JPS6056608A - 重荷重用ラジアルタイヤ - 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】 この発明は金属コードよりなるカーカスプライを備えた
ラジアル構造の空気入りタイヤ、と（に重荷重用ラジア
ルタイヤのヒ゛−ド部補強構造の改良に関するものであ
る。

従来提案されている金属コードのカーカスプライを備え
たラジアル構造のタイヤならびにカーカスプライのコー
ド配列がラジアル面に対して１５〜３０°の角度範囲で
傾斜した構造の所謂セミラジアルタイヤは、バイヤスタ
イヤに比較して、ケースの剛性が低く、これがラジアル
タイヤの乗り心地改善に大きく寄与している訳であるが
、その一方で、横力に対して弱く変形が大きいことが禍
いとなって、ビード部における構造損傷が常に潜在し、
使用条件が苛酷になると短期間のうちにビード損傷が発
生するという脆弱さがある。

このラジアルタイヤ特有の技術的課題を解決するために
、ビード部の補強構造につき種々の研究がなされ、その
成果として、たとえば、本出願人が開発した特許第９６
７４５２号（特公昭５２−１１４８１号公報）に開示さ
れている技術は優れたものであることは周知の通りであ
る。この構造は、ラジアル方向に配列された金属コード
よりなるカーカスプライを一対のビードワイヤーのまわ
りに内側より外側に折返して貼着したうえ、その折返し
域のタイヤ軸方向外側に金属コードよりなる一層の強化
層を、このコード方向がカーカスプライに対し斜交する
ように配置し、更にこの金属コード強化層の外側に有機
繊維コードよりなる２層以上の補強層を、これらのコー
ド方向が前記金属コードの強化層に対し斜交し、互に交
差する方向に配置すると共に、カーカスプライの本体部
とその折返し部の間にはさまれてビードコアーの上部を
底辺として半径方向外方へ延在する断面長三角形を形成
する硬質ゴムよりなるスチフナーと軟質ゴムよりなるバ
ッファーの複合体を充填した構造に特徴がある。

この構造のタイヤは、従来構造のタイヤ審ごみられたビ
ード部の損傷は大巾に改善され、女子評をえている訳け
であるが、一部特定の高荷重、高１相圧のユーザ一層に
おいてもラジアルタイヤのイ吏用力宝拡大されて来たこ
とや、近年の高速道ビ各網の発達で車の行動半径が拡大
されて来たため長距離高速運行の悪条件が枝上の高荷重
、高内圧の使用条件に加わり、一層し烈な条件にタイヤ
はさらされる機会が多（なり、そのためときとしてビー
ドセノ（ジーションが散見されるようになった。またこ
の一方で、スチールラジアルタイヤは２〜３回の更生使
用に耐えることが大きなセールスポイント；こなってい
ることを背景として、車の運行経費の節減を目的に、更
生タイヤの使用割合力＜＄ｉ曽の傾１月にある。そして
このニーズにこたえうるタイヤの提供、すなわち台タイ
ヤとしての死命は、ビード部の補強性能の向上にか−っ
ている訳けであり、この技術的課題は当タイヤ業界あげ
て取り組まなければならない時代的要請となっている。

本発明の目的とするところは、か−る従来タイヤがか５
えている課題を効果的に解決せんとするもので、ますま
す厳しくなる一方のサービス条件に耐え抜くことは勿論
のこと、第２、第３寿命をも全うしうる信頼性の高いビ
ード部補強構造を有するタイヤを提供することにある。

ラジアルタイヤおよびセミラジアルタイヤは、カーカス
プライがラジアル方向に配列されたコードよりなってい
るためサイドウオールが極めて柔軟であって、タイヤ回
転軸方向における撓みが大きく、タイヤ転勤による変形
量はバイアスタイヤに比較してはるかに大きい。かトる
ラジアルタイヤに高内圧を充填した場合のカーカスプラ
イの変形挙動を、従来技術の枝上のタイプで代表させて
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、即ちカーカスプライの本
体部（２）はタイヤ半径方向外側へ引張られ、一方カー
力スプライの折り返し部く２ａ）は、半径方向内部へ引
張られて、いわゆる「プライ吹き抜け」の傾向が強制的
に生じる。

