JPS5963207A - 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
ラジアルタイヤのビード部の構造に関する。

従来、重車両用ラジアルタイヤは第１図（イ）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
き上げられた金属コードのカーカスプライ（２）の端末
部（２ａ）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に延び前記端末部を包囲するよ
うに金層コード補強層（４）か配置される。該金属コー
ド補強層（４）は専らカーカスプライ（２）の巻き上げ
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〕よりも高い位置に配置する構造が採用されている
。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１図（ロ）に示す如く巻き上げ端末部（２ａ
）を高くする一方金属コード補強層（４）の上端部（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　３− 屈コード補強層による応力緩和効果は小さい。

なお、金属コード補強層内側端部（７）はビード底部近
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
）の補強に何ら関与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」１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に配置す
ることがより好古しいごどによる。

しかしながら前記前者の構造ではビード部外側で金属コ
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）になお応力集中が
発生する。そこでこの問題、これを防止するため前記金
層コード補強層（４）の更に外側に補強繊維層自体置す
る構造が提案された。（特公昭４９’−４４１２２）Ｌ
かしこのような構造ではビード部が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ビード部に加わ
る歪そのものが大きくなる結　４− 果、補強繊維層自体のコード端がカーカスおよび金属コ
ード補強層の上端部ととも１こ応力集中によるセパレー
ション発生の核となりやすし）。

そこで本発明の目的は上記従来技術の欠点を除去し、ビ
ード部の補強効果のために用０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
によりビード部ｔ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ｌこ応力の分散、緩和を効果的に
行ない１、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、この種のタイヤに行なわれる数回
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ｄ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ー果、高荷重
条件では高弾性・−ドの補強層、例えば金属コード補強
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
置変化量、即ち、層間歪、特に層間剪断歪量が増大しそ
の結果、金属コード補強層の上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が発生するこ
と、更にこれが走行中の繰り返しの動的歪によって発達
、生長しクラックとなってタイヤ表面にまで至ることが
判明したつまりタイヤのビード部の静的及び動的な層間
歪の原因として次の如く説明できる。

（イ）まず静的な層間歪に関し、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２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、即ちケース主体部（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
上げ部（２ａ）は半径方向内方へ引張られる。更にこの
巻き上げ部（２ａ）に隣接して配置される金属コード補
強層（４）も巻き上げ部の動きに追随して変化する。し
かしてケース主体部（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。

（ロ）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に最もたわみ、ビード部は
サイド部が張り出す形の屈撓変形により、リムフランジ
に寄り添う方向に変形する。このとき巻き上げ端部には
タイヤ半径方向、周方向、剪断方向に歪が発生する。

つまり第３図においてタイヤの屈撓変形によりコード補
強層（４）は飛翔（θ）だけ矢印（Ｓ方向）に変形する
。そのためコード補強層（４）及びゴムストック（６）
はそれぞれ矢印方向に引張られ両者の界面で剥離が生す
ることとなる。更にこれをタイヤ走行時の回転角と歪量
との関係でみれば第４図（イ）に示す如くタイヤ半径方
向歪の分布はタイヤ接地中心（回転角度ＣＩ’）を境に
して歪量は太き（変動する。第４図（イ）において横軸
は第４図（ロ）におけるタイヤの回転角度、縦軸は歪量
（％）を示し、プラスは引張歪、マイナスは圧縮歪を示
し、αは圧縮量、βは全歪量を示す。

測定条件は内圧８．　ＯＫ？　／　ｃｒｊて荷重７．０
トンである。

なおタイヤ剪断方向の歪分布も同様な傾向を示す。そこ
でタイヤの接地転勤に伴ない前記歪分布は周期的に繰り
返されビード部の発熱損傷を招来する。

いわゆる空気入りタイヤはタイヤ外皮内部に空気か充填
されたものであり車輌に装着した際の荷重負担はおもに
内圧によってなされる。したがってタイヤの内圧か一定
であればタイヤ、特にビード部の変形量はほぼ一定であ
るといえる。そこでビード部の変形量を抑制するため補
強するためには非常に多くのプライを配置する必要があ
り、そのためビード部の容積を極端に増大することとな
り、結果として発熱が高くなりむしろビード部損傷を招
来しやすくなる。そこで空気入りタイヤのビード部耐久
性の改善は変位一定的な挙動であるとの前提の下で、前
記層間歪の分散、緩和を効果的に行なうことが必要であ
り、そのため本発明ではカーカスプライ９− の巻き」二げ部、コード補強層、保護層及びストックゴ
ムの配置関係、材料について検討を重ね本発明に到達し
た。

