JPH0126884B2 - - Google Patents

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JPH0126884B2
JPH0126884B2 JP57217689A JP21768982A JPH0126884B2 JP H0126884 B2 JPH0126884 B2 JP H0126884B2 JP 57217689 A JP57217689 A JP 57217689A JP 21768982 A JP21768982 A JP 21768982A JP H0126884 B2 JPH0126884 B2 JP H0126884B2
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JP
Japan
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tire
carcass ply
bead
metal cord
reinforcing layer
Prior art date
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Application number
JP57217689A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS59109406A (en
Inventor
Takeshi Takahashi
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP57217689A priority Critical patent/JPS59109406A/en
Publication of JPS59109406A publication Critical patent/JPS59109406A/en
Publication of JPH0126884B2 publication Critical patent/JPH0126884B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/06Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、一層のカーカスプライからなるトラ
ツク・バス用その他重量物運搬用の空気入りラジ
アルタイヤのビード廻りの改良に関し、詳しく
は、環状のビード束のまわりにカーカスプライを
内側から外側に巻き上げた間に介在するゴムスト
ツクの厚さを薄くして軽量化した場合でも耐久
性、操縦性、安定性等の維持向上が可能なビード
部補強構造の重荷重用空気入りラジアルタイヤに
関する。 従来、この種のラジアルタイヤは、金属コード
カーカスプライをビード束の内周に沿つて巻き上
げた位置で終端し、該カーカスプライの外側に少
なくとも一枚の金属コード補強層を配置したもの
である。この補強層は、金属コードカーカスプラ
イの端末付近に生じ易いコードとコード被覆ゴム
とのセパレーシヨン故障を防止するためとリムよ
り受ける空気圧の反力から保護するためにビード
端に配置されるもので、その配置高さは、第1−
a図に示すようにカーカスプライ端末に対し、補
強層上側端末が高い場合と、逆に第1−b図に示
すように低い場合のいずれかである。なお、第1
−a図および第1−b図において、1はカーカス
プライを、1−aはカーカスプライ上側端末を、
2は金属コード補強層を、2−aは金属コード補
強層上側端末を、2−bは金属コード補強層下側
端末を、3はビード束を、4はインナーライナー
層を、5はリムクツシヨン部を、Aはリムシート
部を、6はビードベース部を、およびBはリムフ
ランジ部をそれぞれ表わす。さらに、金属コード
補強層の配置に加えて、繊維コード補強層を種々
組合せてカーカスプライの金属コードと周辺ゴム
との間の剛性が急変するのを防止することによ
り、いつそうの耐久性向上と操縦性、安定性を確
保する技術等がこれまでに提案されてきている。 しかし、この様な金属コードカーカスプライの
端末付近に金属コード補強層や繊維コード補強層
を数層にわたつて配置する構造は、タイヤ製造工
程を複雑化させ作業能率および製造コストの点で
不利である。また、最近の省資源、省エネルギー
と云う社会的要求に答えるため、これらはタイヤ
重量軽減を達成する上で新たな障害となつてきて
いる。さらに、このような構造の場合には、環状
のビード束の周りに内側から外側に巻き上げたカ
ーカスプライの巻き込み側と巻き上げ側の間に介
在するゴムストツクの厚さを薄肉化し、タイヤ重
量の軽減をはかろうとするとゴムストツクの機能
であるカーカスプライ端末における歪の緩和作用
が低下し、かつ、ビード部の剛性が低下して前記
のセパレーシヨンが発生しやすくなる。また、場
合によつては、コーナリング特性の低下による操
縦性、安定性の不備という問題が生じることにな
る。このために、金属コード補強層の配置に加え
て、繊維コード補強層を組合せる必要性が前記ゴ
ムストツクの薄いビード部の場合により大きく、
したがつて、ゴムストツクを薄くしてもタイヤ重
量が効果的に変わらないばかりか製造コストを上
げ、タイヤ製造工程を複雑化させただけに終る場
合も生じてしまう。 ところで、ラジアルタイヤにおけるビード部補
強構造を、繊維補強層を除いたカーカスプライと
一層の金属コード補強層からなる基本構成につい
て説明すると、前述したように、第1−a図に示
すようにリムシート部Aからのカーカスプライ巻
き上げ端末1−aの配置高さより金属コード補強
層上側端末2−aの配置高さが高い構成と、第1
−b図に示すようにリムシート部Aよりのカーカ
スプライ巻き上げ端末1−aの配置高さよりも金
属コード補強層上側端末2−aの配置高さが低い
構成とがある。また、このときの金属コード補強
層下側端末2−bの配置は、第1−a図および第
1−b図に示すようにビード束3の内周まで巻き
込んで側面で止める場合以外に、ビード束より上
側に巻き込んでタイヤ内面でカーカスプライ巻き
上げ端末に相当する位置付近まで延長する場合も
ある。 ところで、カーカスプライ巻き上げ端末の配置
高さより金属コード補強層の上側端末の配置高さ
が高い場合にビード部で発生する故障は、そのほ
とんどが金属コード補強層上側端末からのセパレ
ーシヨンであり、カーカスプライ巻き上げ端末よ
り金属コード補強層の上側端末の配置高さが低い
場合に観られるカーカス巻き上げ端末からのセパ
レーシヨンは観察されない。これは前者の場合第
1−b図に矢印で図示した様に空気圧によりタイ
ヤ内面が受ける力とリムフランジよりの反力に起
因するタイヤリムクツシヨン部とリムフランジ接
触開始点附近からカーカスプライ巻き上げ端末に
方向に向かう剪断力がカーカスプライ巻き上げ部
外側に配置された金属コード補強層によつてさえ
ぎられるためである。その代り、前者の構成にお
いては必然的に金属コード補強層上側端末にセパ
レーシヨンが発生し易くなる。このセパレーシヨ
ンは、空気圧及びタイヤが荷重を受けてたわんだ
時に、この端末付近では第1−a図に矢印で図示
した様にタイヤ径方向に引張りの力が働く事によ
り、剛性の高い端末部の周辺ゴムに歪が集中しや
すいためである。従来技術では歪の集中に緩和さ
せるため、延びの大きい高伸度ワイヤーを金属コ
ード補強層に用いたタイヤの例があるが、このタ
イヤでは高強度、高モジユラスをこのコード全体
で発揮させ得ない、又、高伸度ワイヤーはコスト
が高く適切な方法ではなかつた。 特に、第1−c図に示すようにカーカスプライ
巻き上げ側の金属コード補強層端末2−a′よりも
インナーライナー層側金属コード補強層端末2−
b′の配置高さを高くした構成は、耐久性に優れ、
カーカスプライの巻き込み側と巻き上げ側の間に
介在するゴムストツクの厚さの薄肉化が品質上可
能であるが、金属コード補強層の使用量が第1−
a,b図の構成のタイヤに比べ約2倍必要とし、
重量的には品質上実用レベルにある充分なゴムス
トツク厚さを有する第1−a,b図の構成のタイ
ヤと結果的に変わらず、コストだけが上る結果に
なる。さらには、これらの基本構成のタイヤで前
記ゴムストツク厚さを薄くした場合、コーナリン
グパワー特性の荷重移動の効果を表わす関数g
(α):Load transfer coefficientの値が大きくな
る。また、スリツプ角に対する変化が大きくなる
傾向を示す等、コーナリング特性の低下が確認さ
れている。 つぎに、この関数g(α)について説明する:
タイヤの力学的特性のうちで車の操縦安定性に大
きな影響を与えるものとして、コーナリングフオ
ースとセルフアライニングトルクがあり、それぞ
れタイヤ荷重、タイヤ空気圧、スリツプ角によつ
て変化する。急激な操舵がともなわない場合、コ
ーナリングフオースはスリツプ角(α)にほぼ比
例し、その比例定数をコーナリングパワーとして
表わしている。コーナリングパワーの値は、タイ
ヤ荷重によつて大きく変化する事から車両のコー
ナリング時のタイヤ荷重の変化にともなうコーナ
