JPS5975809A - 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力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（イ）に示す如
く、ビードコア（３）の周りを内側から外側に向って巻
き上げられた金属コードのカー力スプライ１２）の端末
部（２ａ）の附近を補強するため、タイヤビード部の外
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１こ金属コード補強層｛４｝が配置される。該金属コ
ード補強層（４）は専らカー力スプライ（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、したがってク｝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構造が採用されて
いる。また、カーカスのプライ抜け現象をより効果的に
防止するため第１図（口）に示す如く巻き上げ端末部（
２ａ）を高くする一方金属コード補強層（４）の上端部
（５）を低い高さにとどめる構造も採用されているが、
この場合、金属コード補強層による応力緩和効果は小さ
い。

なお、金属コード補強層内側端部（７｝はビード底部近
傍６ことどめられており、これは金属コード補強層（４
）の内側端部（７１はカーカスプライの前記端末部（２
ａ）の補強に何ら関与しないと考えられているためで、
しかも内側端部（７）を変形の激しいビード部上方番こ
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変形の少ないビード底部に配置
することがより好ましいことによる。

しかしながら前記前者の構造ではビード部外側で金属コ
ード補強層の上端部（６）に新たな応力集中の起点とな
り、後者では巻き上げ端末部（２ａ）になお応力集中が
発生する。そこでこの問題、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）Ｌ
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とともに応力
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ｌこ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
とによりビード部番こ有効で′かつ充分な補強効果を与
えて歪量を抑制するとともに応力の分散、緩和を効果的
に行ない、かくして過酷な使用条件下で要求されるビー
ド部耐久性を改善一し、この種のタイヤに行なわれる数
回ｌこわたるトレッドの更生が可能な重車両用タイヤを
提供すること番こある。

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
条件では高弾性コードの補強層、例えば金属コード補強
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廷ひる仮想
線（ｍ）とカー力スプライ（２）との交点との相対位置
変化量、即ち、眉間歪、特に眉間剪断歪量が増大しその
結果、金属コード補強層の上端部付近での剛性の段差と
相俟って周囲のゴムとのセパレーンヨンか発生すること
、更６ここれが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如く説明できる，（イ）まず静的な
ｊｍ間歪に関し、金型設計のタイヤ１こ内圧を充填する
場合のカー力スプライの変形挙動を第２図Ｃこおいて説
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。更番ここの巻き上
げ部（２ａ）ｉこ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）及ひ金属コ
ード補強層（４）の間に半径方向の層間剪断歪が生起す
る。

（口）次に動的な層間歪Ｃこ関し、タイヤの接地転勤６
こ際し接地部分でタイヤは縦方向に最もたわみ、ビード
部はサイド部が張り出す形の屈撓変形により、リムフラ
ンジ６こ寄り添う方向番こ変形する。このとき巻き上げ
端部にはタイヤ半径方向、周方向、剪断方向番こ歪が発
生する。

つまり第３図においてタイヤの屈撓変形によりコード補
強層（４）は角度（θ）たけ矢印（Ｓ方向）に変形する
。そのためコード補強層（４）及びゴムストック｛６｝
はそれぞれ矢印方向に引張られ両者の界面で剥離が生ず
ることとなる。更にこれをタイヤ走行時の回転角と歪量
との関係でみれば第４図（イ）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０゜）を境にし
て歪量は大きく変動する。第４図（イ）において横軸は
第４図（口）におけるタイヤの回転角度、縦軸は歪屋（
％）を示し、プラスは引張歪、マイナスは圧縮歪を示し
、ａは圧縮量、ρは全歪量を示す。

測定条件は内圧８．０Ｋ９／ｅｒａで荷重７．０トンで
ある。

なおタイヤ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６こ伴ない前記歪分布は周期的番こ
繰り返されビード部の発熱損傷を招来する。

いわゆる空気入りタイヤはタイヤ外皮内部に空気が充填
されたものであり車輌に装着した際の荷重負担はおもに
内圧番こよってなされる。したがってタイヤの内圧が一
定であればタイヤ、特ｌこビード部の変形量はほぼ一定
であるといえる。そこでビード部の変形量を抑制するた
め補強するためＣこは非常に多くのプライを配置する必
要かあり、そのためビード部の容積を極端に増大するこ
ととなり、結果として発熱が高くなりむしろビード部損
傷を招来しやすくなる。そこで空気入りタイヤのビード
部耐久性の改善は変位一定的な挙動であるとの前提の下
で、前記層間歪の分散、緩和を効果的に行なうべくカー
カスプライの巻き上げ端部、コード補強層、有機繊維コ
ードの保護層及びゴムストノクの配置関係、材料番こつ
いて種々検討を重ね本発明に到達したのである。

