JP3669656B2 - Heavy duty pneumatic radial tire - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラック、バス、産業車両、建設車両等に装着される重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、詳しくは、ビード部を改良することにより耐久性の向上および軽量化の達成された重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、負荷転動時にリムとの間で接触、離脱を繰返す接離領域におけるゴムチェーファー(以下「アブレージョンゴム」と称する)とサイドウォールゴムとカーカスプライ層の折返し部との間に、保護部材、例えば、ゴム保護部材が介装され、この保護部材にリムフランジからの反力が圧縮応力として作用するため、この圧縮応力を受けて潰れる保護部材にクッション効果を付与すべく、これを屈曲性に優れた低モジュラスの単一ゴムまたは複数種のゴムから構成することが知られている。
【0003】
また、かかる圧縮応力を受けて潰れるビードゴムのゴムの容量を増大させてビード部の倒れ込み入力による曲げ剛性を向上させる試みもなされている。
【0004】
さらに、特開平1−266003号公報に開示されている如く、スチールワイヤチェーファーまたは有機繊維チェーファーをビードコアに巻き付けて配置させることにより、これらの部材および周辺に生ずる応力および歪の集中を抑制し、これによりビード部の耐久性の向上を図ろうとする試みもなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の手法を採用しても以下の如き問題があった。
即ち、上述の保護部材を屈曲性に優れた低モジュラスの単一ゴムまたは複数種のゴムから構成したり、容量を増大させたりすると、カーカスプライ層の巻き上げ側近傍における耐セパレーション性は確かに向上するものの、アブレーションゴムとリムフランジとの剪断力により発生するリムずれやアブレーションゴムの表面クラックを抑えることはできなかった。
【0006】
また、スチールワイヤチェーファーまたは有機繊維チェーファーをビードコアに巻き付けて配置させ場合には、カーカスプライ層の巻き上げ側近傍におけるセパレーションやアブレーションゴムの表面クラックの発生を抑制する効果はあるものの、チェーファー端セパレーションやチェーファーのコード破断を招くおそれがあった。
【0007】
そこで本発明の目的は、ビード部における保護部材のゴムの容量を増大させたりスチールワイヤチェーファー等の繊維チェーファーを配置させることなく、ビード部におけるカーカスプライ層の巻き上げ側近傍における耐セパレーション性を向上させると同時に、耐リムずれ性やアブレーションゴム表面の耐クラック性を改善し、耐久性の向上および軽量化を実現した重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、円筒状のトレッド部と、トレッド部の両端から半径方向内側に延びる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部のタイヤ半径方向内端に連なりリムに着座される一対のビード部とを備え、各ビード部は、一枚のカーカスプライ層がビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されて巻き上げられているとともに、リムに当接される領域に、該カーカスプライ層の折返し部とリムに沿って延びるゴムチェーファーが配設されている重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、負荷転動時にリムフランジとの間で接触離脱を繰返す接離領域におけるゴムチェーファーと、サイドウォールゴムと、カーカスプライ層との間にエラストマー保護部材(A)が、また前記エラストマー保護部材(A)と前記カーカスプライ層との間にエラストマー層(B)が、夫々タイヤ全周に亘り介装され、
前記エラストマー層(B)のタイヤ半径方向幅は前記エラストマー保護部材(A)のタイヤ半径方向幅の1/3〜2/3であり、かつ前記エラストマー層(B)の下端がリムフランジ高さの1/2〜2/3で、上端が折返しカーカスプライ端より下方に位置し、
前記エラストマー層(B)の動的貯蔵弾性率Eb’とエラストマー保護部材(A)の動的貯蔵弾性率E’aとの比(E’b/E’a)が次式、
1<E’b/E’a<5
で表される関係を満足することを特徴とするものである。
【0009】
本発明者らは、上述の如く、ビード部のエラストマー保護部材(A)の内層側にさらにエラストマー層(B)を特定の条件下で配置させることにより、ビード部におけるカーカスプライ層の巻き上げ側近傍における耐セパレーション性とアブレーションゴム表面の耐クラック性とが両立することを見出し、上述の本発明を完成するに至ったのである。
【0010】
本発明の如く、エラストマー保護部材(A)の内層側にエラストマー層(B)を配置させることにより、リムフランジからの突き上げ入力が緩衝され、カーカスプライ層の巻き上げ側近傍の剪断入力を抑制することができると同時に、繊維保護層の如き周辺ゴムとの大きな剛性差を生じないので、エラストマー層(B)を核とした故障に至らず、よって上述の両立が可能となった。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの好適例を図面に基づき具体的に説明する。
