JP4615654B2

JP4615654B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4615654B2
Application number: JP2000005636A
Authority: JP
Inventors: 哲人塚越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: JP2001191763A

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7(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 が大きな曲げ変形をするのに伴って、カーカスプライ100 に図7(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7(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8(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8(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9(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9(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させてなる本体部と、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であって、カーカスプライの巻返し部に、ビードコアの周面に沿ってそれに巻き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の少なくとも１部分の表面に沿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き返された少なくとも１層の補強層を配設し、前記補強層の巻返し端縁位置を、所定条件下のタイヤのビード部がリムフランジと接触するタイヤ径方向最外位置よりもタイヤ径方向内側に配置し、補強層の少なくとも１層は、その巻返し部をカーカスプライの巻込み部に沿わせて配設したものである。
【００１０】
尚、ここでいう「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。
【００１１】
また、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。
【００１２】
さらに、前記補強層は、スチールコードのゴム引き層からなるワイヤーチェーファーであるか、又は、有機繊維コードのゴム引き層からなる有機繊維チェーファーであることが、好ましく、さらに、これらのチェーファーを組み合わせることによって補強層を構成することもできる。
【００１３】
尚、ここでいう「所定条件」とは、JATMAで規定されている標準リムに組み付けられたタイヤに対して、同様に規定されている最高空気圧及び最大負荷能力を適用することを意味する。
【００１４】
さらに、ビードコアの周りに補強層を所期した形状のままで確実に維持する必要がある場合には、補強層は、予め塑性変形させてくせ付けして、カーカスプライの巻込み部に沿うような形状にすることが好ましい。
【００１５】
加えて、ビードコアとこれに対向するカーカスプライのコードが接触する可能性がある場合には、ビードコアの全面を硬質ゴム層で被覆し、この硬質ゴム層の外面に沿ってカーカスプライが巻き返されることが好ましい。硬質ゴム層は、その50％伸長時のモジュラスが5.5 〜9.0 MPa であることがより好適である。尚、50％伸長時のモジュラスの測定は、JIS 6251に準拠して行うこととする。
【００１６】
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。
【００１７】
【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は一般的な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は補強層である。
【００１８】
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。
【００１９】
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補強層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、ビードコアの周面に沿ってそれに巻き付く巻込み部６を設け、ビード部１に、カーカスプライ２の本体部2aから巻返し部2bの少なくとも１部分の表面に沿ってビードコア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き返された少なくとも１層の補強層５を配設することにあり、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。
【００２０】
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10）に比べると、ビード部が格段に補強される。
【００２１】
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る。
【００２２】
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、カーカスプライ２の本体部2aから巻返し部2bの少なくとも１部分の表面に沿ってビードコア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き返された少なくとも１層の補強層５を配設することとし、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。
【００２３】
また、前記補強層５は、ビード部１を有効に補強する場合には、図１のようにスチールコードのゴム引き層からなるワイヤーチェーファー９であることが好ましい。
【００２４】
しかしながら、ワイヤーチェーファーを、図9(a) に示すように配設した場合には、スチールコードの剛性が高いため、巻返し端縁位置103 に応力が集中してこの位置でセパレーション等のビード部故障が生じるおそれがある。
【００２５】
このため、発明者が種々の検討を行ったところ、ワイヤーチェーファー９の巻返し端縁位置10が、リムフランジ11と接触するタイヤのビード部１の所定位置12よりもタイヤ径方向外側にある場合に、ビード部故障が生じやすいことを見出した。
【００２６】
