JPH11170807A

JPH11170807A - 重荷重用タイヤ

Info

Publication number: JPH11170807A
Application number: JP9346807A
Authority: JP
Inventors: Noribumi Fujimoto; 紀文藤本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】重量軽減を図りながらビード部での過度の撓
みを効果的に抑制し、ビード耐久性を向上できる。【解決手段】１枚のスチールコードプライからなるカ
ーカス６のプライ巻上げ部９Ｂとプライ本体部９Ａとが
隣り合う隣接域１５を有する。隣接域１５において隣り
合うプライ本体部９Ａのカーカスコード１１Ａとプライ
巻上げ部９Ｂのカーカスコード１１Ｂとの間のコード間
距離Ｋは０．５〜４．０ｍｍ。プライ巻上げ部９Ｂのカ
ーカスコード１１Ｂは、プライ本体部９Ａのカーカスコ
ード１１Ａに対して周方向に向かって５〜４０度の挟み
角θを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビード部での重量
軽減を図りつつビード部での過度の撓みを抑制し、ビー
ド耐久性を向上しうる重荷重用タイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】カー
カスをスチールコードで形成した、例えば、トラック、
バス用の重荷重用タイヤにおいては、ビード耐久性を保
持するために、従来、図６(A) に示すように、カーカス
ａのプライ本体ａ１とプライ巻上げ部ａ２との間に充填
されるビードエーペックスゴムｂのゴムボリュウムを増
加し、ビード剛性を大巾に高めることによって負荷荷重
によるタイヤ変形自体を減じていた。なお、このときビ
ードエーペックスゴムｂの厚さｔは、プライ巻上げ部ａ
２の外端位置において約９〜２０ｍｍにも達している。

【０００３】これに対して、近年、タイヤの軽量化のめ
にビード構造が見直され、図６(B)に示すように、ビー
ドエーペックスゴムｂのボリュウム及び高さを減じると
ともに、プライ巻上げ部ａ１を高くしてプライ本体部ａ
２と隣接させることにより、ビード耐久性を維持しなが
ら軽量化を図る技術が提案されている。

【０００４】しかしながら、このような構造のタイヤに
おいては、ビード部での撓みが大きくなりすぎる傾向が
あり、リムフランジによるチェーフィングによってビー
ド損傷を発生させるという問題がある。

【０００５】そこで本発明は、前記隣接域におけるプラ
イ巻上げ部のカーカスコードを、プライ本体部のカーカ
スコードに対して周方向に向かって５〜４０度の挟み角
θで傾斜させることを基本として、重量軽減を図りなが
らビード部での過度の撓みを効果的に抑制し、ビード耐
久性を向上しうる重荷重用タイヤの提供を目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへて
ビード部のビードコアに至るプライ本体部とこのプライ
本体部に連なり前記ビードコアをタイヤ軸方向内側から
外側に巻上げられるプライ巻上げ部とを有しかつスチー
ル製のカーカスコードをタイヤ周方向に対して８７〜９
３度の角度で配列した１枚のカーカスプライからなるカ
ーカス、及びこのカーカスのプライ本体部とプライ巻上
げ部との間を通って前記ビードコアからタイヤ半径方向
外側に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム
を具える重荷重用タイヤであって、前記カーカスは、プ
ライ巻上げ部が前記ビードエーペックスゴムの外端点よ
りも半径方向外側に突出することによってこのプライ巻
上げ部がプライ本体部と隣り合う隣接域を有するととも
に、この隣接域において隣り合うプライ本体部のカーカ
スコードとプライ巻上げ部のカーカスコードとの間のコ
ード間距離Ｋは０．５〜４．０ｍｍ、かつプライ巻上げ
部のカーカスコードは、プライ本体部のカーカスコード
に対して周方向に向かって５〜４０度の挟み角θを有す
ることを特徴としている。

