JPS59190011A - 重車両用ラジアルタイヤ - 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】 本発明は金属コードのカーカスプライを有する重車両用
ランアルタイヤのヒート部の構造に関する。

従来、重車両用ランアルタイヤは第１図に示す如く、ビ
ードコア（３）の周りを内側から外側に向って巻き上け
られた金属コードのカーカスプライ（２）の端末部（２
ａ）の附近を補強するため、タイヤビード部の外側から
底部を通って内側番こ延ひ前記端末部を包囲するよう番
こ金属コード補強層（４）が配置される、該金属コード
補強層（４）はカーカスプライ（２）の巻き」二は端末
部（２ａ）をビードコア（３）ｌこ固定するとともに、
端末部（２ａ）の応力集中を緩和するためのものであり
、したがって外側上端部（５）を前記巻き上げ端末部（
２ａ）よりも旨い位置番こ配置する構造が採用されてい
る１、また、カーカスのプライ抜は現象をより効果的に
防止するため第２図（こ示す如（巻き」二は端末部（２
ａ）を高（する−万金属コード補強層（４）の」一端部
（５）を低い高さにとどめる構造も採用されているが、
この場合、金属コード補強層１こよる応力緩和効果は小
さい。

なお、金属コード補強層内側Ｑ；＾１部（７）はヒート
底部近傍にとどめられており、これは金属コード補強層
（４）の内側端部（７）はカーカスプライの前記端末部
（２ａ）の補強層こ伺ら開局しないと考えられているた
めで、しかも内側端部（７）を変形の激しいビード部」
二方にまで延在せしめることはこの内側端部（７）が応
力集中の新たな起点となるため変形の少ないビード底部
層こ配置することがより好ましいこと番こよる。

しかしながら前記前者の構造ではヒート部夕１側で金属
コード補強層の上端部（５）に新たな応力集中の起点と
なり、後者では巻き上げ端末部（２ａ）ｉこなお応力集
中が発生する。そこでこの問題を有効ｔこ解決するため
前記金属コード補強＠（４）の更に外側〔こ補強繊維層
を配置する構造か提案された３、（特公昭４９−４４＋
２２）Ｌかしこのような構造ではビード部か肉厚となり
発熱を誘発する傾向にあり、高荷重下ではむしろヒート
部に加わる歪そのものが大きくなる結果、補強繊維層自
体のコード端かカーカスおよび金属コード補強層の上端
部ととも番こ応力集中によるセパレーション発生の核と
なりやすい。

そこで本発明の目的は上記従来技術の欠点を除去し、ヒ
ート部の補強効果のために用いることの故に却って応力
集中の起点となる補強要素を特定の構造で配置すること
をこよりビード部層こ有効でかつ充分な補強効果を与え
て歪量を抑制するとともに応力の分散、緩和を効果的シ
こ行ない、かくして過酷な使用条件下で要求されるビー
ド部耐久性を改善し、この種のタイヤシこ行なわれる数
回にわたるトレッドの更生が可能な重車両用タイヤを提
供することにある。

そこで発明者は重車両用ラジアルタイヤのビード部のセ
パレーションの原因について研究を重ねた結果、高荷重
条件では高弾性コードの補強層、例えば第３図において
金属コード補強層の上端部（５）と該上端部（５）に対
応するカーカスプライの対応位置（２ｂ）、つまり金属
コード補強層（４）の上端部（５）からビード部厚み方
向へ延びる仮想線（ｍ）とカーカスプライ（２）との交
点との相対位置変化秦、即ち、層間歪、特に眉間剪断歪
量が増大しその結果、金属コード補強層の」一端部付近
での剛性の段差と相俟って周囲のゴムとのセパレーショ
ンか発生すること、更にこれが走行中の繰り返しの動的
ｚ　ｉｃよって生長しクラックとなってタイヤ表面番こ
まで至ることか判明した。

つまりタイヤのビード部の静的及び動的な眉間歪の原因
として次の如く説明できる。

まず静的な眉間歪に関し、金型設計のタイヤに内圧を充
填する場合のカーカスプライの変形挙動を第３図におい
て説明すると、ビードコアー（３）を中心としてカーカ
スプライの内側、即ちカーカス主体部（８）はタイヤ半
径方向外方へ伸長され、一方カー力スプライの巻き」二
げ部（２ａ）は半径方向内方へ引張られる。更にこの巻
き」二げ部（２ａ）に隣接して配置される金属コード補
強層（４）も巻き」二げ部の動きに追随して変化する。

