JP2001010311A - １５゜テーパリム用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビードコアの最適強度を維持しながら、ビー
ド耐久性を向上しうる。 【解決手段】 ビードコア５は、１本のビードワイヤ１
０を螺旋状に巻回することによりビードワイヤがビード
底部４Ｓに沿って横方向に並ぶワイヤ列Ｌが複数段ｍに
重ねられた断面多角形をなす。各ワイヤ列Ｌは、タイヤ
軸方向線に対して５〜２５゜の角度αで傾斜する。ワイ
ヤ列Ｌのワイヤ本数ｎが最大となる最大ワイヤ列ＬＸの
列長さＷ２と最下段のワイヤ列Ｌ１の列長さＷ１との比
Ｗ１／Ｗ２を０．４以上かつ０．７以下とした。ワイヤ
積層高さＨと前記列長さＷ１との比Ｈ／Ｗ１を０．８以
上かつ２．０以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビードコアの最適
強度を維持しながら、ビードコア下におけるビードコア
とカーカスとの間隔を減じることができ、ビード部の耐
久性を向上しうる１５゜テーパリム用空気入りタイヤに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、空気入りタイヤのビ
ード部ａには、カーカスｂの両端部を固定しかつリム外
れを防止するために、スチール製等のヒードワイヤｃを
巻回してなるビードコアｄが埋設されている。特に、重
荷重用のチューブレスタイヤとして使用される１５゜テ
ーパリム用空気入りタイヤでは、高内圧、高重荷重下で
使用されるため強固なビードコアｄが必要であり、その
ために１本のビードワイヤｃを螺旋状に巻回した断面偏
平六角形状のものが多用されている。なお断面偏平六角
形状とすることにより、断面内でのヒードワイヤｃの本
数増加が計られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ビードコアｄでは、このビードコアｄの半径方向内面ｄ
ｓとカーカスｄとの間の間隔ｇが大きくなる傾向にあ
る。

【０００４】この間隔ｇは、タイヤ加硫時に、カーカス
ｂ、ビードワイヤｃ、及びビードコアｄの周囲に設ける
ラッピングキャンバスｄ１等におけるトッピングゴムの
一部が移行することにより形成されるが、加硫中に作用
するカーカスコードのテンションによるカーカス折返し
形状の変形、或いは前記トッピングゴムのゴム量のバラ
ツキなどが複雑に影響して、タイヤ周方向でバラツキが
発生する。特に、従来のビードコアｄでは、間隔ｇ自体
が大きいためそのバラツキも大きくなる。

【０００５】その結果、カーカスｂのタイヤ半径方向の
最小内径ｒｂが一定せず、タイヤのリムとのコンプレッ
ションが大きくバラつくために、安定した耐久レベルが
維持できないという問題がある。しかも、間隔ｇの増大
は、ビードコア下でのチェーファｅのゴム厚さの低下を
もたらすが、このゴム厚さが減少しすぎると、チェーフ
ァｅの耐久性が急激に低下し、ビードコア下でのゴム割
れ等の損傷を発生することとなる。

【０００６】なお、前記間隔ｇを最小限に減じるために
は、ビードコアを断面円形状に形成したり、或いは特開
平９−３１５１１２号公報で提案する如く、湾曲させた
帯鋼材などの帯状体を多段に積層させて三日月状に形成
することが望ましい。しかし、これらは、現行の偏平六
角形状のものに比較してコストが高くかつ生産性に劣る
という問題がある。さらに断面円形状のビードコアで
は、重量が大であるという問題もある。