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枚のカー力スプライの端
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端部と
の間でビードコア番こ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ソクを配置し、前記巻き上げ端
部の外側には高弾性コードよりなる補強層を上記巻き上
げ端部を越えるように配置し、更に該補強層及び巻き上
げ端部の内側面と前記ゴムストンクの外側面に隣接する
ように配置される有機繊維コードの保護層を備え、該保
護層は、前記補強層の上端の少なくとも１０頚を越え、
しかもコード方向は々イヤ周方向Ｃこ対して２０゜〜７
０゜の角度範囲であることを特徴とするラジアルタイヤ
である。

以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第５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
ー力スプライ（ｌ１）はその端末部をビードコア（１２
）の周り６こ巻き上げられ、ケース主体部（Ｉｌａ）と
巻き上げ部（ｌｌｂ）との間番こはゴムストック（１３
）が配置されている。そして前記巻き上げ部（ｌｌｂ）
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ひる高弾性コードよりなる補強層
（１４）が配置されている。

ここで補強層（；４）の外側上端（＋４ｂ）の高さ（ｈ
ｆ）は巻き上げ部上端（＋．Ｉｂ）の高さ（ｈｐ）より
も高くするとともに補強層の内側端（＋４８）はビード
底部番こ終端しており、これにょりビード部のリム７ラ
ンシと当接する近傍での剛性を高めリムずれ性能を改善
する。しかしこの場合、補強層（１４）は弾性率の高い
コードで構成されるためその外側上端で新たな剛性の段
差により応力集中の起点となる。そこで本発明は有機繊
維コードの保護層（ホ）２＋）を前記巻き上げ部上端（
Ｉｌｂ）及び補強層（ｌ４）の内側に配置せしめ応力の
分散、緩和を効果的シこ行なうものである。これを第６
図６こおいて説明すると層間剪断歪は巻き上げ部上端（
Ｉｌｂ）及び補強層（１４）とそれに隣接するゴムスト
ック（１萄の間番こ生ずるものであるが、両者の間６こ
中間的な弾性率を有する保護層ｇＪ）を介在せしめるこ
とにより保護層ω）を介在せしめない場合（第３図）よ
りも歪量を緩和することができる。したがって保護層（
イ））を補強層（１４）の外側に配置した場合は上記効
果は期待できない。

ここで保護層（イ）Ｊい）の有機繊維コードはタイヤ周
方向に対して約２０゜〜７０゜の角度でしかも前記補強
層のコードと交差するよう番こ配置されるこれは第４図
（イ）から明らかな如くビード部の歪量は補強層のコー
ド方向に顕著であり、この補強層のコード方向歪を効果
的に分散緩和するためであるが特に７０を越えると保護
層端部での圧縮歪が無視できなくなり、一方２０より小
さい場合は剛性の断層の緩和効果が小さくなり、好まし
くは３０゜〜６０゜の範囲である。更に保護層は少なく
とも２層をコードを相互に交差させて配置することが好
ましい。更に保護層（２０（２１）とカーカスの巻き上
げ端部（Ｉｌｂ）との重合部分（ｌ）は少なくとも１０
ｍｍ確保し、ケース主体部（１１ａ）からの張力による
プライ抜けを抑制するとともｌこ、該端部（Ｉｌｂ）に
おける応力を分散せしめる。また保護層の高さ（Ｈｔ）
は補強層（１４）の上端高さ（ｈｆ）よりも１０朋を越
え、ゴムストンク（１３）の外側に隣接してサイドウォ
ール方向番こ延ひ、好まし《は前記高さ（ｈｆ）は５５
〜１２０闘の範囲である。ここで保護層は有機繊維コー
ド、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族
ボリアミド繊維などのすたれ織物をゴム中番こ埋設した
もので、その埋設ゴムの動的弾性率はコード補強層の埋
設ゴムとほほ向程度とする更に保護１−の厚さは外側に
隣接する巻き上げ端部（Ｉｌｂ）又は補強層のコード径
の１．０〜５，０倍例えば１．２順〜６０間の範囲であ
り、更にコードの埋込本数は通常２５〜５０本／５ｃｍ
であるなお重車両用タイヤに通常用いられるリムの７ラ
ンジ高さ（Ｈｆ）は３６〜４６關の範囲であるが前記巻
き上げ部上端はこのフランジ高さ（Ｈｆ）よりもＩＯｍ
ｓ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Ｃこ伴ないビード部外側はリム
７ランジの表面輪郭形状に対応した倒れこみ新形を起こ
し、その結果ビード部のリム７ランジヱ端１０問を越え
るとタイヤ半径方向、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
げ部上端を余り下げずきるとケース王体部のタイヤ半径
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
方への圧縮歪番こ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７ランジ高さ（Ｈｆ）より
もＩＯｆｉを越えて低くならないようにすることが望ま
しい。