しかしてカーカス主体部（８）と巻き上げ部（２ａ）及
び金属コード補強層（４）の間に半径方向の層間剪断歪
が生起する。

次に動的な層間歪に関し、タイヤの接地転勤に際し接地
部分でタイヤは縦方向（こ最もたわみ、ヒート部はザイ
ド部力弓長り出す形の屈撓変形番こより、リム７ランン
に寄り添う方向番こ変形する。このとき巻き」二げ端部
にはタイヤ半径方向、周方向、剪断方向に歪か発生する
。

したがってヒート部のクラックを防止するため（こは前
記ヒート部の層間歪を緩和することが必要であるが、本
発明は補強層の材質及び配置関係について種々研究を重
ねた結果本発明に到達したのである。

本発明はランアル又はセミラジアル配列金属コードのゴ
ム引き層よりなる少なくとも１枚のカーカスプライの端
末部をビードコアの周りに巻き」−けるとともに、この
カーカスにより形成されるカーカス上体部と巻き」二は
端部との間でビードコアに隣接した底端からタイヤの半
径方向外方へ延びるゴムストツタを配置し、前記巻き」
二は端部の外側番こは高弾性コードよりなる補強層を配
置し、更に前記カーカス主体部と前記ゴムストックの内
側面に隣接するようｌこ配置される補助層を備え、該補
助層は、その下端がビード底部近傍に位置し、しかもそ
の」二端高さくｈｆ）が前記巻き上は端部の高さくＩｍ
ｐ）または前記補強層の上端高さくｈｅ）を越えるよう
に配置される高弾性コードプライであることを特徴とす
る重車両用ラジアルタイヤである。

以下本発明の一実施例を図面りこしたかって説明する。

第４図は本発明のラジアルタイヤのヒート部の断面構造
を示す。図において金属コードのゴム引き層よりなるカ
ーカスプライ（１１）はその端末部をビードコア（１２
）の周りに巻き」二げられ、カーカス主体部（目ａ）と
巻き七は部（Ｉｌ＋））との間層こは：ｌムストック（
１３）が配置されている。そして前記巻き上は部（Ｉｌ
ｂ）の外側には該巻き」二げ部を包囲してヒート部の外
側から底部を通って内側１こ延ひる高弾性コードよりな
る補強層（２０）が配置されている。

ここで補強層Ｉ２０）の外側」二端（２０ｂ　）の高さ
くｈｅ）は巻き上げ部上端（Ｉｌｂ）の高さく　ｈｐ　
）よりも悶くするとともに補Ｉ４層の内側端（２０，ａ
　）はビードＩｒＥ部に終端しており、これによりビー
ド部のリム７ラノシと当接する近傍での剛性を高めリム
ずれ性能を改善する。そして前記カーカス主体部（Ｉｌ
ａ）と前記ゴムストック（１３）の間にはビード底部の
近傍からサイドウオール方向Ｉこ延ひるＩ旨弾性コード
よりなる補助層（１４）が配置されている。

ここで補助層（１４）の上端（＋４ｂ）の鳥さくｂｆ）
はは巻き上げ部」二端（Ｉｌｂ）の高さくｈｐ）よりも
高くするとともに補助層の下端（１４ａ　）はビード底
部１こ終端しており、これ番こよりビード部のカーカス
生体部に沿った領域での剛性を高め該領域での伸長歪を
緩和し、その結果ビード部の層間歪を軽減する。

ヒート部のカーカス生体部を補強するには補助層をカー
カス主体部（Ｉｌａ　）に沿ってタイヤ内側に配置する
構造を採用することもできるが、この場合補助層上端で
応力集中を招来し該部分でプライ剥離を生起するので好
ましくない。本発明ではこれをゴムストック（１３）と
カーカス主体部（Ｉｌａ）の間に介在せしめたため補助
層上端での応力集中がゴムストックで緩和されプライ剥
離の問題は生じない。

