JPH054504A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 カーカス層のターンアップ部の端末でのセパ
レーションの発生を防止してビード部耐久性を向上させ
た空気入りラジアルタイヤを提供すること。 【構成】 本発明の空気入りラジアルタイヤは、正規リ
ムにリム組みして正規内圧を充填したときのカーカス層
２のサイドウオール間の幅が最大となるタイヤ表面の位
置をＢ、リムフランジＲの外径相当位置からトレッド３
方向にタイヤ回転軸に対し垂直に５mm離間したタイヤ表
面の位置をＡとし、前記内圧をゼロにしたときの前記Ａ
およびＢに対応するタイヤ表面の位置をそれぞれＡ' お
よびＢ' とするとき、前記ＡとＡ’との間隔ａおよびＢ
とＢ' との間隔ｂがａ＜ｂの関係を満足すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カーカス層のターンア
ップ部の端末でのセパレーションの発生を防止してビー
ド部耐久性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、タイヤのビード部には走行中に
圧縮力と引張力とが交互に繰り返しかかり、これにより
カーカス層のターンアップ部の端末に圧縮歪と引張り歪
が交互に作用するためその端末でカーカスコードとコー
トゴムとがセパレートしてビード部耐久性が低下してし
まう。この傾向は、特にカーカス層がスチールコードか
らなる重荷重用の空気入りラジアルタイヤにおいて顕著
である。

【０００３】従来、このようなセパレーションによるビ
ード部耐久性の低下を防止するには荷重負荷時のビード
部における歪みと応力からなる歪エネルギーの低減が有
利であるとされている。このため、例えば、タイヤが内
圧ゼロのときのカーカス層の形状を正規内圧を充填した
ときの平衡カーカスラインと同じにする方法、又は正規
内圧充填して正規荷重を負荷した時のカーカスラインの
形状をモールドのプロファイル形状と一致させる方法な
どがとられていた。

【０００４】しかし、前者の平衡カーカスラインと同じ
にする方法では、タイヤに正規内圧を充填することによ
るインフレート時のタイヤ成長からくる引張り歪をタイ
ヤ全体が受けることになり、しかも走行時にはビード部
が圧縮歪を受けるので圧縮歪と引張り歪とがビード部に
交互に作用することに変わりはなかった。また、正規内
圧充填／荷重負荷時のタイヤプロファイルにする方法で
は、内圧を充填したタイヤが荷重負荷を受けたときの歪
み、特にビード部が受ける圧縮歪は小さくなるものの、
逆にインフレート時には局部的に大きな引張り歪が発生
するため、カーカス層のターンアップ部の端末でのセパ
レーションの発生を十分に防止できないという問題があ
った。

