JPH04260805A - 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】

【従来の技術】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、例えば特開昭
５２ー１３１３０５号公報に記載されているような、折
り返し部をカーカス層の本体部（ビードより軸方向内側
に位置するカーカス層）に密着させ、特に前記倒れ込み
時の影響の大きなリムフランジに対応する位置において
密着させ、これにより折り返しの係止効果を高めて前記
折り返し部の半径方向外端での応力集中を抑制するよう
にしたものが提案されている。

【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、カーカ
ス層の折り返し部と本体部との間のゴムゲージが極めて
薄いため、負荷転動時における折り返し部と本体部との
間の剪断歪が著しく大きくなり、この結果、長期間走行
すると、折り返し部と本体部との間にセパレーションが
発生するおそれがあるという問題点がある。

【０００５】この発明は、折り返し部の半径方向外端お
よび折り返し部と本体部との間の両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、本発明者は前述
したビード部の剛性の低い原因を探求するため、鋭意研
究を重ねた結果、前記ビード部の剛性が低いのは、ビー
ド部の倒れ込み時におけるカーカス層の延在方向の内部
応力が折り返し部の位置では圧縮側となり、しかも、こ
の折り返し部内のコードは圧縮応力を受けたときの剛性
が極めて低い有機繊維であるためであることが判明した
。このことから内部応力が引張側である領域に折り返し
部の少なくとも一部を配置すれば、ビード部の剛性を高
めることができることがわかった。このため、有限要素
法を用いてビード部における応力分布を解析し、図３に
示すように、タイヤ外表面から本体部までの距離の　０
．６倍だけタイヤ外表面から離れた位置と本体部との間
において、内部応力が引張側であることを見いだした。 このことから、タイヤ外表面から折り返し部（少なくと
も折り返し部の半径方向外端）までの距離を、タイヤ外
表面から本体部までの距離の　０．６倍以上としたので
ある。ここで、内部応力の境界、即ち引張側から圧縮側
に変化する位置がタイヤ外表面から本体部までの距離の
　０．５倍ではなく　０．６倍であるのは、本体部は内
部に有機繊維が埋設されているため剛性が高いが、本体
部とタイヤ外表面との間はゴムだけで剛性が低く、この
結果、前記境界は本体部寄りとなるからである。なお、
図３においては、タイヤ外表面を０、本体部の厚さ方向
中央を１としている。次に、折り返し部と本体部との間
の距離が変化したときの、これら折り返し部と本体部と
の間の剪断歪を、有限要素法を用いて解析した。その結
果を図４に示すが、図４から明らかなように、タイヤ外
表面から折り返し部までの距離が、タイヤ外表面から本
体部までの距離の　０．９倍を超えると、剪断歪が急激
に増加するのである。このことから折り返し部は前記　
０．９倍の位置よりタイヤ外表面側に配置しなければな
らない。なお、図４においてはタイヤ外表面を０、本体
部の厚さ方向中央を１とし、また、タイヤ外表面から本
体部までの距離の０．９９倍の位置に折り返し部を配置
したときの剪断歪を１としている。ここで、折り返し部
を本体部とほぼ平行に延在させるようにする（この場合
には折り返し部と本体部との間の距離はいずれの位置で
もほぼ一定となる）と、前述のようにタイヤ外表面から
折り返し部までの距離を、タイヤ外表面から本体部まで
の距離の　０．６倍付近としたとき、ビード部の厚さが
非常に厚くなってしまうのである。このような事態を防
止するため、折り返し部を途中において本体部に向かっ
て急激に折り曲げることも考えられるが、このようにす
ると、該折り曲げ部に大きな応力が集中してしまうので
ある。このため、この発明では、折り返し部を、本体部
との間の距離が半径方向外側に向かうに従い漸減するよ
うに配置している。

【０００７】したがって、この発明は、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、内部にラジアル方向に延びる有機繊維コード
が埋設されたトロイダル状のカーカス層と、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
ジアルタイヤにおいて、ビードより軸方向内側に位置す
るカーカス層の本体部と前記カーカス層の折り返し部と
の間の距離を半径方向外側に向かうに従い漸減させると
ともに、前記折り返し部の半径方向外端を通る本体部に
対する法線上における、タイヤ外表面から折り返し部の
半径方向外端までの距離を、前記法線上におけるタイヤ
外表面から本体部までの距離の　０．６倍から　０．９
倍の範囲内と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、ビード部に引張側お
よび圧縮側の内部応力が発生する。ここで、前述のよう
にタイヤ外表面から折り返し部の半径方向外端までの距
離を、タイヤ外表面から本体部までの距離の　０．６倍
以上としたので、少なくとも折り返し部の半径方向外端
部が引張側内部応力の領域に位置することになり、ビー
ド部の剛性が高くなる。この結果、荷重転動時における
ビード部の軸方向外側への倒れ込み量が小さくなり、折
り返し部の半径方向外端における応力集中が緩和されて
セパレーションが抑制されるのである。また、タイヤ外
表面から折り返し部の半径方向外端までの距離を、前述
のようにタイヤ外表面から本体部までの距離の　０．９
倍以下としたので、負荷転動時に折り返し部と本体部と
の間に発生する剪断歪を小さな値に抑えることができ、
これらの間のセパレーションを抑制することができる。 さらに、本体部と折り返し部との間の距離を半径方向外
側に向かうに従い漸減させるようにしているので、ビー
ド部が異常に厚くなったり、折り返し部の一部に応力集
中が生じるようなことはない。

