JPH0328328B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビード部の耐久性を向上しうる重車
両用ラジアルタイヤに関する。 〔従来の技術〕 従来、重車両用ラジアルタイヤは第１図に示す
ごとく、ビードコア３の周りを外側に向かつて巻
き上げられた金属コードのカーカスプライ２の端
末部２ａの付近を補強するため、タイヤビード部
の外側から底部を通つて内側に延び前記端末部２
ａを包囲するように金属コード補強層４が配置さ
れる。該金属コード補強層４は専らカーカスプラ
イ２の巻き上げ端末部２ａの応力集中を緩和する
ためのものであり、従つて外側上端部５を前記巻
き上げ端末部２ａよりも高い位置に配置するとと
もに内側端部７はビード底部近傍にとどめられて
いる。これは金属コード補強層４の内側端部７は
カーカスプライの前記端末部２ａの補強に何ら関
与しないと考えられており、しかも内側端部７を
変形の激しいビード部上方にまで延在せしめるこ
とはこの内側端部７が応力集中の新たな起点とな
るため第１図に示すごとく内側端部７を変形の少
ないビード底部近傍に配置させていた。しかし、
第１図に示す構成のものではビード部外側で金属
コード補強層４の上端部５において応力集中が生
じるという問題が生じた。この問題の一端を解決
するため、ビード部の外側において前記金属コー
ド補強層４の更に外側に、補強繊維層を配置する
構造が提案された（特公昭49−44122号） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしこのような構造ではビード部が肉厚とな
り発熱を誘発する傾向にあり、高荷重下ではむし
ろビード部に加わる歪そのものが大きくなる結
果、補強繊維層自体のコード端がカーカスおよび
金属コード補強層の上端部がともに応力集中によ
るセパレーシヨン発生の核となりやすい。 そこで発明者は重車両用ラジアルタイヤのビー
ド部のセパレーシヨンの原因について研究を重ね
た結果、高荷重条件では金属コード補強層の上端
部５と該上端部５に対応するカーカスプライ２の
対応位置２ｂ、つまり、金属コード補強層４の上
端部５からビード部厚み方向へ延びる仮想線ｍと
カーカスプライ２との交点との相対位置の変化
量、即ち層間歪、特に層間に生じる剪断歪量が増
大し、その結果、金属コード補強層の上端部５付
近での剛性の段差と相俟つて周囲のゴムとセパレ
ーシヨンが発生すること、更にこれが走行中の繰
返しの動的歪によつて発達、成長しクラツクとな
つてタイヤ表面にまで至ることが判明した。 つまりタイヤのビード部の静的及び動的な層間
歪の原因として次のごとく説明できる。 (イ) まず静的な層間歪に関し、金型設計のタイヤ
に内圧を充填する場合のカーカスプライの変形
挙動を第２図において説明すると、ビードコア
３を中心としてカーカスプライの内側、即ちケ
ース主体部８はタイヤ半径方向外方へ伸長さ
れ、一方カーカスプライの巻き上げ部２ａは半
径方向内方へ引張られる。更にこの巻き上げ部
２ａに隣接して配置される金属コード補強層４
も巻き上げ部の動きに追随して変化する。しか
してケース主体部８と巻き上げ部２ａ及び金属
コード補強層４の間に半径方向の層間剪断歪が
生起する。 (ロ) 次に動的な層間歪に関し、タイヤの接地転動
に際し接地部分でタイヤは縦方向に最もたわ
み、ビード部はサイド部が張出す形の屈撓変形
により、リムフランジに寄り添う方向に変形す
る。このとき巻き上げ端にはタイヤ半径方向、
周方向、剪断方向に歪が発生し、例えば第３図
ａに示すごとくタイヤ半径方向の分布はタイヤ
接地中心（回転角度0゜）を境にして歪量は大き
く変動すること確かめ得た。なお第３図ａにお
いて横軸は第３図ｂにおけるタイヤの回転角
度、縦軸は歪量（％）を示し、プラスは引張
歪、マイナスは圧縮歪を示し、αは圧縮量、β
は全歪量を示す。測定条件は内圧0.7Kg／cm²で
荷重7.5トン／8KSCである。 なおタイヤ周方向の歪分布、剪断方向の歪分布
も同様な傾向を示す。タイヤの接地転動に伴う前
記歪は周期的に繰り返されビード部の発熱損傷を
招来することとなる。このようなビード部の発熱
損傷は、ビード部の外側において金属コード補強
層４の上端部５を補強するのみでは解決しうるも
のではない。 発明者はさらに研究を重ねた結果、従来見過ご
されていたビード部内側における金属コード補強
層の内側上端部を前記巻き上げ部上端をこえて高
くすること及び金属コード補強層の内側上端付近
を被覆する有機繊維コードの被覆層を配設するこ
と、さらにカーカスプライのケース主体部と巻き
上げ部との間に配されるゴムストツクをビードコ
アに隣接した底部に高弾性ゴムと、高弾性ゴムの
サイドウオール部側に低弾性ゴムとからなる２層
に形成することにより、ビード部の耐久性を一層
向上しうることを見出したのである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、ラジアル又はセミラジアル配列金属
コードのゴム引き層よりなる少なくとも１枚のカ
ーカスプライの端末部をビードコアの周りに巻き
上げるとともに、このカーカスプライにより形成
されるケース主体部と巻き上げ部との巻でビード
コアに隣接した底端からタイヤの半径方向外方へ
延びる高弾性ゴムストツクを配置し、前記ゴムス
トツクはビードコアに隣接して配置されるととも
に100％モジユラスが50〜110Kg／cm²の範囲のゴム
からなる高弾性ゴムと、該高弾性ゴムに隣接しか
つサイドウオール側に配置されるとともに前記高
弾性ゴムよりも100％モジユラスが小、かつ100％
モジユラスが18〜60Kg／cm²の範囲のゴムからなる
低弾性ゴムの二層で構成されており、前記巻き上
げ部を包囲してビード部の外側から底部を通つて
内側に延び、その内側上端の高さが前記巻き上げ
部上端の高さを越えるように金属コード補強層を
配置し、更に上端高さが前記金属コード補強層の
内側上端部をこえることにより、該金属コード補
強層の内側上端部付近を被覆するように有機繊維
コードの被覆層を配置したことを特徴とする重車
両用ラジアルタイヤである。 〔作用〕 ゴムストツクは、前述した如くビードコア隣接
して配される高弾性ゴムと、該高弾性ゴムのサイ
ドウオール側にかつ前記高弾性ゴムに接して設け
られかつ100％モジユラスが高弾性ゴムよりも小
である低弾性ゴムとからなる２層によつて形成さ
れているため、ビード部の曲げ剛性は、底部が高
くかつサイドウオール側が低くなる。従つてビー
ド部とサイドウオールとの間で剛性が急変するの
を緩和でき、剛性が急変することによつて生じる
局部的な応力の集中を防止することが出来る。 さらに低弾性ゴムは高弾性ゴムに比べて100％
モジユラスが小であるためサイドウオール近傍の
ビード部に柔軟性を与えカーカスプライの巻き上
げ部近傍における剥離を有効に防止し、耐久性向
上を一層効果的にならしめる。 又金属コード補強層によつてカーカスの巻き上
げ部を包囲しているため、カーカスの巻き上げ部
端部に生じる剥離を防止できる。 又金属コード補強層をビード部の外側から底部
を通つて内側に延び、その内側上端の高さが前記
巻き上げ部上端の高さをこえて配しているため、
金属コード補強層によつてケース本体部を補強し
ビード部の剛性を高める。 さらに、有機繊維コードの被覆層をその上端高
さが金属コード補強層の内側上端部をこえて延設
したため、有機繊維コードの被覆層が金属コード
の配列角度のずれを抑え、金属コード補強層の内
側上端が高位置に位置するにもかかわらず、該内
側上端における剥離を防ぐことができる。 しかもビード部内側は金属コード補強層と有機
繊維コードの被覆層とが有機的に結合されること
により、補強層の厚みを増大することなくビード
部の剛性を高め、かつビード部の肉厚が過大とな
ることによつて生じる発熱を減じうるのである。 このように本願発明は、ゴムストツクの前記高
弾性ゴムと金属コード補強層と被覆層との構成が
一体化されビード部内側に作用する伸長応力を減
じ耐久性を一層向上しうるのである。 〔実施例〕 以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。 第４図は本発明の一実施例のラジアルタイヤの
ビード部の断面構造を示す。 図において金属コードのゴム引き層よりなるカ
ーカスプライ１１はその端末部をビードコア１２
の周りに巻き上げられ、ケース主体部１１ａと巻
き上げ部１１ｂとの間には高弾性のゴムストツク
１３が配置されている。そして前記巻き上げ部１
１ｂの外側には、該巻き上げ部１１ｂを包囲して
ビード部の外側から底部を通つて内側に延びる金
属コード補強層１４が配置され、その内側上端の
ビードベース部からの高さｃが前記巻き上げ部上
端のビードベース部からの高さｂを越えるように
配置される。さらにこの金属コード補強層１４の
