JPS60154903A

JPS60154903A - 重荷重用ラジアルタイヤのビ−ド部補強構造

Info

Publication number: JPS60154903A
Application number: JP59009288A
Authority: JP
Inventors: Sosuke Inouchi; 井内　宗典
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-08-14

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】この発明はラジアルタイヤ、とくに重荷重用ラジアルタ
イヤのビード部補強構造の改良に関するものである。

従来から提案されている金属コードのカーカスプライを
備えたラジアルタイヤのビード部補強構造に関する発明
の中で、本出願人の提案による特許第９　’６７４５２
号（特公昭５２−１１４８１号公報）は、その代表的な
ものであり、爾来すばらしい実績をあげ、業界において
高く評価されていることは周知の通りである。

しかしながら、最近の高速道路網の拡張、整備により、
トラック・バスはもちろんのこと、各種車両の運行形態
は大巾な変化が余儀なくされ、その行動半径が拡大され
ると共に、特に貨物輸送面においては、高速高荷重の、
タイヤにとっては苛酷な条件の運行が増加している実情
にある。か＼る条件にあって、タイヤに果せられた仕事
量〔速度×荷重〕は大きくなるばかりであり、この結果
としてタイヤの撓み量が大きくなり、しかも撓みをうけ
るサイクルが短縮されるので、タイヤの内部温度は上昇
する。

こ＼でとくに、ラジアル又はセミラジアル構造の空気入
りタイヤについてその負荷時変形挙動を考えてみると、
これらの構造は周知のように、一対のビードコアーにカ
ーカスプライの両端を折り返してタイヤ半径方向外方、
サイドウオール部の下方で終端させ、さらにこのプライ
折り返し部およびこの端末付近を補強する目的で、金属
コードよりなる補強層をカーカスプライの折り返し部タ
イヤ軸方向外側で、カーカスプライの端末高さより高い
位置からビードベース部をタイヤ内側に向って巻き込み
、前記カーカスプライの折り返し部端末高さよりも低い
位置で終端させたビード構造となっているのが最も一般
的なものである（第１図）。このタイヤの骨格をなすカ
ーカスプライのコードはラジアル方向に配列されている
ためサイドウオールが極めて柔軟であって、タイヤの負
荷転勤時に接地部分は大きく変形し、とくにフランジ上
部では、カーカスプライはタイヤ軸方向外側に大きく撓
み、凸状の変形を余儀なくされ、この変形量はバイアス
タイヤに比較してはるかに大きいものである。

従って、か＼る大きな変形をうけるサイドウオールに連
係されているビード部もまたくり返し大きな歪をうける
ことはさけられない。

こ＼に、枝上のタイヤ内部温度に加え、車のブレーキド
ラムに発生する温度がリムフランジ部からタイヤに伝達
されるため、ビード部の内部温度は、本発明者の調査に
よると、１２０℃をこえる場合もあることが判明してい
る。

かくして、ビード部は熱的・動的疲労にさらされること
になる。しかも、悪いことには、タイヤの死命を制する
要件といっても過言ではないゴムと金属コード又はゴム
と繊維コード間の密着力は、これら熱的・動的疲労要因
に対する依存性が極めて大きいということである。

特にタイヤの内部温度が一定温度をこえると、これらコ
ンポーネント間の密着力は急激に低下し、タイヤは破壊
する。

従って、タイヤの内部に発生ずる温度を低く抑制する技
術及び温度依存性の少ないゴム−コード間及びゴム−ゴ
ム間の密着力を確保する技術が、タイヤの耐久性向上に
欠かせなく、タイヤ技術者が常に追いめてゆかねばなら
ない命題である。

そこで、このような思想のもとに考え出されたものが、
本出願人の提案による特許第９６７４５２号（特公昭５
２−１１４８１号公報）であり、この発明は第２図に示
すように、金属コード補強層（４）の端末（４ａ）なら
びにカーカスプライ（２）の折返し部（２′）の端末（
２ａ）における歪、応力の集中を緩和するために、ゴム
と金属コードの中間の弾性率を有するナイロン、ポリエ
ステル等の有機繊維コードにゴムコーティングした繊維
コード補強層を金属コート補強層のタイヤ軸方向外側に
１層以上配置し一層、サイドウオール」二方部からビー
ド部にかけて、径方向、周方向および横方向の剛性上の
断層をなくし、ビード部の局部的な動きを抑制すると共
に、内部温度の」二昇をコンミ−ロールせんとするもの
である。