次に、高弾性のコード補強層（１４）の上端高さ（ｈｆ
）は通常４８〜６８酎の範囲で設定され、また巻き上げ
部上端高さ（ｈｐ）と補強層の上端高さ（ｈｆ）との差
は８〜１５ｍｍの範囲が望ましいなお上端高さ（ｈｆ）
を６８關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。また補
強層の埋設ゴムは動的弾性率（Ｅ“）が８０〜２００Ｋ
ｙｆ／ｃＭ１好ましくは１００〜１６０Ｋｔｆ／ｍのゴ
ムを使用し、層の厚さを１．０〜２５朋の範囲とするこ
とがビード部補強及び歪の抑制の観点から望ましい。ま
た補強層のコードはカー力スプライコードに対して５０
〜８０、好ましくは５５〜７０の角度でカーカスコード
と交差するように配列し、コードの埋込み本数は２０〜
４５本／５ｃｍであることが望ましい。なお補強層を構
成するコードは高弾性コード、例えば初期モジュラスが
１０５Ｋｇｆ／ｃｒ／Ｉ以上のコードでスチールコード
又は芳香族ボリアミド繊維コードである。

次に本発明のタイヤではカーカスプライの主体部（Ｉｌ
ａ）と巻き上げ部（ｌｌｂ）との間でビードコアーに隣
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ソク（１３ｌが介装されて
おりその上端は前記保護層の上端を越え、その高さ（Ｌ
）は２．ＯＨｆ〜５．ＯＨ．ｆの範囲となるよう番こ配
置されている。ここでストックゴムは動的弾性率（Ｅ）
で８０〜２００Ｋｑｆ／ｃｒｊ，好ましくは１００〜１
７０−ｆ／ｍのものが用いられる。

−なお本発明ではビード部の外側で底部からリムフラン
ジに当接する部分更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一（ｌ９ｌが配置される。こ
のラバーチェーファ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、例えば動的弾性率（Ｅ米）が１００〜
８００Ｋ９ｆ／ｉのものが使用される。

次に第７図に他の実施例が示されている。ここではカー
カスプライの主体部（ｌｌａ）と巻き上げ部（Ｉｌｂ）
との間で介装されビード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ストック
ゴムはビードコア（Ｉ２）に隣接し、サイドウオール方
向に漸減する厚さを有する畠弾性ゴム（２１）と、該高
弾性ゴム（２＋）の外側に隣接し、かつその上端部が前
記高弾ゴム（２＋）の上端部を越える低弾性ゴム（ハ）
の二層で構成されている。ここで高弾性ゴム（２幻は前
記金属コード補強層（１４１とともにおもにビード部の
変形を抑制するもので、そ′の上端は前記補強層（Ｉ４
）の上端（＋４１））を越え、その高さ（Ｌ１）は通常
１．５Ｈｆ〜４．ＯＨｆの範囲で設定される。また高弾
性ゴムレ刀は動的弾性率（Ｅ）が１００〜５００Ｋｇｆ
／ｃ＋＋！の範囲のものが好適である。前記低弾性ゴム
レ→はカー力スプライの巻き上げ部（Ｉｌｂ）近傍にお
ける圧縮歪を緩和し該近傍におけるコードーゴム剥離を
有効をこ防止するため、前記巻き上げ部（ｔｕｂ）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《配置され、その上端高さ（Ｌ２）は３Ｈｆ〜
６Ｈｆの範囲内で設定される。更に低弾性ゴム（１萄は
動的弾性率（Ｅ．）が３０−９０Ｋｇｆ／ｃｄ，好まし
くは４０−６０Ｋｇｆ／ｉのものが好適に用いられる。

