JPS62295708A - ビ−ド部せん断歪を軽減した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】 ３、発明の詳細な説明 この発明は、ビード部せん断歪を軽減した重荷重用ラジ
アルタイヤに関するものである。

この発明はとくに、タイヤの実質的なラジアル面内にお
けるコード配列でビードコアーのまわりに内から外へ折
返したワイヤーコードのプライからなるカーカスをそな
え、このカーカスの折返し部に重なる配置でやはりワイ
ヤーコードの層を含むチェーファ−を添えこれらをビー
ドコアーと一緒に外皮ゴム中に埋設してビード部を補強
して成り、このビード部を円筒状のベースとタイヤ高さ
の０，１〜０．１５倍に当る高さのフランジとからなる
リムに装着して用いる高荷重ラジアルタイヤに適用して
、そのビード部におけるせん断歪を有利に軽減し、その
耐久性を大いに改善することができるようにしたもので
ある。

上記した種類の空気入りゴムタイヤは重荷重用として広
く使用され、その荷重担持の必要上、高い内圧充てんが
施され、またカーカスを取囲んでとくに周方向剛性の高
いベルトがトレッドとの間に埋設されて、クラウン部が
甚しく強剛な上、これに組合わせるリムがほぼ円筒状の
ベースに比較的丈高なフランジ、一般にタイヤのビート
部の内周および外面の子午断面輪郭を仮想的に延長した
直線の交点を、タイヤの左右各ビード部につき直線で連
ねたビード基線からトレッドに達する最大垂直距離であ
られされるタイヤ高さＨに対して０．１〜０．１５倍に
当るフランジ高さＨｒを有し、それによるビード部の拘
束もまた堅固なことがカーカスのラジアル構造特有の作
用に相加わって、荷重直下におけるタイヤのサイド部の
撓みが大きくあられれ、これがビード部における故障を
多発する原因となる。

そして、かようなビード部の故障はもはや修理が利かず
、廃棄を余儀なくする不利は著しい。

ビード部における上記タイヤの故障を仔細に検討すると
その殆どが、剛性の高いワイヤーコードのエンドでのセ
パレーションであり、テキスタイルコートをカーカスプ
ライに用いその折返し部にワイヤーコードのチェーファ
−を添えてビード部の補強を施したものではそのチェー
ファ−のワイヤーコード端に、またカーカスがワイヤー
コードのプライであるものはその折返し端に、それぞれ
セパレーションの発生が集中する。従ってその防止対策
は、従来から鋭意、精力的な研究、開発が行われ、たと
えば特開昭５３−５３８０７号公報に見られるように、
コード端をサイドウオールから離しておくこと、また実
公昭５２−４８４８３号公報に示されているように、コ
ード端を有１！ｊ、１１．１維コード層によりカバーす
ることなど、あまた試みがなされている。

しかるに前者の公開技術にあっては荷重下のサイドウオ
ールの変形により生じるプライ端の歪を減少させること
はできても、とビに高い内圧が充てんされてリムのフラ
ンジとの間に強い圧縮が働くことによるゴムのせん断力
により依然としてプライ端に大きい歪を生じ、しかもゴ
ムゲージの肥厚化を伴うことの故に、発熱や蓄熱の影響
が、不利に加わることとなり、一方後者の公告技術は、
ワイヤーコードに対するゴムの接着に対し、有機繊維コ
ードに対するそれが勝っている分、故障に至る時間は延
長されるにしても、根本的な解決とは云い得ないし、ま
たサイドウオールの変形および内圧充てんに基くリム反
力で生じるゴムの流動に由来したせん断力によるコード
端における歪は、やはり減少しない。

かようにして上記対策は、とくに高い内圧を充てんして
使用に供される高荷重用タイヤでは実効に乏しく、依然
として剛性較差の大きいコード端で故障を発生する不利
は、事実上回避され得なかったのである。

この発明は、とくに丈高のフランジを有するリムに堅固
に装着されて使用に供される上記高荷重用ラジアルタイ
ヤにつき、その高い内圧充てんの際にはもちろん、荷重
下に著しいサイド部の変形と、強いリム反力が生じると
き、これらに由来するビード部でのせん断歪をとくに有
効に・残少させる方途を講じて、とくに高い耐久性を呈
するビード構造をもった、空気入りゴムタイヤを提供す
ることを目的とするものである。

この発明はかような目的の下に、タイヤの実質的なラジ
アル面内におけるコード配列でビードコアーのまわりに
内から外へ折返したワイヤーコードのプライからなるカ
ーカスをそなえ、このカーカスの折返し部に重なる配置
でやはりワイヤーコードの層を含むチェーファ−を添え
ビードコアーと一緒に外皮ゴム中に埋設してビード部を
補強し、このビード部を円筒状のベースとタイヤ高さの
０．１〜０．１５倍に当る高さのフランジとからなるリ
ムに装着して用いる高荷重用ラジアルタイヤを構成の前
提事項とし、これにつき、カーカスの折返し部に重ねた
チェーファ−のワイヤーコード端を、フランジ高さより
は高いがタイヤ高さとフランジ高さとの差の３５％以内
に位置させるとともにビード部外面上の円周線に沿い連
続または断続して全周にわたる窪みを、その外周端縁が
チェーファ−のワイヤーコード端よりやや低い位置を占
める配列で形成させて成ることを特徴事項とする上記種
類のタイヤである。

この発明では、ビード部外面輪郭がタイヤの子午断面に
おいてリムフランジと接するように、そのベースからほ
ぼ垂直に立上ってタイヤの外側に中心をもつ円弧および
その円と外接するタイヤの内側に中心をもつ円弧とに沿
って滑らかに連ってサイド部外面の断面輪郭に至る曲線
よりなり、その変曲点すなわち上記両円弧の接点が、リ
ムのフランジ高さよりも低い位置を占めるようなタイヤ
において、外皮ゴムの厚みが、上記外側円弧の中心を通
りビード基線と直交する垂線とその円弧との交点を上記
内側円弧の中心と結ぶ直線上で、ビード部外面輪郭およ
びカーカスプライの内面とそれぞれ交わる点の相互距離
で表わされるビード部肉厚に対して１５％以上であるも
のに対し実施するのが好適である。

以上のほか上記チェーファ−は、それを構成するワイヤ
ーコードの層以外に、該層およびカーカスプライの折返
しのうち少なくとも一方のワイヤーコード端を覆ってこ
れらに重なる配置としたテキスタイルのコード補強を含
む複合層であることが実施型態として推奨される。

また窪みについては、その位置におけるビード部の外皮
ゴムの厚みの２５〜７５％に相当する深さを有すること
、またその深さの０．５〜４．０倍に当る開口幅に成る
こともまた実施上好適である。

さてこの発明において問題とするタイヤは、カーカスの
折返し部に重ねたチェーファ−のワイヤーコード端が、
フランジ高さＨ，より高いが、タイヤ高さＨとフランジ
高さＨｒ　との差Ｈ′の３５％以内に位置するタイヤで
あるが、タイヤの負荷時変形形状をみると、第１図に示
すようにラジアル方向の歪は、圧縮から伸長へさらに圧
縮のように符号が反転するものである。このうちビード
部寄りの圧縮歪を生じる領域は上記高さの差Ｈ′の３５
％以内であり、ここにエンドがある場合この圧縮歪によ
りエンド部分に大きな集中歪が生じるわけである。

この発明は、上記の様に０．３５Ｈ′にワイヤーコード
のエンドがある場合、さらに好ましくは０．３Ｈ′にあ
る場合に有利に適応するものである。

なおワイヤーコードエンドが０．３５８　’よりも高い
位置にある場合には、伸長領域のためこの発明に従う窪
みをつ（っても歪は減少しないし、またワイヤーコード
エンドがフランジよりも低く位置するタイヤにおいては
荷重変形に関する限りその影響が出ないので問題は生じ
ない。

ところでなぜこのビード部の圧縮域にワイヤーコードエ
ンドを置くか、その理由は、それが高すぎるとコスト高
になるだけでなく、伸長歪による別の故障が生じ、また
低すぎるとビードの抜けなどのトラブルが生じてしまう
からであり、この領域にてカーカスの折返し部に重ねた
ワイヤーコードの層を含むチェーファ−のワイヤーコー
ドエンドを置くことでタイヤに必要な操縦性と乗り心地
を一番バランス良くとれるからである。

しかしながら窪みによる曲げの中心をエンド位置と一致
させることは歪が逆に集中してまずく、これが半径方向
に５皿以上エンド位置から曲げの中心を離す所以であり
、エンドの歪減少のためむしろフランジ寄りに離すこと
が大切である。このようにしてビード部外面上の円周線
に沿い連続又は断続して全周にわたる窪みはその外周端
縁が、チェーファ−のコード端よりやや低い位置を占め
る配列となる。

次にこの発明に従う重荷重用ラジアルタイヤの具体的な
実施例につき、以下図面参照の下に詳しく説明する。

第２図に、サイズ１０．０ＯＲ２０のトラック、バス用
空気入りゴムタイヤを、左側半部について断面で示した
。

図中１はビードコアー、２はサイド部であり、３はトレ
ッド、４はカーカスである。

トレ・７ド３は、一部でサイド部２にまたがり、カーカ
ス４のプライは、一方のビードコアー１から他のビード
コアー（図示なし）間にわたって延在し、各ビードコア
ー１の内から外に巻上げられている。カーカス４の折返
し部５の外側にはチェーファ−６が配置され、トレッド
３とカーカス４の間には周方向剛性に富んだベルト層７
がある。

