JP4900985B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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、カーカスプライの巻返し部分へのセパレーションの発生等を有効に防止して、耐久性を向上させたビード部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、タイヤの負荷転動に際するプライコードの引抜けを防止するべく、カーカスプライを、ビード部のビードコアの周りで、タイヤ半径方向の内側から外側へ大きく巻返し、その巻返し部分をゴム質中に埋込み固定することとしている。
【０００３】
図７はこのことを例示するビード部の略線横断面図である。図７（ａ）に示すものは、カーカスプライ３１の巻返し部分３１ａの外端を、ワイヤチェファ３２の同様の外端より半径方向外側に位置させたものであり、同図（ｂ）に示すものは、カーカスプライ巻返し部分３１の外端より、ワイヤチェファ３２の巻返し外端を半径方向外側に位置させたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のビード部構造にあっては、前述した、カーカスプライ３１の巻返し外端位置または、ワイヤチェファ３２の外端位置を境として、タイヤ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変形によって、前記各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ョンが発生し易く、このセパレーションが、図８（ａ），（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。
【０００５】
そこで、カーカスプライ３１の巻返し部分の外端もしくは、ワイヤチェファ３２の外端およびその近傍に生じる応力を緩和し、併せて、ビード部の剛性を高めて、そのビード部の変形を抑制することを目的に、ビードコア３３の周りで、図示しない複数枚の有機繊維コード層をワイヤチェファ３２に外接させて配置して、これらの有機繊維コード層で、前述した、カーカスプライ３１の巻返し外端または、ワイヤチェファ３２の外端を覆ったり、ビードコア３３の半径方向外側で、カーカスプライ３１の本体部分と、巻返し部分３１ａとの間に配置するゴムステイフナ３４、なかでも硬ゴムステイフナの量を増やしたりすることが提案されているも、これらによれば、タイヤの負荷転動に際するビード部の発熱温度が一層高くなることにより、前述したセパレーションの発生に加えて、有機繊維コード層の外端にもまたセパレーションが発生するという問題があった他、タイヤ重量が増加し、タイヤの生産性が低下するという他の問題もあった。
【０００６】
この発明は、従来技術が抱える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、タイヤ重量の増加、タイヤの生産性の低下等を来すことなく、カーカスプライおよびワイヤチェファの外端の、ゴム質からのセパレーションを有効に防止するとともに、プライコードの引抜けをもまた十分に防止してビード部耐久性を大きく向上させた空気入りタイヤを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の空気入りタイヤは、一般的には、タイヤ赤道面に対して７０〜９０°の角度で延在する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るとともに、各ビード部に埋設したビードコアの周りで、タイヤ半径方向の内側から外側へ巻返したものであり、カーカスプライの各巻返し部分に、ビードコアの周面に沿ってそれに巻付く、一以上の塑性変形個所を形成した巻込み部を設けてなり、その塑性変形個所を、カーカスプライをビードコアの周りに巻返すに先だって、前記巻込み部に相当する部分に予め形成してなるものである。
ここで、巻返し部分は、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、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ある。
【０００８】
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、タイヤ周方向へジグザグ状等に迂曲させて延在させたものをも含むものとする。
【０００９】
この空気入りタイヤでは、カーカスプライの巻返し部分に、ビードコアの周面に沿ってそれに巻付く巻込み部を設けることで、その巻返し部分を、タイヤ半径方向の外側へ長く延在させる必要なしにプライコードを有効に抜止めすることができ、また、その巻込み部は、剛性の高いビードコアに十分近接して位置することになり、タイヤの負荷転動に際する、巻込み部近傍部分の変形は、そのビードコア、ビード部を保持するリム等によって有効に拘束されるので、巻込み部およびその近傍部分に、上記変形に伴う応力集中のおそれがなく、これがため、巻込み部、ひいては、巻返し部分のセパレーションが効果的に防止されることになる。
