JP2538622B2

JP2538622B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2538622B2
Application number: JP28175287A
Authority: JP
Inventors: 博山口; 文夫番場; 滋人岸波; 廣志植田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JPH01122709A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は重荷重用空気入りラジアルタイヤ、例えば、
重荷重下で長距離を連続高速走行する重荷重用空気入り
ラジアルタイヤのビード耐久性能の向上に関する。

（従来の技術）一般に、トラック・バス等に装着される重荷重用空気
入りラジアルタイヤは、重荷重下で長距離を連続高速走
行すると、ビード故障が発生する。このビード故障は、
カーカスプライの折返しの端末部と周辺ゴムとの間に亀
裂が発生して、それがさらに進展して剥離故障となる。

スチールコードをカーカスプライのコードに用いた重
荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカスプラ
イの折返しの端末部の亀裂は下記の二つの原因により発
生する。すなわち、一つは荷重負荷時のビード部に変形
によるカーカスプライの折返しの端末部への応力集中、
他の一つはカーカスプライの折返しの端末部において、
ゴムの温度が上昇し、スチールコードとゴムとの界面の
接着力が低下するとともに、ゴム自身の耐亀裂進展性が
低下する。

従来、これらのビード部の変形の抑制およびカーカス
プライの折返しの端末部における発熱の低減を、ともに
両立させるためのものとして、例えば、第５図に示すよ
うなものがある。第５図において、１はトラック・バス
等に装着される重荷重用空気入りラジアルタイヤであ
り、重荷重用空気入りラジアルタイヤ１は一対のビード
コア２を有するビード部３と、ゴム被覆した鋼ワイヤの
コードからなりビードコア２間に跨がるカーカス主体5a
およびカーカス主体5aに連なりビードコア２のまわりに
タイヤの内側から外側へ、上記コードが実質的にタイヤ
のラジアル面内を占める配列にて巻上げて折返した折返
し5bを有するカーカス５を備えている。カーカス５のカ
ーカス主体5aと折返し5bとの間には重荷重下におけるビ
ード部３の下方への倒れ込み変形Ｓを抑制するため、高
弾性率を有し、ビードコア２に接し断面三角形状のゴム
Ao6が設けられ、さらに、ビード部の発熱を抑制するた
め、低内部損失を有し、ゴムAo6の軸方向外側で、半径
方向外方に延びるゴムBo7が設けられている。ゴムAoお
よびゴムBoはスティフナー８を構成している。９はチェ
ーファーであり、10はサイドウォールである。

従来は、前述のように、スティフナー８を２層に分け
てビード部３の倒れ込み変形Ｓを抑制し、折返し端末部
5cの近傍に発熱を低減していた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、最近の重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤの耐摩耗性の向上と更正回数の増加に伴い、タイヤの
寿命は大幅に増加し、タイヤは重荷重下でのビード部３
の繰り返し変形の回数が大幅に増加した。また、タイヤ
は軽量化、コスト低減のため、タイヤの構造変更および
形状変更がなされ、このため、ビード部の剛性が低下し
ビード部の倒れ込み変形Ｓが大きくなり、カーカス５の
端末部5cの近傍の歪が増大した。これらの結果、端末部
5cには小さな亀裂が発生し、さらにこの亀裂が内部に進
展して、第５図に示すような、大きな亀裂故障４が発生
するという問題点がある。

そこで本発明は、ビード部のカーカス本体と折返しと
の間に、特定の特性を有する３種のゴムＡ、ゴムＢ並び
にゴムＢおよび折返しに隣接するゴムＣを設け、かつ、
ゴムＣを特定の厚みｂとすることにより、ビード部の倒
れ込みを抑制し歪を低減し、カーカスプライの端末部の
近傍のゴムの亀裂進展を抑制し、タイヤの重量およびコ
ストの増加を最小限に抑えてビード耐久性能を大幅に向
上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、折返しの端末部5cの亀裂の発生の過
程、亀裂の進展とスティフナーのゴムの特性との関係お
よびタイヤの各部の剛性のバランス等につき種々研究を
重ねた。

