(57)【要約】【課題】重荷重用ラジアルタイヤの耐リム滑り性を向上させる。【解決手段】  重荷重ラジアルタイヤにおいて一層のスチールカーカス２０、前記カーカス２０によりタイヤ内側から外側に向けて密に巻き上げられた複数対の多角形状のビードコア１２を備え、前記ビードコア１２の多角形状の底辺が直線状をなし、かつ、リム３０に装着したとき、リムのビードシートのテーパー角度（θr）とマルチビードコアの整列角度（θc）とが、θc＝θr±１゜となるようにした。【選択図】          図１
2006175915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重荷重ラジアルタイヤであって、スチールカーカス、前記カーカスによりタイヤ内側から外側に向けて巻き上げられた複数対のビードコアを備え、且つ、
前記ビードコアの多角形状の底辺が直線状をなし、かつ、リムに装着したとき、リムのビードシートのテーパー角度とマルチビードコアの整列角度とが略等しいことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記スチールカーカスは一層であり、かつリムのビードシートのテーパー角度（θr）とマルチビードコアの整列角度（θc）とが
θc＝θr±１゜
であることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記対を成すビードコア間にスティフナーを介在させたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項４】
請求項１ないし２に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記ビードコアは、巻き上げ回数の異なる素線層を積層状に巻き上げて形成した多角形ビードコアであることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項５】
請求項４に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記ビードコアは、ビードコア同士を隣接配置したときに互いに最も接近配置されるべき位置の素線を削除するか又は当該位置に緩衝材からなる線材を配置したことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載された重荷重用ラジアルタイヤおいて、
前記各複数対におけるビードヒール側のビードコアの引張強度がビードトウ側のビードコアのそれと同等以上であることを特徴とする。
【請求項７】
素線をビードコア治具の回りに巻き上げ回数の異なる素線層を積層状に巻き上げて多角形ビードコアを形成し、このように形成された複数対の多角形ビードコアの回りを一層のカーカスをタイヤ内側から外側に向けて密に巻き上げて形成する重荷重用ラジアルタイヤの製造方法であって、
前記ビードコア治具のビード最大幅位置に緩衝材となるダミー線材を予め配置する工程、該ダミー線材に隣接して素線を巻き付ける工程、
前記ダミー線材を削除する工程を有することを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤの製造方法。
【請求項８】
素線をビードコア治具の回りに巻き上げ回数の異なる素線層を積層状に巻き上げて多角形ビードコアを形成し、このように形成された複数対の多角形ビードコアの回りを一層のカーカスをタイヤ内側から外側に向けて密に巻き上げて形成する重荷重用ラジアルタイヤの製造方法であって、
前記ビードコア治具のビード最大幅位置に緩衝材となる線材を予め配置する工程、該線材に隣接して素線を巻き付ける工程を有することを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重荷重用ラジアルタイヤ及び同ラジアルタイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重荷重用ラジアルタイヤ、例えば、建設用タイヤの使用条件は一般車両のタイヤの使用条件に比べ厳しく、特にローダー車両の場合は、鉱物をバケットで掬い上げるため、タイヤに大きなトラクションが要求される。このような使用条件では、タイヤとタイヤを装着したリムとの間にリム滑りといわれる滑りが起きることがある。リム滑りが生じると、トラクション不足やビード下のゴムが摩耗し故障の原因となり好ましくない。
