JP3759302B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤ、とくにビード部の耐久性を向上した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤにおいて、カーカスの側端部を支持するビードコアには種々の構造があるが、中でも断面が六角形状のビードコア構造は形状安定性に優れる点で有利である。すなわち、図１に示すように、鋼線などにめっきを施してゴムを被覆したワイヤ１を、環状にかつ複数回並列に巻き回してワイヤ列２を形成し、次にこのワイヤ列２の径方向外側にワイヤ１を半ピッチずらし、かつワイヤの巻き数を１回増加して巻き回してワイヤ列３を積み重ね、さらに同様にワイヤ列３の径方向外側に巻き数を１回増加したワイヤ列４を積み重ね、次いでワイヤの巻き数を１回減らして巻き回してワイヤ列５を形成し、タイヤの幅方向断面における形状を六角形に整えて成る。かくして得られるビードコア６には、カーカス７の側端部を巻き付けて固定し、ビードコア６にてカーカス７を支持する。
【０００３】
ここで、ビードコアの断面形状とは、該ビードコアの周面を構成するワイヤ部分の全てが内接する多角形を意味する。そして、図１に示した、在来のビードコアの断面形状は、ビードコアの軸心を通りタイヤの回転軸と直交する線分をビードコアの中心線Ｌとしたとき、この中心線Ｌに関して線対称であるのが通例である。すなわち、ビードコアの断面を形成する六角形は、タイヤ外側に位置する頂点Ａにおける内角の角度αと、タイヤ内側に位置する頂点Ｂにおける内角の角度βとは、同等である。従って、ビードコアは中心線Ｌに関して対称形であるため、この中心線Ｌを挟む両側での剛性はほぼ均等になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、タイヤの転動中にトレッド接地域からカーカスプライを介してビードコアに加わる入力は、図２において矢印で示す、カーカスプライに沿ってタイヤ径方向外側への張力Ｔとして主にビードコアのタイヤ内側に作用する。そして、ビードコアの剛性は、上記のとおり、中心線Ｌを挟む両側でほぼ均等であるから、ビードコアのタイヤ内側の部分に歪みが集中する結果、ビードコアに形崩れが生じる。すると、ビードコアに期待される性能を発揮できないため、ビード部の耐久性が低下する不利をまねく。
【０００５】
また、ビードコアのタイヤ内側のワイヤ部分とカーカスプライコードとの間で生じるフレッティング磨耗に起因して、カーカスプライコードの強力が低下することも問題であった。
【０００６】
そこで、この発明は、カーカスプライを介してビードコアに加わる入力に起因したビードコアの形崩れを有利に回避し、併せてカーカスプライコードとの間で生じるフレッティング磨耗をも抑制するビードコア構造を与えることによって、ビード部耐久性を向上した空気入りタイヤについて提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明は、１対のビードコア間にわたりトロイド状をなして延びるカーカスのタイヤ径方向外側にベルト及びトレッドをそなえる空気入りタイヤであって、該ビードコアは、ワイヤを環状にかつ複数回並列に巻き回したワイヤ列を、その径方向外側に複数積み重ねて、断面形状を六角形に整えて成り、該六角形は、タイヤ最外側に位置する頂点とタイヤ最内側に位置する頂点とを同一ワイヤ列上に有し、これら頂点のあるワイヤ列を挟んで対向するワイヤ列の相互でワイヤの配列本数を同じにして成り、前記タイヤ最外側に位置する頂点における内角に比して、タイヤ最内側に位置する頂点における内角が大きいことを特徴とする空気入りタイヤである。
とりわけ、タイヤ内側に位置する頂点における内角の角度が130°以上であることが、有利である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
さて、この発明に従う空気入りタイヤについて、図３を参照して詳しく説明する。
図３に示すビードコアは、図１に示したビードコアと同様にワイヤ１を環状にかつ複数回並列に巻き回したワイヤ列の積み重ね構造に成り、ビードコアの断面を形成する六角形を、そのタイヤ外側に位置する頂点Ａにおける内角の角度αに比し、タイヤ内側に位置する頂点Ｂにおける内角の角度βが大きくなる形状としたところに特徴がある。
【０００９】
ここで、ビードコアにカーカスプライを介して作用する外力が、タイヤの外側に比較して同内側部分で大きいことは既述の通りであり、従って、少なくともビードコアのタイヤ内側部分の剛性を従来対比で高める必要がある。そのために、この発明では、ビードコアの断面を形成する六角形において、角度αに比し角度βを大きくした。
【００１０】
すなわち、図４に示すように、ビードコア断面のタイヤの内側または外側に位置する頂点を構成するフィラメント1-1 ，1-2 および1-3 において、ビードコアにカーカスプライを介して作用する外力として、フィラメント1-1 に大きさが“１”の歪がタイヤ径方向内側から同外側に加わった際の、フィラメント1-2 および1-3 を同外側に押し上げる量は、
cos²｛（π−θ）／２｝
となる。
そして、この押し上げる量は角度θに比例して増加するため、頂点ＡおよびＢでの角度θ、すなわち角度αおよびβが、π／２＜α＜βのときは、
cos²｛（π−α）／２｝＜cos²｛（π−β）／２｝
となる。従って、タイヤ径方向内側から同外側に加わる歪に対する応力の分散効率は、頂点Ａに比較して角度βの大きい頂点Ｂで高くなり、ビードコアにタイヤ径方向内側の底辺に同外側へ作用する外力に対する剛性は頂点Ｂ側で高くなる。
【００１１】
