JP2695716B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビード部の耐久性を高
めた重荷重用ラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】バス、トラック等に用いる重荷重用タイ
ヤにあっては、車両の大型化、積載量の増大とともに、
その負荷荷重が増大しつつあり、負荷荷重の増大ととも
にリムとは強い嵌合力を有して嵌着される。又このよう
な重荷重用タイヤにあってはタイヤチューブを用いない
チューブレスタイヤの普及が著しく、チューブレスタイ
ヤは、特に強い嵌合力を有してリムに嵌着される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な重荷重用ラジアルタイヤをリム組みしたとき、図１０
に示す如く、タイヤのビードトウ部ａと、リムのリムベ
ースｂとの間に浮上がりｆが生じる場合があるのが判明
した。

【０００４】さらに発明者は、前記浮上がりｆとビード
部の耐久性との関係を調査したところ、図９に示す如
く、浮上がりｆの量、即ち浮上がり量Ｌが大となる程、
ビード耐久性が低下することが判明した。

【０００５】なおビード耐久性とは、図１０に破線で示
すように、使用に伴う内圧、負荷荷重によりカーカスに
長時間に亘って作用する張力によって、カーカスがつる
べ状にビードコアの廻りを周回して引抜かれる現象に関
連し、この引抜かれ量ｍが大となるに伴い、ビードゴ
ム、他の補強層にも影響を与え、プライ端剥離などを生
じ、さらにはビード部クラックを発生しかつ空気洩れが
生起するなど、ビード部を破損するなどの現象を生じ、
前記ビード耐久性とは、かかる現象に対する耐久性をい
う。

【０００６】又図９は、浮上がり量Ｌとビード耐久性と
の関係を示し、このテストにはサイズが１１Ｒ２２．５
のタイヤを用いている。このタイヤを正規リムに装着し
かつ８．０ＫＳＣのもとで６０００kgの荷重条件により
２０km／ｈの速度に相当する回転数で回転ドラム試験機
を回転させた。ビード部のクラック、空気洩れ等が生じ
るまでの相当走行距離を、浮上がり量Ｌが４．０mmの場
合の走行距離を１００とする指数で表示し、数値が大き
いほどビード耐久性が大であることを示している。

【０００７】さらに本発明者らは、ビード耐久性の向上
のために、この浮上がり量Ｌを減じるべく実験を行った
結果、空気入りタイヤは、その内腔に圧力を加えること
によって膨出するが、走行時の内圧、荷重の大きいもの
ほどビード部の浮上がりｆ、即ちビードベースの変形が
大きく早期に損傷が生じることを見出した。

【０００８】タイヤに荷重が作用した場合、タイヤの接
地部においては内圧によってカーカスの接線方向張力の
成分がタイヤの撓みと略正比例し、ビードコアのリムフ
ランジに向かって押付ける作用力が生じる。他方接地端
からタイヤ周方向に遠ざかるに従い内圧によりカーカス
の垂直方向の張力成分が増大し、ビードコアのトウ側を
引き上げる向きに力が作用する。

【０００９】このようにタイヤは、高内圧、高荷重下の
もとでは、回転周期に合わせてビードコアに作用する力
の向きが変化することとなる。その結果、ビード部のカ
ーカス外側に配されるゴム層は半径方向内側に向かって
引張られ永久変形を受ける。この永久変形を受けたゴム
はカーカスの先端、又はリムフランジ上部に対向して配
されるゴム中、特に剛性断層が介在する位置においてク
ラックが発生し、そのクラックが成長することによりビ
ード部は破壊に至るのである。

【００１０】本発明は正規内圧状態においてビード部に
おけるビード部の形状、傾き及び配設位置を規制するこ
とを基本として、ビードトウ部をリムに対して密着で
き、浮上がりを減じてビード部の耐久性を高めうる重荷
重用ラジアルタイヤの提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド部か
らサイドウォール部を通りビード部のビードコアで折返
すラジアル配列のカーカスと、トレッド部の内方かつカ
ーカスの外側に配されるベルト層とを具えかつビード部
に複数の直線状の辺を有する断面多角形のビードコアを
埋設し、しかも１５°テーパのビードシート面を具えた
正規リムにリム組込みされる重荷重用ラジアルタイヤで
あって、正規内圧を充填した正規内圧状態において、ビ
ードコアは、ビード底面に最も近い内側辺を前記ビード
シート面と略平行に傾ける一方、ビードコアの前記内側
辺方向の最大巾（ＣＷ）を、前記ビード底面とビード部
の外側面とが交差するビード外端点間のタイヤ軸方向の
距離であるリム巾（ＲＷ）の０．０６３倍以上かつ０．
１０５倍以下、しかも前記内側辺のタイヤ軸方向内端
（Ｑ）からビード外端点に至るタイヤ軸方向の距離
（Ａ）を前記リム巾（ＲＷ）の０．０７３倍以上かつ
０．１２５倍以下とするとともに、 前記正規内圧状態に
おいて、前記内側辺の前記内端（Ｑ）を通る半径線が前
記カーカスと交わる交点（Ｒ）でこのカーカスに接する
接線が、タイヤ軸線となすトウ側交差角度（θ１）を４
７°以上かつ５５°以下とし、 かつ０．５kgｆ／cm ² の
内圧を付加した０．５内圧状態において、前記内側辺の
前記内端（Ｑ）を通る半径線が前記カーカスと交わる交
点（Ｒａ）でこのカーカスに接する接線が、タイヤ軸線
となす０．５交差角度（θ３）から前記トウ側交差角度
（θ１）を減じた角度差（θ３−θ１）を２．５°以下
としたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤであ
る。

【００１２】

【作用】前記構成のビードコアを具えることにより、タ
イヤに正規内圧を加えた際にもビードトウ部がリムから
浮上がることなく、リムとの嵌合緩みを防ぎ、しかもタ
イヤの回転とともにビードコアに作用する力の向きが繰
返し変わることに起因して生じがちであったゴム層のク
ラックの発生を防止し、ビード部の耐久性を高めること
ができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例をチューブレスタイヤ
として形成した場合を例にとり図面に基づき説明する。

【００１４】図１〜図５において、重荷重用ラジアルタ
イヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経て
ビード部４にのびるカーカス本体部５Ａと該カーカス本
体部５Ａに接続されビードコア７の周りをタイヤ軸方向
内側から外側に折返す巻上げ部５Ｂとからなるカーカス
５及び前記トレッド部２の内部かつ前記カーカス５のタ
イヤ半径方向外側に配され、複数枚、本例では４枚のベ
ルトプライ６Ａ…からなるベルト層６を具える。

【００１５】又ビード部４には前記ビードコア７の半径
方向外側かつカーカス５のカーカス本体部５Ａと巻上げ
部５Ｂとの間に硬質のゴムからなるビードエイペックス
９を立上げる。

【００１６】カーカス５は、ナイロン、ポリエステル、
芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、レーヨン、等
の有機繊維、炭素繊維及びスチールコードからなるカー
カスコードをタイヤ赤道ＣＯに対して６０〜９０度傾斜
させて並設している。

【００１７】前記ベルト層６は前記した如く４枚のベル
トプライ６Ａ…からなり、各ベルトプライ６Ａは芳香族
ポリアミド、芳香族ポリエステル、ナイロン、ポリエス
テル、レーヨン等の有機繊維及びスチールコード等から
なるベルトコードを平行に配列するとともに、少なくと
も２枚のベルトプライ６Ａ、６Ａを互いに交差させかつ
前記カーカス５のカーカスコードと交差する向きに配列
しトレッド部２を補強する。

【００１８】タイヤ１は、ローフランジ１５°テーパの
正規のリムＪに装着され、前記ビード部４は、その半径
方向内側面であるビード底面１１を、前記リムＪのタイ
ヤ軸に対して略１５°で傾くビードシート面１２に着座
させている。又前記カーカス５の巻上げ部５Ｂの巻上げ
部先端ＫはリムＪのリムフランジ１３の先端Ｆからタイ
ヤ半径方向外側に向かって２５〜５０mm外方に位置させ
ることが好ましい。

【００１９】前記ビードコア７は、本例では、６つのか
つ直線状の辺を有する断面六角しかもビード底面１１に
沿う側を長軸ｘとした偏平六角形をなす。なお本実施例
では前記長軸ｘと、これに直交する向きの断面高さｙと
の比である偏平比ｙ／ｘを０．３〜０．６としている。

【００２０】このようなビードコア７は、例えばピアノ
線などの硬鋼線を螺旋巻きかつ多段にすることによって
所定の形状に形成される。又ビードコア７は、前記した
リムＪにリム組されかつ正規内圧状態において、ビード
底面１１に最も近い辺である内側片Ｌ１を前記リムＪの
ビードシート面１２と略平行に傾けて形成される。

【００２１】さらにビードコア７は、前記内側片Ｌ１方
向の最大巾ＣＷ、即ち前記長軸ｘを、前記ビード底面１
１とビード部４の外側面１４とが交差するビード外端点
Ｐ、Ｐ間のタイヤ軸方向の距離であるリム巾ＲＷの０．
０６３倍以上かつ０．１０５倍以下としている。

【００２２】前記ビードコア７の前記最大巾ＣＷがリム
巾ＲＷの０．０６３倍未満となればビードコア７の強さ
が減じる結果、リムに対するビードコア７の強さが小さ
くなり耐久性に劣る。詳述すれば前記した如くカーカス
５は、タイヤ走行時においてその回転周期に合わせてビ
ードコア７のトウ側、即ちビード部４の内側面１５側を
繰返し引き上げる向きに力が作用し、この作用力によっ
てビード部４のカーカス５外側に配されかつ前記外側面
１４を形成するゴム層１６が半径方向内側に向かって引
張られることにより、該ゴム層１６は永久変形を受け
る。この永久変形を受けたゴム層１６は、カーカス５の
先端又はリムＪのリムフランジ１３と向き合う位置のゴ
ムなど剛性断層が介在する弱い位置においてクラックが
発生し、かつクラックが成長することによってビード部
４は破壊に至るのである。

【００２３】図３はリム巾ＲＷに対するビードコア７の
前記最大巾ＣＷの比ＣＷ／ＲＷと、耐久性との関係を示
すグラフであり、前記比ＣＷ／ＲＷが０．０６３未満で
は耐久性が急激に低下していることを示している。

【００２４】他方前記比ＣＷ／ＲＷが０．１０５倍をこ
えるとリム組み作業が困難となり作業能率が低下するこ
とによって、好ましくない。

【００２５】さらにビードコア７は、前記内側辺Ｌ１の
タイヤ軸方向内端Ｑ、即ち内側辺Ｌ１のトウ側の端部か
ら前記ビード外端点Ｐに至るタイヤ軸方向の距離Ａを前
記リム巾ＲＷの０．０７３倍以上かつ０．１２５倍以下
としている。距離Ａがリム巾ＲＷの０．０７３倍未満と
なれば前記比ＣＷ／ＲＷが下限値を下廻った場合と同じ
理由によりカーカス５外側に配されるゴム層１６にクラ
ックが生じ耐久性が低下する。図４はリム巾ＲＷに対す
る前記距離Ａの比Ａ／ＲＷと耐久性との関係を示すグラ
フであり、前記比Ａ／ＲＷが０．０７３未満では耐久性
が急激に低下していることを示している。

【００２６】なおビード部７は、正規内圧状態において
内側辺Ｌ１の前記内端Ｑを通る半径線Ｙがカーカス５と
交差する交点Ｒにおいてカーカス５に接する接線Ｔ１
と、タイヤ軸線Ｈ１とがなすトウ側交差角度θ１を５５
°以下としている。

【００２７】これは本発明者らが行った以下の知見に基
づく。発明者は、タイヤに０．５ＫＳＣ、即ち０．５kg
ｆ／square cm、従って０．５kgｆ／cm ² の内圧を付加
したとき、図５に示すように、前記半径線Ｙがこの０．
５内圧状態の一点鎖線で示すカーカス５ａと交差する交
点Ｒａにおいてこのカーカス５ａに接する接線Ｔ１ａ
が、タイヤ軸線Ｈ１ａとなす０．５交差角度θ３から、
前記トウ側交差角度θ１を減じた角度差θ３−θ１が浮
上がり量Ｌに及ぼす関連について実験した。なおトウ側
交差角度θ１、０．５交差角度θ３及び浮上がり量Ｌは
Ｘ線ＣＴスキャナーを用いて測定した。

【００２８】その結果は図６に示すように、角度差θ３
−θ１の値が２．５°以下では浮上がり量Ｌが０に略等
しく、２．５°をこえると角度差θ３−θ１の値に略比
例して浮上がり量Ｌが増大するのである。従って、本発
明では角度差θ３−θ１を２．５°以下とする。

【００２９】つぎに、前記角度差θ３−θ１とトウ側交
差角度θ１との関係は、図７に示す如く比例関係にある
のが判明した。

【００３０】図７からビードトウ面１１に浮上がりが生
じない限界の角度差θ３−θ１である２．５°以下とす
るには、トウ側交差角度θ１を５５°以下にすればよい
ことを見出したのである。

【００３１】しかしながら、トウ側交差角度θ１が４７
°をこえて小となれば、図７から理解出来るように、角
度差θ３−θ１が負の値となる。即ち内圧を０．５kgｆ
／cm ² から正規内圧に昇圧することにより、トウ側交差
角度θ１が増し、従って内圧が高まることによってカー
カス５はビード部４において立上がることとなる。この
とき、タイヤに負荷が加わった場合には、ビードトウ面
１１の浮上り量Ｌは０であるとはいえ、ビード部４に作
用する圧縮歪が大となり、ビード耐久性が低下する場合
も起こりうる。従って、本発明では、トウ側交差角度θ
１を５５°以下かつ４７°以上とする。

【００３２】さらにビードコアの断面形状は、図１、２
に示す六角形状の他、例えば図８に示すような、種々な
形状（７Ａ〜７Ｇ）ものが採用できる。又重荷重用ラジ
アルタイヤとしては前述のチューブレスタイヤの他、チ
ューブ入りタイヤであってもよい。