【０００３】
ところで、リム滑り性は接触圧が均一でピークに幅を持ち、且つ接触圧が高い方がよいことが分かっており、この点についてみると、一般に用いられている円形のビードコアを備えた従来のタイヤは、そのビードコアの形状から明らかなように、ビードベース−ビードシート間の接触圧分布は１つのピークを持ったガウス分布になり、ピークが幅を持った接触圧分布とならないから、例えば、建設用車両のタイヤなどの厳しい使用条件下における耐リム滑り性の点では好ましくはない。
【０００４】
そこで、ビードコアの断面形状を多角形にして、そのビードコアの底辺の角度を装着されるリムのビードシートのテーパー角度に合わせたものも知られている（特許文献１）。
このビードコアは円形のビードコアと比較すれば、多角形の底辺がビードベースのテーパー角度と等しいため、ビードベース−ビードシート間の接触圧分布のピークにある程度幅を持たせることができ、耐リム滑り性では勝っているが、上述のような厳しい使用条件下においてもリム滑りを極力なくし、トラクション不足やビード下のゴムの摩耗を防止するにはなお十分とは言い難い。
【０００５】
また、他の従来例では、丸形のビードーコアを複数個並べて配置して、ビードシートに対してピーク接触圧に幅を持たせるようにしたタイヤも提案されている（特許文献２、３参照）。
しかしながら、提案されているものは、図９に示すように、断面形状が丸いビードコア１２がタイヤの径方向に段差なく（即ち、それぞれの周長を等しくして）並べて配置されたものであり、そのため、図示のように、装着されるリム３０のビードシート３２にテーパーが付されていると、ビードベース１１−ビードシート３２間の接触圧分布は不均一となり（ここでは、リムフランジに最も近いビードコアの下側が最大である）、このように接触圧分布に偏りがあると、リム３０は滑り易く、トラクション不足やビードコア１２下のゴムの摩耗を防止することができない。また、各ビードコア１２の張力負担にもバラツキが生じ、そのため最も多く負荷を負っているビードコア（リムフランジに最も近いビードコアが最も高い張力負担を負っている）が破断するという問題もある。とくに、一本のビードコアの破断を引き金として他のビードコアの破断を誘発してしまうこともある。
【０００６】
さらに、この従来例における各ビードコア１２は、タイヤ転動時の変形により接触しそれぞれのビードコア１２が擦れ合い摩耗するため、ビードコア１２の耐久性低下やビードコア１２を構成する素線の破断が生じるという問題もある。
【特許文献１】特開昭５１−９８８０４号公報
【特許文献２】特開２０００−２３３６１３号公報
【特許文献３】特開昭５１−１３２５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決すべくなされたものであって、その第１の目的は、重荷重用ラジアルタイヤにおいて、いわゆるリム滑りを防止して、タイヤのトラクション不足やビード下のゴムの摩耗を防止することである。
また、第２の目的は、ビードコアを２個以上並べて配置した場合でも相互に接触による摩耗が生じに難くしてその耐久性低下や破断を防止することである。  
更に、第３の目的は、タイヤが横力を受けても、ビードコア負担が増大したり、エアシール性が低下したり或いは耐リム滑り性が低下したりすることがないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、重荷重ラジアルタイヤであって、スチールカーカス、前記カーカスによりタイヤ内側から外側に向けて巻き上げられた複数対のビードコアを備え、且つ、前記ビードコアの多角形状の底辺が直線状をなし、かつ、リムに装着したとき、リムのビードシートのテーパー角度とマルチビードコアの整列角度とが略等しいことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記スチールカーカスは一層であり、かつリムのビードシートのテーパー角度（θr）とマルチビードコアの整列角度（θc）とがθc＝θr±１゜であることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記対を成すビードコア間にスティフナーを介在させたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし２に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記ビードコアは、巻き上げ回数の異なる素線層を積層状に巻き上げて形成した多角形ビードコアであることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記ビードコアは、ビードコア同士を隣接配置したときに互いに最も接近配置されるべき位置の素線を削除するか又は当該位置に緩衝材からなる線材を配置したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５の何れかに記載された重荷重用ラジアルタイヤおいて、前記各複数対におけるビードヒール側のビードコアの引張強度がビードトウ側のビードコアのそれと同等以上であることを特徴とする。
請求項７の発明は、素線をビードコア治具の回りに巻き上げ回数の異なる素線層を積層状に巻き上げて多角形ビードコアを形成し、このように形成された複数対の多角形ビードコアの回りを一層のカーカスをタイヤ内側から外側に向けて密に巻き上げて形成する重荷重用ラジアルタイヤの製造方法であって、前記ビードコア治具のビード最大幅位置に緩衝材となるダミー線材を予め配置する工程、該ダミー線材に隣接して素線を巻き付ける工程、前記ダミー線材を削除する工程を有することを特徴とする。
請求項８の発明は、素線をビードコア治具の回りに巻き上げ回数の異なる素線層を積層状に巻き上げて多角形ビードコアを形成し、このように形成された複数対の多角形ビードコアの回りを一層のカーカスをタイヤ内側から外側に向けて密に巻き上げて形成する重荷重用ラジアルタイヤの製造方法であって、前記ビードコア治具のビード最大幅位置に緩衝材となる線材を予め配置する工程、該線材に隣接して素線を巻き付ける工程を有することを特徴とする。
【０００９】
（作用）
本発明では、１層のカーカスでタイヤを構成したから、複数層のカーカスでタイヤが構成されている場合のように、各プライ層間で歪みが発生・蓄積し、故障の原因となることがない。
また、重荷重用ラジアルタイヤのビード部に複数対の多角形又は変形多角形ビードコアを、その底辺の整列角度が装着すべきリムのビードシートのテーパー角度と略等しくなるように、各ビードコアが段差を有するようにその周長を設定して配置する。これによりタイヤビードベースとリムビードシート間の接触圧分布を均一化するとともに、タイヤに加わる各ビードコアの張力負担を均一化する。
更に、隣接した多角形ビードコアの最も接触し易い部分つまり最大幅の部分（位置）の素線を削除しておくか又はその部分をゴム線などの緩衝材に置き換えることで、転動中に隣接したビードコア同士が接触しても、ビードコアを構成する素線が破断しないようにしている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤビードベース−リムビードシート間の接触圧分布を均一化することができ、かつ、ビードコアの構造が多角形のマルチビードコア底辺の整列角度を装着されるリムのビードシートのテーパー角度にほぼ等しくしたため、接触圧のピークに幅を持たせることができ、リム滑りを防止してタイヤのトラクション不足やビード下のゴムの摩耗を防止することができる。
また、各ビードコアの張力負担を均一化することができるため、ビードコア破断の可能性を低くすることができる。
隣接配置されたビードコアが互いに接触してもビードコアを構成する素線が摩耗したり破断したりすることがなく、ビードコアの強度を長期間に亘り維持することができる。
更に、前記各複数対のビードコアの強度は、ビードトウ側のビードコアをビードヒール側のビードコア以上としたため、タイヤが横力を受けてビードコア負担が増大しても破断等が生じず、エアシール性が低下したり或いは耐リム滑り性が低下したりすることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の１実施形態に係る重荷重用ラジアルタイヤのビード部を拡大して示した側面図である。