【０００７】そこで本発明は、現行の偏平六角形状のビ
ードコアの改良に係わるものであり、最大ワイヤ列のワ
イヤ列の列長さＷ２と最下段のワイヤ列の列長さＷ１と
の比Ｗ１／Ｗ２を規制することを基本として、コストや
重量の増加を抑えかつビードコアの最適強度を維持しな
がら、ビードコア下におけるビードコアとカーカスとの
間隔自体及びそのバラツキを減じることができ、リムと
のコンプレッション及びビードコア下でのチェーファの
ゴム厚さを安定化し、ビード耐久性を向上しうる１５゜
テーパリム用空気入りタイヤの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願の請求項１の発明は、トレッド部からサイドウ
ォール部をへてビード部に埋設されたビードコアの廻り
で折り返されるカーカスを有する１５゜テーパリム用空
気入りタイヤであって、前記ビードコアは、１本のビー
ドワイヤを螺旋状に巻回することによりビードワイヤが
ビード底部に沿って横方向に並ぶワイヤ列が複数段に重
ねられた断面多角形をなし、かつ各ワイヤ列は、タイヤ
軸方向線に対して５〜２５゜の角度でかつビード底部と
同方向に傾斜するとともに、 前記ビードコアは、ワイ
ヤ列のワイヤ本数が、前記最下段のワイヤ列からワイヤ
本数が最大となる最大ワイヤ列まで漸増させた台形状領
域を有し、かつこの台形状領域における前記最大ワイヤ
列の列長さＷ２と最下段のワイヤ列の列長さＷ１との比
Ｗ１／Ｗ２を０．４以上かつ０．７以下とし、しかも前
記ビードコアのワイヤ積層高さＨと前記列長さＷ１との
比Ｈ／Ｗ１を０．８以上かつ２．０以下としたことを特
徴としている。

【０００９】また請求項２の発明では、前記台形状領域
は、ワイヤ列のワイヤ本数を、前記最下段のワイヤ列か
ら最大ワイヤ列まで１本づつ増加させたことを特徴とし
ている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図において、タイヤ１は、トレ
ッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる
一対のサイドウォール部３と、各サイドウオール部３の
内方端に位置するビード部４とを具えるとともに、この
ビード部４、４間にはカーカス６が架け渡される。

【００１１】前記カーカス６は、ナイロン、レーヨン、
ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コード又
はスチールコードを用いたカーカスコードをタイヤ赤道
ＣＯに対して７０〜９０°の角度で配列した１枚以上の
カーカスプライ６Ａからなる。本例では、スチールコー
ドをタイヤ赤道ＣＯに対して９０°の角度で配列した１
枚のカーカスプライ６Ａから形成された場合を例示して
いる。

【００１２】又前記カーカス６は、トレッド部２からサ
イドウオール部３をへて前記ビード部４に埋設されるビ
ードコア５に至る本体部６ａと、前記ビードコア５の廻
りで内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを一体
に具え、前記本体部６ａの外側かつトレッド部２内方に
はベルト層７を配置している。

【００１３】前記ベルト層７は、本例では、スチールコ
ードを用いたベルトコードをタイヤ赤道ＣＯに対して例
えば６０±１０°程度の角度で配列した最内のベルトプ
ライ７Ａと、タイヤ赤道ＣＯに対して３０°以下の小角
度で配列したベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの４層構
造をなし、例えばベルトコードがプライ間で互いに交差
する箇所を１箇所以上設けて重置している。なおベルト
コードとして、必要に応じてナイロン、ポリエステル、
レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードを用い
ることができる。

【００１４】又前記ビード部４には、カーカスの本体部
６ａと折返し部６ｂとの間に、前記ビードコア５からタ
イヤ半径方向外側に先細状にのびるビードエーペックス
ゴム８が配される。このビードエーペックスゴム８は、
例えばＪＩＳショア（Ａ）硬さが６０〜９９°のゴムか
らなり、そのタイヤ軸方向の内側面は、前記本体部６ａ
と略平行な略直線状をなすとともに、外側面は、凹円弧
状に形成している。