【００３３】

【具体例】タイヤサイズが１１Ｒ２２．５でありかつ図
１、図２に示す構成を有する重荷重用ラジアルタイヤに
ついて、表１による仕様によって試作するとともに、正
規のリムに装着しかつ正規内圧のもとでビードトウの浮
上がりと、ビード耐久性とをテストした。なお従来の構
造のタイヤ（比較例）についても併せてテストを行いそ
の性能を比較した。

【００３４】

【表１】

【００３５】テストに際して耐久性については回転ドラ
ム試験機によって８kgｆ／cm ² の内圧のもとでタイヤ１
本当たり６０００kgの荷重を加え２０km／ｈの速度に相
当する回転数で回転させ、ビード部にクラックが発生す
るか、又は空気洩れが生じるまで走行した相当走行距離
を、比較例を１００とする指数で表示した。数値が大き
いほど良好である。

【００３６】テストの結果、実施例のものはビードトウ
部の浮上がりがなく、又比較例のものに比べてビード耐
久性が優れていることが判明した。

【００３７】

【発明の効果】叙上の如く本発明の重荷重用ラジアルタ
イヤは、正規内圧状態において、ビード底面に最も近い
ビードコアの内側辺をリムとビードシート面と略平行に
傾けかつリム巾とビードコアの最大巾との比、及びリム
巾と内側辺内端からビード外端点に至る距離との比をそ
れぞれ規制し、しかもカーカスのビード部での傾き角度
と０．５kgｆ／cm ² 内圧状態での該傾き角度とをビード
コアの位置に関連させて規制したため、リムとの嵌合緩
みを防止し浮き上がりを減じてビード部の耐久性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤ右半分断面図で
ある。

【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。

【図３】比ＣＷ／ＲＷとビード耐久性との関係を示す線
図である。

【図４】比Ａ／ＲＷとビード耐久性との関係を示す線図
である。

【図５】内圧によるビード部の変形を略示する線図であ
る。

【図６】角度差θ３−θ１とビードトウの浮上り量との
関係を示す線図である。

【図７】角度差θ３−θ１とトウ側交差角度θ１との関
係を示す線図である。

【図８】ビードコアの断面形状の他の例を略示する断面
図である。

【図９】ビードトウの浮上がり量とビード耐久性との関
係を示す線図である。

【図１０】従来タイヤを例示する断面図である。

【符号の説明】

２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ カーカス ６ ベルト層 ７ ビードコア １１ ビード底面 １２ ビードシート面 １４ 外側面 Ａ 距離 ＣＷ 最大巾Ｈ１、Ｈ１ａ タイヤ軸線 Ｊ リムＬ１ 内側辺 Ｐ ビード外端点 Ｑ 内端Ｒ、Ｒａ 交点 ＲＷ リム巾Ｔ１、Ｔ１ａ 接線 Ｙ 半径線 θ１ トウ側交差角度 θ３ ０．５交差角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−77614（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−53616（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−156108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−113609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−80603（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−31903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−155108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−112810（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−9442（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−62561（ＪＰ，Ｂ２) 特許2503032（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を通りビ
   ード部のビードコアで折返すラジアル配列のカーカス
   と、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベ
   ルト層とを具えかつビード部に複数の直線状の辺を有す
   る断面多角形のビードコアを埋設し、しかも１５°テー
   パのビードシート面を具えた正規リムにリム組込みされ
   る重荷重用ラジアルタイヤであって、 正規内圧を充填した正規内圧状態において、ビードコア
   は、ビード底面に最も近い内側辺を前記ビードシート面
   と略平行に傾ける一方、 ビードコアの前記内側辺方向の最大巾（ＣＷ）を、前記
   ビード底面とビード部の外側面とが交差するビード外端
   点間のタイヤ軸方向の距離であるリム巾（ＲＷ）の０．
   ０６３倍以上かつ０．１０５倍以下とし、 しかも前記内側辺のタイヤ軸方向内端（Ｑ）からビード
   外端点に至るタイヤ軸方向の距離（Ａ）を前記リム巾
   （ＲＷ）の０．０７３倍以上かつ０．１２５倍以下とす
   るとともに、 前記正規内圧状態において、前記内側辺の前記内端
   （Ｑ）を通る半径線が前記カーカスと交わる交点（Ｒ）
   でこのカーカスに接する接線が、タイヤ軸線となすトウ
   側交差角度（θ１）を４７°以上かつ５５°以下とし、 かつ０．５kgｆ／cm ² の内圧を付加した０．５内圧状態
   において、前記内側辺の前記内端（Ｑ）を通る半径線が
   前記カーカスと交わる交点（Ｒａ）でこのカーカスに接
   する接線が、タイヤ軸線となす０．５交差角度（θ３）
   から前記トウ側交差角度（θ１）を減じた角度差（θ３
   −θ１）を２．５°以下と したことを特徴とする重荷重
   用ラジアルタイヤ。