【０００５】本発明者は、カーカス層のターンアップ部
の端末に起こるセパレーシヨンについて詳細を検討した
結果、従来提案されてきたいずれのカーカスプロファイ
ルを採用するにしろ、タイヤが負荷を受けて回転すると
きビード部に引張り歪と圧縮歪とが交互に繰り返される
状態が発生する限り、飛躍的なビード部耐久性の向上は
期待できないことを知見した。また、カーカスコードと
コートゴムとの剥離現象を観察した結果、引張り歪に比
べて圧縮歪の場合にはセパレーシヨンが起こりにくいこ
とを発見し、そのためタイヤ走行中において、カーカス
層のターンアップ部に常に圧縮歪のみが作用するように
すればいっそうのビード部耐久性の向上ができることを
見出した。ところで、重荷重用として使用されるタイヤ
は、一般に高い空気圧が充填されるために図２に示すよ
うにあたかもカーカス層が伸びたかのように内圧充填前
のタイヤ表面プロファイルＭは内圧充填後ではタイヤ表
面プロファイルＮとなり、タイヤ１０がひとまわり大き
く成長する。ところが実際にはカーカス層は殆ど伸び
ず、図３のようにビードコアのつぶれと伸びからカーカ
ス層の「引き出され現象」が発生していることが判明し
た。図３において、矢印ｍは内圧によるカーカス層、ビ
ードコアの動きを示す。ビードコア１は内圧充填により
点線の位置から実線の位置に変位する。また、図３にお
いて、矢印ｎは内圧によるカーカス層ターンアップ部の
端末付近のゴムの動きを示す。このカーカス層「引き出
され現象」がカーカス層ターンアップ部の端末付近に内
圧充填時の引張り歪みを与えている原因となるが、リム
組み性およびリムとの嵌合性を考慮するとビードコア１
は剛体であってはならず変形しないビードコア１を使用
することは実際には不可能である。調査の結果、このカ
ーカス層の引き出され量はカーカスラインと関係なく、
いずれのタイヤもリムフランジの拘束が解かれた直後の
タイヤ成長量と比例しており、カーカスライン最大幅位
置までタイヤ成長量を増やしていくことによりカーカス
層ターンアップ部の端末での引張り歪みを圧縮歪みに変
換できることを発見した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、走行
中においてカーカス層のターンアップ部に圧縮歪だけが
生じるようにすることによりその端末でのセパレーショ
ンの発生を防止してビード部耐久性を向上させた空気入
りラジアルタイヤを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の空気入りラジア
ルタイヤは、カーカス層の端部をビードコアの廻りにタ
イヤ内側から外側に折り返してターンアップさせ、この
ターンアップ部の端末をリム組み時のリムフランジより
もトレッド側に位置させてなる空気入りラジアルタイヤ
において、正規リムにリム組みして正規内圧を充填した
ときの前記カーカス層のサイドウオール間の幅が最大と
なるタイヤ表面の位置をＢ、リムフランジの外径相当位
置からトレッド方向にタイヤ回転軸に対し垂直に５mm離
間したタイヤ表面の位置をＡとし、前記内圧をゼロにし
たときの前記ＡおよびＢに対応するタイヤ表面の位置を
それぞれＡ' およびＢ' とするとき、前記ＡとＡ’との
間隔ａおよびＢとＢ' との間隔ｂがａ＜ｂの関係を満足
することを特徴とする。

【０００８】このように本発明では、ａ＜ｂの関係を満
足させたために、正規内圧充填時のインフレートにおい
てリムフランジ付近に比してカーカス層のサイドウオー
ル間の幅が最大となるタイヤ表面の位置（カーカスライ
ン最大幅位置）が外側に大きく張り出すようにカーカス
層が変形するので、カーカス層のターンアップ部の端末
が存在するリムフランジ上部 (リムフランジよりもトレ
ッド側) に、走行中においてラジアル方向の圧縮歪だけ
が生じるようにすることができる。そのため、その端末
でのセパレーションの発生が防止でき、その端末近縁に
おけるクラックの発生などの不具合を抑制することが可
能となり、これにより、ビード部耐久性を著しく向上さ
せることができる。

【０００９】以下、図を参照して本発明の構成につき詳
しく説明する。図１は本発明の正規内圧充填後の空気入
りラジアルタイヤの一例の子午線方向半断面説明図であ
る。図１において、タイヤ１０ではカーカス層２の端部
がビードコア１の廻りにタイヤ内側から外側に折り返さ
れてターンアップされ、このターンアップ部の端末２ａ
がリム組み時のリムフランジよりもトレッド３側に位置
している。トレッド３では、カーカス層２の外側に３層
のベルト層４がタイヤ周方向に１周に亘って環状に配置
されている。カーカス層２のターンアップ部の外側に
は、ビード部の剛性を上げるためにスチールコードから
なるチェーファー６とターンアップ部の端末２ａを保護
するためのナイロンコード等の有機繊維コードからなる
チェーファー５が配置されている。なお、チェーファー
５および６の配置は任意である。

【００１０】このタイヤ１０のタイヤ表面プロファイル
を図４に示す。図４において、Ｔはタイヤ１０を正規リ
ムにリム組みして正規内圧を充填したときのタイヤ表面
プロファイルであり、また、Ｔ' はその正規内圧を除い
たときのタイヤ表面プロファイルである。ここで、 "正
規内圧を充填した" とは、 JATMA (日本タイヤ協会規
格) に規定された空気圧となるように空気がタイヤ内に
充填されたことをいう。

