(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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するとともに、これらのレイヤー層のうち少なくとも隣接する２層におけるレイヤー線の巻き方向を逆方向と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、レイヤー線の巻き方向が逆方向である２層のレイヤー層のうち最外側に最も近い２層のレイヤー層間に緩衝ゴム層を配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記緩衝ゴム層の厚さｔを 0.2mmからレイヤー線直径ｐmmの 0.2倍までの範囲とした請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記レイヤー線の巻き方向が全レイヤー層において１層毎に逆方向であるとき、最外側のレイヤー層と最外側から２番目のレイヤー層との間に緩衝ゴム層を配置した請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記最外側から２番目のレイヤー層と３番目のレイヤー層との間にも緩衝ゴム層を配置した請求項３記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【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、即ち、図５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 1が知られている。そして、このようなビードコア 1は、一般に、レイヤー層 4のレイヤー線 3の巻き方向を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をＳ撚りとしている。
【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、巻き方向が逆方向であるレイヤー層 4のレイヤー線 3が擦れ合いによって疲労破壊してしまうことがある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Ｓ撚りであるレイヤー層4s（例えば、最外側のレイヤー層）においてはレイヤー線3sが閉じる方向（半径方向内方）に、レイヤー線 3の巻き方向がＺ撚りであるレイヤー層4z（最外側から２番目のレイヤー層）においてはレイヤー線3zが開く方向（半径方向外方）に変形するため、前述のような右回転の捻りがビードコア 1に作用する毎に、半径方向内方に変形するＳ撚りレイヤー層（最外側レイヤー層）4sのレイヤー線3sと、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とが直接接触して擦れ合うのである。そして、このような半径方向への変形は外側のレイヤー層 4ほど大きくなるため、前述のような最外側レイヤー層（１番目レイヤー層）のレイヤー線と２番目レイヤー層のレイヤー線との間でレイヤー層中において最大の擦過力が生じ、疲労破壊の発生原因となるのである。一方、前記ビードコア 1に左回転（反時計回り）の捻りが作用した場合には、Ｚ撚りであるレイヤー層4z（２番目レイヤー層）においてレイヤー線3zが閉じる方向（半径方向内方）に変形し、Ｓ撚りであるレイヤー層4s（最外側から３番目のレイヤー層）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、前述のような左回転の捻りがビードコア 1に作用する毎に、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）4zのレイヤー線3zと、半径方向外方に変形するＳ撚りレイヤー層（３番目レイヤー層）4sのレイヤー線3sとが直接接触して次に大きな擦過力で擦れ合うのである。このように最外側から１、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１層毎に逆方向であると、２番目レイヤー層のレイヤー線に１、３番目レイヤー層のレイヤー線から繰り返し逆方向の大きな擦過力が付与され、これにより、２番目レイヤー層のレイヤー線がビードコア 1中で最初に疲労破壊するのである。
【０００５】
この発明は、巻き方向が逆方向である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ようにした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、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するとともに、これらのレイヤー層のうち少なくとも隣接する２層におけるレイヤー線の巻き方向を逆方向と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、レイヤー線の巻き方向が逆方向である２層のレイヤー層のうち最外側に最も近い２層のレイヤー層間に緩衝ゴム層を配置することにより達成することができる。
【０００７】
ビードコア中にレイヤー線の巻き方向が逆方向であるレイヤー層が隣接して配置されていると、空気入りタイヤを走行させたとき、該ビードコアに作用する捻りによってこれらレイヤー層のレイヤー線が閉じる方向（半径方向内方）および開く方向（半径方向外方）に同時に変形し、これら両レイヤー層のレイヤー線同士が互いに押し合って繰り返し擦れ合う。そして、前述のような変形は外側に配置されているレイヤー層ほど大であるので、レイヤー線の巻き方向が逆方向である２層のレイヤー層のうち最外側に最も近い２層のレイヤー層においてレイヤー線に最初に疲労破壊が発生する。このため、この発明においては、このような最外側に最も近い２層のレイヤー層間に緩衝ゴム層を配置することで、これらレイヤー層におけるレイヤー線同士の直接接触を阻止するとともに、前述したレイヤー線の変形をある程度吸収し、これらレイヤー層におけるレイヤー線の接触圧を弱める（緩衝する）ようにしている。これにより、前記レイヤー層におけるレイヤー線の疲労破壊が抑制され、ビード部耐久性が向上するのである。
【０００８】
また、請求項２に記載のように構成すれば、重量増加による弊害を低減させながらレイヤー線の疲労破壊を効果的に抑制することができる。
さらに、請求項３に記載のように構成すれば、最も大きな擦過力を受けるレイヤー線の疲労破壊を確実に抑制することができる。
また、請求項４に記載のように構成すれば、次に大きな擦過力を受けるレイヤー線の疲労破壊も確実に抑制することができる。
【０００９】
【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に対して所定角度で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にほぼ平行に延びるコードが埋設されている。
【００１０】
図２、３において、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、これらのレイヤー層32のうち少なくとも隣接する２層のレイヤー層32においてレイヤー線33の巻き方向が逆方向と、この実施形態では全てのレイヤー層32においてレイヤー線33の巻き方向が１層毎に逆方向と、即ち互いに隣接する最外側の（最外側から１番目の）レイヤー層32ａと最外側から２番目のレイヤー層32ｂとの間、最外側から２番目のレイヤー層32ｂと最外側から３番目のレイヤー層32ｃとの間および最外側から３番目のレイヤー層32ｃと最外側から４番目のレイヤー層32ｄとの間において、レイヤー線33の巻き方向が逆方向となっており、具体的には、最外側レイヤー層32ａのレイヤー線33ａがＳ撚り、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂがＺ撚り、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。
【００１１】
このようにビードコア12にはレイヤー線33の巻き方向が逆方向である２層の隣接したレイヤー層32が２以上存在している（この実施形態では前述のように３だけ存在している）が、これら２層のレイヤー層32のうち最外側に最も近い２層のレイヤー層32間に、ここでは最外側レイヤー層32ａと２番目レイヤー層32ｂとの間に緩衝ゴム層35ａを配置している。また、この実施形態においては、レイヤー線33の巻き方向が逆方向である他の２層の隣接したレイヤー層32、即ち２番目レイヤー層32ｂと３番目レイヤー層32ｃとの間および３番目レイヤー層32ｃと４番目レイヤー層32ｄとの間にも緩衝ゴム層35ｂ、35ｃをそれぞれ配置している。なお、レイヤー線の巻き方向が逆方向である２層の隣接したレイヤー層がビードコアに１つだけ存在しているときには、これら２層のレイヤー層が最外側に最も近い２層のレイヤー層となり、これら２層のレイヤー層間に緩衝ゴム層が配置される。ここで、前述の緩衝ゴム層35は、例えば前記２層のレイヤー層32のうち、内側のレイヤー層32のレイヤー線33の巻き付けが終了した後に、該内側のレイヤー層32の周囲に帯状ゴムを螺旋状に巻き付け、その後、該帯状ゴムの周囲に外側のレイヤー層32のレイヤー線33を巻き付けることで配置すればよい。また、これら緩衝ゴム35の厚さｔは、 0.2mmからこれらレイヤー層32におけるレイヤー線33の直径ｐmmの 0.2倍までの範囲とすることが好ましい。その理由は、前記厚さｔが 0.2mm未満であると、レイヤー線33の変形によるレイヤー線33同士の擦れ合いを効果的に緩衝することができないからであり、一方、厚さｔがレイヤー線33の直径ｐの 0.2倍を超えると、レイヤー線33同士の緩衝効果がほぼ飽和してしまうにも拘らず重量だけが増加するからである。
【００１２】
次に、この発明の第１実施形態の作用について説明する。
前述のようなビードコア12を有するタイヤ11を重荷重下で高速走行させると、該ビードコア12には左、右回転の捻りが交互に作用するが、このビードコア12中には前述のようにレイヤー線33の巻き方向が逆であるレイヤー層32が隣接して配置されている、具体的には最外側のレイヤー層32ａから内側に向かって順次レイヤー線33の巻き方向がＳ、Ｚ、Ｓ、Ｚ撚りと１層毎に逆方向となっているため、例えば、ビードコア12に右回転（時計回り）の捻りが作用したときには、１、３番目のレイヤー層32ａ、32ｃのレイヤー線33ａ、33ｃが閉じる方向（半径方向内方）に、２、４番目レイヤー層32ｂ、32ｄのレイヤー線33ｂ、33ｄが開く方向（半径方向外方）に同時に変形して、１、２番目レイヤー層32ａ、32ｂのレイヤー線33ａ、33ｂ同士および３、４番目レイヤー層32ｃ、32ｄのレイヤー線33ｃ、33ｄ同士が互いに押し合って繰り返し擦れ合い、逆に、ビードコア12に左回転（反時計回り）の捻りが作用したときには、２、４番目のレイヤー層32ｂ、32ｄのレイヤー線33ｂ、33ｄが閉じる方向（半径方向内方）に、１、３番目のレイヤー層32ａ、32ｃのレイヤー線33ａ、33ｃが開く方向（半径方向外方）に同時に変形して、２、３番目レイヤー層32ｂ、32ｃのレイヤー線33ｂ、33ｃ同士のみが互いに押し合って繰り返し擦れ合う。