図中、１０は重荷重用ラジアルタイヤの一対のビード部（図においては片側のみ示す）であり、このビード部１０内には６角形断面のビードコア１２が埋設されている。ビードコア１２は６角形の１辺を底面１２ａとなしており、ここでは２本のビードコア１２が隣接配置されており、この２本のビードコア１２の周りをスチール製の１プライのカーカス２０がトロイド状に延び、ビードコア１２の周りをタイヤの内側から外側に巻上げ配置されている。
【００１２】
この重荷重用ラジアルタイヤを装着するリム３０のビードシート３２は、図示のようにテーパーが施されている。本重荷重用ラジアルタイヤのビードベース１１は、このリム３０のフランジのビードシート３２のテーパー角度と略一致したテーパー角度が付されており、かつ前記ビードコア１２の底面１２ａも前記フランジ３０のビードシートのテーパー角と略同一の角度が付されている。具体的には、装着されるリム３０のビードシート３２のテーパー角度をθrとし、マルチビードコア１２の底面１２ａの整列角度をθcとするとき、θc＝θr±１゜となるよう各ビードコア１２は位置決めされている。換言すれば、各ビードコア１２はタイヤのビード部に配置されたときに前記ビードシート３２のテーパー角と略等しい底面整列角度が得られるよう、各ビードコア１２はそれぞれの周長が異なるように形成されている。
【００１３】
図２Ａは、本発明の構成になる多角形マルチビードコア１２を用いた場合のビードベース１１に作用する接触圧／張力分布を示した図であり、図２Ｂは比較のため従来の円形のマルチビードコア１２を用いた場合の同様の分布を示す。ここで、縦軸を接触圧／張力としたのは、接触圧が高いとビードコア１２の内周が大きくなるようにビードコアに反力が作用し、ビードコアの張力が高くなるため、接触圧と張力が同様の分布傾向を有するからである。
図２Ａと２Ｂを対比すれば明らかなように、本発明に係る重荷重用ラジアルタイヤでは、従来のもののように接触圧／張力にピークを持たず、拡がった平坦な特性を有している。そのため、リム滑りが生じ難く、ビードコア１２下のゴムが部分的に摩耗することがない。
【００１４】
次に、本発明の第２の目的、即ち、ビードコア１２同士の接触による摩耗等の防止を達成するための構成について説明する。
図３はそのための第１の実施形態を示す断面図である。
この実施形態では、各ビードコア１２間にスティフナー４０が入り込むように配置してビードコア同士が相互に接触しないようにしている。この構成によりタイヤのビード部に複数のビードコア１２を配置しても、従来のようにタイヤ転動時の変形によりそれぞれのビードコア１２が擦れ合いビードコア１２が摩耗することはない。
【００１５】
図４は、本発明の第２の目的を達成するための第２の実施形態として、転動中にビードコア１２同士が万一接触したとしてもビードコア１２が摩耗或いは破断しないように、ビードコア１２自体の構造に改良を加えた第１の実施例のビードコアの断面図、図５は、６角形の第２の実施例のビードコアの断面図、及び図６は比較のために示した６角形のビードコアの断面図である。
第１の実施例のビードコア１２は、断面が変形六角形で全体がリング状を呈し、半径方向に重ね合わされた複数層、ここでは９層の素線層１６から構成されている。各素線層１６は非伸張性の素線ここではスチール製の素線１４から構成され複数のリング状をしたリング部Ｒ（図７参照）を有し、この実施形態においては半径方向最内側の素線層１６に５本のリング部Ｒが、また、最内側から２番目の素線層１６に６本、同３番目の素線層１６に７本、同４番目の素線層１６に８本、同５番目の素線層１６に７本、同６番目の素線層１６に８本、同７番目の素線層１６に７本、同８番目の素線層１６に６本、同９番目の素線層１６に５本のリング部Ｒがそれぞれ配置されている。
【００１６】