このタイヤは第２図において、７．０ＯＴＸ２０リムに
リム組みされて内圧を充てんした状態を示している。

カーカス４のプライはタイヤの周方向に対して９０”す
なわちラジアル面内におけるスチールコードの配列によ
り、通例に従いゴム引きプライからできている。

チェーファ−６もまたスチールコードをゴム引きした層
で出来ていて、カーカス４のコードに対して６０°傾い
て配列しである。

タイヤの外皮ゴム８としてカーカス４の折返し５または
チェーファ−６に至る間には厚い外皮ゴム層９が介在し
ている。

リム１０は円筒状のベースにフランジ高さＨ４が３７．
５ｍｍのフランジ１１を形成してなり、タイヤ高さＨは
２７１．５珊（ＩＩＦ／Ｈ輪０．１４）また従ってリム
フランジ１１からトレンド３までの高さＨ′は２３４ｍ
ｍである。

チェーファ−６のリムフランジ１１上の高さＡを２６ｍ
ｍ（Ａ／）Ｉ　′輪０．１１）としである。

第３図には、第２図に示したタイヤのビード部をより詳
細に示すものである。

ビード部のタイヤ外面輪部の形状は、まずほぼ直線（傾
き２°）でリムベースから立上り、ビード５４５ｙから
１８ｍｍの高さＣをへたてた中心をもつ半径２１ｍｍの
タイヤ外側の円弧Ｋにつながり、さらにそれはビード基
線Ｙより８６ｍｍの高さＤをへだてた中心をもつ半径７
０ｍｍのタイヤ内側の円弧りにつながる曲線である。こ
の曲線の変曲点Ｐは、ビード基線Ｙからの距Ｊｉ　Ｊが
３２ｍｍでリムフランジの高さＨ，よりも低く位置する
。この形状及び厚い外皮ゴム層９はビード部の性能を向
上するため必要なものである。すなわち内圧光てんによ
りビード部はフランジ１１に押しつけられてエアーの流
出を防止する。次に荷重がかかったときビード部は、フ
ランジ１１の上に乗ってそれ以上の変形が抑制されるた
め、車の運転中のタイヤの安定性が得られる。

厚いゴム層９は、タイヤのフランジ１１に対する相対動
きによるこすれすなわちリムずれ故障を防止する。一方
内圧充てんによりフランジ１１に押しつけられて生じる
圧縮力及び荷重時の変形によりゴム層９は変形をうけと
（に肥大しているフランジ１１の直上部分付近で著しい
。この歪を緩和するためフランジ頂面Ｘよりの距離Ｂが
ほぼ１１皿であるサイド部２寄りに窪み１２をそなえて
いる。この窪み１２の形状は入口の幅６ＩＴＩＩ１１で
深さ５．３ｍｍの７字形をなし、底は円弧で結ばれてい
る。この窪み１２は第４図に示すようにタイヤの周方向
に不連続でその１個の周方向長さは２０ｍｍ、その間隔
は７　ｍｍである。

外側円弧にと、その中心を通りビード基線Ｙと直交する
直線との交点Ｑを、内側円弧りの中心と結ぶ、直線上に
て測ったカーカス４の内側からビード部輪郭までの厚さ
すなわちビード部肉厚Ｔは２７ｍｍでゴム層９の厚さＳ
は８ｍ＋ｎ従ってＳ／Ｔ　嬌０．３０である。

また窪み１２の位置におけるゴム層９の厚みＵは８皿従
って窪み深さ／外皮ゴム厚（５，３／８）　’ｉｏ、６
６である。

窪み１２の働きは内圧光てんおよび荷重の負荷に際して
生じる歪とくにせん断歪を緩和し、とくに故障の核とな
るチェーファ−６のコード端における歪を大幅に減少す
るものである。

第５図に、ビード部分のせん断歪を測定した結果につい
てこの発明の効果を示す。この場合、カーカス４の折返
し５の外側に、スチールコードチェーファ−６１とその
外側へ２枚のナイロンコード布６２．６３を付加した複
合チェーファ−６′を配置した供試タイヤを用いた。こ
こにチェーファ−６′のうちのナイロンコード角度はカ
ーカスに対して何れも６０°で斜めにし、２枚を互いに
交差させ、このチェーファ−６′の外面上で測定したラ
ジアル方向せん断歪をたて軸にとり横軸は各測定位置に
対応する。

荷重はＴＲΔ１００％荷重であり内圧も正規である。

第５図からリム１１のフランジ寄りほど歪が大きいが、
この発明に従う窪み１２を入れたタイヤの成績を点線で
示すように、窪み１２を省略した比較タイヤに比し、歪
が大巾に減少できている。この例ではナイロンチェーフ
ァ−をそなえているが、ない場合でも歪を同じように生
じ、とくにチェーファ−での歪の集中はさらに大きくな
る。

