JP2008221932A - ビードコア及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】必要幅を確保しつつ、従来よりもワイヤー本数を減少させることで、他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減が可能なビードコアを提供すること。
【解決手段】ワイヤー４０を複数列及び複数段に整列させて断面形状が六角形をなす円環状のビードコア１２において、ワイヤー４０を整列させて断面形状が台形状をなす円環状の外側台形部１２Ａと、ワイヤー４０を整列させて断面形状が台形状をなし、上面の幅が外側台形部１２Ａの下面の幅と実質的に同じ内側台形部１２Ｂとを有し、外側台形部１２Ａの下面の幅方向の中心と内側台形部１２Ｂの上面の幅方向の中心とが隣接するワイヤー４０間の距離Ｌの１／２だけずらして配置されることで、必要幅を確保しつつ、ワイヤー本数を減少させることで、他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減が図られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに用いられるビードコアにかかり、特に、ビードコアの必要幅を確保しつつ、ビードコアを構成するワイヤーの本数を少なくすることを可能とするビードコア及び、このビードコアを適用した空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤのビード部に断面形状が六角形のビードコア１００（所謂、六角ビードコア）が埋設されたものがある。このビードコア１００は、１本のワイヤー１０２を互いに隣接する同士で接触するように複数列及び複数段に整列して形成されており、剛性確保の面から断面形状が左右対称となるように設計されることが多い（図４参照）。

これに対して、特許文献１に開示される空気入りタイヤのビードコアは、ビードコアのタイヤ径方向最内側で且つタイヤ幅方向内側の角部に１本分ワイヤーを配置しない左右非対称形状とされている。この部位にワイヤーを１本分配置しないことにより、ビードコアとプライコードとの接触による故障がコストアップ及び他性能の悪化を招来することなく効果的に防止される。
特開２００５−８１１２号公報

ところで、一般的に、六角ビードコアは、カーカスコードと六角ビードコアとの間の距離と、カーカスの巻上げ時のスムーズな形状と、が確保される様に最大幅及び径方向最内側の面の幅が決定されている。このため、ビード部の断面形状の大きさを大きくする場合には、六角ビードコアの断面形状の大きさも追従して大きくする必要があり、六角ビードコアのワイヤー本数が必要本数（六角ビードコアに必要とされる剛性及び強度を満たすワイヤー本数）を大きく越えてしまう傾向にある。
このことから、六角ビードコアのワイヤー本数を減少させて六角ビードコアの軽量化及びコスト削減を図りたいが、六角ビードコアの最大幅を狭くすると、ビード部が全体的に細くなり、ビード部の剛性に起因する耐久性能等に悪影響を生じる虞があるため、六角ビードコアに必要とされる最大幅（ビードコアの必要幅）を確保しつつ、ワイヤー本数を減少させる必要がある。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、必要幅を確保しつつ、従来よりもワイヤー本数を減少させることで、他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減が可能なビードコア及び、このビードコアを用いた空気入りタイヤを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るビードコアは、１本のワイヤーを互いに隣接する同士で接触するように複数列及び複数段に整列させて断面形状が六角形をなす円環形状のビードコアにおいて、前記ワイヤーを複数列及び複数段に整列させて断面形状が台形をなす円環状の外側台形部と、前記外側台形部よりも径方向内側に配置され、前記ワイヤーを複数列及び複数段に整列させて断面形状が台形をなす円環状の内側台形部と、を備え、前記外側台形部の下面と前記内側台形部の上面とが互いに向き合い且つ、前記外側台形部の下面の中心と前記内側台形部の上面の中心とが隣接する前記ワイヤーの中心間の距離の１／２だけずれていることを特徴としている。

次に、請求項１に記載のビードコアの作用について説明する。
例えば、図４に示すように、最も長い１つのワイヤー列１０４の長さが最大幅をなす従来のビードコア１００から、最大幅をなすワイヤー列１０４を抜いて、該ワイヤー列１０４の両側のワイヤー列１０６同士を隣接するワイヤー１０２の中心間の距離の１／２だけずらして接触させることで、請求項１のビードコアと同形状のビードコアが得られる。
ここで、請求項１のビードコアの最大幅は、従来のビードコア１００の最大幅に対して、隣接するワイヤーの中心間の距離の１／２だけ少なくなるが、最大幅に対する割合がきわめて小さいため、このビードコアを用いた場合のビード部が全体的に細くなり過ぎず、他性能（例えば、耐久性能等）が犠牲にされることがない（即ち、ビードコアの必要幅が確保されている）。また、請求項１のビードコアは、従来のビードコア１００よりも、最大幅をなすワイヤー列１０４分のワイヤー本数が減少しているため、軽量化及びコストの削減が図られる。