本発明は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（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上げるとともに、このカ
ーカスにより形成されるケース主体部と巻き」二げ端部
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ックを配置し、前記巻き」二げ
端部、の外側には高弾性コードよりなる補強層を配置し
、更に該補強層又は巻き上げ端部ζ前記ゴムストックの
外側面に隣接するように配置される保護層を備え、該保
護層は、 （イ）前記補強層の上端の高さくｈｆ）が前記巻き（ロ
）前記補強層の上端の高さくｈｆ　）が前記巻き徴とす
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にしたがって説明する。

第５図は本発明のラジアルタイヤのビード部の断面構造
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
）の周りに巻き上げられ、ケース主体部（ｌｌａ）と巻
き上げ部（ｌｌｂ）との間にはゴムストック（１３）が
配置されている。そして前記巻き上げ部（ｌｌｂ）の外
側には該巻き上げ部を包囲してビード部の外側から底部
を通って内側に延びる高弾性コードよりなる補強層（１
４）が配置されている。

ここで補強層（１４）の外側上端（１４ｂ）の高さくｈ
ｆ）は巻き上げ部上端（ｌｌｂ）の高さくｈｐｆ）より
も高くするとともに補強層の内側端（１４ａ）はビード
底部に終端しており、これによりビード部のリムフラン
ジ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。しかしこの場合、補強層θ４）は弾性率の高いコー
ドで構成されるためその外側上端で新たな剛性の段差に
より応力集中の起点となる。そこで本発明は（戟璃保護
層−を前記巻き上げ部上端、（Ｉｌｂ）と補強層（１４
）の間に介在せしめ応力の分散、緩和を効果的に行なう
ものである。これを第６図において説明すると層間剪断
歪は巻き上げ部上端（ｌｌｂ）及び補強層（１４）とそ
れに隣接するゴムストック（１３）の間に生ずるもので
あるが、両者の間に中間的な弾性率を有する保護層（２
０）を介在せしめることにより保護層（転）を介在せし
めない場合（第３図）よりも歪量を緩和することができ
る。したがって保護層−を補強層（１４）の外側に配置
した場合は上記効果は期待できない。また保護層−を巻
き上げ部上端（ｌｌ’ｂ）と補強層（１４）の間に介在
させる理由は巻き上げ部上端（ｌｌｂ　）は応力集中が
生じやすく、したがってこの部分で補強層との間の剥離
が生じやすいため保護１１ζよりこれを緩和するもので
ある。

なお重車両用タイヤに通常用いられるリムのフランジ高
さく噂は３６〜４６朋の範囲であるが前記巻き上げ部上
端はこのフランジ高さ的）よりも１０門を越えないよう
に配置することが望ましい。

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変形を起こし
、その結果ビード部のリムフランジ上端部上側ではタイ
ヤ半径方向、周方向剪断方向の歪が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上げ上端が位置す
ることは好ましくないからである。一方巻き上げ部上端
を余り下げすぎるとケース主体部のタイヤ半径方向外方
への引張歪及び巻き上げ部のタイヤ半径方向内方への圧
縮歪に充分耐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。したがって巻き
上げ部上端はリムフランジ高さく１）よりも１０鰭を越
えて低くならないようにすることが望ましい。

次に、高弾性のコード補強層θ４）の上端高さくｈｆ）
は通常４８〜６８ＭｙＩＩの範囲で設定され、また巻き
上げ部上端高さくｈｐ）と補強層の上１３一 端高さくｈｆ）との差は８〜１５１！ＩＭの範囲が望ま
しい。なお上端高さくｈｆ）を６８鰭以上に設定すると
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。また補強層のゴムは１００％モジ
ュラスが４０〜３ｏ々／ｃｄ、好ましくは５５〜１０Ｋ
ｑ／ｃｄのゴムを使用し、層の厚さを１．０〜２゜５朋
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。また補強層のコードはカーカスプライのコ
ード化対して１０°〜４０°、好ましくは２σ〜３５°
９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エンズ１５αであることが望ましい。なお補
強層を構成するコ香族ポリアミド繊維コードである。