図1に、本発明を18:00R33ラグパターンの大型空気入りラジアルタイヤに適用した例を示す。かかるタイヤのビード部1は、一枚のカーカスプライ層2がビードコア3の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されて巻き上げられている。また、リム5に当接される領域には、カーカスプライ層2の折返し部とリムに沿って延びるゴムチェーファー4が配設されている。
【0012】
かかるゴムチェーファー4において、負荷転動時にリムフランジとの間で接触離脱を繰返す接離領域にはアブレージョンゴム7が存在し、このアブレージョンゴム7とサイドウォールゴム6とカーカスプライ層2との間にエラストマー保護部材(A)がタイヤ全周に亘り介装されている。また、かかるエラストマー保護部材(A)とカーカスプライ層2との間にエラストマー層(B)がタイヤ全周に亘り同様に介装されている。
【0013】
エラストマー保護部材(A)の下方の始端部は、リムフランジ高さ(H)の略1/2の高さとすることが好ましく、ここから、スチールコードのカーカスプライ層2の巻き上げ部に沿って上方に延在させる。かかるエラストマー保護部材(A)のタイヤ半径方向の幅(WA)は、好ましくは140〜160mmである。
【0014】
一方、エラストマー層(B)のタイヤ半径方向の幅(WB)はエラストマー保護部材(A)のタイヤ半径方向幅(WA)の1/3〜2/3、好ましくは1/2〜2/3であり、かつエラストマー層(B)の下端がリムフランジ高さの1/2〜2/3で、上端が折返しカーカスプライ端より下方に位置させる。
【0015】
エラストマー層(B)のタイヤ半径方向幅がエラストマー保護部材(A)のタイヤ半径方向幅の1/3未満であるとカーカスプライ層の巻き上げ側近傍における耐セパレーション性に効果がない。一方、2/3を超えるとエラストマー層(B)の中央部、エラストマー保護部材(A)とエラストマー層(B)の界面位置からエラストマー層(B)の内部にゴム破壊が発生する。また、エラストマー層(B)の下端がリムフランジ高さの1/2未満であるとプライ近傍の耐セパレーション性、アブレージョンゴム表面の耐クラック性のいずれに対しても効果がなく、また生産性上も好ましくない。一方、2/3を超えると耐リムずれ性やアブレージョンゴム表面の耐クラック性に効果がない。さらに、エラストマー層(B)の上端が折返しカーカスプライ端より上方に位置すると、カーカスプライ端からセパレーションが発生し、エラストマー保護部材(A)内に亀裂が進展し故障に至る。
【0016】
エラストマー保護部材(A)の肉厚の最大部分の厚さは、好ましくは10〜18mmである。また、エラストマー層(B)の厚さは、好ましくはエラストマー保護部材(A)の肉厚の最大部分の厚さの1/4〜1/2である。
【0017】
また、エラストマー層(B)の動的貯蔵弾性率E’bとエラストマー保護部材(A)の動的貯蔵弾性率E’aとの比(E’b/E’a)は次式、
1<Eb’/Ea’<5
好ましくは、次式、
2<Eb’/Ea’<4
で表される関係を満足するようにする。この比が1以下であるとカーカスプライ層の巻き上げ側近傍を核としたセパレーションがエラストマー層(B)内で発生し、周上に進展してしまう。一方、5以上であるとエラストマー保護部材(A)とエラストマー層(B)の界面またはエラストマー層(B)内でセパレーションが発生してしまう。
【0018】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
図1に示す構造タイプの18:00R33ラグパターンの大型空気入りラジアルタイヤにおいて、エラストマー保護部材(A)およびエラストマー層(B)の動的貯蔵弾性率E’並びにエラストマー層(B)の配置状態を下記の表1に示す如く組合わせて、各種供試タイヤを製造した。なお、いずれのタイヤにおいても、エラストマー保護部材(A)の下方の始端部はリムフランジ高さ(H)の1/2の高さのところであり、また、タイヤ半径方向の幅(WA)は150mmである。さらに、エラストマー保護部材(A)の肉厚の最大部分の厚さは、12mmである。また、エラストマー層(B)を適用したものについては、いずれもその厚さはエラストマー保護部材(A)の肉厚の最大部分の厚さの1/3である。
【0019】
エラストマー保護部材(A)およびエラストマー層(B)の動的貯蔵弾性率E’は、東洋精機(株)製のスペクトロメータを用いて、幅5mm、厚さ2mm、長さ20mmの試験片を初期荷重150g、振動数50Hz、動歪1%にて30℃で測定した。
【0020】
また、上記試作タイヤを用いて、正規内圧、速度40km/時、正規荷重より20%高荷重の入力下でスリップアングルを一定間隔で最大3°加え、従来の構成タイヤ(比較例1)が故障にて停止する時間まで各供試タイヤをドラム走行させ、カーカスプライ層の巻き上げ側近傍における耐セパレーション性およびアブレーションゴム表面の耐クラック性を評価した。得られた結果を下記の表1に示す。
【0021】
【表1】
*1 リムフランジ高さの1/2より上方から配置
*2 上端が折返しカーカスプライ端より上方に位置
*3 カーカスプライ層の巻き上げ側近傍を核としてエラストマー層(B)内へセパレーションが進展
*4 エラストマー保護部材(A)とエラストマー層(B)の界面、およびカーカスプライ層の巻き上げ側近傍にてセパレーション発生
*5 エラストマー層(B)の中央部、エラストマー保護部材(A)とエラストマー層(B)の界面位置からエラストマー層(B)の内部にゴム破壊が発生
*6 カーカスプライ層の巻き上げ側近傍においてセパレーションの発生はなかったが、折返しカーカスプライ端からエラストマー保護部材(A)へセパレーション発生
