JP3801310B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、芯線の周囲にレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアを有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高速、重荷重で使用される空気入りタイヤ、例えば航空機用空気入りタイヤにおいては、走行時にビード部に大きな応力が作用するため、該ビード部にはこのような大きな応力に耐えうるビードコアを設置しなければならない。
【０００３】
従来、このような大きな応力に耐えうるビードコアとしては、例えば特開昭５３ー５１８０４号公報に記載されているようなビードコア 1、即ち、図７に示すような１本の太径芯線 2の周囲に、細径レイヤー線 3を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層 4を複数層積層して形成した、いわゆるケービルビードと呼ばれるビードコアが知られており、このようなビードコア 1においてはレイヤー層 4のレイヤー線 3の巻き方向は１層毎に逆方向、例えば、あるレイヤー層のレイヤー線がＺ撚りであると、このレイヤー層に隣接する両側（内、外側）のレイヤー層のレイヤー線はＳ撚りとなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のビードコア 1を設けた空気入りタイヤは、長期間使用すると、最外側から２番目のレイヤー層 4におけるレイヤー線 3に疲労破壊が発生してビード部耐久性が低下してしまうという問題点がある。その理由は以下の通りである。即ち、前述のような空気入りタイヤが重荷重を受けながら走行すると、ビードコア 1に大きな外力が作用して左、右回転の捻りが繰り返し発生する。ここで、ビードコア 1に右回転（時計回り）の捻りが作用すると、レイヤー線 3の巻き方向がＺ撚りであるレイヤー層4zにおいてはレイヤー線3zが開く方向（半径方向外方）に、レイヤー線 3の巻き方向がＳ撚りであるレイヤー層4sにおいてはレイヤー線3sが閉じる方向（半径方向内方）に変形し、一方、ビードコア 1に左回転（反時計回り）の捻りが作用すると、Ｚ撚りであるレイヤー層4zにおいてはレイヤー線3zが前述とは逆に閉じる方向（半径方向内方）方向に、Ｓ撚りであるレイヤー層4sにおいてレイヤー線3sが開く方向（半径方向外方）に変形するため、前述の如くあるレイヤー層（最外側から２番目のレイヤー層）のレイヤー線がＺ撚りで、このＺ撚りレイヤー層に隣接する両側のレイヤー層（最外側から１、３番目のレイヤー層）のレイヤー線がＳ撚りであると、ビードコアに右回転の捻りが作用したときには、半径方向外方に変形するＺ撚りレイヤー層（２番目レイヤー層）4zのレイヤー線3zと、半径方向内方に変形する外側のＳ撚りレイヤー層（１番目レイヤー層）4sのレイヤー線3sとが直接接触して擦れ合い、一方、ビードコアに左回転の捻りが作用したときには、半径方向内方に変形するＺ撚りレイヤー層（２番目レイヤー層９4zのレイヤー線3zと、半径方向外方に変形する内側のＳ撚りレイヤー層（３番目レイヤー層）4sのレイヤー線3sとが直接接触して擦れ合う。そして、前述のような変形は外側のレイヤー層ほど大きくなるため、前述のようにＺ撚りレイヤー層が最外側から２番目のレイヤー層であるとき、この２番目レイヤー層のレイヤー線には最外側のレイヤー層のレイヤー線からレイヤー層中で最大の擦過力が、また、最外側から３番目のレイヤー層のレイヤー線からは次に大きな擦過力が付与され、これにより、該２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の内部に大きな繰り返し応力が発生して疲労破壊が発生してしまうのである。なお、最外側レイヤー層のレイヤー線は、半径方向外側に変形したときに擦れ合うレイヤー線が存在しないため、疲労破壊することはあまりないのである。
【０００５】
この発明は、最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の疲労破壊を効果的に抑制することでビード部耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、第１に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側および最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、残りのレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を隣接するレイヤー層との間で逆方向とした空気入りタイヤにより、第２に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、残りのレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を隣接するレイヤー層との間で逆方向とした空気入りタイヤにより、第３に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最内側のレイヤー層より外側の全レイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、最内側のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を前述と逆方向とした空気入りタイヤにより、第４に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側のレイヤー層より内側の全レイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、最外側のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を前述と逆方向とした空気入りタイヤにより、達成することができる。
【０００７】
