JPH04274909A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、折り返し高さの低い
カーカス層を有する空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の抜術】一般に、折り返し高さが低い、例えばリ
ム径ラインからカーカス層の折り返し部の半径方向外端
までの距離がカーカス高さの０．３３倍以下である空気
入りラジアルタイヤは、ビード部の剛性が低いため、荷
重転動によってビード部が軸方向外側に大きく倒れ込み
、この結果、折り返し部の半径方向外端部に繰り返し応
力が集中してセパレーションが発生するおそれがある。

【０００３】このため、従来にあっては、硬質ゴム、即
ちゴム硬度が７５度以上であるゴムからなるフィラーを
カーカス層の折り返し部と本体部との間に配置し、この
フィラーによってビード部の剛性を高めて荷重転動時に
おけるビード部の倒れ込みを抑制するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気入りラジアルタイヤにあっては、長期間
走行させると、カーカス層の本体部とフィラーとの間に
セパレーションが発生することがあるという問題点があ
る。

【０００５】この発明は、カーカス層の本体部とフィラ
ーとの間のセパレーションを効果的に抑制してビード部
耐久性を向上させることができ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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は前記
本体部とフィラーとの間のセパレーションの状態を詳細
に調査し、該セパレーションは本体部のコーティングゴ
ム、即ち有機繊維コードを被覆しているゴム、における
亀裂が基となり、この亀裂が進展することでセパレーシ
ョンとなること、および前記亀裂がカーカス層の折り返
し部の半径方向外端とほぼ同一高さにおいて発生してい
ることを見い出した。このため、このような亀裂の発生
原因を探求すべく鋭意研究を重ね、折り返し部の半径方
向外端とほぼ同一高さにおいてビード部の曲げ剛性が急
激に変化すること、即ち折り返し部の半径方向外端より
半径方向内側では折り返し部と本体部とが重なり合って
いるが、折り返し部の半径方向外端より半径方向外側で
は木体部のみとなるため、この境界で曲げ剛性が急激に
変化することを、そして、このように曲げ剛性が急激に
変化する部位では、前記倒れ込みによる変形が滑らかな
ものではなく折り曲がるような急激な変形となるため、
有機繊維コードとフィラーとで挟まれたコーティングゴ
ムに過大な剪断歪が生じることを見い出した。そこで、
ビード部の曲げ剛性の値を半径方向位置を変化させなが
ら有限要素法により求めたところ、折り返し部の半径方
向外端を通るタイヤ軸線に平行な直線Ｓと本体部との支
点Ｃを中心として、折り返し高さＤ、即ちリム径ライン
から折り返し部の半径方向外端までの距離、の　０．１
倍だけ半径方向内側および外側に離れた点ＪおよびＧま
での範囲で、曲げ剛性が急激に変化することを知見した
。

【０００７】この発明は、前述した知見に基づきなされ
たもので、幅方向両端部がビードの回りに軸方向内側か
ら軸方向外側に向かって折り返されることにより、ビー
ドより軸方向内側の本体部とビードより軸方向外側の折
り返し部とから構成され、内部にラジアル方向に延びる
有機繊維コードが埋設された卜ロイダル状のカーカス層
と、カーカス層の本体部と折り返し部との間に配置され
硬質ゴムからなるフィラーと、カーカス層の半径方向外
側に配置されたベルト層と、ベルト層の半径方向外側に
配置されたトレッドと、を備え、リム径ラインからカー
カス層の折り返し部の半径方向外端までの距離Ｄがカー
カス高さＫの０．３３倍以下である空気入りラジアルタ
イヤにおいて、前記折り返し部の半径方向外端を通るタ
イヤ軸線に平行な直線Ｓと本体部との交点をＣとし、か
つ、本体部上で交点Ｃから距離Ｄの　０．１倍だけ半径
方向外側に離れた点をＧとするとともに、本体部上で交
点Ｃから距離Ｄの　０．１倍だけ半径方向内側に離れた
点をＪとしたとき、少なくとも点Ｇから点Ｊまでの本体
部とフィラーとの間に、カーカス層のコーティングゴム
との合計厚さＴが前記有機繊維コードの直径ｄの０．５
倍以上で、モジュラスが前記コーティングゴムのモジュ
ラス以上であるとともにフィラーのモジュラス未満であ
る緩衝ゴム層を配置した空気入りラジアルタイヤである
。

