JPH1024712A

JPH1024712A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH1024712A
Application number: JP8179120A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Kobayashi; 靖彦小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 1998-01-27
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: JP3647977B2

Abstract

(57)【要約】【課題】重量増加を伴わず、補強部材を追加配置せず
にビード部耐久性を十分向上させた重荷重用空気入りラ
ジアルタイヤを提供する。【解決手段】タイヤの正規内圧を該タイヤとその適用
リムとの組立体に充填して正規荷重を負荷し解放したと
きの組立体断面に関し、荷重負荷時におけるビード部表
面のリムのフランジとの接触終端位置を通るカーカスプ
ライからの法線と、タイヤ断面幅位置を通る直線との間
に挟まれる領域内に、カーカスプライ折返し部の外側表
面に沿ってカーカスプライコードの被覆ゴムより高い硬
度をもつ硬質ゴム層を配置し、硬質ゴム層のタイヤ半径
方向内側面に接合させると共に折返し部の外側表面に沿
わせて被覆ゴムより低い硬度をもつ軟質ゴム層を配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラック、バ
ス、産業車両や建設車両などの重車両の使途に供する重
荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、特にタイヤビー
ド部の重量増加を伴うことなくビード部耐久性を向上さ
せ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】重車両に用いる重荷重用空気入りラジア
ルタイヤは負荷転動中ビード部に作用する力が大きいた
め、ビード部故障、主としてセパレーション故障が発生
し勝ちであり、そのためこれまで耐セパレーション性を
主とする各種のビード部耐久性向上手段が提案されてい
て、それらのうちナイロンチェーファやワイヤーチェー
ファなどの補強部材の追加配置によるビード部剛性の一
層の向上や、カーカスラインの適正化による剛性配置の
修正などが良く知られている。

【０００３】これら改善手段は内圧充填時、荷重負荷時
のサイドウォール部からビード部に至る間の部分の撓曲
変形、いわゆる倒れ込み変形の抑制、タイヤ転動時のビ
ード部における踏み込み部、蹴り出し部に発生する円周
方向剪断変形の抑制に有効であり、この種の変形抑制手
段はビード部耐久性向上に寄与するため広く採用されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記補強部材の
追加配置は当然重量増加をもたらす上、材料費用及び製
造工数の増加によるコストアップを招き、現状の厳しい
価格競争時代にそぐわない。またカーカスラインの修正
など重量増加によらない手段の適用は、確かに比較的マ
イルドな使用条件下で所期の効果を発揮する反面、使用
条件が益々酷しくなる現状に適応することはできず、所
期のビード部耐久性発揮に不十分であることが分かっ
た。

【０００５】重車両用タイヤのなかでも特に大型建設車
両用空気入りラジアルタイヤではサイドウォール部の耐
カット性向上のためカーカス折返し部の高さを他の種類
のタイヤ対比大幅に高く設定し、時にタイヤ断面幅（最
大幅）位置前後の高さに設定するいわゆるハイターンア
ップ構造を採用するのが一般であり、そのため折返し端
部のセパレーション故障改善を主たる対象とする従来手
段は何れも有効な改善手段とはなり難い。なぜならタイ
ヤ転動中最も大きな歪が作用するのはリムのフランジ高
さ近傍位置であり、しかも上記大型タイヤは負荷時の撓
み率が他の種のタイヤ対比著しく大きいからである。

【０００６】上記大型タイヤの場合は特に、上述したよ
うに大きな撓み率により負荷転動時にリムのフランジと
接触する領域に存在する、折返し端から程遠い折返し途
中部分のプライに沿いセパレーション故障（ビード部故
障）が発生するのが特異な点である。よってこの大型タ
イヤの特異な故障に対し先に述べた従来の改善手段も含
めた従来手段は何れも市場要求を満たすビード部耐久性
発揮の決め手とならないのも止むを得ない。

