JPH0218107A - ビード部耐久性にすぐれた空気入りラジアルタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） この発明は荒地走行用たとえば大型建設機械の自走車輪
用空気入りラジアルタイヤ（以下ＯＲタイヤと呼ぶ）を
代表例として、特にタイヤに高い荷重が負荷される空気
入りラジアルタイヤにおける、ビード耐久力向上に関す
る開発研究の成果に関連し、もちろんトラック・バスの
ような一般的な重車両用にも応用することができる。

（従来の技術） 従来のビード部構造はビードコアの周りに巻上げられる
カーカスの折返しに沿って、 （１）金属コード層がビードコアを巻き込み、更に金属
コード層に沿って有機繊維コード層がビードコアの下方
まで来るもの、 （２）有機繊維コード層を持たず金属コード層がビード
コアを巻き上げるもの、 （３）金属コード層を持たず、有機繊維コードがビード
コアを巻き上げるもの （４）金属コード層も有機繊維コード層も共に持たない
もの の以上、４種類であり、乗用車用タイヤを始め、トラッ
ク、バス用タイヤのような比較的良路を走行するタイヤ
にあっては上記従来のビード部構造で、はぼ充分なビー
ド部耐久性を有する。しかし重荷重でありしかも荒地走
行に供される頻度の高い大型建設機械用ラジアルタイヤ
では荷重の絶対値が大きい上に、凹凸路による上・下及
び前後からの大きな加速度が加わるため、従来の構造の
ビード部耐久力は充分ではなく、金属コード層を有する
構造では金属コード層端にゴム亀裂が生じたりゴムと金
属コード層や繊維コード層との間にセパレーションが生
じ易い。

また金属コード、有機繊維共に使用しない構造はダイア
ゴナルクラックを誘発する為ビード部耐久性は極めて不
充分である。

そこで、特公昭５２−４２２８２号公報に示される如く
ワイヤーチエ−ファー（金属コードＮ）の上端を、より
剛性の低いスチールコード層で包み込んだり、或は特公
昭５６−４１４４１号公報に示されているようにスチー
ルチエ−ファーと繊維チエ−ファーの組合せに加えて更
にスチールチエ−ファーの上端部を繊維系端部カバーで
被覆したり、更には特公昭６２−４号公報で提示されて
いる如く、スチールチエ−ファーと繊維チエ−ファーの
組合せに加えビードフィラーとして高硬度ゴムと中硬度
ゴムを用いて上記と同様に、スチールチエ−ファーの上
端部を有機繊維コードのキャップで包み込んだりするこ
とにより、それぞれスチールコード端末のセパレーショ
ンや他のと一ド部故障を防止しようと企てられている。

また特開昭６０−３５６１１号公報には、スチールコー
ドのカーカスプライ折返し端部かもしくはワイヤーチエ
−ファー上端かいづれか上方に位置する端部に硬質ゴム
を配し且つ当該部分を被覆補強層にて包み込むことでコ
ード層端部でのセパレーションを防止することが開示さ
れている。

これら従来の技術はいずれもスチールチエ−ファーなど
の片側端部のみに着目しただけで全巾ないし下方端への
配慮が欠如しているため、ビード部故障の改善に多少の
効果は期待出来ても、大巾な改善は不可能であった。

（発明が解決しようとする課題） （１）建設機械用タイヤの様な大型タイヤが悪路を走行
する場合タイヤには上下方向及び前後方向に大入力が働
き、単純な補強や部分的な応力分散方法では金属コード
端に著しく大きな歪と剪断力が集中的に働き大きなモジ
ェラス差も加わって端部のゴムに疲労破壊が進行して金
属コード端でクラックが発生する。更に金属コード層と
ゴム層の間にも大きな眉間剪断力が働くため上記のコー
ド端クランクが引き金となってゴム層と金属コード層間
にセパレーションが生じる。

（２）剪断力は建設車輌が走行するだけで生じる場合も
あるが、タイヤが岩石上に乗り上げたり、旋回をしたり
、また制動や駆動の際には、金属コード端に特に大きな
剪断力が生じる。さればといって金属コード層の代わり
に有機繊維コードを用いたり補強層を全く有しない構造
も一部で使われているが、この様な構造はビード部の剛
性が小さいことにより、変形が大きくなりリムライン部
の表層部のゴム破壊がダイアゴナルクラックの形で多発
するので実用できない。

そこでダイアゴナルクラックのような損傷を発生させる
ことなくして、しかも金属コード補強層のコード端にお
けるゴム破壊及びセパレーションを有効に防止すること
ができる、ビード部耐久性にすぐれた空気入りラジアル
タイヤを提案することがこの発明の目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は一対のビードコア間にわたってトロイド状を
なすプライを各ビードコアの周りにタイヤの内側から外
側へ折返したカーカスを有している空気入りラジアルタ
イヤにおいて、 タイヤのビード部外皮ゴムの実質中に、上記プライの折
返しの外側に沿う、少くなくとも１枚の金属コード層よ
りなる主補強片と、この主補強片をその内周縁及び外周
縁での折畳みによって包み込む、主補強片に比してより
柔軟な少なくとも１枚のコード層よりなる副補強材とを
一体化して配置した、ビード部補強体をそなえることを
特徴とする、ビード部耐久性にすぐれた空気入りラジア
ルタイヤである。

第１図にこの発明に従うＯＲタイヤの一例を左半のみの
断面で示し、図中１はビードコア、２はカーカス、３は
その折返しであり、４はビード部補強体、また５はリム
、更に６はトレッド部補強のためのベルトである。

カーカス２はタイヤの左右で対をなすビードコア１の相
互間にわたってトロイド状をなすプライを各ビードコア
１の周りにタイヤの内側から外側へ折返してなる。図示
例ではハイターンアップ方式について示した。

カーカス２は多くの場合スチールなどの金属コードを、
タイヤの赤道面に対するコード角度９０゜〜７０°とな
る配列でゴム被覆した１プライ以上とされるがときとし
て、高強度繊維質コードを１〜数プライで代替され得る
。

カーカス２の折返し３の外側に沿って、タイヤのビード
部外皮ゴム７の実質中に配置するビード部補強体４は、
少なくとも１枚の金属コード層よりなる主補強片８と、
この主補強片８をその内周縁及び外周縁での折畳みによ
って包み込む副補強材９とからなる。

主補強片８の金属コードは、たとえば撚り構造が（ｌＸ
３＋９＋１５＋ＩＬ線径１．４１胴、引張強力２８０　
ｋｇのスチールコードがまた副補強材９は、主補強片８
の金属コードに比してより柔軟な、たとえば線径０．６
１ａｏ、コードサイズ１２６０　ｄ／２のナイロンコー
ドや、撚り構造が（ＩＸ３＋９＋１５＋１）、線径１．
０６ｍｍ、引張り強力１６５　ｋｇのスチールコードの
如きを用いることができ、これらのコードは何れもゴム
被覆によりコード層を形成する。

ビート部補強体４はゴムを全面に被覆したスチールコー
ドからなる主補強片８に、同じくゴムを全面に被覆した
、主補強片８のスチールコード°よりモジュラスや引張
り強度の低い繊維やスチールのコードからなる副補強材
９を沿わせ、且つ主補強片８の内、外周縁を副補強材に
て包み込み夫々上下に折返して、両者を一体とすること
により、単なるビード部補強効果の増強以外に、主補強
片端部における歪・応力を大巾に低下させるのにも役立
つ。

副補強材９のコードとしては、上記したところのほかポ
リエステル、レーヨン又はポリアミドなどの有機繊維コ
ードや、グラスファイバ、炭素繊維などの無機繊維コー
ドを用いてもよい。

副補強材９による主補強片８の包み込みは、第１図また
第２図（ｂ）に示したような、折畳み端間に間隔をおく
場合のほか第２図（ａ）　、　（ｄ）のように全面をす
っかり覆いつくすようにしても、また第２図（ｃ）のよ
うにオーバーラツプさせてもよい。

この発明に従う上記ビード部補強体４は、ビードコア１
の中心を通るタイヤの回転軸と平行な基準線ｎからの高
さｈ１〜ｈ２の間にわたって配置し、リム径ラインｌか
ら測ったタイヤ高さＨに対して高さり、は０．１〜０．
２倍なかでも０．１２〜０．１６倍高さｈ２は０．０６
倍〜−０，０３倍なかでも０．０４倍〜−０，０１倍と
することがのぞましい。

高さｈｌが高過ぎると折角副補強材と一体化させても歪
が増加し好ましくなく、一方、低過ぎると補強効果を失
なう。

また高さｈ２は点線で示したリム５のフランジの内部に
ある事が補強効果を増大する条件であるが最も低い位置
でもビードコアーとリム５のベース間で締めつけられず
に成る程度上下・前後の荷重を受けた際に主補強片８と
副補強材９とが一体となって動けるということがこの発
明で骨子ともいうべき重要事項であるので、特に下端の
下限はコアーをまき込まない位置で止めるのが肝要であ
る。

なおリム径ラインから測ったカーカス２の折返えし３の
高さり、はビード部補強効果を高め、且つ夫々の端部に
歪・応力をなるべく均等に分布させるため、のぞましく
は上方に端末を有する方が効果的であるが、高過ぎると
折返えし端での歪・応力が増加し過ぎ、またビード部補
強体４もより低いとその上端及び、折返えし端末での歪
が増加するので、ｈ、はＨの３５〜７０％位が適当であ
る。

（作　用） ＯＲタイヤのビード部におけるリムとの間の剪断変形を
減らし、ビード部補強に用いられる金属コード端でのゴ
ム破壊をなくすには次の３つの方法がある。

１、　リム本体を変える（例えばリムフランジの高さを
低くする。

これは市販リムで対応できないためリム供給の面から現
実的でない。

２、　金属コードを使用しない。

ダイアゴナルクラックを生じるため適当でない。

３、金属コード端の処理により、端部の歪集中を分散さ
せる。

効果が充分でない。

この発明はスチールコード層全体の処理により端部の歪
集中を大巾に分散させるものである。

すでに述べた金属コード端クランクとゴム層と金属コー
ド層間の眉間剪断によるセパレーションはゴムと金属コ
ードの物性があまりにも違いすぎることから生じる。そ
こでゴムと金属コード層間に中間的な物性をそなえる有
機繊維コードの副補強材９を入れる。また中間的物性を
有しない金属や無機繊維コードを副補強材９に用いる場
合には線径を細くすることによって、金属コード端での
応力集中を小さくしなおかつ眉間剪断歪を小さくするこ
とで、中間的な物性を有した場合と同じ効果を得る。

より一層剪断歪を有効に減らすには、金属コードが周辺
の部材に追随して動くことが望ましく、この場合副補強
材９が主補強片８に追随して動くことで主補強片と副補
強材の剪断歪が減少する。

その方法としてこの発明では主補強片８の下端すなわち
内周縁をも、副補強材９で包み込むことにより、主補強
片８と副補強材９が一体化して、ビード部補強体４と周
辺ゴム部材間の眉間剪断ひずみを減少させることができ
るのである。