そして、前述のような変形は外側に配置されているレイヤー層32ほど（最外側に近いほど）大であるので、レイヤー線33の巻き方向が逆方向である２層のレイヤー層32のうち、最外側に最も近い２層のレイヤー層32、ここでは最外側のレイヤー層32ａと最外側から２番目のレイヤー層32ｂにおいて、レイヤー線33ａ、33ｂに最大の擦過力が付与されるが、これらレイヤー層32ａ、32ｂのうち、２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂには、前述のように右回転の捻り作用時には最外側レイヤー層32ａのレイヤー線33ａから、逆に左回転の捻り作用時には３番目レイヤー層32ｃのレイヤー線33ｃから擦過力を受けるのに対し、最外側レイヤー層32ａのレイヤー線33ａは右回転の捻り作用時に２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂから擦過力を受けるが、左回転の捻り作用時にはいずれのレイヤー線33からも擦過力を受けることはないため、最外側レイヤー層32ａのレイヤー線33ａより２番目レイヤー層32ｂのレイヤー線33ｂの方が最初に疲労破壊する。
【００１３】
このため、この実施形態においては、このように最初に疲労破壊するレイヤー層32ｂを含む最外側に最も近い２層の隣接したレイヤー層32、即ち１、２番目レイヤー層32ａ、32ｂ間に緩衝ゴム層35ａを配置することで、これらレイヤー層32ａ、32ｂにおけるレイヤー線33ａ、33ｂ同士の直接接触を阻止するとともに、これらレイヤー線33ａ、33ｂの変形をある程度吸収してこれらレイヤー層32ａ、32ｂにおけるレイヤー線33ａ、33ｂ同士の接触圧を弱める（緩衝する）ようにしている。これにより、最初に疲労破壊する２番目レイヤー層32ｂにおけるレイヤー線33ｂの疲労破壊が抑制され、ビード部耐久性が向上するのである。また、この実施形態においては、前述のように２、３番目レイヤー層32ｂ、32ｃ間にも緩衝ゴム層35ｂを配置することで、これらレイヤー層32ｂ、32ｃにおけるレイヤー線33ｂ、33ｃ同士の直接接触を阻止するとともに、これらレイヤー線33ｂ、33ｃの変形をある程度吸収してこれら同士の接触圧を弱め、最初に疲労破壊する２番目レイヤー層32ｂにおけるレイヤー線33ｂの疲労破壊をさらに確実に抑制するとともに、３番目レイヤー層32ｃにおけるレイヤー線33ｃの疲労破壊も抑制するようにしている。さらに、この実施形態においては、３、４番目レイヤー層32ｃ、32ｄ間にも緩衝ゴム層35ｃを配置することで、３番目レイヤー層32ｃにおけるレイヤー線33ｃの疲労破壊もさらに抑制するようにしている。
【００１４】
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、ビードコア41の第２、第３レイヤー層42ｂ、42ｃにおけるレイヤー線43ｂ、43ｃの巻き方向を同一方向としており、この結果、このビードコア41においてはレイヤー線43の巻き方向は最外側レイヤー層42ａから内層側に向かって順次Ｚ、Ｓ、Ｓ、Ｚ撚りとなっている。このように２、３番目レイヤー層42ｂ、42ｃのレイヤー線43ｂ、43ｃの巻き方向が同一方向である場合には、１、２番目レイヤー層42ａ、42ｂおよび３、４番目レイヤー層42ｃ、42ｄがレイヤー線43の巻き方向が逆方向である２層のレイヤー層42となるが、これら２層のレイヤー層42のうち最外側に最も近い２層のレイヤー層42は１、２番目レイヤー層42ａ、42ｂであるので、これら１、２番目レイヤー層42ａ、42ｂ間にのみ緩衝ゴム層44を配置し、これら１、２番目レイヤー層42ａ、42ｂのレイヤー線43ａ、43ｂの疲労破壊を抑制するようにしている。
【００１５】
なお、前述の実施形態においては、この発明をレイヤー層32が４層であるビードコア12に適用したが、この発明においては、レイヤー層が３層であるビードコアに適用してもよい。
【００１６】
【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、１、２番目レイヤー層間および２、３番目レイヤー層間には緩衝ゴム層を配置せず、３、４番目レイヤー層間にのみ緩衝ゴム層を配置したビードコアを有する比較タイヤと、１、２番目レイヤー層間、２、３番目レイヤー層間および３、４番目レイヤー層間のいずれにも緩衝ゴム層を配置したビードコアを有する供試タイヤとを準備した。ここで、これら各タイヤのサイズはＡＰＲ46×17Ｒ20／30ＰＲであり、また、各ビードコアにおけるレイヤー線の巻き方向は全レイヤー層で１層毎に逆方向であり、さらに、各ビードコアのレイヤー線直径ｐは 2.2mm、緩衝ゴム層の厚さｔは 0.3mm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２番目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98であったが、供試タイヤにおいては99.5と残強力が向上していた。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、巻き方向が逆方向である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ができ、ビード部耐久性が向上するのである。
【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】従来のビードコアの一例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
35…緩衝ゴム層
【図１】
0003781539.tif 000002
【図２】
0003781539.tif 000003
【図３】
0003781539.tif 000004
【図４】
0003781539.tif 000005
【図５】
0003781539.tif 000006