このように、ビード部を繊維コードで補強することによ
り、確にタイヤの耐久性は向上するわけであるが、前記
のようにタイヤの使用条件がまずまず厳しくなり、しか
もスチールラジアルタイヤはトレッド部を２〜３回更生
して使用できることが大きなセールスポイントとなって
いることを背景に、おりからの不景気も手伝って、車の
運行経費の節減を目的とした更生タイヤの使用は増加の
一途にある。そしてタイヤの更生率（性）は台タイヤの
ビード部耐久性に依存しているといっても過言ではなく
、このようなスチールラミアルタイヤを取りまく環境の
変化に対応してゆくため、タイヤのビード部を更に補強
して耐久性を向上させることがちまたに要請されるよう
になってきたが、枝上のビード部補強タイヤではこの点
なお充分とは云い難い。

そこで、前記発明に係わるタイヤにおい−Ｃ、タイヤ内
に高内圧を充填した場合について、ビード部における歪
の発生挙動を考察してみると、第３図に示すようにカー
カスプライ本体（２）はタイヤ半径方向上方へ引張られ
、カーカスプライの折り返し部端末（２ａ）は半径方向
下方へ引張られる。この動きに連動して隣接の金属コー
ド補強層（４）ならびに繊維コード補強層（６）も下方
へ引張られる。同様にして、ビードコアーも矢印の方向
に回転し、これら各コンポーネントの眉間にラジアル方
向のせん断層が発生ずる。そしてこれら層間の密着力が
このせん断力に耐え切れなくなったとき、カーカスプラ
イ（２）はビードコアー（３）よりすり抜ける所謂「吹
き抜け」現象が発生ずる。

そして、この「吹き抜け」現象の起るタイミングは、前
述のようにタイヤの内部温度に依存するところが大きく
、一般に温度が高い程早く［吹き抜け」現象が発生ずる
ことは多言を要しないところである。

本発明者は、叙」二のどとくビード部の内部に発生ずる
歪と温度に関する知見にもとすいて、さらに耐久性の高
いビード部補強構造を有するタイヤの提供について種々
検討を重ねた結果、従来の補強構造を有するタイヤの問
題として、金属コードよりなる強化層及び繊維コードよ
りなる補強層はカーカスプライの折返し部のタイヤ軸方
向外側に配設しでビード部を補強する構造となっている
が、タイヤにか５る高内圧や高荷重はまずカーカスプラ
イ本体によって負担され、ビード上部においてカーカス
プライのコードパス（隣接するコードとコードの間隔）
は押し広げられるため、フランジ上部のサイドウオール
はタイヤ軸方向外側に大きく撓み、凸状の変形をする。

この結果サイドウオールに連結されているビード部も大
きく変動することはさけ難い。かくして既に説明したよ
うに、カーカスプライコードの「吹き抜け」現象は一層
助長されることになる。そこでこのカーカスプライの〔
−コードパスの拡［（］」を抑制することが、ビード部
の変動をコントロールする」二で最も大切となり、２層
以上の繊維コードよりなる第２袖強層をカーカスプライ
本体のタイヤ内側に貼着して「コードパスの拡［ＩＪ」
現象を抑制すると共に、カーカスプライ本体とその折返
し部とにはさまれた三角形状のエイペックスゴムは低モ
ジコラス、低発熱の単一ゴム組成として、ヒート部の温
度」−昇をおさえるこ止により動的、熱的疲労に対する
抵抗力を向上させて、プライの１吹き抜け」現象を防ぎ
第１寿命は勿論のこと、第２、第３寿命にも耐えつる信
頼性の高いタイヤを提供するものである。

本発明は、タイヤの周方向中心面に対し、は５６０〜９
０度の角度で伸びる金属コードよりなるカーカスプライ
を有し、このカーカスプライの端末が一対の環状ビード
コアーの周りに折り返された状態で終端し、このカーカ
スプライの折り返し部の端末軸方向外側に隣接して、金
属コードにコム引きした第１補強層が配置されているタ
イヤにおいて、カーカスプライの折り返し端末部のビー
ドベース基準線から半径方向外方への垂直高さｈｌと第
１補強層の同垂直高さｈ２はｈ＋　＞ｈｚの関係にあり
、第１補強層はｈ２の高さからカーカスプライの折り返
し部にそってビードコア一部をタイヤ軸方向内側に向っ
て巻き込み、この巻き込み端末の高さｈ°２は、プライ
の折り返し端末よりも低い位置（ｈ’２＜ｈ、）で終端
させ、さらにこの第１補強層を取りかこむように、タイ
ヤ用繊維コードにゴム引きした繊維コードよりなる第２
補強層を２層以上、そのタイヤ軸方向外側端末のビード
ベース基準線から半径方向外方への垂直高さｈ３はカー
カスプライの折返し端末高さｈｌに対し、１．２〜２．
５倍の高さであり、一方タイヤ軸方向内側端末の高さｈ
′３はカーカスプライの折り返し端末高さｈ＋に対し、
１．２〜２．５倍の高さの位置に配設し、これら補強層
とカーカスプライの折り返し部及びカーカスプライ本体
とにかこまれて、ビードコアー上部を底辺として、タイ
ヤ半径方向外方に向って肉厚が漸減する断面三角形状で
、周方向に環状のビードエイペックスゴムよりなり、こ
のエイペックスゴムは単一のコム組成で、その１００％
モジュラスは１５〜４０ｋｇ／ｃｎｆの低モジュラスで
あり、前記第２補強層は２層以上よりなり、第１補強層
のコードも含め、各層のコードは互に交差して配列され
でいることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤのビー
ド部補強構造である。

以下、図面にもとすいて本発明の詳細な説明する。

第４図において、カーカスプライのコード（１）はタイ
ヤの周方向に対し６０〜９０度の角度で１対のビードコ
アー（１３）、（１３）をタイヤの内側より外側に巻き
上げ、タイヤ半径方向に折り返し、その端末１ａのビー
ドベースからの垂直高さｈｌは、タイヤに規定内圧を充
填したときのタイヤ最大巾Ｍにおけるビードベースから
の垂直高さｈ６に対し、０．３〜０．５倍の範囲に位置
することが好ましい。０．３倍以下ではビード部の剛性
が低下して、リム芋エーフィック現象が発生しやすくな
る一方、プライの折り返し部が短いため、他の構成物と
の貼着面積不足により、プライがすり抜ける可能性があ
る。逆に０．５倍以上では屈撓の激しいザイドウォール
下部にプライ端末が配置されるため、剛性上の断層が大
きくなり、クラック発生の核となる。従って、カーカス
プライの折り返し端末高さり、は（０，３〜０．５）ｈ
ａの範囲が適切である。

このことはまた、「端末部の歪」とプライの「吹き抜け
」抵抗力の実験室における測定結果からも確認すること
ができた。同時に金属コードよりなる第１補強層（２）
の端末（２ａ）のビードベースからの垂直高さｈ２は、
カーカスプライの折り返し部端末裔さｈｌに対し、０，
５〜０．９倍の範囲に位置するように設定することが好
ましい。

従来の補強構造は第２図に示しているように、第１補強
層（２）の端末部２ａの高さはカーカスプライの折り返
し端末（１ａ）よりも高い位置に設定していたが、ビー
ド部の構造損傷の起点としてはこの部分での発生が最も
多く、その原因を本発明者が種々調査したところによる
と、タイヤが負荷転勤する場合、第１補強層の端末は、
ザイドウォール部からビード部にかけて柔軟な撓みの伝
達に対し、剛性の高い、あたかも「突支棒」のような抵
抗運動をなし、しかもこれがタイヤの接地回転毎にくり
返されるため、この周辺ゴムが破壊されることを実験の
結果確認した。

従って、このタイヤの屈撓に対して、大きな抵抗運動を
なす第１補強層（２）の上方端末（２ａ）は可能な限り
低く位置させることが大切であり、種々実験調査の結果
、カーカスプライの折り返し端末高さｈｌに対し、０．
５〜０．９倍の高さが適切であることを確認した。

さらに、第１補強層（２）のタイヤ軸方向外側に隣接し
てｈ３の端末高さからビードベース部を経てタイヤ軸方
向内側に巻き込み、第１補強層のタイヤ内側の端末２ｂ
をカバーし、カーカスプライ本体のコード１に沿ってタ
イヤ半径方向高さｈｌ３の位置迄延圧する有機繊維コー
ドよりなる第２補強層３の前記端末高さｈ３及びｈ“３
はカーカスプライの折返し端末高さｈｌに対し、各４次
の範囲、即ちｈ３”（１，２〜２．５）　ｈｌ　、ｈ’
、　−（１，２〜２．５）ｈｌの関係を満足することが
好ましい。ｈｌに対し１．２倍以下ではカーカスプライ
巻上げ端末及び第１補強層端末における断層を緩和する
ことができないし、２．５倍以上では屈撓の激しいサイ
ドウオール部に第２補強層の端末３ａ、３ｂが位置する
ことになり、これが逆にクラックの核となるからである
。又第２補強層のコードはｈｌの高さに於て、カーカス
プライ本体コードに対して３０〜６０度の範囲で互に交
差させる。

さらに、カーカスプライ本体（１）とその折返し部（１
′）及び第２補強層（３）とにはさまれてビードコアー
１３の上部を底辺として、タイヤ半径方向外方に向って
肉厚が漸減する断面三角形状で周方向に環状のエイペッ
クスゴムＳＥを配設する。エイペックスゴムＳＥは単一
のゴム組成であり、その１００％モジュラスは１５〜４
０ｋｇ／ｃｏｆ、好ましくは２０〜３５ｋｇ／ｃａｒに
あることが耐久性の向上に好ましいことが種々のテスト
結果から判明した。