【００１５】又前記ビードエーペックスゴム８の外端８
ｅのビードベースラインＢＬからの高さ（ｈａ）は、タ
イヤ断面高さＨ（図１に示す）の６〜３１％、より好ま
しくは８〜２２％、さらに好ましくは８〜１４％であ
る。このようにビードエーペックスゴム８を小型化する
ことにより、折返し部６ｂに生じる圧縮歪みを軽減で
き、折返し部６ｂの耐久性を高めうるとともに、ビード
発熱を抑制しうる。なお前記「ビードベースラインＢ
Ｌ」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）、ＴＲ
Ａ（米国タイヤ・リム協会）及びＥＴＲＴＯ（欧州タイ
ヤ・リム技術機関）の規格で定められるリム径を通るタ
イヤ軸方向線を意味する。

【００１６】又カーカス６の前記折返し部６ｂは、前記
ビードエーペックスゴム８を越えて半径方向外方にの
び、その外端６ｅはタイヤ最大巾位置よりも半径方向内
方で終端している。前記外端６ｅのビードベースライン
ＢＬからの高さｈ０は、好ましくは前記タイヤ断面高さ
Ｈの１５％〜５０％、より好ましくは２０〜４０％であ
る。

【００１７】又図２に示すように、前記折返し部６ｂ
は、ビードエーペックスゴム８の前記外端８ｅ近傍に、
折返し部６ｂと本体部６ａとの間のカーカスコード間距
離Ｔが最小値Ｔmin となる近接部Ｘを有する。この最小
値Ｔmin は、前記カーカスコードの直径の０．１５〜
７．０倍の範囲であり、０．１５倍を下回ると、前記外
端８ｅ近傍での変形に対するゴム強力が不足しがちとな
り、逆に７．０倍を超えると発熱が大きく、前記外端８
ｅ近傍がセパレーションの起点となりやすい。従って、
前記最小値Ｔmin は、カーカスコードの直径の０．１５
〜５．０倍、より好ましくは０．５〜３．５倍、さらに
好ましくは０．８〜２．５倍とするのがよい。

【００１８】前記近接部Ｘは、局部的であってもよい
が、本例の如く、前記カーカスコード間距離Ｔが最小値
Ｔmin をなしつつ連続することにより、前記本体部６ａ
と折返し部６ｂとが実質的に平行にのびる平行領域Ｇを
形成することが好ましい。このような平行領域Ｇを形成
すると、この部分に働くせん断力に基づく発熱を効果的
に分散でき、ビードエーペックスゴム８の外端８ｅ近傍
にて生じるゴム割れの抑制効果をより向上しうる。

【００１９】又前記折返し部６ｂには、本例では、前記
近接部Ｘのタイヤ半径方向の外側に（本例では前記平行
領域Ｇに続けて）、前記カーカスコード間距離Ｔが前記
折返し部６ｂの外端６ｅまで漸増する漸増領域Ｙを形成
している。

【００２０】この漸増領域Ｙを設けることにより、折返
し部６ｂの外端６ｅの位置では、本体部６ａとの間のプ
ライ間ゴムの厚さを前記近接部Ｘに相対して増大でき、
この外端６ｅ近傍でのゴム割れを長期に亘って抑制しう
る。即ち、折返し部６ｂの外端６ｅ近傍およびビードエ
ーペックスゴム８の外端８ｅ近傍の双方に亘ってセパレ
ーション起点となるゴム割れを抑制できる。

【００２１】なお本例では、漸増領域Ｙとしては、外端
６ｅ、８ｅ間の距離（ｈ０−ｈａ）の０．１〜０．９倍
の長さｈ１で形成することが好ましく、本例では、０．
２倍の場合を例示している。又外端６ｅでのカーカスコ
ード間距離Ｔmax は、当然ではあるが前記最小値Ｔmin
よりも大で有り、前記カーカスコードの直径の０．５〜
９．０倍、好ましくは１．０〜６．０倍、さらに好まし
くは１．５〜４．５倍とするのがよい。

【００２２】ここで前記「漸増」としては、例示の如
く、カーカスコード間距離Ｔが、例えばビードベースラ
インＢＬからの高さに応じて１次関数的に増加する場合
以外にも、例えばビードベースラインＢＬからの高さの
２乗に応じて２次関数的に増加する等、種々な場合を含
む。

【００２３】次に、前記ビードコア５は、図２、３
（Ａ）に示すように、１本のビードワイヤ１０を螺旋状
に巻回することにより、このビードワイヤ１０がビード
底部４Ｓに沿って横方向に並ぶワイヤ列Ｌが複数段（ｍ
段）に重ねられた断面多角形のコア本体を具える。なお
ビードコア５は、本例では、このコア本体の周囲に配さ
れ、巻き付け後のビードワイヤ１０がばらけるのを防止
するラッピングキャンバス等の薄い被覆体１２を含んで
構成される。

【００２４】前記ビードワイヤ１０としては、硬鋼線な
どの鉄鋼材料、チタン合金などの非鉄金属材料、及び芳
香族ポリアミド等の有機繊維材料のものが適宜使用でき
るが、本例ではコスト、強度等の観点から硬鋼線を用い
た場合を例示している。

【００２５】又前記ワイヤ列Ｌは、タイヤ軸方向線に対
して５〜２５゜の角度α有して前記ビード底部４Ｓと同
方向に傾斜し、これによってビード部４をリムに強固に
接触させることができ、リムとの嵌合力を高めて優れた
耐リムずれ性能を発揮する。

【００２６】又前記ビードコア５は、前記ワイヤ列Ｌの
ワイヤ本数ｎが、前記最下段のワイヤ列Ｌ１から、ワイ
ヤ本数が最大（ｎmax）となる最大ワイヤ列ＬＸまで順
次漸増した台形状領域１１を具えている。この台形状領
域１１は、本例では、ワイヤ本数ｎを、前記最下段のワ
イヤ列Ｌ１から最大ワイヤ列ＬＸまで１本づつ増加させ
ることにより形成している。

【００２７】なお、図２、３（Ａ）には、６つのワイヤ
列Ｌ１〜Ｌ６が、半径方向内側から外側に重ねられた６
（ｍ＝６）段構造のものが例示されており、各ワイヤ列
Ｌ１〜Ｌ６のワイヤ本数ｎは、ｎ１＝６、ｎ２＝７、ｎ
３＝８、ｎ４＝９、ｎ５＝８、ｎ６＝７としている。す
なわちワイヤ列Ｌ４を最大ワイヤ列ＬＸとし、かつワイ
ヤ列Ｌ１〜Ｌ４によって前記台形状領域１１を形成して
いる。なお、以後に、ビードコア５のコア構造をｎ１x
ｎ２x ｎ３x ｎ４x ｎ５x ｎ６として示す場合があり、
例えば前記ビードコア５では６x ７x ８x ９x ８x ７構
造となる。

【００２８】そして本願では、前記台形状領域１１にお
いて、前記最大ワイヤ列ＬＸの列長さＷ２と最下段のワ
イヤ列Ｌ１の列長さＷ１との比Ｗ１／Ｗ２を０．４以上
かつ０．７以下とすることに特徴の一つを有する。なお
本例では、比Ｗ１／Ｗ２が０．６７の場合を例示してい
る。

【００２９】これによって、図３（Ａ）の如く、前記台
形状領域１１の各頂点に接する円弧１３を描いたとき、
前記台形状領域１１の半径方向内辺１１Ｓと、前記円弧
１３との間の最大の隙間Ｇを低く抑えることが可能とな
る。即ち前記内辺１１Ｓとカーカス６との間隔ｇ自体の
大きさ、並びにそのバラツキを減じることができるので
ある。その結果、リムとのコンプレッションが安定化
し、耐久性を高いレベルで安定して維持できる。しか
も、ビードコア下でのチェーファ９のゴム厚さ９Ｔ（図
２に示す）を、例えば２．５ｍｍ以上に確保することが
可能となり、このチェーファ９のゴム割れ等の損傷を防
止でき、ビード耐久性をさらに向上できる。

【００３０】ここで、前記比Ｗ１／Ｗ２が０．４未満の
時、カーカス６の輪郭が真円からかなり外れた歪な形状
となり、リムとの接触圧力が局部的に高くなるなど耐久
性を低下する。逆に０．７を越えると、前記台形状領域
１１が偏平となりすぎ、前記間隔ｇが増大して耐久性を
阻害する。従って、前記比Ｗ１／Ｗ２は、０．５以上か
つ０．７以下が好ましい。

【００３１】なお比較のために、図３（Ｂ）に、ビード
ワイヤ１０の総本数Σｎを本実施例と同じ４５本とし、
コア強度を実質的に等しくした、従来の一般的な構造
（７x８x９x８x７x６）のビードコアｄを示している。
この従来的なビードコアｄでは、比Ｗ１／Ｗ２は０．７
８であって、前記円弧１３との隙間Ｇが大きくなるのが
確認できる。

【００３２】次に、本願のビードコア５では、ワイヤ積
層高さＨ、すなわち最下段のワイヤ列Ｌ１から最上段の
ワイヤ列Ｌｍまでのコア本体の高さＨ（被覆体１２は含
まない）と、前記列長さＷ１との比Ｈ／Ｗ１を０．８以
上かつ２．０以下としている。

【００３３】この比Ｈ／Ｗ１が０．８未満の時、ビード
コア５は偏平化し過ぎ、逆に２．０を越えると縦長にな
り過ぎて、いずれも最適なコア強度が確保できなくな
り、不必要な重量増加を招くとともに、ビード耐久性を
阻害する。又ビード剛性やリムへの締め付け力にも悪影
響を及ぼすこととなる。従って、比Ｈ／Ｗ１は好ましく
は０．９以上かつ１．７以下である。

【００３４】なお、前記コア強度をより最適化するため
には、最大ワイヤ列ＬＸよりも半径方向外側（上段側）
に配されるワイヤ本数ｎＵを半径方向内側（下段側）に
配されるワイヤ本数ｎＬよりも小、好ましくは０．８倍
以下とした下膨れ形状とすることも好ましく、又最大ワ
イヤ列ＬＸのワイヤ本数ｎmax とワイヤ列Ｌの総段数ｍ
との差（ｍ−ｎmax ）を２以上とするのもよい。

【００３５】

【実施例１】直径１．５５ｍｍの硬鋼線からなるビード
ワイヤを用い、表１、２に示すコア構造のビードコアを
試作したときの、各ビードコアにおける台形状領域の内
接円弧の半径Ｒ、この内接円弧との間の隙間Ｇ等を、比
Ｗ１／Ｗ２とともに計測（又は算出）し表１、２に記載
した。表１に記載のサンプルＡｉは従来構造のビードコ
ア、表２に記載のサンプルＢｊは本発明に係わるビード
コアである。特にＡ１とＢ１、Ａ２とＢ２、Ａ３とＢ
３、Ａ４とＢ４、Ａ５とＢ５は、ワイヤの総本数Σｎ、
最大ワイヤ列のワイヤ本数ｎmax 、及びワイヤ列の総段
数ｍが同じ（又は近似）であって、コア強度やサイズが
実質的に等しく、互換性を有している。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【実施例２】前記表１、２に記載のサンプルＡ２、Ａ
５、Ａ６、及びサンプルＢ２、Ｂ５を用いて、図１の構
造のタイヤ（サイズ１１Ｒ２２．５）を試作し、各試供
タイヤの水圧テスト、ビード発熱テスト、ビード損傷テ
ストを行うとともに、生産性、タイヤ重量も比較し、そ
の結果を表３に記載した。なおビードコア以外の仕様
は、表４に示す如く同一である。