高弾性のコード補助層（１４）の」二端高さくｈｆ）は
通常４８〜８０　ｍｍの範囲で設定され、また補強層」
二端高さくｈｅ）と補助層の上端高さく　ｈｆ）との差
は８〜１５間の範囲が望ましい。なお」二端高さくｈｆ
）を８０間以」二に設定すると屈曲の激しい領域となり
、その上端での剛性の段差によりゴム剥離が生ずる。ま
た補助層のゴムは１００％モジュラスが４０〜９０　Ｋ
９／　ｃｉ　、好ましくは５５〜７０　Ｋｇ　／　ｄの
ゴムを使用し、層の厚さを１０〜２．５　ａｍの範囲と
することがビード部補強及び歪の抑制の観点から望まし
い。また補助層のコードはカーカスプライのコード１こ
対して４５°以下、好ましくは１０°以下の角度で平行
に又は交差するように配列する。

Ｍ　助層（１４）はヒート部のカーカス主体部（Ｉｌａ
）を補強し該領域の伸長歪を緩和することを主目的とす
るもので、そのコードの配列方向はカーカスプライのコ
ードと実質的に同方向であること、即ち１０°以下の角
度であることが望ましいが４５°の配列でも上記効果は
期待しつる。特にコード配列角度が４５°を越えるとカ
ーカスプライと補助・層の間（こ剪断歪か生じ補助層」
二端部てプライ剥離が無視できなくなる。なお補助層の
コードの埋込み本数は２０〜４５エンス／　５　ｔａｎ
であることか望ましい。また１ｉｉｉ助層を構成するコ
ードは高弾性コード、例えは初期モシコ、ラスがＩ　Ｏ
’に９　／　ＣＪ以上のコードでスチールコード又は芳
香族ポリアミド繊維コードである。特（こスチールコー
ドを用いる場合はカーカスプライのコードよりも柔軟な
材質で例えば３　Ｘ　３　（０，１５）３　Ｘ　４　（
０，＋　５　）あるいは３　Ｘ　５　（０，＋　５　）
等が好適である。

また補助層の下端（＋４ａ　）はビード底部近傍番こ位
置するが、ここてヒート底部近傍とはビードコア（１２
）の」−辺から１０ｍｍ以内の領域で下端はビードコア
（１２）の四りを巻き返さない構造を好適とするが、巻
き返し構造も同様に採用できる。

なお重車両用タイヤ（こ通常用いられるリムの７ランジ
高さくＨｆ）は３６〜４６朋の範囲であるが前記巻き」
−げ部上端はこのフランン高さく旧）よりもｌ０ｍｍを
越えないように＋ｉｄ置することが望ましく第４図はか
かる構造を示す。

これはタイヤの転勤回転に伴ないビード部外側はリムフ
ランジの表面輪郭形状に対応した倒れこみ圧縮変形を起
こし、その結果ヒート部のリムフランジ」一端部上側近
傍ではタイヤ半径方向、周方向的断方向の歪か最も激し
い領域となり、この領域に剛性の段差つまり巻き」二げ
上端が位置することは好ましくないからである。一方巻
き」二は部上端を余り下げすぎるとケース下体部のタイ
ヤ半径方向外方への引張歪及び巻き」二げ部のタイヤ半
径方向内方への圧縮歪に充分側えきれず急激な負荷、横
応力が作用した場合いわゆるプライ抜けの現象を生ずる
３、シたかつて巻き」−げ部上端はリムフランツ高さく
１−１ｆ）よりも１０１１１１１１を越えて低くならな
いよう番こすることが望ましい７、 次層こ本発明のタイヤではカーカス生体部（Ｉｌａ）と
巻き」二げ部（Ｉｌｂ　）との間でヒートコアーに隣接
した底部からタイヤ半径方向外方へ厚さを漸減するよう
番こ延びる高弾性のゴムスト・ンク（＋３）が介装され
ておりその」二端は前記補強層の上端を越え、その高さ
く＋７）は２．ＯＨｆ〜５．ＯＨｆの範囲となるように
配置されている。ここでゴムストックは動的弾性率（Ｅ
米）で８０〜２００に９／ｃ４、好ましくはＩ　ＯＯ〜
Ｉ　７０　Ｋ９　／　ｃ！のものが用いられる。

