JP2005254885A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】 ビードコアを構成するストランドの巻始め端の段差の存在により発生するストランドのワイヤの破壊を防止する。
【解決手段】 複数本の並設したワイヤをゴムで被覆してなるテープ状のストランドを渦巻き状に巻回してビードコアを形成し、該ビードコアをタイヤ内周端部のビード部に埋設している空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアは、前記ストランドの最内周の巻始め端に生じる段差位置で、該巻始め端のストランドと隣接する外周層のストランドとの間に、クッション材となる少なくとも1層のシート層を介在させている。該シート層はゴム単体のシートあるいは繊維補強ゴムシートとしている。
【選択図】 図3
【解決手段】 複数本の並設したワイヤをゴムで被覆してなるテープ状のストランドを渦巻き状に巻回してビードコアを形成し、該ビードコアをタイヤ内周端部のビード部に埋設している空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアは、前記ストランドの最内周の巻始め端に生じる段差位置で、該巻始め端のストランドと隣接する外周層のストランドとの間に、クッション材となる少なくとも1層のシート層を介在させている。該シート層はゴム単体のシートあるいは繊維補強ゴムシートとしている。
【選択図】 図3
Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくは、ビード部に配置されるビードコアの耐久性を高め、タイヤをホイールリムに装着する際および走行時に耐ビード破壊性を改良するするものである。
空気入りタイヤにおいて、ホイールリムとの装着部となるタイヤのビード部は、ホイールリムとの嵌合を確実に行うと共に、内部空気圧を保持する等の目的から、ビードコアと称される剛性を有する環状部材が埋設されている。該ビードコアは、カーカスプライの端部を巻き付け固定すると共に、タイヤ本体の内周寸法を規定してホイールリムとの嵌合を確保する点からビード部における最も重要な構成要素である。
前記ビードコアは、通常、図8に示すごとく、複数本のスチールワイヤ2(撚り線の他、断面が中実の円形をなすいわゆるピアノ線の双方を含む)を並列配置してトッピングゴム3の内部にインサートして帯状に成形されたストランド4を用い、該ストランド4を渦巻き状に複数回巻くことにより環状のビードコア1として形成されている。
前記ストランド4を用いて形成された所謂テープ・ビードコア1は、生産性がよく、コスト的にも有利であるため汎用されている。
前記ストランド4を用いて形成された所謂テープ・ビードコア1は、生産性がよく、コスト的にも有利であるため汎用されている。
しかしながら、前記ストランド4を用いて渦巻き状に巻回して形成するテープ・ビードコア1では、その最内層のストランド4の巻始め端は隣接する外周層との間にストランド4の厚み分の段差Eが発生することは不可避となる。
タイヤに大きな力が継続的に負荷されたり、カーカスコードに急激な負荷や過度の負荷がかかった場合、さらに、リムへの装着時に、ビード部に大きな負荷がかかり、前記テープ・ビードコア1ではストランド4の巻始め端の位置に応力が集中して発生し、ワイヤの切断が生じやすい。
上記ワイヤの切断要因は、従来、前記巻始め端に当たる位置のワイヤの伸びにより生じると考えられ、ワイヤの強度を高めたり、ワイヤを余分に使用する対策が取られていたが、これらは有効な対策とはなっていなかった。
上記ワイヤの切断要因は、従来、前記巻始め端に当たる位置のワイヤの伸びにより生じると考えられ、ワイヤの強度を高めたり、ワイヤを余分に使用する対策が取られていたが、これらは有効な対策とはなっていなかった。
前記ワイヤの強度を高めてもワイヤの切断防止の有効な対策とならない理由は、ワイヤの切断がワイヤの伸びに起因するよりは、ストランド4の巻始め端の段差Eの部分に応力が集中し、その結果生ずる剪断破壊力が巻始め端の段差を起点として、隣接する外周層のワイヤが順次剪断破壊されて切断していき、最終的にビードコアに破損が生じることとなると認められる。
前記ストランドの巻始め端から生じるワイヤの破断対策として、特開平7−149116号(特許文献1)では、図9に示す如く、ストランド5の巻始端5aと巻終端5bとの重なり長さL1を、特定範囲に設定することで、ビードコアの強度を高め、タイヤの破壊圧(タイヤの安全率)の低下を招くことなく、余分なワイヤの使用を抑えたものが提供されている。しかしながら、特許文献1の構成としても、巻始め端の段差部に生じる応力の集中で、当該部分の上側層のストランド5c内のワイヤーが剪断破壊される問題を解消することはできない。
さらに、特開平6−156023号(特許文献2)において、図10に示すように、ビードコアのストランド7の巻始め端7aをテーパー状部7bとなして、その尖鋭部7cを外側に位置させると共に、隣接するワイヤをタイヤ周方向に相互にずらせた空気入りタイヤが提供されている。