しかして、本発明では金属コードよりなるカー力スプラ
イの王体部（ｌｉａ）と巻き上げ部（１ｌｂ）及び補強
層（Ｉ４）の間にビード底部からサイドウオール方向に
厚さを漸誠したストックゴム、特に高弾性ゴムと低弾性
ゴムの二層構造のストンクゴムを配置するとともに、巻
き上げ端部又は補強層とストックゴムの間に有機繊維コ
ードの保護層を該コードが補強層及び巻き上げ部のコー
ドと交差するように介在せしめたため、ビード部の剛性
を維持しながら保護層（２１の若干の伸張性とストソク
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又は巻き上げ端部における応
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。

実施例 タイヤサイス１０．０ＯＲ２０、１４ＰＲで“カーカス
プライ及びブレーカーにスチールコードを用いた従来構
造でビード部の構造を種々変更して耐久性を測定した。

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 トラム走行試験でタイヤ１本あたりの荷重６トンで２０
Ｋｍ／ｈ，内圧８Ｋｇ／ａｄでビード部に亀裂が発生す
るまで走行時間を測定した。第１表の結果から本発明の
実施例はいずれも耐久性の向上が認められる。

なお第１表中動的弾性率（Ｅ”）は岩本製粘弾性スペク
ト口メーターを使用し、温度７０℃で初期歪ｌＯ％、周
波数，１０Ｈ２、振幅２％で幅４ｍｍＸ長さ３０ｊｌ＃
＋×厚さ２Ｈの試料片を用いて測定した。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（口）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図はタイ
ヤ変形に伴なうビード部歪の状態の説明図、第４図（イ
）はタイヤ回転角と歪量との関係を示すグラフ、第４図
（口）はタイヤの回転状態を示す図、第５図・第７図は
本発明のタイヤのビード部断面図である。第６図はタイ
ヤ変形に伴なうビード部歪の状態の説明図である。 １１カーカス１４補強層２１高弾性ゴム１２ビードコア
２０保護層２２低弾性ゴム１３ゴムストック

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枚のカー力スプライの端末
   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端部との
   間でヒート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ックを配置し、前記巻き上げ端部の
   外側には高弾性コードよりなる補強層を上記巻き上げ端
   部を越えるよう６こ配置し、更に該補強層及び巻きよげ
   端部の内側面と前記ゴムス｝７クの外側面に隣接するよ
   うに配置される有機繊維コードの保護層を備え、該保護
   層は、前記補強層の上端の少なくとも１０闘を越え、し
   かもコード方向はタイヤ周方向に対して２０°〜７０°
   の角度範囲であることを特徴とするラジアルタイヤ。 （２】補強層のコードの初期弾性率がＩｏｓｘ９ｆ／ｄ
   以上である特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ
   。 （３）保護層は少なくとも２層を交差させて配置してい
   る特許請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ。 （４）保Ｎ層の埋設ゴムは隣接するゴムストンクより高
   い硬度を有する特許請求の範囲第１項記載のラジアルタ
   イヤ。 （６）ゴムストックの動的弾性率（Ｅ）は８０〜２００
   Ｋｗｆ／ｃ＋＋！である特許請求の範囲第１項記載のラ
   ジアルタイヤ。 （６）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ｌこ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
   外方へ延びるゴムストックを配置し、該ゴムストックは
   ビードコアーに隣接して配置される高弾性ゴムと該高弾
   性ゴム番こ隣接しかつサイドウオール側【こ配置される
   低弾性ゴムの二層で構成されており、前記巻き上げ端部
   の外側番こは高弾性コードよりなる補強層を上記巻き上
   げ端部を越えるように配置し、更に該補強層及び巻き上
   げ端部の内側面と前記ゴムストノクの外側面に隣接する
   ように配置される有機繊維コードの保護層を備え、該保
   護層は、前記補強層の上端の少なくともＩＯＢを越え、
   しかもコード方向はタイヤ周方向多こ対して２０°〜７
   ０゜の角度範囲であることを特徴とするラジアルタイヤ
   。 （７）補強層のコードの初期弾性率がＩＯ５Ｋ４ｆ／ｆ
   ｆｌ以上である特許詰求の範囲第６項記載のラジアルタ
   イヤ。 （８）保護層は少なくとも２層を交差させて配置してい
   る特許請求の範囲第６項記載のラジアルタイヤ。 （９）萬弾性ゴムの動的弾性率（Ｅ！′）は１００〜５
   ００Ｋｇｆ／ｄであり低弾性ゴムの動的弾性率（Ｅ”）
   は３０〜９０Ｋｇｆ／ｄの範囲である特許請求の範囲第
   ６項記載のタイヤ