JP2003312217A - ビード補強層を備えた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操縦安定性能と乗り心地性能を同時に向上させ
る効果を維持しつつ、生産性を向上させ得る空気入りタ
イヤを提供する。 【解決手段】 ビードフィラー５を備えた一対のビード
コア３間にトロイド状に延在したカーカス１のビード部
からサイド部下方に至る領域にビード補強層４を配設
し、このビード補強層４は、複数本の線状体１４を被包
ゴム１５に埋設して実質的に断面円形とされた紐状体１
６を、タイヤ周方向に渦巻き状に多数回巻回して構成す
ることで、巻回時に発生する応力を紐状体１６の自転に
よって吸収し、かつ各線状体の相対的長さを自動調節で
きるので、複数本の線状体を同時巻回して、その生産に
要する時間を短縮できる空気入りタイヤとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操縦安定性能と乗
り心地性能を同時に向上させる効果を有するビード補強
層を備え、その生産性を向上させた空気入りタイヤに関
するものである。

【０００２】

【従来技術】自動車は性能向上と高速道路の整備に伴っ
て高速で長時間走行されるようになってきた。タイヤに
も各種の性能の向上が求められている。その中でも、特
に、操縦性能と乗り心地性能の向上が強く求められてい
る。

【０００３】従来、操舵に対する応答性を高めて操縦性
能を向上させるために、タイヤの横剛性と前後剛性を増
加させる手法が広く知られている。例えば、ビードフィ
ラーを高硬度ゴム組成物で形成するか、又は（及び）ビ
ード部にカーカスコードと交差する方向にコードを配列
したビード補強層を配設するなどの手法を採用し、カー
カス剛性を増加させて横剛性と前後剛性を高くする手法
が古くから行われている。

【０００４】しかし、ビード部からサイド部にかけて剛
性が一様に高くなれば、縦剛性も高くなって、走行中路
面の凹凸に乗り上げて生じた振動をタイヤの変形によっ
て緩和する能力が低下し、リムを介して車体に伝えられ
る振動が大きくなり、乗り心地性能が低下するようにな
る。

【０００５】このように、操縦性能と乗り心地性能は二
律背反の関係にあり、これらの古くから行われている剛
性を増加させる手法では、操縦性能と乗り心地性能の両
者の一方を損なわずに他方を向上させることは困難であ
り、両者をバランスさせることで性能要求に応えること
が余儀なくされていた。

【０００６】乗り心地性能を損なわずに操縦安定性能を
向上させるために、特開昭６２−２９４０３号公報記載
の発明では、多数のスチールコードまたは有機繊維コー
ドをカーカスプライのコードに対してほぼ直角に配列し
てなるビード補強層をビード部からサイド部にかけて配
置することで、周方向のカーカス剛性を高くし、乗り心
地を損なわずに操縦安定性を向上させたタイヤが提案さ
れている。

【０００７】この提案例では、その製造法の記載がない
ので明確ではないが、コード補強層を製造する一般的な
方法を採用し、すなわちタイヤ製造工程において、複数
本のコードを並列してゴム被覆したストリップをタイヤ
半製品の巻き上げ部などに長手方向を周方向にして貼り
付け、その両端を接合してエンドレスのビード補強層を
形成しているものと推定されるが、このような構造で
は、柔軟で形状を保ちにくいストリップの両端を接合し
てエンドレスにする場合、通常両端を重ねる接ぎ方、所
謂重ね接ぎが行われる。両端が重なっている接合部分
は、コード密度が周辺より高くなるために、局部的に剛
性が高くなってユニフォミティが低下する難点がある。

【０００８】この難点を解消するために、特開２００１
−１８７５２１号公報記載の発明では、スチールコード
を渦巻き状に巻回したコード補強層をビード部に配設
し、上下方向の剛性の増加を抑制しながら前後方向の剛
性を増加させて乗り心地と操縦安定性を向上させたタイ
ヤが提案されている。この提案例では、長尺コードが巻
回されているので、エンドレスにするための接合部分を
実質的に有さない点では優れているが、長尺コードの巻
回に時間がかかり、その分、生産性が低下し、製造コス
トが高くなる難点がある。