また、請求項１のビードコアは、従来のビードコア１００から最大幅をなすワイヤー列１０４を抜いていることから、例えば、従来のビードコア１００のワイヤー列１０４以外のワイヤー列を抜いてワイヤー本数を減少させたビードコアよりも、多くのワイヤー本数を減少させられる。
従って、請求項１のビードコアは、必要幅を確保しつつ、従来よりもワイヤー本数を減少させることで、他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減を図ることができる。

本発明の請求項２に係る空気入りタイヤは、左右のビード部に埋設される請求項１に記載のビードコアと、一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへ延在する本体部と、端部分を一対のビードコア回りに折り返した折返部とを含んで構成されるカーカスと、前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向かって延び且つ、前記カーカスの本体部と折返部との間に配置されるスティフナーと前記カーカスの径方向外側に配置されるトレッドと、を備え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効果について説明する。
請求項２に記載の空気入りタイヤは、請求項１に記載されたビードコアを用いているため、他性能を犠牲にすることなく、空気入りタイヤの軽量化及びコスト削減が図られる。

本発明のビードコアは、必要幅を確保しつつ、従来よりもワイヤー本数を減少させることで、他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減を図ることができる。また、このビードコアを用いた空気入りタイヤは他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減が図られる。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明のビードコアを用いた空気入りタイヤの第１の実施形態を詳細に説明する。先ず、空気入りタイヤの全体構成について説明する。

図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、左右のビード部１８に埋設されるビードコア１２と、一方のビードコア１２から他方のビードコア１２へ延在する本体部１４Ａと端部分を一対のビードコア１２回りにタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返した折返部１４Ｂとを含んで構成される１枚のカーカス１４と、を備えている。

このカーカス１４は、カーカスコード（本実施形態ではスチール製）を複数本並べてゴム被覆して形成されている。カーカス１４の本体部１４Ａと折返部１４Ｂとの間には、ビードコア１２の径方向最外側の面（後述する外側台形部１２Ａの上面）側からタイヤ径方向外側へ向かって延びるスティフナー２０が配設されている。このスティフナー２０は、ビード部１８の剛性を確保するために、比較的硬度の高いゴムによって構成されている。

カーカス１４のタイヤ軸方向外側にはサイドウォール部２２を構成するサイドゴム層２４が形成されており、カーカス１４のタイヤ軸方向内側にはインナーライナー２６が設けられている。

また、カーカス１４のタイヤ径方向外側には、ベルト２８が配置されている。ベルト２８は、タイヤ赤道面ＣＬに対して比較的小さい角度を有するプライコードをゴム被覆した複数層（例えば、建設車両用タイヤの場合は３〜６層）のベルト層で構成されており、各ベルト層のプライコードが相互に交差するように設けられている。

ベルト２８の径方向外側には、路面と接地するトレッド３０が配設されている。なお、本実施形態ではトレッド３０に溝を設けていないが、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向の少なくとも一方に延びる溝が設けられてもよいものとする。

次に、ビードコア１２の構造について詳細に説明する。
図２に示すように、ビードコア１２は、ゴムコーティングされた１本のワイヤー（例えば、直径２．０ｍｍのスチールワイヤー）４０が複数回巻回され、積層されて構成されている。

具体的には、ワイヤー４０をタイヤ軸方向（矢印Ａ方向、及び反矢印Ａ方向）に互いに隣接する同士で接触するように隙間無く巻回して一段目の列を形成し、以後同様にして隙間無くタイヤ径方向外側（矢印Ｂ方向）に積み重ねて、最終的にビードコア１２の断面形状が略六角形となるようにしている。

このビードコア１２は、ワイヤー４０を複数列及び複数段に整列させて断面形状が台形をなす円環状の外側台形部１２Ａと、外側台形部１２Ａよりも径方向内側に位置するワイヤー４０を複数列及び複数段に整列させて断面形状が台形をなす円環状の内側台形部１２Ｂとを有している。この外側台形部１２Ａの下面（径方向最内側の面）の幅と内側台形部１２Ｂの上面（径方向最外側の面）の幅とが実質的に同じであり、外側台形部１２Ａの下面と内側台形部１２Ｂの上面とが互いに向き合い且つ、外側台形部１２Ａの下面の幅方向の中心と内側台形部の上面の幅方向の中心とが隣接するワイヤー４０の中心間の距離Ｌの１／２だけ外側台形部１２Ａの下面の幅方向（即ち、タイヤ軸方向）にずれて配設されている。

