JPH04334609A - 重荷重用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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、小型トラック等の比
較的重い荷重の加わる車両に供する重荷重用空気入りラ
ジアルタイヤに関し、とくにタイヤをリムに装着した際
にリムフランジ端と接触する付近のサイドウォール部、
いわゆるビード部の耐久性を向上しようとするものであ
る。

【０００２】重荷重用空気入りラジアルタイヤは、乗用
車用タイヤと比較すると、負荷荷重が大きいことから、
サイドウォール部からビード部にかけての撓み量が大き
く、ビード部の故障を頻発するため、重荷重用空気入り
ラジアルタイヤの信頼性を高めるにはビード部耐久性の
向上が不可欠である。

【０００３】

【従来の技術】従来のこの種のタイヤは一般に、１対の
ビードコア間にわたりトロイド状をなして跨がるゴム被
覆の有機繊維コードのラジアル配列プライからなり、各
ビードコア及びこのビードコア上に据えたビードフィラ
ーのまわりにそれぞれタイヤの内側から外側へ巻返して
、タイヤ径方向外側へ規定リムのフランジ高さの２倍以
上で延びる上記プライの折返し部を有するカーカス又は
、この折返し部の外側にさらにサイドウォール部に沿っ
てビードコア近傍まで延びる上記プライと同様のプライ
を配したカーカスをボディ補強に供するを例としている
。

【０００４】タイヤの転動中はサイドウォール部及びビ
ード部に繰り返しの圧縮変形が加わるが、上記のように
この種タイヤは負荷荷重が大きいため、カーカスプライ
の折返し部が容易に疲労破断に到ることがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、繰
り返しの圧縮変形の影響を大きく受ける重荷重用タイヤ
のビード部における、特にカーカスプライのコード切れ
発生を抑制し、よってビード部の耐久性を向上した重荷
重用空気入りラジアルタイヤについて提案することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この種タイヤは大きい負
荷荷重の下で転動されるため、その回転毎にリムのフラ
ンジ端を支点とした曲げが加わってカーカスのタイヤ軸
方向最外側のプライに圧縮歪みが生じ、コード切れの発
生をまねくことが判明した。そこで発明者らは、上記圧
縮歪みを緩和する方策について種々検討したところ、カ
ーカスのタイヤ軸方向最外側のプライの形状を適正化す
ることが有効であるとの知見を得た。

【０００７】すなわちこの発明は、円筒状のクラウン部
の両端から径方向内側へ向けて連なるサイドウォール部
の端部に配置した１対のビードコア間でクラウン部及び
サイドウォール部にわたって延びる有機繊維コードをラ
ジアル配列した複数のプライを有し、そのタイヤの内側
寄りのプライを各ビードコア及びこのビードコア上に配
した硬質ゴムからなるビードフィラーのまわりにそれぞ
れタイヤの内側から外側へ折返す一方、タイヤの外側寄
りのプライをサイドウォール部に沿って上記タイヤの内
側寄りのプライの折返し端にそのタイヤ軸方向の外側で
密着し、少なくともビードコアの位置まで延長してなる
カーカスを骨格とする、空気入りラジアルタイヤであっ
て、規定リムに装着したタイヤの回転軸を含む断面にお
いて、上記ビードフィラーのタイヤ軸方向外側に位置す
るカーカスプライは、上記リムのフランジ上端近傍でタ
イヤ軸方向内側に向かって凸となる谷と、リムのベース
ラインからタイヤの径方向外側へ測った高さがそのフラ
ンジ高さの２．２５倍の位置近傍でタイヤ軸方向外側に
向かって凸となる山とを結合したＳ字状を成すことを特
徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤである。

【０００８】さて第１図にこの発明に従う重荷重用空気
入りラジアルタイヤの主にビード部の断面を、左半分に
ついて示した。図中１は片側だけを図示したビードコア
、２はカーカスで、このカーカス２は図示例で、有機繊
維コードをラジアル配列したカーカスプライ３〜５から
なり、そのタイヤの内側寄りの２枚のカーカスプライ（
以下アップカーカスと示す）３及び４はビードコア１の
まわりにタイヤの内側から外側へ折返した折返し部３ａ
及び４ａをそなえ、一方タイヤの外側寄りのカーカスプ
ライ（以下ダウンカーカスと示す）５は上記折返し部３
ａに密着してビードコア１まで延長して成る。また図中
６はビード部、７はビードコア１上に据えたビードフィ
ラー、８はサイドウォール部、９はチェーファーゴム、
そして１０は規定リム、１１はそのフランジである。