【０００７】なお、前記ビード部に、カーカスプライを
覆う有機繊維の保護コードからなるビードフィラーを設
けることが、リム組のダメージからカーカスプライを保
護する上で好ましい。

【０００８】又プライ本体部がビードエーペックスゴム
の外端点に近接する上隣接点Ｐ１と、プライ本体部がビ
ードコアから離間を始める下隣接点Ｐ２との間の領域Ｙ
において、プライ中心線を略直線状に形成することが、
負荷荷重に対するビード耐久性および、ビードエーペッ
クスゴムのボリュウム削減による軽量化の観点からより
好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図１、２は、重荷重用タイヤ１
（以下タイヤ１という）が標準リムにリム組みされかつ
５０ｋｐａの内圧を充填した５０ｋｐａ内圧状態のタイ
ヤ断面を示している。なお標準リムとは、ＪＡＴＭＡで
規定する標準リム、ＴＲＡで規定する "Design Rim" 、
或いはＥＴＲＴＯで規定する "Measuring Rim" を意味
する。

【００１０】タイヤ１は、トレッド部２と、その両端か
らタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部
３と、各サイドウオール部３の内方端に位置するビード
部４とを具える。又タイヤ１は、前記ビード部４、４間
に跨るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６の半
径方向外側かつトレッド部２内方に配置されるベルト層
７とによって補強される。

【００１１】前記カーカス６は、スチール製のカーカス
コードをタイヤ周方向に対して８７〜９３度の角度、す
なわち９０±３度の範囲の角度で配列した１枚のカーカ
スプライ９から形成され、このカーカスプライ９は、前
記トレッド部２からサイドウオール部３をへてビード部
４のビードコア５に至るプライ本体部９Ａの両側に、前
記ビードコア５をタイヤ軸方向内側から外側に巻上げら
れるプライ巻上げ部９Ｂを具える。又前記プライ本体部
９Ａとプライ巻上げ部９Ｂとの間には、前記ビードコア
５からタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびるビ
ードエーペックスゴム１０が充填される。

【００１２】なお前記ビードコア５は、本例では、偏平
六角形の断面形状をなし、長寸な長軸線が、例えば１５
度の角度を有してタイヤ軸方向内側に向かって半径方向
内方に傾斜するビード底面４Ｓ１と略平行に配されるこ
とによって、軽量にかつ広範囲に亘ってリムとの嵌合力
を高めている。

【００１３】又前記ビードエーペックスゴム１０は、Ｊ
ＩＳＡ硬度が例えば５０〜８０度の比較的硬質のゴムか
らなり、その半径方向外端点１３のビードベースライン
１６からのビードエーペックス高さＨｍを、タイヤ赤道
ＣＯ上のカーカス６外面のビードベースライン１６から
のカーカス高さＨｋの０．１〜０．３倍の範囲に減じて
いる。これによって、ゴムボリュウムを減じ軽量化が図
られる。なおビードエーペックス高さＨｍが０．１×Ｈ
ｋ未満のとき、タイヤ製造を難しくするとともに、ビー
ドエーペックスゴム１０が小さすぎて、その近傍のカー
カス６が折曲り、エアー溜り等の不良が発生しやすくな
るとともに、折曲り部分が起点となって走行中のカーカ
スコードの破断を誘発する。又ビードエーペックス高さ
Ｈｍが０．３Ｈｋを越えると、ビードエーペックスゴム
１０が過大となるなど、発熱性を損ねて耐久性を低下
し、又重量増加を招く。従ってより好ましくは、０．２
５Ｈｋ以下、さらに好ましくは０．２０Ｈｋ以下であ
る。なおビードベースライン１６とは前記ビード底面４
Ｓ１のタイヤ軸方向外端を通るタイヤ軸方向線を意味す
る。