その結果、端末部5cの亀裂は、第５図に示すように、
折返しの端末部5cの近傍に発生してタイヤの内側のカー
カス主体5aの方向Ｔに進展し、ゴムBo7を上下に分ける
ように分断し、カーカス主体5aまたはゴムAoにい到達
し、遂にはゴムAo6およびゴムBo7の境界をビードコア２
のの方向Ｕに向かって進展する。特に、亀裂は、亀裂の
進展の過程において、端末部5cでは、カーカス５のスチ
ールのコードの被覆ゴム内に発生して被覆ゴム内では少
しづつ進展する。そして、亀裂がゴムBo7に到達する
と、その進展は急速になる。これは、従来のゴムBo7の
ゴムがビード部３の発熱を低減させるために低内部損失
を有するゴムであり、すなわち、このゴムがカーカス５
の被覆ゴムに対して耐亀裂発展性に劣るゴムであるため
である。このゴムBo7のゴムを折返しの端末部5cから隔
離することにより亀裂の進展を抑制できることを見出し
た。

また、タイヤの軽量化に伴い、ビード部３は細く薄く
なり温度の上昇は少なく熱的には有利な方向になってき
ているが、ビード部３全体の剛性が低下し、相対的にビ
ード部３の倒れ込みが増加し折返し端部5cの近傍の周辺
ゴムの歪が増加し耐亀裂進展性は低下している。したが
って、ビード部の耐久性能を向上させるためには、発熱
を低減するよりは折返し端部5cの周辺ゴムの歪の低減お
よび耐亀裂進展性の向上が必要であることを見出した。

本発明者らはさらに種々研究を重ね本発明に到達し
た。

すなわち、本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタ
イヤは、鋼タイヤのコードよりなる少なくとも一つのプ
ライを用いたカーカス本体を主補強とする重荷重用空気
入りラジアルタイヤにして、上記プライの少なくとも一
つを、その両側縁にてそれぞれビードコアのまわりにタ
イヤの内から外へ、上記コードが実質的にタイヤのラジ
アル面内を占める配列にて巻上げた、折返しをビード部
の補強要素として備えるほか、カーカス本体と折返しと
の間で、カーカス本体およびビードコアに隣接するゴム
Ａ、カーカス本体および折返しに隣接するゴムＢ並びに
このゴムＢおよび折返しに隣接するゴムＣとの三種のゴ
ムストックを有し、ゴムＡは100％モジュラスが60kgf/cm²以上、ゴムＢは100％モジュラスが15〜35kgf/cm²でレジリエンスが65〜85、ゴムＣは100％モジュラスが35〜60kgf/cm²でレジリエンスが50〜65、の各物性からなり、上記折返しの端末部上を通ってカー
カス本体に立てた法線ｎに沿って測った全ゴムストック
の厚みａに対するゴムＣの厚みｂの比が0.3〜0.75の範
囲を占めることからなる重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤ。

ここに、100％モジュラスとはJIS K6301に準じて所定
のゴム試料を所定条件により100％伸長させたときの弾
性率である。

また、レジリエンスとは東洋精機社製のダンロップト
リプソメータにより室温下で測定した反発弾性率を指数
にて示したものであり、数値が大きい程、衝撃時の内部
損失が少なくいわゆる低内部損失であり、数値が小さい
程、内部損失が大きくいわゆる高内部損失である。

また、折返しの端末部上を通ってカーカス主体に立て
た法線に沿って測った全ゴムストックの厚みａに対する
ゴムＣの厚みｂの比b/aは0.3〜0.75が望ましく、好まし
くは0.4〜0.65である。比b/aを0.3〜0.75としたのは、
0.3未満では本発明の効果が不充分であり、0.75を超え
るとビード部の温度が上昇しビード部の耐久性能を悪化
するからである。比b/aの種々代えた場合について、重
荷重用空気入りラジアルタイヤのビード耐久性能の試験
結果を第４図に示す。重荷重用空気入りラジアルタイヤ
は後述の第１実施例と同じものであり、第４図は、内圧
7.25kg/cm²、荷重5700kg、速度60km/Hの走行条件で走行
し、故障が発生するまでの走行距離（km）にて示したも
のである。比b/aは0.3〜0.75が望ましいことがわかる。

また、ゴムＡは100％モジュラス60kgf/cm²以上の物性
からなるとしたのは、60kgf/cm²未満では荷重負荷時の
ビード部の変形である外方へ倒れ込みが大きくなり過
ぎ、カーカスの折返し端部の周辺ゴムの歪が増加するか
らである。

また、ゴムＢは100％モジュラスが15〜35kgf/cm²の物
性からなるとしたのは、15kgf/cm²未満でも35kgf/cm²を
超えてもビード部の剛性のバランスが悪化し、カーカス
の折返し端部の周辺の歪が増加するからである。また、
ゴムＢはレジリエンスが65〜85の物性からなるとしたの
は、65未満ではビード発熱低減の効果を発揮せず、又、
85を超えると耐亀裂進展性が極端に低下するからであ
る。

