JP2014012469A - ケーブルビードおよびこれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】乗用車用空気入りタイヤおよび自動二輪車用空気入りタイヤのビードコアとして用いた場合、従来のタイヤよりもグリップ感、安定性および旋回性を向上させることができるケーブルビードおよびこれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】コアフィラメント２の両端を突き合わせて溶接して環状に形成されたコアと、該コアの周りに複数本のシースフィラメント３を螺旋状に巻き付けた少なくとも1層のシースと、を有するケーブルビード１である。ケーブルビード１と同一平面方向における剛性をＳｉ、ケーブルビード１の同一平面方向に直交する方向における剛性をＳｏ、としたとき、ＳｉとＳｏとが下記式（１）、
０．３０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．７０ （１）
で表される関係を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブルビードおよびこれを用いた空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、乗用車用空気入りタイヤおよび自動二輪車用空気入りタイヤのビードコアとして用いた場合、従来のタイヤよりもグリップ感、安定性および旋回性を向上させることができるケーブルビードおよびこれを用いた空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤにおいて、操縦安定性の向上を目的として、タイヤビード部の剛性を高めることが一般的に行われている。従来、例えば、ビード部に捩じりに対して高い剛性を発揮する、中心構造となるコアの周りに複数本のスチールフィラメントを巻き回してなるシース層を複数層配したビード、いわゆるケーブルビードを配設する構成等が採用されている。

ケーブルビードの改良に係る技術として、例えば、特許文献１では、コアフィラメントの材質、コアフィラメントの線径およびシースフィラメントの線径を所定のものとした、軽量かつ安価で、成形性の良いケーブルビードが提案されている。また、特許文献２では、安定性を維持しつつ、グリップ力、旋回性および応答性を向上させることができるケーブルビードの製造方法が提案されている。

特開２００６−４４６４３号公報 特開平７−６８６６２号公報

特許文献１は、コアフィラメントの径を小径化して、ケーブルビードの軽量化を図った技術であるが、一方、自動二輪車用空気入りタイヤのビードコアとしてケーブルビードを用いた場合、ケーブルビードのコアフィラメントの径は大きいほど、コーナリング時の安定性に優れていることが知られている。しかしながら、ケーブルビードのコアフィラメントの径を大きくすると、旋回性が低下してしまい、安定性と旋回性とを両立させることは困難であった。また、特許文献２に記載のケーブルビードであっても、どのような特性がグリップ力、旋回性および応答性といったフィーリング性能に寄与しているかについては、十分に検討されておらず、さらなる改善の余地を残していた。

そこで、本発明の目的は、乗用車用空気入りタイヤおよび自動二輪車用空気入りタイヤのビードコアとして用いた場合、従来のタイヤよりもグリップ感、安定性および旋回性を向上させることができるケーブルビードおよびこれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、ケーブルビードの、ケーブルビードと同一平面方向における剛性（面内剛性）をＳｉ、ケーブルビードの同一平面方向に直交する方向における剛性（面外剛性）をＳｏ、としたとき、面内剛性Ｓｉと面外剛性Ｓｏとが所定の関係を満足することで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のケーブルビードは、コアフィラメントの両端を突き合わせて溶接して環状に形成されたコアと、該コアの周りに複数本のシースフィラメントが螺旋状に巻き付けられてなるシースと、を備えたケーブルビードにおいて、
前記ケーブルビードと同一平面方向における力に対する剛性をＳｉ（ｍＮ／ｍｍ）、前記ケーブルビードの同一平面方向に直交する方向における力に対する剛性をＳｏ（ｍＮ／ｍｍ）、としたとき、前記Ｓｉと前記Ｓｏとが下記式（１）、
０．３０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．７０ （１）
で表される関係を満足することを特徴とするものである。

本発明のケーブルビードにおいては、前記コアフィラメントの線径をｄｃ（ｍｍ）、前記シースフィラメントの線径をｄｓ（ｍｍ）、としたとき、前記ｄｃと前記ｄｓとが、下記式（２）、
０．３０≦ｄｓ／ｄｃ≦１．００ （２）
で表される関係を満足することが好ましい。また、本発明のケーブルビードにおいては、前記コアのコイル径をＤｃ（ｍｍ）、前記コアに巻き付ける前における前記シースフィラメントのコイル径をＤｓ（ｍｍ）、としたとき、前記Ｄｃと前記Ｄｓとが、下記式（３）、
０．６０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦２．００ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。さらに、本発明のケーブルビードにおいては、前記コアへのシースフィラメントの巻き付け回数が７〜１０（回／周）であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部の両端部を連なる一対のサイドウォール部の内周にそれぞれ形成された一対のビード部を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ビード部に、上記本発明のケーブルビードが埋設されてなることを特徴とするものである。

