JP2006175955A - 空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビード部の高い耐久性を得る。
【解決手段】 空気入りタイヤ１０の外側ワイヤーチェーファー２４は、ビードコア１４を折り返さず、かつビードコア１４をタイヤ軸方向内側へ超えなように配置されている。この空気入りタイヤ１０は、タイヤケース形成工程において、ビードコアの回りにカーカスプライが折り返されている製品タイヤに近い形状とされた生のタイヤケースが形成される。そして、製品タイヤのビード部に相当する生のタイヤケースの外側面に、ワイヤーを周方向に、例えば、タイヤ径方向に一定の間隔となるように複数回渦巻状に巻回することでワイヤーチェーファーが形成される。製品タイヤの形状に近い生のタイヤケースのカーカス外面に、ワイヤーを巻回することでワイヤーチェーファーを形成しており、モールドで加硫成型を行ってもタイヤ形状は殆ど変わらないため、ワイヤーの向き（角度）やピッチ等も変わることが無い。したがって、タイヤ毎にワイヤーがばらつくことがなく、高い耐久性を有するビード部１８が実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤの製造方法にかかり、特に、ビード部にワイヤーチェーファーを備えた空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤの製造方法に関する。

トラック等の重荷重車両に用いる空気入りタイヤには、カーカスのプライ端からセパレーションが発生し易いという問題があるため、カーカスプライのビードコア側とは反対側にスチールコードからなるワイヤーチェーファーをタイヤ外皮側からタイヤ内面まで配置する構造とし（例えば、特許文献１参照）、耐久性向上のためにスチールコードの傾斜角度等を検討してきた。

ワイヤーチェーファーをタイヤ外皮側からタイヤ内面まで配置する構造とされたタイヤの製造工程においては、カーカスプライとワイヤーチェーファーをビードコア回りに共に折り返している。
特開２００４―１８９１９２号公報

しかしながら、従来の空気入りタイヤでは、タイヤ製造時にワイヤーチェーファーを折り返す際にワイヤーチェーファーの周長が部分的に拡張することにより、スチールコードの傾斜角度が変化してしまい、ビード部の耐久性がばらつく問題があった。

なお、製造時にスチールコードの傾斜角度の変化をコントロールすることは難しかった。

このため、従来の空気入りタイヤでは、製品毎にワイヤーチェーファーのスチールコードの角度が異なってしまうため、耐久性能にばらつきを生じていた。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ビード部の耐久性に優れた空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤの製造方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、端部がビードコアの周りに係止されて一対のビードコア間をトロイド状に延びるラジアル配列コードよりなるカーカスプライと、ワイヤーを前記カーカスプライに沿ってタイヤ周方向に巻回することで構成され、前記ビードコアよりもタイヤ軸方向外側に配置されると共に、前記ビードコアをタイヤ軸方向内側へ超えることのないワイヤーチェーファーと、を有することを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項１に記載の空気入りタイヤのワイヤーチェーファーは、ワイヤーを、カーカスプライに沿ってタイヤ周方向に巻回することで構成されている。例えば、製品タイヤの形状に近い生のタイヤケースのカーカス外面に、ゴムコーティングしたワイヤーを巻回することでワイヤーチェーファーを形成されている。

従来のようにワイヤーチェーファーのワイヤーがビードコアとタイヤ成型ドラムとの間に一部分が拘束されタイヤ状態でビードコアを折り返さないので（製品タイヤにおいて、ビードコアよりもタイヤ軸方向外側に配置されるワイヤーチェーファーがビードコアをタイヤ軸方向内側へ超えることのない構造であるため）、ワイヤーの向き（角度）が変わることは無い。

したがって、ワイヤーチェーファーを構成するワイヤーの状態（角度等）がタイヤ毎にばらつくことがなく、ビード部の耐久性に優れた一定品質の空気入りタイヤが得られる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、ビード部のタイヤ外表面とリムフランジとの離反点を通り、前記一方のビードコアと他方のビードコアとを跨る前記カーカスプライの本体部分に対して垂直に立てた垂線を基準としたときに、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向外側端部の位置は、前記基準から前記カーカスプライに沿ってタイヤ径方向外側へは２５mmまで、タイヤ径方向内側へは１０mmまでの領域内に配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向外側端部の位置が、基準となる垂線に対してタイヤ径方向外側へ２５mmを超えると、ワイヤーチェーファー自体の剛性が上がりすぎてしまい、周囲のゴムとの剛性差に起因するセパレーションをチェーファー端から発生する虞がある。

一方、ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向外側端部の位置が、基準となる垂線に対してタイヤ径方向内側へ１０mmを超えると、ワイヤーチェーファーが動き易くなり、カーカスプライのプライ端からのセパレーション発生を抑えることが出来なくなる虞がある。