また、ゴムＣは100％モジュラスが35〜60kgf/cm²の物
性からなるとしたのは、35kgf/cm²未満では折返し端部
の歪抑制の効果がなく、又、60kgf/cm²を超えると同一
歪における耐亀裂進展性が低下するからである。また、
ゴムＣのレジリエンスが50〜65としたのは、50未満では
折返し端部の温度上昇による不利が発生する。又65を超
えると耐亀裂進展性の低下により、折返し端部の亀裂の
進展を抑制する効果が発揮出来ないからである。従っ
て、ゴムＣはゴムＢに比べて高弾性率で、かつ高内部損
失の物性を有している。

（作用）重荷重用空気入りラジアルタイヤが重荷重下で連続高
速走行すると、ビード部には繰り返し変形が起こる。本
発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤのカーカスのカ
ーカス主体と折返しとの間でカーカスの折返し端末部の
近傍には高弾性率で高内部損失の物性を有するゴムＣを
所定の厚さに設けて、耐亀裂進展性の比較的悪いゴムＢ
を折返しの端末部から離隔しているので、折返しの端末
部の近傍に亀裂が生じても、その進展は大幅に抑制され
る。一方、カーカス本体およびビードコアに隣接して高
弾性率を有するゴムＡが配置されるとともにカーカス本
体および折返しに隣接して低内部損失を有するゴムＢが
配置されているので、ビード部の倒れ込みは抑制され、
折返しの端部の近傍の歪の発生を大幅に低減するととも
に、発熱を抑制する。これらのため、亀裂の発生および
進展は大幅に低減する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤの第１実施例を示す図である。

まず、構成について説明する。第１図において、11は
タイヤサイズ10.00 R20の重荷重用空気入りラジアルタ
イヤであり、重荷重用空気入りラジアルタイヤ11は、環
状の一対のビードコア12を基部に有するとビード部13を
有し、ゴム被覆したスチーム（鋼ワイヤ）のコード14よ
りなる一枚のプライ14_Aをビードコア12間に跨がるよう
に用いたカーカス本体15を主補強としている。そして、
プライ14_Aを、その両側縁14aにて、それぞれビードコア
12のまわりにタイヤの内から外へ、かつ、コード14が実
質的にタイヤのラジアル面内を占める配列にて巻上げら
れた折返し16をビード部13の補強要素として備えてい
る。カーカス本体15および折返し16はカーカス17を構成
している。

カーカス本体15と折返し16との間には、カーカス本体
15およびビードコア12に隣接する断面三角形状のゴムA2
1並びにゴムA21の外側21a、カーカス本体15および折返
し16に隣接する略断面四辺形のゴムB22並びにこのゴムB
22および折返し16に隣接し、折返し16の端末部16aを覆
うゴムC23との三種のゴムストックが設けられている。

ゴムA21は100％モジュラスが60kgf/cm²以上の高弾性
ゴムであり、ゴムB22は100％モジュラスが15〜35kgf/cm
²でレジリエンスが65〜85で低弾性ゴムで内部損失が少
なく低発熱のゴムである。ゴムC23は100％モジュラスが
35〜60kgf/cm²でレジリエンスが50〜65の高弾性率で比
較的高内部損失の物性を有している。

折返し16の端末部16aからビードコア12の中心12aまで
の高さH_Eは70mmである。ゴムA21の半径方向外端21bから
ビードコア12の中心12aまでの高さH₂₁は60mmである。ゴ
ムB22の半径方向外端22aからビードコア12の中心12aま
での高さH₂₂は120mmである。また、折返し16の端末部16
a上を通ってカーカス本体15に立てた法線ｎに沿って測
った全ゴムストックの厚みａは9.0mmであり、ゴムC23の
厚みｂは4.5mmで比b/aは0.50である。また、折返し16の
端末部16aからゴムC23の半径方向内端23aまでの距離La
は20mmであり、折返し16の端末部16aからゴムC23の半径
方向外端23bまでの距離Lbは28mmである。27はチェーフ
ァーであり、28はサイドウォールである。前述以外の構
成は通常のトラック・バス用の重荷重用空気入りラジア
ルタイヤと同じである。

