JPS6038213A - 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（２
ａ）の附近を補強するため、タイヤビード部の外側から
底部を通って内側に延ｑ前記端末部を包囲するように金
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）の巻き上げ端末部（
２ａ）をビードコア（３）に固定（２） 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−１一端部（５）を前
記巻き」二げ端末部（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、カーカスのブライ抜は現
象をより効果的に防止するため第２図に示す如く巻き上
げ端末部（２ａ）を高くする一方金属コード補強層（４
）の」二端部（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上方にまで
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
ことがより好ましいことによる。

しかしながら前記前者の構造ではピ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（３） の起点となり、後者では巻き上げ端末部（２ａ）になお
応力集中が発生ずる。そこでこの問題を有効に解決する
ため前記金属コード補強層（４）の更に外側に補強繊維
層を配置する構造が提案された。

（特公昭４９−、−．１４１２２　）　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に応力集中に
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、ビ
ード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
によりビード部に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、緩和を効果的に行な
い、かくして過酷な使用条件下で要求されるピード部耐
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（４） 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」一端部（５）と該上端部（５）に
対応子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」二端部（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
附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お原因
と゛して次の如く説明できる。

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□カーカスブラネの変形挙動を第３図に
おいて税−明すると、−一ドコアー（３）を（５） 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。しかしてカーカス主体部（８）と巻き一ヒげ
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に最もたわみ、ビード部は→ｌ・
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−Ｌ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。

したがってビード部のクラックを防止するためには前記
ビード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。

本発明はラジアル又はセミラジアル配列金属コ（６） −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カーカス主体部と巻き
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
き上げ端部の夕１隼す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ゴムストック
の内側面に隣接すうように配置される補助層を備え、該
補助層は、その下端がビードコア上辺に位置し、しかも
その上端高さくｈｒ）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
配置される厚さが２〜８ｒｍ１の高弾性ゴムであること
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にしたがって説明する。

第４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（７） をビードコア（１２）の周りに巻き上げられ、カーカス
主体部（ｌｌａ　）と巻き上げ部（ｔｕｂ　）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（Ｉｌｂ）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（２ｏ）が配置されている。

ここで補強層（２０）の外側上端（２０ｂ、　）の高さ
くｈｅ）は巻き上げ部上端（ｌｌｂ　）の高さくｈｐ）
よりも高くするとともに補強層の内側端（２０ａ　）は
ビード底部に終端しており、これによりビード部のリノ
・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。そして前記カーカス主体部（Ｉｌａ　）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に延びる高弾性ゴムよりなる補助
層（１４）が配置されている。

ここで補助層（１４）の上端（１４ｂ　）の高さくｈｒ
）はけ巻き上げ部上端（ｒｉｂ　）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（
８） ド底部に終端しており、これによりビード部のカーカス
主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。

ビード部のカーカス主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（ｌｌｔ）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。

高弾性ゴムの補助層（１４）の上端高さくｈｒ）は通常
４８〜１２０　ｍｍの範囲で設定され、また補強層上端
高さくｈｅ）と補助層の上端高さくｈｆ）との差は８〜
４５ｒｒｍの範囲が望ましい。なお上端高さくｂｒ）を
１２０ｍｍ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。

また補助層のゴムは動的弾性率（Ｅ＊）が少な（９） くとも１５０ｋｇｆ／ｒｃｉのものを使用し望ましくは
３００ｋｇｆ／ｃ［ｌＩ以」二である。この補助層（１
４）はビード部のカーカス主体部（Ｉｌａ　）を補強し
該領域での伸長歪を抑制することを主目的とするもので
、動的弾性率（Ｅ’　＊　）Ｔｈ上記範囲でないと、上
述の賜果は期待できない。　、 次に補助層（１４）　は、その厚さくＷ）は３〜８ｒｒ
ｒｎの範囲でほぼ均一厚さでタイヤ半径方向に延びてい
る。この補助層は前述の如く、カーカス主体部（Ｉｌａ
　＞を補強するものであるほか、カーカス主体部から伝
達される変形歪を隣接するゴムストック（１３）に効果
的に吸膠緩和する機岬を有するものである。そこで補助
層をけぼ均一厚さとしたため、？ｉｌｉ助層とゴムスト
ックの境界面に対して直角方向から変形歪の作用が生ず
るため、前記境界面での剪断応力が生ずることなく、ス
トックゴムによる歪の吸収緩和が効果的に達成できる。

補助層（１４）の厚さが３ｒｒＩｒｒ＋より小さいと補
強効男が充分でなく、一方８ｍＩ′ｒ＋を越えると、ゴ
ムストックによる歪の吸収、緩和が効果的でない。、（
１０） また補助層の下端（＋４ａ　）はビードコアー１を辺に
位置するが、ここでビードコア上辺とはビードコア（１
２）の中心から１０ｍｍ以内の領域で下端はビードコア
（１２）の囲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に通常用いられるリムのフランジ高
さくｒ−ｒｒ）は３６〜４６ｍｍ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く＋Ｕ）よりも＋０ｒ
ＩＴｎを越えないように配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ノ・
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、その結果ビード部のリムフランジ上端部上側近
傍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」
一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、（１１
） 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＋
Ｕ）よりもＸＱ＋ｎｍを越えて低くならないようにする
ことが望ましい。

次に本発明のタイヤではカーカス主体部’（Ｉｌａ　）
と巻き−にげ部（Ｉｌｂ）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
に延びるゴムストック（１３）が介装されておりその」
１端は前記補強層の上端を越え、その高さくＬ）は２．
０Ｌｌｆ〜５．０）（ｆ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＊）で８
０〜４００　ｋｇ／ｃｎ！、好ましくは１００〜３ｓｏ
ｋｇ／ｃＪものもが用いられる。