【００１０】
このようなタイヤにおいて、ここでは、前記巻込み部に一以上の塑性変形個所を設ける。この塑性変形はたとえば、巻込み部に、ビードコアの横断面輪郭形状に適合する、少なくとも一の角形状、曲線状等の折曲げ部もしくはくせ付け部を形成することによって実現することができ、かかる塑性変形により、巻込み部は、ビードコアの周面により近接して、かつ、より正確に倣って位置することになるので、ビードコアをもって、その巻込み部を一層有効に拘束して、プライコードの抜け出しおよび、巻返し部分のセパレーションをさらに効果的に防止することができる。
【００１１】
ところで、このような塑性変形個所は、カーカスプライをビードコアの周りに巻返すに先だって、巻込み部に相当する部分に予め形成する。これによれば、所期した通りの塑性変形を、常に正確に行わせることができ、上記効果をより一層高めることができる。
【００１２】
ここで好ましくは、巻返し部分のうちの少なくとも巻込み部を、ビードコアとビードフィラとの間に挟み込む。このことによれば、巻込み部を、ビードフィラをもってビードコアにより密着させることができるので、プライコードの引抜けおよび、巻込み部のセパレーションが、ともに一層有利に防止されることになる。
【００１３】
また好ましくは、巻込み部を、ビードコアの断面輪郭の半周を越えてビードコア周面に沿わせる。ビードコアの一般的な横断面輪郭形状としては、多角形、円形等があるが、それらのいずれにあっても、巻込み部を、断面輪郭の半周を越えてビードコアに沿わせることで、上記効果をより一層高めることができる。
【００１４】
そしてまた好ましくは、前記巻返し部分の先端を、ビード部の、リムフランジとの接触域の外周縁よりタイヤ半径方向内側に位置させる。
ここで、ビード部の、リムフランジとの接触域は、それが最も広範となる、タイヤの負荷転動時の最大接触領域を意味するものとする。
【００１５】
このことによれば、巻返し部分が、巻込み部の先端から半径方向外側へ延びる突出先端部を有する場合に、それの先端縁を、リムにて強固に保持されて、タイヤの負荷転動に際する変形の極めて少ない領域内に位置させることができ、これにより、上記先端縁およびその近傍への応力の集中を有効に防止することができるので、巻返し部分の突出先端部をセパレーションに対して十分に保護することができる。
【００１６】
そしてこのことは、巻込み部の先端を、空気圧を充填したタイヤのリム組み姿勢で、ビード部に埋設されたビードコアの外周縁位置を越えて、それのタイヤ半径方向の内側まで巻込んで位置させて、巻込み部の、ビードコアに沿う長さをより長くした場合にとくに顕著である。
【００１７】
なお以上のことは、偏平率を６０％以下とした空気入りタイヤにおいてはとくに有効である。
すなわち、偏平度の大きいタイヤでは、巻返し部分へのセパレーションの発生原因として、タイヤの負荷伝動時の、サイドウォール部の撓み変形に伴う内部応力の発生によって、カーカスプライ巻返し部分の先端に生じる圧縮歪よりもむしろ、周方向剪断歪が大きなウエイトを占めることになるところ、この発明に係るタイヤでは、巻返し部分を巻き込むことによって、その端縁を、変形の少ないビードコア近傍に配置することにより、巻返し端縁が、カーカスプライ本体側と連動することになるので、路面に対する周方向剪断歪を有利に低減させることができる。
【００１８】
ところで、プライコードとしてのスチールコードの強力は、８０〜３００ｋｇｆとすること、なかでも、１００〜１８０ｋｇｆとすることが好ましい。
すなわち、８０ｋｇｆ未満の場合は、プライコードを塑性変形させることで、１０〜２０％程度の強力低下が生じたときに、所要の強力を確保することが難しく、一方、３００ｋｇｆを越えると、コード径が太くなりすぎて、塑性変形が困難になる他、その塑性変形によってコードに傷が生じ易い。
【００１９】
【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は発明の実施の形態を示す要部横断面図であり、、図中１はトレッド部を、２は、トレッド部１に連続するサイドウォール部を、そして３は、サイドウォール部２の半径方向内側に連なるビード部をそれぞれ示し、また４は、ビード部３に埋設した、横断面形状が六角形をなすビードコアを示す。
【００２０】
ここでは、タイヤ赤道面に対して実質的に９０°の角度で延在させた、強力が８０〜３００ｋｇｆの範囲、より好ましくは、１００〜１８０ｋｇｆの範囲のスチールコードをプライコードとし、このプライコードからなる一枚のカーカスプライ５を、トレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３までトロイダルに延在させるとともに、ビードコア４の周りで、タイヤ半径方向の内側から外側へ巻返す。
【００２１】