（実施例） タイヤサイズＯＲＲ１８，００Ｒ２５，）レッドクラス
Ｅ４の供試タイヤを、第１図に準拠して次の諸元で試作
した Ｈ　　：　　　５０５．９ａｍ ｈ＋　　：　　　７０．８ｍｍ　　（０，１４・Ｈ）ｈ
ｚ　　：　　　１５．Ｏａｎ　　（０，０３・Ｈ）ｈ３
：　　　２４７　　ｒｒｍ　　（０，４９・Ｈ）ビード
部補強体４は、撚り構造（ＩＸ３＋９＋１５＋　１　）
　、線径１　、４　ｌ　ｔｒｔｒａ　、引張強度２８０
　ｋｇのスチールコード層１枚より、なる主補強片８と
、線径０．６１１１コードサイズ１２６０　ｄ／２のナ
イロンコード層よりなる副補強材９は実施例１及び２で
は第１図、第２図（ｂ）のように主補強片８の内、外周
縁にて折畳み、折返し端間に間隔をおく上、下折返し形
としてそれぞれ１枚及び２枚とよりなるものとし、実施
例３及び４は同様に１枚と２枚重ねとによる副補強材９
を第２図（ａ）　、　（ｄ）のように折返し端で突き合
わせた全面包み込みになる形で適用し、さらに実施例５
については実施例１と同じビード部補強体４を、第２図
（ｅ）に示すような特にカーカス２とその折返し３の外
側でビードコア１のＩＩすに、撚り構造（ＩＸ３＋９＋
１５＋１）線径１，４１騰、引張強力２８０　ｋｇのス
チールコード層１枚が基準線ｎからの高さｈａ　：　７
０ｍｍ、　ｈｓ　：　４２ｍｍニわたって巻きつけられ
た付加強化層ｌＯに添えて適用したものである。

これらに対しビード部耐久性の比較のため、第３図に示
すように、第２図ｅでのべた付加強化層１０とこれに添
えてナイロンコード層１１とを用いた従来のビード部補
強構造になるものも用意した。

ビード部耐久性試験の条件は次のとおりである。

タイヤ内圧　　　　　　　　　７．０　ｋｇ／ｃｔｘ”
タイヤ荷重　　　　　　　　９，２００　ｋｇ走行速度
（試験ドラム周速）　　　１６ｋｍ／ｈ上記の試験走行
によってビード部に破損が生じるまでの走行時間を、比
較タイヤの成績につき１００とする指数で評価し、次表
の結果を得た。

表 いての部分断面図である。

１・・・ビードコア　　　　２ ３・・・折返し　　　　　　４ ７・・・ビード部外皮ゴム　８ ９・・・副補強材 ・・・カーカス ・・・ビード部補強体 ・・・主補強片 （発明の効果） この発明により、ＯＲタイヤを代表例とする重荷重用タ
イヤのビード部に、ダイアゴナルクランクのような損傷
を生じるおそれなしに、ビード部補強体の金属コード端
でのゴム破壊やこれに起因するセパレーションを有効に
防止してビード部耐久性を大幅に向上することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は要部の断面図、 第２図は実施例の部分断面図、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１対のビードコー間にわたってトロイド状をなすプ
   ライを各ビードコアの周りにタイヤの内側から外側へ折
   返したカーカスを有している空気入りラジアルタイヤに
   おいて、 タイヤのビード部外皮ゴムの実質中に、上記プライの折
   返しの外側に沿う、少くなくとも１枚の金属コード層よ
   りなる主補強片と、この主補強片をその内周縁及び外周
   縁での折畳みによって包み込む、主補強片に比してより
   柔軟な少くなくとも１枚のコード層よりなる副補強材と
   を一体化して配置した、ビード部補強体をそなえること を特徴とする、ビード部耐久性にすぐれた空気入りラジ
   アルタイヤ。 ２、副補強材に用いたコード層が、有機繊維材料よりな
   る、特許請求の範囲１に記載したタイヤ。 ３、副補強材に用いたコード層が無機繊維材料よりなる
   、特許請求の範囲１に記載したタイヤ。 ４、副補強材に用いたコード層が、主補強層の金属コー
   ドの線径に対して６０％以下の細径の金属コードよりな
   る特許請求の範囲１に記載したタイヤ。