のスティフナーゴムを備え、第四のスティフナーゴムは硬スティフナーゴムと軟スティフナーゴムとの間の硬度を有し、硬スティフナーゴムのビードコア寄り端部と第四のスティフナーゴムのトレッド部端寄り端部とが相互にくびれ部を形成して接合する請求項1〜4のいずれか一項に記載したタイヤ。
- 硬スティフナーゴムが、ビードコアから離隔し軟スティフナーゴム内に独立して存在する請求項1〜4のいずれか一項に記載したタイヤ。
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