リングパワー値の変化が車の挙動に影響を与え
る。これらのことを考慮して、タイヤのコーナリ
ングパワー特性をコーナリングフオースの荷重依
存性のパラメーターとして表わす手法の関数の一
つとしてg(α)がある。このg(α)は、荷重移
動の効果を表わし、Load transfer coefficientと
呼ばれ、荷重移動の影響を表わすものであるか
ら、小さいほど横向加速度に対してリニアなステ
ア特性を示し、大きくなると高い横向加速度で急
激にオーバステア傾向が表われる。したがつて、
g(α)は小さいほど好ましいといえる。また、
g(α)は、第2図に示したように、コーナリン
グパワー特性のうちコーナリングパワー曲線の曲
がり具合を表わし、下記式より求めることができ
る。 この式において、p〓はタイヤ平均荷重を表わ
し、常用荷重と考えられるJIS最大荷重の80%の
値を通常用いている。△FY1は、ある特定のスリ
ツプ角におけるタイヤ平均荷重時(p〓)のコーナ
リングフオース(FYp〓)とタイヤ平均荷重の±60
%荷重時((1±0.6)p〓)のコーナリングフオー
ス(FY0.4p〓およびFY1.6p〓)の平均との差、△FY1
FYp〓−(FY0.4p〓+FY1.6p〓)/2である。 本発明は、上述した事情にかんがみてなされた
ものであつて、環状のビード束のまわりにカーカ
スプライを内側から外側に巻き上げた間に介在す
るゴムストツクの厚さを薄くして軽量化した場合
でもカーカスプライにおけるコードとコード被覆
ゴムとのセパレーシヨン故障を防止できると共に
耐久性、操縦性、安定性等においてすぐれたビー
ド部補強構造の重荷重用空気入りラジアルタイヤ
を提供することを目的とする。 このため、本発明は、一層のカーカスプライを
環状のビード束の周囲に内側から外側に巻き上げ
たビード部を有するラジアル構造の空気入りタイ
ヤにおいて、前記ビード部はカーカスプライ巻き
上げ部の外側に配置された一層の金属コード補強
層を含んでおり、金属コード補強層の上側端末は
カーカスプライ巻き上げ端末より高く位置し、ま
た、金属コード補強層のコード配置角度を上側端
末部分でタイヤ周方向に対し20゜以下とし、リム
フランジとタイヤリムクツシヨン部の接触開始点
からビードベース部寄りでは前記上側端末部分の
配置角度よりも10゜以上大きくし、さらに、カー
カスプライ巻き上げ端末位置でのゴムストツク厚
さdが該位置での折り返し前のカーカスプライの
ゴムストツク側表面からビード部外表面までの厚
さDに対してd/D≦0.4であることを特徴とす
る。 以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。なお、第3−a図および第3−b図に
おいて、第1−a図、第1−b図、および第1−
c図と同一箇所は同一番号および符号で示す。 第3−a図および第3−b図は、本発明の一実
施例を示したものである。これらの図において、
タイヤ周方向に対してほぼ90゜に配置された金属
コードよりなる一層のカーカスプライ1は、環状
のビード束3のまわりをタイヤ内側から外側にか
けて巻き上げられている。なお、ビード部は、
JISD4218に示す浅底リム、広幅平底リムに適合
する形状となつている。カーカスプライ巻き上げ
部の外側には、一層の金属コード補強層2が配置
され、その金属コード補強層2の上側端末2−a
はカーカスプライ巻き上げ端末1−aよりも高い
位置に配置されている。金属補強コード層2のタ
イヤ周方向に対するコード配置角度は、上側端末
2−a部分でタイヤ周方向に対して20゜以下にな
つており、この金属補強コード層2の配置角度が
20゜を越えるとタイヤの撓みによる変形に対して
追従できなくなり、応力集中によるセパレーシヨ
ンが発生する。そして、リムフランジBとタイヤ
リムクツシヨン部5との接触開始点Pfよりビー
ドベース部6寄りでは、上側端末2−a部分の配
置角度よりも10゜以上大きくなつており、この上
側配置角度と比較しての大きさが10゜未満では、
ビード束3よりカーカスプライ巻き上げ端にかけ
ての断面方向曲げ剛性が低下し、ビード部とリム
との一体性(嵌合)が低下するため、タイヤ走行
時のビード部の動きが大きくなり、カーカス巻き
上げ端末1aおよび金属コード補強層の上側端末
2−aでのセパレーシヨンが発生することにな
る。また、カーカスプライ1の巻き上げ端末1−
aの位置でのゴムストツク厚さdは、その位置で
の折り返し前のカーカスプライのゴムストツク側
表面からビード部外表面までの厚さDに対して、
d/D≦0.4となつている(d=4mm)。d/Dが
0.4未満では、タイヤビード部におけるタイヤ外
壁表面の歪みが増加し、この表面からのオゾンク
ラツクの成長が促進される。 金属コード補強層2は、3000Kg/mm2以上のコー
ド方向弾性率(EL)を有することが好ましい。
なお、このコード方向弾性率(EL)は、次式に
より求めた値である。 EL=n/P(AE)c ここで、nは巾1mm当りのコード打込数、Pは
コード径、(AE)cはコードのコード方向バネ定数
を示す。また、この場合、金属コードのより構成
が7×3(0.175)1wとか1×27(0.175)1w等のよう
にラツピングワイヤーを用いているコードの場合
はラツピングワイヤーを除いたコード径である。 また、金属コード補強層2の上側端末2−a
は、カーカスプライ巻き上げ端末1−aより高く
位置しており、また、高さHsが高さHfの1.5倍以
上であることが好ましい。 さらに、金属コード補強層2のコード配置角度
は上側端末部分でタイヤ周方向に対し20゜以下で
あり、リムフランジBとタイヤリムクツシヨン部
5の接触開始点Pfからビードベース部6寄りで
は前記上側端末部分の配置角度よりも10゜以上大
きくなつている。このように配置角度に差をもた
せるには、前以つてロールにより塑性変形域まで
形付けして角度差をつけるか、例えば金属コード
カレンダー反を所定巾に30゜で切断後、上側端末
に位置する巾10mmに亘つて回転速度の速いロール
の間を、残りの巾の部分は回転速度の遅いロール
の間を同時に通すことによつて前者の側の角度を
17゜に変化させるようにするか、又はグリーンタ
イヤの成型工程時に金属コード補強層を成型ドラ
ムに貼合した後、上側端末に位置する補強コード
層部分を回転ロールにより切断角度より小さく形
付けするなどによればよい。なお、参考までに、
従来の方法では、グリーンタイヤから加硫工程で
のリフトによる(一つの補強コード層内におけ
る)角度変化(の範囲)が最大7〜8゜であり、
30゜で切断された金属コード補強層を用いた場合、
上側端末2−aでθ1=28゜、カーカス巻き上げ端
位置ではリフト率がほぼ0となり30゜、接触開始
点Pfと同じ高さでの角度θ2は32゜、ビード束側面
部で35゜となる。 本発明に従うと上側端末の折り曲げ部分では配
置角度を低くするに従い実質的コード長さは長く
なり、余計材料を使用する事になる。従つて、前
記ゴムストツクの薄肉化による材料コスト・重量
の低減分と金属コード層の実質的巾増加による材
料コスト・重量の増加とのバランスを考慮すると
金属コード層の上側端末部分の配置角度は10゜以
上であることが好ましい。金属コード補強層の上
側端末部分でタイヤ周方向に対する配置角度を
20゜以下にすることにより金属コード補強層の端
末は、タイヤ径方向に対する変形が容易になり、
実質的にコード層の径方向引張り剛性がゴムのモ
ジユラスに近づき端末と周辺ゴムの相対的な歪の
差が縮小し、操縦性、安定性を低下させることな
く、耐久性を向上させることができる。 しかし、従来技術では、金属コード補強層の上
側端末部分の配置角度を確実に20゜以下とするに
はグリーンタイヤ成型工程時金属コード補強層の
切断角度を20゜以下としなくてはならない。この
場合、成型手順として金属コード補強層をカーカ
スプライに貼り合せ後、カーカスプライをビード
束の周りに巻き上げる工程でビード束の下側部分
において金属コード補強層にシワが発生しやす
く、波状の凹凸形状をビード束の下側で起こし易
い。この為、リムとの嵌合不良による車体振動、
リムシート部でのリムクツシヨンゴムと金属コー
ド補強層のセパレーシヨン発生の原因となる。こ
れに対し、本発明による方法では、リムフランジ
Bとタイヤリムクツシヨン部5の接触開始点Pf
よりビードベース部6寄りで前記上側端末2−a
付近の配置角度よりも10゜以上大きくすることに
よりシワの発生もなく、容易にビード束の周りに
巻き上げることが可能となる。 以下に実施例を例示して本発明の効果を具体的
に説明する。 実施例 評価したタイヤは、タイヤサイズ825R20
14PRの高速路用主体のリブタイヤであり、使用
リムは6.50T×20であるからして、タイヤリムク
ツシヨン部の形状はTリムフランジ形状に対応し
た設計がされている。又、Tリムフランジ高さは
リムシート部より38mmである。 カーカスプライは3+9(0.22)1wの金属コード
からなる一層のコード層を、金属コード補強層は
コード径1.19mmの7×3(0.15)よりなり、コー