【００３９】（１）水圧テスト 試供タイヤを規格リム（２２．５×８．２５の１５°テ
ーパリム）に装着し、水圧を加えてビードコアが切断さ
れる破壊圧力を、実施例１を１００とする指数で表示し
た。数値が大なほど高強度である。 （２）ビード発熱テスト 試供タイヤを前記規格リムに装着して内圧８００ｋＰａ
を充填し、荷重９０００ｋｇ、速度２０ｋｍ／ｈでドラ
ム上を走行させ、走行距離が１０００ｋｍごとにビード
部のタイヤ温度を測定し、その平均値を実施例１を１０
０とする指数で表示した。数値が小さいほど低発熱であ
ることを示す。 （３）ビード損傷テスト 試供タイヤを前記規格リムに装着して内圧１０００ｋＰ
ａを充填し、荷重９０００ｋｇ、速度２０ｋｍ／ｈでド
ラム上を８０００ｋｍ走行させた後、各試供タイヤを解
体してビードコア下のゴム割れなどの損傷発生の有無を
調べた。○は損傷なし、×は損傷有りを示す。 （４）生産性 ○は問題なし。×は生産が困難であることを示す。 （５）タイヤ重量 各試供タイヤの重量を実施例１を１００とする指数で表
示した。数値が小さいほど軽量であることを示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】

【発明の効果】叙上の如く本発明は、シングルワインド
のビードコアにおいて、特に最大ワイヤ列のワイヤ列の
列長さＷ２と最下段のワイヤ列の列長さＷ１との比Ｗ１
／Ｗ２を規制しているため、コストや重量の増加を抑え
かつビードコアの最適強度を維持しながら、ビード耐久
性を向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。

【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。

【図３】（Ａ）はビードコアのみをさらに拡大した断面
図、（Ｂ）はこれに対応する従来のビードコアの断面図
である。

【図４】（Ａ）〜（Ｇ）は表１に記載のサンプルＡ１、
Ａ３〜Ａ８のビードコアの断面図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は表１に記載のサンプルＢ１、
Ａ３〜Ａ６のビードコアの断面図である。

【図６】従来技術の問題点を説明するビード部の断面図
である。

【符号の説明】

２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ４Ｓ ビード底部 ５ ビードコア ６ カーカス １０ ビードワイヤ １１ 台形状領域 Ｌ、Ｌ１〜Ｌ６ ワイヤ列 Ｌ１ 最下段のワイヤ列 ＬＸ 最大ワイヤ列 ｎ ワイヤ列のワイヤ本数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
   ード部に埋設されたビードコアの廻りで折り返されるカ
   ーカスを有する１５゜テーパリム用空気入りタイヤであ
   って、 前記ビードコアは、１本のビードワイヤを螺旋状に巻回
   することによりビードワイヤがビード底部に沿って横方
   向に並ぶワイヤ列が複数段に重ねられた断面多角形をな
   し、かつ各ワイヤ列は、タイヤ軸方向線に対して５〜２
   ５゜の角度でかつビード底部と同方向に傾斜するととも
   に、 前記ビードコアは、ワイヤ列のワイヤ本数が、前記最下
   段のワイヤ列からワイヤ本数が最大となる最大ワイヤ列
   まで漸増させた台形状領域を有し、かつこの台形状領域
   における前記最大ワイヤ列の列長さＷ２と最下段のワイ
   ヤ列の列長さＷ１との比Ｗ１／Ｗ２を０．４以上かつ
   ０．７以下とし、しかも前記ビードコアのワイヤ積層高
   さＨと前記列長さＷ１との比Ｈ／Ｗ１を０．８以上かつ
   ２．０以下としたことを特徴とする１５゜テーパリム用
   空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記台形状領域は、ワイヤ列のワイヤ本数
   を、前記最下段のワイヤ列から最大ワイヤ列まで１本づ
   つ増加させたことを特徴とする請求項１記載の１５゜テ
   ーパリム用空気入りタイヤ。