本発明によれば、乗用車用空気入りタイヤおよび自動二輪車用空気入りタイヤのビードコアとして用いた場合、従来のタイヤよりもグリップ感、安定性および旋回性を向上させることができるケーブルビードおよびこれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係るケーブルビードの断面図である。 ケーブルビードの同一平面方向および同一平面方向に対して直交する方向を示す説明図である。 コアのコイル径とシースフィラメントのコイル径を説明するための説明図である。 本発明の空気入りタイヤの一好適な実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤのタイヤ幅方向片側断面図である。 本発明の他の好適な実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤのタイヤ幅方向片側断面図である。 ケーブルビードの面内剛性および面外剛性の測定方法の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一好適な実施の形態に係るケーブルビードの断面図である。本発明のケーブルビード１は、コアフィラメント２の両端を突き合わせて溶接して環状に形成されたコアと、コアの周りに複数本（図示例では７本）のシースフィラメント３を螺旋状に巻き付けたシースと、を備える。

図２は、ケーブルビードの同一平面方向および同一平面方向に対して直交する方向を示す説明図である。本発明のケーブルビード１は、ケーブルビード１と同一平面方向（図中の矢印Ａの方向）における剛性をＳｉ（面内剛性Ｓｉ）、ケーブルビード１の同一平面方向に直交する方向（図中の矢印Ｂの方向）における剛性をＳｏ（面外剛性Ｓｏ）、としたとき、面内剛性Ｓｉと面外剛性Ｓｏとが下記式（１）、
０．３０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．７０ （１）
で表される関係を満足する。上記式（１）であらわされる関係を満足するケーブルビードを、乗用車用空気入りタイヤまたは自動二輪車用空気リタイヤのビードコアとして用いることで、グリップ感、安定性および旋回性を向上させることができる。

すなわち、ケーブルビード１の面外剛性Ｓｏを、面内剛性Ｓｉの７０％以下とすることで、コーナリング時におけるタイヤの接地面積が大きくなり、グリップ感、旋回性および安定性を向上させることができる。また、上記式（１）で表される関係を満足すると、タイヤをリムに組み付ける際のリム組性も向上する。しかしながら、面外剛性Ｓｏが面内剛性Ｓｉの３０％未満になると、コーナリング時における剛性感、旋回性、応答性、安定性が低下してしまう。また、タイヤがリムから外れやすくなるおそれがある。好適には、
０．４０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．６０
より好適には、
０．４５≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．５５
である。

ケーブルビード１の面外剛性Ｓｏを変化させるには、コアフィラメント２およびシースフィラメント３の径を変化させたり、シースフィラメント３のコイル径を変化させたり、また、シースフィラメント３のコアに対する巻き付け回数を変化させることで調整することができる。面内剛性Ｓｉは、タイヤサイズや用途によって要求される値が異なるが、やはり、コアフィラメント２およびシースフィラメント３の径を変化させたり、シースフィラメント３のコイル径を変化させたり、また、シースフィラメント３のコアに対する巻き付け回数を変化させることで調整することができる。例えば、コアフィラメント２やシースフィラメント３の径が太径になれば、面内剛性Ｓｉおよび面外剛性Ｓｏともに大きくなるが、例えば、シースフィラメント３のコイル径を小さくすると、面外剛性Ｓｏのみが低下する。また、シースフィラメント３の巻き付け回数を増やすことで、面内剛性Ｓｉよりも面外剛性Ｓｏを大きくすることができ、コアフィラメント２とシースフィラメント３の径比を大きくすることで、面内剛性Ｓｉよりも面外剛性Ｓｏを大きくすることができる。

本発明のケーブルビード１においては、コアフィラメント２の線径をｄｃ、シースフィラメント３の線径をｄｓとしたとき、ｄｃとｄｓとが、下記式（２）
０．３０≦ｄｓ／ｄｃ≦１．００ （２）
であらわされる関係を満足することが好ましい。ｄｓ／ｄｃの値が０．３未満になると、コアに対してシースフィラメント３が巻き付けにくくなってしまう。その結果、シースフィラメント３の配列が乱れやすくなり、得られたケーブルビードを平面上においた時、コードの一部が浮き上がってしまう等のコード形状の悪化につながるおそれがある。一方、ｄｓ／ｄｃの値が１．０を超えると、タイヤ重量の増加につながる場合があるため、好ましくない。