前記構成として巻始め端をテーパー状としても、巻始め端の段差に集中する応力をストランドの巻回軸線に対して傾斜させて発生させているだけで、該段差の外周層に並列するワイヤが前記傾斜方向と対応して周方向にずれた位置で剪断破壊を受けて切断することとなり、ワイヤの切断防止の有効な対策とはならない。
特開平7−149116号公報
特開平6−156023号公報
前記構成として巻始め端をテーパー状としても、巻始め端の段差に集中する応力をストランドの巻回軸線に対して傾斜させて発生させているだけで、該段差の外周層に並列するワイヤが前記傾斜方向と対応して周方向にずれた位置で剪断破壊を受けて切断することとなり、ワイヤの切断防止の有効な対策とはならない。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ビードコアを構成するストランドの最内周の巻始め端の段差に発生する応力集中により、該段差位置から外周層のワイヤーが剪断破壊を受けないようにして、ビード部の耐破壊性を向上させ、耐久性の良いタイヤを提供することを課題としている。
上記課題を解決するため、本発明は、複数本の並設したワイヤをゴムで被覆してなるテープ状のストランドを渦巻き状に巻回してビードコアを形成し、該ビードコアをタイヤ内周端部のビード部に埋設している空気入りタイヤにおいて、
前記ビードコアは、前記ストランドの最内周の巻始め端に生じる段差位置で、該巻始め端のストランドと隣接する外周層のストランドとの間に、クッション材となる少なくとも1層のシート層を介在させていることを特徴とする空気入りタイヤを提供している。
前記ビードコアは、前記ストランドの最内周の巻始め端に生じる段差位置で、該巻始め端のストランドと隣接する外周層のストランドとの間に、クッション材となる少なくとも1層のシート層を介在させていることを特徴とする空気入りタイヤを提供している。
前記構成として、ストランドの巻始め端と該巻始め端に隣接する外周層のストランドの内面との間にクッション材となるシート層を介在させると、まず、シート層により負荷吸収および応力分散することで、ストランドの巻始め端の段差部分にかかる負荷を吸収し、かつ、シート層の全域にわたって応力を分散させることができ、前記段差部分へ集中する応力を緩和でき、それに伴い、応力集中により発生する剪断破壊力を低減できる。よって、巻始め端の段差部分と前記シート層を介在させて隣接する外周層には、低減された剪断破壊力が伝達されることになると共に、該剪断破壊力がシート層を介して外周層に伝達される際に、該シート層で伝達される剪断破壊力が吸収分散される。
その結果、前記シート層を介在させずに、巻始め端の段差部分と外周層とを直接接触させて配置した場合と比較して、外周層へ伝わる剪断破壊力が激減され、外周層のワイヤが剪断破壊力で切断されることが防止され、ビードコアの耐久性を向上できる。
その結果、前記シート層を介在させずに、巻始め端の段差部分と外周層とを直接接触させて配置した場合と比較して、外周層へ伝わる剪断破壊力が激減され、外周層のワイヤが剪断破壊力で切断されることが防止され、ビードコアの耐久性を向上できる。
前記クッション材となるシート層はゴムまたはエラストマー等の弾性材で形成したシート片からなることが好ましい。
前記シート層をゴム又はエラストマーからなる弾性材で形成すると、該弾性材の弾性変形で負荷を十分に吸収、かつ応力を分散することができる。よって、巻初め端の段差部分に生じる応力を緩和、分散でき、且つ、該段差部分から外周層に伝わる剪断破壊力の吸収、分散もでき、巻始め端の段差部分に起因するワイヤの切断発生を効果的に防止できる。
前記シート層をゴム又はエラストマーからなる弾性材で形成すると、該弾性材の弾性変形で負荷を十分に吸収、かつ応力を分散することができる。よって、巻初め端の段差部分に生じる応力を緩和、分散でき、且つ、該段差部分から外周層に伝わる剪断破壊力の吸収、分散もでき、巻始め端の段差部分に起因するワイヤの切断発生を効果的に防止できる。
前記弾性材からなるシート層をゴムから形成する場合、JISーA硬度が80以上、好ましくは85以上で、上限は98以下、好ましくは95以下である。
上記範囲とするのは、JISーA硬度が80より小さいと、柔らか過ぎて、シート層自体の剛性がひくく、シート層が破断されるため、シート層を介在させても役に立たないからである。一方、JISーA硬度が98より大きいと硬くなり過ぎ、負荷吸収率が低くなり、ストランドの巻始め端の段差部分にかかる負荷の軽減が十分でないと共に段差部分に隣接する外周層のワイヤへの剪断力が伝わりやすいものとなる。
上記範囲とするのは、JISーA硬度が80より小さいと、柔らか過ぎて、シート層自体の剛性がひくく、シート層が破断されるため、シート層を介在させても役に立たないからである。一方、JISーA硬度が98より大きいと硬くなり過ぎ、負荷吸収率が低くなり、ストランドの巻始め端の段差部分にかかる負荷の軽減が十分でないと共に段差部分に隣接する外周層のワイヤへの剪断力が伝わりやすいものとなる。
前記シート層をゴムあるいはエラストマーとする場合、SBR、BR、NR,IR等からなる配合物が好適に用いられる。