図５のグラフは、ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向外側端部の位置（横軸）とビード部の耐久性（縦軸）との関係を示したものである（試験方法は後述。）。

ここで、離反点とは、空気入りタイヤを以下に定義する標準リムに組み付け、標準内圧を充填したときに、無負荷状態でビード部外周面がリムフランジから離れる点を意味する。

標準リムとはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定のリムであり、標準空気圧とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の最大負荷能力に対応する空気圧である。

なお、日本以外では、内圧は下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Approved Rim" 、”Recommended Rim"）のことである。

規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”The Tire and Rim Association Inc. のYear Book ”であり、欧州では”The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual”である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、ビードコアの中心点を通り、かつビードベースに対して垂直に立てた垂線を基準としたときに、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向内側端部の位置は、前記基準から前記カーカスプライに沿ってタイヤ径方向外側へは１５mmまで、タイヤ径方向内側へは１０mmまでの領域内に配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

基準となる垂線に対し、ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向内側端部の位置がカーカスプライに沿ってタイヤ径方向外側へ１５mmを超えると、ワイヤーチェーファーが動き易くなり、カーカスプライのプライ端からのセパレーション発生を抑えることが出来なくなる虞がある。

一方、基準となる垂線に対し、ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向内側端部の位置がカーカスプライに沿ってタイヤ径方向内側へ１０mmを超えると、ビード部の耐久性向上効果が限界に近くなり、材料の無駄となる。

図６のグラフは、ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向内側端部の位置（横軸）とビード部の耐久性（縦軸）との関係を示したものである（試験方法は後述。）。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法であって、ビードコアの回りにカーカスプライが折り返されている生のタイヤケースを形成するタイヤケース形成工程と、製品タイヤのビード部に相当する前記生のタイヤケースの外側面に、ワイヤーを周方向に複数回巻回することでワイヤーチェーファーを形成するワイヤーチェーファー形成工程と、を備え、前記ワイヤーチェーファー形成工程では、前記ワイヤーをビードコアからタイヤ径方向外側に渡って巻回する、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法では、タイヤケース形成工程において、ビードコアの回りにカーカスプライが折り返されている製品タイヤに近い形状とされた生のタイヤケースが形成される。

なお、ここでいう製品タイヤに近い形状とは、加硫前でのカーカスプライの直径（最大径）が、加硫成型後の製品タイヤのカーカスプライの直径（最大値）に対して少なくとも９５％以上のものを意味する。なお、タイヤ内のカーカスプライは、Ｘ線検査等で確認できる。

ワイヤーチェーファー形成工程では、製品タイヤのビード部に相当する生のタイヤケースの外側面に、ワイヤーを周方向に、例えば、タイヤ径方向に一定の間隔となるように複数回渦巻状に巻回することでワイヤーチェーファーが形成される。このとき、ワイヤーは、ビードコア内端付近からタイヤ径方向外側の領域に渦巻状に巻回する。

なお、これら以外の工程は、通常のタイヤ製造工程と同じ工程を経て生タイヤが完成され、加硫モールドで最終的な工程が終了する。

製品タイヤの形状に近い生のタイヤケースのカーカス外面に、ワイヤーを巻回することでワイヤーチェーファーを形成しており、モールドで加硫成型を行ってもタイヤ形状は殆ど変わらないため、ワイヤーの向き（角度）やピッチ等も変わることが無い。

これにより、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤを従来品と同様に効率的に製造できる。

以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ビード部の高い耐久性を確保できる、という優れた効果を有する。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、ビード部の高い耐久性を確保した空気入りタイヤを効率的に製造できる。

［第１の実施形態］
本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０（タイヤサイズ２９５／７５Ｒ２２．５）を図１にしたがって説明する。

図１に断面で示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、カーカスプライ１２のタイヤ幅方向両端部（図１では片方のみ図示）は、ビード部１８においてタイヤ軸方向に沿った断面形状が略６角形とされたビードコア１４の周りにタイヤ内側から外側へ向けて折り返されている。

カーカスプライ１２のボディープライ１２Ａ（一方のビードコア１４と他方のビードコア１４とを跨るカーカスプライ１２の本体部分）と折返部１２Ｂとに囲まれる区域内には、ビード部１８の高い剛性を保つと共に、サイド部１６が受ける繰り返し応力を円滑にビード部１８へ伝達するためのスティフナー２０が配設されている。このスティフナー２０は、タイヤ半径方向外方（矢印Ａ方向）へ向けて肉厚が漸減されている。

なお、ボディープライ１２Ａと折返部１２Ｂとの境界は、カーカスプライ１２のタイヤ径方向際内端１２Ｅ_Iである。

ビード部１８の内部では、カーカスプライ１２の折返部１２Ｂのビードコア１４側とは反対側に外側ワイヤーチェーファー２４が配置されている。

外側ワイヤーチェーファー２４は、１本（場合によっては数本）のスチールコードにゴムコーティングしたものがタイヤ周方向に螺旋状に巻回されて構成されている。

本実施形態の外側ワイヤーチェーファー２４は、折返部１２Ｂに沿うようにビードコア１４よりもタイヤ軸方向外側（図１の矢印ＯＵＴ方向側）に配置されているが、ビードコア１４よりもタイヤ軸方向内側（図１の矢印ＩＮ方向側）へは延設されていない。

また、ビード部１８のタイヤ外表面とリムフランジ２６との離反点ＳＰを通り、ボディープライ１２Ａに対して垂直に立てた垂線ＨＬ１を基準とし、外側ワイヤーチェーファー２４のタイヤ軸方向外側端部２４Ｅ_Oの位置は、カーカスプライ１２に沿ってタイヤ径方向外側へは２５mmまで、タイヤ径方向内側へは１０mmまでの領域内に配置されることが好ましい。本実施形態では、外側ワイヤーチェーファー２４のタイヤ軸方向外側端部２４Ｅ_Oは、垂線ＨＬ１からカーカスプライ１２に沿ってタイヤ径方向外側へＡmm（＜２５mm）の位置に配置されている。

離反点ＳＰは、空気入りタイヤ１０をＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定の標準リムに組み付け、最大負荷能力に対応する空気圧を充填したときに、無負荷状態でビード部１８の外周面がリムフランジ２６から離れる点である。

また、外側ワイヤーチェーファー２４のタイヤ軸方向内側端部Ｅ_Iの位置は、ビードコア１４の中心点を通り、かつビードベースに対して垂直に立てた垂線ＨＬ２を基準とし、カーカスプライ１２に沿ってタイヤ径方向内側へ１０mmまでの領域内に配置されることが好ましい。本実施形態では、外側ワイヤーチェーファー２４のタイヤ軸方向内側端部Ｅ_Iは、垂線ＨＬからカーカスプライ１２に沿ってタイヤ径方向内側へＢmm（＜１０mm）の位置に配置されている。

本実施形態の空気入りタイヤ１０は、以下の工程が通常のタイヤ製造工程と異なっている。

先ず、タイヤケース形成工程において、ビードコア１４の回りにカーカスプライ（生の）１２が折り返されている製品タイヤに近い形状とされた生のタイヤケースが形成され、その後、ワイヤーチェーファー形成工程では、製品タイヤのビード部に相当する生のタイヤケースの外側面に、ワイヤーを周方向に複数回渦巻状に巻回することで外側ワイヤーチェーファー２４が形成される。このとき、ワイヤーは、ビードコアからタイヤ径方向外側に渡った領域に渦巻状に巻回される。

なお、その他の工程は通常のタイヤ製造工程と同じでよい。
（作用）
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。

本実施形態の空気入りタイヤ１０の外側ワイヤーチェーファー２４は、上記のように形成され、ビードコア１４を折り返しておらず、また、ビードコア１４をタイヤ軸方向内側へ超えていないので、従来のようにタイヤ製造時にカーカスプライを折り返す際にワイヤーの向きが変わるという問題が起こらない。また、製品タイヤの形状に近い生のタイヤケースのカーカス外面に、ワイヤーを巻回することでワイヤーチェーファー２４を形成しており、モールドで加硫成型を行ってもタイヤ形状は殆ど変わらないため、ワイヤーの向き（角度）やピッチ等も変わることが無い。

したがって、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、タイヤ毎に外側ワイヤーチェーファー２４のワイヤーがばらつくことがなく、高い耐久性を有するビード部１８が実現できている。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図２に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、ビード部１８の更なる耐久性向上を図るため、カーカスプライ１２のボディープライ１２Ａの内周面に沿って内側ワイヤーチェーファー２８が配置されている。

この内側ワイヤーチェーファー２８も、外側ワイヤーチェーファー２４と同様に１本（場合によっては数本）のスチールコードにゴムコーティングしたものがタイヤ周方向に螺旋状に巻回されて構成されている。

ちなみに、本実施形態の内側ワイヤーチェーファー２８は、垂線ＨＬ１を基準とし、カーカスプライ１２に沿ってタイヤ径方向外側へは寸法Ｃまで、タイヤ径方向内側へは寸法Ｄまでの領域内に配置されている。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図３に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、第２の実施形態と同様にビード部１８の更なる耐久性向上を図るため、カーカスプライ１２のボディープライ１２Ａの外周面に沿って内側ワイヤーチェーファー２８が配置されている。