なお、本実施形態のビードコア１２は、外側台形部１２Ａの下面及び内側台形部１２Ｂの上面がタイヤ軸方向に対して平行とされている。これにより、本実施形態のビードコア１２の最大幅Ｗｍａｘ１は外側台形部１２Ａの下面をなすワイヤー列４０Ａ（又は、内側台形部１２Ｂの上面をなすワイヤー列４０Ｂ）のタイヤ軸方向の長さに距離Ｌの１／２を足したものとなる。

また、本実施形態のビードコア１２は、径方向最外側に配設されるワイヤー列４０Ｃ（外側台形部１２Ａの上面（径方向最外側の面））がワイヤー４０を１４本配列させることによって形成され、径方向最内側に配設されるワイヤー列４０Ｄ（内側台形部１２Ｂの下面（径方向最内側の面））が夫々ワイヤー４０を１１本配列させることによって形成され、外側台形部１２Ａの下面（ワイヤー列４０Ａ）及び内側台形部１２Ｂの上面（ワイヤー列４０Ｂ）がワイヤー４０を２１本配列させることによって形成され、且つ段数（タイヤ径方向外側に沿って計数したワイヤー４０の段数）が１９段に設定されている。即ち、本実施形態のビードコア１２のワイヤー本数は３１６本に設定されている。

なお、図２中の一点鎖線ＵＬは、外側台形部１２Ａの下面の幅方向の中心から上面に向かってこの下面に対して直角方向に延びる直線を示し、同図中の一点鎖線ＤＬは、内側台形部１２Ｂの上面の幅方向の中心から下面に向かってこの下面に対して直角方向に延びる直線を示しており、本実施形態では、一点鎖線ＵＬと一点鎖線ＤＬとが距離Ｌの１／２だけずれている。
また、ビードコア１２は、カーカスコードとビードコア１２との間の距離と、カーカス１４の巻上げ時のスムーズな形状とが確保される様に、最大幅Ｗｍａｘ１とタイヤ径方向最内側の面（内側台形部１２Ｂの下面）の幅とが決定されることが好ましい。さらに、ビードコア１２のタイヤ径方向最外側の面（外側台形部１２Ａの上面）の幅は、ビードコア１２の必要強度分とビードコア１２の安定形状（タイヤ径方向最外側の面の幅とタイヤ径方向最内側の面の幅との差がなるべく大きくならないようにする形状）とが得られるように最大幅Ｗｍａｘ１から積み上げることが好ましい。

（作用）
本発明のビードコア１２を用いた空気入りタイヤ１０の作用について説明する。
図４に示す従来の円環状のビードコア１００から、最大幅をなすワイヤー列１０４を抜いて、ワイヤー列１０４の両側のワイヤー列１０６同士を隣接するワイヤー１０２の中心間の距離の１／２だけずらして接触させることでビードコア１２を得ることができる。

ここで、ビードコア１００は図４に示すように、最大幅Ｗｍａｘ２がワイヤー１０２の２２本分の長さ、タイヤ径方向最外側の面の幅がワイヤー１０２の１４本分の長さ、タイヤ径方向最内側の面の幅がワイヤー１０２の１１本分の長さとされ、また段数が２０段とされている。なお、ビードコア１００のワイヤー本数は３３８本とされている。

これに対して、本発明のビードコア１００は、最大幅Ｗｍａｘ１がワイヤー４０の２１本分の長さと距離Ｌの１／２を足したものであり、タイヤ径方向最外側の面の幅がワイヤー４０の１４本分の長さ、タイヤ径方向最内側の辺がワイヤー４０の１１本分の長さとされている。また、前述したが段数は１９段、ワイヤー本数は３１６本とされている。

これらを比較して、ビードコア１２の最大幅Ｗｍａｘ１は、ビードコア１００の最大幅Ｗｍａｘ２に対して距離Ｌの１／２だけ少なくなるが、最大幅に対する割合がきわめて小さいため、ビード部１８がビードコア１００を用いた場合のビード部と比べて全体的に細くなり過ぎず、他性能（例えば、耐久性能等）が犠牲にされることがない（即ち、ビードコア１２の必要幅が確保されている）。