ここにおけるこの巻返し態様としては、図１に示すように、タイヤ幅方向の内側から外側へ巻返す場合の他、図２に示すように、タイヤ幅方向の外側から内側へ巻返す場合があり、これらのいずれにあっても、カーカスプライの巻返し部分６は、ビードコア４の周面に沿ってそれに巻付く巻込み部７を有する。
【００２２】
図１および２に示すそれぞれの巻込み部７はともに、カーカスプライ５をビードコア４の周りに巻返すに先だって、その巻込み部７に相当する部分に、ビードコア４の横断面輪郭形状と対応させて予め設けた三個所の塑性変形部ｐ₁ ，ｐ₂，ｐ₃ の作用に基づき、とくには先端側部分で、ビードコア４の周面に十分近接し、かつ正確に倣ってビードコア４に巻付くことになる。
【００２３】
また、図示のこれらの巻込み部７はいずれも、ビードコア４の断面輪郭の半周、たとえば、そのビードコア４の、ビードベース３ａ側の半周を越えてビードコア周面に沿って延び、なかでも図１に示す巻込み部７の先端は、これに加えて、空気圧を充填したタイヤのリム組み姿勢で、ビードコア４の外周縁位置を越えて、それよりタイヤ半径方向内側に位置する。なお図中８は、ビードコア４の周りで、カーカスプライ５に外接させて配置したワイヤチェファを示す。
【００２４】
このように構成してなるタイヤでは、巻返し部分６に巻込み部７を設けたことにより、先にも述べたように、プライコードの引抜けを有効に防止し、併せて、ビードコア４およびリムＲの作用の下で、その巻返し部分６のセパレーションを有効に防止することができる。
【００２５】
加えて、プライコードの引抜けがこのようにして有効に防止されることの当然の帰結として、ワイヤチェファを必須の構成部材とする場合にあっても、それの半径方向外端を、十分内周側に位置させることができ、これにより、その外端およびその近傍での変形量が少なくなるので、ワイヤチェファ外端のセパレーションのおそれもまた効果的に除去されることになる。
【００２６】
ここで、空気入りタイヤのこのような効果を担保するためには、図３に拡大して示す、図１のビードコア４の断面図において、巻込み部７の先端を、ビードベース３ａから離れた三辺ａ，ｂ，ｃのいずれかの上に位置させることが好ましく、より好ましくは、その配設範囲を、辺ａと辺ｂとの交点位置から、それらの各辺長の２／３の長さの範囲とする。
【００２７】
また、図１および２に示すところでは、巻込み部７を、ビードコア４とビードフィラ９との間に挟み込むことで、その巻込み部７に対する拘束力を高めており、これによれば、前記効果を一層高めることができる。
【００２８】
ところで、巻込み部７をこのように挟み込むに当たって、巻返し部分６が、その巻込み部７の先端側に、図４に示すように、カーカスプライ５の本体部分に沿ってタイヤ半径方向外側へ延びてビードコア４から離隔する突出端部１０を有する場合には、その突出部１０を前記挟み込みから解放することもできる。
【００２９】
そしてまた、巻返し部６がこのような突出先端部１０を有する場合には、その先端部１０の先端を、ビード部３のリムフランジＲｆとの接触域ｃｔの外周縁より半径方向内側に位置させることが好ましく、これによれば、タイヤの負荷転動に際する、前記先端およびその近傍の変形を、リムフランジＲｆによって有効に拘束することができる。
【００３０】
以上、巻込み部７に三個所の塑性変形部ｐ₁ ，ｐ₂ ，ｐ₃ を設ける場合について説明したが、このような塑性変形部は、図５（ａ），（ｂ）のそれぞれに示すように、一個所または二個所とすることもでき、図６に示すような四個所とすることもできる。
【００３１】
ここで、四個所の塑性変形部ｐ₁ ，ｐ₂ ，ｐ₃ ，ｐ₄ を設ける場合において、図６（ａ）に示すように、巻込み部７の先端部分をカーカスプライ本体部分とビードコア４との間に挟み込むときには、巻込み部７に対する拘束をとくに強めることができ、また、図６（ｂ）に示すように、巻込み部７の先端に、タイヤ幅方向外側に向けて折返した折返し部１１を付設したときには、プライ端部に引っ張り歪が発生しないため、より引抜けにくく、またキレツも発生しにくい。
【００３２】
かくして、この空気入りタイヤでは、カーカスプライ５の巻返し部分６に、ビードコア４の周面に沿ってそれに巻付く巻込み部７を設けることで、その巻込み部７、ひいては、巻返し部分６のセパレーションを防止するとともに、プライコードの引抜けを防止することができ、また、ビード部３の補強層数を有利に低減させて、ビード部３の発熱を抑制するとともに、タイヤ重量を軽減させることができ、併せて、タイヤの生産性を高めることができる。
ところで、ワイヤチェファ８の半径方向外端へのセパレーションの発生は、プライコードの引抜けの心配がないことに基づき、ワイヤチェファの高さを低く設定することで十分に防止することができる。
【００３３】
【実施例】
以下にこの発明に係るタイヤの、プライコードの引抜け、ドラム耐久性、ビード部発熱温度およびタイヤ重量に関する実施例について説明する。
【００３４】