図７は、このビードコア１２のリング部Ｒが５本の素線層１６を示す平面図であり、図示のようにリング部Ｒはビードコア１２の周方向に実質上平行で、ほぼ１周、つまり１周より後記連続部１４ａの長さＬを減じた長さに亘って延びるとともに、互いに同軸関係を保った状態で側端同士が密着配置されている。また、任意の隣接する２つのリング部Ｒのうち一方のリング部Ｒの周方向終端と他方のリング部Ｒの周方向始端との間は、ビードコア１２の周方向に対して所定の小さな角度で傾斜しながら延びる傾斜部１４ａが形成されている。
これら傾斜部１４ａの周方向位置は該傾斜部１４ａが存在する素線層１６面内において同一となっており、この結果、同一の素線層１６内における傾斜部１４ａは側端同士が互いに密着した状態で配置されている。
【００１７】
このビードコア１２を製造する場合には、例えば、全体としてはリング状を呈し、図８に示すように、傾斜した外周に断面が六角形を２分割した台形状の環状溝５１が形成された成形リング（ビードコア治具）５０を用いる。この成形リング５０は、周方向に並べて設置され、かつ半径方向に同期移動可能な複数の弧状セグメント５２から構成されている。
【００１８】
素線１４の巻き上げは、この成形リング５０を軸線回りに回転させながら前記環状溝５１に素線１４を供給し、該素線１４を環状溝５１の底面５１ａ、斜面５１ｂの境界近傍に押付けながらほぼ１周に亘って、詳しくは１周から傾斜部１４ａの周方向長さＬを減じた長さだけ巻回することで行う。これにより、環状溝５１内には周方向に実質上平行で周方向長さが１周長に近いリング状のリング部Ｒが形成される。リング部Ｒが周方向始端まで形成されると、前記素線１４の供給位置を他側の斜面５１ｂに向かって徐々にずらし、素線１４を周方向に対して傾斜させながら前記リング部Ｒの周方向始端の側面に密着するまでさらに環状溝５１内において巻回し、傾斜部１４ａを形成する。このようにして傾斜部１４ａが形成されると、素線１４の供給位置を当該位置において停止させる。そして、このような作業を繰り返し行うことで、環状溝５１の底面５１ａの周囲に複数のリング部Ｒを互いに同軸関係を保って密着配置させるとともに、隣接する２つのリング部Ｒの周方向終端と周方向始端とを傾斜部１４ａで連続させて最内側の素線層１６を形成する。この際、前記傾斜部１４ａの周方向位置が同一となるよう素線１４の供給位置を制御し、傾斜部１４ａが密着配置されるようにする。
【００１９】
最内側の素線層１６を成形した後、同様の作業を繰り返し行って１本の素線からビードコア１２を製造するが、このビードコアの製造時、５番目の素線層の形成に当たり、ビードコア治具５０の角部つまりビード最大幅位置にダミーのゴム線を予め配置しておき、素線の巻き上げはこのゴム線に隣接させて行い、巻き上げ終了後にこのゴム線を外す。
【００２０】
第１の実施例のビードコア１２において、前記第５番目の素線巻き上げ数を７本として、第４番目及び第６番目の８本よりも素線の巻き上げ数を減らしたのは、図６に示す従来の６角形のビードコアを隣接配置したときに互いに最も近接する素線は第５番目の素線層の図示左右端の素線であり、この構成では両者が接触すると前記左右端の１本の素線１４が擦り合ってその強度を低下させたり或いは断線するなどの問題が生じる。そこで、第１のビードコア１２では、従来のビードコアの前記部分の素線１４を削除したのである。
このように構成することにより、ビードコア１２を隣接配置した場合に、仮にビードコア同士が接触しても、第４番目と第５番目の素線同士が擦り合うこととなり、接触圧が緩和されるため従来のように１本の素線同士が擦れ合って摩滅しあるいは破断することが防止できる。
【００２１】
図５は、第２の実施例のビードコアを示す拡大断面図である。
このビードコア１２は、その位置つまり、従来のビードコアの構造でタイヤのビード部にビードコア同士を隣接配置したときに素線同士が最も近接する位置に、ゴム線などの非金属の緩衝材を配置し、万一ビードコア同士が接触しても緩衝材により素線の断線などが生じないようにしている。
このような構成にすることにより、転動中に仮にビードコア同士が接触してもその接触は緩衝材同士でなされるから、素線同士は接触は免れ素線が摩耗することはない。
【００２２】
第２のコアの製造を行う場合は、本実施形態において、第５番目の素線層を形成する際に、ビードコアの前記治具に予め例えばゴム線などを配置しておき、スチールの細線をそのゴム線に隣接して隙間なく治具に巻き上げることとで、ビードコアの最大幅位置、つまり図中その左右両端部にゴム線などからなる緩衝材１８を配置することができる。