重荷重用空気入りラジアルタイヤが重荷重下で連続高
速走行すると、ビード部13は繰り返し変形が起こる。し
かしながら、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ
は、カーカス17の折返し16の端末部16aの近傍には、高
弾性率で高内部損失で耐亀裂進展性に有利なゴムC23が
所定の厚さに設けられて、耐亀裂進展性の比較的悪いゴ
ムB22を端末部16aから離隔しているので、折返し16の端
末部16aの近傍に亀裂が発生しても、その亀裂は耐亀裂
進展性に有利なゴムC23内でその進展を大幅に抑制され
る。

一方、ビード部13には、ビードコア12に隣接する高弾
性率を有するゴムA21および低内部損失の低発熱のゴムB
22が配置されているので、ビード部13の倒れ込みを抑制
するとともに折返し16の端末部16aの近傍の歪の発生を
低減し発熱を抑制する。これらのため、端末部16aの近
傍の亀裂の発生は大幅に低下するとともに亀裂がビード
部13内への進展は殆んどなく、ビード耐久性能は大幅に
向上した。

次に、本発明の第２実施例について説明する。第２図
は本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤの第２
実施例31を示す図である。

ゴムC23が、第１実施例においては、ゴムB22の外側で
ゴムB22と折返し16との間で端末部16aの近傍で半径方向
外方に長く延材するように設けたのに対して、第２実施
例においては、ゴムB22の外側でゴムB22と折返し16との
間および端末部16aの周囲を覆うように折返し16の外側
まで配置した外側ゴムC23_Aを有するよう設けるととも
に、ゴムB22がゴムC23の内側および折返し16の外側にゴ
ムC23の一部を覆うように外側ゴムB22_Aを設けている。
前述以外は第１実施例と同じである。

次に、本発明の第３実施例について説明する。第３図
は本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤの第３
実施例41を示す図である。

ゴムC23が、第１実施例においては、ゴムB22の外側で
ゴムB22と折返し16との間で端末部16aの近傍で半径方向
外方に長く設けたのに対して、第３実施例においては、
ゴムB22の外側でゴムB22と折返し16との間で端末部16a
の近傍のみに断面円弧状に設けるとともに、カーカス17
のカーカス主体15および折返し16の周囲を覆うように繊
維からなる２層の補強層42を設けている。前述以外は第
１実施例と同じである。

（効果）以上説明したように、本発明によれば、ビード部のカ
ーカス本体と折返しとの間に、特定の特性を有するゴム
Ａ、ゴムＢ並びにゴムＢおよび折返しに隣接するゴムＣ
を設け、ゴムＣを特定の厚みとすることにより、ビード
部の倒れ込み抑制して歪を低減でき、折返しの端末部の
近傍のゴムの亀裂進展を抑制でき、タイヤの重量および
コストの増加を最小限に抑えてビード耐久性能を大幅に
向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ
の第１実施例を示す一部断面図、第２、３図はそれぞれ
本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤの第２、
３実施例を示す一部断面図である。第４図はビード耐久
性能の試験結果を示すグラフである。第５図は従来のタ
イヤを示す一部断面図である。 11、31、41……重荷重用空気入りラジアルタイヤ、 12……ビードコア、 13……ビード部、 14……コード、 14_A……プライ、 15……カーカス主体、 16……折返し、 17……カーカス、 21……ゴムＡ、 22、22_A……ゴムＢ、 23、23_A……ゴムＣ、 42……補強層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−29504（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−15201（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−118510（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−121304（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−108401（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼ワイヤのコードよりなる少なくとも一つ
のプライを用いたカーカス本体を主補強とする重荷重用
空気入りラジアルタイヤにして、上記プライの少なくと
も一つを、その両側縁にてそれぞれビードコアのまわり
にタイヤの内から外へ、上記コードが実質的にタイヤの
ラジアル面内を占める配列にて巻上げた、折返しをビー
ド部の補強要素として備えるほか、カーカス本体と折返
しとの間で、カーカス本体およびビードコアに隣接する
ゴムＡ、カーカス本体および折返しに隣接するゴムＢ並
びにこのゴムＢおよび折返しに隣接するゴムＣとの三種
のゴムストックを有し、ゴムＡは100％モジュラスが60kgf/cm²以上、ゴムＢは100％モジュラスが15〜35kgf/cm²でレジリエンスが65〜85、ゴムＣは100％モジュラスが35〜60kgf/cm²でレジリエンスが50〜65、の各物性からなり、上記折返しの端末部上を通ってカー
カス本体に立てた法線ｎに沿って測った全ゴムストック
の厚みａに対するゴムＣの厚みｂの比が0.3〜0.75の範
囲を占めることからなる重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤ。