JPS624616A

JPS624616A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPS624616A
Application number: JP60145310A
Authority: JP
Inventors: Kuninobu Kadota; 門田　邦信
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1987-01-10
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749242B2

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】（産業上の利用分野）本発明は重荷重用空気入りラジアルタイヤ、例えば、重
荷重用車両に用いるスチールコードのカーカス層を有す
るチューブレスラジアルタイヤのビード部の改良に関す
る。

（従来の技術）従来の重荷重用の空気入りラジアルタイヤとしては、例
えば第７図に示すようなものがある。第７図において、
３１はビード部であり、ビード部３１はタイヤの回転軸
（図に示されていない）（回転軸線に平行な線をＡ′で
示す）に直交する一対の平面内の円周方向に配置された
一対のビードコア３２、このビードコア３２の放射外面
に配置されたゴムステイフナ−３３、これらビードコア
３２とゴムステイフナ−３３の周囲をタイヤ内側から外
側へ回転軸の半径方向に折返した少なくとも１層よりな
るゴム被覆されたスチールコードのカーカス層３４およ
びカーカス層３４のさらに周囲を補強する３層のテキス
タイルのコード３６ａ、３６ｂ、３６ｃ　　（ナイロン
コード１２６０ｄ／２　、コード打込数４１．４零１５
０鶴）よりなるチェーファー層３６から構成されている
。

３層のチェーファー層３６のコード角度は半径方向に対
してほぼ６０度であり、隣接するチェーファー層３６は
互いに交差するよう配置されている。

（発明が解決しようとする問題点）このようなビード構造を有するチューブレスの空気入り
ラジアルタイヤにおいては、ビード部の補強効果が不十
分であり、特に、重荷重用の車両に装着され走行し摩耗
して、数回のトレッド部（図示されていない）の更生（
張り替え）をした場合、ビード部３１の耐久性能が不足
し、カーカス層３４の端部３４ａからゴムステイフナ−
３３方向とチェーファー層３６ａ、３６ｂおよび３６ｃ
まで外側方向とに切断する故障３７が発生するという問
題点がある。また、ビード部３１の補強をするため、チ
ェーファー層の層数を増加すると、ビード部の厚みが増
加してビード部の発熱が増加し耐久性能が低下するとい
う問題点がある。

そこで、本発明においては、ビード部を補強するチェー
ファー層がビード部の変形に対応して効果的に配置され
、チェーファー層の層数を増加することなく、必要かつ
、十分な補強効果を得るよう設けることによって、カー
カス層３４の端部３４ａからの故障もなく、重荷重の下
で使用し、数回のトレッド部の更生後も使用できるよう
充分なビード部の耐久性能を有するチューブレスの空気
入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、タイ
ヤの回転軸に直交する一対の平面内の円周方向に配置さ
れた一対のビードコアと、前記回転軸の半径方向に配列
され、ビードコアの周囲をタイヤ内側から外側に折り返
した少なくとも一層のカーカス層と、により構成された
ビード部を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前
記ビード部のカーカス層の周囲に配置されてビード部を
補強する少なくとも３層の第１乃至第３チェーファー層
を設け、隣接するチェーファー層が互いに交差するコー
ドを有し、第１乃至第３チェーファー層の前記回転軸の
半径方向に対してなすコード角度θ１、θ２、θ３が次
式％式％前記第１乃至第３チェーファー層のそれぞれの放射最外
端からビード部のヒール位置までの半径方向チェーファ
−高さり、　、ｈ、　、ｈ、がカーカス層の折返し先端
からビード部のヒール位置までの半径方向のカーカス端
高さＨに対し、それぞれＨＨ □≦２．５、′ で表され、チェーファ−高さｈ３はチェーファ−高さり
、　、ｈ、のいずれよりも高いことを特徴としている。

（作用）まず、発明者が、前記の手段を導くに至った過程につき
図面に基づいて説明する。

第１図および第２図（ａ）、（ｂ）は重荷重用空気入り
ラジアルタイヤの荷重時のタイヤの変形と応力の関係を
説明する概略図であり、第１図はその一部正面図、第２
図（ａ）は第１図のｎ−ｎ矢視断面図、第２図（ｂ）は
本発明の詳細な説明するためのビード部の拡大断面図で
ある。第１図および第２図において、１はスチールコー
ドのカーカス層を有するチューブレスの空気入りラジア
ルタイヤ（以下、単にラジアルタイヤという）であり、
ラジアルタイヤ１はトレッド部２、一対のサイドウオー
ル部３、一対のビード部４およびビード部４間に配置さ
れたカーカス層５から構成された回転体であ石。

ビード部４は中心部にビードコード６とゴムステイフナ
−７とを有し、これらの周囲をタイヤ内側から外側に半
径方向にカーカス層５を折返し、さらにその周囲をチェ
ーファー層８が補強している。

ラジアルタイヤ１にはチューブレスタイヤのリム９を介
して回転軸線Ａに垂直方向（矢印）の荷重Ｗが負荷され
ている（２点鎖線は荷重がかからない時のタイヤの形状
を示す）。ラジアルタイヤ１は所定の空気圧Ｐが充填さ
れ、かつ、荷重Ｗによって、リム９と床面１０との間に
押圧され、変形を生ずる。

ラジアルタイヤ１が矢印Ｃ方向に回転している場合、ビ
ード部４に起こる変形には主に次の２種類の変形がある
。

（１）　　荷重直下のビード部４ａが半径方向外方に倒
れ込む曲げ変形Ｂ（図中に矢印Ｂで示している）である
。

（２）　　ラジアルタイヤ１の踏み込み部１ｂおよび蹴
り出し部１ｃのビード部４ｂ、４ｃがリム９に固定され
た部分と変形するサイドウオール部３との間に発生する
周方向Ｌ（図中に矢印りで示している）の剪断変形Ｓ（
図中に矢印Ｓで示している）である。

これらのビード部４の変形はチューブレスタイヤのよう
に、タイヤの偏平率、すなわちタイヤ断面高さＴｈとタ
イヤ幅Ｔｗとの比、Ｔ　ｈ　／　Ｔ　ｗが０．９以下の
小さい場合、周方向の剪断変形Ｓの割合が大きくなる。

そこで、ビード部４の補強効果を増加し、耐久性能を向
上させるためには、これらの曲げ変形Ｂおよび剪断変形
Ｓを小さくして、これらの変形によって発生する内部歪
の量を小さくするため、チェーファー層８のコードＱ配
置をこれらの変形の抑制に最も適した方向にするのが望
ましい。

曲げ変形Ｂにおいては、ラジアルタイヤ１の荷重直下の
ビード部４ａはタイヤ幅方向外方にせり出し、ビード部
４ａは周方向りに伸ばされる。したがって、曲げ変形Ｂ
を抑制するためには、ビード部４の周方向剛性を大きく
することが効果的である。また、剪断変形Ｓにおいては
、この剪断変形Ｓを抑制するために、ビード部４の剪断
剛性を最も大きくすることが効果的である。

次にチェーファー層８のコードが回転軸Ａの半一径方向
に対する角度、すなわち、コード角度θが変化したとき
、ビード部の周方向剛性と剪断剛性がどう変化するかに
ついて説明する。

第３図、第４図および第５図はチェーファー層８のコー
ド角度θの変化とビード部の周方向剛性と剪断剛性との
変化の関係を示す図であり、剛性値は最高値を１００と
した指数で示している。第３図はコード角度θとタイヤ
の径方向および周方向の関係を示している。第４図にお
いて、コード角度θが７０度乃至９０度の場合、ビード
部の周方向剛性は大きく、曲げ変形Ｂの抑制の効果が大
きい。

また、第５図において、コード角度θが３５度乃至５５
度の場合、ビード部の剪断剛性は大きく、剪断変形Ｓの
抑制の効果が大きい。すなわちコード角度θは３５度未
満でも、５５度を超えても剪断剛性が小さくなり、剪断
変形Ｓの抑制の効果が小さい。