の平織物をゴム中に埋設した繊維織物層又は有機又は無
機の短繊維コードをゴム中に埋設した１４− 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
、そのモジュラスはゴムストック（１３）及び隣接する
補強層（１４）又は巻き上げ端部（ｌｌｂ）の埋設ゴム
のモジュラスよりも高いことが望ましく、例えばゴムシ
ートを使用する場合は岡初期モジュラスが７０〜１２０
に９／ｃ−Ｉ１１好ましくは９０〜１１０に９／ｃｄの
範囲である。更に保護層の厚さは外側に隣接する巻き上
げ端部（ｌｌｂ）又は補強層のコード径の１．０〜５．
０倍、例えば１．２朋〜５．　Ｑ　Ｍ＊の範囲において
応力の分散、緩和が効果的に達成できる。

次に本発明のタイヤではカーカスプライの主体部（ｌｌ
ａ）と巻き上げ部（ｆｌｂ）との間でビードコアーに隣
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
うに延びる高弾性のゴムストック（１３）が介装されて
おりその上端は前記被覆層の上端を越え、その高さＤは
２．　Ｏｒ９〜５．（］）（Ｊの範囲となるように配置
されている。ここでストックゴムは−ｆ！ｌ的５Ｆ歿卑
（ヂリ′て？０〜２００、　Ｋ９　／　ｃｉ　、好まし
くは１００〜１７０に９／ｉのものが用いられる。

なお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ックに隣接する領域にまで
達するラバーチェーファ−（１９）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ビード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　）が１００〜３
００に９ｆ　／　ｃｒＡのものが使用されル５゜第７図
に本発明の他の実施例が示されている。こＣでは補強層
（１４）の外側上端（１４ｂ）の高さくｈｆ）は巻き上
げ部上端（ｌｌ’ｂ　）の高さくｈｐ）よりも低く配置
され、巻き上げ部の内側ζこ隣接して保護層し０）が配
置される。この構造は保護層がビード底部からサイドウ
オール方向に巻き上げ部に隣接して配置されるため前記
層間剪断歪の緩和が効果的であるが、補強層上端での亀
裂損傷防止の観点から第３図の実施例よりも不利である
といえる。なお補強層（１４）の上端の高さくｈｆ）と
巻き上げ部上端（１１ｂ）　　の高さの関係は（ｈｐ）
は第３図の実施例と全く逆ｔこ設定し、両者の高さの差
は第３図の場合とほぼ同様である。

ここで保護層の上端は巻き上げ端部を少なくとも１０鰭
越えるようされ、−力筒５図の構造では補強層の上端を
少なくとも１０１Ｆ１１越えるように配置される。

次に第８図に他の実施例が示されている。ここではカー
カスプライの主体部（１１ａ）と巻き上げ部（１１ｆｉ
）との間で介装されビード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に延びるストッ
クゴムはビードコア（ｔ２１に隣接し、サイドウオール
方向に漸減する厚さを有する高弾性ゴムＣｉ）と、該高
弾性ゴム帖）の外側に隣接し、かつその上端部が前記高
弾ゴム四の上端部を越える低弾性ゴムの二１で構成され
ている。ここで高弾性ゴム四は前記金属コード補強層■
１とともにビード部の変形を抑制するが、その上端は前
記補強層…）の上端（１４ｂ）を越え、その高さくＬｌ
）は通常１．５　Ｈｆ〜４．　ＯＨｆの範囲で設定され
る。また高弾性ゴムい）は動的弾性率（Ｅ９）が１００
〜５００峠ｆ　／　ｄの範囲のものが、好適である。前
記低弾性ゴム（１υはカーカスプライの巻き上げ部（ｆ
ｌｂ）近傍における圧縮歪を緩和し該近傍におけるコー
ド−ゴム剥離を有効に防止するため、前記巻き上げ部（
Ｉｌｂ）及び金属コード補強層（１４）の外側上端を隣
接あるいは被覆する如く配置され、その上端高さくＬ２
）は３　ｙ３〜６　ＦＩＪの範囲内で設定される。更に
低弾性ゴム（１３）は動的弾性率（Ｅ”）が３０〜９０
に９ｆ／ｄ、好ま１．・くは＋０〜６０　Ｋ？　／　ｔ
ｉのものが好適に用いられる。