ド打込本数26END/50mmのものを用いた。 さらに従来技術によるタイヤと本発明によるタ
イヤの効果を説明するために合せて次に記載する
7仕様のタイヤを試作し評価した。 まず、第1−a図に示すカーカスプライ巻き上
げ端末配置高さHc(=51mm)より金属コード補強
層上側端末配置高さHs(=61mm)が高い本発明タ
イヤと同一配置高さを構成し、第6図Aに示すビ
ード部構造を有する、カーカスプライ巻き込み側
と巻き上げ端末部に介在するゴムストツク厚さd
が9mm、リムクツシヨン部まで含めた厚さDが20
mm(d/D=0.45)、金属コード補強層の切断角
度が25゜、加硫後の配置角度が上側端末部でθ1
22゜、リムフランジとタイヤリムクツシヨン部の
接触開始点Pfと同一高さ位置の配置角度θ2=27゜
の従来タイヤA、同じくタイヤAの前記ゴムスト
ツク厚さdを4mmと薄肉化(d/D=0.25)した
ことおよび第6図Bに示すビード部構造を有する
こと以外は、上記タイヤAと同一仕様のタイヤ
B、及び第3−a,b図に示す前記ゴムストツク
厚さdはタイヤBと同じ4mmとし、金属コード補
強層配置角度がθ1=15゜、θ2=32゜に配置された
d/D=0.25の、第6図Cに示すビード部構造を
有する本発明によるタイヤCである。 さらに第1−b図に示す配置高さがカーカス巻
き上げ端末配置高さHc(=51mm)より金属コード
補強層上側端末配置高さHs(=43mm)が低い配置
高さ構成をし、前記ゴムストツク厚さdが9mm
(d/D=0.50)、金属コード補強層の切断角度が
25゜、加硫後の配置角度でθ1=24゜、θ2=27゜の、第
6図Dに示すビード部構造を有するタイヤD、及
びゴムストツク厚さdを4mm(d/D=0.27)と
薄肉化したことおよび第6図Dに示すビード部構
造を有すること以外は、上記タイヤDと同一仕様
のタイヤE、前述した金属コード補強層下側端末
がビード束側面に第1−c図に示した、金属コー
ド補強層の一端がインナーライナー層まで延長さ
れ、その配置高さが60mmであることおよび第6図
Eに示すビード部構造を有すること以外はタイヤ
Eと同一仕様のタイヤF(d/D=0.27)並びに
ビード部構造が前記タイヤEと同じ第6図Dに示
すビード部構造を有し、ゴムストツクの厚さdが
4mm(d/D=0.27)、金属コード補強層の加硫
後の配置角度でθ1=15゜、θ2=32゜のタイヤGを作
成した。 これらのタイヤA〜Gを纏めて次の表に示す。
The present invention relates to an improvement of the bead area of a pneumatic radial tire for trucks, buses, and other vehicles for transporting heavy objects, which is composed of a single carcass ply. Specifically, the present invention relates to an improvement in the bead area of a pneumatic radial tire for trucks, buses, and other vehicles for transporting heavy objects. This invention relates to a heavy-duty pneumatic radial tire with a bead reinforced structure capable of maintaining and improving durability, maneuverability, stability, etc. even when the rubber stock interposed between the tires is made thinner and lighter. Conventionally, this type of radial tire has a metal cord carcass ply terminated at a position where it is rolled up along the inner periphery of a bead bundle, and at least one metal cord reinforcing layer is disposed on the outside of the carcass ply. This reinforcing layer is placed at the bead end to prevent separation failure between the cord and cord covering rubber, which tends to occur near the end of the metal cord carcass ply, and to protect against the reaction force of air pressure received from the rim. , its arrangement height is the first -
As shown in Fig. 1-b, the upper end of the reinforcing layer is either higher than the carcass ply end, or conversely, as shown in Fig. 1-b, it is lower. In addition, the first
In Figures -a and 1-b, 1 is the carcass ply, 1-a is the upper end of the carcass ply,
2 is the metal cord reinforcing layer, 2-a is the upper end of the metal cord reinforcing layer, 2-b is the lower end of the metal cord reinforcing layer, 3 is the bead bundle, 4 is the inner liner layer, and 5 is the rim extension part. , A represents the rim seat portion, 6 represents the bead base portion, and B represents the rim flange portion, respectively. Furthermore, in addition to the arrangement of metal cord reinforcement layers, various combinations of fiber cord reinforcement layers are used to prevent sudden changes in the rigidity between the metal cords of the carcass ply and the surrounding rubber, thereby improving durability over time. Techniques to ensure maneuverability and stability have been proposed so far. However, this structure in which several metal cord reinforcing layers and fiber cord reinforcing layers are placed near the terminals of the metal cord carcass ply complicates the tire manufacturing process and is disadvantageous in terms of work efficiency and manufacturing costs. be. Furthermore, in response to recent social demands for resource and energy conservation, these have become new obstacles in achieving tire weight reduction. Furthermore, in the case of such a structure, the thickness of the rubber stock interposed between the winding side and the winding side of the carcass ply, which is wound from the inside to the outside around the annular bead bundle, is thinned to reduce the tire weight. If this is attempted, the strain-relieving effect at the end of the carcass ply, which is the function of the rubber stock, will be reduced, and the rigidity of the bead portion will be reduced, making it easier for the above-mentioned separation to occur. Further, depending on the case, problems may arise such as poor maneuverability and stability due to deterioration of cornering characteristics. For this reason, in addition to the arrangement of the metal cord reinforcement layer, it is necessary to combine the fiber cord reinforcement layer more in the case of the thin bead portion of the rubber stock.
Therefore, even if the rubber stock is made thinner, the tire weight may not be effectively changed, and the manufacturing cost may be increased and the tire manufacturing process may be complicated. By the way, to explain the basic structure of the bead reinforcement structure in a radial tire, which consists of a carcass ply excluding the fiber reinforcement layer and one layer of metal cord reinforcement layer, as described above, as shown in Figure 1-a, the rim seat part A configuration in which the arrangement height of the metal cord reinforcing layer upper terminal 2-a is higher than the arrangement height of the carcass ply winding terminal 1-a from A, and the first
As shown in Figure 1-b, there is a configuration in which the height of the metal cord reinforcing layer upper end 2-a is lower than the height of the carcass ply winding end 1-a from the rim seat portion A. In addition, the arrangement of the lower end 2-b of the metal cord reinforcing layer at this time is other than the case where it is wound up to the inner circumference of the bead bundle 3 and stopped at the side surface as shown in Fig. 1-a and Fig. 1-b. In some cases, it is wound above the bead bundle and extended to a position corresponding to the carcass ply winding terminal on the inner surface of the tire. By the way, when the arrangement height of the upper terminal of the metal cord reinforcement layer is higher than the arrangement height of the carcass ply winding terminal, most of the failures that occur at the bead part are due to separation from the upper terminal of the metal cord reinforcement layer, and the carcass Separation from the carcass winding end, which is observed when the arrangement height of the upper end of the metal cord reinforcing layer is lower than the ply winding end, is not observed. In the former case, as shown by the arrow in Figure 1-b, the carcass ply winds up from near the contact point between the tire rim cushion and the rim flange due to the force exerted on the inner surface of the tire due to air pressure and the reaction force from the rim flange. This is because the shearing force directed in the direction is blocked by the metal cord reinforcing layer disposed outside the carcass ply winding portion. On the other hand, in the former configuration, separation tends to occur at the upper end of the metal cord reinforcing layer. This separation is caused by the fact that when the air pressure and the tire bend under load, a tensile force acts in the tire radial direction near this terminal as shown by the arrow in Figure 1-a, resulting in a highly rigid terminal section. This is because strain tends to concentrate on the surrounding rubber. In conventional technology, there is an example of a tire in which a high elongation wire with a large elongation is used as a metal cord reinforcing layer in order to alleviate the concentration of strain, but in this tire, high strength and high modulus cannot be achieved throughout the cord. Also, high elongation wire was expensive and not an appropriate method. In particular, as shown in Fig. 1-c, the metal cord reinforcing layer terminal 2-a on the inner liner layer side is closer to the metal cord reinforcing layer terminal 2-a' on the carcass ply winding side.