前記ゴム等の弾性材の単体からなるシートよりも、前記シート層は並列された有機繊維をゴムで被覆して形成されてなるシート片から形成することがより好ましい。
前記構成とすると、有機繊維により所要の強度を持たせることができ、有機繊維自体がクッションの機能と応力集中を分散させる機能を有する一方、ゴムが負荷を吸収する機能を有することとなる。前記有機繊維を被覆するゴムは前記ゴム単体で使用するゴムが好適に用いられる。
前記有機繊維として、ポリエステル、ナイロン、パラミド、アラミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等が挙げられる。
有機繊維にゴムを被覆する場合、該ゴムのJIS−A硬度は約50〜80程度でよい。
前記構成とすると、有機繊維により所要の強度を持たせることができ、有機繊維自体がクッションの機能と応力集中を分散させる機能を有する一方、ゴムが負荷を吸収する機能を有することとなる。前記有機繊維を被覆するゴムは前記ゴム単体で使用するゴムが好適に用いられる。
前記有機繊維として、ポリエステル、ナイロン、パラミド、アラミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等が挙げられる。
有機繊維にゴムを被覆する場合、該ゴムのJIS−A硬度は約50〜80程度でよい。
前記ゴムで被覆される有機繊維の方向は、前記ストランドのワイヤと同一方向として平行配置することが好ましい。同一方向に配置すると、ストランドの巻始め端の段差位置で発生する応力、剪断破壊力をストランドのワイヤの長さ方向に有効に分散させることができる。
なお、前記有機繊維の配置方向は前記ワイヤと同一方向に限定されず、応力の分散が図れれば、直交方向あるいは傾斜方向に配置してもよい。
なお、前記有機繊維の配置方向は前記ワイヤと同一方向に限定されず、応力の分散が図れれば、直交方向あるいは傾斜方向に配置してもよい。
前記シート層の厚みは、前記ストランドのワイヤの厚み(直径)以下としていることが好ましい。
前記シート層の厚みは、厚い程有効であるが、本発明者の実験によれば、前記ワイヤと同等の厚みであれば、ストランドの巻始め端の段差部分に発生する剪断力を十分に緩和することができると共に、応力を分散させることができることを知見した。ワイヤの厚み以上厚くても応力緩和の効果は変わらず、ビードコアが重量化、高コスト化するだけであった。具体的には、前記シート層の厚みは、下限が0.1mm以上、好ましくは0.8mm以上で、上限は2.0mm以下、好ましくは1.5mm以下である。
なお、前記厚みはシート層を1層から形成した場合であり、2層等の複数層で形成する場合には複数層の厚み合計を前記ストランドのワイヤの厚みと同等としている。
なお、前記シート層は1層からなる方が生産性が良いと共にコスト的に有利であるが、複数層から構成して、制振シート等の異種類のシートを積層したり、振動吸収接着剤で接着すると、応力および剪断力の緩和に有効となる。
前記シート層の厚みは、厚い程有効であるが、本発明者の実験によれば、前記ワイヤと同等の厚みであれば、ストランドの巻始め端の段差部分に発生する剪断力を十分に緩和することができると共に、応力を分散させることができることを知見した。ワイヤの厚み以上厚くても応力緩和の効果は変わらず、ビードコアが重量化、高コスト化するだけであった。具体的には、前記シート層の厚みは、下限が0.1mm以上、好ましくは0.8mm以上で、上限は2.0mm以下、好ましくは1.5mm以下である。
なお、前記厚みはシート層を1層から形成した場合であり、2層等の複数層で形成する場合には複数層の厚み合計を前記ストランドのワイヤの厚みと同等としている。
なお、前記シート層は1層からなる方が生産性が良いと共にコスト的に有利であるが、複数層から構成して、制振シート等の異種類のシートを積層したり、振動吸収接着剤で接着すると、応力および剪断力の緩和に有効となる。
また、前記シート層の配置位置は、ストランドの巻始め端の段差位置を覆う位置で、該シート層を中心としてタイヤ周方向に前後5mm以上50mm以下の範囲内であることが好ましい。これは本発明者の実験によると、5mmより小さいとストランドの巻始め端の段差部分にかかる負荷を十分に吸収できず、段差部分で発生する応力および剪断力を十分に緩和、分散させることができないことによる。一方、50mmより大きくしても、応力および剪断力の分散、段差部分への負荷の低減は同じとなり、重量増加を招くだけであることによる、好ましくは前後20mm以上40mm以下の範囲内である。
前記のように、ストランドの最内周の巻始め端を中心として周方向に所要幅で前記シート層を設けているため、ストランド最内周には、ストランドの巻始め端とシート層の先端とが隣接する外周層の内面に対して順次段状を呈する形状となる。
前記構造からなるビードコアにカーカスプライを巻き付けて係止した状態でタイヤ本体のゴム層内に埋設し、ゴムを加硫した際に、前記ストランドの巻始め端のゴムおよび該巻始め端から突出した前記シート層の先端のゴムが溶融して段差のエッジがなくなり、若干滑らかな状態となるが、ストランド巻始め端ではワイヤの端部が位置しているため段差の発生は不可避である。よって、前記シート層を介在させることにより、ストランド巻始め端の段差への応力集中の緩和および段差からのワイヤへの剪断破壊力の伝達を緩和できる作用は有効なものとなる。
なお、前記シート層に有機繊維からなる補強繊維を介在させておくと、これら有機繊維の部分がストランド巻始め端から延在した部分では、若干膨出した状態となる。
前記構造からなるビードコアにカーカスプライを巻き付けて係止した状態でタイヤ本体のゴム層内に埋設し、ゴムを加硫した際に、前記ストランドの巻始め端のゴムおよび該巻始め端から突出した前記シート層の先端のゴムが溶融して段差のエッジがなくなり、若干滑らかな状態となるが、ストランド巻始め端ではワイヤの端部が位置しているため段差の発生は不可避である。よって、前記シート層を介在させることにより、ストランド巻始め端の段差への応力集中の緩和および段差からのワイヤへの剪断破壊力の伝達を緩和できる作用は有効なものとなる。
なお、前記シート層に有機繊維からなる補強繊維を介在させておくと、これら有機繊維の部分がストランド巻始め端から延在した部分では、若干膨出した状態となる。
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、段差が生ずるストランドの巻始め端と、該巻始め端に隣接する外周側のストランドの内周面との間にクッション材となるシート層を介在させているため、ホイールリムへのタイヤ装着時や、走行中にタイヤ外面に急減な負荷や過大な負荷がかかった場合に、ビードコアに作用する負荷を前記シート層で緩和および分散でき、巻始め端の段差部分に応力を集中させないようにすることができる。よって、該段差部分に生じる剪断破壊力を低減でき、かつ、この段差部分から外周層のストランドのワイヤに伝達する剪断破壊力を前記シート層で再度吸収、分散できる結果、ストランドのワイヤの切断を有効に防止することができる。
特に、上記シート層を並列配置した有機繊維をゴムにより被覆したものにより形成すると、有機繊維による補強と剪断破壊力の分散と、ゴムによる負荷の吸収、応力の緩和を図ることができるため、該シート層の介在はストランドのワイヤ切断防止に非常に役立つものとなる。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図5は、本発明の自動車用空気入りラジアルタイヤ10(以下、タイヤ10と略称する)の第1実施形態を示し、図1はタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図である。
図1に示すように、タイヤ10は、トレッド部11からサイドウォール部12を経てビード部13のビードコア20の周りで折り返されて係止されるカーカスプライ14と、トレッド部11の内方かつカーカス14のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層15を備えている。
図1乃至図5は、本発明の自動車用空気入りラジアルタイヤ10(以下、タイヤ10と略称する)の第1実施形態を示し、図1はタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図である。
図1に示すように、タイヤ10は、トレッド部11からサイドウォール部12を経てビード部13のビードコア20の周りで折り返されて係止されるカーカスプライ14と、トレッド部11の内方かつカーカス14のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層15を備えている。
前記ビード部13に埋設するビードコア20は、図2に示す如き、直径0.96mmのスチールワイヤ21(以下、ワイヤ21と称す)を5本を一列に並列させてトッピングゴム22でゴム引きして薄く被覆したテープ状のストランド23を用い、図4に示すように、渦巻き状に4重に巻回することにより環状に形成している。
前記ストランド23の巻始め端23aはストランド23の長さ方向(巻回状態で周方向)に対して直交方向で切断されている。また、ストランド23の厚さT1は1.2mmとされている。よって、図3に示すように、ストランド23の最内周層23−1の巻始め端23aは、前記ストランド23の厚さT1分の段差Eが発生する。この段差Eは、最内周層23−1に隣接する外周層23ー2の内周面に対して巻き方向である周方向と直交する方向Y、即ち、ストランド23内のワイヤ21の長さ方向Xと直交方向に形成される。
なお、前記ストランド23の巻終わり端23cと巻始め端23aとの長さ方向Xの重なり長さL1’は、60〜90mmの範囲とし、本実施形態では75mmとしている。
なお、前記ストランド23の巻終わり端23cと巻始め端23aとの長さ方向Xの重なり長さL1’は、60〜90mmの範囲とし、本実施形態では75mmとしている。
前記段差Eの部分では、最内周層23−1と外周層23−2の間にクッション材となる1枚のゴムシート30を介在させてシート層を設けている。
前記ゴムシート30は厚さT2はストランドのワイヤ21の直径と同等以下とすることが好ましく、0.5〜2.0mmの範囲とし、ストランド巻方向の周方向の長さL2を5〜50mmの範囲とし、長さ方向と直交する幅Wをストランド23の幅と略同等として20〜30mmとした長方形のシート片からなる。本実施形態では厚さT2は1.0mm、長さLを40mmとし、幅Wを4.5mmとしている。
前記ゴムシート30はNRとSBRの配合物から成形し、そのJIS−A硬度を80〜95の範囲としている。本実施形態ではJIS−A硬度を85としている。
前記ゴムシート30は厚さT2はストランドのワイヤ21の直径と同等以下とすることが好ましく、0.5〜2.0mmの範囲とし、ストランド巻方向の周方向の長さL2を5〜50mmの範囲とし、長さ方向と直交する幅Wをストランド23の幅と略同等として20〜30mmとした長方形のシート片からなる。本実施形態では厚さT2は1.0mm、長さLを40mmとし、幅Wを4.5mmとしている。
前記ゴムシート30はNRとSBRの配合物から成形し、そのJIS−A硬度を80〜95の範囲としている。本実施形態ではJIS−A硬度を85としている。
前記ゴムシート30は、その長さ方向Lの中心を前記ストランド巻始め端23aの段差Eの位置に一致させて配置している。よって、図3中において、ゴムシート30の右半側部30aはストランド23の最内周層23−1と隣接する外周層23−2の間の層間に介在し、左半側部30bは段差Eの位置から延出して、最内周層となる前記外周層23−2’の内面に露出した状態で位置している。
即ち、図3(A)(C)に示すように、ビードコア20の最内周面では、ストランド23の巻始め端23aの段差Eと、ゴムシート30の露出した左半側部30bの先端30cの段差Fが最内周層となる外周層23−2’の内面から順次段状に突出した状態となる。
即ち、図3(A)(C)に示すように、ビードコア20の最内周面では、ストランド23の巻始め端23aの段差Eと、ゴムシート30の露出した左半側部30bの先端30cの段差Fが最内周層となる外周層23−2’の内面から順次段状に突出した状態となる。
前記構成によれば、ストランド23の巻始め端23aの段差Eの部分と、該巻始め端23aに隣接する外周側のストランド23ー2の内周面との間を覆うようにゴムシート30を介在させているため、該ゴムシート30がストランド巻始め端23aの段差Eに生じる応力の集中を緩和できる。即ち、前記したように、ホイールリムへのタイヤ装着時や、走行中にタイヤ外面に急減な負荷や過大な負荷がかかった場合に、ビードコア20に作用する負荷をゴムシート30で緩和および分散でき、ストランド23の巻始め端23aの段差Eに応力を集中させない。よって、段差Eに生じる剪断破壊力を低減でき、かつ、この段差Eから外周層のストランド23−2のワイヤ21に伝達する剪断破壊力をゴムシート30で再度吸収、分散できる結果、段差Eからビードコア20の外周面に達する径方向に連続する部位のワイヤ21が順次切断していくのを防止することができる。
なお、タイヤの形成過程において、図5に示すように、ビードコア20の周りでカーカスプライ14を折り返さして係止した状態で、タイヤのゴム本体に埋設してゴムを加硫する際、加熱により前記ストランド巻始め端23aのゴム部分およびゴムシート30のストランド巻始め端23aから露出部分が溶融し、カーカスプライ14との隙間を埋めるように充填される。よって、前記ストランド巻始め端23aの段差Eおよびゴムシート30の先端の段差Fのエッジが消失して若干滑らかな形状となる。しかし、前記したように、ストランド巻始め端23aではワイヤ21の端部が位置しているため段差Eは残り、介在させたゴムシート30により段差Eへの応力集中の緩和および段差Eからワイヤ21への剪断破壊力の伝達を有効に緩和できる。
図6は、第1実施形態の変形例を示し、ストランド23の巻始め端23aの端面を巻回方向に対して直交とせずに傾斜させ、ストランド23を構成するワイヤ21の先端位置を周方向にずらせている点が前記第1実施形態との相違点である。他の構成は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
前記傾斜させた巻始め端23aにも段差Eが発生していることは第1実施形態と同様であり、この段差Eの部分と外周側のストランドとの間にクッション材となるゴムシート30を介在させることにより、第1実施形態と同様の作用効果を発揮させることができる。 さらに、ワイヤ21の端部を周方向でずらせて段差Eを傾斜させていることで、ゴムシート30による応力分散範囲を広くできる利点がある。
前記傾斜させた巻始め端23aにも段差Eが発生していることは第1実施形態と同様であり、この段差Eの部分と外周側のストランドとの間にクッション材となるゴムシート30を介在させることにより、第1実施形態と同様の作用効果を発揮させることができる。 さらに、ワイヤ21の端部を周方向でずらせて段差Eを傾斜させていることで、ゴムシート30による応力分散範囲を広くできる利点がある。
図7は、本発明の第2実施形態を示し、クッション材となるシート層を第1実施形態と相違させて強化繊維で補強されたゴムシート30’としている。