【０００９】コードの巻回回数を低減するために、複数
本のコードを並列してゴム被覆したリボンを渦巻き状に
多数回巻回しながらビードフィラー表面に接着すること
も考えられるが、このようなリボンを渦巻状に巻回する
場合、リボンが渦巻き状に一周するときのリボン内の渦
巻き径方向で外方に位置するコードの軌跡が、内方に位
置するコードの軌跡より長くなるにも拘わらず、リボン
内のコードの長さは全て実質同じであるので、外側に位
置するコードは内側に位置するコードと同じ渦巻き径に
なろうとして捲くれ上がり、リボン表面全面をビードフ
ィラーに貼着することが困難となる。これを無理やり貼
着すれば、渦巻き形状が乱れ、ユニフォミティ低下の原
因になる。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑み、操縦安定性能
と乗り心地性能を同時に向上させる効果を維持しながら
コスト低減を図ることができる空気入りタイヤの提供を
目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、操縦安定性能と乗り心地性能を同時
に向上させる効果を維持することができるタイヤを提供
するには、ビード補強層としてコードを渦巻き状に巻回
して形成するのが効果的であるとの知見の下、複数本の
コードを一度に巻回して、その巻回回数を低減しつつ外
方に位置するコードの捲れ上がりを防止する方策につい
て検討した。

【００１２】その結果、同時に巻回する複数本の線状体
（コード）を被包ゴムに埋設して、自転を容易にするた
めに実質的に断面円形とした紐状体を用いて、これを渦
巻状に巻回すれば、実質的に断面円形の紐状体は渦巻き
径方向の配置が固定されず、紐状体自体が自転し、内部
に位置する線状体が内側に位置になったり、外側になっ
たりして相対位置を変えるので、複数本の線状体同士で
巻回に必要な線状体長さに差異が生じないようになるこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１３】すなわち、本発明は、ビードフィラーを備
えた一対のビードコア間にトロイド状に延在したカーカ
スと、該カーカスのクラウン部外面に配置されるベルト
と、該ベルトを覆って配置するトレッドゴムと、該トレ
ッドゴムに連なる一対のサイドウオールゴムとを備えた
空気入りタイヤにおいて、ビード部からサイド部下方に
至る領域にビード補強層が配設され、該ビード補強層
は、複数本の線状体を被包ゴムに埋設して実質的に断面
円形とされた紐状体が、タイヤ周方向に渦巻き状に多数
回巻回されてなることを特徴とする空気入りタイヤを提
供するものである。

【００１４】上記構成によると、複数の線状体を相互に
離隔して被包ゴムに埋設した断面が実質円形の紐状体を
タイヤ周方向に渦巻き状に巻回してビード補強層を形成
しているので、紐状体の巻回に従って、紐状体内の渦巻
き径方向外方に位置する線状体の長さが相対的に短くな
りかけると、巻回の際に発生する応力によって紐状体が
自転し、外方の線状体が内方に、内方の線状体が外方に
変位し、その際、自動的に各線状体の相対的長さが調節
され、複数本の線状体の同時巻回が可能となる。

【００１５】その結果、ストリップの両端を接合してエ
ンドレスにする場合に生じるコード密度が部分的に高く
なってユニフォミティ低下の原因になる接合個所が生じ
なくなり、また、同時に複数本の線状体が離隔されて巻
回されるので、１本のコードを巻回する場合に比べて必
要巻回回数が少なくなり、生産性を向上させることがで
きる。

【００１６】

【発明の実施形態】以下、本発明の一実施形態を図面を
参照しながら説明する。図１は本発明のビード補強層を
備えた空気入りタイヤの右半部横断面を示す。図１にお
いて、符号１はカーカス、２はカーカスプライ、３はビ
ードコア、４はビード補強層、５はビードフィラーであ
る。