請求項１に記載の発明のように最外側および最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とすれば、ビードコアに左、右回転の捻りが繰り返し発生しても、これら捻りによる両レイヤー層のレイヤー線の変形方向が同一方向であるため、これら両レイヤー層のレイヤー線同士が直接接触して擦れ合うことはなく、この結果、２番目レイヤー層のレイヤー線は３番目レイヤー層のレイヤー線に擦れ合うだけとなって該レイヤー線の疲労破壊が効果的に抑制されるのである。また、請求項２に記載の発明のように最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とした場合には、前述と同様にこれら両レイヤー層のレイヤー線同士が直接接触して擦れ合うことがなくなる。この結果、２番目レイヤー層のレイヤー線は最外側レイヤー層のレイヤー線に擦れ合うだけとなって該レイヤー線の疲労破壊が効果的に抑制されるのである。さらに、請求項３に記載の発明の場合には、最外側および最外側から２、３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向が同一方向となっているので、２番目レイヤー層のレイヤー線が最外側および３番目レイヤー層のレイヤー線に擦れ合うことはなく、この結果、該レイヤー線の疲労破壊がさらに効果的に抑制されるのである。なお、請求項４に記載の発明の場合も、最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向が同一方向となっているので、請求項２に記載の発明と同様に作用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、11は航空機に装着される空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11は断面円形のビードコア12がそれぞれ埋設された一対のビード部13と、これらビード部13からそれぞれほぼ半径方向外側に向かって延びるサイドウォール部14と、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士を連ねる略円筒状のトレッド部15とを有する。また、このタイヤ11は一方のビード部13から他方のビード部に亘って延びるトロイダル状をしたカーカス層21によって補強されており、このカーカス層21は互いに重なり合わされた複数枚のカーカスプライ22から構成されている。これらのカーカスプライ22のうち大部分のプライは幅方向両端部が前記ビードコア12の回りに軸方向内側から軸方向外側に向かって折り返されたターンアッププライとなっており、また、外層側に位置する一部のカーカスプライ22は折り返し部の外側に沿ってビードコア12まで延びるダウンプライとなっている。そして、各カーカスプライ22内にはタイヤ赤道面Ｅに実質上直交する（ラジアル方向に延びる）多数本のテキスタイル等からなるコードが埋設されている。前記カーカス層21の半径方向外側にはトレッドゴム23が配置され、このトレッドゴム23の外表面には複数本の主溝24およびこれら主溝24に交差する複数本の図示していない横溝が形成されている。前記カーカス層21とトレッドゴム23との間にはベルト層25が配置され、このベルト層25は互いに重なり合わされた複数枚のベルトプライ26から構成されている。これらベルトプライ26内にはテキスタイル等からなりタイヤ赤道面Ｅに対して傾斜した多数本のコード、あるいは螺旋状に巻き付けられタイヤ赤道面Ｅに実質状平行に延びるコードが埋設されている。
【０００９】
図２、３において、前記各ビードコア12は１本のリング状をした太径の芯線31を有し、この芯線31は裸（ゴム被覆されていない）のスチール単線からなる。32は芯線31の周囲に積層された３層以上、ここでは４層のレイヤー層であり、各レイヤー層32は芯線31より細径であるレイヤー線33を該芯線31の周囲に略螺旋状に多数回最密状態で巻き付けることで構成しているが、これらレイヤー層32のレイヤー線33も前記芯線31と同様に裸のスチール単線から構成されている。そして、各レイヤー層32を構成するレイヤー線33の巻き方向は従来では１層毎に逆方向となっているが、ここでは、最外側のレイヤー層32ａにおけるレイヤー線33ａの巻き方向と最外側から２番目のレイヤー層32ｂにおけるレイヤー線33ｂの巻き方向とは同一方向となっているとともに、前記以外の残りのレイヤー層 32 におけるレイヤー線 33 の巻き方向は隣接するレイヤー層 32 との間で逆方向となっている。この実施形態においては、最外側から１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂが共にＺ撚りで、３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃがＳ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＺ撚りとなっている。なお、前述の巻き方向の例としては、最外側から１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂが共にＳ撚りで、３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃがＺ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＳ撚りの場合もある。
【００１０】
このようなビードコア12をビード部13に有するタイヤ11を重荷重で高速走行させると、該ビードコア12に大きな外力が作用して左、右回転の捻りが繰り返し発生するが、この捻りが右回転のときには、１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂは共に半径方向外方に、３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃは半径方向内方に変形するため、１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃ同士は擦れ合うことはなく、逆に、捻りが左回転のときには、１、２番目のレイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂは共に半径方向内方に、３番目のレイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃは半径方向外方に変形するため、２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃ同士が直接接触して擦れ合うのである。このように捻りによる１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂの変形方向は常に同一方向であるため、これら両レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂ同士はビードコア12がいずれの方向に捻れても直接接触して擦れ合うことはない。そして、この２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂは、ビードコア12の捻り方向が左回転のときに３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃに擦れ合うだけであり、これにより、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂの疲労破壊が効果的に抑制されるのである。
【００１１】
図４はこの発明の第２実施形態を示す図である。この実施形態においては、最外側から２番目のレイヤー層32ｂにおけるレイヤー線33ｂの巻き方向と最外側から３番目のレイヤー層32ｃにおけるレイヤー線33ｃの巻き方向とを同一方向とするとともに、残りのレイヤー層 32 におけるレイヤー線 33 の巻き方向を隣接するレイヤー層 32 との間で逆方向としており、ここでは最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａをＳ撚り、２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃを共にＺ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄをＳ撚りとしている。なお、前述の巻き方向は、最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａがＺ撚りで、２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃが共にＳ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＺ撚りの場合もある。そして、この実施形態の場合も前述と同様に、ビードコア12の捻りによる２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃの変形方向は同一方向であるため、これら両レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃ同士が直接接触して擦れ合うことはなくなり、この結果、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂは１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａに擦れ合うだけとなって該レイヤー線33ｂの疲労破壊が効果的に抑制されるのである。
【００１２】
図５はこの発明の第３実施形態を示す図である。この実施形態は、前記第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせてビードコア12を構成したもので、最内側（４番目）レイヤー層32ｄより外側の全レイヤー層、即ち１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃにおけるレイヤー線33ａ、ｂ、ｃの巻き方向を同一方向とするとともに、最内側（４番目）レイヤー層32ｄにおけるレイヤー線33ｄの巻き方向を前述と逆方向としており、ここでは、最外側から１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃを全てＺ撚り、最内側（４番目）レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄをＳ撚りとしている。なお、前述の巻き方向は、最外側から１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃが全てＳ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＺ撚りの場合もある。そして、この実施形態の場合には、ビードコア12の捻りによる１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃの変形方向が同一方向であるため、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂが１、３番目レイヤー層32ａ、ｃのレイヤー線33ａ、ｃに擦れ合うことはなくなり、この結果、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂの疲労破壊がさらに効果的に抑制されるのである。
【００１３】
図６はこの発明の第４実施形態を示す図である。この実施形態においては、最外側（１番目）のレイヤー層32ａより内側の全レイヤー層、即ち２、３、４番目レイヤー層32ｂ、ｃ、ｄにおけるレイヤー線33ｂ、ｃ、ｄの巻き方向を同一方向とするとともに、最外側のレイヤー層32ａにおけるレイヤー線33ａの巻き方向を前述と逆方向としており、ここでは、最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａをＳ撚り、２、３、４番目レイヤー層32ｂ、ｃ、ｄのレイヤー線33ｂ、ｃ、ｄを全てＺ撚りとしている。なお、前述の巻き方向は、最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａがＺ撚りで、２、３、４番目レイヤー層32ｂ、ｃ、ｄのレイヤー線33ｂ、ｃ、ｄが全てＳ撚りの場合もある。そして、この実施形態の場合も前述の第２実施形態と同様に、ビードコア12の捻りによる２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃの変形方向が同一方向であるため、これら両レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃ同士が直接接触して擦れ合うことはなくなり、この結果、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂは１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａに擦れ合うだけとなって該レイヤー線33ｂの疲労破壊が効果的に抑制されるのである。
【００１４】
なお、請求項１、２に記載の発明をレイヤー層が３層であるビードコアに適用してもよく、前者の場合には、最外側から１、２番目レイヤー層のレイヤー線がＺ撚り、３番目のレイヤー線がＳ撚り、あるいは、最外側から１、２番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、３番目のレイヤー線がＺ撚りとなり、後者の場合には、最外側のレイヤー層のレイヤー線がＺ撚り、２、３番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、あるいは、最外側のレイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、２、３番目レイヤー層のレイヤー線がＺ撚りとなる。
【００１５】
【実施例】
次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、最外側から１、２、３、４番目レイヤー層のレイヤー線の巻き方向が１層毎に逆方向である、ここではそれぞれＳ、Ｚ、Ｓ、Ｚ撚りであるビードコアを有する従来タイヤと、最外側から１、２番目レイヤー層のレイヤー線が共にＺ撚り、３番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、４番目レイヤー層のレイヤー線がＺ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ１と、最外側レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、２、３番目レイヤー層のレイヤー線が共にＺ撚り、４番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ２と、最外側から１、２、３番目レイヤー層のレイヤー線が全てＺ撚り、４番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ３と、最外側レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、２、３、４番目レイヤー層のレイヤー線が全てＺ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ４とを準備した。ここで、これら各タイヤのサイズはＡＰＲ46×17Ｒ20／30ＰＲであった。次に、これら各タイヤに 17.1kgf/cm2の内圧を充填してドラム試験機のリム（45×16ー20）に装着した後、16700kgfの荷重を負荷させがら時速64kmで１時間に10分間だけ 800回繰り返し走行させた。次に、このような試験済みタイヤおよび新品タイヤから最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線を約30cmだけ取り出して引張試験機にセットし、これらレイヤー線の破断強力をそれぞれ求めた。その結果は新品タイヤにおける破断強力を指数 100とすると、従来タイヤにおいては97.5であったが、供試タイヤ１においては99.5と、供試タイヤ２においては99.3と、供試タイヤ３においては99.7と、供試タイヤ４においては99.3と残強力が向上していた。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の疲労破壊を効果的に抑制することでビード部耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す空気入りタイヤの子午線断面図である。
【図２】ビードコアの部分斜視図である。
【図３】図２のＩーＩ矢視断面図である。
【図４】この発明の第２実施形態を示すビードコアの部分斜視図である。
【図５】この発明の第３実施形態を示すビードコアの部分斜視図である。
【図６】この発明の第４実施形態を示すビードコアの部分斜視図である。
【図７】従来のビードコアを示す部分斜視図である。
【符号の説明】
11…空気入りタイヤ 12…ビードコア
13…ビード部 31…芯線
32…レイヤー層 33…レイヤー線
【発明の属する技術分野】
この発明は、芯線の周囲にレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアを有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高速、重荷重で使用される空気入りタイヤ、例えば航空機用空気入りタイヤにおいては、走行時にビード部に大きな応力が作用するため、該ビード部にはこのような大きな応力に耐えうるビードコアを設置しなければならない。
【０００３】
従来、このような大きな応力に耐えうるビードコアとしては、例えば特開昭５３ー５１８０４号公報に記載されているようなビードコア 1、即ち、図７に示すような１本の太径芯線 2の周囲に、細径レイヤー線 3を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層 4を複数層積層して形成した、いわゆるケービルビードと呼ばれるビードコアが知られており、このようなビードコア 1においてはレイヤー層 4のレイヤー線 3の巻き方向は１層毎に逆方向、例えば、あるレイヤー層のレイヤー線がＺ撚りであると、このレイヤー層に隣接する両側（内、外側）のレイヤー層のレイヤー線はＳ撚りとなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のビードコア 1を設けた空気入りタイヤは、長期間使用すると、最外側から２番目のレイヤー層 4におけるレイヤー線 3に疲労破壊が発生してビード部耐久性が低下してしまうという問題点がある。その理由は以下の通りである。即ち、前述のような空気入りタイヤが重荷重を受けながら走行すると、ビードコア 1に大きな外力が作用して左、右回転の捻りが繰り返し発生する。ここで、ビードコア 1に右回転（時計回り）の捻りが作用すると、レイヤー線 3の巻き方向がＺ撚りであるレイヤー層4zにおいてはレイヤー線3zが開く方向（半径方向外方）に、レイヤー線 3の巻き方向がＳ撚りであるレイヤー層4sにおいてはレイヤー線3sが閉じる方向（半径方向内方）に変形し、一方、ビードコア 1に左回転（反時計回り）の捻りが作用すると、Ｚ撚りであるレイヤー層4zにおいてはレイヤー線3zが前述とは逆に閉じる方向（半径方向内方）方向に、Ｓ撚りであるレイヤー層4sにおいてレイヤー線3sが開く方向（半径方向外方）に変形するため、前述の如くあるレイヤー層（最外側から２番目のレイヤー層）のレイヤー線がＺ撚りで、このＺ撚りレイヤー層に隣接する両側のレイヤー層（最外側から１、３番目のレイヤー層）のレイヤー線がＳ撚りであると、ビードコアに右回転の捻りが作用したときには、半径方向外方に変形するＺ撚りレイヤー層（２番目レイヤー層）4zのレイヤー線3zと、半径方向内方に変形する外側のＳ撚りレイヤー層（１番目レイヤー層）4sのレイヤー線3sとが直接接触して擦れ合い、一方、ビードコアに左回転の捻りが作用したときには、半径方向内方に変形するＺ撚りレイヤー層（２番目レイヤー層９4zのレイヤー線3zと、半径方向外方に変形する内側のＳ撚りレイヤー層（３番目レイヤー層）4sのレイヤー線3sとが直接接触して擦れ合う。そして、前述のような変形は外側のレイヤー層ほど大きくなるため、前述のようにＺ撚りレイヤー層が最外側から２番目のレイヤー層であるとき、この２番目レイヤー層のレイヤー線には最外側のレイヤー層のレイヤー線からレイヤー層中で最大の擦過力が、また、最外側から３番目のレイヤー層のレイヤー線からは次に大きな擦過力が付与され、これにより、該２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の内部に大きな繰り返し応力が発生して疲労破壊が発生してしまうのである。なお、最外側レイヤー層のレイヤー線は、半径方向外側に変形したときに擦れ合うレイヤー線が存在しないため、疲労破壊することはあまりないのである。
【０００５】
この発明は、最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の疲労破壊を効果的に抑制することでビード部耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、第１に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側および最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、残りのレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を隣接するレイヤー層との間で逆方向とした空気入りタイヤにより、第２に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、残りのレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を隣接するレイヤー層との間で逆方向とした空気入りタイヤにより、第３に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最内側のレイヤー層より外側の全レイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、最内側のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を前述と逆方向とした空気入りタイヤにより、第４に、１本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側のレイヤー層より内側の全レイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、最外側のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を前述と逆方向とした空気入りタイヤにより、達成することができる。
【０００７】
請求項１に記載の発明のように最外側および最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とすれば、ビードコアに左、右回転の捻りが繰り返し発生しても、これら捻りによる両レイヤー層のレイヤー線の変形方向が同一方向であるため、これら両レイヤー層のレイヤー線同士が直接接触して擦れ合うことはなく、この結果、２番目レイヤー層のレイヤー線は３番目レイヤー層のレイヤー線に擦れ合うだけとなって該レイヤー線の疲労破壊が効果的に抑制されるのである。また、請求項２に記載の発明のように最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とした場合には、前述と同様にこれら両レイヤー層のレイヤー線同士が直接接触して擦れ合うことがなくなる。この結果、２番目レイヤー層のレイヤー線は最外側レイヤー層のレイヤー線に擦れ合うだけとなって該レイヤー線の疲労破壊が効果的に抑制されるのである。さらに、請求項３に記載の発明の場合には、最外側および最外側から２、３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向が同一方向となっているので、２番目レイヤー層のレイヤー線が最外側および３番目レイヤー層のレイヤー線に擦れ合うことはなく、この結果、該レイヤー線の疲労破壊がさらに効果的に抑制されるのである。なお、請求項４に記載の発明の場合も、最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向が同一方向となっているので、請求項２に記載の発明と同様に作用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、11は航空機に装着される空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11は断面円形のビードコア12がそれぞれ埋設された一対のビード部13と、これらビード部13からそれぞれほぼ半径方向外側に向かって延びるサイドウォール部14と、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士を連ねる略円筒状のトレッド部15とを有する。また、このタイヤ11は一方のビード部13から他方のビード部に亘って延びるトロイダル状をしたカーカス層21によって補強されており、このカーカス層21は互いに重なり合わされた複数枚のカーカスプライ22から構成されている。これらのカーカスプライ22のうち大部分のプライは幅方向両端部が前記ビードコア12の回りに軸方向内側から軸方向外側に向かって折り返されたターンアッププライとなっており、また、外層側に位置する一部のカーカスプライ22は折り返し部の外側に沿ってビードコア12まで延びるダウンプライとなっている。そして、各カーカスプライ22内にはタイヤ赤道面Ｅに実質上直交する（ラジアル方向に延びる）多数本のテキスタイル等からなるコードが埋設されている。前記カーカス層21の半径方向外側にはトレッドゴム23が配置され、このトレッドゴム23の外表面には複数本の主溝24およびこれら主溝24に交差する複数本の図示していない横溝が形成されている。前記カーカス層21とトレッドゴム23との間にはベルト層25が配置され、このベルト層25は互いに重なり合わされた複数枚のベルトプライ26から構成されている。これらベルトプライ26内にはテキスタイル等からなりタイヤ赤道面Ｅに対して傾斜した多数本のコード、あるいは螺旋状に巻き付けられタイヤ赤道面Ｅに実質状平行に延びるコードが埋設されている。
【０００９】
図２、３において、前記各ビードコア12は１本のリング状をした太径の芯線31を有し、この芯線31は裸（ゴム被覆されていない）のスチール単線からなる。32は芯線31の周囲に積層された３層以上、ここでは４層のレイヤー層であり、各レイヤー層32は芯線31より細径であるレイヤー線33を該芯線31の周囲に略螺旋状に多数回最密状態で巻き付けることで構成しているが、これらレイヤー層32のレイヤー線33も前記芯線31と同様に裸のスチール単線から構成されている。そして、各レイヤー層32を構成するレイヤー線33の巻き方向は従来では１層毎に逆方向となっているが、ここでは、最外側のレイヤー層32ａにおけるレイヤー線33ａの巻き方向と最外側から２番目のレイヤー層32ｂにおけるレイヤー線33ｂの巻き方向とは同一方向となっているとともに、前記以外の残りのレイヤー層 32 におけるレイヤー線 33 の巻き方向は隣接するレイヤー層 32 との間で逆方向となっている。この実施形態においては、最外側から１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂが共にＺ撚りで、３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃがＳ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＺ撚りとなっている。なお、前述の巻き方向の例としては、最外側から１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂが共にＳ撚りで、３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃがＺ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＳ撚りの場合もある。
【００１０】
このようなビードコア12をビード部13に有するタイヤ11を重荷重で高速走行させると、該ビードコア12に大きな外力が作用して左、右回転の捻りが繰り返し発生するが、この捻りが右回転のときには、１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂは共に半径方向外方に、３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃは半径方向内方に変形するため、１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃ同士は擦れ合うことはなく、逆に、捻りが左回転のときには、１、２番目のレイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂは共に半径方向内方に、３番目のレイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃは半径方向外方に変形するため、２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃ同士が直接接触して擦れ合うのである。このように捻りによる１、２番目レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂの変形方向は常に同一方向であるため、これら両レイヤー層32ａ、ｂのレイヤー線33ａ、ｂ同士はビードコア12がいずれの方向に捻れても直接接触して擦れ合うことはない。そして、この２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂは、ビードコア12の捻り方向が左回転のときに３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃに擦れ合うだけであり、これにより、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂの疲労破壊が効果的に抑制されるのである。
【００１１】
図４はこの発明の第２実施形態を示す図である。この実施形態においては、最外側から２番目のレイヤー層32ｂにおけるレイヤー線33ｂの巻き方向と最外側から３番目のレイヤー層32ｃにおけるレイヤー線33ｃの巻き方向とを同一方向とするとともに、残りのレイヤー層 32 におけるレイヤー線 33 の巻き方向を隣接するレイヤー層 32 との間で逆方向としており、ここでは最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａをＳ撚り、２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃを共にＺ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄをＳ撚りとしている。なお、前述の巻き方向は、最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａがＺ撚りで、２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃが共にＳ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＺ撚りの場合もある。そして、この実施形態の場合も前述と同様に、ビードコア12の捻りによる２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃの変形方向は同一方向であるため、これら両レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃ同士が直接接触して擦れ合うことはなくなり、この結果、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂは１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａに擦れ合うだけとなって該レイヤー線33ｂの疲労破壊が効果的に抑制されるのである。
【００１２】
図５はこの発明の第３実施形態を示す図である。この実施形態は、前記第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせてビードコア12を構成したもので、最内側（４番目）レイヤー層32ｄより外側の全レイヤー層、即ち１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃにおけるレイヤー線33ａ、ｂ、ｃの巻き方向を同一方向とするとともに、最内側（４番目）レイヤー層32ｄにおけるレイヤー線33ｄの巻き方向を前述と逆方向としており、ここでは、最外側から１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃを全てＺ撚り、最内側（４番目）レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄをＳ撚りとしている。なお、前述の巻き方向は、最外側から１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃが全てＳ撚り、４番目レイヤー層32ｄのレイヤー線33ｄがＺ撚りの場合もある。そして、この実施形態の場合には、ビードコア12の捻りによる１、２、３番目レイヤー層32ａ、ｂ、ｃのレイヤー線33ａ、ｂ、ｃの変形方向が同一方向であるため、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂが１、３番目レイヤー層32ａ、ｃのレイヤー線33ａ、ｃに擦れ合うことはなくなり、この結果、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂの疲労破壊がさらに効果的に抑制されるのである。
【００１３】
図６はこの発明の第４実施形態を示す図である。この実施形態においては、最外側（１番目）のレイヤー層32ａより内側の全レイヤー層、即ち２、３、４番目レイヤー層32ｂ、ｃ、ｄにおけるレイヤー線33ｂ、ｃ、ｄの巻き方向を同一方向とするとともに、最外側のレイヤー層32ａにおけるレイヤー線33ａの巻き方向を前述と逆方向としており、ここでは、最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａをＳ撚り、２、３、４番目レイヤー層32ｂ、ｃ、ｄのレイヤー線33ｂ、ｃ、ｄを全てＺ撚りとしている。なお、前述の巻き方向は、最外側から１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａがＺ撚りで、２、３、４番目レイヤー層32ｂ、ｃ、ｄのレイヤー線33ｂ、ｃ、ｄが全てＳ撚りの場合もある。そして、この実施形態の場合も前述の第２実施形態と同様に、ビードコア12の捻りによる２、３番目レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃの変形方向が同一方向であるため、これら両レイヤー層32ｂ、ｃのレイヤー線33ｂ、ｃ同士が直接接触して擦れ合うことはなくなり、この結果、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂは１番目レイヤー層32ａのレイヤー線33ａに擦れ合うだけとなって該レイヤー線33ｂの疲労破壊が効果的に抑制されるのである。
【００１４】
なお、請求項１、２に記載の発明をレイヤー層が３層であるビードコアに適用してもよく、前者の場合には、最外側から１、２番目レイヤー層のレイヤー線がＺ撚り、３番目のレイヤー線がＳ撚り、あるいは、最外側から１、２番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、３番目のレイヤー線がＺ撚りとなり、後者の場合には、最外側のレイヤー層のレイヤー線がＺ撚り、２、３番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、あるいは、最外側のレイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、２、３番目レイヤー層のレイヤー線がＺ撚りとなる。
【００１５】
【実施例】
次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、最外側から１、２、３、４番目レイヤー層のレイヤー線の巻き方向が１層毎に逆方向である、ここではそれぞれＳ、Ｚ、Ｓ、Ｚ撚りであるビードコアを有する従来タイヤと、最外側から１、２番目レイヤー層のレイヤー線が共にＺ撚り、３番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、４番目レイヤー層のレイヤー線がＺ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ１と、最外側レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、２、３番目レイヤー層のレイヤー線が共にＺ撚り、４番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ２と、最外側から１、２、３番目レイヤー層のレイヤー線が全てＺ撚り、４番目レイヤー層のレイヤー線がＳ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ３と、最外側レイヤー層のレイヤー線がＳ撚り、２、３、４番目レイヤー層のレイヤー線が全てＺ撚りであるビードコアを有する供試タイヤ４とを準備した。ここで、これら各タイヤのサイズはＡＰＲ46×17Ｒ20／30ＰＲであった。次に、これら各タイヤに 17.1kgf/cm2の内圧を充填してドラム試験機のリム（45×16ー20）に装着した後、16700kgfの荷重を負荷させがら時速64kmで１時間に10分間だけ 800回繰り返し走行させた。次に、このような試験済みタイヤおよび新品タイヤから最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線を約30cmだけ取り出して引張試験機にセットし、これらレイヤー線の破断強力をそれぞれ求めた。その結果は新品タイヤにおける破断強力を指数 100とすると、従来タイヤにおいては97.5であったが、供試タイヤ１においては99.5と、供試タイヤ２においては99.3と、供試タイヤ３においては99.7と、供試タイヤ４においては99.3と残強力が向上していた。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の疲労破壊を効果的に抑制することでビード部耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す空気入りタイヤの子午線断面図である。
【図２】ビードコアの部分斜視図である。
【図３】図２のＩーＩ矢視断面図である。
【図４】この発明の第２実施形態を示すビードコアの部分斜視図である。
【図５】この発明の第３実施形態を示すビードコアの部分斜視図である。
【図６】この発明の第４実施形態を示すビードコアの部分斜視図である。
【図７】従来のビードコアを示す部分斜視図である。
【符号の説明】
11…空気入りタイヤ 12…ビードコア
13…ビード部 31…芯線
32…レイヤー層 33…レイヤー線
Claims (4)
- １本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側および最外側から２番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、残りのレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を隣接するレイヤー層との間で逆方向としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
- １本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側から２番目および３番目のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、残りのレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を隣接するレイヤー層との間で逆方向としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
- １本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最内側のレイヤー層より外側の全レイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、最内側のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を前述と逆方向としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
- １本の太径芯線の周囲に、細径レイヤー線を略螺旋状に巻き付けることで構成したレイヤー層を３層以上積層して形成したビードコアをビード部に有する空気入りタイヤにおいて、最外側のレイヤー層より内側の全レイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を同一方向とするとともに、最外側のレイヤー層におけるレイヤー線の巻き方向を前述と逆方向としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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