The configuration with a higher placement height of b′ has excellent durability.
Although it is possible to reduce the thickness of the rubber stock interposed between the winding side and the winding side of the carcass ply in terms of quality, the amount of metal cord reinforcing layer used is
It requires about twice as much as the tire with the configuration shown in Figures a and b.
In terms of weight, the result is the same as the tire with the configuration shown in Figures 1-a and 1-b, which has a rubber stock thickness sufficient to be at a practical level in terms of quality, but only the cost increases. Furthermore, when the rubber stock thickness is reduced in tires with these basic configurations, a function g representing the effect of load transfer on cornering power characteristics is
(α): The value of the load transfer coefficient increases. In addition, it has been confirmed that cornering characteristics tend to decrease as changes in slip angle tend to increase. Next, we will explain this function g(α):
Cornering force and self-aligning torque are two of the mechanical properties of tires that have a major impact on the steering stability of a vehicle, and each changes depending on tire load, tire air pressure, and slip angle. When sudden steering is not involved, cornering force is approximately proportional to the slip angle (α), and its proportionality constant is expressed as cornering power. Since the value of cornering power varies greatly depending on the tire load, changes in the cornering power value due to changes in the tire load during cornering of the vehicle affect the behavior of the vehicle. Taking these things into consideration, g(α) is one of the functions for expressing the cornering power characteristics of a tire as a parameter of the load dependence of cornering force. This g(α) represents the effect of load transfer and is called the load transfer coefficient, and since it represents the effect of load transfer, the smaller it is, the more linear the steering characteristic is with respect to lateral acceleration, and the larger it is, the higher the lateral acceleration. A tendency to oversteer suddenly appears with acceleration. Therefore,
It can be said that the smaller g(α) is, the more preferable it is. Also,
As shown in FIG. 2, g(α) represents the degree of curvature of the cornering power curve in the cornering power characteristics, and can be determined from the following formula. In this formula, p represents the average tire load, and a value of 80% of the JIS maximum load, which is considered to be a regular load, is usually used. △F Y1 is the cornering force (F Y p〓) at the tire average load (p〓) at a certain slip angle and ±60 of the tire average load.
Difference between the cornering force (F Y 0.4p〓 and F Y1.6 p〓) at % load ((1±0.6)p〓), △F Y1 =
F Y p〓−(F Y0.4 p〓+F Y1.6 p〓)/2. The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and even when the thickness of the rubber stock interposed between the carcass ply wound from the inside to the outside around the annular bead bundle is reduced to reduce the weight. An object of the present invention is to provide a heavy-load pneumatic radial tire having a bead reinforced structure which can prevent separation failure between a cord and cord covering rubber in a carcass ply and is excellent in durability, maneuverability, stability, etc. For this reason, the present invention provides a pneumatic tire with a radial structure having a bead portion in which one layer of carcass ply is rolled up from the inside to the outside around an annular bead bundle, in which the bead portion is disposed outside the carcass ply winding portion. The upper terminal of the metal cord reinforcing layer is located higher than the carcass ply winding terminal, and the cord arrangement angle of the metal cord reinforcing layer is set at 20 degrees with respect to the tire circumferential direction at the upper terminal part. The thickness d of the rubber stock at the carcass ply winding end position should be at least 10° greater than the arrangement angle of the upper end portion near the bead base from the point of contact between the rim flange and the tire rim cushion. The thickness D from the rubber stock side surface of the carcass ply before folding at this position to the outer surface of the bead portion is characterized in that d/D≦0.4. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in FIG. 3-a and FIG. 3-b, FIG. 1-a, FIG. 1-b, and FIG.
The same parts as in Figure c are indicated by the same numbers and symbols. Figures 3-a and 3-b show an embodiment of the present invention. In these figures,
A carcass ply 1 made of a metal cord arranged at approximately 90 degrees with respect to the circumferential direction of the tire is wound around an annular bead bundle 3 from the inside to the outside of the tire. In addition, the bead part is
The shape is compatible with shallow bottom rims and wide flat bottom rims as shown in JISD4218. A metal cord reinforcing layer 2 is disposed on the outside of the carcass ply winding portion, and an upper end 2-a of the metal cord reinforcing layer 2 is arranged.
is arranged at a higher position than the carcass ply winding terminal 1-a. The cord arrangement angle of the metal reinforcing cord layer 2 with respect to the tire circumferential direction is 20 degrees or less with respect to the tire circumferential direction at the upper end 2-a portion;
If it exceeds 20 degrees, it will not be able to follow the deformation caused by tire deflection, and separation will occur due to stress concentration. The position closer to the bead base part 6 than the point Pf where the contact between the rim flange B and the tire rim cushion part 5 starts is more than 10 degrees larger than the arrangement angle of the upper end 2-a, and compared with this upper arrangement angle. If the size of the curve is less than 10°,
The bending stiffness in the cross-sectional direction from the bead bundle 3 to the carcass ply winding end decreases, and the integrity (fitting) between the bead and the rim decreases, which increases the movement of the bead when the tire runs, causing the carcass winding end to deteriorate. Separation occurs at the upper end 2-a of the metal cord reinforcing layer 1a and the metal cord reinforcing layer. In addition, the winding terminal 1- of the carcass ply 1
The rubber stock thickness d at position a is relative to the thickness D from the rubber stock side surface of the carcass ply before folding at that position to the outer surface of the bead part.
d/D≦0.4 (d=4mm). d/D is
If it is less than 0.4, the strain on the tire outer wall surface at the tire bead increases, and the growth of ozone cracks from this surface is promoted. The metal cord reinforcing layer 2 preferably has a cord direction elastic modulus (E L ) of 3000 Kg/mm 2 or more.