【００１４】又前記プライ本体部９Ａは、本例では、こ
のプライ本体部９Ａがビードエーペックスゴム１０の前
記外端点１３に最も近接する上隣接点Ｐ１と、前記プラ
イ本体部９Ａがビードコア５から半径方向外方に向かっ
て離間を始める下隣接点Ｐ２との間の領域Ｙにおいて、
このプライ本体部９Ａのプライ中心線Ｊが、前記５０ｋ
ｐａ内圧状態において、略直線状に形成される。

【００１５】ここで、プライ中心線Ｊとは、プライ内の
カーカコードの中心を通る線であって、また略直線状と
は、図３に示すように、前記上隣接点Ｐ１と下隣接点Ｐ
２とを結ぶ長さＬ３の直線Ｘからのこの直線Ｘに直交す
る向きの最大のズレ量Ｖが、前記長さＬ３の０．０２倍
以下をなすことを意味する。

【００１６】このように、前記プライ本体部９Ａが、前
記領域Ｙにおいて略直線状をなすことによって、カーカ
ス６のコードパスが短くなり、標準内圧を充填した際、
さらには荷重が負荷された際、カーカス６が外側へせり
出すのを抑制でき、ビード部４の変形量自体を低減しう
る。又前記略直線状をなすことによって、ビードエーペ
ックス１０の厚さが減じて、プライ巻上げ部９Ｂが応力
のニュトラルラインに相対的に接近し、前記ビード部４
の変形量自体の低減効果とともにプライ巻上げ部９Ｂに
作用する圧縮力を大巾に減じうる。

【００１７】前記略直線状によるビード変形量の低減効
果は、サイドウオール部３の外面が最も外方に張出すタ
イヤ最大巾点１２、１２間の距離であるタイヤ巾ＴＷ
と、ビード部４の外側面４Ｓ２、４Ｓ２間の距離もしく
はビードヒール点間の距離であるビード巾ＢＷとの比Ｂ
Ｗ／ＴＷが０．６９〜０．９６の範囲のタイヤにおいて
好適に発揮される。これは、比ＢＷ／ＴＷが０．６９未
満のタイヤは、ビード部４のプロファイルがタイヤ軸方
向外側に寝過ぎ、逆に比ＢＷ／ＴＷが０．９６より大の
タイヤは、ビード部４のプロファイルが半径方向に向か
って立ち過ぎとなり、何れもビード変形量の低減効果が
顕著に表れ難いためと考えられる。

【００１８】なお、前記ズレ量Ｖが±０．０２×Ｌ３を
越えると、前記直線状によるビード変形量の低減効果が
得られ難いが、他に、＋側（図３において凸側）に０．
０２×Ｌ３を越えた場合、特にＪＡＴＭＡ等で定まる規
格荷重の３倍以上の荷重を負荷したとき、ビード部とリ
ムフランジ部との接触圧が上昇してビード部耐久性が著
しく低下する。逆に−側に０．０２×Ｌ３を越えた場合
には、カーカスコードの張力が緩くなって、トレッド側
部のバットレス部分２０及びトレッドクラウン部分でカ
ーカスコードが波打つ仕上がりとなるなど、標準内圧充
填時のタイヤプロファイルに悪影響を与え、耐偏磨耗性
等を低下する。

【００１９】なお５０ｋｐａ内圧状態のとき、前記プラ
イ中心線Ｊは、前記トレッド部２においては、タイヤ赤
道面上に中心を有する曲率半径Ｒ１の円孤でのびるとと
もに、サイドウオール部３にあっては、前記最大巾点１
２を通るタイヤ軸方向線Ｑ上に中心を有する曲率半径Ｒ
２の円孤で、又下方ではタイヤ軸方向線Ｑ上に中心を有
する曲率半径Ｒ３の円孤で湾曲するプロファイルを有す
る。またこの曲率半径Ｒ３の円孤部分と前記領域Ｙでの
略直線状の部分とは、前記上隣接点Ｐ１の近傍で滑らか
に接合するとともに、各曲率半径Ｒ１〜Ｒ３は、Ｒ１＞
Ｒ２Ｒ３の関係を有している。