【０００９】さらに図示はしないが、１対のサイドウォ
ール部８を跨いで連なるクラウン部において、カーカス
２上にベルト層を設け、このベルト層上にトレッド部を
配置する。なおベルト層はカーカス２のクラウン部外周
を取囲んで積層した、ゴム被覆スチールコードの複数層
からなり、トレッドゴム中に埋設することによってトレ
ッド部の補強に供される点において在来のこの種タイヤ
における慣例に従う。

【００１０】そしてこの発明では、ビード部６の耐久性
を高めるため、カーカス２のうち、ビードフィラー７の
タイヤ軸方向外側のカーカスプライ、すなわち図示例で
はダウンカーカス５及びアップカーカスの折返し部３ａ
及び４ａは、上記リムのフランジ１１上端近傍でタイヤ
軸方向内側に向かって凸となる谷と、リム１０のベース
ライン（　規定リムの呼び径の１／２　をタイヤの回転
軸から距てる点を通ってタイヤ回転軸と平行な直線）　
Ｌからタイヤの径方向外側へ測った高さがそのフランジ
高さの２．２５倍の位置近傍でタイヤ軸方向外側に向か
って凸となる山とを結合したＳ字状を成す配置とし、主
にビード部６の表面側に生じる圧縮歪みによる故障を回
避する。

【００１１】

【作用】小型トラックにその車輪として装着されたタイ
ヤが車両重量及び積載荷重による負荷を受けたとき、ビ
ードコアによってリムと緊密に適合しているビード部は
、リムのフランジよりも上方域で上記負荷によるタイヤ
の幅方向に拡がる変形に従い、フランジの上面に沿う倒
伏を生じる向きの曲げモーメントが働き、このとき曲げ
の中立軸を境として、ビード部の軸方向内側が引張り域
及び外側が圧縮域となるが、この圧縮歪はビード部外表
面から離れた、ビードフィラーのタイヤ軸方向外側のカ
ーカス、すなわちアップカーカスの折返し部を含めたダ
ウンカーカスにおいても、ビード部外表面と同様の傾向
にある。一方カーカスプライに供する有機繊維コードは
数デニールの極細のフィラメントを多数撚りたばねられ
た糸で、引張りに対しては撚りをしぼり込む方向なので
強靭な引張り剛性をそなえているが、圧縮に対しては撚
りが戻る方向であり圧縮剛性はほとんどないという特徴
がある。この為、内側の引張り歪みの分布に比してタイ
ヤ外側に起る圧縮歪の分布は極めて大きく、この大きな
圧縮歪がプライコードの座屈現象を生ぜしめ、その疲労
劣化から結局はコード切れを発生する。そこで中立軸外
側の圧縮域では、ダウンカーカス及びアップカーカスの
折返し部をフランジ上方域で上述したＳ字形状に予め曲
げておくことにより、曲げモーメントによる圧縮作用方
向とコード方向とを異ならせてプライコードを斜め方向
から圧縮させる結果となり、実質上プライコードに作用
する圧縮歪を減じるためカーカスプライの欠点をより有
効に改善でき耐久性が著しく向上する。

【００１２】さらにこの発明に従ってビードフィラーの
タイヤ軸方向外側のカーカスプライに与えるＳ字形状に
ついて、詳しく説明する。まずタイヤ回転軸と平行をな
す線上における、タイヤ軸方向最外側のカーカスを構成
するコード周縁と同様にタイヤ軸方向最内側のカーカス
のコード周縁との距離をカーカス厚みと定義し、規定リ
ムのベースラインＬからタイヤの径方向外側へ測った高
さがそのフランジ高さＦＨの０．５　〜３．２５倍の範
囲内の等分１１箇所のカーカス厚みを測定し、これらの
測定結果を上記０．５　ＦＨ倍高さの位置でのカーカス
厚み（実質的にはビードコアの最大径と同等）に対する
比率としたものを以下便宜上カーカス厚みとし、このカ
ーカス厚みの変化を図２に示した。なお同図には、フラ
ンジ高さＦＨの０．５　倍及び３．２５倍の位置でのカ
ーカス厚みを結んだ直線を、平均カーカス厚み分布線（
以下平均分布線という）として示し、またこの平均分布
線上の各点を平均カーカス厚みとする。なお上記０．５
　ＦＨ倍高さの位置はビードコアに相当し、一方上記３
．２５ＦＨ倍の位置はアップカーカスとダウンカーカス
との離反点、換言するとビードフィラーの頂点に相当す
るのが通例である。