つまり、第１の実施例ビードコア１２の製造時に、ダミーとして用いるゴム線などを、ビードコア１２同士の接触時の緩衝材としてそのまま残しても同様の構成とすることができる。
なお、以上の実施形態のビードコアの断面形状は６角形であるがこれに限らず任意の多角形であってもよいことは勿論である。
【００２３】
次に複数対の各々のビードコア１２の強度について説明する。
タイヤは横力を受けたとき、ビードトウ側が浮き上がることがある。ビードトウ側が浮き上がると、ビードトウに最も近いビードコアの引張応力負担が増加したり、或いはエアシール性が低下したりすることあり、耐リム滑り性も損なわれる。そのため、本発明では、ビードヒール側に対して、ビードトウ側のビードコア１２の強度を同等若しくはそれ以上にしてこのような問題が起こらないような対策を講じている。この課題は、例えば、ビードトウ側のビードコア１２を、ビードヒール側のビードコア１２を形成する素線１４と同等か或いはそれを越える強度（引張応力に対する強度）のもので作製するか、或いは、同じ材質の素線の巻き上げ回数を増やす等により達成することができる。
【００２４】
実施例
タイヤサイズが２３．５Ｒ２５のものを用いてそれぞれ本発明の実施品と従来製品についてそれぞれ、タイヤを押し付けた状態でタイヤ回転方向に力を加え、リム−タイヤ間で滑り出すときの力（接線力指数）を測定して耐リム滑り性の試験を行った。
即ち
本発明の実施品
ビードの形状：実施品は変形６角形、従来タイヤでは円形、従来タイヤ２では６角形
コアの個数：実施品は２個、従来タイヤは２個、従来タイヤ２は１個、
整列角度θc：実施品は５゜、従来タイヤは０、従来品２は５゜、
コア間の距離：実施品及び従来タイヤは２０mm、
コア間の段差：実施品は１．７mm、従来タイヤは０、
総ビード巻き数：何れも８７、
使用リムサイズ；何れも１９．５０／２．５、
ビードシートのテーパー角度θr：何れも５゜、
以上の条件で各タイヤの接線力指数を測定したところ、本発明の実施品では１２０であるのに対し、従来タイヤでは１０５、従来タイヤ２では１００であった。
表１は、この結果を表にして示したものである。
【００２５】
【表１】
2006175915.tif 000003
【００２６】
この結果から明らかなように、本発明に係る重荷重用ラジアルタイヤは、従来品よりも滑り出しまでの接線力指数でみて約１４〜２０％の改善が認めらその有効性が証明された。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の重荷重用ラジアルタイヤの１実施形態の要部断面図である。
【図２】ビードベースに作用する接触圧／張力分布を示した図であり、図２Ａは本発明の実施形態について、また図２Ｂは従来のものについてそれぞれ示した図である。
【図３】本発明の重荷重用ラジアルタイヤの他の実施形態の要部断面図である。
【図４】第１の実施例に係るビードコアの断面図である。
【図５】第２の実施例に係るビードコアの断面図である。
【図６】従来のビードコアの断面図である。
【図７】ビードコアの素線層を示す平面図である。
【図８】ビードコアの成形リングの断面図である。
【図９】従来の重荷重用ラジアルタイヤの要部断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・重荷重用ラジアルタイヤ０・・・ビード部、１１・・・ビードコアベース、１２・・・ビードコア、１４・・・素線、２０・・・カーカス、３０・・・リム、３２・・・ビードシート、４０・・・スティフナー。
【図１】
2006175915.tif 000004
【図２】
2006175915.tif 000005
【図３】
2006175915.tif 000006
【図４】
2006175915.tif 000007
【図５】
2006175915.tif 000008
【図６】
2006175915.tif 000009
【図７】
2006175915.tif 000010
【図８】
2006175915.tif 000011
【図９】
2006175915.tif 000012