JPS5918003A - 重車両用ラジアルタイヤ - 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】 本発明は金属コードのカーカスプライを有する重車両用
ラジアルタイヤのビード部の構造に関する。

従来、重車両用ラジアルタイヤは第１図に示す如く、ビ
ードコア（３）の周りを外側に向って賦き上げられた金
属コードのカーカスプライ（２）の端末部（２ａ）の附
近を補強するため、タイヤヒ゛−ド部の外側から底部を
通って内側に延び前記端末部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、したかって
外側」二端部（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）はヒ゛−
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石り、
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）か応力集中の
新たな起点となるため変形の少ないビード底部に配置す
ることかより好ましいと考えられていた。かかる観点か
ら金属コード補強層（４）は第１図に示す配置か提案さ
れた。しかしながらかかるビード部外側で金属コード補
強層の」一端部（５）に新たな応ノＪ集中の起点となる
ため、これを防止するため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）しかしこのような構造では
ビード部か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α；１ａかカーカスお
よび金属コード補強層の」一端部とともシこ応力集中に
よるセパレーション発生の核となりやすい。

そこで本発明の目的は上記従来技術の欠点を除去し、ビ
ード部の補強効果のために用いることの故に却って応力
集中の起点となる補強要素を特定の構造で配置すること
によりビード部に有効でかつ充分な補強効果を与えて歪
量を抑制するとともに発熱をできる限り低減し、か（し
て過酷な使用条件下で要求されるビード部耐久性を改善
し、この種のタイヤに行なわれる数回にわたるトレッド
の更生が可能な重車両用タイヤを提供することにある。

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
パレーショ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」二端部（５）と該上端部
（５）に対応するカーカスプライの対応位置（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（ホ）とカーカスプライ（
２）との交点との相対位置変化量、即ち、層間歪、特に
層間剪断歪量か増大し、その結果金属コード補強層の上
端部付近ての剛性の段差と相俟って周囲のゴムとのセ１
＜レーションが発生ずること、更にこれか走行中の繰り
返しの動的歪によって発達、生長しクラックとなってタ
イヤ表面にまで至ることか判明した。

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
として次の如く説明できる。

（イ）まず静的な層間歪に関し、金型設Ｓ１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、ヒートコアー（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、一方カー力スプライの巻
き」二げ部（２ａ）は半径方向内方へ引張られる。更に
この巻き」二げ部（２ａ）に隣接して配置される金属コ
ード補強層（４）も巻き」二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」二げ部（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、タイヤの接地転勤に際
し接地部分てタイヤは縦方向に最もたわみ、ビード部は
サイド部が張り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、剪断方向に歪か発生する。例
えば第３図（ａ）に示す如くタイヤ半径方向歪の分布は
タイヤ接地中心（回転角度σ）を境にして歪量は大きく
変動する。第３図（ａ）において横軸は第３図（１〕）
におけるタイヤの回転角度、縦軸は歪量（ト）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
、ρは全歪量を示す。測定条件は内圧０．７　Ｋｙ　／
　ｃｔＩて荷重７５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。そこでタイヤの接地転勤に伴ない前記歪分
布は周期的に繰り返されビード部の発熱損傷を招来する
。

そこで上記静的及び動的な層間歪を効果的に抑制すべく
、カーカスプライの巻き上げ部、金属コード補強層及び
有機繊維コードよりなる被覆層更にカーカス主体部と巻
き」二げ部の間のストックゴムの配置関係、材料につい
て検討を重ね本発明に到達した。

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番こ、この
カーカスにより形成されるケース主体部と巻き」二げ部
との間でビードコアーに隣接した底端からタイヤの半径
方向外方へ延びる。ｔ１＃’Ｌゴムストックを配置し、
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
って内側に延び、その内側上端が前記巻き上げ端を越え
るように金属コード補強層を配置し、更に該金属コード
補強層の」１端部附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
タイヤてあ′る。

以下本発明の一実施例を図面にしたかって説明する。

第４図は本発明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（１匂
の周りに巻き上げられ、ケース主体部（ｌｌａ）と巻き
上げ部（ｌｌｂ）との間には、ｔｉｅのゴムストック（
＋３）が配置されている。そして前記巻き」二げ部（ｌ
ｌｂ）の外側には該巻き上げ部を包囲してビード部の外
側から底部を通って内側に延びる金属コード補強層（１
４）が配置され、その内側」１端のビードベース部から
の高さくＣ）が前記巻き」二げ部」１端のビードベース
部からの高さくｂ）を越えるように配置される。更にこ
の金属フード補強層０４）の内側上端部附近を被覆する
ように有機繊維コードの被覆層（１５）が配置される。