【０００８】

【作用】今、この発明のタイヤが負荷を受けながら転動
しているとする。このとき、接地側のビード部は前記負
荷によって軸方向外側に倒れ込み、この倒れ込みにより
カーカス層の本体部とフィラーとの間に剪断歪が発生す
る。ここで、このような剪断歪は、曲げ剛性が急激に変
化する領域、即ち前記点Ｇから点Ｊまでの範囲で最大と
なり、しかも、この剪断歪は有機繊維コードとフィラー
との間のコーティンクゴムに集中するので、少なくとも
点Ｇから点Ｊまでの本体部とフィラーとの間に、モジュ
ラスがカーカス層のコーティングゴムのモジュラス以上
でフィラーのモジュラス未満である緩衝ゴム層を配置し
、これにより、剪断歪をコーティングゴムおよび緩衝ゴ
ム層に分散するとともに、剪断歪の値を段階的に変化さ
せて隣接するゴム間での剪断歪の差を減少させている。 この結果、コーティングゴムにおける剪断歪の集中は防
止され、本体部とフィラーとの間での亀裂、ひいてはセ
パレーションが抑制される。なお、この緩衝ゴム層の肉
厚とコーティングゴムの肉厚との合計厚さＴが前記有機
繊維コードの直径ｄの　０．５倍未満である場合には、
これらゴムの厚さが薄すぎて応力集中が生じ、用いるこ
とはできない。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１、２において、１１は乗用車に装着され
る空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ１１はリ
ング状のビード１２がそれぞれ埋設された一対のビード
部１３と、これらビード部１３から略半径方向外側に向
かって延びる一対のサイドウォール部１４と、これらサ
イドウォール部１４の半径方向外端同士を連ねる略円筒
状のトレッド部１５と、を有する。そして、前記タイヤ
１１はー方のビード部１３から他方のビード部１３まで
延びる卜ロイダル状をしたカーカス層１７によって補強
され、このカーカス層１７はラジアル方向（子午線方向
）に延びる多数本の有機繊維コード１３をコーティング
ゴム１９によって被覆した少なくとも１枚、ここでは１
枚のカーカスプライ２０から構成されている。そして、
このカーカス層１７の幅方向両端部は前記ビード１２の
回りにそれぞれ軸方向内側から軸方向外側に向かって折
り返され、これにより、カーカス層１７はビード１２よ
り軸方向内側の本体部２１と軸方向外側の折り返し部２
２とから構成されることになる。そして、これら本体部
２１と折り返し部２２との間には、半径方向内端がビー
ド１２に圧着された断面三角形状のフィラー２３の半径
方向内端部が配置され、これらのフィラー２３はゴム硬
度が７５度以上の硬質ゴムから構成されている。また、
前記カーカス層１７の半径方向外側にはベルト層２５が
配置され、このベルト層２５は少なくとも１枚、ここで
は２枚のベルトプライ２６から構成されている。これら
ベルトプライ２６内にはタイヤ赤道面２７に対して傾斜
した多数本の補強コードが埋設され、これらの補強コー
ドは少なくとも２枚のベルトプライ２６において交差し
ている。前記ベル卜層２５の半径方向外側には卜レッド
としてのトップ卜レッド３０が配置され、この卜ップト
レッド３０の外周面には幅広の溝３１、例えば主溝、横
溝が形成されている。また、カーカス層１７の軸方向外
側にはサイドトレッド３３が配置され、折り返し部２２
の軸方向外側および半径方向内側には硬質ゴムからなる
チェーファー３４が配置されている。

【００１０】４０はリムであり、このリム４０は前記タ
イヤ１１のビード部１３が着座される一対のビードシー
ト部４１と、ビードシー卜部４１の軸方向外端から略半
径方向外側に向かって延びるリムフランジ部４２とを有
する。

【００１１】そして、このタイヤ１１においては前記折
り返し部２２の折り返し高さＤ、即ちリム径ライン４５
から折り返し部２２の半径方向外端４６までの半径方向
距離Ｄは、カーカス高さＫ（リム径ライン４５から、タ
イヤ赤道面２７とカーカス層１７との交点までの半径方
向距離）の０．３３倍以下と低い。なお、このＤ／Ｋの
値は折り返し高さＤの低いタイヤ１１においては、通常
０．１６から０．３１の範囲である。そして、このよう
なタイヤ１１を走行させると、前述のようにＤ／Ｋの値
が０．３３以下というように折り返し高さＤが低いので
、荷重を受けて接地側のビード部１３が軸方向外側に倒
れ込む。ここで、ビード部１３の曲げ剛性は、前述のよ
うに折り返し部２２の半径方向外端４６とほぼ同一高さ
において急激に変化しているため、該部位の変形は折れ
曲がるような急激な変形となり、この結果、該部位にお
いて有機繊維コード１８とフィラー２３とで挟まれたコ
ーティングゴム１９に過大な剪断歪が生じ、亀裂が生じ
るおそれがある。