【００１３】また図３に示す従来の構造に従うビード部
、すなわちカーカス厚みはビードコア１近傍を最大とし
てタイヤ径方向外側へ漸減してビードフィラー７の頂点
でアップカーカスとダウンカーカスとが合流する構造の
ビード部における、カーカス厚みの変化を図２と同様に
、図４に示す。同図に示すように、従来構造のカーカス
は、図２と同様に引いた平均分布線に沿った厚み変化を
することがわかる。

【００１４】これに対して、この発明に従ってカーカス
に与えるＳ字形状は、図２に示したように、リムのフラ
ンジ上端近傍、すなわちフランジ高さＦＨの近傍でタイ
ヤ軸方向内側に向かって凸の谷になり、図示例ではフラ
ンジ高さＦＨでのカーカス厚みは平均カーカス厚みより
も小さい約８０％程度まで漸減し、次いで徐々にタイヤ
軸方向外側に向かって傍出し２．２５ＦＨ倍の位置近傍
で凸の山になり、すなわち２．２５ＦＨ倍の位置でのカ
ーカス厚みは平均カーカス厚みよりも大きい約７０％程
度となる。

【００１５】ここで図２において、２．２５ＦＨ倍の位
置での平均カーカス厚みをＡ０　及び２．２５ＦＨ倍の
位置での実際のカーカス厚みをＡ１　で、またフランジ
高さＦＨの位置での平均カーカス厚みをＢ０　及びフラ
ンジ高さＦＨの位置での実際のカーカス厚みをＢ１　で
表し、さらに（Ａ０　−Ａ１　）を最大凸量Ａ及び（Ｂ
０　−Ｂ１　）を最小凹量Ｂとしたとき、 （Ａ−Ｂ）≧１５％（より好ましくは２０〜３５％）を
満足する、Ｓ字形状をカーカスに与えることが好ましい
。ちなみに図２の例は、Ａ：１０．６％及びＢ：−８．
５　％であるため、（Ａ−Ｂ）＝１９．１％となり、図
３の従来例ではＡ：５．３　％及びＢ：２．２　％であ
るため、（Ａ−Ｂ）＝　３．１％となる。

【００１６】カーカスに与えるＳ字形状は、上述したよ
うに、図２において定義した最大凸量Ａ及び最小凹量Ｂ
を、（Ａ−Ｂ）≧１５％を満足する範囲に設定すること
が好ましい。なぜなら（Ａ−Ｂ）が１５％未満は従来タ
イヤの構造で、Ｓ字形状の効果すなわち曲げモーメント
による圧縮作用方向とコード方向との異ならせることが
できず、ダウンカーカスのコードを直接圧縮させてしま
いその効果が得られない。また（Ａ−Ｂ）をより大きく
させては、ビートフィラー形状が非常に歪な形状となり
製造不良をまねきやすく、安定した生産ができなくなる
。

【００１７】なおカーカスに与えるＳ字形状は図２に示
したところに限定されるものでなく、好ましくは（Ａ−
Ｂ）≧１５％を満足する範囲に設定されていればよいた
め、例えばフランジ高さＦＨの位置でのカーカス厚みを
平均カーカス厚みと実質同一とする一方、２．２５ＦＨ
倍の位置でのカーカス厚みの増大を大きくしたり、また
逆にフランジ高さＦＨの位置でのカーカス厚みを平均カ
ーカス厚みより薄くする一方、２．２５ＦＨ倍の位置で
のカーカス厚みを平均カーカス厚みと実質同一とするこ
とも可能である。