また、コード角度θが７０度未満では周方向剛性が小さ
くなり、曲げ変形Ｂの抑制の効果が小さい。

コード角度θが９０度では技術的に現実的でない。

以上のことから、第２図（ｂ）に示すように、（第２図
（ｂ）においては、第２図（ａ）のビード部４を拡大し
、かつ上下逆に示している）チェーファー層８がビード
部４のカーカス層５の周囲に配置され、タイヤ内側から
外側に向かって少なくとも３層、すなわち第１乃至第３
チェーファー層８ａ、８ｂ、８ｃを互いに交差したコー
ドを有するよう設ける場合、まず、剪断剛性を大とする
ためには、２層のチェーファー層８を用いて例えば、第
１チエ−ファ一層８ａのコード角度を０１とし、隣接し
、交差するコードを有する第２チェーファー層８ｂのコ
ード角度をθ２としてそれぞれのコード角度θ８、θ２
がともに３５度乃至５５度とする。また、周方向剛性を
大きくするためには、他の１層、すなわち、第３チヱー
フア一層８Ｃのコード角度θ３を７０度乃至９０度とす
る。

このように、各チェーファー層８が機能分離をすること
によりビード部４の周方向剛性と剪断剛性とを同時に効
果的に大きくすることができる。

次に、ビード部４におけるチェーファー層８の端末１３
の位置が剛性の効果、タイヤ性能にどう影響するかにつ
いて説明する。

第２図（ｂ）において、第１乃至第３チェーファー層８
ａ、８ｂ、８Ｃのそれぞれの放射最外端、すなわち端末
１３ａ、１３ｂ、１３ｃの位置およびカーカス層５の端
末５ａの位置からビード部のヒール位置４ｅ（すなわち
、ビードベース４ｄとリムフランジ９ａとの交点）まで
のタイヤ半径方向Ｒの距離をそれぞれのチヱーフアー高
さり、　、ｈｔＳｈ、およびカーカス端高さＨとした場
合、剪断剛性を大とする第１、第２チェーファー層８ａ
、８ｂの端末１３ａ、１３ｂはカーカス層５の端末５ａ
を覆ってサイドウオール部３の方向に延在していなくて
はカーカス層５の端末５ａの故障の発生を防止できない
。すなわち、チェーファ−高さり、　、ｈ２とカーカス
端高さＨとの比ｈ＋／Ｈ１ｈｚ／Ｈは１未満ではカーカ
ス層５の端末５ａに故障が起きる。また、端末１３　ａ
　１３　ｂがサイドウオール部３の方向に大きく延びす
ぎると、すなわちチェーファ−高さが高すぎるとサイド
ウオール部３の柔軟域が狭（なり、剪断剛性の大きい端
末１３ａ、１３ｂの近傍において故障が起こる。すなわ
ち、チェーファ−高さｈ１、ｈ、とカーカス端高さＨと
の比ｈ＋／Ｈ，ｈｔ／Ｈは２．０を超えないことが好ま
しい。

周方向剛性を大とする第３千ニーフア一層８Ｃ（ここで
は、第３チェーファー層のＩＭの場合について説明する
が、第３、第４チェーファー層８ｃ、３ｄの２層を有す
る場合でも以下の説明は同じである）の端末１３ｃは剪
断剛性の大きい端末１３ａ、１３ｂより低いと端末１３
ａ、１３ｂの近傍で故障が起き易く、端末１３ｃは端末
１３ａ、１３ｂより高いことが望ましい。すなわち、チ
ェーファ−高さｈ３はチェーファ−高さり、　、ｈ、の
いずれよりも高い。また、端末１３ｃが高すぎると端部
１３ｃがタイヤの変形の大きいサイドウオール部３の中
央部３ｂに近付き過ぎ、端末１３ｃの近傍から故障が発
生し易い。すなわちチェーファ−高さｈ３とカーカス端
高さＨとの比ｈ３／Ｈは２．５を超えないことが望まし
い。

以上説明したように、少なくとも３層のチェーファー層
８の端末１３は剪断剛性の大きいチェーファー層８ａ、
８ｂの端末１３ａ、１３ｂはカーカス層５の端末５ａよ
り高い位置にあり、周方向剛性の大きいチェーファー層
８Ｃの端末１３ｃはチェーファー層８ａ、８ｂの端末１
３ａ、１３ｂよりさらに高い位置に設けることが望まし
い。

なお、ビード部４を補強するこれらの３層または４層の
チェーファー層８の端末１３の高さは、各チェーファー
層８の端末１３が重なる事による応力集中を避けるため
に、それぞれの端末１３ａ、１３ｂ。

１３ｃ、１３ｄは径方向Ｒの高さにおいて、少なくとも
５龍以上の差を取ることが望ましい。また、チェーファ
ー層８を４層を超えて配置すると、ビード部４が肉厚と
なり過ぎ発熱の増加をまねき、かえって耐久性能が低下
する。