【0022】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、ビード部のエラストマー保護部材(A)の内層側にさらにエラストマー層(B)を特定の条件下で配置させたことにより、保護部材のゴムの容量を増大させたりスチールワイヤチェーファー等の繊維チェーファーを配置させなくとも、ビード部におけるカーカスプライ層の巻き上げ側近傍等における耐セパレーション性が向上し、同時に、アブレーションゴム表面の耐クラック性が改善され、結果として、耐久性の向上、タイヤの軽量化およびコストダウンが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例タイヤの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ビード部
2 カーカスプライ層
3 ビードコア
4 ゴムチャーファー
5 リム
6 サイドウォール
7 アブレーションゴム
A エラストマー保護部材(A)
B エラストマー層(B)
H リムフランジ高さ
WA エラストマー保護部材(A)のタイヤ半径方向の幅
WB エラストマー層(B)のタイヤ半径方向の幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heavy-duty pneumatic radial tire mounted on a truck, a bus, an industrial vehicle, a construction vehicle, or the like, and more particularly, the heavy-duty air that is improved in durability and reduced in weight by improving a bead portion. Related to radial tires.
[0002]
[Prior art]
In conventional heavy-duty pneumatic radial tires, rubber chafers (hereinafter referred to as “ablation rubbers”), sidewall rubber and carcass ply layers in contact / separation regions that repeatedly contact and disengage with the rim during rolling rolling A protective member, for example, a rubber protective member, is interposed between the folded portion and the reaction force from the rim flange acts as a compressive stress on the protective member. It is known that this is composed of a single rubber or a plurality of types of rubbers having excellent flexibility.
[0003]
Attempts have also been made to increase the bending rigidity of the bead part by increasing the capacity of the bead rubber that is crushed by the compressive stress.
[0004]
Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-266003, the steel wire chafer or the organic fiber chafer is wound around the bead core so as to suppress the concentration of stress and strain generated in these members and the periphery. Thus, an attempt has been made to improve the durability of the bead portion.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the above-described conventional method is adopted, there are the following problems.
In other words, if the above-mentioned protective member is made of a low modulus single rubber or multiple types of rubbers with excellent flexibility, or if the capacity is increased, the separation resistance in the vicinity of the winding side of the carcass ply layer is surely improved. However, it was not possible to suppress the rim shift caused by the shearing force between the ablation rubber and the rim flange and the surface crack of the ablation rubber.