ちなみに、本実施形態の内側ワイヤーチェーファー２８は、垂線ＨＬ１を基準とし、カーカスプライ１２に沿ってタイヤ径方向外側へは寸法Ｃまで、タイヤ径方向内側へは寸法Ｄまでの領域内に配置されている。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために従来例のタイヤ１種、及び本発明の適用された実施例のタイヤ９種を用意し、真円度を計測すると共にドラム試験機により耐久試験を行った。
・ドラム試験の試験条件：２９５／７５Ｒ２２．５のタイヤを８．２５×２２．５のリムに装着し内圧７６０ｋＰａとした。荷重は２８００ｋｇ（２００％荷重）、速度は６０ｋｍ／ｈとした。

ドラム試験の評価は、ビード部が破壊されて走行不能となるまでの走行距離を計測し、従来例の走行距離を１００とする指数表示とした。指数の数値が大きいほどビード部の耐久性に優れていることを表している。
・真円度の測定方法：２９５／７５Ｒ２２５のタイヤを８．２５×２２．５のリムに装着し、内圧を７６０ｋＰａとした。これを軸に固定し周方向に回転させ、センター部の径方向の振れを測定した。評価は、その振れのPEEK TO PEEK値（周上のmax-minの差、単位：ｍｍ）の逆数を求め、従来例の該逆数を１００とする指数表示とした。指数の数値が大きいほどタイヤが真円に近いことを表している。
・従来例の空気入りタイヤ：図４に示すように、カーカスプライ１２と共にビードコア回りを折り返すワイヤーチェーファー３０が設けられている。ワイヤーチェーファーを構成するワイヤーのタイヤ径方向に対する角度は６５°である。また、各部の寸法は以下の表１内に記載した通りである。
・実施例１〜５：図１に示すように、外側ワイヤーチェーファー２４のみが設けられている。各部の寸法は以下の表１内に記載した通りである。
・実施例６、７：図２に示すように、外側ワイヤーチェーファー２４と、内側ワイヤーチェーファー２８が設けられている。なお、内側ワイヤーチェーファー２８はボディープライ１２Ａの内周面に設けられている。各部の寸法は以下の表１内に記載した通りである。
・実施例８、９：図３に示すように、外側ワイヤーチェーファー２４と、内側ワイヤーチェーファー２８が設けられている。なお、内側ワイヤーチェーファー２４はボディープライ１２Ａの外周面に設けられている。各部の寸法は以下の表１内に記載した通りである。

なお、寸法の数値の−は、基準に対する方向が異なる（図１参照）。

ビード部の耐久性、及び真円度の評価は以下の表１内に記載した通りである。

第１の実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の断面図である。 第２の実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の断面図である。 第３の実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の断面図である。 従来例に係る空気入りタイヤのビード部の断面図である。 ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向外側端部の位置（横軸）とビード部の耐久性（縦軸）との関係を示したグラフである。 ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向内側端部の位置（横軸）とビード部の耐久性（縦軸）との関係を示したグラフである。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ カーカスプライ
１４ ビードコア
１８ ビード部
２４ 外側ワイヤーチェーファー
２６ リムフランジ

Claims (4)

1. 端部がビードコアの周りに係止されて一対のビードコア間をトロイド状に延びるラジアル配列コードよりなるカーカスプライと、
   ワイヤーを前記カーカスプライに沿ってタイヤ周方向に巻回することで構成され、前記ビードコアよりもタイヤ軸方向外側に配置されると共に、前記ビードコアをタイヤ軸方向内側へ超えることのないワイヤーチェーファーと、
   を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. ビード部のタイヤ外表面とリムフランジとの離反点を通り、前記一方のビードコアと他方のビードコアとを跨る前記カーカスプライの本体部分に対して垂直に立てた垂線を基準としたときに、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向外側端部の位置は、前記基準から前記カーカスプライに沿ってタイヤ径方向外側へは２５mmまで、タイヤ径方向内側へは１０mmまでの領域内に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. ビードコアの中心点を通り、かつビードベースに対して垂直に立てた垂線を基準としたときに、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ軸方向内側端部の位置は、前記基準から前記カーカスプライに沿ってタイヤ径方向外側へは１５mmまで、タイヤ径方向内側へは１０mmまでの領域内に配置されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法であって、
   ビードコアの回りにカーカスプライが折り返されている生のタイヤケースを形成するタイヤケース形成工程と、
   製品タイヤのビード部に相当する前記生のタイヤケースの外側面に、ワイヤーを周方向に複数回巻回することでワイヤーチェーファーを形成するワイヤーチェーファー形成工程と、を備え、
   前記ワイヤーチェーファー形成工程では、前記ワイヤーをビードコアからタイヤ径方向外側に渡って巻回する、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

Images