以上説明したことから前述の手段が導かれたものであっ
て、本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤのビ
ード部４は３層のチェーファー層８のコード角度とチェ
ーファ−高さｈとを効果的−に配置されており、これに
よってビード部４の曲げ変形および剪断変形Ｓが極めて
小さく、内部歪も小さい。このため、ビード部の耐久性
能は極めて大巾に向上する。

（実施例）以下、本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤの
一実施例を図面に基づいて説明する。

第６図は本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ
の実施例を示す図であり、そのビード部の拡大断面図で
ある。ビード部のチェーファー層以外は通常の空気入り
ラジアルタイヤと同じであり、必要なこと以外は説明を
省略する。この実施例はタイヤサイズ１１／７０　Ｒ２
２，５、偏平率約０．７のチューブレスタイヤである。

まず、構成について説明する。第６図において、４はビ
ード部であり、ビード部４はタイヤの回転軸（図には回
転軸線に平行な線が矢印Ａ′で示されている）に直交す
る一対の平面内の円周方向に配置された一対のビードコ
ア６（図には一対の中、一つのみ示している）と、ビー
ドコア６の放射方向外面に配置されたゴムステイフナ−
７および前記回転軸の半径方向Ｒ（図に矢印Ｒで示して
いる）に配列され、ビードコア６とゴムステイフナ−７
との周囲をタイヤ内側から外側に折り返した少なくとも
一層のカーカス層５から構成されている。

８はチェーファー層であり、チェーファー層８はビード
部４のカーカス層５の周囲にビード部４のタイヤ内側か
ら外側に配置されてビード部４を補強している。チェー
ファー層８はナイロンコード１２６０ｄ／２　、打込数
４１４４本１５０ｆｌ、被覆ゴムの強度は１００％伸張
時の弾性率、５６Ｋｇ／ｃＴＡからなっている。チェー
ファー層８は３層の第１〜第３チェーファー層８ａ、８
ｂ、８ｃからなり、隣接するチェーファー層は互いに交
差するコードを有している。

タイヤの回転軸の半径方向Ｒと第１〜第３チェーファー
層３ａ、ｇｂ、８ｃのコードとのなす角度、すなわちコ
ード角度をそれぞれθ１、θ２、θ３とすると、コード
角度θ１、θ２およびθ。

は次式％式％で表される。ここに、コード角度θ１は最内層の第１チ
ェーファー層８ａｓすなわち、カーカス層５に隣接する
よう配置された第１チェーファー層８ａのコード角度で
あり、コード角度θ２、θ。

は最内層の第１チェーファー層８ａの外側を順次に被覆
する第２チェーファー層８ｂ、第３チェーファー層８ｃ
のそれぞれのコード角度である。この実施例ではコード
角度は、タイヤ外側から見て、それぞれコード角度θ１
はＲ５０度、コード角度θ２はＬ５０度、コード角度θ
３はＲ７８度である。ここて、Ｒは右上がりのコード、
Ｌは左上がりのコードであることを示す。

ｈはチェーファ−高さであり、チェーファ−高さり、　
、ｈ、　、ｈ３は第１〜第３チェーファー層８ａ、８ｂ
、８ｃのそれぞれの放射最外端、すなわち半径方向の端
末１３ａ、１３ｂ、１３ｃからビード部４のヒール位置
４ｅまでの半径方向の距離である。Ｈはカーカス端高さ
であり、カーカス端高さＨはカーカスＮ５の折り返し先
端（端末５ａ）からビード部５のヒール位置４ｅまでの
半径方向の距離である。それぞれ次式％式％で表され、チェーファ−高さｈ３はチェーファ−高さり
、　、ｈ２のいずれより高い。この実施例ではＨは３８
鰭、ｈｌ　は５３１１、ｈ２は５３ｍｍｈ３　は７５ｍ
亀であり、ｈ、　／Ｈ＃１．４　、ｈｚ　／Ｈ＝１．７
　、ｈｆｆ／Ｈ＝２．０である。各チェーファー層８の
端末の位置はそれぞれ５層１以上の差が設けられ、各チ
ェーファー層８間の剛性に大きな差がないようになされ
ている。