内側上端部付近を被覆するように有機繊維コード
の被覆層１５が配置される。 ビード部構造は金属コード補強層１４の外側上
端高さａを巻き上げ部上端高さｂよりも高くし、
リムフランジと当接する近傍での剛性を高めリム
ずれ性能を改善している。他方、金属コード補強
層１４の内側端は従来ではビード底部に終端して
いたため、ビード部の耐久性はなお不充分であつ
た。これは金属コード補強層の外側上端で新たな
剛性の段差により応力集中の起点になる他、巻き
上げ部１１ｂ及び金属コード補強層１４よりなる
ビード部外側に比べてケース主体部つまりビード
部内側の剛性が低いためビード部の層間剪歪を十
分抑制できないことによる。そこで金属コード補
強層１４の内側上端１４ａを巻き上げ部１１ｂ上
端よりも高く配置することによりケース主体部１
１ａを補強し剛性を高めるものである。ここで金
属コード補強層１４の内側上端１４ａをあまり高
くした場合ビード部の歪を減少し外側上端部１４
ｂでのセパレーシヨンの防止にはなるが、逆に内
側上端１４ａがサイドウオールのフレツクスゾー
ンに位置するため、応力集中の新たな起点とな
り、総合的には耐久性の向上は充分でない。従つ
て、金属コード補強層１４はその外側上端１４ａ
のビードベース部からの高さａは内側上端１４ａ
のビードベース部からの高さｃよりも高く配置す
ることが望ましい。 なお重車両用タイヤに通常用いられるリムのフ
ランジ高さｄは36〜46mmの範囲であり、前記巻き
上げ部上端はこのフランジ高さｄよりも10mmを越
えないように配置することが望ましい。これはタ
イヤの転動回転に伴ないビード部外側はリムフラ
ンジの表面輪郭形状に対応した倒れこみ変形を起
こし、その結果、ビード部のリフランジ上端部近
傍ではタイヤ半径方向、周方向剪断方向の歪が最
も激しい領域となり、この領域に剛性の段差つま
り巻き上げ部が位置することは好ましくないから
である。一方、巻き上げ部上端を余り下げ過ぎる
とケース主体部１１ａのタイヤ半径方向外方への
引張歪及び巻き上げ部１１ｂのタイヤ半径方向内
方への圧縮歪に充分耐えきれず、急激な負荷、横
応力が作用した場合いわゆるプライ抜けの現像を
生じる。従つて、巻き上げ部上端はリムフランジ
高さｄよりも10mmを越えて低くならないようにす
ることが望ましい。次に前記巻き上げ部１１ｂの
外側に隣接し、かつ巻き上げ部１１ｂ上端を越え
て金属コード補強層１４が配置され、巻き上げ部
１１ｂ上端における歪を効果的に抑制する。従
来、巻き上げ部の外側にナイロン等の有機繊維層
を複数枚用いて補強する方法が採用されているが
金属コード補強層の剛性が大きく相違するため効
果的でない。一方、有機繊維層を多数用いるとビ
ード部が肉厚となり発熱が大きくなりゴムとコー
ドの剥離を生じやすくなる。そこで剛性の大きい
金属コード補強層１４を使用するものであるが、
その上端高さａは通常48〜68mmの範囲で設定す
る。また巻き上げ部上端高さｂと金属コード補強
層１４の上端高さａとの差は８〜15mmの範囲が望
ましい。なお上端高さａを68mm以上に設定すると
屈曲の激しい領域となりその上端での剛性の段差
によりゴム剥離が生ずる。又金属コード補強層１
４のゴムは100％モジユラスが40〜70Kg／cm²、好
ましくは55〜65Kg／cm²のゴムを使用し、層の厚さ
を1.0〜2.5mmの範囲とすることがビード部補強及
び歪の制御の観点から望ましい。又金属コード補
強層のコードはカーカスプライのコードに対して
40゜〜75°、好ましくは50°〜60°の角度で交差する
ように配列し、コードの埋込み本数は20〜45エン
ズ／５cmであることが望ましい。 金属コード補強層１４の内側上端部１４ａ付近
には、該内側上端部１４ａを被覆するように有機
繊維コードからなる被覆層１５が配置される。金
属コード補強層１４の内側上端部１４ａが従来の
構造に比べて高い位置まで延在するため、屈曲歪
を受けやすく、特に負荷転動時に金属コードの配
列角度を変動させるが内側上端部１４ａの接着性
が劣ることと相俟つてゴム剥離が生じやすい。そ
こでこの内側上端部１４ａをビード部内側に隣接
して有機繊維コードの被覆層１５を配置し、前記
上端部１４ａの歪を抑制するとともにビード底部
からサイドウオール方向に剛性を漸減させ応力の
分散、緩和を効果的に達成させる。 ここで被覆層１５に用いる有機繊維はナイロ
ン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド
系を使用できるが、特に弾性率の高い芳香族ポリ
アミドが好ましく、例えば弾性率が300ｇ／ｄ以
上で1000〜6000デニールのものが好適である。ま
た被覆層１５のコードは金属コード補強層１４の
コードに対して交差するように、例えば40〜75゜
の角度で交差するように配列する。また被覆層１
５の埋設ゴムは金属コード補強層１４よりも柔か
いゴム、例えば100％モジユラス30〜50Kg／cm²の
範囲のものを用いることが望ましい。 又被覆層１５の上端部高さｈは金属コード補強
層１４の外側上端部高さａを越えて配置されるこ
とが好ましく、通常、リムフランジ高さｄの150
〜200％の範囲に設定される。前記高さｈが金属
コード補強層１４の外側上端部高さａより高くす
ることにより被覆層１５はビード底部からサイド
ウオール近傍までのび該被覆層１５によつてビー
ド部の略全域に亘つて均等に補強することができ
る。 次に本実施例では、カーカスプライの主体部１
１ａと巻き上げ部１１ｂとの間でビードコアに隣
接した底部からタイヤ半径方向外方へ厚さを漸減
するように延びる高弾性のゴムストツク１３が介
装されている。ここでストツクゴム１３はビード
コア１２に隣接し、サイドウオール方向に漸減す
る厚さを有する高弾性ゴム２１と、該高弾性ゴム
２１の外側に隣接し、かつその上端部が前記高弾
性ゴム２１の上端部を越えるとともに前記高弾性
ゴムに比べて100％モジユラスが小さくなるゴム
からなる低弾性ゴムの二層で構成されている。こ
こで高弾性ゴム２１は前記金属コード補強層１４
及び被覆層１５とともにおもにビード部内側に作
用する伸長応力を抑制するもので、その上端は前
記被覆層１５の上端１５ａを越え、その高さL1
は通常1.5d〜4.0dの範囲で設定される。また高弾
性ゴム２１は100モジユラスが50〜110Kg／cm²の範
囲としている。100モジユラスが50Kg／cm²未満で
あればビード部内側に作用する前記伸長応力を抑
制することが出来ず、又110Kg／cm²をこえるとビ
ード部の剛性が過大となり、乗心地が低下する。 前記低弾性ゴム１３はカーカスプライの巻き上
げ部１１ｂ近傍における圧縮歪を緩和し該近傍に
おけるコードゴム剥離を有効に防止するため、前
記巻き上げ部１１ｂ及び金属コード補強層１４の
外側上端を隣接あるいは被覆する如く配置され、
その上端高さL2は3d〜6dの範囲内で設定される。
更に低弾性ゴム１３は100％モジユラスが18〜60
Kg／cm²の範囲に設定される。100％モジユラスが
18Kg／cm²未満なればビード部のサイドウオール部
近傍において剛性が不足し、腰折れが生じ易く腰
折れによつてカーカスプライ１１はその巻き上げ
部１１ｂ近傍において剥離が生じ易い。逆に60
Kg／cm²をこえると高弾性ゴム１５と剛性の差が少
なくなりサイドウオール部との間の剛性に急変が
生じ応力の集中が生じる。なお前記100％モジユ
ラスは23〜35Kg／cm²の範囲とするのがより好まし
い。 なお金属コード補強層１４の外側上端１４ｂ近
傍で、該金属コード補強層１４の外面もしくは外
面と内面の両方を被覆するように有機繊維コード
層、ゴム層又は短繊維埋設ゴム層よりなるカバー
ゴム１８を配置することができる。第５図には金
属コード補強層１４の前記内面及び外面に隣接し
てカバーゴム１８を配置した例を示す。又ビード
部の外側で底部からリムフランジに当接する部
分、さらにゴムストツクに隣接する領域にまで達
するラバーチエーフアー１９が配置される。この
ラバーチエーフアーはリムずれ摩耗を防止すると
ともに前記金属コード補強層及びゴムストツク１
３等の補強要素と一体となつてビード部を一層強
化するもので比較的硬いゴム、例えば100％モジ
ユラスが50〜90Kg／cm²のものが使用される。さら
に前記ラバーチエーフアー１９とゴムストツク１
３の間に前記カバーゴム１８によつて覆われた金
属コード補強層１４の外側上端部１４ｂを囲むと
ともに比較的柔軟な、例えば100％モジユラスが
20〜40Kg／cm²で厚さ1.0〜2.5mmの中間ゴム層２０
が配置されることによりビード部の応力歪を効果
的に吸収緩和することが可能となる。 〔具体例〕 タイヤサイズ1000R2014PRでカーカスプライ
及びブレーカにスチールコードを用いかつ第１図
に示す構成を有するタイヤを試作するとともに、
耐久性及び歪量を測定した。タイヤの構造および
性能の測定結果を第１表に示す。 (イ) 耐久性試験 ドラム走行試験で１本あたりの荷重5.6トン
で25Km／ｂ、内圧10Kg／cm²でビード部に亀裂が
発生するまでの走行距離を測定した。 第１表の結果から具体例のものはビード部の歪
量が大巾に低減し耐久性の向上が認められる。 次に具体例１の構造でカバーゴム１８の層厚み
及び埋設ゴムのモジユラスを変更して耐久性を測

【表】

【表】

〔発明の効果〕

叙上のごとく本発明は、ゴムストツクをビード
コアに隣接して配される高弾性ゴムと、そのサイ
ドウオール側に隣接して配される低弾性ゴムとに
よつて形成し、かつビード部内側において金属コ
ード補強層の内側上端をカーカスの巻き上げ部上
端をこえて高くするとともに、金属コード補強層
の前記内側上端部付近を被覆する有機繊維コード
の被覆層を配設しているため、ビード部の剛性を
底部からサイドウオールに向つて急変することな
く緩やかに減少しつつ、ビード部の厚みを薄くで
きるため、ビード部の発熱を抑えることによつ
て、ビード部の耐久性を向上しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来タイヤのビード部概略図、第２図
はビード部の変形挙動を示す概略図、第３図ａは
タイヤ回転角と歪量との関係を示すグラフ、第３
図ｂはタイヤ回転状態を示す図、第４図は本発明
の一実施例を示すタイヤのビード部断面図、第５
図は他の例を示すビード部断面図である。 １１……カーカスプライ、１１ａ……ケース主
体部、１１ｂ……巻き上げ部、１２……ビードコ
ア、１３……低弾性ゴム、１４……金属コード補
強層、１５……被覆層、２１……高弾性ゴム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラジアル又はセミラジアル配列金属コードの
   ゴム引き層よりなる少なくとも１枚のカーカスプ
   ライの端末部をビードコアの周りに巻き上げると
   ともに、このカーカスプライにより形成されるケ
   ース主体部と巻き上げ部との間でビードコアに隣
   接した底端からタイヤの半径方向外方へ延びるゴ
   ムストツクを配置し、前記ゴムストツクはビード
   コアに隣接して配置されるとともに100％モジユ
   ラスが50〜110Kg／cm²の範囲のゴムからなる高弾
   性ゴムと、該高弾性ゴムに隣接しかつサイドウオ
   ール側に配置されるとともに前記高弾性ゴムより
   も100％モジユラスが小、かつ100％モジユラスが
   18〜60Kg／cm²の範囲のゴムからなる低弾性ゴムの
   二層で構成されており、前記巻き上げ部を包囲し
   てビード部の外側から底部を通つて内側に延び、
   その内側上端の高さが前記巻き上げ部上端の高さ
   を越えるように金属コード補強層を配置し、更に
   上端高さが前記金属コード補強層の内側上端部を
   こえることにより、該金属コード補強層の内側上
   端部付近を被覆するように有機繊維コードの被覆
   層を配置したことを特徴とする重車両用ラジアル
   タイヤ。 ２ 被覆層の上端部のビードベース部からの高さ
   (h)は金属コード補強層のビード部外側の上端部の
   ビードベース部からの高さ(a)よりも高く配置され
   ている特許請求の範囲第１項記載の重車両用ラジ
   アルタイヤ。 ３ 金属コード補強層はビード部外側の上端部の
   ビードベース部からの高さ(a)がビード部内側の上
   端部のビードベース部からの高さ(c)よりも高く配
   置されている特許請求の範囲第１項及び第２項記
   載の重車両用ラジアルタイヤ。 ４ 被覆層の有機繊維コードは芳香族ポリアミド
   繊維コードである特許請求の範囲第１項乃至第３
   項記載の重車両用ラジアルタイヤ。 ５ 被覆層の有機繊維コードはナイロン繊維コー
   ドである特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の
   重車両用ラジアルタイヤ。 ６ 被覆層は金属コード補強層の上端部付近でビ
   ード部内側に隣接して配置される特許請求の範囲
   第１項記載の重車両用ラジアルタイヤ。 ７ 被覆層は金属コード補強層の上端部付近で該
   金属コード補強層とカーカスプライの間に配置さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の重車両用ラジア
   ルタイヤ。