JPH01111504A - 重荷重用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】 （産業上の利用分野） トラック、バスなど、いわゆる重荷重用空気入リラジア
ルタイヤそれもとくに、金属例えば鋼ワイヤのコードよ
り成る少なくとも一のプライをカーカス本体の主補強と
する空気入りラジアルタイヤのビード部におけるカーカ
スプライの折返し形状とビード部の外輪郭形状、さらに
はビード部ゴムストック配置の改良に関連して、優れた
ビード部耐久性をもつ、重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤを提供しようとするものである。

（従来の技術） ビード部におけるカーカスプライの折返しについて、そ
の末端とビードコアとの最短距離に対してより長くなる
ように曲げることにより、ゴムとの間のセパレーション
を防止し、ビード部耐久性を改善する試みは、特公昭５
４−５６４号公報に開示されてはいるが、そのプライコ
ードとして、ポリアミドのような有機繊維を用いた事例
を掲げて、とくに軽いカーカスを用いることのできるカ
ーカス折返し部分の配置法について論じられている。

（発明が解決しようとする問題点） カーカスプライの折返しの末端をカーカス本体からでき
るだけ離すことにより、それらの間に介在させるゴムス
トックの量を多くできて、該末端での応力集中を減じ得
る利点はあるが、この場合プライコードとして剛性の著
しく高い鋼ワイヤを用いたとき、それに特有な、次の問
題を生じる。

−ａにタイヤに内圧が充てんされるとビード部は全体と
して引伸ばされ、この際に剛い折返しを境にしてその上
、下に剛性の較差を生じ、その結果折返しの端末部の上
方で下方に比してより大きいビード部ゴム表面層の伸び
がもたらされてそのゴム表面層が凹み勝ちとなり、この
凹みは、タイヤの路上走行による荷重下の転勤につれて
カーカスの折返しが半径方向内方へ逐次に引張られ、折
返し末端付近のゴム表面層もこれに追随する、くり返し
変形によって、終に疲労を生じるに至り、上記の凹みを
起点とするクランクが発生するようになるとともに、上
記の伸びはまた折返しの端末部にセパレーションを起す
誘因となり、これらが相まってこの種タイヤのビード部
耐久性を低下させる。

従って上記のような凹みの発生を未然に防止するように
して、ビード部ゴム表面層のクランクによる耐久性劣化
の原因をなくすることが、この発明の第１の目的である
。

一方において上記した折返しの端末部におけるセパレー
ションは、まずその末端での周辺ゴムの亀裂が発端とな
りその進展によって結果され、この亀裂は、荷重下に生
じるビード部の変形による折返し端末部の末端での繰返
し応力集中と、このような変形の繰返しによる温度上昇
の下で鋼ワイヤコードとゴムとの界面接着力低下及びゴ
ム自身の耐亀裂進展性の劣化がその原因であるところ、
このような、問題点を、タイヤ重量やコストの増加を最
小限に抑制しつつ折返し端末部の末端にはじまる亀裂の
発生とその進展を有利に阻止するこａがこの発明の第２
の目的である。

（問題点を解決するための手段） 上記各目的は次の事項を構成の骨子とすることによって
を効に達成される。

鋼ワイヤのコードよりなる少なくとも一のプライを用い
たカーカス本体を主補強とする重荷重用空気入りタイヤ
にして、上記プライの少なくとも−を、その両側縁にて
それぞれビードコアのまわりにタイヤの内から外へ、上
記コードが実質的にタイヤのラジアル面内を占める配列
にて巻上げた折返しを、ビード部の補強要素とじてそな
えるほか、 上記の折返しが、ビードコアから遠ざかって延伸する間
にカーカス本体のパスラインに対し一たん接近した上で
離反する反転径路を経る折返しの端末部では、その末端
ｅを通って該パスラインに立てた法線ｎと、この法線ｎ
と平行にタイヤ断面高さの５％に相当する距離をビード
コア寄りにへだてて仮想した直線２．との間にわたって
ほぼ直状に、しかも該法線に対し６０〜８０°の交角θ
をなして延伸すること、 この折返しを補強要素とするビード部が、上記直線１１
の上記法線ｎに対する距離を同じくじて咳法線ｎを挟む
平行な第２の直線２□をも仮想して、これら各直線ｎ、
Ｌ及び１２とタイヤの基準外表面との交点をＰａ、Ｐ１
、及びＰｉ、２、またＰｎと折返し末端ｅとの隔りをＬ
１、法線ｎと線分Ｐｊｌ！、ＰＡ□との交点Ｐ３の、交
点Ｐａ１に対する隔りをＬ２としたとき、隔りり、に対
する隔りＬ２の比が０．２０〜０．５０の範囲内となる
外輪郭をもつこと、の結合に成ることを特徴とする重荷
重用空気入りラジアルタイヤ（第１発明）。

鋼ワイヤのコードよりなる少なくとも一のプライを用い
たカーカス本体を主補強とする重荷重用空気入りタイヤ
にして、上記プライの少なくとも一をその両側縁にてそ
れぞれビードコアのまわりにタイヤの内から外へ、上記
コードが実質的にタイヤのラジアル面内を占める配列に
て巻上げた折返しをビード部の補強要素としてそなえる
ほか、上記の折返しが、ビードコアから遠ざかって延伸
する間にカーカス本体のパスラインに対し一たん接近し
た上で離反する反転径路を経る折返しの端末部では、そ
の末端ｅを通って該パスラインに立てた法線ｎと、この
法線ｎと平行にタイヤ断面高さの５％に相当する距離を
ビードコア寄りにへだでて仮想した直線１．１　との間
にわたってほぼ直状に、しかも該法線に対し６０〜８０
°の交角θをなして延伸すること、 この折返しを補強要素とするビード部が、上記直線２Ｉ
の上記法線ｎに対する距離を同じ（して該法線ｎを挟む
平行な第２の直線２□をも仮想して、これら各直線ｎ、
ｆ、及び！２とタイヤの基準外表面との交点をＰａ、Ｐ
Ｉ！、及びＰ２□、またＰａ、と折返し末端ｅとの隔り
をＬ１、法線ｎと線分Ｐｆ、Ｐ１２との交点Ｐ３の、交
点Ｐａ１に対する隔りをＬ２としたとき、隔りり、に対
する隔りＬ２の比が０．２０〜０．５０の範囲内となる
外輪郭をもつこと、 カーカス本体と折返しとの間で、カーカス本体及びビー
ドコアに隣接するゴムＡ、カーカス本体及び折返しに隣
接するゴムＢ並びにこのゴムＢ及び折返しに隣接するゴ
ムＣとの三種のゴムストックを有し、 ゴムＡは１００％モジュラス　６０ｋｇｆ／ｃ［以上ゴ
ムＢは１００％モジュラス　１５〜３５ｋｇｆ／ｃｔｉ
ｌでレジリエンス　　６５〜８５ ゴムＣは１００％モジュラス　３５〜６０ｋｇｆ／ｃｒ
ｌでレジリエンス　　５０〜６５ の各物性に成り、上記法線ｎに沿って測った全ゴムスト
ック厚みＴに対するゴムＣの厚みｔの比が０．３〜０．
７５の範囲内を占めることの結合に成ることを特徴とす
る重荷重用空気入りラジアルタイヤ（第２発明）。

さて第１図に第１発明に従う重荷重用タイヤのビード部
断面を図解し、図中１はカーカス本体、２はチエ−ファ
ー、３は折返しそして４はビードコアである。

カーカス本体１は鋼ワイヤのコードをタイヤのラジアル
面内で配列した少なくとも一のプライよりなり、該プラ
イの少なくとも−はその両側縁にてそれぞれビードコア
４のまわりにタイヤの内から外へ巻上げ、ビード部の補
強要素としての折返し３を形成してチエ−ファー２と協
同させる。

折返し３は、ビードコア４から遠ざかる向きに、多くの
場合、チエ−ファー２とともに延伸し端末部に達してチ
エ−ファー２よりも長く延びる。

この延伸の間に、カーカス本体工のパスラインに対し一
たん接近した上で離反する反転径路を経るものとする。

この折返し３の端末部は、その末端ｅを通ってカーカス
本体１のパスラインに立てた法線ｎと、この法線ｎと平
行に、タイヤ断面高さの５％に相当する距離を、ビード
コア４寄りに隔てて仮想した直線！、との間にわたって
ほぼ直状に、しかも該法線に対し６０〜８０°の交角θ
をなして延伸するものとする。

ここにタイヤ断面高さは、ビードベースラインから測っ
たカーカス本体１のパスラインの最大距離を指すのは、
慣例通りである。

上記の折返し３を補強要素とするビード部は、タイヤ表
層ゴムの基準の該表面の外輪郭について、上記直線１、
の上記法！ａｎに対する距離を同じくして該法線ｎを挟
む第２の直線１２をさらに仮想して、これら直線ｎ、　
　ｊ！＋及び２□と上記外表面との交点をＰｆｉ、Ｐｆ
、及びＰ２□、Ｐａ、と折り返し末端ｅとの隔たりをＬ
Ｉ、法線ｎと線分Ｐｆｉ、　　Ｐｊ２２との交点Ｐ３の
、交点Ｐａに対する隔たりをＬ２としたとき隔たりＬＩ
に対する隔たりＬ２の比が０．２〜０．５の範囲内とな
るように定めるのである。

次に上記したところにおいて第二発明ではさらに、カー
カス本体１と折返し３との間にビードフィラーとして３
種のゴムＡ、Ｂ及びＣよりなるゴムストックを配置する
。

ここにゴムＡはカーカス本体１とビードコア４に隣接し
、ゴムＢはゴムＡと、カーカス本体１及び折返し３とに
接し、そしてゴムＣはゴムＢ及び折返し３とに接する配
置をなし、その順に１０ｏｚモジユラスが、６０ｋｇｆ
／ｃＪ以上、１５〜３５ｋｇｆ／ａＪ、３５〜６０ｋｇ
ｆ／ｄであり、さらにゴムＢとＣはレジリエンスがそれ
ぞれ６５〜８５．５０〜６５の物性を有するものとなし
、とくにこの場合上記法線ｎに沿って測った全ゴムスト
ック厚み（ゴムＢとゴムＣとの厚み合計）Ｔに対するゴ
ムＣの厚みｔの比を、０．３〜０．７５の範囲とする。

（作用） 一般に、カーカス本体１の折返し２、それもとくに端末
部の末端ｅに生じる荷重下のタイヤ転勤に由来する主ひ
ずみは従来のこの種のタイヤの場合について第２図に矢
印で指し示したようにタイヤのほぼ半径方向にて反覆さ
れることが有限要素法による解析結果より判明している
。

この点上掲特公昭５４−５６４号公報に示されているカ
ーカス本体の折返し部形状によれば折返しの端末部をカ
ーカス本体から離隔させているので、上記上ひずみが、
折返しの向きに沿って生じる不利は少なくなり、かつこ
のような向きではカーカス本体との間の介在ゴム厚が増
し、そのためひずみの影響も少くなし得る。とは云えカ
ーカス本体が鋼ワイヤコードよりなるとき、これに特有
な問題を来すことは、はじめに述べた。

発明者らが鋼ワイヤコードの少なくともプライからなる
ラジアルカーカスの折返し端末部におけるプライ方向と
上記上ひずみとの関係を数種のモデルを用いて解析した
結果１、一たんカーカス本体１に接近した上で離隔し反
転して直状にのびる折返し端末部で、その末端ｅを通っ
たカーカス本体１に立てた法線に対し６０〜８０°、さ
らに好ましくは６５〜７５＠の交角θで交わる向きにす
ることが最適であることを見出した。

交角θが８０″より大きいとひずみを低減させる効果が
充分でなく、ひいてはビード部の耐久性向上はあまり現
れず、一方６０°よりも小さくし過ぎると末端ｅからビ
ード部外表面までの外皮ゴム厚みが薄くなり、そこに亀
裂の発生が懸念される。

元来この折返し３の端末部をカーカス本体１から離反さ
せるとき、その末端ｅのカーカス本体１までの法線方向
のへだだりすなわち第１図に示したゴムストック全厚み
Ｔは、少なくとも、ビードコアーの最大幅Ｗよりも広く
する必要があり、その一方でタイヤの軽量化ないしは、
ビード部における発熱抑制の観点で、ビード部はできる
だけスリムであることがのぞまれるためカーカス本体１
からタイヤ表面までの距離は、あまり厚くすることはで
きず、この点第２図に示した従来タイヤにあっては、距
離Ｔ′がビードコア最大幅よりも狭くてよく従って末端
ｅの外側にかなりに厚いゴム外皮が用いられたのと対照
的である。

例えばサイズ１０００　Ｒ２０の重荷重用空気入りラジ
アルタイヤにおける第２図に従う従来のビード構造では
、末端ｅの外側に、８〜１２ｍｍ程度のゴム厚みであっ
たのに反し、この発明では、４〜６ｎｎ程度に半減し、
そのため単純な折返しの上述離反配置では、はじめに述
べた凹みの発生と、これを誘因とするクラックによるビ
ード部耐久性劣化を来たしたのである。

この点を有利に克服するためには第１図に示したり、／
Ｌ、比を０．２〜０．５の範囲にすることが不可欠なの
である。

すなわち上記サイズの事例で第２図に示したビード部の
点Ｐａの近傍に生じる凹みは従来０．５　ｍ以下である
のに反し、第３図に示した比較例では０．５　ｍｍをこ
えて２．０　ｍｌ１１にまで及ぶような凹みを生じるの
で、この発明では予め金型中で成形する際に凹みの生じ
る部分をとくに凸状としておき、凹みを生じる不利を避
けようとするものである。第４図はこの発明に従い折返
し端末部をカーカス本体１から離反させるタイヤに於い
てり、を５．ＯｍｍとしたときのＬ２の値と凹み量との
関係を実験により求めたものである。ここで凹み量は０
．５〜−０．５　ｍｍの範囲では外観的な不具合なく、
従ってＬ２／Ｌ、は０．２〜０．５が適正であると云え
る。

従って、Ｌ、／Ｌ、が０．２未満では凹みの発生を阻止
し切れない一方、０．５をこえるとその部分が凸状をな
して外観上好ましくない。

次にビードフイラゴムについては再び第２図にて記号Ａ
’、Ｂ’で従来のゴムストック配置を示したように、カ
ーカス本体１′とビードコア４に接するものと、ゴムＡ
′に重なってカーカス本体１及び折返し３とに接するも
のとの二種が主として用いられたが、ビード部故障の多
くは、折返し３の末端にてゴムＢ′を横ぎるように内方
に向って進展する亀裂がゴムＡ′とゴムＢ′の境界に沿
ってさらに成長するように生じる。

この過程で最初は極く小さな、コード端でのはく離がプ
ライコードの被覆ゴム内で少しづつ進むが、ゴムＢ′に
亀裂が入るとその生長は急速に起り、それと云うのは、
ゴムＢ′がビード部における発熱を低減させる必要と、
低ロス主眼の配合になり、耐亀裂進展性に関しプライコ
ードの被覆ゴムに比し著しく劣っていることに由来し、
このようなロス特性と耐亀裂進展性とは、一般によく知
られているように二律背反である。

すでに述べたような、重荷重用空気入りラジアルタイヤ
のビード部について、軽量化、コストダウンの要請に沿
ってスリム化を図る手法を講じることによる、ビード耐
久性の向上は、発熱、低減よりもむしろひずみの低減と
耐亀裂性の向上を目指すことが有利である。

第２発明においてまず比較的高弾性で高ロスの物性にな
るゴムＣを相当に厚く配置することにより、ひずみが集
中し勝ちな折返しの末端ｅからはなれて配置する耐亀裂
進展性がかなりに劣ることが余儀なくされる低ロスゴム
配合のゴムＢに亀裂が伝播するのを阻止する。

ここにゴムＣはゴムＢと比べて熱的には不利なのでゴム
Ｂの厚みはあまり小さくするのは好ましくない。

ゴムＣとゴムＢとを横断してカーカス本体１に立てた法
線上における全ゴムストック（ゴムＢ及びＣ）厚みＴに
対するゴムＣの厚みをの比が、ビード耐久性に及ぼす関
係を調べた結果を示す第５図から明らかなように、０．
３〜０．７５の範囲で耐久性向上に有用なことが明らか
である。ｔ／Ｔは０．７５をこえると発熱に不利で耐久
性を損い、一方０．３未満では充分な効果を上げること
ができない。