さらにこのプライ折返し部に隣接配置されている金属コ
ードよりなる強化層（４）ならびに有機繊維コードより
なる繊維補強層（６）もプライコードの動きに追随して
変動することになる。更にまたこれらの動きに同調する
ように、エイペックスにせん断変形が生じビードコアー
（３）が回転する。かくしてカーカスプライ本体部（２
）とその折返し部（２ａ）、金属コード強化層（４）及
び繊維コード補強層（６）の間に半径方向のせん断歪が
発生する。

次にタイヤの負荷転勤に伴って生じるビードの動的歪に
ついて考えると、タイヤは、その接地域において縦方向
に最もたわみ、サイドウオール部はタイヤ軸方向外側に
突出した凸状変形をともなうことによって、ビード上部
はリムフランジ部にオーバーハングするような屈撓変形
をもたらされる。このときカーカスプライコードのコー
ドパス（隣接するコードとコードの間隔）は強制的な拡
巾を余儀なくされ、この動きに連動してカーカスプライ
の折返し部および金属コード強化層はタイヤ軸方向外側
に押しやられる。しかもこれらの動きはタイヤの接地転
勤によってくり返されるため、ビード部の温度は上昇す
る。この内部エネルギーロスによる温度上昇に加え、ブ
レーキドラムに発生ずる温度がリムフランジ部にも伝わ
りフランジ部の温度は、発明者の調査によるとチューブ
つきタイヤ用リムで１５０〜１７０℃、チューブレスタ
イヤ用１５°テーパーリムで１２５〜１４０℃にも達す
ることが判明しており、このフランジ部からの熱も加わ
って、ビード部の温度は上昇し、金属コード端末の歪は
一層助長され、ついには周辺ゴムとの弾性上の相違から
応力集中をうけ、ゴムの動的・熱的疲労に耐え兼ねるよ
うにして、これら金属コード端末にクラックが生じ、こ
れが成長してビード損傷に発展する。先に本出願人によ
り開示されたビード部補強構造の技術（特公昭５２−１
１４８１号公報）は、叙上の金属コード端における応力
集中を緩和する目的で、金属コード強化層のタイヤ軸方
向外側にナイロンコード等よりなる有機繊維補強層を２
層以上重ね合せて配設するものであるが、このことによ
りビード部断面肉厚の肥大化がさげられなく、従ってビ
ード部温度上昇は一層助長される。また有機繊維コード
層自体のコード端が、応力集中によるセパレーションの
発生源となる可能性が残されている。

そこで、本発明者は金属コードよりなるラジアル構造の
空気入りタイヤ特有のビード部における叙上の知見に基
づいて、カーカスプライの上記の「吹き抜け」現象およ
びこの現象を助長しているカーカスプライのコードパス
の拡巾を抑制すると共にビード部の断面肉厚をうずく、
又ビードエイペックスは低モジュラスでヒステレシスロ
スの少ないゴムの単一層で構成して、ビード部の内部発
熱をコントロールし、金属コード端末での応力集中を抑
制し、ビード部の耐久性を著しく向上させたタイヤを提
供するものである。

本発明は、少なくとも一層の金属コードよりなるラジア
ル又はセミラジアル構造のカーカスプライを備え、この
カーカスプライの両端末が一対の環状ビードコアーの周
りに折返された状態で終端しているタイヤにおいて、前
記カーカスプライの折返し部のタイヤ軸方向外側に隣接
して金属コードよりなる強化層が配置され、前記カーカ
スプライの本体部と折返し部との間にはさまれて、ビー
ドコアーの上部をその底辺として、タイヤ半径方向へ肉
厚を漸減する断面長三角形で、周方向に環状の単一層で
なるエイペックスと、カーカスプライのタイヤ内側に添
った状態で前記環状エイペックスとカーカスプライを介
して隣接し、該プライコードと斜交しかつ互に交差又は
平行に配列された有機繊維コードよりなる少なくとも２
層のゴム引き繊維補強層を有し、これら繊維補強層は、
ビードベース部において金属コード補強層と一定１↑Ｊ
でオーバーラツプして密着された状態から、カーカスプ
ライ折返し部端末のビードベースからの高さｈｏに対し
１．２〜２．５倍の半径方向外方端の高さｈｌにいたる
環状領域に配置されている。