発明者らはビード部の軸方向外側及び内側を同一の有機
繊維コード補強層で補強することにより、カーカスプラ
イ本体のコードパスの拡１〕を防ぎかつ金属コード端末
における剛性」二の断層と応力の集中を抑制して「吹き
抜け」現象と金属コード端末におけるクラックの発生を
防止して、ビード部の耐久性を大巾に向上させることが
可能であることをつきとめた。

上記本発明のビード構造を有する１　０．０　ＯＲ２０
１４ＰＲ，及び１２Ｒ２２，５１，４ＰＲ。

タイヤを実施例として、その仕様を第１表に才とめた。

これに対し従来構造の比較タイヤとして、特公昭５２−
１１４８１号公報に開示されている構造で第２表の仕様
をもつタイヤを用意し、比較ビード耐久テストを実施し
た。ビード耐久テストとは、タイヤに一定の仕事量（荷
重×速度）ｋｇ−ｋｍ／ｈを与え、規定最大空気圧のも
と、カーカスプライの１吹き抜け」損傷が発生ずる迄の
走行時間をもって耐久性を評価する方法で、室内ドラム
試験機にて走行させる。テストの結果は次表に指数表示
で示した。

上表より、本発明にもとすくタイヤは、カーカスプライ
の折り返し部」三方端末ならびに、金属コードよりなる
補強層の端末において発生し勝らてあった従来構造にお
けるクラックやプライの吹き抜は現象を効果的に抑制し
、新品タイヤにおける耐久性は勿論のこと更生タイヤ用
台タイヤとしても比類まれなる耐久性を有するタイヤを
提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般のラジアル構造タイヤのビード部断面図、
第２図は従来のビード部強化構造タイヤのビード部断面
図、第３図は、第２図の構造のタイヤに高内圧を充填し
たとき、各コンポーネントに働く力の方向を示す概念図
、第４図は本発明にもとすく補強構造を有するタイヤの
片側断面図１１・・・スチフナー、１２・・・バッファ
ー、１３・・・ビードコアー、ＳＥ・・・エイペックス
ゴム、Ｍ・・・タイヤ最大巾特許出願人　住友ゴｌ、工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タイヤの周方向中心面に対し、はぼ６０〜９０度
の角度で伸びる金属コードよりなるカーカスプライを有
し、このカーカスプライの端末が一対の環状ビードコア
ーの周りに折り返された状態で終端し、このカーカスプ
ライの折り返し部のタイヤ軸方向外側に隣接して、金属
コードにゴム引きした第１補強層が配置されているタイ
ヤにおいて、カーカスプライの折り返し端末部のビード
ベース基準線から半径方向外方への垂直高さｈｌと第１
補強層端末部のビードベース基準線から半径方向外方へ
の垂直高さｈ２は１１１＞１〕２の関係にあり、第１補
強層はｈ２の高さからカーカスプライの折り返し部１”
にそってビードコア一部をタイヤ軸方向内側に向って巻
き込み、この巻き込み端末の高さｈ’２は、ブライの折
り返し端末よりも低い位置（ｈ’２＜ｈ、）で終端さぜ
、さらにこの第１補強層をとりかこむようにタイヤ用繊
維コードにゴム引きした繊維コードよりなる第２補強層
を２層以上、そのタイヤ軸方向外側端末のビードベース
基準線から半径方向外方への垂直高さｈ３はカーカスプ
ライの折り返し端末高さｈｌに対し、１．２〜２．５倍
の高さであり、一方タイヤ軸方向内側端末のビードベー
ス基準線からの高さｈ’、はカーカスプライの折り返し
端末高さｈｌに対し、１．２〜２．５倍の高さの位置に
配設し、これら補強層とカーカスプライの折り返し部及
びカーカスプライ本体とにかこまれて、ビードコアー」
二部を底辺として、タイヤ半径方向外方に向って肉厚が
漸減する断面三角形状で、周方向に環状のエイペックス
ゴムよりなることを特徴さする重荷重用ラジアルタイヤ
のビード部補強構造。
（２）ビードエイペックスゴムは単一のゴム組成でなり
、その１００％モジ５ラスが１５〜４０ｋｇ／ｃｒｄの
低モジユラスゴムである特許請求の範囲第１項記載のビ
ード部補強構造。
（３）繊維コードよりなる第２補強層は２層以上よりな
り、第１補強層に隣接する層のコードは第１補強層のコ
ードと互に交差すると共に第２補強層を構成する各層の
コードは互に交差して配列されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のビード部補強構造。