Note that this cord direction elastic modulus (E L ) is a value determined by the following equation. E L = n/P (AE) c Here, n is the number of cords inserted per 1 mm width, P is the cord diameter, and (AE) c is the spring constant of the cord in the cord direction. In addition, in this case, in the case of cords that use wrapping wires such as 7 x 3 (0.175) 1W or 1 x 27 (0.175) 1W metal cord, the cord diameter excluding the wrapping wire be. In addition, the upper terminal 2-a of the metal cord reinforcing layer 2
is located higher than the carcass ply winding terminal 1-a, and the height Hs is preferably at least 1.5 times the height Hf. Further, the cord arrangement angle of the metal cord reinforcing layer 2 is 20 degrees or less with respect to the tire circumferential direction at the upper end portion, and from the contact start point Pf between the rim flange B and the tire rim cushion portion 5 to the bead base portion 6, the upper end portion The angle is 10° or more larger than the arrangement angle of the terminal part. In order to create a difference in the arrangement angle in this way, you can either shape the plastic cord to the plastic deformation region using rolls in advance to create a difference in the angle, or, for example, cut a metal cord calender sheet to a specified width at 30°, and then position it at the upper end. By simultaneously passing a 10 mm width between rolls with a high rotation speed and passing the remaining width between rolls with a slow rotation speed, the angle of the former side was adjusted.
17 degrees, or after pasting the metal cord reinforcing layer to the molding drum during the green tire molding process, the reinforcing cord layer portion located at the upper end is shaped to be smaller than the cutting angle using rotating rolls. etc. For reference,
In the conventional method, the maximum angle change (within one reinforcing cord layer) due to lift during the vulcanization process from a green tire is 7 to 8 degrees,
When using a metal cord reinforcement layer cut at 30°,
At the upper terminal 2-a, θ 1 = 28°, at the carcass winding end position, the lift rate is almost 0 and it is 30°, and at the same height as the contact starting point Pf, the angle θ 2 is 32°, and at the side of the bead bundle it is 35°. becomes. According to the present invention, the lower the arrangement angle at the folded portion of the upper end, the longer the actual length of the cord becomes, resulting in the use of extra material. Therefore, considering the balance between the reduction in material cost and weight due to the thinning of the rubber stock and the increase in material cost and weight due to the substantial increase in the width of the metal cord layer, the arrangement angle of the upper end portion of the metal cord layer is 10. It is preferable that it is more than . Adjust the arrangement angle with respect to the tire circumferential direction at the upper end of the metal cord reinforcing layer.
By setting the angle to 20° or less, the end of the metal cord reinforcing layer can easily deform in the tire radial direction.
In effect, the radial tensile stiffness of the cord layer approaches the modulus of rubber, reducing the difference in relative strain between the end and surrounding rubber, improving durability without reducing maneuverability or stability. . However, in the prior art, in order to ensure that the arrangement angle of the upper end portion of the metal cord reinforcing layer is 20 degrees or less, the cutting angle of the metal cord reinforcing layer must be 20 degrees or less during the green tire molding process. In this case, after the metal cord reinforcing layer is bonded to the carcass ply during the molding procedure, wrinkles tend to occur in the metal cord reinforcing layer at the lower part of the bead bundle during the process of winding up the carcass ply around the bead bundle, resulting in wavy unevenness. The shape is easily formed on the underside of the bead bundle. For this reason, vehicle body vibration due to poor fitting with the rim,
This causes separation between the rim cushion rubber and the metal cord reinforcing layer at the rim seat. On the other hand, in the method according to the present invention, the contact starting point Pf between the rim flange B and the tire rim cushion portion 5 is
The upper terminal 2-a is closer to the bead base portion 6.
By making the arrangement angle 10° or more larger than the nearby arrangement angle, wrinkles do not occur and it becomes possible to easily wind up the bead bundle. EXAMPLES The effects of the present invention will be specifically explained below with reference to Examples. Example The tires evaluated were tire size 825R20.
Since this is a 14PR ribbed tire mainly for highway use, and the rim used is 6.50T x 20, the shape of the tire rim cushion is designed to correspond to the T rim flange shape. Also, the height of the T rim flange is 38mm from the rim seat. The carcass ply was a single layer of 3 + 9 (0.22) 1W metal cord, and the metal cord reinforcement layer was 7 x 3 (0.15) with a cord diameter of 1.19 mm, and the number of cords was 26 ends/50 mm. . Furthermore, in order to explain the effects of the tires according to the prior art and the tires according to the present invention, tires with the following seven specifications were manufactured and evaluated. First, the metal cord reinforcing layer upper terminal arrangement height Hs (=61 mm) is higher than the carcass ply winding terminal arrangement height Hc (=51 mm) shown in FIG. 1-a, which is the same arrangement height as the present tire. Thickness d of the rubber stock interposed between the winding side of the carcass ply and the winding end part, which has the bead structure shown in FIG. 6A.
is 9mm, and the thickness D including the rim cushion is 20mm.
mm (d/D=0.45), the cutting angle of the metal cord reinforcing layer is 25°, and the placement angle after vulcanization is θ 1 =
22 degrees, and the arrangement angle θ 2 = 27 degrees at the same height as the point of contact Pf between the rim flange and the tire rim cushion. Tire B has the same specifications as Tire A, except that D=0.25) and has the bead structure shown in FIG. 6B, and the rubber stock thickness d shown in FIGS. Tire C according to the present invention having the bead part structure shown in FIG. 6C, with the metal cord reinforcing layer arrangement angle being θ 1 = 15° and θ 2 = 32°, and d/D = 0.25. It is. Further, the arrangement height shown in Fig. 1-b is such that the metal cord reinforcing layer upper terminal arrangement height H s (=43 mm) is lower than the carcass winding terminal arrangement height H c (=51 mm), and the arrangement height shown in FIG. Rubber stock thickness d is 9mm
(d/D=0.50), the cutting angle of the metal cord reinforcement layer is
Tire D has the bead structure shown in FIG. 6D, with the arrangement angles θ 1 = 24° and θ 2 = 27° after vulcanization, and the rubber stock thickness d is 4 mm (d/D = 0.27 Tire E has the same specifications as tire D, except that it has a thinner wall and has the bead structure shown in FIG. 6D. The tire shown in the figure has the same specifications as Tire E, except that one end of the metal cord reinforcing layer extends to the inner liner layer, the arrangement height is 60 mm, and it has the bead structure shown in Figure 6E. F (d/D=0.27) and the bead part structure has the same bead part structure as the tire E shown in FIG. A tire G was prepared with the arrangement angles θ 1 =15° and θ 2 =32° after vulcanization. These tires A to G are summarized in the following table.