【００１１】図４において、タイヤを正規リムにリム組
みして正規内圧を充填したときのタイヤ表面プロファイ
ルＴにおけるカーカス層のサイドウオール間の幅が最大
となるタイヤ表面位置をＢ、リムフランジＲの外径相当
位置からトレッド方向にタイヤ回転軸に対し垂直に５mm
離間したタイヤ表面位置をＡ、タイヤ回転軸に対して垂
直方向のＡとＢとの間隔をＬとする。ｔはリムフランジ
Ｒの外径を表わす。また、正規内圧を除いたとき、すな
わち正規内圧をゼロにしたときのタイヤ表面プロファイ
ルＴ' において、前記ＡおよびＢに対応するタイヤ表面
位置をそれぞれＡ' およびＢ' とする。すなわち、ビー
ドヒールＣを基準点とする図４のＸ−Ｙ座標において
は、それぞれ、Ｂ（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）、Ｂ' （Ｘ₁ ’，
Ｙ₁ ）、Ａ（Ｘ ₂ ，Ｙ₂ ）、Ａ'（Ｘ₂ ’，Ｙ₂ ）とな
る。

【００１２】このようにそれぞれの位置を定めた場合
に、本発明においては、ＢとＢ' との間隔をｂ、Ａと
Ａ' との間隔をａとしてａ＜ｂとする。好ましくは、８
×10^-3≦(ｂ−ａ) ／Ｌ≦１×１０^-1とする。ａ≧ｂの
場合には正規内圧充填時のインフレートにおいてリムフ
ランジＲ付近のカーカス層がタイヤ最大幅位置のカーカ
ス層に比して逆に大きく張り出すようになるからであ
る。ここで、 (ｂ−ａ) ／Ｌの値が８×10^-3未満では満
足したビード部耐久性が得られず、一方、１×１０^-1超
ではタイヤ製造上の問題がある。

【００１３】なお、位置ＡをリムフランジＲの外径相当
位置から５mmとしたのは、この位置よりリムフランジ側
では、リムフランジによる拘束が解かれたばかりでタイ
ヤの成長が不十分なためである。一方、位置Ｂをカーカ
ス層のサイドウオール間の幅が最大となるタイヤ表面位
置（カーカスライン最大幅位置、タイヤ最大幅位置に同
じ）としたのは、この位置から位置Ａまでの間にカーカ
ス層やチェーファーの端部が配置されるからである。

【００１４】本発明では、ａ＜ｂとしたために、図５に
示すようにタイヤ表面プロファイルが内圧充填前の場合
Ｔ’に比して正規内圧を充填した場合Ｔおよび正規内圧
充填／荷重負荷した場合Ｔ₁ に変化して、それぞれタイ
ヤ表面がリムフランジからタイヤ最大幅位置までの範囲
において外側に大きく張り出すことになる。この範囲内
においてビード部には、カーカス層２のターンアップ部
の端末が存在する。ｈはリムフランジＲからカーカス層
２のターンアップ部の端末までの高さである。このた
め、この範囲内のカーカス層のターンアップ部の端末の
歪がタイヤ１回転に際して図７および図８に示すように
タイヤ１０の路面１１に対する非接地部分においてもマ
イナス側 (圧縮側) となる。これに対して、従来の空気
入りラジアルタイヤではａ≧ｂであるために、図６に示
すようにタイヤ表面プロファイルが内圧充填前の場合
Ｔ’に比して正規内圧を充填した場合Ｔでは全く張り出
さず正規内圧充填／荷重負荷した場合Ｔ₁でのみ外側に
大きく張り出すことになる。ｈはリムフランジＲからカ
ーカス層２のターンアップ部の端末までの高さである。
このため、ビード部のカーカス層２のターンアップ部の
端末の歪がタイヤ１回転に際して図７および図８に示す
ようにタイヤ１０の路面１１に対する非接地部分におい
てマイナス側 (圧縮側) からプラス側 (引張側) への反
復されることになり、カーカス層のターンアップ部の端
末でセパレーションが生じてしまう。

【００１５】したがって、本発明の空気入りラジアルタ
イヤにおいては、カーカス層のターンアップ部の端末近
辺から引張り歪が排除され、タイヤが一回転する間に圧
縮のみが繰り返されることになるため、その端末で問題
となっていたセパレーションによるクラック発生などの
不具合を抑えることができ、ビード部耐久性を著しく向
上させることが可能となる。

【００１６】上述した本発明の空気入りラジアルタイヤ
は、例えば、図９に示す如くカーカスラインが半径Ｒ_A
の凸部分と半径Ｒ_C の凹部分と半径Ｒ_B の凸部分とから
なる形状になるように加硫金型により成形加硫すること
により得られる。一方、従来の空気入りラジアルタイヤ
は上記半径Ｒ_C の凹部分がないため、空気圧充填により
タイヤ最大幅位置が外側に大きく張り出すように変形す
ることがない。

【００１７】

【実施例】下記の諸元を有する図１のタイヤ構造の空気
入りラジアルタイヤを製造し (本発明タイヤ１〜２、従
来タイヤ１〜２) 、これらのタイヤについて正規リム、
JATMA 115 ％空気圧、JATMA 210 ％荷重、45 km ／ｈの
速度の条件で室内耐久試験（ドラムテスト）を行い、ビ
ード部に故障が生じるまでの走行距離 (指数) でビード
部耐久性を評価した。この結果を表１に示す。

【００１８】タイヤサイズ ： 225/80R 17.5 14PRLT カーカス層２ ： スチールコード カーカス層２のターンアップ部の端末２ａの位置：リム
フランジからカーカスプロファイルに沿ってトレッド方
向25 mm チェファー５ ： ナイロンコード チェファー６ ： スチールコード ベルト層４ ： スチールコード

【００１９】

【００２０】表１の結果から明らかなように、ａ＜ｂと
した本発明の空気入りラジアルタイヤ (本発明タイヤ１
〜２) は、ビード部のカーカス層のターンアップ部の端
末におけるセパレーションが抑制され、ビード部耐久性
がきわめてすぐれている。なお、本発明タイヤ２ではタ
ーンアップ部の端末でのセパレーシヨンが発生する前
に、ベルト層端末でのセパレーシヨンが発生したため、
耐久試験を中止した。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ａ
＜ｂとしたために、従来タイヤに比してビード部に故障
が生じるまでの走行距離を大幅に延ばすことが可能とな
り、ビード部耐久性が向上される。本発明は、特に、ト
ラックやバスなどの重荷重用タイヤとして好適である。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の正規内圧充填後の空気入りラジアルタ
イヤの一例の子午線方向半断面説明図である。

【図２】従来のラジアルタイヤに空気圧を充填した前後
におけるタイヤ表面プロファイル形状を説明する図であ
る。

【図３】空気圧充填前後のビード部におけるカーカス
層、ビードコア、およびその周辺ゴムの動きを説明する
図である。

【図４】本発明のラジアルタイヤの空気圧充填前後にお
けるタイヤ表面プロファイルを説明する図である。

【図５】本発明のラジアルタイヤの空気圧充填前後およ
び負荷時におけるタイヤ表面プロファイルを説明する図
である。

【図６】従来のラジアルタイヤの空気圧充填前後および
負荷時におけるタイヤ表面プロファイルを説明する図で
ある。

【図７】タイヤが路面に接地している様子を示す説明図
である。

【図８】タイヤ走行時にビード部のカーカス層のターン
アップ部の端末に発生する歪の変化を説明する図であ
る。

【図９】本発明のラジアルタイヤの空気圧充填前の形状
を説明する図である。

【符号の説明】

１ ビードコア ２ カーカス層 ３ トレッド ４ ベルト層 ５ チェーファー ６ チェーファー １０ タイヤ １１ 路面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーカス層の端部をビードコアの廻りに
   タイヤ内側から外側に折り返してターンアップさせ、こ
   のターンアップ部の端末をリム組み時のリムフランジよ
   りもトレッド側に位置させてなる空気入りラジアルタイ
   ヤにおいて、正規リムにリム組みして正規内圧を充填し
   たときの前記カーカス層のサイドウオール間の幅が最大
   となるタイヤ表面の位置をＢ、リムフランジの外径相当
   位置からトレッド方向にタイヤ回転軸に対し垂直に５mm
   離間したタイヤ表面の位置をＡとし、前記内圧をゼロに
   したときの前記ＡおよびＢに対応するタイヤ表面の位置
   をそれぞれＡ' およびＢ' とするとき、前記ＡとＡ’と
   の間隔ａおよびＢとＢ'との間隔ｂがａ＜ｂの関係を満
   足する空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 前記Ａと前記Ｂとのタイヤ回転軸に対し
   て垂直方向に離間する間隔をＬとした場合における (ｂ
   −ａ) ／Ｌの値が、８×10^-3〜１×10^-1である請求項１
   の空気入りラジアルタイヤ。