【００１２】このため、この実施例では、少なくともビ
ード部１３の曲げ剛性が急激に変化する領域、即ち、折
り返し部２２の半径方向外端４６を通るタイヤ軸線に平
行な直線Ｓと本体部２１との交点をＣとしたとき、少な
くとも本体部２１上で交点Ｃから距離Ｄの　０．１倍だ
け半径方向外側に離れた点Ｇと、本体部２１上で交点Ｃ
から距離Ｄの　０．１倍だけ半径方向内側に離れた点Ｊ
との間の領域で、本体部２１とフィラー２３との間に、
緩衝ゴム層５０を配置している。このように緩衝ゴム層
５０は点Ｇと点Ｊとの間には必ず配置されるが、必要に
応じて点Ｇより半径方向外側に、あるいは点Ｊより半径
方向内側に延長させてもよい。また、前記緩衝ゴム層５
０のモジュラスを前記コーティングゴム１９のモジュラ
ス以上でフィラー２３のモジュラス未満の値としている
。ここで、フィラー２３のモジュラスをｆとし、コーテ
ィングゴム１９のモジュラスをｃとしたとき、緩衝ゴム
５０のモジュラスは、前記モジュラスｃに、モジュラス
ｆからモジュラスｃを減じた差に　０から　０．５を乗
じた値を加算したものとすることが好ましい。 このようにすれば、ビード部１３の倒れ込み時に生じる
剪断歪をコーティングゴム１９のみならず緩衝ゴム層５
０にも分散することができ、しかも、該剪断歪の値を段
階的に変化させて隣接するゴム間、即ちフィラー２３と
緩衝ゴム層５０との間および緩衝ゴム層５０とコーティ
ングゴム１９との間での剪断歪の差を減少させることが
できる。この結果、コーティングゴム１９における剪断
歪の集中は防止され、本体部２１とフィラー２３との間
における亀裂、ひいてはセパレーションが抑制される。 ここで、この緩衝ゴム層５０の肉厚とカーカス層１７の
コーティングゴム１９の肉厚の合計厚さＴは、カーカス
層１７中の有機繊維コード１８の直径ｄの　０．５倍以
上でなければならない。その理由は、合計厚さＴが直径
ｄの　０．５倍未満となると、変形が容易でかつ薄い緩
衝ゴム層５０、コーティングゴム１９に図３に示すよう
に応力が急激に集中して、亀裂が発生し易くなるからで
ある。なお、図３は有機繊維コード１８とフィラー２３
との間に配置されているゴム内の応力を有限要素法によ
り解析した結果を示すグラフであリ、縦軸は、有機繊維
コード１８とフィラー２３との間に低モジュラスのゴム
がなく、有機繊維コード１８にフィラー２３が直接接触
しているときの応力を１としている。なお、この合計厚
さＴは、フィラー２３によるビード部１３の剛性向上効
果を減殺しないよう、直径ｄの　４倍以下とすることが
好ましい。