また、ビードコア１２は、ビードコア１００よりも、ワイヤー列１０４分のワイヤー本数（２２本）が減少しているため、軽量化及びコストの削減が図られる。
従って、ビードコア１２は、必要幅を確保しつつ、従来のビードコア１００よりもワイヤー本数を減少させることで、他性能を犠牲にすることなく、軽量化及びコスト削減を図ることができる。なお、ビードコア１２の軽量化及びコスト削減が図られたことにより、空気入りタイヤ１０の軽量化及びコスト削減が図られる。

また、ビードコア１２は、ビードコア１００からワイヤー列１０４を抜いていることから、ビードコア１００のワイヤー列１０４以外のワイヤー列を抜いたビードコアよりも、多くのワイヤー本数を減少させられる。

さらに、ビードコア１２のワイヤー４０の径とビードコア１００のワイヤー１０２の径とが同一であることから、ワイヤー種変更等によるコストの増加がない。
またさらに、ビードコア１２のタイヤ径方向最外側の面の幅と、ビードコア１００のタイヤ径方向最外側の面の幅とが同じことから、タイヤ径方向最外側の面側に配置されるスティフナー２０の形状を変更する必要が無く、また、スティフナー２０を製造するための新たな冶具を製作する必要もない。

また、新規のサイズを開発する場合においても、従来よりも設計自由度が向上する。

[その他の実施形態]
なお、本実施形態のビードコア１２では、外側台形部１２Ａの下面（又は、内側台形部１２Ｂの上面）が空気入りタイヤ１０のタイヤ軸方向に対して平行とする構成としたが、本発明はこの構成に限定される必要は無く、図３に示されるビードコア１２のように、外側台形部１２Ａの下面（又は、内側台形部１２Ｂの上面）がタイヤ軸方向に対して角度θで傾斜していてもよいものとする。なお、図３中では、外側台形部１２Ａの下面（又は、内側台形部１２Ｂの上面）が空気入りタイヤ１０のタイヤ軸方向（図３中で一点鎖線Ｘで示す）に対してθ＝５度で傾斜している。

第１の実施形態に係る空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。 図１の空気入りタイヤに適用されたビードコアの空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。 その他の実施形態に係る空気入りタイヤに適用されたビードコアの空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。 従来の空気入りタイヤに適用されたビードコアの空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。

符号の説明

１０ タイヤ（空気入りタイヤ）
１２ ビードコア
１２Ａ 外側台形部（外側台形部）
１２Ｂ 内側台形部（内側台形部）
１４ カーカス
１４Ａ 本体部
１４Ｂ 折返部
１８ ビード部
２０ スティフナー
３０ トレッド
４０ ワイヤー
Ｌ 距離
Ｗｍａｘ１ 最大幅
１００ ビードコア
１０２ ワイヤー
１０４ ワイヤー列
１０６ ワイヤー列
Ｗｍａｘ２ 最大幅
Ａ タイヤ軸方向
Ｂ タイヤ径方向外側

Claims (2)

1. １本のワイヤーを互いに隣接する同士で接触するように複数列及び複数段に整列させて断面形状が六角形をなす円環形状のビードコアにおいて、
   前記ワイヤーを複数列及び複数段に整列させて断面形状が台形をなす円環状の外側台形部と、
   前記外側台形部よりも径方向内側に配置され、前記ワイヤーを複数列及び複数段に整列させて断面形状が台形をなす円環状の内側台形部と、を備え、
   前記外側台形部の下面と前記内側台形部の上面とが互いに向き合い且つ、前記外側台形部の下面の中心と前記内側台形部の上面の中心とが隣接する前記ワイヤーの中心間の距離の１／２だけずれていることを特徴とするビードコア。
2. 左右のビード部に埋設される請求項１に記載のビードコアと、
   一方の前記ビードコアから他方の前記ビードコアへ延在する本体部と、端部分を一対のビードコア回りに折り返した折返部とを含んで構成されるカーカスと、
   前記ビードコアからタイヤ径方向外側へ向かって延び且つ、前記カーカスの本体部と折返部との間に配置されるスティフナーと、
   前記カーカスの径方向外側に配置されるトレッドと、
   を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
   
   
   
   
   

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