【表】 (1) 第4図に室内回転ドラム試験機による室内耐
久性試験結果を示す。この室内回転ドラム試験
機の条件は荷重3050Kg、空気圧7.2Kg/cm2、速
度45Km/hrである。 タイヤサイズが8.25R20のタイヤの場合、こ
の試験条件の下で約16000Km以上を走行できれ
ば、実用耐久上、ほぼ問題のないレベルである
ことが過去のデータにより証明されている。 ここで、実用耐久上、問題のないレベルにあ
るタイヤは、A,C,DおよびFのタイヤであ
る。単に前記ゴムストツクの厚さを薄くしたタ
イヤは実用的な性能範囲から外れており、耐久
性を実用レベルにまで引き上げるには前述した
ように、金属コード補強層の配置に加えて、繊
維コード補強層を増す手段をとらざるを得な
い。しかし、この手段はビード部の構造が複雑
になり、生産性が低下することを考えると、あ
まり得策ではない。 同様に、タイヤFでは、前記ゴムストツクの
厚さが薄いにもかかわらず、むしろ耐久性レベ
ルは7仕様中最も高いレベルにあるが、材料費
が高く、重量の重い金属コード補強層を他の仕
様の2倍以上使用することになり、むしろコス
トの増加並びに前記ゴムストツクによる軽量化
に相当する重量を上回る重量が増加することと
なり、特に耐久性が必要とされる特殊な使用条
件向けを除いて、実用上得策ではない。 本発明になるタイヤCは、実用的な耐久性の
範囲にあり、また、タイヤAと同一の配置高さ
にする場合、同一の金属コードカレンダー材を
使用しようとすると、上端部で角度変化を余計
に付けた分の切断巾が必要となり、タイヤAよ
り金属コード補強層の使用量が増加するが、そ
の量は7〜10%の増加であり、前記ゴムストツ
クの軽量化に相当する量に比較して大幅に少な
く、タイヤトータルでは1.2Kgの軽量化となる。 (2) 第5図はコーナリングパワー特性の荷重移動
の影響を表す函数g(α):Load transfer
coefficientとスリツプ角の関係を示している。 なお、使用するタイヤのサイズは825R20
14PR、空気圧7.25Kg/cm2、リム6.50T×20、平
均荷重p=1620Kgのものである。 図から判るように、カーカスプライの巻き上
げ端末配置高さHcより金属コード補強層上側
端末配置高さHsが高い構成となつたタイヤA,
B,Cは前記ゴムストツクの厚さの影響を受け
難く、g(α)の値が小さく、スリツプ角に対
しリニアな変化を示している。 一方、カーカスプライの巻き上げ端末配置高
さHcより金属コード補強層上側端末配置高さ
Hsが低い構成のタイヤD,E,FおよびGは
前者の構成のタイヤに比べてg(α)の値が大
きく、スリツプ角に対する変化がリニアではな
い。特に前記ストツクゴム厚さを薄くしたタイ
ヤEはスリツプ角に対する変化が大きく、レベ
ルとして実用上問題がある。また、タイヤFも
過去のデータから、実用上問題のない最低限の
レベルであると判断される。 以上のように、本発明によるカーカス巻き上げ
端末の配置高さより金属コード補強層の上側端末
配置高さが高い構成のタイヤは、優れたコーナリ
ングパワー特性を有し、しかも前記ゴムストツク
厚さを薄くした場合に低下の著しい耐久性の欠点
が改善され、軽量化が可能となる。 さらには、あらかじめ設計された平衡形状を成
すカーカスラインを変更する事なく、軽量化を実
行するためには、カーカスラインに影響を与えな
いもしくは影響が少ないタイヤ部位のインナーラ
イナー層とビード部で軽量化する必要がある。よ
つて、本発明ではカーカスラインを変更した事に
よるタイヤ性能の低下という問題も発生しにく
い。 したがつて、本発明によれば、環状のビード束
のまわりにカーカスプライを内側から外側に巻き
上げた間に介在するゴムストツクの厚さを薄くし
て軽量化した場合でもカーカスプライにおけるコ
ードとコード被覆ゴムとのセパレーシヨン故障を
防止できると共に耐久性、操縦性、安定性等にお
いてすぐれたビード部補強構造の重荷重用空気入
りラジアルタイヤを提供することが可能となる。
[Table] (1) Figure 4 shows the results of an indoor durability test using an indoor rotating drum tester. The conditions for this indoor rotating drum testing machine are a load of 3050 kg, an air pressure of 7.2 kg/cm 2 , and a speed of 45 km/hr. Past data has proven that if a tire with a tire size of 8.25R20 can be driven for more than 16,000km under these test conditions, it will have almost no problem in terms of practical durability. Here, tires A, C, D, and F are tires that are at a level that poses no problem in terms of practical durability. Tires that simply reduce the thickness of the rubber stock are outside the practical performance range, and in order to increase durability to a practical level, it is necessary to arrange a fiber cord reinforcement layer in addition to the metal cord reinforcement layer as described above. We have no choice but to take measures to increase this. However, this method is not a good idea since the structure of the bead portion becomes complicated and productivity is reduced. Similarly, Tire F has the highest durability level among the seven specifications despite the thinness of the rubber stock; This results in an increase in cost and an increase in weight that exceeds the weight reduction achieved by the rubber stock.Except for special usage conditions where durability is required, This is not a practical idea. Tire C according to the present invention has a durability within a practical range, and if it is arranged at the same height as Tire A and the same metal cord calender material is used, the angle changes at the upper end. The extra cutting width is required, and the amount of metal cord reinforcing layer used increases compared to Tire A, but the amount is an increase of 7 to 10%, compared to the amount equivalent to the weight reduction of the rubber stock. The total weight of the tire is reduced by 1.2Kg. (2) Figure 5 shows the function g(α) representing the influence of load transfer on cornering power characteristics: Load transfer
It shows the relationship between coefficient and slip angle. The size of the tires used is 825R20.