（実施例） 実施例１ タイヤサイズ１０００　Ｒ２０の重荷重用タイヤのビー
ド部の実施例を第１図に示す。

カーカス本体１は金属コードの１枚をビードコア４の内
側から外側に巻き上げてなり、その折返し３はビードコ
ア４に隣接する位置から、半径方向外方へまずカーカス
本体１に接近するように配置し最接近してからカーカス
本体１より離反するように半径方向外方軸方向外方に延
び、末端ｅにおいて最もカーカス本体ｌから離れて配置
される。

この実施例においてはカーカス本体ｌとカーカス折返し
３との間の距離は最も接近する部分（＝ｆ）で１０ｍｍ
、末端（・Ｔ）にて１５膿で設定した。この時のプライ
の端末部における法線に対する傾きθは７０゜またプラ
イの末端ｅからタイヤ表面までの厚さり、を６ｍとした
。ここにビードコア４の最大幅は１２　ｍｍ　、タイヤ
のセクションハイドＳＲは２６８　ｍｍ。

又、点Ｐ１〜Ｐａの距離（Ｌ２）は１．７鵬で設定した
。

その他プライ折返し高さＥは７０価、チエ−ファー折返
し外側セット高さＦは５５ｍｍ、チエ−ファーの内側セ
ット高さＧは３８ｍｍ、プライコード角度は、周方向に
対し９０°、チエ−ファーコード角度は周方向に対して
３０°である。

ここにはＴ／Ｄ　＝１．２〜１．７でＥはセクションハ
イドＳＨ（第６図参照）の２０χ〜４０χ、ＦはＥの７
０χ〜９０χ、またＧはＯ−Ｅの範囲、チエ−ファーコ
ード角度は周方向に対して２５〜６０°とするのがのぞ
ましい。

実施例２ 第１図に示したタイヤサイズ１０００　Ｒ２０のラジア
ルタイヤのビード部でカーカスプライ本体１と折返し３
との間に次のゴムストックを配置した。このゴムストッ
クは図示した記号Ａ、Ｂ、Ｃで区分した３つのゴム層よ
りなる。

ゴムＡはＭＩｏｏ　＝　６５　ｋｇ／　ａｌｌｌｌゴム
量、。。＝　２５　ｋｇ／　ｃｉｌｌ　　レジリエンス
＝７２ゴムＣはＭｌ。。＝　４２　ｋｇ／　ｃＪ　　レ
ジリエンス＝６０折返し３の末端における全ゴムストッ
ク厚みＴは１５．０ｓＳＣゴム層の厚さｔは７．０　ｍ
ｍでｔ／Ｔは０．４７に設定されている。ここにゴムＡ
の上端の高さは６０ｍｍ、ゴムＢの上端の高さは１２０
飾　、折返し３の末端ｅからゴムＣの下端迄の距離は２
０ＩＩＩＩ１１、同じく上端迄の距離は２８Ｍとした。

（発明の効果） 第１発明はタイヤ走行時のカーカスプライ端近傍のタイ
ヤ表面における凹部の発生を防止して外観向上とプライ
端セパレーションの発生を防止することが可能となり、
タイヤ軽量化とビード耐久性の向上を同時に達成するこ
とができる。