【００１８】

【実施例】タイヤサイズ７．００Ｒ１６　の小型トラッ
ク用空気入りタイヤを、図１及び２に示した構造に従っ
て試作し、図３に図解したビード部構造になる同サイズ
のタイヤと対比した。何れの供試タイヤも、カーカス２
は、０．６６ｍｍ径のポリエステルコード（１５００ｄ
／２　）よりなるプライの３層になるラジアル配列構造
とし、アップカーカス３の折返し部３ａはリムベースラ
インから　７３　ｍｍの高さまで及び折返し部３ｂはリ
ムベースラインから　６３　ｍｍの高さまで延ばし、一
方ダウンカーカス５はビードコア１のタイヤ軸方向外側
まで延びる配置とする。ベルト層は、スチールコードよ
りなるプライを３層配置した交差層を、タイヤ赤道面に
対するコード角を　２０　〜　７０　°とし交互に交差
して積層した３層構成とした。またビードフィラー７に
は６５ｋｇｆ／ｃｍ２　及びチェーファーゴム９には　
４０　ｋｇｆ／ｃｍ２　のゴムを用いた。

【００１９】さらにアップカーカスの折返し部を含むダ
ウンカーカス５に与えたＳ字形状、すなわち図２で定義
したカーカス厚み及び平均カーカス厚みは、表１の通り
であり、（Ａ−Ｂ）＝１９．１％であった。

【００２０】

【００２１】一方比較タイヤにおけるダウンカーカス５
の形状は、表２の通りであり、（Ａ−Ｂ）＝　３．１　
　％であった。

【００２２】上に述べた各供試タイヤは、次の条件、空
気圧：５．２５ｋｇｆ／ｃｍ２ 速　　度：　６０ｋｍ／ｈ ドラム径：　　１７００ｍｍ リム：５．５０Ｆ　×１６ （フランジ高さ　　２２　ｍｍ　） のもと、試験荷重及びその負荷時間を １６８０　ｋｇ　×　７２　Ｈｒ １８５０　ｋｇ　×　７２　Ｈｒ ２０２０　ｋｇ　×　７２　Ｈｒ ２１８５　ｋｇ　×　７２　Ｈｒ ２３５５　ｋｇ　×　７２　Ｈｒ とした耐久試験を行った。

【００２３】この試験結果を、図３及び表２に示した従
来の典型的なビード部補強の場合（比較タイヤ）を１０
０　とする、ビード部のダウンカーカスコード切れまで
の走行時間の指数表示で示すと、この発明による図１の
事例では１３０　となり、顕著なビード部耐久性の増強
が確認された。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、積載荷重の大きい小
型トラックにおける、運搬生産性の向上の要請を満たす
ためとくに必要とされる重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤのビード部耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従うタイヤの断面図である。

【図２】この発明に従うタイヤのビード部におけるカー
カス厚みの変化を示すグラフである。

【図３】従来のタイヤの断面図である。

【図４】従来のタイヤのビード部におけるカーカス厚み
の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　ビードコア ２　　カーカス ３　　アップカーカス ３ａ　　折返し部 ４　　アップカーカス ４ａ　　折返し部 ５　　ダウンカーカス ６　　ビード部 ７　　ビードフィラー ８　　サイドウォール部 ９　　チェーファーゴム １０　　規定リム １１　　フランジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　円筒状のクラウン部の両端から径方向
   内側へ向けて連なるサイドウォール部の端部に配置した
   １対のビードコア間でクラウン部及びサイドウォール部
   にわたって延びる有機繊維コードをラジアル配列した複
   数のプライを有し、そのタイヤの内側寄りのプライを各
   ビードコア及びこのビードコア上に配した硬質ゴムから
   なるビードフィラーのまわりにそれぞれタイヤの内側か
   ら外側へ折返す一方、タイヤの外側寄りのプライをサイ
   ドウォール部に沿って上記タイヤの内側寄りのプライの
   折返し端にそのタイヤ軸方向の外側で密着し、少なくと
   もビードコアの位置まで延長してなるカーカスを骨格と
   する、空気入りラジアルタイヤであって、規定リムに装
   着したタイヤの回転軸を含む断面において、上記ビード
   フィラーのタイヤ軸方向外側に位置するカーカスプライ
   は、上記リムのフランジ上端近傍でタイヤ軸方向内側に
   向かって凸となる谷と、リムのベースラインからタイヤ
   の径方向外側へ測った高さがそのフランジ高さの２．２
   ５倍の位置近傍でタイヤ軸方向外側に向かって凸となる
   山とを結合したＳ字状を成すことを特徴とする重荷重用
   空気入りラジアルタイヤ。