【００２０】前記曲率半径Ｒ３は、前記カーカス高さＨ
ｋの０．７５〜１．１５倍とすることが好ましく、０．
７５倍未満ではビード部４のボリュームが大きくなり、
タイヤ重量が増加するとともに走行中の発熱が多くなり
損傷が発生しやすくなり、又１．１５倍をこえるような
タイヤは、その製造が困難である。

【００２１】他方、カーカス６のプライ巻上げ部９Ｂ
は、前記ビードエーペックスゴム１０の外端点１３より
も半径方向外側に突出するハイターンアップの巻上げ構
造をなし、このプライ巻上げ部９Ｂの突出部分がプライ
本体部９Ａと隣り合う隣接域１５を形成する。前記隣接
域１５は、そのプライに沿う長さＬ０を、本例では、３
５〜７０ｍｍの範囲とし、かつ前記タイヤ最大巾点１２
より半径方向内方で終端させている。又プライ巻上げ部
９Ｂの前記ビードエーペックスゴム１０と接する部分に
おいては、タイヤ外方に中心を有する曲率半径Ｒ４の凹
円孤状に湾曲し、ビードエーペックスゴム１０のボリュ
ウム低下を促進させる。

【００２２】ここで、前記プライ巻上げ部９Ｂのカーカ
スコード１１Ｂは、図４(A) 、(B)に示すように、プラ
イ本体部９Ａのカーカスコード１１Ａに対して周方向に
向かって５〜４０度の挟み角θを有して傾斜配列する。
これによって、カーカスコード１１Ａ、１１Ｂが相互に
交差し、前記ハイターンアップの巻上げ構造と相俟っ
て、ビード剛性を高め、ビード部の撓みを効果的に抑制
することによって、リムチェーフィングを防止する。

【００２３】前記挟み角θが５度未満の時、ビード部の
撓み抑制効果が発揮されない。又４０度を越えると、撓
み抑制効果の更なる向上が期待できないばかりか、逆に
カーカスコードの無理な捻りによってコードルースを誘
発させる。従って、好ましくは、挟み角θは２０〜３５
度である。

【００２４】又前記隣接域１５においては、図５に略示
するように、隣り合うカーカスコード１１Ａ、１１Ｂ間
のコード間距離Ｋを０．５〜４．０ｍｍの範囲に設定
し、カーカスコード１１Ａ、１１Ｂ間に作用するせん断
力を、該カーカスコード１１Ａ、１１Ｂ間に介在するゴ
ム材の弾性によって緩和させる必要がある。前記コード
間距離Ｋが０．５ｍｍ未満のとき、せん断力の緩和効果
が不十分となり、又時にカーカスコード１１Ａ、１１Ｂ
が部分的に接触するなど、コードルースが発生する。従
って、より好ましくは、コード間距離Ｋは１．０ｍｍ以
上、さらに好ましくは１．５ｍｍ以上である。又コード
間距離Ｋが４．０ｍｍを越えると、ビード部４のボリュ
ウムを不必要に高めるなど、発熱性を損ねかつ重量増加
を招き、従って、より好ましくは、３．５ｍｍ以下さら
に好ましくは３．０ｍｍ以下である。なお前記コード間
に介在するゴム材は、カーカスプライのトッピングゴム
であってもよく、さらには、カーカスプライ間に別途設
けるゴム層であってもよい。このとき、該ゴム層は、少
なくともビードエーペックスゴム１０より軟質のゴムで
あって、好ましくはカーカスプライのトッピングゴムと
略等しいゴム硬度である。

【００２５】又前記ビード部４には、図２に示すよう
に、リム組時に作用するリム圧力によってカーカスコー
ドがダメージを受けるのを保護するため、カーカスプラ
イ９を被覆するビードフィラー８が配される。

【００２６】このビードフィラー８は、前記プライ巻上
げ部９Ｂに沿う外側片部８Ｂに、前記カーカス６の半径
方向内側を通ってプライ本体部９Ａに沿う内側片部８Ａ
を設けたＵ字状をなし、有機繊維からなる保護コード
を、タイヤ周方向に対して２０〜６０度の角度で配列し
た１以上、本例では１枚のプライによって形成してい
る。

【００２７】なお保護コードは、前述の如くカーカスコ
ードの保護が目的であり、従って、例えばナイロン、ポ
リエステルなど引張弾性率が１５００ｋｇ／mm² 以下の
低モジュラスの有機繊維コードを用いるとともに、その
太さは９４０〜１６７０ｄｔｅｘ／２が好ましい。前記
引張弾性率が１５００kg／mm² より大の時、及びコード
太さが１６７０ｄｔｅｘ／２を越えると、コード端での
応力集中を招き、コードルースを招来する。又コード太
さが９４０ｄｔｅｘ／２未満の時、カーカスコードへの
保護効果が不充分となり、ビードコア下近傍でカーカス
コードが破断損傷し易くなる。

【００２８】又前記ビードフィラー８の外側片部８Ｂ
は、前記プライ巻上げ部９Ｂの半径方向外端より半径方
向内方で途切れるとともに、前記内側片部８Ａは、前記
最大巾点１２の高さ位置より半径方向内方で途切れてい
る。これにより、ビード部４の剛性バランスを保ち、タ
イヤの軽量化およびリムチェーフィングの抑制などの他
の効果を発揮しながら、カーカスコードの破断損傷を防
止できる。

【００２９】又前記ベルト層７は、少なくとも２枚のベ
ルトプライ、本例では、カーカス側からトレッド面に向
かって順に配される第１、第２、第３、第４のベルトプ
ライ２１〜２４の４枚からなり、例えば第１のベルトプ
ライ２１は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して５０
〜７０度程度の角度で配列するとともに、第２、第３、
第４のベルトプライ２２〜２４は１０〜３０度程度の角
度でベルトコードを配列している。なお第２、第３のベ
ルトプライ２２、２３間でタイヤ赤道ＣＯに対するコー
ドの傾斜方向が相違し、これによって強固なトラス構造
を構成し、必要なベルト剛性を付与して操縦安定性を維
持するとともに、タイヤの寸法変化を抑制する。前記ベ
ルトコードとしては、例えばスチールコード等の高弾性
のものが使用される。

【００３０】又本例では、前記最大巾点１２のビードベ
ースライン１６からの高さＨｈの０．４７倍の距離Ｈｔ
をビードベースライン１６から半径方向外方に隔たるタ
イヤ外側面上の点１９において、このタイヤ外側面から
プライ本体部９Ａまでの厚さＴｔと、前記ビード外側面
４Ｓ２から前記ビードコア４の半径方向の最下点までの
タイヤ軸方向の距離Ｈｊとの比Ｔｔ／Ｈｊを０．１５〜
０．５０の範囲としている。なお比Ｔｔ／Ｈｊが０．
５０を越えるとビード重量が増しかつ発熱性を損ね、逆
に比Ｔｔ／Ｈｊが０．１５未満のとき、厚さＴｔが過
少となって、カーカスのコードルースが生じやすくな
る。

【００３１】

【具体例】（テスト１）タイヤサイズが１１Ｒ２２．５
１４ＰＲでありかつ図１、図２に示す構成を有する重
荷重用タイヤについて、表１による仕様によって試作す
るとともに、各試供タイヤのビード耐久性、ビード部の
歪みを夫々比較した。

【００３２】・ビード部耐久性：タイヤを、標準リム
（２２．５×８．２５）、標準内圧（８００ｋｐａ）、
荷重（規格荷重の３倍＝９，０００ｋｇ）の条件の基で
回転ドラム試験機上で、２０km／ｈの速度で６００時間
走行させ、走行後のタイヤのビード部を解体してビード
損傷を確認した。なお目視により完走（６００時間走
行）前にビード損傷が判明したものは、判明までに走行
した走行時間をもって判断した。