なお供試タイヤのサイズはＴＢＲ ２８５／６０ Ｒ２２．５であり、これを９．００×２２．５のリムに装着して用いた。また、実施例タイヤ１〜７のビード部構造は表１に示す通りのものであり、実施例タイヤ８および９のビード部構造は、図９（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示すように、硬質ゴムにプレートビードを埋め込んだものに巻込み部を巻付けた構造および、丸ビードに巻込み部を巻付けた構造を有するものである。なお、従来タイヤ１および２のビード部構造はそれぞれ図７（ａ）および（ｂ）に示すものとした。
【００３５】
ここで、プライコードの引抜けは、リム組みタイヤに６０ｋｇｆ／ｃｍ² の水圧を供給したときの引抜けの有無を検査して、引抜けなし（◎）、一部のプライコードに引抜けには至らない変位有り（○）および引抜け有り（×）の三段階で評価し、ドラム耐久性は、リム組みタイヤに最高空気圧を充填するとともに、最大負荷能力の２倍に相当する荷重を負荷したドラム上走行試験において、ビード部故障（プライ端またはワイヤチェファ端のセパレーション）もしくはゴムチェファクラック等によって走行不能になるまでの走行距離を測定し、従来タイヤ１をコントロールとして指数化することにより評価し、また、ビード部発熱温度は、ドラム走行開始から２時間後に、プライ端付近の温度を、あらかじめ埋め込んでいる熱電対にて測定し、従来タイヤ１をコントロールとして指数化することにより評価した。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【発明の効果】
上記実施例からも明らかなように、この発明によれば、とくには、カーカスプライの巻返し部分に、ビードコアの周面に沿ってそれに巻付く、一以上の塑性個所を形成した巻込み部を設けることで、プライコードの引抜けおよび、カーカスプライ巻返し部分のセパレーションを有効に防止して、ビード部の耐久性を大きく向上させることができ、併せて、ビード部の発熱温度およびタイヤの重量を有利に低減させることができる。加えて、ワイヤチェファの外端のセパレーションをもまた有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態を示す要部横断面図である。
【図２】 この発明の他の実施の形態を示す要部横断面図である。
【図３】 巻込み部の先端位置を示す、図１のビードコアの拡大断面図である。
【図４】 この発明の他の実施の形態を示す要部横断面図である。
【図５】 この発明の他の実施の形態を示す要部横断面図である。
【図６】 この発明のさらに他の実施の形態を示す要部横断面図である。
【図７】 従来のビード部構造を例示する横断面図である。
【図８】 ビード部クラックの発生態様を示す横断面図である。
【図９】 実施例タイヤを示すビード部横断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
３ａ ビードベース
４ ビードコア
５ カーカスプライ
６ 巻返し部分
７ 巻込み部
８ ワイヤチェファ
９ ビードフィラ
１０ 突出先端部
Ｒ リム
Ｒｆ リムフランジ
ｃｔ 接触域

Claims (7)

1. 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るとともに、各ビード部に埋設したビードコアの周りで、タイヤ半径方向の内側から外側へ巻返してなる空気入りタイヤにおいて、
   カーカスプライの各巻返し部分に、ビードコアの周面に沿ってそれに巻付くビードコアの横断面輪郭形状に適合する、一以上の角形状もしくは曲線状の塑性変形個所を形成した巻込み部を設けてなり、その塑性変形個所が、前記巻込み部に相当する部分に、カーカスプライをビードコアの周りに巻返すに先だって予め形成されたものである空気入りタイヤ。
2. 少なくとも前記巻込み部を、ビードコアとビードフィラとの間に挟み込んでなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記巻込み部を、ビードコアの断面輪郭の半周を越えてビードコア周面に沿わせてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記巻返し部分の先端を、ビード部の、タイヤの負荷転動時におけるリムフランジとの接触域の外周縁よりタイヤ半径方向内側に位置させてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記巻込み部の先端を、空気圧を充填したタイヤのリム組み姿勢で、ビードコアの外周縁位置よりタイヤ半径方向内側まで巻込んで位置させてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 偏平率を６０％以下としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記スチールコードの強力を８０〜３００ｋｇｆとしてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

Images