前記ゴムシート30’は、並列させた引き揃えた有機繊維31をゴム引きしてゴム32で被覆したシートからなる。有機繊維31として本実施形態ではポリエステル繊維を用い、ゴム32としてJISーA硬度が60のNRとSBRの配合物を用いて被覆している。 ゴムシート30’の有機繊維31の方向は、ストランド32に取り付けた時にワイヤ21の方向と一致するように配置している。
なお、 他の構成は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
前記ゴムシート30’は、並列させた引き揃えた有機繊維31をゴム引きしてゴム32で被覆したシートからなる。有機繊維31として本実施形態ではポリエステル繊維を用い、ゴム32としてJISーA硬度が60のNRとSBRの配合物を用いて被覆している。 ゴムシート30’の有機繊維31の方向は、ストランド32に取り付けた時にワイヤ21の方向と一致するように配置している。
なお、 他の構成は第1実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
前記第2実施形態によれば、ゴムシート30’は有機繊維31により補強されると共に、有機繊維31に段差Eから伝わる剪断破壊力が有機繊維31の長さ方向に分散でき、ストランド23のワイヤ21へ伝わる剪断破壊力を分散軽減できる。また、ゴム32が負荷を吸収緩和でき、有機繊維31とゴム32の両方の特性を有効利用できると共にゴムシート30’の耐久性を高めることができる。
なお、前記した実施形態では、ゴムシート30’内で有機繊維31をストランド23のワイヤ21と同一方向としているが、直交方向、傾斜方向あるいはクロス状でもよい。
以下、本発明の空気入りタイヤの実施例、比較例について詳述する。
実施例、比較例ともサイズが195/65R15の乗用車用空気入りラジアルタイヤとして試作し、各タイヤの破壊圧力を測定した。
実施例、比較例ともサイズが195/65R15の乗用車用空気入りラジアルタイヤとして試作し、各タイヤの破壊圧力を測定した。
各タイヤのシート層の有無、シート層の長さ、厚み、有機繊維の有無、シート層に用いたゴムのJISA硬度は、下記の表1に示す通り設定した。
なお、表1中のシート層長さの「±20」とは、ストランドの巻始め端の段差位置からタイヤ周方向の前後20mmの範囲にシート層を配置したことを示す。
なお、表1中のシート層長さの「±20」とは、ストランドの巻始め端の段差位置からタイヤ周方向の前後20mmの範囲にシート層を配置したことを示す。
(実施例1)
上記第1実施形態と同一構成のタイヤとした。
即ち、ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例2)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後50mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例3)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度90のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例4)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度95のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例5)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層は繊維強化ゴムシートとし、繊度1400dtex/2の6,6ナイロンからなる有機繊維をJIS−A硬度80のゴムにより被覆したものを用いた。
(実施例6)
上記第2実施形態と同様とし、シート層を繊維補強ゴムシートとした。
即ち、ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。繊維補強ゴムシートは繊度1500dtex/2のハイモジュラスポリエステルからなる有機繊維をJISA硬度80のゴムにより被覆したものを用いた。
(実施例7)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後3mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例8)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後60mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例9)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度75のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例10)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ2.5mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
上記第1実施形態と同一構成のタイヤとした。
即ち、ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例2)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後50mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例3)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度90のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例4)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度95のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例5)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層は繊維強化ゴムシートとし、繊度1400dtex/2の6,6ナイロンからなる有機繊維をJIS−A硬度80のゴムにより被覆したものを用いた。
(実施例6)
上記第2実施形態と同様とし、シート層を繊維補強ゴムシートとした。
即ち、ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。繊維補強ゴムシートは繊度1500dtex/2のハイモジュラスポリエステルからなる有機繊維をJISA硬度80のゴムにより被覆したものを用いた。
(実施例7)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後3mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例8)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後60mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例9)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ1.0mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度75のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(実施例10)
ストランドの巻始め端からタイヤ周方向の前後20mmの範囲に、厚さ2.5mmのシート層を配置した。シート層を構成するゴムシートはJISーA硬度85のゴム単体とし、有機繊維は設けなかった。
(比較例)
ストランドの巻始め端と該巻始め端と隣接する外周層のストランドとの間にシート層を設けなかった。
ストランドの巻始め端と該巻始め端と隣接する外周層のストランドとの間にシート層を設けなかった。
実施例および比較例のタイヤに関し、それぞれ後述する方法により、破壊圧力を測定した。
(タイヤ破壊圧力の測定方法)
リム組みした実施例1〜10及び比較例のタイヤの内腔にバルブから水を充填し、ビードコアが破断したときの破壊水圧を測定した。比較例の破壊水圧を100とした指数で示し、指数が大きい程強度が高いことを示している。
リム組みした実施例1〜10及び比較例のタイヤの内腔にバルブから水を充填し、ビードコアが破断したときの破壊水圧を測定した。比較例の破壊水圧を100とした指数で示し、指数が大きい程強度が高いことを示している。
表1に示すように、シート層を設けた実施例1〜10は全て、シート層を設けなかった比較例よりも破壊圧力が高く、ストランドの巻始め端と該巻始め端と隣接する外層のストランドとの間にシート層を設けることでビードコアの強度が向上することを確認できた。
実施例1、2、7、8をそれぞれ比較することにより、シート層がタイヤの周方向に長い程ビードコアの強度が向上するが、±50mm以上であると、それ以上長くしても効果がないことがわかった。
実施例1、3、4、9を比較することによりシート層を構成するゴムのJISA硬度が高い程、ビードコアの強度が向上することがわかった。
実施例1と実施例10を比較することにより、シート層の厚みは、ストランドのワイヤの厚さと同程度あれば十分であり、それ以上厚くしてもビードコアの強度はほとんど変わらないことがわかった。
実施例1と実施例5、6を比較することにより、シート層をナイロンやポリエステル等の有機繊維をゴムにより被覆したものにより形成すると、ビードコアの強度が飛躍的に向上することがわかった。
実施例1、3、4、9を比較することによりシート層を構成するゴムのJISA硬度が高い程、ビードコアの強度が向上することがわかった。