窪み１２の形状については周上連続でも不連続でも良い
。しかしながら不連続の場合でもタイヤは回転体のため
実質全周にわたっている事が必要である。

窪み１２は深すぎると溝底の歪集中により故障がここに
発生し、浅いと窪みを設けた効果がない。

そこで窪み１２の深さはその位置におけるゴム層９の２
５〜８０％の深さにすることが肝要である。また窪み１
２の開口幅は狭すぎると少ない荷重でもビード部変形で
窪み１２の両壁が接してしまい窪みを設けた効果がなく
なる。一方間口幅が広すぎるとその窪み内で歪が生じた
り、またビード構造部材の外傷などからの保護が困難に
なる。従って深さの０．５〜４．０倍程度にすることが
好ましいわけである。

また外皮ゴム層９の厚さＳは直線ＯＬ上において、カー
カスの内側からビード部外輪郭までの厚さＴに対しＳ／
Ｔが０．１５以上のものであり、このようなタイヤはリ
ムずれ、カットの減少、荷重時の変形の減少にはよいが
、厚いゴムゲージのためゴムの変形量も大きく大きな歪
が生しるからこそこの発明の効果が大きいのである。

第２図に示したこの発明に基づくタイヤと窪みのない従
来タイヤとのビード耐久性能を比較するため、直径２ｍ
のドラム上で１７０％荷重を正規内圧条件でかけ、故障
するまで６０１ａｎ／ｈで走行させた結果、従来品は１
２０００）ａｎでプライ端が故障したのに対し、この発
明に従うタイヤは３１０００ｋｍもの走行に耐えること
ができた。

このようにこの発明によれば、建設車両や大型トラック
などの重荷重用ラジアルタイヤに適用して、そのビード
部におけるせん断歪を有利に軽残し、その耐久性を大幅
に向上させることができ、また窪みをもうけたことによ
りビード部の温度上昇が抑制され、発熱によるビードバ
ーストやセパ故障を有利に防止でき、安全性も向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイヤの負荷時におけるラジアル方向の歪の状
態を示した圀、 第２図はこの発明の一実施例の左側半部についての断面
図、 第３図は第２図に示したタイヤのビード部の詳細図、 第４図はこの発明に係る窪みの断続状態を示した斜視図
、 第５図はこの発明に従うタイヤのビート部分のせん断歪
を従来例と比較して示したグラフである。 １・・・ビードコアー　　　２・・・サイド部３・・・
トレッド　　　　　４・・・カーカス５・・・カーカス
の折返し部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タイヤの実質的なラジアル面内におけるコード配列
   でビードコアーのまわりに内から外へ折返したワイヤー
   コードのプライからなるカーカスをそなえ、このカーカ
   スの折返し部に重なる配置でやはりワイヤーコードの層
   を含むチェーファーを添えビードコアーと一緒に外皮ゴ
   ム中に埋設してビード部を補強し、このビード部を円筒
   状のベースとタイヤ高さの０．１〜０．１５倍に当る高
   さのフランジとからなるリムに装着して用いる高荷重用
   ラジアルタイヤにおいて、 カーカスの折返し部に重ねたチェーファー のワイヤーコード端を、フランジ高さよりは高いがタイ
   ヤ高さとフランジ高さとの差の３５％以内に位置させる
   とともに、ビード部外面上の円周線に沿い連続又は断続
   して全周にわたる窪みを、その外周端縁がチェーファー
   のワイヤーコード端よりやや低い位置を占める配列で形
   成させて成ることを特徴とするビード部せん断歪を軽減
   した重荷重用ラジアルタイヤ。 ２、ビード部の外皮ゴムの厚みＳが、これを含んでカー
   カスにまで至るビード部肉厚Ｔの１５％以上である特許
   請求の範囲１に記載したタイヤ。 ３、窪みが、その位置におけるビード部の外皮ゴムの厚
   みＳの２５〜８０％に相当する深さに成る特許請求の範
   囲１又は２に記載したタイヤ。 ４、窪みが、その深さの０．５〜４．０倍に当る間口幅
   になる特許請求の範囲１、２又は３に記載のタイヤ。 ５、窪みがその配列と同心に並ぶ、より小径の配列とし
   た別の窪みとの多重環状配列である特許請求の範囲１、
   ２、３又は４記載のタイヤ。 ６、チェーファーがそれを構成するワイヤーコードの層
   以外に、該層およびカーカスプライの折返し部のうち少
   くとも一方のワイヤーコード端に重なる配置としたテキ
   スタイルのコード補強を含む複合層である特許請求の範
   囲１に記載したタイヤ。