以上説明した３層のチェーファー層８の配置によってビ
ード部４の曲げ変形Ｂおよび剪断変形Ｓは極めて大幅に
小さくなり、ビード部４の耐久性能は大幅に向上する。

次に、２種の試験タイヤとして本発明のタイヤ（実施例
）および比較タイヤ（比較例）を製造し、試験を行い、
本発明の効果を確認したので説明する。

試験タイヤはタイヤサイズ１１／７０Ｒ２２，５であり
、チューブレスの空気入りラジアルタイヤである。

本発明のタイヤには前述の実施例（第６図）が用いられ
、比較タイヤには、従来のタイヤ（第７図）が用いられ
た。これらの試験タイヤはチェーファー層以外は同じで
あり、同じように製造された。次表に、試験タイヤのチ
ェーファー層の構成が示されている。試験タイヤは、通
常の室内ドラム試験機を用い、通常のビード部の耐久性
能試験を実施し、ビード部に亀裂故障が起こるまでの走
行距離を測定した。試験結果は次表に従来のタイヤの性
能を１００として指数にて示した。指数は大きい方が良好なことを示している。

表前表に示すように、本発明のタイヤは従来のタイヤに比
較してビード部の耐久性能が極めて大巾に向上している
。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、チェーファー層
の層数を増加することなく、必要かつ充分なビード部の
補強効果を得ることができ、カーカス層の端部からの故
障もなく、重荷垂下で使用でき、ビード部の耐久性能が
極めて大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図（ａ）、（ｂ）は重荷重用空気入り
ラジアルタイヤの荷重時のタイヤの変形と応力を説明す
る概略図であり、第１図はその一部正面図、第２図（ａ
）は第１図のｎ−ｎ矢視断面図、第２図（ｂｌは本発明
の詳細な説明するためのビード部の拡大断面図である。第３図、第４図および第５図はチェーファー層のコード
角度θと、ビード部の周方向剛性および剪断剛性との関
係を示す図であり、第３図はそのコード角度θを示す図
、第４図はビード部の周方向剛性の変化を示す図、第５
図はビード部の剪断剛性の変化を示す図である。第６図
は本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤのビー
ド部の一実施例を示す拡大断面図である。第７図は従来の空気入りラジアルタイヤのビード部の拡
大断面図である。１・・・・・・タイヤ、４・・・・・・ビード部、４ｅ・・・・・・ヒール位置、５・・・・・・カーカス層、６・・・・・・ビードコア、８．８ａ、８　ｂ　、　８　ｃ　・−・−チェーファー
層、θ、θ重、θ重１　θ重・・・・・・コード角度、
Ｈ・・・・・・カーカス端高さ、Ａ′・・・・・・タイヤの回転軸に平行な線、Ｒ・・・
・・・半径方向。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タイヤの回転軸に直交する一対の平面内の円周方
向に配置された一対のビードコアと、前記回転軸の半径
方向に配列され、ビードコアの周囲をタイヤ内側から外
側に折り返した少なくとも一層のカーカス層と、により
構成されたビード部を有する空気入りラジアルタイヤに
おいて、前記ビード部のカーカス層の周囲に配置されて
ビード部を補強する、少なくとも３層の第１乃至第３チ
ェーファー層を設け、隣接するチェーファー層が互いに
交差するコードを有し、前記回転軸の半径方向と第１乃
至第３チェーファー層のコードとのなすコード角度θ＿
１、θ＿２、θ＿３が次式３５度≦θ＿１≦５５度、３５度≦θ＿２≦５５度、７
０度≦θ＿３＜９０度で表され、前記第１乃至第３チェーファー層のそれぞれの放射最外
端からビード部のヒール位置までの半径方向チェーファ
ー高さｈ＿１、ｈ＿２、ｈ＿３がカーカス層の折返し先
端からビード部のヒール位置までの半径方向のカーカス
端高さＨに対し、それぞれ、次式１＜ｈ＿１／Ｈ、１＜ｈ＿２／Ｈ≦２．０ｈ＿３／Ｈ≦２．５で表され、チェーファー高さｈ＿３はチェーファー高さ
ｈ＿１、ｈ＿２のいずれよりも高いことを特徴とする重
荷重用空気入りラジアルタイヤ。
（２）前記第１乃至第３チェーファー層がビード部の中
心からビード部の外表面に向かって第１乃至第３チェー
ファー層の順序で配置されたことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤ。