JP2004216940A

JP2004216940A - 重荷重ラジアルタイヤ用ビードおよびそれを用いた重荷重ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2004216940A
Application number: JP2003003460A
Authority: JP
Inventors: Sumuto Nakagawa; 澄人中川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】六角ビードコアの断面形状を改良することにより、ビードコアとカーカスプライ間のフレッティング摩耗を抑制して、ビード故障の発生を低減した、耐久性に優れた重加重用ラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ワイヤ３が螺旋状に複数回巻回されて並置されてなるワイヤ列４を複数段積層して形成されてなる重荷重ラジアルタイヤ用ビード１である。タイヤ軸方向断面における、タイヤ半径方向内外に位置する２対の頂点Ａ，ＣおよびＤ，Ｆを結ぶ２つの辺ＡＣおよびＤＦのうち、少なくともタイヤ軸方向内側の辺ＡＣが、実質的に曲線状となるよう形成されている。一対のビードコア間にわたりトロイド状に伸びるカーカス２を骨格とする重荷重ラジアルタイヤである。ビードコアが、上記重荷重ラジアルタイヤ用ビード１である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は重荷重ラジアルタイヤ用ビード（以下、単に「ビード」とも称する）およびそれを用いた重荷重ラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ビードとカーカスプライ間のフレッティング摩耗を抑制することによりビード部故障の発生を防止して、耐久性の向上を図ることのできる重荷重ラジアルタイヤ用ビードおよびそれを用いた重荷重ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重ラジアルタイヤのビード部におけるビードコアは、カーカスプライを形成する繊維や鋼線からなるコード端部を巻き付け固定するとともに、タイヤ本体の内周の寸法を規定して、ホイールリムとの嵌め合いを確保する役割を有する。かかるビードコアとしては、一般に、図２に示すような、断面が六角形形状のものが多く用いられている。
【０００３】
ところが、図示するような従来の六角ビードコア１１においては、その形状上必然的に、突出する各頂点部分において周囲に巻回されたカーカスプライとの接触が生じ易い。特に、タイヤ内部側の頂点である図中のＢ点において接触時の入力が最も大きくなるため、この部分でビードコア１１とカーカスプライ１２との接触によりフレッティングが生じ、これによりカーカスプライが破断して、いわゆる「ビードバースト故障」を起こすという問題があった。
【０００４】
これに対し、例えば、特許文献１には、ビードコアの六角形形状において、タイヤ外側に位置する頂点における内角に比して、タイヤ内側に位置する頂点における内角を大きく、即ち、図２中の角度α、βがα＞βを満たすよう形成することにより、ビードコアの形崩れの回避とフレッティング摩耗の抑制とを図った空気入りタイヤに関する技術が記載されている。
【０００５】
また、六角ビードコアの改良に係る技術としては、その他にも、例えば、特許文献２中に、カーカスプライのビードコア巻返し部分にビードコアの周面に沿って巻込み部を設けるとともに、ビードコアの六角形の輪郭形状において、そのタイヤ半径方向の径のうちタイヤ幅方向最内側の径と同最外側の径との比を所定範囲内に規定することにより、カーカスプライ巻上げ端でのセパレーション発生の防止とビード部の疲労破壊の抑制とを図ったビード部耐久性に優れた空気入りタイヤに関する技術が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、複数のコード列を積層して断面形状を六角形としたビードコアにおいて、コード本数が最も多いコード列の両側に位置するコード間距離と第１コード列−第Ｎコード列間距離との比を所定範囲とし、第１コード列に位置する各コードの中心位置を通る仮想線のリム径ラインに対するテーパ角度をリムのビードシートのリム径ラインに対するテーパ角度よりも大きくし、かつこのテーパ角度の差を所定角度内とすることにより、特に加硫成形時等の場合におけるカーカスプライの抜けを有効に抑制してビード部耐久性の向上を図った技術が記載されている。
【０００７】
また、ビード部耐久性を向上させ得るビードコアの製造方法に係る技術として、特許文献４には、ビードコア成形機を用いてスチールワイヤの螺旋状密着巻回を繰り返すことにより複数本の巻回列数及び複数の巻回段数を有するビードコアを製造するに当り、複数本のスチールワイヤ横並び螺旋状密着巻回の最初の段形成に供する型形成部の外周表面に型形成部の回転軸心に対し１３．０〜１４．５°の角度のテーパを付し、この外周表面上にスチールワイヤを複数回螺旋状密着巻回して第一段目のスチールワイヤ列を形成し、第一段目の列の上部に第二段目以降のスチールワイヤの螺旋状密着巻回を順次繰り返す技術が記載されている。
【０００８】
さらに、ビードコア周辺の部材に係る改良技術としては、例えば、ビードコア周りにゴム層や各種チェーファー層を巻き付けたり挿入したりするなどして、ビードコアとカーカスプライとを直接接触しないようにすることでフレッティングの抑制を図る技術が種々提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１８９０１８号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開２００１−１９１７５０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】
特開平１１−１２９７１０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】
特開平１１−５８５５１号公報（特許請求の範囲等）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、特許文献１に記載の技術においては、ビードコアのタイヤ内側、即ち、インナーライナー側の頂点であるＢ点における内角αをタイヤ外側のＥ点における内角βよりも大きくする手法により、ビードコアとプライコードとのフレッティング抑制効果を得ているが、ビード部のさらなる高耐久化を図るためには、特に、タイヤ内側におけるビードコアとプライコードとの接触のみに着目して、１点で点接触している状態のＢ点における摩耗の抑制をさらに図ることが必要であると考えられる。
【００１１】
また、上記特許文献２〜４に記載の技術は、ビードコアの改良技術に係るものではあるが、ビードコアとプライコードとのフレッティング抑制という点には関連するものではない。さらに、上記ビードコア周辺の部材に係る改良技術は、いずれも六角ビードコア自体の形状について規定するものではない。
【００１２】
そこで本発明の目的は、従来の六角ビードの断面形状を改良することにより、ビードコアとカーカスプライ間のフレッティング摩耗を抑制して、ビード部故障の発生を低減することができ、これにより耐久性の向上を図ることのできる重荷重ラジアルタイヤ用ビードおよびそれを用いた重荷重ラジアルタイヤを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討した結果、従来のビード形状における上記Ｂ点での１点接触を数点での接触とし、Ｂ点における応力集中を分散させることにより、フレッティングの抑制をより効果的に実現できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の重荷重ラジアルタイヤ用ビードは、ワイヤが螺旋状に複数回巻回されて並置されてなるワイヤ列を複数段積層して形成されてなる重荷重ラジアルタイヤ用ビードにおいて、
タイヤ軸方向断面における、タイヤ半径方向内外に位置する２対の頂点を結ぶ２つの辺のうち、少なくともタイヤ軸方向内側の辺が、実質的に曲線状となるよう形成されていることを特徴とするものである。特には、前記２つの辺が、ともに実質的に曲線状となるよう形成されていることが好適である。
【００１５】
本発明のビードにおいては、前記実質的に曲線状の辺を、ビード内部側に中心を有する半径Ｒの円弧からなるものとすることができ、この場合、前記半径Ｒが、下記式（１）、
Ｒ≧ｈ／２（１）
（式中、ｈはビードのタイヤ軸方向断面の最大高さを表す）を満足することが好ましい。
【００１６】
また、前記実質的に曲線状の辺を、ビード内部側に中心を有する半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎ（但し、ｎは２以上の整数である）のｎ個の円弧の集合からなるものとすることもでき、この場合、前記半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎのうちのいずれかが、下記式（２）、
Ｒ_ｎ≧ｈ／２（２）
（式中、ｈはビードのタイヤ軸方向断面の最大高さを表す）を満足することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の重荷重ラジアルタイヤは、一対のビードコア間にわたりトロイド状に伸びるカーカスを骨格とする重荷重ラジアルタイヤにおいて、