【００３３】・ビード部の歪み：前記耐久性テストの終
了後、リムチェーフィングの程度を目視により判断し、
×＝チェーフィングが発生、△＝チェーフィングの傾向
がある、○＝チェーフィングがない、の３段階で判定し
た。

【００３４】

【表１】

【００３５】（テスト２）前記実施例１のタイヤにおい
て、ビードフィラーの保護コードを違えた表２の仕様の
タイヤを試作し、同様のビード耐久性のテストを行い、
ビード耐久性を比較した。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明の重荷重用タイヤは、叙上の如く
構成しているため、重量軽減を図りながらビード部での
過度の撓みを効果的に抑制し、ビード耐久性を向上でき
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の断面図
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】プライ中心線Ｊの略直線状の状態を説明するビ
ード部の略図である。

【図４】(A) 、(B) は、プライ巻上げ部のカーカスコー
ドとプライ本体部のカーカスコードとの周方向の挟み角
θを示す略図である。

【図５】コード間距離を説明する隣接域におけるカーカ
スの断面図である。

【図６】(A) 、(B) は、従来技術を説明するビード部の
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ビードコア６カーカス８ビードフィラー８Ａ内側片部８Ｂ外側片部９カーカスプライ９Ａプライ本体部９Ｂプライ巻上げ部１０ビードエーペックスゴム１１Ａ、１１Ｂカーカスコード１３外端点１５隣接域Ｊプライ中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
ード部のビードコアに至るプライ本体部とこのプライ本
体部に連なり前記ビードコアをタイヤ軸方向内側から外
側に巻上げられるプライ巻上げ部とを有しかつスチール
製のカーカスコードをタイヤ周方向に対して８７〜９３
度の角度で配列した１枚のカーカスプライからなるカー
カス、及びこのカーカスのプライ本体部とプライ巻上げ
部との間を通って前記ビードコアからタイヤ半径方向外
側に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムを
具える重荷重用タイヤであって、前記カーカスは、プライ巻上げ部が前記ビードエーペッ
クスゴムの外端点よりも半径方向外側に突出することに
よってこのプライ巻上げ部がプライ本体部と隣り合う隣
接域を有するとともに、この隣接域において隣り合うプライ本体部のカーカスコ
ードとプライ巻上げ部のカーカスコードとの間のコード
間距離Ｋは０．５〜４．０ｍｍ、かつプライ巻上げ部の
カーカスコードは、プライ本体部のカーカスコードに対
して周方向に向かって５〜４０度の挟み角θを有するこ
とを特徴とする重荷重用タイヤ。
【請求項２】前記ビード部は、前記プライ巻上げ部に沿
う外側片部に前記カーカスの半径方向内側を通ってプラ
イ本体部に沿う内側片部を設けたＵ字状をなしかつ有機
繊維の保護コードの層からなるビードフィラーを具える
とともに、このビードフィラーの前記外側片部は、前記
プライ巻上げ部の半径方向外端より半径方向内方で途切
れ、かつ前記内側片部は、タイヤ最大巾位置より半径方
向内方で途切れることを特徴とする請求項１記載の重荷
重用タイヤ。
【請求項３】前記ビード部が標準リムに着座することに
よりリム組みされかつ５０ｋｐａの内圧を充填した５０
ｋｐａ内圧状態において、前記プライ本体部の、前記ビ
ードエーペックスゴムの半径方向外端点に近接する上隣
接点Ｐ１と前記ビードコアから離間を始める下隣接点Ｐ
２との間の領域Ｙでのプライ中心線は、前記上隣接点Ｐ
１と下隣接点Ｐ２とを結ぶ長さＬ３の直線Ｘからのこの
直線Ｘに直交する向きの最大のズレ量Ｖが、前記長さＬ
３の０．０２倍以下の略直線状をなすことを特徴とする
請求項１、又は２記載の重荷重用タイヤ。