しかして−本発明では金属コードよりなるカーカスプラ
イの主体部（ｌｌａ）と巻き上げ部（１１ｂ）及び補強
層（１４）の間にビード底部からサイドウオール方向に
厚さを漸減したストックゴム、特に高弾性ゴムと低弾性
ゴムの二層構造のストックゴムを配置するとともに、巻
き上げ端部又は補強層とストックゴムの間に保護層を介
在せしめたため、ビード部の剛性を維持しながら保護層
（社）の若干の伸張性とストックゴムの厚さの漸減によ
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により金属コード補
強層又は巻き」−げ端部の外側上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１０００Ｒ２０，１４ＰＲてカーカスプラ
イ及びブレーカ−にスチールコードを用いた従来構造て
ビード部の構造を種々変更して耐久性を測定した。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 トラム走行試験てタイヤ１本あたりの荷重６トンで２０
Ｋｍ／ｈ、内圧８に９／ｃｒｌテビ一ド部に亀裂が発生
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の向上が認められる。

なお第１表中動的弾性率は若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１０
Ｈ２，振幅２％で幅４朋×長さ３ｏｍｍ×厚さ２訪の試
料片を用いて測定し１９− た。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は従来タイヤのビード部概略図、第
２図はビード部の変形挙動を示す概略図、第３図はタイ
ヤ変形に伴なうビード部歪の状態の説明図、第４図（イ
）はタイヤ回転角と歪量との関係を示すでラフ、第４図
（ロ）はタイヤの回転状態を示す図、第５図・第７図及
び第８図は本発明のタイヤのビード部断面図である。第
６図はタイヤ変形に伴なうビード部歪の状態の説明図で
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 ２Ｌ− 第３図 ＝４９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ１１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上けるとともに、このカー
   カスにより形成されるケース主体部と巻き上げ端部との
   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ックを配置し、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、更に該
   補強層又は巻き上げ端部と前記ゴムストックの外側面に
   隣接するように配置される保護層を備え、該保護層は、 （イ）　前記補強層の上端の高さくｈｆ）が前記巻き上
   げ端部の高さくｈｐ）を越える場合は補強層と巻き上げ
   端部の間に介在させてかつ補強層のＥ端を越えるように
   配置され（ロ）前記補強層の上端の高さくｈｆ）カイ前
   記イ　　ヤ　。 （２）　　保−設層は繊維織物層、短繊維コード層、コ
   ゛ム層である特許請求の範囲第１項記載のタイヤ。 （３）　　ゴムストックの動的弾性率（Ｅ　　）は８０
   〜２００に９ｆ、／ｃ＋＋ｌの範囲である特許請求の範
   囲第１項記載のタイヤ。 （４）　　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上げるとともに、この
   カーカスにより形成さ・れるケース主体部と巻き上げ部
   との間でビードコアーに隣接した底端からタイヤの半径
   方向外方へ延べるゴムストックを配置し、該ゴムストッ
   クはビードコアーに隣接して配置される高弾性ゴムと該
   高弾性ゴムに隣接しかつサイドウオール側に配置される
   低弾性ゴムの二層で構成されており、前記巻き」二げ端
   部の外側には高弾性コードよりなる補強層を配置し、更
   に該補強層又は巻き上げ端部と前記ゴムストックの外側
   面に隣接するように配置される保護層を備え、該保護層
   は、 （イ）　前記補強層の上端の高さくｈｆ）が前記巻き上
   げ端部の高さくｈｐ）を越える場合は補強層と巻き上げ
   端部の間に介在させてかつ補強層の上端を越えるように
   配置され（ＣＩ）　　前記補強層の上端の高さくｈｆ）
   が前記れることを特徴とする重車両用ラジアルタイヤ。 （５）　　高弾性ゴムの動的弾性率（Ｅ＊）は１００〜
   ５００Ｋｙｆ／ｍてあり低弾性ゴムの動的弾性率（Ｅ＊
   ）は３０＝９０に９ｆ／ＱｒＩの範囲である特許請求の
   範囲第午項記載のタイヤ。