また本発明ではビード部の外側で底部からリムフランジ
に当接する部分、更にゴムストン２番こ隣接する領域（
こまで達するラバーチェー７アー（＋９）が配置される
。このラバーチェーファ−はリムずれ摩耗を防止すると
ともに前記金属コード補強層及びゴムストック（１３）
等の補強要素と一体となってヒート部を一層強化するも
ので比較的硬いゴム、例えば動的弾性率（Ｅ“）か１０
０〜３００　Ｋ９ｆ　／　ｔＪのものが使用される。

なお第４図では巻き」二げ部（Ｉｌｂ）をリムフランジ
に端近傍番ことどめるととも（こ、補強層１２０＋を前
記巻き」二げ部の外側番こ隣接してその」一端が巻き」
−げ部」二端を越えるように配置したいわゆるローター
ンアップ構造を示したが、巻き」二げ部（Ｉｌｂ）と補
強層シロ）の」二端の高さ関係を逆にしたイワゆるハイ
ターンアップ構造も同様に採用しうる。この場合両者の
高さの関係は前記第４図の構造と全く通番こ設定される
。

なお補強層に使用されるコードはスチールコードあるい
は芳香族ポリアミド繊維コード等の高弾性コードで、カ
ーカスコードに対して８０〜５０°好ましくは７０°〜
５５°の角度で交差するように配列し、コードの埋込み
本数は２０〜４５本１５ＬＭであることが望ましい。

次に第５図に他の実施例が示されている。ここではカー
カス生体部（Ｉｌａ）と巻き」二げ部（ＩＩ＋））との
間で介装されビードコア一番こ隣接した底部からタイヤ
半径方向外方へ厚さを漸減するよう番こ延Ｏ・るコムス
トックはビードコア（１２）Ｉこ隣接し、サイドウオー
ル方向番こ漸減する厚さを有する高弾性ゴム（２１）と
、該高弾性ゴム（２１）の外側番こ隣接し、かつその」
一端部が前記高弾ゴム防）の−に端部を越える低弾性ゴ
ム０２）の二層で構成されている。ここで高弾性コム（
２１）は前記補助層（１４）とともにヒート部の変形を
抑制するか、その上端は前記補助ｍ　（１４１のＪ：　
＠　（＋４１）　）を越え、その高さくＬｌ）は通常］
、　５　Ｈｆ　−４，ＯＨｆの範囲で設定される１　ま
た高弾性コム（２１）は動的弾性率（Ｅ米）が１００−
５００　Ｋｇ　ｆ　／　ｔ：＋Ｎ　（Ｄ　＠囲ノモノカ
好適テある。前記低弾性ゴム（２乃はカーカスプライの
巻き上＋ｊ部（ＩＩ＋））近傍番こおける圧縮歪を緩和
し該近傍番こおけるコード−ゴム剥離を有効に防止する
ため、＋ｉｉｌ記巻きよけ部（ＩＩ＋））及び金属コー
ド補助・ｍ　（１４１の外側」１端を隣接あるいは被覆
する如く配置され、その上端間さくＬ２）は３Ｈｆ〜６
Ｈｆの範囲内で設定される。型番こ低弾性ゴム（２２）
は動的弾性率（Ｅ半）が３０〜９０　Ｋ９　ｆ　／　ｄ
　、好ましくは４０〜６０　ｈ　ｆ　／　ｄのものが好
適ｌこ用いられる。

第６図に本発明の他の実施例を示し、巻き」−は部（Ｉ
Ｉ＋））の内側には有機繊維コード層よりなる保護Ｉｉ
￥ＮＩＩＷか配置されている。なお保護層は有機繊維コ
ード層のほか短繊維コード層あるいは硬質ゴムよりなる
ゴム層であり、そのモジプラスはゴムストック（１３）
及び隣接する補助＠　（＋４１又は巻き」二は端部（Ｉ
ｌｂ）の埋設ゴムのモノ１．ラスよりも高いことが望ま
しく、例えばゴムンートを使用する場合は初期モノ、−
ラスが７０〜１２０Ｋｇ　／　ｃｄ、好ましくは９０−
１１０　Ｋ９／　ｄの範囲である。更に保護層の厚さは
外側に隣接する巻き」−け端部（Ｉｌｂ）又は補強層の
コード径の１０〜５０倍、例えば］、　２　ｍｍ〜６．
　Ｏａｍの範囲において応力の分散、緩和が効果約１こ
達成できる。