前記ビードコアが、前記本発明の重荷重ラジアルタイヤ用ビードであることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施の形態に係る重荷重ラジアルタイヤのビード部の拡大部分断面図を示す。図示するように、本発明の重荷重ラジアルタイヤは、一対のビードコア間にわたりトロイド状に伸びるカーカス２を骨格として形成されており、ビードコアとして、以下に詳説する本発明の重荷重ラジアルタイヤ用ビード１が用いられている。
【００１９】
ビード１は、図示するように、ワイヤ３が螺旋状に複数回巻回されて並置されてなるワイヤ列４を、タイヤ半径方向に複数段積層して形成されている。本発明においては、ビード１のタイヤ軸方向断面における、タイヤ半径方向内外に位置する２対の頂点ＡとＣ、およびＤとＦの夫々を結ぶ２つの辺ＡＣおよびＤＦのうち、少なくともタイヤ軸方向内側の辺ＡＣが、実質的に曲線状となるように、ワイヤ列４が配列されている点に特徴がある。
【００２０】
即ち、本発明のビード１においては、少なくとも従来の六角ビードの断面形状における一頂点Ｂが、実質的に曲線ＡＣ上の一点となっている。従って、このビード１をタイヤに用いた場合には、カーカス２のプライコードとビードコア１とはタイヤ内側においてこの曲線ＡＣ上の数点で接触することになり、従来の六角ビードにおけるＢ点１点での応力集中（図２参照）が緩和されるので、ビードコア１とプライコードのフレッティングが効果的に抑制されて、結果としてプライ破断の発生を回避することが可能となる。
【００２１】
辺ＡＣは、実質的に曲線状に、即ち、従来の六角ビードにおける頂点Ｂをなす角をなくすような形状に形成されていればよく、これにより本発明に係る応力集中の緩和効果を得ることができるが、具体的には例えば、図示するように、辺ＡＣを、ビード内部側に中心Ｐを有する半径Ｒの円弧からなるものとすることができる。Ｂ点を介して辺ＡＣを１つの円弧によりなめらかに繋いだ形状とすることで、ビードコア１の軸方向断面においてタイヤ軸方向内側への突出を完全になくすことができるので、フレッティングの発生を最小限に抑えることが可能となる。
【００２２】
この場合の半径Ｒは、ビードのタイヤ軸方向断面の最大高さｈとの間において、下記式（１）、
Ｒ≧ｈ／２（１）
を満足するよう定めることが好ましい。半径Ｒがｈ／２よりも小さいと、辺ＡＣの曲率が小さすぎて、その中点となるＢ点で応力集中の度合いが増大してしまい、フレッティング抑制効果が低減するからである。
【００２３】
また、図示はしないが、辺ＡＣは、例えば、ビード内部側に中心を有する半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎ（但し、ｎは２以上の整数である）のｎ個の円弧の集合からなるものとすることもできる。この場合にも１点応力集中を回避することができるので、フレッティングを適切に抑制することができる。
【００２４】
辺ＡＣをｎ個の円弧の集合からなるものとする場合には、その半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎのうちのいずれかが、ビードのタイヤ軸方向断面の最大高さｈとの間において、下記式（２）、
Ｒ_ｎ≧ｈ／２（２）
を満足することが好ましい。この場合には、辺ＡＣをｎ個の円弧の繋がりとすることのみでプライコードとビードコア１との接触箇所を複数点確保することができ、応力集中の緩和を図ることができるので、その円弧の曲率が小さいことによる応力集中度の増大によってはそれほど影響を受けないものと考えられる。
【００２５】
上述したように、本発明においては、ビード１のタイヤ軸方向断面における、タイヤ半径方向内外に位置する２対の頂点ＡとＣ、およびＤとＦの夫々を結ぶ２つの辺ＡＣおよびＤＦのうち、少なくともタイヤ軸方向内側の辺ＡＣを実質的に曲線状とすることが必要であるが、特には、辺ＤＦについても実質的に曲線状となるよう形成することが好ましい。これら２つの辺をともに実質的に曲線状に形成することにより、より効果的にビード部耐久性の向上を図ることができる。辺ＤＦを曲線状に形成する手法についても、辺ＡＣの場合と同様に特に制限はないが、例えば、上述したような１個ないし複数個の円弧により形成することができる点は同様である。
【００２６】
本発明のビード１においては、タイヤ軸方向断面形状に関して上述の条件を満足することができるものであれば、その他の具体的な構造や材質等については特に制限されるべきものではない。また、本発明のタイヤについても、かかる本発明のビードを用いたものであればよく、本発明に係るフレッティング抑制効果を得ることができる。例えば、図示はしないが、クラウン部には、ゴム材により円環状に形成されて路面に設置するトレッドが配置され、このトレッドには適宜トレッドパターンが形成される。また、ビードコア１とトレッドの両端部との間を繋ぐ部分のカーカス２上にはサイドウォール部が配置され、タイヤの最内層にはインナーライナーが形成される。さらに、カーカス２とトレッド部との間にはベルト層が配設される。
【００２７】
また、本発明に係るビード１を製造する方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、前記特許文献１に記載された手法に準じて製造することができる。具体的には、例えば、図１に示す辺ＡＢＣが半径Ｒの円弧をなす形状のビードコアの場合には、まず、▲１▼ビードリングの成形に用いる成形型として、図３（イ）に示すような、両側面が半径Ｒの円弧を描く断面形状の下型２０を用いて、ワイヤ２１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後、図３（ロ）に示すような、両側面が半径Ｒの円弧を描く断面形状のローラ２２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▼ワイヤ２１の巻き回しとローラ２２による整形とを繰り返して、所定形状のビードリングを得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
下記の表１中に示す条件にて、サイズ１１Ｒ２２．５の重荷重ラジアルタイヤを製造した。カーカス２のプライコード構造は３＋８×０．２１ｍｍとした。得られた各タイヤを標準リムに装着した後、８８２ｋＰａ（９．００ｋｇｆ／ｃｍ^２）の空気圧に調整したタイヤを１０ｔトラックに装着し、トレッドの溝が完全に摩耗するまで走行して、そのタイヤを解剖し、ビードコア上の点Ｂ（各図を参照）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摩耗の発生状況を観察した。結果は、値が大なるほどフレッティング性が少ないよう逆数を取り、従来例のタイヤを１００として指数表示した。この結果を下記の表１中に併せて示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ビードコアとカーカスプライ間のフレッティング摩耗を抑制して、ビード部故障の発生を低減することができ、これにより耐久性の向上を図ることのできる重荷重ラジアルタイヤ用ビードおよびそれを用いた重荷重ラジアルタイヤを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一好適例に係る重荷重ラジアルタイヤのビード部周辺を示す拡大部分断面図である。
【図２】従来の重荷重ラジアルタイヤのビード部周辺を示す拡大部分断面図である。
【図３】図１に示すビードの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１１ビード（ビードコア）
２，１２カーカス
３ワイヤ
４ワイヤ列
２０下型
２１ワイヤ
２２ローラ

Claims

ワイヤが螺旋状に複数回巻回されて並置されてなるワイヤ列を複数段積層して形成されてなる重荷重ラジアルタイヤ用ビードにおいて、
タイヤ軸方向断面における、タイヤ半径方向内外に位置する２対の頂点を結ぶ２つの辺のうち、少なくともタイヤ軸方向内側の辺が、実質的に曲線状となるよう形成されていることを特徴とする重荷重ラジアルタイヤ用ビード。
前記２つの辺が、ともに実質的に曲線状となるよう形成されている請求項１記載の重荷重ラジアルタイヤ用ビード。
前記実質的に曲線状の辺が、ビード内部側に中心を有する半径Ｒの円弧からなる請求項１または２記載の重荷重ラジアルタイヤ用ビード。
前記半径Ｒが、下記式（１）、
Ｒ≧ｈ／２（１）
（式中、ｈはビードのタイヤ軸方向断面の最大高さを表す）を満足する請求項３記載の重荷重ラジアルタイヤ用ビード。
前記実質的に曲線状の辺が、ビード内部側に中心を有する半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎ（但し、ｎは２以上の整数である）のｎ個の円弧の集合からなる請求項１または２記載の重荷重ラジアルタイヤ用ビード。
前記半径Ｒ_１〜Ｒ_ｎ（但し、ｎは２以上の整数である）のうちのいずれかが、下記式（２）、
Ｒ_ｎ≧ｈ／２（２）
（式中、ｈはビードのタイヤ軸方向断面の最大高さを表す）を満足する請求項５記載の重荷重ラジアルタイヤ用ビード。
一対のビードコア間にわたりトロイド状に伸びるカーカスを骨格とする重荷重ラジアルタイヤにおいて、
前記ビードコアが、請求項１〜６のうちいずれか一項記載の重荷重ラジアルタイヤ用ビードであることを特徴とする重荷重ラジアルタイヤ。