実施例1と実施例10を比較することにより、シート層の厚みは、ストランドのワイヤの厚さと同程度あれば十分であり、それ以上厚くしてもビードコアの強度はほとんど変わらないことがわかった。
実施例1と実施例5、6を比較することにより、シート層をナイロンやポリエステル等の有機繊維をゴムにより被覆したものにより形成すると、ビードコアの強度が飛躍的に向上することがわかった。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車やトラック等のタイヤのビード部に高負荷のかかる車両に好適に用いられるものである。
10 空気入りタイヤ
11 トレッド部
12 サイドウォール部
13 ビード部
14 カーカスプライ
20 ビードコア
21 スチールワイヤ
23 ストランド
23a ストランドの巻始め端
23ー1 最内層のストランド
23−2 最内層のストランドに隣接する外周層のストランド
30、30’ ゴムシート
31 有機繊維
E、F 段差
11 トレッド部
12 サイドウォール部
13 ビード部
14 カーカスプライ
20 ビードコア
21 スチールワイヤ
23 ストランド
23a ストランドの巻始め端
23ー1 最内層のストランド
23−2 最内層のストランドに隣接する外周層のストランド
30、30’ ゴムシート
31 有機繊維
E、F 段差
Claims (6)
- 複数本の並設したワイヤをゴムで被覆してなるテープ状のストランドを渦巻き状に巻回してビードコアを形成し、該ビードコアをタイヤ内周端部のビード部に埋設している空気入りタイヤにおいて、
前記ビードコアは、前記ストランドの最内周の巻始め端に生じる段差位置で、該巻始め端のストランドと隣接する外周層のストランドとの間に、クッション材となる少なくとも1層のシート層を介在させていることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記シート層はゴム又はエラストマーからなる弾性材で形成している請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シート層は、並列された有機繊維をゴムで被覆して形成した繊維補強ゴムシートから形成している請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シート層の厚みは、前記ストランドのワイヤの厚み同等以下である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シート層は前記ストランドの巻始め端の段差位置をはさんで周方向に延在し、一方側は前記最内周のストランドと隣接する外周層のストランドの層間に介在させると共に、他方側は前記巻始め端の段差位置より延在してストランド最内周面に露出している請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シート層の周方向の長さは、前記ストランド巻始め端の段差位置を中心として±5〜50mmの範囲としている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004066418A JP2005254885A (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 空気入りタイヤ |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101006899B1 (ko) * | 2008-12-01 | 2011-01-13 | 한국타이어 주식회사 | 자동차 타이어용 비드코어 제조 방법 |
WO2011030765A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 不二精工株式会社 | 空気入りタイヤ用ビードコア及びそのビードコアを用いた空気入りタイヤ |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH01145209A (ja) * | 1987-08-13 | 1989-06-07 | Natl Standard Co | タイヤビード集成体 |
JPH01192533A (ja) * | 1987-12-08 | 1989-08-02 | Natl Standard Co | ゴムなしタイヤビード集成体およびその製造方法 |
JPH03502558A (ja) * | 1987-11-13 | 1991-06-13 | ブリヂストン/フアイヤーストーン・インコーポレーテツド | ビード強化物の組立法 |
JP2003118323A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤ |
-
2004
- 2004-03-09 JP JP2004066418A patent/JP2005254885A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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