また、本発明のケーブルビード１においては、環状に形成されたコアのコイル径をＤｃ、コアに巻き付ける前におけるシースフィラメント３のコイル径をＤｓ、としたとき、ＤｃとＤｓとが、下記式（３）、
０．６０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦２．００ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。Ｄｓ／Ｄｃを上記範囲とすることで、面内剛性Ｓｉおよび面外剛性Ｓｏが上記式（１）で表される関係を満足しつつ、ケーブルビードの成型性を良好に確保している。

図３に、コアのコイル径Ｄｃとシースフィラメント３のコイル径Ｄｓを説明するための説明図を示す。ケーブルビード１は、コアフィラメント２の両端を突き合わせて溶接して環状のコアを作製し、その後、例えば、図３に示すような供給リール４に巻回されることにより螺旋型付けされたシースフィラメント３を、コアに螺旋状に巻き付けることにより製造される。かかる例においては、環状に形成されたコアの径がコアのコイル径Ｄｃ、供給リール４に巻回されることにより螺旋型付けされたシースフィラメント３の巻き径がシースフィラメント３のコイル径Ｄｓとなる。

さらに、本発明のケーブルビードにおいては、環状のコアへのシースフィラメント３の巻き付け回数が７〜１０（回／周）であることが好ましい。シースフィラメント３の巻き付け回数が上記範囲から外れると、Ｓｏ／Ｓｉの値が上記式（１）で表される関係を満たさなくなってしまう場合があるためである。

本発明のケーブルビード１においては、面内剛性Ｓｉおよび面外剛性Ｓｏが上記式（１）で表される関係を満足することのみが重要であり、それ以外の構成については特に制限はない。例えば、図１に示すケーブルビードは、シースは単層であるが、本発明のケーブルビードにおいては、シースを複数層設けてもよい。なお、この場合、シースの層数は、適用されるタイヤのタイヤサイズや用途によって適宜決定すればよい。例えば、乗用車用空気入りタイヤや自動二輪車用空気入りタイヤに適用する場合は、軽量性との関係から、図１に示すようにシースは１層とすることが好ましい。

また、本発明のケーブルビード１においては、コアフィラメント２およびシースフィラメント３の線径についても特に制限はなく、好ましくは、上記式（２）で表される関係を満足するように選択すればよい。例えば、コアフィラメント２の線径については１．０〜２．０ｍｍ、シースフィラメント３の線径については１．０〜１．５ｍｍ程度とすればよい。また、コアに巻き付けるシースフィラメント３の本数は５〜８本程度が好ましい。なお、本発明のケーブルビード１において、シースを２層とする場合は、第２シースのシースフィラメント３の本数は、１０〜１６本程度とすればよい。

次に、本発明の空気入りタイヤについて説明する。
本発明の空気入りタイヤは、トレッド部の両端部に連なる一対のサイドウォール部の内周にそれぞれ形成された一対のビード部を備えた空気入りタイヤであり、ビード部に、本発明のケーブルビードが埋設されてなる。本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のケーブルビード１をビードコアとして用いるため、従来のケーブルビードを用いた空気入りタイヤよりも、コーナリング時におけるグリップ感、安定性および旋回性が向上している。本発明のケーブルビードは、特に、乗用車用空気入りタイヤや、自動二輪車用空気入りタイヤに好適である。

図４は、本発明の空気入りタイヤの一好適な実施の形態に係る乗用車用空気入りタイヤのタイヤ幅方向片側断面図である。図示する乗用車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１１およびサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に連なるトレッド部１３とを有している。また、ビード部１１間にトロイド状に延在して、これら各部を補強する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス１４と、カーカス１４のクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されるスチールコードを補強材として用いた少なくとも２層（図示例においては２層）のベルト層１５とを備えている。本実施の形態に係るタイヤ１０においては、ビード部１１に埋設されてなるビードコア１６として、上記本発明のケーブルビードが適用されている。

また、図５は、本発明の他の好適な実施の形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤのタイヤ幅方向片側断面図である。図示する自動二輪車用空気入りタイヤ２０は、左右一対のビード部２１およびサイドウォール部２２と、両サイドウォール部２２間に連なるトレッド部２３とを有している。また、ビード部２１間でトロイド状に延びる少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカス２４と、カーカス２４のクラウン部に配置された少なくとも１層（図示例では２層）からなるベルト２５とを備えている。やはり、本実施の形態に係るタイヤ２０においては、ビード部２１に埋設されてなるビードコア２６として、上記本発明のケーブルビードが適用されている。

本発明の空気入りタイヤは、ビードコアが上記本発明のケーブルビードからなるものであればよく、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質等については、特に制限されるものではなく、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。例えば、ベルト層の角度は、タイヤ周方向に対して例えば０〜７０°であり、また、ビードコア１６、２６のタイヤ半径方向外側にはビードフィラー（図示せず）を配置してもよい。さらに、トレッド部１３、２３の裏面には適宜トレッドパターンが形成され、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置されていてもよい。なお、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることが可能である。

以下、本発明を、実施例に基づき説明する。
下記表１〜３に示す構造のケーブルビードを作製し、得られたケーブルビードを用いた自動二輪車用空気入りタイヤ（タイヤサイズ：１２０/７０ＺＲ１７）を作製した。得られたタイヤを、排気量１０００ｃｃの自動二輪車の前輪に装着して、グリップ感、旋回性、安定性、剛性感および応答性の各項目についてテストライダーのフィーリングによる評価を行った。得られた結果は、従来例を１００とする指数にて表した。これらの結果を、下記の表１〜３中に併記する。

＜面内剛性Ｓｉおよび面外剛性Ｓｏの測定＞
面内剛性Ｓｉの測定は、インストロン社製の電気機械式万能試験機を用い、図６（ａ）に示すようにケーブルビード１のＡ点を固定し、Ａ点の対称の位置にあるＢ点を、ケーブルビード１の径方向外側に引っ張り、その時の力Ｆ１（ｍＮ）を変位（ｍｍ）で除して算出した。また、面外剛性Ｓｏの測定は、インストロン社製の電気機械式万能試験機を用い、図６（ｂ）に示すようにケーブルビード１を一対の支持体５で支持し、この一対の支持体５の中央部に力Ｆ２を加え、その時の力（ｍＮ）を変位（ｍｍ）で除して算出した。

上記表１〜３より、本発明のケーブルビードをビードコアに適用したタイヤは、剛性感や応答性を悪化させることなく、グリップ感、安定性および旋回性が向上していることがわかる。

１ ケーブルビード
２ コアフィラメント
３ シースフィラメント
４ 供給リール
５ 支持体
１０ 乗用車用空気入りタイヤ
１１ ビード部
１２ サイドウォール部
１３ トレッド部
１４ カーカス
１５ ベルト層
１６ ビードコア
２０ 自動二輪車用空気入りタイヤ
２１ ビード部
２２ サイドウォール部
２３ トレッド部
２４ カーカス
２５ ベルト層
２６ ビードコア

Claims (5)

1. コアフィラメントの両端を突き合わせて溶接して環状に形成されたコアと、該コアの周りに複数本のシースフィラメントが螺旋状に巻き付けられてなるシースと、を備えたケーブルビードにおいて、
   前記ケーブルビードと同一平面方向における力に対する剛性をＳｉ（ｍＮ／ｍｍ）、前記ケーブルビードの同一平面方向に直交する方向における力に対する剛性をＳｏ（ｍＮ／ｍｍ）、としたとき、前記Ｓｉと前記Ｓｏとが下記式（１）、
   ０．３０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．７０ （１）
   で表される関係を満足することを特徴とするケーブルビード。
2. 前記コアフィラメントの線径をｄｃ（ｍｍ）、前記シースフィラメントの線径をｄｓ（ｍｍ）、としたとき、前記ｄｃと前記ｄｓとが、下記式（２）、
   ０．３０≦ｄｓ／ｄｃ≦１．００ （２）
   で表される関係を満足する請求項１記載のケーブルビード。
3. 前記コアのコイル径をＤｃ（ｍｍ）、前記コアに巻き付ける前における前記シースフィラメントのコイル径をＤｓ（ｍｍ）、としたとき、前記Ｄｃと前記Ｄｓとが、下記式（３）、
   ０．６０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦２．００ （３）
   で表される関係を満足する請求項１または２記載のケーブルビード。
4. 前記コアへのシースフィラメントの巻き付け回数が７〜１０（回／周）である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のケーブルビード。
5. トレッド部の両端部に連なる一対のサイドウォール部の内周にそれぞれ形成された一対のビード部を備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ビード部に、請求項１〜４のうちいずれか一項記載のケーブルビードが埋設されてなることを特徴とする空気入りタイヤ。

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