【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は一方のビード部１３から他方のビード部１３まで
延びるト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は内部にラジアル方向（子午
線方向）に延びる多数本の有機繊維コードが埋設された
少なくとも１枚、この実施例では１枚のカーカスプライ
１８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２２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２
２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介装さ
れ、これらのフィラー２３は硬質ゴムから構成されてい
る。前記カーカス層１７の半径方向外側にはベルト層２
５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。 前記ベルト層２５の半径方向外側にはトレッドとしての
トップトレッド３０が配置され、このトップトレッド３
０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、ビードシート部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Ｌ、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Ｌは、カーカス高さＨ（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Ｌ／Ｈの
値は折り返し高さＬ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、接地側のビード部１３が
荷重を受けて軸方向外側に倒れ込むが、前述のようにＬ
／Ｈの値が０．３３以下というように折り返し高さＬが
低いと、ビード部１３に対する補強効果が小さいため、
前記倒れ込み量が大きくなり、しかも、前記倒れ込みに
よりビード部１３内に生じる圧縮応力の領域に前記折り
返し部２２が配置されていると、該折り返し部２２に埋
設されている有機繊維コードの剛性が著しく小さくなる
ため、ビード部１３の倒れ込み量がさらに大きくなるの
である。

【００１２】このため、この実施例では、折り返し部２
２の半径方向外端４６を通り、かつ本体部２１に対して
直交する法線をＳとしたとき、該法線Ｓ上におけるタイ
ヤ外表面Ｆから折り返し部２２の半径方向外端４６まで
の距離Ｍを、前記法線Ｓ上におけるタイヤ外表面Ｆから
本体部２１までの距離Ｎの　０．６倍以上としている。 このように距離Ｍを距離Ｎの　０．６倍以上とすると、
少なくとも折り返し部２２の半径方向外端部が引張側内
部応力の領域に配置されることになり、これにより、折
り返し部２２、ひいてはビード部１３の剛性が高くなっ
てビード部１３の倒れ込み量が小さくなり、この結果、
折り返し部２２の半径方向外端４６での応力集中が緩和
されてセパレーションが効果的に抑制されるのである。 そして、前記Ｍ／Ｎの値が１に近くなるほど、引張側内
部応力の領域に位置する折り返し部２２の長さが長くな
ってビード部１３の剛性が向上するのである。但し、Ｍ
／Ｎの値が　０．９を超えると、タイヤ１１の負荷転動
時における折り返し部２２と本体部２１との間の剪断歪
が著しく大きくなり、この結果、長期間走行すると、折
り返し部２２と本体部２１との間にセパレーションが発
生するおそれがある。このため、前記Ｍ／Ｎの値は　０
．９以下でなければならない。なお、前記Ｍ／Ｎの値は
　０．６から　０．８の範囲であることが、前記セパレ
ーションを確実に防止するために好ましい。また、この
実施例では、本体部２１と折り返し部２２との間の距離
Ｐを半径方向外側に向かうに従い漸減させるようにして
いる。このように距離Ｐを漸減させる際、折り返し部２
２は直線状に延在していても、また、軸方向外側に凸状
に屈曲していても、軸方向内側に凹状に屈曲していても
よい。そして、前述のように距離Ｐを半径方向外側に向
かうに従い漸減させると、ビード部が異常に厚くなった
り、折り返し部の一部に応力集中が生じるようなことは
ない。なお、前記Ｈ、Ｌ、Ｍ、Ｎの値は、カーカス層１
７が１枚のカーカスプライ１８から構成されている場合
には、該カーカスプライ１８の厚さ方向中央において測
定した値とし、カーカス層１７が複数枚のカーカスプラ
イ１８から構成されている場合には、全カーカスプライ
１８の厚さ方向中央において測定した値とする。

【００１３】次に、試験例を説明する。この試験に当た
っては、Ｍ／Ｎの値が　０．３である比較タイヤ１と、
Ｍ／Ｎの値が　０．５である比較タイヤ２と、Ｍ／Ｎの
値が０．９５である比較タイヤ３と、Ｍ／Ｎの値が　０
．７である供試タイヤと、を準備した。ここで、各タイ
ヤはサイズが　１６５ＳＲ１３で、Ｌ／Ｈの値が０．２
１であり、また、５０％モジュラスが５０ｋｇ／ｃｍ２
の硬質ゴムフィラーおよび５０％モジュラスが２５ｋｇ
／ｃｍ２の硬質ゴムチェーファーを有している。次に、
このような各タイヤをリム径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。次に、このような各タイヤに８５０ｋｇｆ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８
０ｋｍ／ｈで４万ｋｍ走行させた。その結果は、比較タ
イヤ１では１万５千ｋｍ走行した時点で折り返し部の半
径方向外端部にセパレーションが発生し、比較タイヤ２
では２万５千ｋｍ走行した時点で折り返し部の半径方向
外端部にセパレーションが発生し、比較タイヤ３では２
万５千ｋｍ走行した時点で折り返し部と本体部との間に
セパレーションが発生したが、供試タイヤでは完走時点
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
、折り返し部の半径方向外端および折り返し部と本体部
との間の両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】図１のＡ部拡大断面図である。

【図３】ビード部における内部応力とタイヤ外表面から
の距離との関係を示すグラフである。

【図４】本体部と折り返し部との間における剪断応力と
タイヤ外表面から折り返し部までの距離との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

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、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トロイダル状
   のカーカス層と、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において、ビ
   ードより軸方向内側に位置するカーカス層の本体部と前
   記カーカス層の折り返し部との間の距離を半径方向外側
   に向かうに従い漸減させるとともに、前記折り返し部の
   半径方向外端を通る本体部に対する法線上における、タ
   イヤ外表面から折り返し部の半径方向外端までの距離を
   、前記法線上におけるタイヤ外表面から本体部までの距
   離の　０．６倍から　０．９倍の範囲内としたことを特
   徴とする空気入りラジアルタイヤ。