従来のビード部補強構造では、金属コード強化層のタイ
ヤ半径方向上方端の高さｈｌ　は、カーカスプライコー
ドの折返し端末２ａの高さよりも高く設定されており、
ラジアルタイヤ特有のタイヤ軸方向に柔軟なサイドウオ
ール部近辺にその端末が延在している関係で、剛性９断
差の大きい金属コード強化層上方端末においてクラック
が発生し、このクラックがカーカスプライの端末部にも
波及して、前記のようにカーカスプライが引張られる所
謂ブライの「吹き抜け」現象を助長し、早期に故障を招
く誘因となっている。この故障原因の防止を種々検討の
結果、漢方向に動きの激しいサイドウオール部から剛性
の大きい金属コードの端末を除去することが、剛性上の
断層を小さくする点で好ましいことが歪の測定結果から
判明し、スチールコード上方端末におけるクラックの発
生率が大巾に低下することも確認された。しかし、高内
圧高荷重の使用条件層では、金属コード強化層及びカー
カスプライの折返し端末高さを低くすることによりビー
ド部の剛性が低下すると共に、ブライ折返し部の密着面
積が減少することによって、プライの「吹き抜け」現象
に対する抵抗力が低下することも、この反面で確認され
た。そこでか−る問題を、上記金属コード端末高さの変
更によりもたらされる利点を温存させながら、効果的に
除去するため、２層以上の有機繊維コード補強層をカー
カスプライの本体コードに対し４０〜９０゜の角度範囲
で斜交し、互にクロス又はパラレル配列になるように配
置し、その下端部はビードベース部で金属コード強化層
と密着固定し、前記カーカスプライの折返し端末高さｌ
’ｉｏ　に対し１．２〜２．５倍の半径方向高さｈ２の
周方向領域にわたって配置することにより、カーカスプ
ライのコードパスの拡ｌ〕が有効に抑制されてビード部
の変形が小さくなると共に、補強層（６）の一端（６ａ
）をビードベース部に固定したことにより、タイヤ内に
充填される空気圧（Ｐ）が高圧になればなる程、ビード
ベース部はリムフランジ及びリムベースに強く押しつけ
られるため、プライ本体の「吹き抜け」現象が働いでも
、補強層（６）はプライ本体と一定の巾（β）にわたっ
て密着しているため、ブライの抜は方向とは逆の力が作
用して、従来構造タイヤで高内圧ユーザ一層においてみ
られたカーカスプライ　（２）の所謂「吹き抜け」現象
を有効に抑止できるわけである。

繊維補強層の端末高さｈ２を＋、、２ｈｏ以上にするこ
とにより、カーカスプライ折返し端末（２ａ）部におけ
る歪は急激に小さくなるし、プライ本体のコードパスの
拡１］も小さくなることが実験室において測定確認され
ている。

さらに、か＼るビード部構造において、カーカスプライ
本体とその折返し部の間にはさまれた断面長三角形のエ
イペックス（ｂ）は、そのＪＩＳ硬度が４５〜６５度で
１００％モジ〉ラスが１０〜４５ｋｇ／ｃ＋＋ｔの軟質
、低モジュラスの単一組成ゴムでなることを特徴として
いる。これは、本発明者がタイヤの負荷転勤中にサイド
ウオール部が屈撓し、ビード部に圧縮力がくり返し働く
ときに、カーカスプライ折返し端末２ａ及び金属コード
強化層端末４ａにおける応力分散を効果的におこなうた
めの方法として欠くことの出来ないことをくり返し実験
の結果具い出したものである。こ＼に高硬度（ＪＩＳ６
６°以上）、高モジュラス（１００％モジュラス５０ｋ
ｇ／ｃｎ１以上）のエイペックスゴムては、圧縮応力と
曲げ応力が同時に働（ときに、前記両部力に対する抵抗
力が高すぎるために、ビード部の発熱が上ると共にカー
カスプライ及び金属コード強化層端末における応力集中
が促進される結果、金属コード端末においてクラックが
発生する。しかも従来のようにビードコアー及びビード
部カーカスプライ本体に接する下半分を上半分よりも高
モジユラスゴムとした複合エイペックス（スチフナー／
バッファー）にすることは全く不要である。これは高モ
ジュラスのゴム（スチフナー）よりもはるかに弾性率の
高いナイロンコード等の有機繊維コードよりなる補強層
をカーカスプライ本体内側に添って一定の１１で、互に
斜交して配置したことによりもたらされる効用である。