従来のビード部構造は金属コード補強層の外側」二端高
さくａ）を巻き上げ部上端高さくｂ）よりも高くすると
ともに金属フード補強層の内側端はビード底部に終端し
ており、それによって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たがビード部の耐
久性はなお不充分であった。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
るほか巻き上げ部（１１ｂ）及び金属コード補強層（１
４）よりなるビード部外側に較べてケース主体部つまり
ビード部内側の剛性か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。そこで本発明では金属コー
ド補強層（１４）の内側上端を巻き上げ部上端よりも高
く配置することによりケース主体部（ｌｌａ）を補強し
剛性を高めるものである。ここて金属コード補強層（１
４）の内側上端をあまり高くした場合ビート部の歪を減
少し外側上端部でのセパレーションの防止にはなるが、
逆に内側上端がサイドウオールのフレックスゾーンに位
置することとなり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。したがって内側上端の
ビードコース部からの高さくＣ）は外側上端のビードベ
ース部からの高さくａ）よりも越えない範囲に配置する
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
さくｄ）は３６〜４６鰭の範囲であり、前記巻き上げ部
上端はこのフランジ高さくｄ）よりも１０順を越えない
ように配置することが望ましい。

これはタイヤの転勤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ム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上端が位置す
ることは好ましくないからである。一方巻き上げ部」１
端を余り下げすぎるとケース主体部のタイヤ半径方向外
方への引張歪及び巻き上げ部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象を生ずる。したがって
巻き上げ部上端はリムフランジ高さくｄ）よりも１０順
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（１，１ｂ）の外側に隣接し、かつ巻き
上げ部上端を越えて金属コード補強層（１４）が配置さ
れ、巻き」二げ部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採用されているが金属
コード補強層の剛性が大きく相異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
発熱か大きくなりゴムとコードの剥離を生しやすくなる
。そこで剛性の近い金属コード補強層を使用するもので
あるが、その上端高さくａ）は通常４８〜６８ＩＩＩｌ
の範囲で設定する。また巻き」二げ部」二端高さくｂ）
と金属コード補強層の上端高さくａ）との差は８〜１５
鰭の範囲が望ましい。なお上端高さくａ）を６８−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。また金属コード補強層
のゴムは］ＯＬ％モジュラスが４０〜７０　Ｋｙ　／　
ｃ＋＋Ｉ　、好ましくは５５〜６５に７／−のゴムを使
用し、層の厚さを１．０〜２．５　、。

の範囲とすることがビード部補強及び歪の抑制の観点か
ら望ましい。また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５１
１’〜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１５傭であることが望ま
しい。

次に本発明では金属コード補強層の内側上端部附近を被
覆するように有機繊維コードの被覆層（ｌＩｆｆｉ、か
配置される。金属コード補強層の内側上端が従来の構造
に較へて高い位置まで延在するため屈曲歪を受けやすく
、特に負荷転勤特番こ金属フードの配列角度を変動させ
るか上端部（１４ａ）の接着性が劣ることと相俟ってコ
゛ム剥離が生じやすい３．そこでこの上端部（１４ａ）
をビード部内側に隣接して有機繊維コードの被覆層（１
５）を配置し前記」二端部（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ｌこ達成させる。

なお被覆層（１５）は金属コート補強層（１４）とケー
ス主体部（ｌｌａ）の間に介在させるように配置しても
同様な効果は達成てきる。ここて被覆層（１６ｊ　＋ご
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」二で１０００〜６０００デニールのものが好適
である。また被覆層のコードは金属コード補強層のコー
ト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。また被覆層の埋設ゴムは金
属コード被覆層よりも柔かいゴム、例えば１００％モジ
ュラス３０〜５０にｙ　／　ａｔ！の範囲のものを用い
ることが望ましい。なお被覆層（１６）の上端部高さく
ｂ）は金属コード補強層０４）の外側上端部高さくａ）
を越えて配置されることか好ましく、連邦リムフランジ
高さくｄ）の１５０〜２００％の範囲である。