そこで、補強層５をワイヤーチェーファー９とし、その巻返し端縁位置10を、所定条件下のタイヤのビード部１がリムフランジと接触するタイヤ径方向最外位置12よりもタイヤ径方向内側に配置することが好ましい。ここで、「前記巻返し端縁位置10が前記タイヤ径方向最外位置12よりもタイヤ径方向内側にある」とは、具体的には、図１に示すように、前記タイヤ径方向最外位置12からビード部外面に対して直交する方向に直線ｍを引くとき、前記巻返し端縁位置10が前記直線ｍよりもタイヤ径方向内側にあることをいう。尚、前記巻返し端縁位置10が、図6に示すように、前記タイヤ径方向最外位置12よりもかなりタイヤ径方向内側にある場合には、リムフランジと接触するビード部の外面にクラックが発生しやすくなるため、前記巻返し端縁位置10は、前記直線ｍからのタイヤ径方向に測定した距離が25ｍｍよりも短いことがより好適である。
【００２７】
また、補強層５を図4に示すようにナイロンチェーファー13等のように有機繊維コードのゴム引き層からなる場合には、補強層５の巻返し端縁位置10は特に限定は必要ないが、その巻返し端縁位置10が、所定条件下のタイヤのビード部１がリムフランジ11と接触するタイヤ径方向最外位置12よりも、タイヤ径方向14の内側にあることがより好適である。
【００２８】
また、補強層５の巻返し端縁位置10を、前記タイヤ径方向最外位置12よりもタイヤ径方向14の内側に配置するには、補強層５の少なくとも１層は、図２に示すように、その巻返し部5bをカーカスプライ２の巻込み部６に沿わせて配設する。この構成にすれば、補強層５及びカーカスプライ２のいずれの巻返し端縁位置8,10でのセパレーションの発生をも防止できる。
【００２９】
さらに、補強層５の巻返し部5bをカーカスプライ２の巻込み部６に沿わせて確実に配設する場合には、補強層５は、予め塑性変形させてくせ付けして、カーカスプライ２の表面に沿わせるのに適合した形状にするのが好ましい。
【００３０】
また、カーカスプライ２をビードコア４に巻き付けたビード構造の場合、タイヤ負荷転動時にプライ２に作用する引き抜き力によって、ビードコア４の周りに巻き付けられたカーカスプライ２の巻返し部2bは、ビードコア４の周りに巻付け径が小さくなる方向、即ち、ビードコア４を締め付ける方向に移動することになり、この結果、カーカスプライ２のコードがビードコア４が直接接触してコードが損傷するおそれがあり、最悪の場合には、プライコードが破断することになり、これは、特に更正タイヤの場合には、致命的であった。
【００３１】
そのため、かかる場合には、ビードコア４の全面を硬質ゴム層15で被覆し、この硬質ゴム層15の外面に沿ってカーカスプライ２が巻き返された構成にすることが好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
【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。
【００３４】
実施例１〜４のタイヤは、タイヤサイズがＴＢＲ３１５／６０Ｒ２２．５であり、ビード構造、補強層の種類及びその巻返し端縁位置については表１に示す。
【００３５】
尚、比較のため、ビード部が巻込み構造を有するが、ワイヤーチェーファーを設けないこと以外は実施例１のタイヤと同様な構成を有する図8(a)に示す比較タイヤ（比較例１）と、ビード部を通常の巻返し構造とする図10に示す従来タイヤ（従来例）についても試作した。
【００３６】
(試験方法）上記各供試タイヤについて、9.0 ×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、タイヤ内圧：900 kPa、タイヤ負荷荷重：70ｋＮ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にその評価結果を示す。尚、表１中のビード部耐久性の数値は、従来例を100 とした指数比で示してあり、大きいほど優れている。また、上記耐久性の試験を行ったタイヤをその後リムから外して解体し、タイヤのどの部位で故障が生じているかを調べたので、それらについても表１に併せて示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１に示す評価結果から、実施例１〜４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及び２はともに、従来例に比べてビード部耐久性が幾分向上したものの、比較例１では、外面クラックの発生からの故障が認められ、比較例 2では、ワイヤーチェーファー端縁でのセパレーション発生からの故障が認められた。
【００３９】
【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】一般的な空気入りタイヤのビード部の横断面図である。
【図２】実施例１のタイヤのビード部の横断面図である。
【図３】実施例２のタイヤのビード部の横断面図である。
【図４】実施例３のタイヤのビード部の横断面図である。
【図５】実施例４のタイヤのビード部の横断面図である。
【図６】ワイヤーチェーファーの巻返し端縁位置がタイヤ径方向内側にありすぎるときの問題点を説明する図である。
【図７】従来のビード構造を有するタイヤの問題点を説明するための図である。
【図８】比較例１のタイヤのビード部の横断面図である。
【図９】 (a) は比較例２のタイヤのビード部の横断面図であり、(b) は(a) に示すタイヤのビード部にクラックCrは発生したときの図である。
【図１０】従来例のタイヤのビード部の横断面図である。
【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補強層
６巻込み部
７タイヤ幅方向
８カーカスプライの巻返し端縁位置
９ワイヤーチェーファー
10 ワイヤーチェーファーの巻返し端縁位置
11 リムフランジ
12 所定条件下のタイヤビード部１がリムフランジ11と接触するタイヤ径方向最外位置
13 ナイロンチェーファー
14 タイヤ径方向
15 硬質ゴム層

Claims

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、ビードコアの周面に沿ってそれに巻き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の少なくとも１部分の表面に沿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き返された少なくとも１層の補強層を配設し、
前記補強層の巻返し端縁位置を、所定条件下のタイヤのビード部がリムフランジと接触するタイヤ径方向最外位置よりもタイヤ径方向内側に配置し、
該補強層の少なくとも１層は、その巻返し部をカーカスプライの巻込み部に沿わせて配設することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記補強層は、スチールコードのゴム引き層からなるワイヤーチェーファーである請求項１に記載した空気入りタイヤ。
前記補強層は、有機繊維コードのゴム引き層からなる有機繊維チェーファーである請求項１に記載した空気入りタイヤ。
前記補強層は、スチールコードのゴム引き層からなるワイヤーチェーファーと、有機繊維コードのゴム引き層からなる有機繊維チェーファーとである請求項１に記載した空気入りタイヤ。
補強層は、予め塑性変形させてくせ付けして、カーカスプライの巻込み部に沿わせるのに適合した形状にする請求項１〜４のいずれか１項に記載した空気入りタイヤ。
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。