【００１７】カーカス１は、多数のコードをタイヤ周方
向に対しほぼ直角に配列した単層又は複層のカーカスプ
ライ２から構成されている。このカーカスプライ２は、
断面が略楔形状のビードフィラー５を外周面に備えた一
対のビードコア３間にトロイド状に延在され、その両端
は、ビードコア３の周りでタイヤ軸方向内側から径方向
外方に向かって折り返されてビードコア３に係止される
とともに、そのビードコア３及びビードフィラー５のタ
イヤ軸方向外側面に沿ってサイド部Ｓ側に延びる巻き上
げ部６が設けられている。

【００１８】巻き上げ部６の終端位置は、特に限定され
ないが、ビード部Ｂ内で終端すれば、縦剛性に関係する
カーカスプライ２のタイヤ径方向成分が少なくなってビ
ード補強層４を配設したことによる縦剛性増加の影響が
小さくなり、乗り心地性能が維持されるとともに、コー
ド使用量を少なくしてコスト合理化ができるので好まし
い。ここで、ビード部Ｂとは、ビードベースＢｂからタ
イヤがリム組されるリム２１のフランジ２２の高さＧに
対応する高さ位置に至る領域をいう。

【００１９】なお、巻き上げ部６は、タイヤの操縦安定
性能を重視する場合には、ベルト位置まで延在させ、そ
の端をベルト８とカーカスプライ２とで挟持して終端と
することもできる。また、カーカスプライ２のビードコ
ア３での折り返し方向は、本実施形態ではタイヤ軸方向
内側から外側に向かって設定されているが、逆にタイヤ
軸方向外側から内側に向かって折り返したものであって
もよい。さらに、カーカスの構造としては、巻き上げ部
がなくカーカスプライ２の端部がビードベース付近でビ
ードコア３とリム２１とで挟まれた形態であってもよ
い。

【００２０】カーカス１のクラウン部Ｃの径方向外面に
は、スチールコードを周方向に対して１５〜２５#のコ
ード角度で配列した２枚のベルトプライ７、７を重合し
たベルト８が配置され、このベルト８を覆うようにトレ
ッドゴム９が配置され、トレッドゴム９のタイヤ幅方向
両側に一対のサイドウオールゴム１０が連なって配置さ
れる。

【００２１】一方、カーカスプライ２のタイヤ内側に
は、タイヤ内圧を保持するためのインナーライナー１１
が接合され、ビード部Ｂの外層にはインナーライナー１
１に連続してビード部を補強するゴムチェーファー１２
が形成され、このゴムチェーファ１２に連続してリムス
トリップ１３がサイドウオールゴム１０まで連なってい
る。

【００２２】ビードコア３のタイヤ半径方向外側には、
サイド部Ｓに向かって延びる断面先細の略楔形形状に形
成されたビードフィラー５が接合され、ビード部Ｂの剛
性を補強するようにしている。

【００２３】図２は、ビード補強層とビードコア及びビ
ードフィラーとの相対位置関係を示す側面図、図３はス
チール素線と線状体と被包ゴムとの相対関係を概念的に
示す紐状体の横断面図である。図２に示すように、ビー
ド補強層４は、ビードフィラー５のタイヤ軸方向外側面
に設けられており、３本の線状体１４が被包ゴム１５に
埋設されてなる紐状体１６を、ビードフィラー５のタイ
ヤ軸方向外側面において、タイヤ回転軸Ｘと同心に渦巻
き状に多数回巻回して構成されている。

【００２４】そして、紐状体１６をビードフィラーの内
径側端１７近傍に巻回始点１６ａを定めてビードフィラ
ー軸方向外側面に貼着しながら渦巻き状に巻回し、ビー
ドフィラーの外径端１８から食み出さないように巻回終
点１６ｂを定めて形成される。そして、ビード補強層４
のタイヤ軸方向外側にはカーカスプライ２の巻上げ部６
が接合される。