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。、
二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（＋ｃ＊）が１００
〜３００　ｋＱｆ／ｃノ′）４＆）７５°使Ｉｌｌ　ｇ
　１１．６・　（１２）第５図に本発明の他の実施例を
示し、巻き上げ部（＋＋ｈ　）の内側には有機繊維コー
ド層よりなる保護層（１８）が配置されている。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、そのモジュラスはゴム
ストック（１３）及び隣接する補助層（１４）又は巻き
上げ端部（Ｉｌｂ　）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
初期モジュラスが７０〜１２０　ｋｇ／ｃａ！、好まし
くは９０〜ｎｏ　ｋｇ／ｃｎｆ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（］１ｂ）又は
補強層のコード径の１０〜５０倍、例えば１２面〜６０
面の範囲において応力の分散、緩和が効果的に達成でき
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　）間にビード底
部からサイドウオール方向に厚さを漸減したゴムストッ
クを配置するとともに、カーカス主体ａ　（ｌｌａ　＞
とゴムストックの間に高弾性ゴムの補助層を介在せしめ
たため、ビード部の剛性を維持（１３） し層間歪を軽減する。またゴムストックの」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により
補強層又は巻き上げ端部の外側」１端における応力集中
を有効に防止し耐久性を一層向」−することができる。

実施例 タイヤサイズ＋０００Ｒ２０、！４ＰＲ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
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 ドラム走行試験でタイヤ１本あたりの荷重６トンで２０
　ｋｍ／　１１　、内圧８ｋｇ／ｃ［ｌ！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の向上が認められ
る。

（１４） 注１）第４図の構造で補強層をカーカス主体部のタイヤ
外側から内側に巻き」二げて配置した構造 注２）補強層は４Ｘ４（０，１７５）のスチールコード
をカーカスコードに対して６３＠に配置し埋込本数３０
本／　５　ｃｍのもので、その高さは５７＋ｎｍのもの
を用いた。

注３）保護層として、１２６０ｄ／　２ナイロンコード
を埋込本数３３本／　５　ｃｍで、その高さを８０　ｍ
ｍに配置した。

なお第１表中、動的弾性率は岩本製粘弾性スペクトロメ
ーターを使用し、温度７０℃で初期歪ｌＯ％、周波数１
０Ｈｚ、振幅２％で幅４　ｒｒｒｎ　Ｘ長さ３０ｍ×厚
さ２ＩｒＴｎ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図は従来タイヤのビード部概略図、第３図
はビード部の変形挙動を示す概略図第４図、第５図は本
発明のタイヤのビード部断面図である。 （１６） １１　カーカスプライ　１４　補助層 １１ａ力−カス主体部 １１ｂ巻き上げ部　１８　保護層 １２　ビードコア １３　ゴムストック　２０　補強層 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 （１７） Ｃす １＋ｆｆ　城 ８６一 手続補正書（自発） 昭和５９年２月λえ日 １、事件の表示 １８和５８年特許願第１４６’１６１、発明の名称 重車両用ラジアルタイヤ ろ浦正をする者 垣　セ　キョウ　−９ 代表取締役　横　瀬　恭　平 ４、代、１人　郵便討号６５１ 圧所　神巨市中央区筒井町１丁目１番１号（１）明細書
の「発明の詳細な説明」の欄６補市の内容 （１）明細書第４頁第１８行ｒ、ａ２ｉＪとあるのを「
苛酷」に訂正する。 （２）明、ｍ書第８頁第１９行「はは巻き」二げ部上部
（１１ｂ）」とあるのを「は巻き上げ部上部（１１ｂ）
」に訂正する。 （３）明細書第１０頁第７行「３〜８」とあるのを１２
〜８」に訂正する。 （４）明細書第１６頁第１８行［厚さが３　ｍ　Ｊとあ
るのを「厚さが２１１＃Ｊに訂正する。 （５）明細上第１１頁第６行１重車両用タイヤ」とある
のを１チユ一ブ付重車両用タイヤ」に訂正する。 （６）明細書第１５頁第１４行〜第１５行の間に次の事
項を挿入する。 「次に第６図は本発明の曲の実施例でチューブレスタイ
ヤのビード部、溝Ｇを示しており、図ではリムフランジ
高さは比較的低い位置にとどめられている。」 （７）明細書第１６頁第１８行「第５図は」とあるのを
「第５図及び第６図は」に訂正する。 （８）図面に第６図を、：ａ　、７１口する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （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上げるとともに、このカ
   ーカスにより形成されるカーカ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蜂方
   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
   接するように配置される補助層を備え、該補助層は、そ
   の下端がビードコア上辺に位置し、しかもその上端高さ
   くｈｒ）が前記巻き上げ端部の高さくｈｐ）まｋは前記
   補強層の上端高さくｈｅ）を越えるように■置さ、れる
   厚さが２．＝８ｍｍの高弾性ゴムであることを特徴とす
   る重車両用ラジアルタイヤ（２）補助層のゴムの動的弾
   ５性率（Ｅ＊）は１５（１〜（１） １ｏｏｏ　ｋｇｆ／ｃｕｔ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。 （３）補助層のゴムの動的弾性率は５００〜ＩＯ００ｋ
   ｇｆ／ｃＩ１１の範囲である特許請求の範囲第１準記載
   のラジアルタイヤ。 （４）ゴムストックの動的弾性率（Ｅ＊）は８０〜３０
   ０ｋｇｆ／ｃＩ１１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。