[0006]
In addition, when a steel wire chafer or an organic fiber chafer is wound around a bead core, there is an effect of suppressing the occurrence of separation near the winding side of the carcass ply layer and surface cracks of the ablation rubber, but at the end of the chafer There was a risk of causing separation and chafer cord breakage.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to increase the separation resistance in the vicinity of the winding side of the carcass ply layer in the bead portion without increasing the capacity of the rubber of the protective member in the bead portion or arranging a fiber chafer such as a steel wire chafer. The object is to provide a heavy-duty pneumatic tire that improves rim displacement resistance and crack resistance on the surface of the ablation rubber and improves durability and weight reduction.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a heavy-duty pneumatic radial tire according to the present invention includes a cylindrical tread portion, a pair of sidewall portions extending radially inward from both ends of the tread portion, and a tire radius of each sidewall portion. A pair of bead portions connected to the inner end in the direction and seated on the rim, and each bead portion has a carcass ply layer folded around the bead core from the inside of the tire to the outside and wound on the rim. In a heavy-duty pneumatic radial tire in which a folded portion of the carcass ply layer and a rubber chafer extending along the rim are disposed in the contact area, contact with and from the rim flange is removed when the load is rolled. An elastomer protective member (A) is provided between the rubber chafer, the side wall rubber, and the carcass ply layer in the repeated contact / separation region. Serial elastomeric protective member elastomeric layer between (A) and the carcass ply layer (B) is interposed over each tire whole circumference,
The tire radial direction width of the elastomer layer (B) is 1/3 to 2/3 of the tire radial direction width of the elastomer protective member (A), and the lower end of the elastomer layer (B) has a rim flange height. 1/2 to 2/3, the upper end is located below the folded carcass ply end,
The ratio (E′b / E′a) between the dynamic storage elastic modulus Eb ′ of the elastomer layer (B) and the dynamic storage elastic modulus E′a of the elastomer protective member (A) is:
1 <E'b / E'a <5
It is characterized by satisfying the relationship represented by
[0009]
As described above, the present inventors further arrange the elastomer layer (B) on the inner layer side of the elastomer protective member (A) in the bead portion under a specific condition, thereby making the vicinity of the winding side of the carcass ply layer in the bead portion. The inventors have found that both the separation resistance and the crack resistance of the surface of the ablation rubber are compatible with each other, and the present invention has been completed.
[0010]
As in the present invention, by disposing the elastomer layer (B) on the inner layer side of the elastomer protective member (A), the push-up input from the rim flange is buffered, and the shear input near the roll-up side of the carcass ply layer is suppressed. At the same time, there is no significant difference in rigidity from the surrounding rubber such as the fiber protective layer, so that the failure with the elastomer layer (B) as a core does not occur, and the above-mentioned compatibility can be achieved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred example of the heavy duty pneumatic radial tire of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a large pneumatic radial tire having a 18: 00R33 lag pattern. The bead portion 1 of such a tire is wound up with a single
[0012]
In such a
[0013]
The lower starting end of the elastomer protective member (A) is preferably approximately half the height of the rim flange (H). From here, the upper end along the winding portion of the
[0014]
On the other hand, the width (W B ) of the elastomer layer (B) in the tire radial direction is 1/3 to 2/3, preferably 1/2 to 2/2, of the width of the elastomer protective member (A) in the tire radial direction (W A ). 3 and the lower end of the elastomer layer (B) is 1/2 to 2/3 of the height of the rim flange, and the upper end is positioned below the end of the folded carcass ply.
[0015]
When the tire radial direction width of the elastomer layer (B) is less than 1/3 of the tire radial direction width of the elastomer protective member (A), there is no effect on the separation resistance in the vicinity of the winding side of the carcass ply layer. On the other hand, when the ratio exceeds 2/3, rubber breakage occurs in the elastomer layer (B) from the central portion of the elastomer layer (B) and the interface position between the elastomer protective member (A) and the elastomer layer (B). Further, if the lower end of the elastomer layer (B) is less than half of the rim flange height, there is no effect on both the separation resistance in the vicinity of the ply and the crack resistance on the surface of the abrasion rubber. Is also not preferred. On the other hand, if it exceeds 2/3, there is no effect on the resistance to rim displacement and crack resistance on the surface of the abrasion rubber. Further, when the upper end of the elastomer layer (B) is positioned above the folded carcass ply end, separation occurs from the carcass ply end, and a crack develops in the elastomer protective member (A) to cause a failure.
[0016]
The thickness of the maximum thickness portion of the elastomer protective member (A) is preferably 10 to 18 mm. The thickness of the elastomer layer (B) is preferably ¼ to ½ of the thickness of the maximum portion of the thickness of the elastomer protective member (A).
[0017]
The ratio (E′b / E′a) between the dynamic storage elastic modulus E′b of the elastomer layer (B) and the dynamic storage elastic modulus E′a of the elastomer protective member (A) is:
1 <Eb ′ / Ea ′ <5
Preferably, the following formula:
2 <Eb ′ / Ea ′ <4
To satisfy the relationship expressed by When this ratio is 1 or less, separation with the vicinity of the winding side of the carcass ply layer as a nucleus occurs in the elastomer layer (B) and progresses to the periphery. On the other hand, if it is 5 or more, separation will occur at the interface between the elastomer protective member (A) and the elastomer layer (B) or in the elastomer layer (B).
[0018]
【Example】
The present invention will be specifically described below based on examples.