14PR, air pressure 7.25Kg/cm 2 , rim 6.50T×20, average load p=1620Kg. As can be seen from the figure, tire A has a configuration in which the metal cord reinforcing layer upper terminal arrangement height Hs is higher than the winding terminal arrangement height Hc of the carcass ply.
B and C are not easily affected by the thickness of the rubber stock, have a small value of g(α), and show a linear change with respect to the slip angle. On the other hand, the upper terminal arrangement height of the metal cord reinforcement layer is higher than the winding terminal arrangement height Hc of the carcass ply.
Tires D, E, F, and G with a low Hs configuration have a larger value of g(α) than the tire with the former configuration, and the change with respect to the slip angle is not linear. In particular, tire E in which the thickness of the stock rubber is reduced has a large change in slip angle, which poses a practical problem. Furthermore, based on past data, tire F is also determined to be at a minimum level that does not pose any practical problems. As described above, the tire according to the present invention in which the height of the upper end of the metal cord reinforcing layer is higher than the height of the carcass winding end has excellent cornering power characteristics, and when the thickness of the rubber stock is made thinner. This improves the shortcomings of durability, which is markedly reduced, and makes it possible to reduce the weight. Furthermore, in order to reduce weight without changing the carcass line, which has a pre-designed equilibrium shape, it is necessary to reduce the weight by reducing the weight in the inner liner layer and bead parts of the tire, which do not affect or have little effect on the carcass line. It is necessary to Therefore, in the present invention, the problem of deterioration in tire performance due to changing the carcass line is less likely to occur. Therefore, according to the present invention, even when the carcass ply is wound around the annular bead bundle from the inside to the outside and the thickness of the rubber stock interposed between the layers is reduced to reduce the weight, the cord and cord covering in the carcass ply can be reduced. It becomes possible to provide a heavy-load pneumatic radial tire with a bead reinforced structure that can prevent separation failure with rubber and has excellent durability, maneuverability, stability, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1−a図、第1−b図、および第1−c図
は、各々、従来のタイヤの一例のビード部断面説
明図、第2図は走行時における荷重(Kg)とコー
ナリングフオース(Kg)との関係をグラフで示し
た説明図、第3−a図および第3−b図はそれぞ
れ本発明のタイヤの一例のビード部断面説明図、
第4図は種々のタイヤについて室内耐久試験結果
をグラフで示した説明図、第5図は種々のタイヤ
についてコーナリングパワー特性の荷重移動の影
響を表わす関数g(α)とスリツプ角(度)との
関係をグラフで示した説明図、第6図A,B,
C,DおよびEは、それぞれ従来タイヤ、本発明
タイヤおよび比較タイヤのビード部を示す模式断
面図である。 1……カーカスプライ、2……金属コード補強
層、1−a……カーカスプライ上側端末、2−a
……金属コード補強層上側端末、2−b……金属
コード補強層下側端末、3……ビード束、4……
インナーライナー層、5……リムクツシヨン部、
6……ビードベース部、A……リムシート部、B
……リムフランジ輪部。
Figures 1-a, 1-b, and 1-c are explanatory cross-sectional views of the bead portion of an example of a conventional tire, and Figure 2 shows the load (Kg) and cornering force ( Figures 3-a and 3-b are explanatory diagrams showing the relationship between Kg and Kg), respectively, and Figures 3-a and 3-b are cross-sectional diagrams of the bead portion of an example of the tire of the present invention, respectively.
Figure 4 is an explanatory diagram that graphically shows the indoor durability test results for various tires, and Figure 5 shows the function g (α) representing the influence of load transfer on cornering power characteristics and slip angle (degrees) for various tires. An explanatory diagram showing the relationship in a graph, Figure 6 A, B,
C, D, and E are schematic cross-sectional views showing the bead portions of a conventional tire, an inventive tire, and a comparative tire, respectively. 1...Carcass ply, 2...Metal cord reinforcing layer, 1-a...Carcass ply upper end, 2-a
...metal cord reinforcement layer upper end, 2-b...metal cord reinforcement layer lower end, 3...bead bundle, 4...
Inner liner layer, 5... rim protection part,
6...Bead base part, A...Rim seat part, B
...rim flange limbus.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一層のカーカスプライを環状のビード束の周
囲に内側から外側に巻き上げたビード部を有する
ラジアル構造の空気入りタイヤにおいて、前記ビ
ード部はカーカスプライ巻き上げ部の外側に配置
された一層の金属コード補強層を含んでおり、該
金属コード補強層の上側端末はカーカスプライ巻
き上げ端末より高く位置し、また、該金属コード
補強層のコード配置角度は上側端末部分でタイヤ
周方向に対し20゜以下であり、リムフランジとタ
イヤリムクツシヨン部の接触開始点からビードベ
ース部寄りでは前記上側端末部分の配置角度より
も10゜以上大きくなつており、さらに、カーカス
プライ巻き上げ端末位置でのゴムストツク厚さd
が該位置での折り返し前のカーカスプライのゴム
ストツク側表面からビード部外表面までの厚さD
に対してd/D≦0.4であることを特徴とする重
荷重用空気入りラジアルタイヤ。
1. A pneumatic tire with a radial structure having a bead portion in which a single layer of carcass ply is rolled up from the inside to the outside around an annular bead bundle, wherein the bead portion is reinforced with a single layer of metal cord placed on the outside of the rolled-up portion of the carcass ply. The upper terminal of the metal cord reinforcing layer is located higher than the carcass ply winding terminal, and the cord arrangement angle of the metal cord reinforcing layer is 20° or less with respect to the tire circumferential direction at the upper terminal portion. , from the starting point of contact between the rim flange and the tire rim cushion to the bead base, the angle is more than 10° larger than the arrangement angle of the upper end portion, and the rubber stock thickness d at the carcass ply winding end position is
is the thickness D from the rubber stock side surface of the carcass ply before folding at that position to the outer surface of the bead part.
A pneumatic radial tire for heavy loads, characterized in that d/D≦0.4.
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