次に本発明のタイヤではカーカスプライの主体部（ｌｌ
ａ）と巻き」二げ部（１，１ｂ）との間でヒートコアー
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ック（１３）か介装さ
れておりその上端は前記被覆層の上端を越え、その高さ
くＬ）は２．０ｄ〜５．Ｏｄの範囲となるように配置さ
れている。ここでストックゴムは１００％モジュラスて
５０〜１００Ｋｙ　／　ｔｙｌ　、好ましくは７０〜９
０に９　／　ｔｉのものか用いられる、。

しかして、本発明では金属コードよりなるカーカスプラ
イの主体部（Ｉｌａ）と巻き上げ部（１１ｂ）及び金属
フード補強層（１４）の間にビード底部からサイドウオ
ール方向に壓さを漸減した高弾性ゴムストック・Ｌ配置
するとともにカーカスプライの主体部（ｌｌｂ）、つま
りビード部内側を補強することにより、ビード部が剛性
を一層高め、更に被覆層（１５）の若干の伸張性とスト
ックゴムの厚さの漸減によりビード部からサイドウオー
ル方向に向って剛性は漸減し、かつ剛性の急変を緩和す
ることにより金属コード補強層の外側上端における応力
集中を有効に防止し耐久性を一層向上することができる
。

なお本発明では金属コード補強層（１４）の上端近傍で
外側もしくは外側と内側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０杓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）の内側及び外側に隣接してカバーゴ
ム（１杓を配置した状態を示す。またビード部の外側で
底部からリムフランジに当接する部分用にゴムストック
に隣接する領域にまで達するラバーチェーファ−（＋９
）が配置される。このラバーチェーファ−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
トック（１３１等の補強要素と一体となってビード部を
一層強化するもので比較的硬いゴム、例えば１００％モ
ジュラスが５０〜９０に９　／　ｔｉのものが使用され
る。更に前記ラバーチェーファ−（１９）とゴムストッ
ク（＋３）の間に比較的柔軟な、例えば１００％モジュ
ラスが２０〜４０　Ｋ９　／−で厚さ１０〜２．５絹の
中間ゴム層（３）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できる。

実施例 タイヤサイズ１０００Ｒ２０１４ＰＲてカーカスプライ
及びブレーカ−にスチールコードを用いた従来構造てビ
ード部の構造を変更して耐久性及び歪量を測定した。タ
イヤの構造及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２５１
ｍ　／　ｂ　、内圧１０　Ｋ？　／　ＣＪてビード部に
亀裂が発生するまでの走行距離を測定した。

第１表の結果から本発明の実施例はビード部の歪量が大
幅に低減し耐久性の向上が認められる。

次に実施例１の構造でカバーゴム（１８１の層厚み及び
埋設ゴムのモジュラスを変更して耐久性を測定した結果
を第２表に示す。表中の数字は層厚さ３酎で１００％の
モジュラスが４０　Ｋ９／　７のものを１００として指
数として表示し数字が大きいｆｕｌｌれていることを示
す。

なお、ここて層厚さとは前記カバーゴムと金属コード補
強層の厚さを合計した数値である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来タイヤのヒート部概略図、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）はタイヤの
回、転状態を示す図、第４図第５図は本発明のタイヤの
ビード部断面図である。 特許出願人　住友ゴム工業株式会社 代　理　人　弁理士　仲村義平 第２図 第　二 −

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （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
   の間でビードコアー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ックを配置し、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って内側
   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、更に該金
   属コード補強層の内側上端部附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. （２）　　被覆層の上端部のビードベース部からの高さ
   く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くａ）よりも高く配置されてい
   る特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ。
3. （３）　　金属コード補強層はビード部外側の」二端部
   のビードベース部からの高さく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く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項記載のラジ
   アルタイヤ。
4. （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
   のラジアルタイヤ。
5. （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項記載のラジア
   ルタイヤ。
6. （６）　　被覆層は金属コード補強層の上端部附近てビ
   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
   記載のラジアルタイヤ。
7. （７）　　被覆層は金属コード補強層の上端部附近で該
   金属コード補強層とカーカースプライの間に配置される
   特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ。
8. （８）　　ゴムストックは１００％モジュラスが５０〜
   １１０に９／ｃｉの範囲である特許請求の範囲第１項記
   載のラジアルタイヤ。