また第２発明はタイヤ走行時とくに重荷重の負荷の下で
カーカスプライ端部ゴムの亀裂とその進展を抑制し、ビ
ード耐久力の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部補
強構造につき第１発明及び第２発明を共通図によって示
す部分断面図、 第２図は従来タイヤの要部断面図、 第３図は比較タイヤの要部断面図、 第４図はビード部外面に生じる凹又は凸の発生挙動グラ
フ、 第５図は効果線図、 第６図は一般的なタイヤの断面図である。 ■・・・カーカス本体　　　２・・・チエ−ファー３・
・・折返し　　　　　　４・・・ビードコア第２図 第４図 第５図 □分 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼ワイヤのコードよりなる少なくとも一のプライを
   用いたカーカス本体を主補強とする重荷重用空気入りタ
   イヤにして、上記プライの少なくとも一をその両側縁に
   てそれぞれビードコアのまわりにタイヤの内から外へ、
   上記コードが実質的にタイヤのラジアル面内を占める配
   列にて巻上げた折返しを、ビード部の補強要素としてそ
   なえるほか、 上記の折返しが、ビードコアから遠ざかっ て延伸する間にカーカス本体のパスラインに対し一たん
   接近した上で離反する反転径路を経る折返しの端末部で
   は、その末端ｅを通って該パスラインに立てた法線ｎと
   、この法線ｎと平行にタイヤ断面高さの５％に相当する
   距離をビードコア寄りにへだてて仮想した直線ｌ＿１と
   の間にわたってほぼ直状に、しかも該法線に対し６０〜
   ８０゜の交角θをなして延伸すること、 この折返しを補強要素とするビード部が、 上記直線ｌ＿１の上記法線ｎに対する距離を同じくして
   該法線ｎを挟む平行な第２の直線ｌ＿２をも仮想して、
   これら各直線ｎ、ｌ＿１、及びｌ＿２とタイヤの基準外
   表面との交点をＰ＿ｎ、Ｐｌ＿１及びＰｌ＿２、またＰ
   ＿ｎと折返し末端ｅとの隔りをＬ＿１、法線ｎと線分＠
   Ｐｌ＿１Ｐｌ＿２＠との交点Ｐ＿ａの、交点Ｐ＿ｎに対
   する隔りをＬ＿２としたとき、隔りＬ＿１に対する隔り
   Ｌ２の比が０．２０〜０．５０の範囲内となる外輪郭を
   もつこと、の結合に成ることを特徴とする重荷重用空気
   入りラジアルタイヤ。 ２、鋼ワイヤのコードよりなる少なくとも一のプライを
   用いたカーカス本体を主補強とする重荷重用空気入りタ
   イヤにして、上記プライの少なくとも一をその両側縁に
   てそれぞれビードコアのまわりにタイヤの内から外へ、
   上記コードが実質的にタイヤのラジアル面内を占める配
   列にて巻上げた折返しを、ビード部の補強要素としてそ
   なえるほか、 上記の折返しが、ビードコアから遠ざかっ て延伸する間にカーカス本体のパスラインに対し一たん
   接近した上で離反する反転径路を経る折返しの端末部で
   は、その末端ｅを通って該パスラインに立てた法線ｎと
   、この法線ｎと平行にタイヤ断面高さの５％に相当する
   距離をビードコア寄りにへだてて仮想した直線ｌ＿１と
   の間にわたってほぼ直状に、しかも該法線に対し６０〜
   ８０゜の交角θをなして延伸すること、 この折返しを補強要素とするビード部が、 上記直線ｌ＿１の上記法線ｎに対する距離を同じくして
   該法線ｎを挟む平行な第２の直線ｌ＿２をも仮想して、
   これら各直線ｎ、ｌ＿１及びｌ＿２とタイヤの基準外表
   面との交点をＰ＿ｎ、Ｐｌ＿１及びＰｌ＿２、またＰ＿
   ｎと折返し末端ｅとの隔りをＬ＿１、法線ｎと線分＠Ｐ
   ｌ＿１Ｐｌ＿２＠との交点Ｐ＿ａの、交点Ｐ＿ｎに対す
   る隔りをＬ＿２としたとき、隔りＬ＿１に対する隔りＬ
   ＿２の比が０．２０〜０．５０の範囲内となる外輪郭を
   もつこと、カーカス本体と折返しとの間で、カーカス 本体及びビードコアに隣接するゴムＡ、カーカス本体及
   び折返しに隣接するゴムＢ並びにこのゴムＢ及び折返し
   に隣接するゴムＣとの三種のゴムストックを有し、 ゴムＡは１００％モジュラス６０ｋｇｆ／ｃｍ＾２以上
   ゴムＢは１００％モジュラス１５〜３５ｋｇｆ／ｃｍ＾
   ２でレジリエンス６５〜８５ ゴムＣは１００％モジュラス３５〜６０ｋｇｆ／ｃｍ＾
   ２でレジリエンス５０〜６５ の各物性に成り、上記法線ｎに沿って測つた全ゴムスト
   ック厚みＴに対するゴムＣの厚みをの比が０．３〜０．
   ７５の範囲内を占めることの結合に成ることを特徴とす
   る重荷重用空気入りラジアルタイヤ。