又この発明のように単一の軟質コ゛ムエイペックスを充
填することにより、タイヤとリムのマツデリックがスム
ースとなり、両者の嵌合圧は高内圧使用になればなる程
上昇して、ビードとリム間の動きが減少し、従来構造に
見られたりムチェーフィック現象の大巾な改善も確認さ
れている。

以下図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

叙上のごとく、本発明におけるカーカスプライの本体（
２）とその折返し部（２“）の間にはさまれたエイペッ
クス（ｂ）は、第４図に示すようにビードコアー（３）
の上部を底辺として、半径方向外方向へその肉厚を漸減
しながら伸びる断面長三角形状の環状構造であり、その
１００％モジュラスは１０〜４５　ｋｇ／ｃｆｆｌで、
ＪＩＳ硬度は４５〜６５度の軟質ゴムよりなる単一ゴム
層でなっている。この半径方向外方の頂点の高さｈ３は
タイヤ最大巾のビードベースよりの断面高さｈ４の０．
８〜１．０倍の高さとする。さらにビードコアー（３）
のタイヤ軸方向外側へ折返したカーカスプライの折返部
（２′）の外側に金属コードよりなる強化層（４〉を、
その端末（４ａ）の高さｈｌ　がカーカスプライの折返
し端末（２ａ）の高さｈｏの０．７〜０．９倍の高さか
らカーカスプライの折返し部（２゛）に添ってタイヤ内
側に巻金属コード強化層の端末高さくｈｉ　）をこれ以
上高くすると、プライの折返し端末部（２ａ）と重なっ
て、ビード部における剛性の断層が大きくなるので好ま
しくない。又プライの折返し端末（２ａ）よりも高く配
置するとサイドウオールからの歪が強化層の端末（４ａ
）に集中してクシツクの発生原因となる、文通に０．　
７倍以下にすると剛性が低下しすぎてリムチェーフィッ
ク、ケース損傷等の誘因となるので、ｈｉ　−（０，７
〜０．９）ｈｏの範囲に設定する必要がある。

さらに、カーカスプライの本体（２）の内側で、ビード
ベースからの高さｈλの位置よりプライ本体（２）に一
定の巾（β）で密着したナイロンコード等の有機繊維コ
ードよりなるゴム引き繊維補強層（６）を２ａ以上、カ
ーカスプライのコードと４０〜９０度の角度範囲で斜交
し、互に交差又は平行に配置する。ビードベース部にお
いて、この繊維補強層（６）の端末（６ａ）は、タイヤ
をリムに装着したとき、ビードコアーとリムベース（Ｒ
）にはさまれ、強（圧縮力をうけるような位置まで、深
くロックさせ、しかも金属コード強化層（４）と一定の
１１でオーバーラツプさせるように配置する。これはタ
イヤに高内圧、高荷重が働いたときプライの「吹き抜け
」現象がおこり、プライ本体（２）は半径方向外方へ引
張られる上に負荷接地したとき、接地部が太き（横方向
に撓み、プライ本体（２）はタイヤ軸外方向に突出し凸
状の変形をする。すなわちコードパスが拡［１］するの
を抑制するために、この繊維補強層（６）はカーカスプ
ライ本体に密着させ、プライコードに対し４０〜９０度
の角度範囲でコードを斜交させて配置するわけである。

このとき斜交角度は大きい方がコードパスの拡巾抑制に
効果的であることは改めて述べるまでもないことである
が、４０度以下では前記カーカスプライ本体（２）のコ
ードパスの拡巾抑制効果は大巾に低下する。又この補強
層のコーティングゴムはカーカスプライのコーティング
ゴムとは静的、動的を問わず良く密着するものでなけれ
ばならず、お互のコーティングゴムの１００％モジュラ
スは２０〜５０ｋｇ／ｃｎｆであることが種々の検討結
果より好ましいことが判明した。

以上る５述べて来たように、本発明にもとずくビード部
の補強構造は、低発熱、低モジュラスの軟質ゴムよりな
る単一組成のエイペックスとビードベース部に深くロッ
クさせた位置からカーカスプライ本体に密着させてタイ
ヤ内側の一定高さに至る範囲に配置した繊維コード補強
層の効果が相まって、ビード部の変形を抑制し、従来タ
イヤでは考えられなかった比類なき耐久性を有するタイ
ヤを提供するものである。

実施例 タイヤサイズ１２Ｒ２２，５１４ＰＲ，のタイヤで、ブ
レーカ−構造は従来のものと同一とし、ビード部の補強
構造を第１表に示す仕様として供試用タイヤを作成し、
ビード耐久テストを実施、従来の補強構造（特公昭５２
−１１４８１号公報明細書）をもつ前記タイヤサイズと
比較した。テストの結果は第５図に示すように本発明に
もとすくタイヤはすぐれた耐久性を示すことがｍ　ａｆ
ｆされた。

更に実車試験においても、この発明のタイヤはとくに厳
しいサービス条件下においても、故障発生率が少なく、
すぐれたビード部補強性を有することが確δ忍されｊこ
。

図か髄岨５反ρ月 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補強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、第５図は従来の補強構造を有するタイヤと
本発明にもとずく補強構造を有するタイヤのドラムによ
るビード耐久テスト結果を示すグラフである。

１１・・・・・・スチツナー、１２・・・・・・バッフ
ァー特許出願人　住友ゴム工業株式会社 第４図 ！ 第５図 タイペ　クイ■ 手続補正書く自発） 昭和５８年９月ＩＧ日 ３、補正をする者 明細書：発明の詳細な説明の欄の第１表５、補正の内容 明細書中、２ｏ頁の第１表を別紙の通り訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）タイヤの周方向中心面に対し９０’ｌ）（〜６０
   玄の角度で延びる少なくとも一層の金属コードよりなる
   ラジアル又はセミラジアル構造のカーカスプライを備え
   、このカーカスプライの両端末が一対の環状ビードコア
   ーの周りに折返された状態で終端しているタイヤにおい
   て、前記カーカスプライの折返し部のタイヤ軸方向外側
   に隣接して金属コードよりなる強化層が配置され、前記
   カーカスプライの本体部と折返し部との間にはさまれて
   、ビードコアーの上部をその底辺としてタイヤ半径方向
   へ肉厚を漸減する断面長三角形状で、周方向に環状の単
   一層でなるエイペックスと、カーカスプライのタイヤ内
   側に添った状態で、前記環状エイペックスとカーカスプ
   ライを介して隣接し、カーカスプライのコードと斜交し
   かつ互に交差又は平行に配列された有機繊維コードより
   なる少なくとも２層のゴム引き繊維補強層を有し、これ
   ら繊維補強層は、ビードベース部において金属コードの
   強化層と一定巾でオーバーラツプして密着された状態か
   ら、カーカスプライ折返し部端束のビードベースからの
   高さり、に対し１．２〜２．５倍の半径方向外方端の高
   さｈ２にいたる環状領域に配置されていることを特徴と
   する重荷重用ラジアルタイヤのビード部補強構造。 （２）環状エイペックスは、ＪＩＳ硬度が４５〜６５度
   で、１００％モジュラスが１０〜４５ｋｇ／Ｃｌ１１の
   軟質ゴムの単一組成でな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（３）繊維補強層の
   コード配列角度は、カーカスプライの折返し部端束のビ
   ードベースからの高さｈｏ近辺の円周上において、４０
   〜９０°の角度範囲でカーカスプライに対し斜交し、互
   に交差又は平行に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、第２項記載のビード部補強構造。 （４）金属コードよりなる強化層の半径方向外方端のビ
   ードベースからの高さり、は、カー力スプライの折返し
   部端束のビードベースよりの高さり。 の０．７〜０．９倍であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項、第３項記載のヒ゛−ド部補強構造
   。