【００２５】図３に示すように、ビード補強層４を構成
する紐状体１６は、太さが０．１２５mmの銅合金メッキ
を施した３本のスチール素線１９を撚り合わせた１×３
×０．１２５で表されるコード構造を有するスチールコ
ードを線状体１４（各線状体の径は例えば０．２７ｍ
ｍ）にし、これら線状体１４の３本を紐状体１６の中心
Ｘの回りに互いに間隔をおいて配置し、被包ゴム１５に
より被覆したもので、その断面が実質円形（例えば、径
が１．１ｍｍ）に形成されている。

【００２６】この紐状体１６は、実質的に断面円形に形
成されているので、渦巻き状に巻回するときに発生する
応力を緩和する方向に自転することになり、この紐状体
１６の自転に従って、その中心軸Ｘ回りに配置された線
状体１４も中心軸Ｘの周りを旋回し、互いの相対位置を
変えることが可能になる。

【００２７】各線状体１４は、ナイロン、ポリエステ
ル。アラミド、レイヨン、ビニロンなどの有機繊維コー
ド、スチールコードなどのタイヤに使用される一般コー
ド、スチール素線を波形に形付けした波形素線、スチー
ル素線をコイル状に形付けしたコイル素線などから選択
される。これらの線状体１４は、被包ゴム１５との接着
力を高めるための表面処理を施こすのが好ましい。

【００２８】これらの中でも、波形素線及びコイル素線
は、変形して容易に伸長する形状を有しているので、こ
れらでビード補強層４を形成する場合、被包ゴム１４が
流動性を有する未加硫状態のとき、言い換えれば、製造
工程においては、ヤング率の高いスチール素線であって
も円滑に渦巻き状に巻回ができ、ユニフォミティに関係
する加硫成型時の金型への形沿いがよく、被包ゴムが加
硫されて流動性を失ったとき、言い換えれば製品タイヤ
になったとき、前記素線の変形に対しての抵抗が大きく
なって紐状体の剛性が未加硫時より大きくなる。

【００２９】一般コードとモジュラスを同じにした波形
素線またはコイル素線で形成したビード補強層４を備え
たタイヤは、一般コードのビード補強層を備えたタイヤ
より周方向のカーカス剛性が大幅に大きくなるので、波
形素線またはコイル素線は好ましい。

【００３０】ビード補強層４の配設位置は、図１に示す
ようなビードフィラー５と巻き上げ部６の間に限定され
るものではなく、図４〜図７に示す位置に配設してもよ
い。図４はビード補強層４をビードフィラー５とカーカ
スプライ本体２との間に配置した構成例を示す。図５は
ビードフィラー５を硬度の高い下部フィラー５ａと硬度
が下部フィラーより低い上部フィラー５ｂとから構成
し、ビードフィラー５のタイヤ軸方向内側下部から外側
上方に向かって斜めに延びる両フィラーの界面５ｃに沿
ってビード補強層４を配置した構成例である。

【００３１】図６は、ビードフィラー５を硬度の異なる
２種類のゴムで下部フィラー５ａと上部フィラー５ｂを
構成し、ビードフィラーのタイヤ軸方向外側下部から内
側上方に向かって延びる両フィラーの界面５ｄに沿って
ビード補強層４を配置した構成例である。

【００３２】図７はビードコア３にタイヤ内側から外側
に向かって折り返し、その端部に形成した巻き上げ部６
を覆うように、タイヤ軸方向外側にビード補強層４を配
置した構成例である。