しかして、本発明では金属コードよりなるカーカス主体
部（Ｉｌａ　）と巻き上げ部（Ｉｌｂ）間にヒート底部
からサイドウオール方向（こ厚さを漸減したコムストッ
ク、特に高弾性ゴムと低弾性ゴムの二層構造のコムスト
ックを配置するとともに、カーカス主体部（Ｉｌａ　）
とゴムストックの間に補助層を介在せしめたため、ビー
ド部の剛性を維持し層間歪を軽減する。またゴムストッ
クの１一方向へ厚さの漸減によりビード部からサイドウ
オール方向に向って剛性は漸減し、かつ剛性の急変を緩
和すること番こより補強層又は巻き」二げ端部の外側」
１端における応力集中を有効に防止し耐久性を一層向上
することができる。

実施例 タイヤサイズ］０ＯＯＲ２０、＋　４．　Ｐ　Ｒでカー
カスプライ及びブレーカ−にスチールコードを用いた従
来構造でヒート部の構造を種々変更して耐久性を測定し
た、１タイヤの構造及び性能の測定結果を第１表に示す
。

（イ）耐久性試験 トラム走行試験でタイヤ１本あたりの荷重６トンで２Ｏ
Ａ−／ｈ、内圧８　Ｋ９　／　ｒａでビード部に亀裂が
発生するまで走行時間を測定した。第１表の結果から本
発明の実施例はいずれも耐久性特開昭５９−１９００１
１（６） Ｑ　　　町　　　　　　リ ＼１６〕４ノ ロ　　　　　１１’）　　　　　　　　　　　　０４冒
　　　＼　　　　　　　ω　　　ｊ の向上が認められる１、 なお第１表中、動的弾性率は老木製粘弾性スペクトロメ
ーターを使用し、温度７０℃で初期歪１０％、周波数１
０Ｈｚ、振幅２％て幅４　ｍｍ　Ｘ長さ３０朋×厚さ２
　ｍｍの試料片を用いて測定した。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来タイヤのヒ〜ド部概略図、第３図
はヒート部の変形単数を示す概略図第４図、第５図、第
６図は本発明のタイヤのと一ド部断面図である。 特許出願人　　住友ゴム工業株式会社 代理人　弁理士　　　仲　村　義　平 （１９） ６４図 躬５図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ラジアル又はセミラジアル配列金属コードの
   ゴム引き層よりなる少なくとも１枚のカーカスプライの
   端末部をビードコアの周りに巻き」二げるとともに、こ
   のカーカス番こより形成されるカーカス主体部と巻き」
   二は端部との間でビードコアに隣接した底端からタイヤ
   の半径方向外方へ延ひるコムストツタを配置し、前記巻
   き上げ端部の外側には高弾性コードよりなる補強層を配
   置し、更に前記カーカス主体部と前記コムストックの内
   側面に隣接するよう番こ配置される補助層を備え、該補
   助層は、その下端がヒート底部近傍番こ位置し、しかも
   その」二端高さく　ｈｆ　）が前記巻き上げ端部の高さ
   くｈｐ）または前記補強層の上端高さく　ｈｅ　）を越
   えるように配置される高伸性コードプライであることを
   特徴とする重車両用ラジアルタイヤ。
2. （２）　　補助層のコードはカーカスコードに対して・
   １５°以下の角度で配列されている特許請求の範囲第１
   項記載のラジアルタイヤ。
3. （３）　　補助層のコードはスチールコードである特許
   請求の範囲第１項記載のラジアルタイヤ。
4. （４）　　ゴムストックの動的弾性率（Ｅ半）は８０〜
   ２００　Ｋｙ　ｆ　／　を−の範囲である特許請求の範
   囲第１項記載のラジアルタイヤ４、
5. （５）　　コムストックはビードコアに隣接して配置さ
   れる昼弾性コムと該両弾性ゴム番こ隣接しかつサイドウ
   オール方向１こ廷びるように配置される低弾性ゴムの二
   層で構成されている特許請求の範囲第１項記載のラジア
   ルタイヤ。
6. （６）　　高弾性ゴムの動的弾性率（Ｅ米）は１００〜
   ５００　Ｋ９ｆ　／　ｃｄであり低弾性ゴムの動的弾性
   率（Ｅ米）は３０−９０　Ｋ９　ｆ　／　ｃｉの範囲で
   ある特許請求の範囲第５項記載のランアルタイヤ。