In the large pneumatic radial tire of the 18: 00R33 lag pattern of the structural type shown in FIG. 1, the dynamic storage elastic modulus E ′ of the elastomer protective member (A) and the elastomer layer (B) and the arrangement state of the elastomer layer (B) are shown. Various test tires were manufactured in combination as shown in Table 1 below. In any tire, the lower end of the elastomer protective member (A) is half the rim flange height (H), and the width in the tire radial direction (W A ) is 150 mm. Furthermore, the thickness of the maximum thickness portion of the elastomer protective member (A) is 12 mm. Moreover, as for what applied the elastomer layer (B), the thickness is 1/3 of the thickness of the largest part of the thickness of an elastomer protective member (A).
[0019]
The dynamic storage elastic modulus E ′ of the elastomer protective member (A) and the elastomer layer (B) was initially measured using a spectrometer manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. with a width of 5 mm, a thickness of 2 mm, and a length of 20 mm. Measurement was performed at 30 ° C. under a load of 150 g, a frequency of 50 Hz, and a dynamic strain of 1%.
[0020]
In addition, using the prototype tire described above, a normal internal pressure, a speed of 40 km / hour, and 20% higher than the normal load, the slip angle was added at a maximum of 3 ° at regular intervals, and the conventional tire (Comparative Example 1) failed. Each test tire was run on a drum until it was stopped at, and the separation resistance near the winding side of the carcass ply layer and the crack resistance of the ablation rubber surface were evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
[0021]
[Table 1]
* 1 Arranged from above 1/2 of the rim flange height * 2 Upper end folded back and positioned above the carcass ply end * 3 Separation progressed into the elastomer layer (B) with the carcass ply layer near the winding side * 4 Separation occurs at the interface between the elastomer protective member (A) and the elastomer layer (B), and in the vicinity of the winding side of the carcass ply layer. * 5 The central portion of the elastomer layer (B), the elastomer protective member (A) and the elastomer layer (B) * 6 Separation occurred from the folded carcass ply end to the elastomer protective member (A), although there was no separation in the vicinity of the carcass ply layer on the winding side. ]
【The invention's effect】
As described above, in the heavy-duty pneumatic radial tire of the present invention, the elastomer layer (B) is further arranged under specific conditions on the inner layer side of the elastomer protective member (A) of the bead part. Even without increasing the rubber capacity of the protective member or arranging a fiber chafer such as a steel wire chafer, the separation resistance in the vicinity of the winding side of the carcass ply layer in the bead portion is improved. Crack resistance has been improved, and as a result, durability has been improved, tire weight has been reduced, and costs have been reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an example tire of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Bead
B Elastomer layer (B)
H Rim flange height W A Width of the elastomer protective member (A) in the radial direction of the tire W B Width of the elastomer layer (B) in the radial direction of the tire
Claims (1)
負荷転動時にリムフランジとの間で接触離脱を繰返す接離領域におけるゴムチェーファーと、サイドウォールゴムと、カーカスプライ層との間にエラストマー保護部材(A)が、また前記エラストマー保護部材(A)と前記カーカスプライ層との間にエラストマー層(B)が、夫々タイヤ全周に亘り介装され、
前記エラストマー層(B)のタイヤ半径方向幅は前記エラストマー保護部材(A)のタイヤ半径方向幅の1/3〜2/3であり、かつ前記エラストマー層(B)の下端がリムフランジ高さの1/2〜2/3で、上端が折返しカーカスプライ端より下方に位置し、
前記エラストマー層(B)の動的貯蔵弾性率Eb’とエラストマー保護部材(A)の動的貯蔵弾性率E’aとの比(E’b/E’a)が次式、
1<E’b/E’a<5
で表される関係を満足することを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。A cylindrical tread portion, a pair of sidewall portions extending radially inward from both ends of the tread portion, and a pair of bead portions seated on the rim connected to the tire radial inner end of each sidewall portion, In the bead portion, a single carcass ply layer is folded and rolled up around the bead core from the inside of the tire to the outside. In a heavy-duty pneumatic radial tire provided with an extending rubber chafer,
An elastomer protective member (A) is provided between the rubber chafer, the side wall rubber, and the carcass ply layer in the contact / separation region where contact and separation are repeated with the rim flange during load rolling, and the elastomer protective member (A ) And the carcass ply layer, the elastomer layer (B) is interposed over the entire circumference of the tire,
The tire radial direction width of the elastomer layer (B) is 1/3 to 2/3 of the tire radial direction width of the elastomer protective member (A), and the lower end of the elastomer layer (B) has a rim flange height. 1/2 to 2/3, the upper end is located below the folded carcass ply end,
The ratio (E′b / E′a) between the dynamic storage elastic modulus Eb ′ of the elastomer layer (B) and the dynamic storage elastic modulus E′a of the elastomer protective member (A) is:
1 <E'b / E'a <5
A heavy-duty pneumatic radial tire characterized by satisfying the relationship expressed by:
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