【００３３】ビード補強層４の形成手順は、特に限定さ
れないが、図１〜図３に示すビード補強層４をビードフ
ィラー５に沿って配置したタイヤは、製造に際してグリ
ーンタイヤ成型工程とは別のビードコア３にビードフィ
ラー５を立設して一体化する従来の工程において、ビー
ドコア３にビードフィラー５を立設した後、ビードフィ
ラー５の表面に沿って紐状体１６を渦巻状に巻回してこ
れらを一体化したビード組立体を組立完成させた後、こ
のビード組立体を成型機上で従来と同じ手順でグリーン
タイヤに組み込むことができ、高価な成型機の生産性を
低下させることがない。また、このような手法で組立て
られるタイヤは、ビード補強層４を形成するために別に
高価な成型機を必要とすることなく、複数本の線状体を
一度に巻回することができるので、生産性を向上させる
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、渦巻き状に巻回してビード補強層を形成する紐
状体が、複数本の線状体を被包ゴムに埋設した構造とし
たので、巻回してビード補強層が形成される際に発生す
る巻回方向の応力を緩和しようとして紐状体が自転し、
線状体の相対長さのアンバランスが調整できる。

【００３５】その結果、複数本の紐状体を同時に巻回す
ることが可能となって従来の１本のコードを巻回してい
た方法より生産性が高くなり、渦巻き状のビード補強層
を備えたことによる操縦性能と乗り心地性能を同時に向
上させる効果を維持しながらコスト低減を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す右半部横断面図であ
る。

【図２】ビード補強層とビードコアとビードフィラーと
の相対関係を概念的に示すビード部の縦断面図である。

【図３】スチール素線と線状体と被包ゴムとの相対関係
を概念的に示す紐状体の横断面図である。

【図４】図１に示すタイヤの変形例の右半部の要部拡大
図である。

【図５】図１に示すタイヤの別の変形例の右半部の要部
拡大図である。

【図６】図１に示すタイヤの別の変形例の右半部の要部
拡大図である。

【図７】図１に示すタイヤの別の変形例の右半部の要部
拡大図である。

【符号の説明】

１ カーカス ２ カーカスプライ ３ ビードコア ４ ビード補強層 ５ ビードフィラー ６ 巻き上げ部 ８ ベルト ９ トレッドゴム １０ サイドウオールゴム １９ 素線 １４ 線状体 １５ 被包ゴム １６ 紐状体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビードフィラーを備えた一対のビードコ
   ア間にトロイド状に延在したカーカスと、該カーカスの
   クラウン部外面に配置されるベルトと、該ベルトを覆っ
   て配置するトレッドゴムと、該トレッドゴムに連なる一
   対のサイドウオールゴムとを備えた空気入りタイヤにお
   いて、 ビード部からサイド部下方に至る領域にビード補強層が
   配設され、該ビード補強層は、複数本の線状体を被包ゴ
   ムに埋設して実質的に断面円形とされた紐状体が、タイ
   ヤ周方向に渦巻き状に多数回巻回されてなることを特徴
   とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 前記線状体が有機繊維コードである請求
   項１記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 前記線状体がスチールコードである請求
   項１記載の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 前記線状体が波形またはコイル状に形付
   けしたスチール素線から構成される請求項１記載の空気
   入りタイヤ。
5. 【請求項５】 前記ビード補強層がビードフィラーのタ
   イヤ回転軸方向外側面に沿って配置された請求項１〜４
   のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 【請求項６】 前記ビード補強層がビードフィラーのタ
   イヤ回転軸方向内側面に沿って配置された請求項１〜４
   のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 【請求項７】 前記カーカスは、その両側端部がビード
   コアの周りをタイヤ半径方向外側に折り返されてカーカ
   ス本体側に沿う巻き上げ部が形成され、該巻き上げ部が
   ビード部で終端するとともに、前記ビード補強層がビー
   ドフィラーのタイヤ回転軸方向外側面に沿って配置され
   た請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 【請求項８】 前記ビードフィラーは、ビードコアに隣
   接する下段フィラーと、該下段フィラーよりもタイヤ半
   径方向外方に位置して下段フィラーより硬度が低い上段
   フィラーとから構成され、前記ビード補強層が前記下段
   フィラーと上段フィラーとに挟まれて配置された請求項
   １〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。