【００１３】次に、試験例を説明する。この試験に当た
っては、図４に示すようにカーカス層１７の本体部２１
と単一のフィラー２３との間に緩衝ゴム層が設けられて
いない従来タイヤ１と、図５に示すようにフィラー２３
をゴム硬度が９５度の硬質ゴムフィラー部５５とゴム硬
度が７５度の軟質ゴムフィラー部５６から構成するとと
もに、この硬質ゴムフィラー部５５と本体部２１との間
に緩衝ゴム層が設けられていない従来タイヤ２と、図６
に示すように本体部２１とフィラー２３との間に緩衝ゴ
ム層５０を配置した供試タイヤ１と、図７に示すように
フィラー２３をゴム硬度が９５度の硬質ゴムフィラー部
５５とゴム硬度が７５度の軟質ゴムフィラー部５６から
構成するとともに、該軟質ゴムフィラー部５６の一部を
緩衝ゴム層５０として硬質ゴムフィラー部５５と本体部
２１との間に侵入させた供試タイヤ２と、図８に示すよ
うに本体部２１とフィラー２３との間に緩衝ゴム層５０
を配置した供試タイヤ３と、を準備した。ここで、供試
タイヤ１の緩衝ゴム層５０は、点Ｃから距離Ｄの　０．
４倍だけ半径方向外側に離れた位置からビード１２まで
延びるとともに、合計厚さＴが直径ｄの　１．６倍であ
り、また、供試タイヤ２の綬衝ゴム層５０は、点Ｃから
距離Ｄの　０．５倍だけ半径方向内側に離れた位置から
半径方向外側に向かって延びる（半径方向外側に関して
は軟質ゴムフィラー部５６の半径方向外端までと考えて
もよい）とともに、平均合計厚さＴが直径ｄの　２．５
倍であり、さらに、供試タイヤ３の緩衝ゴム層５０は、
点Ｃから距離Ｄの　１．５倍だけ半径方向外側に離れた
位置から、点Ｃから距離Ｄの　０．５倍だけ半径方向内
側に離れた位置まで延びるとともに、合計厚さＴが直径
ｄの　０．５倍である。なお、前記フィラー２３および
硬質ゴムフィラー部５５、軟質ゴムフィラー部５６、コ
ーティングゴム１９、供試タイヤ１、２の緩衝ゴム層５
０、供試タイヤ３の緩衝ゴム層５０の５０％モジュラス
は、それぞれ５０ｋｇ／ｃｍ２、２５ｋｇ／ｃｍ２、１
０ｋｇ／ｃｍ２、２０ｋｇ／ｃｍ２、３０ｋｇ／ｃｍ２
であった。また、前記各タイヤのサイズは１６５ＳＲ１
３であった。次に、各タイヤをリム径４　１／２Ｊの正
規リムに装着した後、　１．９ｋｇ／ｃｍ２の正規内圧
を充填した。その後、このような各タイヤに８５０ｋｇ
ｆの荷重（正規荷重の２倍の荷重）を作用させながらド
ラム上を　１００ｋｍ／ｈで６万ｋｍ走行させた。その
結果は、比較タイヤ１では４万ｋｍ走行した時点で、比
較タイヤ２では３万５千ｋｍ走行した時点で本体部２１
とフィラー２３、硬質ゴムフイラー部５５との間にセパ
レーションが発生したが、供試タイヤ１、２、３は完走
時点において、いずれの箇所にもセパレーションの発生
はなかった。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、本体部とフィラーとの間のセパレーションを効果的に
抑制してビード部耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す子午線断面図である
。

【図２】ビード部近傍の拡大断面図である。

【図３】有機繊維コードの近傍における内部応力と該有
機繊維コード表面からの距離との関係を示すグラフであ
る。

【図４】試験に用いた従来タイヤ１のビード部における
子午線断面図である。

【図５】試験に用いた従来タイヤ２のビード部における
子午線断面図である。

【図６】試験に用いた供試タイヤ１のビード部における
子午線断面図である。

【図７】試験に用いた供試タイヤ２のビード部における
子午線断面図である。

【図８】試験に用いた供試タイヤ３のビード部における
子午線断面図である。

【符号の説明】

１１…空気入りラジアルタイヤ　　１２…ビード１７…
カーカス層　　　　　　　　　　　　　　１８…有機繊
維コード１９…コーティングゴム　　　　　　　　２１
…本体部２２…折り返し部　　　　　　　　　　　　　
　２３…フィラー２５…ベルト層　　　　　　　　　　
　　　　　　３０…トレッド４５…リム径ライン　　　
　　　　　　　　　４６…半径方向外端５０…緩衝ゴム
層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】幅方向両端部がビードの回りに軸方向内側
   から軸方向外側に向かって折り返されることにより、ビ
   ードより軸方向内側の本体部とビードより軸方向外側の
   折り返し部とから構成され、内部にラジアル方向に延び
   る有機繊維コードが埋設された卜ロイダル状のカーカス
   層と、カーカス層の本体部と折り返し部との間に配置さ
   れ硬質ゴムからなるフィラーと、カーカス層の半径方向
   外側に配置されたベルト層と、ベルト層の半径方向外側
   に配置されたトレッドと、を備え、リム径ラインからカ
   ーカス層の折り返し部の半径方向外端までの距離Ｄがカ
   ーカス高さＫの０．３３倍以下である空気入りラジアル
   タイヤにおいて、前記折り返し部の半径方向外端を通る
   タイヤ軸線に平行な直線Ｓと本体部との交点をＣとし、
   かつ、本体部上で交点Ｃから距離Ｄの　０．１倍だけ半
   径方向外側に離れた点をＧとするとともに、本体部上で
   交点Ｃから距離Ｄの　０．１倍だけ半径方向内側に離れ
   た点をＪとしたとき、少なくとも点Ｇから点Ｊまでの本
   体部とフィラーとの間に、カーカス層のコーティングゴ
   ムとの合計厚さＴが前記有機繊維コードの直径ｄの　０
   ．５倍以上で、モジュラスが前記コーティングゴムのモ
   ジュラス以上であるとともにフィラーのモジュラス未満
   である緩衝ゴム層を配置したことを特徴とする空気入り
   ラジアルタイヤ。