一方、頂点における内角を従来対比で大きくすると、従来のビードコア構造と比較して、その断面積の増加をまねくことになる。このビードコア断面積の増加は、タイヤの重量やコストの増加をまねくことになるため、極力抑制することが望ましい。
【００１２】
そこで、この発明においては、上述の通り、とりわけ高剛性化を必要とする、図１において中心線Ｌを挟むタイヤ内側の領域について、その剛性を高めるべく、頂点Ｂにおける内角βを頂点Ａにおける内角α対比で大きくすることによって、ビードコア断面積の増加による不利を回避した上で、必要とする剛性をビードコアに付与する、構造を実現した。
【００１３】
ここで、頂点Ｂにおける内角βは130 °以上とすることが好ましい。すなわち、内角βを130 °以上とすることによって、ビードまわりのカーカスプライとの接触が点接触から面接触に移行するため、フレッティングを抑制することができる。一方、内角βの上限は、とくに設ける必要はなく、180 °までが可能である。
【００１４】
なお、上記ビードコアの製造方法についてはとくに限定する必要はなく、要は製品タイヤにおいてビードコアにおける内角αに比し同βが大きくなっていればよいが、例えば、次の▲１▼，▲２▼および▲３▼の手法にてビードリングを成形することができる。
▲１▼ビードリングの成形に供する成形型として、図５に示す、内側面の傾斜角度γおよびδをγ＜δとした、下型８を用いて、ワイヤ１の巻き回しを行う。
▲２▼ビードリングの成形を通常通り行ったのち、図６に示す、内側面の傾斜角度εおよびζをε＞ζとした、ローラ９を用いて、成形後のビードリングを上から押さえて整形する。
▲３▼▲１▼に従ってワイヤ１の巻き回しを行ったのち、▲２▼に従う整形を行う。
【００１５】
【実施例】
図７に構造を示す、サイズ11Ｒ22.5のトラック及びバス用タイヤを試作するに当たり、そのビードコアを表１に示す種々の仕様とした。なお、図７において、符号10はビードコア６に係止したカーカスおよび11はスチールワイヤによるチェーファーである。
【００１６】
かくして得られた各タイヤを標準リムに装着後、9.00kgf/cm² の空気圧に調整してから、荷重：3215kgf 及び速度：60km/hの条件下に、ドラム走行試験に供し、タイヤが故障するまでの走行距離を調査し、比較タイヤの走行距離を100 としたときの指数によってビード部耐久性を評価した。この指数が大きいほど、ビード部耐久性に優れる。
【００１７】
また、同様の空気圧に調整したタイヤを、10ｔのトラックに装着し、トレッドの溝が完全に磨耗するまで走行し、その後タイヤを解剖して、ビードコアに形崩れがないかを観察し、同様にビードコアの頂点Ｂに隣接するカーカスプライコードにおけるフレッティング磨耗の発生状況を観察するとともに、同部分のカーカスプライから抜き出した１本コードの強力を調査し、比較タイヤの強力を100 としたときの指数によって表示した。ここで、フレッティング磨耗の発生状況は、図８に示すように、フィラメントの健全な部分の径をｌ₀ および同磨耗部分の径をｌ_min としたとき、（ｌ_min ／ｌ₀ ）が0.95以下の場合はフレッティング磨耗が大、そして（ｌ_min ／ｌ₀ ）が0.95をこえる場合はフレッティング磨耗が小、とした。なお、カーカスプライコードは、全てのタイヤで同じものを使用した。
これらの評価及び観察結果を、ビードコアの仕様に併せて、表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、カーカスプライを介してビードコアに加わる入力を、ビードコアが形崩れすることなしに吸収し、またカーカスプライコードとの間で生じるフレッティング磨耗も有利に回避することができるため、ビード部耐久性を格段に向上した空気入りタイヤを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の六角ビードコアを示す断面図である。
【図２】ビードコアに作用する外力を示す模式図である。
【図３】この発明のビードコアを示す断面図である。
【図４】ビードコアの頂点を示す断面図である。
【図５】ビードリングの成形下型を示す模式図である。
【図６】ビードリングの整形に仕様するローラを示す模式図である。
【図７】タイヤのビード部の断面図である。
【図８】フレッティング磨耗の評価要領を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ワイヤ
２ ワイヤ列
３ ワイヤ列
４ ワイヤ列
５ ワイヤ列
６ ビードコア
７ カーカス
８ 下型
９ ローラ
10 カーカス
11 チェーファー

Claims (2)

1. １対のビードコア間にわたりトロイド状をなして延びるカーカスのタイヤ径方向外側にベルト及びトレッドをそなえる空気入りタイヤであって、該ビードコアは、ワイヤを環状にかつ複数回並列に巻き回したワイヤ列を、その径方向外側に複数積み重ねて、断面形状を六角形に整えて成り、該六角形は、タイヤ最外側に位置する頂点とタイヤ最内側に位置する頂点とを同一ワイヤ列上に有し、これら頂点のあるワイヤ列を挟んで対向するワイヤ列の相互でワイヤの配列本数を同じにして成り、前記タイヤ最外側に位置する頂点における内角に比して、タイヤ最内側に位置する頂点における内角が大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 請求項１において、タイヤ内側に位置する頂点における内角の角度が130 °以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。

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