【０００７】従ってこの発明の目的は、タイヤ重量の増
加やコスト上昇を伴うことなく、カーカスラインの適正
化などでは対応できない程の過酷な使用条件の下でも十
分なビード部耐久性を発揮し得る重荷重用空気入りラジ
アル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】上記目的を達成するた
め、この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤ
は、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、ト
レッド部とからなり、これら各部をビード部内に埋設し
たビードコア相互間にわたり補強するラジアル配列コー
ドのゴム被覆になるカーカスプライと、該カーカスプラ
イの外周に配置したベルトとを備え、カーカスプライは
ビードコア周りを巻上げた折返し部を有する重荷重用空
気入りラジアルタイヤにおいて、上記タイヤの正規内圧
を該タイヤとその適用リムとの組立体に充填して正規荷
重を負荷し解放したときの組立体断面に関し、荷重負荷
時におけるビード部表面のリムのフランジとの接触終端
位置を通るカーカスプライからの法線と、タイヤ断面幅
位置を通る直線との間に挟まれる領域内に、カーカスプ
ライ折返し部の外側表面に沿ってカーカスプライコード
の被覆ゴムより高い硬度をもつ硬質ゴム層を配置する一
方、該硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側面に接合させる
と共に同上折返し部の外側表面に沿わせて上記被覆ゴム
より低い硬度をもつ軟質ゴム層を配置して成ることを特
徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明による重荷重用空気入り
ラジアルタイヤ（以下タイヤ又はラジアルタイヤとい
う）を一実施例に基づき以下詳細に説明する。図１は、
この発明による一実施例タイヤ２０を適用リム１０(JAT
MA YEAR BOOKに記載されたタイヤサイズに対応する適用
リム）に組込んだ組立体の線図的要部断面図であり、い
ずれのタイヤ２０も上記YEAR BOOK に記載した最高空気
圧（以下正規内圧と記す）を充填したときの、タイヤ断
面幅（最大幅）部分の図示を省略したビード部〜サイド
ウォール部内側部分の左側断面図である。

【００１０】図１において、タイヤ２０は一対のビード
部１及び一対のサイドウォール部２（いずれも片側のみ
示す）とトレッド部（図示省略）からなり、ビード部１
内に埋設したビードコア３相互間にわたりこれらビード
部１、サイドウォール部２及びトレッド部を補強するラ
ジアル配列コード、特にスチールコードのゴム被覆にな
る１プライのカーカスプライ４と、このカーカスプライ
４の外周でトレッド部を強化するベルト（図示省略）と
を備えるのは慣例に従う。

【００１１】カーカスプライ４は本体としてのプライの
他にビードコア３の回りをタイヤ内側から外側（以下単
に内側、外側という）に向けて巻上げた折返し部４ｔを
有し、図に示す例はハイターンアップである。カーカス
プライ４は、２本の曲線にて簡略図解したが厚み中央に
コード、望ましくはスチールコードを有し、その場合は
１プライで構成するものとし、各コードの周囲は隙間な
く被覆ゴムが取り囲む。

【００１２】サイドウォール部２のゴム５は図示を省略
したトレッド部側方からビード部１領域まで延び、ビー
ド部１にてゴムチェーファ８とオーバーラップさせて連
結する。そのときゴムチェーファ８の外側表面のタイヤ
半径方向（以降半径方向と略す）外側端は配設目的から
してリム１０のフランジ１０ｆの外側縁を越える。

【００１３】以上述べた各種構成部材とそれらの配置関
係の下で、タイヤ２０とリム１０との組立体に正規内圧
に対応する正規荷重を負荷すると、荷重直下位置のビー
ド部１及びサイドウォール部２はタイヤ幅方向外側にそ
して半径方向内側に向け撓曲変形、いわゆる倒れ込み変
形を生じる。この変形によりビード部１の外側表面がリ
ム１０のフランジ１０ｆと接触する終端位置、すなわち
半径方向最外側位置を図に符号Ａにて示すとき、位置Ａ
は図の矢印の向きに倒れ込みリム１０のフランジ１０ｆ
の位置Ａｆにとどまる。荷重負荷とそれからの解放で位
置Ａの点は位置Ａｆと位置Ａとの間で離合を繰り返す最
外側点であるから、ここでは位置Ａをタイヤ２０断面で
の最外側離合点と呼ぶ。

【００１４】タイヤ２０とリム１０との内圧充填組立体
断面において、最外側離合点Ａを通るカーカスプライ４
の本体からの法線Ｌと、図示は省略したが図の上方のタ
イヤ断面幅位置を通る直線との間に挟まれる領域Ｒ内に
おいて、まずカーカスプライ４の折返し部４ｔの外側表
面に沿って硬質ゴム層６（図中、特に太い斜線を施して
示す）を配置するものとし、この硬質ゴム層６のゴム硬
度はカーカスプライ４の被覆ゴム硬度より高いものとす
る。

【００１５】次に硬質ゴム層６の半径方向内側で折返し
部４ｔの外側表面に沿って軟質ゴム層７を配置する。こ
の配置は硬質ゴム層６の半径方向内側端面Ｓに軟質ゴム
層７の半径方向外側端面を接合させるものとし、また字
句通り軟質ゴム層７のゴム硬度はカーカスプライ４の被
覆ゴム硬度より低いことが必要である。

【００１６】ここで、先に述べたサイドウォール部２か
らビード部１に至る間の倒れ込み変形が生じるとき、ビ
ード部１はあたかもビードコア３を支点とする回転形態
を採る。その結果、法線Ｌより半径方向内側での折返し
部４ｔ、より正確には折返し部４ｔのコード、特にスチ
ールコードより外側の領域Ｒ_Oに存在するゴムはリム１
０のフランジ１０ｆとの間で著しく圧縮される。

【００１７】この大きな圧縮による歪はフランジ１０ｆ
に沿って半径方向外側に向け軟質ゴム層７に大きな流動
変位を生じさせるので、ゴムは大きな剪断変形を受ける
ことになる。この剪断変形は繰り返しカーカスプライ４
の折返し部４ｔの外側表面に伝達される結果、従来はタ
イヤ走行が進むにつれ折返し部４ｔのコード、特にスチ
ールコードと被覆ゴムとの界面に、乃至コード近傍のゴ
ムにセパレーションを発生させることになる。

【００１８】これに対し前記構成になるビード部１は、
領域Ｒ_Oより半径方向外側の領域Ｒにカーカスプライ４
の被覆ゴム硬度より高い硬度をもつ硬質ゴム層６を折返
し部４ｔに沿って配置しているので、タイヤへの荷重負
荷転動に伴い発生するリム１０のフランジ１０ｆから伝
達される軟質ゴム層７の流動は硬質ゴム層６があたかも
堰止めるように働き、少なくとも軟質ゴム層７の流動変
位量を抑制する。

【００１９】この流動変位の抑制はカーカスプライ４の
折返し部４ｔ外側表面に作用する剪断歪を大幅に低減
し、これにより、元来折返し部４ｔに作用する剪断応力
緩和を狙いとしてカーカスプライ４の被覆ゴムより低硬
度の軟質ゴム層７を配置した効果はさらに顕著に高ま
り、セパレーション耐久性を改善することができる。い
うならば硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との組合せ連係プ
レーの下でセパレーション耐久性を向上させるのである

【００２０】硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との外側に
は、耐屈曲性や耐候性に優れたサイドウォールゴム５
と、その半径方向下端でオーバーラップ接合するゴムチ
ェーファ８を設けるのは慣例に従う。

【００２１】また硬質ゴム層６はビード部１における半
径方向内側からの軟質ゴム層７の流動変位を半径方向外
側から抑制する役を有利に果たすため、硬質ゴム層６の
半径方向内側端が最外側離合点Ａから大きくかけ離れて
位置するのは好ましくなく、よって硬質ゴム層６の半径
方向内側端は、最外側離合点Ａと、そこから測ってタイ
ヤ断面高さの１０％に相当する高さ位置との間に存在す
る配置が望ましい。

【００２２】また上記同様な流動抑制の役を果たす上
で、硬質ゴム層６はある程度の厚さを有するのが望まし
く、好適には最大厚さＴはこの厚さ位置の直線ｍ上で測
った折返し部４ｔの外側ゴム厚さｔの４０％以上であ
る。また上記同様に実際上硬質ゴム層６の１００％モジ
ュラスは５０kgf/cm²以上であることが望ましい。

【００２３】また軟質ゴム層７の１００％モジュラスが
２０kgf/cm²以下であれば、硬質ゴム層６との組合せで
折返し部４ｔに作用する剪断応力低減効果に十分に寄与
し、さらに硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との１００％モ
ジュラス差が大きい程剪断応力低減効果も大きくなる
が、実際上は軟質ゴム層７に対する硬質ゴム層６の１０
０％モジュラス比の値が３倍以上であるのが適合する。

【００２４】なお図１に示す符号９はスティフナであ
り、そのうち９ａは硬スティフナ、９ｂは軟スティフナ
であり、符号１１はインナーライナである点は従来構造
に従うが、特に硬スティフナ９ａ、軟スティフナ９ｂは
硬質ゴム層６と軟質ゴム層７との関連で最適な硬度及び
配列を考慮するのが良い。

【００２５】

【実施例】建設車両用ラジアルタイヤ２０でサイズが３
７．００Ｒ５７であり、カーカスプライ４は１プライで
スチールコードのゴム被覆になる。ビード部１〜サイド
ウォール部２に至る構成について実施例１、２は図１
に、実施例３は図２に、そして実施例４は図３に従う。
実施例１〜４の図における主たる相違点は硬質ゴム層６
の半径方向内側端位置にあり、該内側端位置の最外離合
点Ａから測った高さはタイヤ断面高さの、実施例１、２
は２％、実施例３は８％、実施例４は３％とした。

【００２６】各実施例の効果を検証するため図４に同様
断面を示す従来例のタイヤ２０Ａを準備した。従来例も
含め表１に、ゴムの１００％モジュラス（kgf/cm²)につ
き、カーカスプライ４の被覆ゴムはカーカスゴムＭ₁₀₀
（kgf/cm²)、硬質ゴム層６は硬質ゴム層Ｍ₁₀₀（kgf/cm
²)、軟質ゴム層７は軟質ゴム層Ｍ₁₀₀（kgf/cm²)、そし
て硬質ゴム層６の厚さＴの折返し部外側ゴム厚さｔに対
する比率（％）を硬質ゴム層厚さＴ比率（％）、とそれ
ぞれ略記してそれぞれの値を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】上記５種類のタイヤを供試タイヤとして、
ドラムによるビード耐久性試験により比較評価した。試
験方法及び試験条件は下記の通り。（１）ベルト故障を先行させず、確実にビード部故障が
発生するように、トレッド部のトレッドゴムを削り取っ
た。（２）正規内圧７kgf/cm²を充填し、表面速度１０km/h
で回転するドラムに当初荷重は５１．５トン（約１００
％ロード）を負荷し、所定時間走行後は段階的に荷重を
増加させ、５種類のタイヤの何れか１種類のタイヤにビ
ード部故障が生じたところで試験は全数打ち切りとす
る。

【００２９】最初に従来例のタイヤに外観から明確に確
認できるビード部故障（ビード部外側の故障）が発生し
たので、全タイヤの試験を打ち切り試験機から取り外し
てビード部故障の有無及び故障の程度を解剖により確か
めた。

【００３０】その結果、従来例は更めて解剖に付すまで
もなく、著しいセパレーション故障がカーカスプライ折
返し部の外側表面周りに発生していたのに対し、実施例
１、３は折返し部４ｔの外側に外観からそれと認めるこ
とができない程度の微小なセパレーションが見出された
に過ぎず、実施例２、４にはセパレーションの兆候すら
認めることができなかった。なお試みに新品タイヤ重量
を測定しところいずれのタイヤも誤差範囲程度の微差に
収まっていた。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、補強部材などの追加
部材の配置を必要とせず、よってタイヤ重量増加を伴う
ことなく高生産性を保持した上で、ビード部耐久性を有
効に向上させることができる重荷重用空気入りラジアル
タイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による一実施例タイヤの要部断面図で
ある。

【図２】この発明による別の実施例タイヤの要部断面図
である。

【図３】この発明による他の実施例タイヤの要部断面図
である。

【図４】従来タイヤの要部断面図である。

【符号の説明】

１ビード部２サイドウォール部３ビードコア４カーカスプライ４ｔ折返し部５サイドウォールゴム６硬質ゴム層７軟質ゴム層８ゴムチェーファ９スティフナ９ａ硬スティフナ９ｂ軟スティフナ１０リム１０ｆフランジ２０、２０Ａ重荷重用空気入りラジアルタイヤＡ荷重負荷時のビード部外側表面の半径方向最外側接
触位置Ｌ位置Ａの点を通るカーカスプライからの法線Ｒ法線Ｌとタイヤ断面幅を通る直線との間の領域Ｒ_O法線Ｌより半径方向内側の領域ｍ硬質ゴム層最大厚さ位置の直線Ｔ直線ｍ上の硬質ゴム層最大厚さｔ直線ｍ上の折返し部のゴム厚さＳ硬質ゴム層の半径方向内側端縁面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビード部及び一対のサイドウォー
ル部と、トレッド部とからなり、これら各部をビード部
内に埋設したビードコア相互間にわたり補強するラジア
ル配列コードのゴム被覆になるカーカスプライと、該カ
ーカスプライの外周に配置したベルトとを備え、カーカ
スプライはビードコア周りを巻上げた折返し部を有する
重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、上記タイヤの正規内圧を該タイヤとその適用リムとの組
立体に充填して正規荷重を負荷し解放したときの組立体
断面に関し、荷重負荷時におけるビード部表面のリムの
フランジとの接触終端位置を通るカーカスプライからの
法線と、タイヤ断面幅位置を通る直線との間に挟まれる
領域内に、カーカスプライ折返し部の外側表面に沿って
カーカスプライコードの被覆ゴムより高い硬度をもつ硬
質ゴム層を配置する一方、該硬質ゴム層のタイヤ半径方
向内側面に接合させると共に同上折返し部の外側表面に
沿わせて上記被覆ゴムより低い硬度をもつ軟質ゴム層を
配置して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。
【請求項２】上記硬質ゴム層のタイヤ半径方向内側端
が、上記法線のビード部表面位置と、該位置から測って
タイヤ断面高さの１０％に相当する高さ位置との間に存
在し、硬質ゴム層は半径方向内側に最大厚さ部分を有
し、この最大厚さは、その方向に測った折返し部からタ
イヤ表面までのゴム厚さの４０％以上であり、硬質ゴム
層の１００％モジュラスが５０kgf/cm²以上である請求
項１に記載したタイヤ。
【請求項３】上記軟質ゴム層の１００％モジュラスは
２０kgf/cm²以下である請求項１に記載したタイヤ。
【請求項４】上記軟質ゴム層に対する上記硬質ゴム層
の１００％モジュラス比の値は３倍以上である請求項２
又は３に記載したタイヤ。